高考化学一轮复习无机化工流程图问题.ppt

考纲导学,教材研读,考点突破,栏目索引,考纲导学,教材研读,考点突破,栏目索引,考纲导学,教材研读,考点突破,栏目索引,*,*,考纲导学,教材研读,考点突破,栏目索引,*,*,考纲导学,教材研读,考点突破,栏目索引,*,*,考纲导学,教材研读,考点突破,栏目索引,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高考化学一轮复习无机化工流程图问题,高考化学一轮复习无机化工流程图问题高考化学一轮复习无机化工流程图问题,考试要点,命题规律,备考策略,1.综合掌握元素化合物的性质。,2.将化学知识迁移到生产实际中解决,实际问题。,3.提取信息、分析问题,将新信息及已,有知识整合,并组织化学术语进行表,达。,无机化工流程图题是综合题,综合考,查元素化合物、基本概念和理论、实,验及探究等相关知识,综合考查学生,的化学实验及探究能力、分析和解决,(解答)化学问题的能力以及获取化学,信息的能力,突出对学生分析及综,合、类比及比较、判断和推理等思维,能力的要求。如2015年课标,27T;2,015年课标,28T;2015年山东理综,2,9T;2015年安徽理综,27T。,复习备考时注意挖掘题目中的有用信,息。熟练掌握基本概念、基本理论、,元素化合物知识以及及化学实验相关,的知识。,考纲导学,2,无机化工流程问题中涉及的基础知识,1.无机化工流程题的特点,无机化工流程题以真实的工业生产过程为背景,能够综合考查学生各方面,的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。,这类题常呈现的形式:流程图、表格、图像。,这类题常围绕以下几个知识点进行设问:,(1)反应速率及平衡理论的运用;,(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;,(3)通过控制pH除杂;,(4)化学反应的能量变化;,(5)实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;,教材研读,3,(6)流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;,(7)环境保护及绿色化学评价。,2.工业生产流程主线,规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。,核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。,3.工业流程常见的操作,工业流程题目在流程上一般分为三个过程:,原料处理分离提纯获得产品,(1)原料处理阶段。,粉碎:加快反应速率。,溶解:通常用酸溶,如稀硫酸、盐酸、浓硫酸等。,4,水浸:及水接触反应或溶解。,浸出:固体加水(或酸)溶解得到离子。,浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少。,灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些杂质在高温下氧化、分解。,(2)分离提纯阶段,调pH除杂,a.控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。,b.调节pH所需的物质一般应满足两点:能及H,+,反应,使溶液pH增大;不引入,新杂质。,例如:若要除去含Cu,2+,溶液中混有的Fe,3+,可加入CuO、Cu(OH),2,、Cu,2,(OH),2,CO,3,等物质来调节溶液的pH。,5,试剂除杂,加热:加快反应速率或促使平衡向某个方向移动。,如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的,控制。,降温:防止某物质在高温时溶解(或分解)或使化学平衡向着题目要求的,方向移动。,萃取,(3)获得产品阶段,洗涤(冷水、热水):洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中,的溶解损耗。,蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO,3,中的少量NaCl。,6,蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO,3,。,重结晶。,自测1,MgSO,4,7H,2,O在医药上常用作泻药,工业上可用氯碱工业中的一次,盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和,碳酸盐等成分。其主要工艺如下:,(1)用H,2,SO,4,调节溶液pH至12,H,2,SO,4,的作用是,。,7,(2)加NaClO溶液至pH=56并加热煮沸510分钟,沉淀2中主要含有MnO,2,和,另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式分别为,、,;其中NaClO溶液将MnSO,4,转化为MnO,2,的离子方程式为,。,(3)检验滤液中是否含有Fe,3+,的实验方法是,。,(4),“,操作X,”,是将溶液,、,、过滤洗涤,即得到,MgSO,4,7H,2,O晶体。,(5)准确称量制得的样品5 g,用200 mL水溶解,加入2 mol,L,-1,的盐酸5 mL,在,不断搅拌下滴加足量2 mol,L,-1,BaCl,2,溶液,充分反应后,得沉淀4.46 g,则样品,纯度为,。,8,答案,(1)溶解盐泥变成可溶性硫酸盐,除去Ca,2+,、Si,、C,(2)Fe(OH),3,Al(OH),3,Mn,2+,+ClO,-,+H,2,O,MnO,2,+Cl,-,+2H,+,(3)取少量滤液,加入KSCN溶液,观察溶液颜色,若显红色则有Fe,3+,若不显,红色则无Fe,3+,(4)蒸发浓缩冷却结晶,(5)98.4%,解析,(1)一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成,分,加入硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝、硫酸锰等可溶性硫酸盐,同时生成,硫酸钙和硅酸沉淀,以及二氧化碳气体;(2)根据流程可知,调节pH并加热,Al,3,+,和Fe,3+,发生水解反应,生成Al(OH),3,、Fe(OH),3,;(3)检验Fe,3+,常用KSCN溶液;,(5)4.46 g为BaSO,4,沉淀的质量,其物质的量为0.02 mol,由此求得MgSO,4,7H,2,O的物质的量为0.02 mol,所以,m,(MgSO,4,7H,2,O)=4.92 g,样品纯度为98.4%。,9,自测2,某氯化亚铁和氯化铁的混合物,现要测定其中铁元素的质量分数,按以下步骤进行实验:,.请根据上面流程,回答以下问题:,(1)操作所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有,、,(填仪器名称)。,(2)请写出加入溴水发生反应的离子方程式:,。,10,(3)将沉淀物加热,冷却至室温,用天平称量其质量为,b,1,g,再次加热并冷却至,室温称量其质量为,b,2,g,若,b,1,-,b,2,=0.3,则接下来还应进行的操作是,。若蒸发皿质量是,W,1,g,蒸发皿及加热后固体总,质量是,W,2,g,则样品中铁元素的质量分数是,。,.有同学提出,还可以采用以下方法来测定:,11,(1)溶解样品改用了硫酸,而不再用盐酸,原因是,。,(2)选择的还原剂是否能用铁,(填,“,是,”,或,“,否,”,),原因是,。,(3)若滴定用掉,c,mol/L KMnO,4,溶液,b,mL,则样品中铁元素的质量分数是,。,12,答案.(1)250 mL容量瓶胶头滴管,(2)2Fe,2+,+Br,2,2Fe,3+,+2Br,-,(3)再次加热冷却并称量,直至两次质量差小于0.1 g,100%,.(1)过量的盐酸对后面KMnO,4,溶液的滴定有干扰,(2)否如果用铁作还原剂,自身的氧化产物是Fe,2+,且会及过量的硫酸反应,生成Fe,2+,干扰铁元素质量分数的测定,(3),100%,13,解析.(1)根据流程图知操作是配制一定物质的量浓度的溶液,因此,还必须有250 mL容量瓶和胶头滴管。(2)加入溴水将Fe,2+,氧化为Fe,3+,。(3),b,1,-,b,2,=0.3,说明误差大,因此需再次加热冷却并称量,直至两次质量差小于0.1 g,氧化铁的质量为,W,2,g-,W,1,g,故样品中铁元素的质量分数为,100%。,.该方法的原理是用还原剂将Fe,3+,还原为Fe,2+,然后用KMnO,4,溶液滴定。若,用盐酸,则过量的盐酸被KMnO,4,氧化,使铁元素的质量分数偏大;不能用铁,作还原剂,否则使铁元素的质量分数偏大。由5Fe,2+,Mn,知样品中铁元素,质量为2.8,bc,g,则铁元素的质量分数为,100%。,14,考点工艺流程题的解题方法,1.通过学过的化学知识明确原料和产品(包括副产品)间的转化关系,即箭头,方向所代表的含义。,考点突破,15,2.依据流程图搞清流程中每一步发生了什么反应(可能发生的副反应),弄清,有关反应原理,发生的副反应会对产品有何影响、如何消除(除杂、分,离)。,3.由于该类试题多是及实际的工业生产相联系,有些问题就需要从生产成,本、物质的循环利用、环境污染等角度进行考虑。,4.注意审题技巧,化工生产流程图题中经常会出现一些表述性词语,这些表述性词语就是隐,含信息,可以暗示我们审题应考虑的角度。常见的有:,(1),“,控制较低温度,”,常考虑物质的挥发,物质的不稳定性和物质的转,化等。,(2),“,加过量试剂,”,常考虑反应完全或增大转化率、产率等。,16,(3),“,能否加其他物质,”,常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯,度。,(4),“,在空气中或在其他气体中,”,主要考虑O,2,、H,2,O、CO,2,或其他气体,是否参及反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。,(5),“,控制pH,”,常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。,(6),“,用某些有机试剂清洗,”,常考虑降低物质溶解度有利于析出、减,少损耗和提高利用率等。,典例1,(2015山东威海一模)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催,化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下图是工业上用,印刷电路的蚀刻液的废液(含Fe,3+,、Cu,2+,、Fe,2+,、Cl,-,)生产CuCl的流程:,17,按要求回答下列问题:,(1)滤液中主要含有的金属阳离子是,(填化学符号,下同);滤渣中,主要含有的物质是,;Y为,。,(2)检验Z过量的方法是,。,(3)写出滤渣生成二氧化硫的化学方程式:,。,18,(4)为得到纯净的CuCl晶体,可用下列,(填序号)进行洗涤。,a.纯净水b.乙醇c.稀硫酸d.氯化铜溶液,(5)生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是,。,(6)写出产生CuCl的离子方程式:,。,(7)氯化亚铜的定量分析:,称取样品0.25 g置于预先加入10 mL过量的FeCl,3,溶液的250 mL锥形瓶,中,不断摇动;待样品溶解后,加水50 mL和2滴指示剂;立即用0.10 mol,L,-1,硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点;重复三次,消耗硫酸铈溶液平均,体积为25.00 mL。,已知:CuCl的相对分子质量为99;CuCl+FeCl,3,CuCl,2,+FeCl,2,;Fe,2+,+Ce,4+,Fe,3+,+Ce,3+,。则CuCl的纯度为,。,19,答案,(1)Fe,2+,Fe、CuHCl,(2)取少量蚀刻液于试管中,滴加少量品红溶液,若品红褪色,证明Cl,2,过量,(3)Cu+2H,2,SO,4,(浓),CuSO,4,+SO,2,+2H,2,O,(4)b,(5)防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解,(6)SO,2,+2Cu,2+,+2Cl,-,+2H,2,O,2CuCl+S,+4H,+,(7)99%,20,解析向废液(含Fe,3+,、Cu,2+,、Fe,2+,、Cl,-,)中加入过量的铁粉,Fe,3+,及铁粉反,应转化为Fe,2+,Cu,2+,及铁反应生成铜,然后过滤,滤渣为过量的铁和生成的铜,将滤渣溶于盐酸,铜及盐酸不反应,过滤得到铜,滤液中加入Z发生氯气氧,化亚铁离子的反应,得到蚀刻液;铜及浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化,硫,铜及氯气反应生成氯化铜,硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚,铜。(3)滤渣生成二氧化硫的反应是铜和浓硫酸在加热条件下反应,化学,方程式为Cu+2H,2,SO,4,(浓),CuSO,4,+SO,2,+2H,2,O。(4)析出的CuCl晶体用,无水乙醇洗涤可减少CuCl的损失。(5)生产过程中调节溶液的pH不能过大,的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解。(6)依据得失电子守恒,可写出:CuCl,2,+CuSO,4,+SO,2,+2H,2,O,2CuCl+2H,2,SO,4,反应的离子方程式,为SO,2,+2Cu,2+,+2Cl,-,+2H,2,O,2CuCl+S,+4H,+,。,21,1-1,硼泥主要由MgO和SiO,2,组成,含有少量Fe,2,O,3,、FeO、Al,2,O,3,等杂质。用,硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:,已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:,氢氧化物,开始沉淀时的pH,完全沉淀时的pH,Mg(OH),2,9.3,10.8,Fe(OH),2,7.6,9.6,Fe(OH),3,2.7,3.7,Al(OH),3,3.7,4.7,22,(1)MgO的电子式为,。,(2)滤渣2的主要成分是,向滤渣2中继续加入过,量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为,。,(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为,。,(4)利用Mg(OH),2,及含SO,2,的烟气反应生成MgSO,4,可以使烟气脱硫,该反应,的化学方程式为,。,(5)若取,a,吨硼泥为原料,最后得到,b,吨Mg(OH),2,产品(假设生产过程中镁元素,无损失),则硼泥中MgO的质量分数为,(用含有,a,、,b,的,代数式表示)。,23,答案,(1)Mg,2+,2-,(2)Fe(OH),3,、Al(OH),3,Al(OH),3,+OH,-,Al,+2H,2,O,(3)Mg,2+,+2OH,-,Mg(OH),2,(4)2Mg(OH),2,+2SO,2,+O,2,2MgSO,4,+2H,2,O,(5),100%,解析,(1)MgO是离子化合物,电子式为Mg,2+,2-,。,(2)依据题意知,硼泥中含有MgO、SiO,2,、Fe,2,O,3,、FeO、Al,2,O,3,等,加入硫酸,后加热溶解、过滤得到的滤渣1为SiO,2,滤液1中含有Mg,2+,、Fe,3+,、Fe,2+,、Al,3,+,、H,+,等离子,加入H,2,O,2,可以把Fe,2+,氧化为Fe,3+,加入NaOH调节pH=6.0时,Fe,3+,和Al,3+,分别转化为Fe(OH),3,和Al(OH),3,沉淀,故过滤后得到的滤渣2的主要成,分是Fe(OH),3,、Al(OH),3,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,Al(OH),3,沉,淀溶解生成偏铝酸钠,反应的离子方程式为Al(OH),3,+OH,-,Al,+2H,2,O。,24,(3)滤液2中含有Mg,2+,加入NaOH调节溶液pH=12.0时,Mg,2+,及NaOH发生反,应生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为Mg,2+,+2OH,-,Mg(OH),2,。,(4)Mg(OH),2,及含SO,2,的烟气反应生成MgSO,4,的化学方程式为2Mg(OH),2,+2,SO,2,+O,2,2MgSO,4,+2H,2,O。,(5)依据Mg原子守恒知,n,(MgO)=,n,Mg(OH),2,则硼泥中MgO的质量分数为,40,a,100%=,100%。,25,1-2,某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO,3,、MnO,2,、FeCO,3,、MgO、SiO,2,、,Al,2,O,3,等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用,于从碳酸锰矿中提取金属锰,流程如下:,阴离子膜法电解装置如图所示:,26,(1)写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式:,。,(2)在浸出液里锰元素只以Mn,2+,的形式存在,且滤渣中也无MnO,2,请解释原,因,。,(3)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:,离子,Fe,3+,Al,3+,Fe,2+,Mn,2+,Mg,2+,开始沉淀的pH,2.7,3.7,7.6,7.8,9.3,完全沉淀的pH,3.7,4.7,9.6,9.8,10.8,27,加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣的成分是,滤液中含有的阳离子有H,+,和,。,(4)电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是,极。实,际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为,。,(5)该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn,2+,进入阳极区发生副反,应生成MnO,2,造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式:,。,答案,(1)MnCO,3,+2H,+,Mn,2+,+CO,2,+H,2,O,(2)MnO,2,在酸性条件下被Fe,2+,还原为Mn,2+,(3)Al(OH),3,、Fe(OH),3,Mn,2+,、Mg,2+,、N,(4)负 4OH,-,-4e,-,O,2,+2H,2,O,(5)Mn,2+,+2H,2,O-2e,-,MnO,2,+4H,+,28,解析,(2)溶液中Fe,2+,被MnO,2,氧化成Fe,3+,MnO,2,转化为Mn,2+,。(3)由题中信,息可知Fe,3+,、Al,3+,沉淀完全时的pH分别为3.7和4.7,pH=6时生成沉淀,Al(OH),3,和Fe(OH),3,。滤液中的阳离子为H,+,、Mn,2+,、Mg,2+,、N,。(4)电解时阴离子向阳极移动,故A电极为负极;阳极电极反应式为4OH,-,-4e,-,O,2,+,2H,2,O。(5)阳极发生氧化反应,电极反应式为Mn,2+,+2H,2,O-2e,-,MnO,2,+4H,+,。,29,谢谢,