冲刺2019年高考化学复习专题11无机化工流程推断题的解法含解析2.doc
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1、第十一部分 无机化工流程推断题的解法无机化工工艺流程题是近年来流行的一种新题型,试题一般是物质分离或提纯为背景考查元素化合物知识和化学实验。 无机化工工艺流程题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。1.考察内容:无机化工推断题考查的内容主要是元素化合物知识、化学反应原理和化学实验知识。考试热点:利用化学方法除杂质、物质的分离提纯(过滤、蒸馏、结晶、萃取)、氧化还原反应、离子反应、简单的化学计算、反应热、化学平衡、原电池、沉淀溶解平衡。2.无机化工工艺流程推断题的考点加快反应速率;溶解浸出;煅烧
2、焙烧反应;反应条件控制。(2)分离提纯阶段的常见考点:调pH值除杂;除杂试剂选择;加热或降温原因;化学方程式书写(氧化还原反应、离子反应、复分解反应);产品过滤、洗涤、结晶、萃取。(3)获得产品阶段的常见考点:洗涤(冰水、热水、特殊试剂等) 蒸发、反应时的气体氛围(抑制水解) 蒸发浓缩、冷却结晶 蒸发结晶、趁热过滤 完整流程:结晶、过滤、洗涤、干燥 或结晶、过滤、洗涤、干燥、灼烧、冷却(4)其他常见考点:试剂作用、循环利用物质的判断;实验仪器辨识或作用分析;特殊操作原因分析;产率或纯度计算。 3.答题技巧:(1)浏览试题,了解题意:首先认真将题目从头到尾粗读一遍,初步了解大意。知道题目是要求分
3、离提纯、除去杂质、制备物质中的哪一种。其次,分析题目已知的信息有哪些?需要利用什么知识解决问题。(2)分析推理,理解过程: 原料与产品:从某原料出发,要得到最终产品,必须除去什么元素、引进什么元素?。步骤与目的:加入某种试剂,采取这样的方法,其目的是什么?一般只考虑后面提问有关的步骤,其他不必清楚。感觉与结果:有的步骤不能读懂,这时主要看这一步的结果,“跟着感觉走”、“顺藤摸瓜”,用已学过的知识来“圆”这个结果,“难得糊涂”。信息与迁移:所给信息一定有用,而且一定用到,有时还需分解、重组、迁移到本题中来。(3)步步为营,各个击破。大多数提问用所学知识,可逐步直接回答,但个别地方往往有悖所学知识
4、,这时就要考虑产物、环保、产量、成本 等等。 4.常见操作:浸出:固体加入水或酸溶解得到离子。酸浸:指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去溶解的过程。水洗:水洗通常是为了除去水溶性的杂质。用冰水洗去晶体表面的杂质离子,减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。用热水洗去晶体表面的杂质离子,提高纯度。调节酸和碱的作用:酸作用:溶解、去氧化物膜、调节pH促进水解(沉淀)。碱作用:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)。控制pH值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离。控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的p
5、H如下表所示: 若要除去Mn2溶液中含有的Fe2,应该怎样做?物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8结论:先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3,再调溶液的pH到3.7。5.高频问题及解法“浸出”步骤中,为提高某种金属氧化物的浸出率,可采取的措施有?答:适当提高反应温度、增加浸出时间,加入过量硫酸,边加硫酸边搅拌。 从溶液中过滤得到晶体,欲称重的操作?答:蒸发浓缩-冷却结晶(或蒸发结晶)、过滤(或趁热过滤)、洗涤、干燥、称重。如何检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(母液含SO42-)?答:取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀则说
6、明未洗涤干净,若无白色沉淀则说明洗涤干净。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作?答:取少量上层清液或过滤后的滤液,滴加几滴KSCN溶液,若不出现血红色,则表明Fe(OH)3 沉淀完全。沉淀洗涤操作方法?答:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。如何从MgCl26H2O中得到无水MgCl2?答:在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解。哪些物质可以循环利用与回收利用?答:循环利用是作为原料在前面投入了,却在后面的反应中生成的物质;回收利用是指有一定利用价值的副产品。CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值?答:为了不引入杂质,用含铜元
7、素且可以与H+反应的CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因:加CuO消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水解,生成Fe(OH)3沉淀析出。趁热过滤的原因?答:减少过滤时间、保持过滤温度,防止杂质析出。趁热过滤后,有时先往滤液中加入少量水,加热至沸,然后再冷却结晶?答:稀释溶液,防止降温过程中析出,提高产品的纯度(或产率)。【链接高考】1.2018-1-27. 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题: (1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:_。(2)利用烟道气中的SO2生产
8、Na2S2O5的工艺为:pH=4.1时,中为_溶液(写化学式)。工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是_。【解析】(1)由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制Na2S2O5 。所以,化学方程式为:2NaHSO3=Na2S2O5+H2O(2)SO2与Na2CO3反应生成Na2SO3和NaHSO3,pH=4.1时显酸性,故不可能是Na2SO3,是NaHSO3。由第一问可知,由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制Na2S2O5,工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。 2.2018-2-26. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(Z
9、nS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:相关金属离子c0(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如表中所示:回答下列问题:(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。(2)滤渣1的主要成分出SiO2外还有_;氧化除杂工序中ZnO的作用是_。若不通入氧气,其后果是_。(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为_。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为_;沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。【解析】(1)焙烧主要反应就是硫化锌与氧气反应,生成氧化锌和二氧化硫。焙烧过程中主要反应的化学方程式为:2ZnS
10、+3O2=2ZnO + 2SO2 (2)焙烧后的固体主要是几种氧化物,稀硫酸溶后不溶物是不溶于水的SiO2和PdSO4。滤渣1的主要成分出SiO2外还有PdSO4。过滤后的溶液中含有Cd2+、Fe2+、Fe3+,通过氧化将Fe2+转化为Fe3+,通过ZnO调整pH除去Fe3+,若不通入氧气,无法除去Fe2+。(3)用锌粉除去Cd2+,发生置换反应,所以方程式为:Zn + Cd2+ = Zn2+ Cd。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电极反应为:阳极:2H2O-4e- =O2+4H+;阴极:Zn 2+2e-= Zn。沉积锌后的电解液是硫酸,所以可以返回溶工序继续使用。3.2018-3-27.
11、KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(1)KIO3的化学名称是_。(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是_。“滤液”中的溶质主要是_。“调pH”中发生反应的化学方程式为:(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_,其迁移方向是_。与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。【解析】(2)由于 “酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl,氯气在水
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