高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)40 化學(xué)工藝流程考點(diǎn)過(guò)關(guān)-人教版高三化學(xué)試題

課時(shí)40化學(xué)工藝流程夯實(shí)基礎(chǔ)考點(diǎn)過(guò)關(guān)常見(jiàn)的化工術(shù)語(yǔ)【基礎(chǔ)梳理】關(guān)鍵詞釋義研磨、霧化將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦浸取向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等浸出率固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的過(guò)程水浸與水接觸反應(yīng)或溶解過(guò)濾固體與液體的分離滴定定量測(cè)定，可用于某種未知濃度物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的測(cè)定蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過(guò)剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度水洗用水洗去可溶性雜質(zhì)，類似的還有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質(zhì)離子等堿作用去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH、促進(jìn)水解(沉淀)常見(jiàn)的操作與答題常見(jiàn)的操作答題要考慮的角度加過(guò)量試劑使反應(yīng)完全進(jìn)行(或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率)等加氧化劑氧化某物質(zhì)，生成目標(biāo)產(chǎn)物或除去某些離子判斷能否加其他物質(zhì)要考慮是否引入雜質(zhì)(或影響產(chǎn)物的純度)等分離、提純過(guò)濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸餾等常規(guī)操作提高原子利用率綠色化學(xué)(經(jīng)濟(jì)性或環(huán)保性)在空氣中或在其他氣體中進(jìn)行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或能否達(dá)到隔絕空氣，防氧化、水解、潮解等目的判斷沉淀是否洗滌干凈取最后一次洗滌液少量，檢驗(yàn)其中是否還有某種離子存在等控制溶液的pH①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，抑制水解(或使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀);②“酸作用”還可除去氧化物(膜);③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等;④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)控制溫度(常用水浴、冰浴或油浴)①防止副反應(yīng)的發(fā)生;②使化學(xué)平衡移動(dòng)，控制化學(xué)反應(yīng)的方向;③控制固體的溶解與結(jié)晶(如趁熱過(guò)濾能防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出);④控制反應(yīng)速率;使催化劑達(dá)到最大活性;⑤升溫:促進(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā);⑥加熱煮沸:促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離;⑦趁熱過(guò)濾:減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量;⑧降溫:防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)，降溫(或減壓)可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求洗滌晶體①水洗:通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì);②“冰水洗滌”:能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且防止晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗;③用特定有機(jī)試劑清洗晶體:洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度、有利于析出，減少損耗等表面處理用水洗除去表面可溶性雜質(zhì)，金屬晶體可用機(jī)械法(打磨)或化學(xué)法除去表面氧化物、提高光潔度等微課1物質(zhì)制備的化學(xué)工藝流程的解題過(guò)程(1)審題:①閱讀題目的背景材料;②提供的原料、生產(chǎn)目標(biāo);③操作流程和條件;④提供的圖表或介質(zhì);⑤化工流程圖的類型;⑥重要操作和專業(yè)術(shù)語(yǔ)。(2)析題:①弄清原理，設(shè)問(wèn);②弄清各步驟的目的;③如何運(yùn)用條件;④問(wèn)題的突破口與隱含條件;⑤解題思路與方法。(3)答題:①?gòu)哪康暮头磻?yīng)原理切入;②從原料和產(chǎn)品切入;③從生產(chǎn)要求和條件切入;④從產(chǎn)品分離提純切入;⑤從綠色化工思想切入;⑥規(guī)范答題。無(wú)機(jī)化工流程題在背景材料上呈現(xiàn)新(或陌生)內(nèi)容。但本質(zhì)上還是落在雙基上，內(nèi)在要求或者核心知識(shí)考查不變。如運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)平衡和水解理論、物質(zhì)制備和分離的知識(shí)、晶體知識(shí)、綠色化學(xué)的觀點(diǎn)分析實(shí)際生產(chǎn)中的各種問(wèn)題，我們千萬(wàn)不能被新包裝所迷惑、所嚇倒。從題干中獲取有用信息，明確生產(chǎn)的目的。牢牢抓住一點(diǎn):一切反應(yīng)或操作的目的都是圍繞獲得高質(zhì)量、高產(chǎn)量的目標(biāo)產(chǎn)品;平時(shí)要重視基本的實(shí)驗(yàn)操作、陌生的氧化還原反應(yīng)方程式、離子方程式的書(shū)寫(xiě)訓(xùn)練?！镜湫屠}】鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含F(xiàn)e3+、Fe2+和Mn2+等離子。以鹵塊為原料可制得輕質(zhì)氧化鎂，工藝流程圖如下:已知:Fe2+的氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化為Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)表1和表2提供的資料，填寫(xiě)空白:表1生成氫氧化物沉淀的pH物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1表2化學(xué)試劑價(jià)格表試劑價(jià)格(元/噸)漂液(含NaClO，25.2%)450雙氧水(含H2O2，30%)2400燒堿(含98%NaOH)2100純堿(含99.5%Na2CO3)600(1)在步驟②中加入漂液而不是雙氧水的原因是。寫(xiě)出加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。(2)在步驟③中控制pH=9.8，其目的是。(3)沉淀物A的成分為，試劑Z應(yīng)該是。(4)在步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(5)若在實(shí)驗(yàn)室中完成步驟⑥，則沉淀物C必須在(填儀器名稱)中灼燒。[答案](1)漂液比H2O2的價(jià)格低得多2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O(2)使除Mg2+以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便過(guò)濾除去(3)Fe(OH)3、Mn(OH)2、Mg(OH)2純堿(4)MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑(5)坩堝[解析]:(1)漂液與H2O2都具有強(qiáng)氧化性，都能把亞鐵離子氧化成鐵離子。加入漂液不會(huì)引入新的雜質(zhì)，且漂液比H2O2的價(jià)格低得多。2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O。(2)通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH，使除Mg2+以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便過(guò)濾除去。(3)Fe3+和Mn2+完全以氫氧化物的形式存在于沉淀物A中，當(dāng)pH=9.6時(shí)，Mg(OH)2也開(kāi)始出現(xiàn)，所以沉淀物A中還含有少量的Mg(OH)2。③中濾液中主要含有鎂離子，把其轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，可以加入NaOH，也可以加入純堿，純堿的價(jià)格比較低，生產(chǎn)成本較低，所以在這里選用純堿。(4)在步驟⑤中，產(chǎn)物為Mg(OH)2，發(fā)生的反應(yīng)為MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。(5)灼燒固體物質(zhì)須在坩堝中進(jìn)行。碲(Te)為ⅥA族元素，是當(dāng)今高新技術(shù)新材料的主要成分之一。工業(yè)上可從電解精煉銅的陽(yáng)極泥中提取碲。(1)粗銅中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物，電解精煉后，陽(yáng)極泥中主要含有TeO2、少量金屬單質(zhì)及其他化合物。電解精煉粗銅時(shí)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為。(2)TeO2是兩性氧化物，微溶于水，可溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。從上述陽(yáng)極泥中提取碲的一種工藝流程如下:①“堿浸”時(shí)TeO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②“沉碲”時(shí)控制溶液的pH為4.55.0，生成TeO2沉淀。如果H2SO4過(guò)量，溶液酸度過(guò)大，將導(dǎo)致碲的沉淀不完全，原因是;防止局部酸度過(guò)大的操作方法是。③“酸溶”后，將SO2通入TeCl4溶液中進(jìn)行“還原”得到碲，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。[答案](1)Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+(2)①TeO2+2NaOHNa2TeO3+H2O②TeO2是兩性氧化物，H2SO4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致TeO2繼續(xù)與H2SO4反應(yīng)導(dǎo)致?lián)p失緩慢加入H2SO4，并不斷攪拌③TeCl4+2SO2+4H2OTe+4HCl+2H2SO4[解析]:(1)電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極材料，銅和金屬性比銅強(qiáng)的金屬鋅都會(huì)失去電子，生成對(duì)應(yīng)的離子，電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+。(2)①根據(jù)“TeO2是兩性氧化物”，仿照氧化鋁的性質(zhì)，可知“堿浸”時(shí)TeO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為T(mén)eO2+2NaOHNa2TeO3+H2O。②根據(jù)“TeO2是微溶于水，可溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿”可知，TeO2是兩性氧化物，H2SO4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致TeO2繼續(xù)與H2SO4反應(yīng)導(dǎo)致?lián)p失。防止局部酸度過(guò)大的操作方法是緩慢加入H2SO4，并不斷攪拌。③反應(yīng)物有SO2、TeCl4，產(chǎn)物有Te，酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，TeCl4溶液中進(jìn)行“還原”得到碲，化合價(jià)降低，SO2被氧化為SO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為T(mén)eCl4+2SO2+4H2OTe+4HCl+2H2SO4。將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏(CaSO4·2H2O)轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲(chǔ)熱材料，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護(hù)角度看都具有重要意義。以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖:(1)本工藝中所用的原料除CaSO4·2H2O、CaCO3、H2O外，還需要等原料。(2)寫(xiě)出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。(3)過(guò)濾Ⅰ操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液。檢驗(yàn)濾液中含有C的操作方法是。(4)若過(guò)濾Ⅰ的濾液中的Ca2+濃度低于1.0×10-5mol·L-1時(shí)可認(rèn)為被沉淀完全。若要使Ca2+沉淀完全，則濾液中C的物質(zhì)的量濃度不得低于。[已知:Ksp(CaCO3)=5.0×10-9](5)寫(xiě)出蒸氨過(guò)程中的化學(xué)方程式:。(6)氯化鈣結(jié)晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的無(wú)機(jī)儲(chǔ)熱材料，選擇的依據(jù)是(填字母)。a.熔點(diǎn)較低(29℃熔化)b.c.能制冷 d.無(wú)毒[答案](1)KCl、NH3(2)CaSO4+CCaCO3+S(3)用滴管取少量濾液于試管中，滴加鹽酸，若產(chǎn)生氣泡，證明濾液中含有C(4)5.0×10-4mol·L-1(5)CaO+2NH4Cl+5H2OCaCl2·6H2O+2NH3↑(6)ad[解析]:(1)從流程圖中可以看出還需要的原料是KCl、NH3。(2)CaSO4電離出來(lái)的Ca2+和碳酸銨電離出來(lái)的C結(jié)合生成CaCO3沉淀，促使平衡右移，CaSO4+CCaCO3+S。(3)檢驗(yàn)濾液中含有C用鹽酸，滴加鹽酸，若產(chǎn)生氣泡，證明濾液中含有C。(4)Ksp(CaCO3)=c(C)·c(Ca2+)=5.0×10-9，c(C)>5.0×10-4mol·L-1。(5)蒸氨中反應(yīng)物是CaO、NH4Cl、H2O，生成物是CaCl2·6H2O、NH3，根據(jù)質(zhì)量守恒定律寫(xiě)出:CaO+2NH4Cl+5H2OCaCl2·6H2O+2NH3↑。(6)無(wú)機(jī)儲(chǔ)熱材料，選擇的依據(jù)是熔點(diǎn)低、無(wú)毒。我國(guó)目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法。由于三氯氫硅氫還原法具有一定優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。其簡(jiǎn)化的工藝流程如下圖所示:(1)制備三氯氫硅的反應(yīng)為Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH=-210kJ·mol-1。伴隨的副反應(yīng)有:Si(s)+4HCl(g)SiCl4(g)+2H2(g)ΔH=-241kJ·mol-1。SiCl4在一定條件下與H2反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為SiHCl3，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH=。(2)由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)方程式為。該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是(至少寫(xiě)出兩種)。(3)由于SiH4具有易提純的特點(diǎn)，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。工業(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體氯化銨在液氨介質(zhì)中反應(yīng)得到硅烷，化學(xué)方程式是;整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水，否則反應(yīng)將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學(xué)方程式為;整個(gè)系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是。[答案](1)+31kJ·mol-1(2)SiHCl3+H2Si+3HClHCl、H2、SiHCl3、SiCl4等(3)Mg2Si+4NH4ClSiH4↑+2MgCl2+4NH3↑Mg2Si+4NH4Cl+3H2O2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑由于硅烷在空氣中易燃，濃度高時(shí)容易發(fā)生爆炸[解析]:(1)根據(jù)蓋斯定律第一個(gè)熱化學(xué)方程式減去第二個(gè)熱化學(xué)方程式得出ΔH=+31kJ·mol-1。(2)由題給信息可知，用氫氣還原SiHCl3，SiHCl3+H2Si+3HCl;該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是HCl、H2、SiHCl3、SiCl4等。(3)由題給信息，根據(jù)質(zhì)量守恒定律寫(xiě)出:Mg2Si+4NH4ClSiH4↑+2MgCl2+4NH3↑，Mg2Si+4NH4Cl+3H2O2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑;由于硅烷在空氣中易燃，濃度高時(shí)容易發(fā)生爆炸?；厥盏膹U舊鋅錳干電池經(jīng)過(guò)處理后得到錳粉[含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等]，由錳粉制取MnO2的步驟如下圖所示:根據(jù)上圖所示步驟并參考表格數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題。物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8(1)在加熱條件下用濃鹽酸浸取錳粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程方程式為。(2)酸浸時(shí)，浸出時(shí)間對(duì)錳浸出率的影響如下圖所示，工業(yè)采用的是浸取60min，其可能原因是。(3)錳粉經(jīng)濃鹽酸浸取，過(guò)濾Ⅰ除去不溶雜質(zhì)后，向?yàn)V液中加入足量H2O2溶液，其作用是。(4)過(guò)濾Ⅰ所得濾液經(jīng)氧化后，需加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為5.1，其目的是。(5)過(guò)濾Ⅱ所得濾液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9，使Mn2+氧化得到MnO2，反應(yīng)的離于方程式為。(6)工業(yè)上利用KOH和MnO2為原料制取KMnO4。主要生產(chǎn)過(guò)程分兩步進(jìn)行:第一步將MnO2和固體KOH粉碎，混合均勻，在空氣中加熱至熔化，并連續(xù)攪拌以制取K2MnO4;第二步為電解K2MnO4的濃溶液制取KMnO4。①第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②電解K2MnO4的濃溶液時(shí)，電解池中陰極的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為。[答案](1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)60min后，再延長(zhǎng)浸出時(shí)間，增加生產(chǎn)成本，而浸出率增加不明顯(3)將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+(4)使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，并防止Mn2+變成Mn(OH)2(5)Mn2++H2O2+2OH-MnO2↓+2H2O(6)①2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O②產(chǎn)生無(wú)色氣泡[解析]:(1)MnO2具有強(qiáng)氧化性，與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)依據(jù)圖像分析，60min時(shí)浸出率達(dá)到88%以上，延長(zhǎng)時(shí)間，浸出率增加不大，但時(shí)間增長(zhǎng)會(huì)增加成本，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益減少。(3)過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性，可將具有還原性的Fe2+氧化為Fe3+，易于轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。(4)由表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)溶液pH為5.1，在3.78.3之間，可使Fe3+完全沉淀，并防止Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn(OH)2沉淀。(5)過(guò)濾Ⅱ所得濾液中含有Mn2+，加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9，使Mn2+氧化得到MnO2，反應(yīng)的離子方程式為Mn2++H2O2+2OH-MnO2↓+2H2O。(6)①利用KOH和MnO2為原料制取KMnO4，第一步將MnO2和固體KOH粉碎，混合均勻，在空氣中加熱至熔化，并連續(xù)攪拌以制取K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。②第二步為電解K2MnO4的濃溶液制取KMnO4，溶液中錳酸根離子失電子被氧化為高錳酸根離子，是電解池中的陽(yáng)極反應(yīng)，陰極是在溶液中氫離子得到電子生成氫氣，所以陰極產(chǎn)生的現(xiàn)象是產(chǎn)生無(wú)色氣泡。用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)3·18H2O。工藝流程如下:(一定條件下，Mn可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2)已知:生成氫氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3開(kāi)始沉淀時(shí)3.46.32.7完全沉淀時(shí)5.29.73.2(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是