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文檔簡介
1、高考化學工藝流程題解題模板及高考化學工藝流程題突破專題(答案均附后)一、高考化學工藝流程題解題模板(一)、原料預處理的各種方法1、粉碎或研磨:增大固液(或固氣或固固)接觸面積,加快反應(溶解)速率,增大原料的轉化率(或浸取率)。2、煅燒或灼燒:不易轉化的物質轉為容易提取的物質;其他礦轉化為氧化物;除去有機物;除去熱不穩定的雜質3、酸浸:溶解、去氧化物(膜)、調節 ph 促進水解(沉淀)4、堿溶:去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調節ph 促進水解(沉淀)例題 1【2015 全國卷】硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為mg 2b 2o5·h2o 和 fe3o4,還
2、有少量fe2o3、feo、cao、al 2o3 和 sio 2 等)為原料制備硼酸(h 3bo 3)的工藝流程如圖所鐵硼礦粉硫酸浸出過濾凈化除雜過濾蒸發濃縮冷卻結晶過濾粗硼酸浸渣浸渣回答下列問題:含鎂鹽母液( 1)寫出 mg 2b 2o5 ·h2o 與硫酸反應的化學方程式 。為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度濃度外,還可采取的措施有 (寫出兩條)【對點練習】1、步驟 i 前,鋰輝石要粉碎成細顆粒的目的是2 mgso 4· 7h2o 可用于造紙、紡織、瓷、油漆工業,也可在醫療上用作瀉鹽。某工業廢渣主要成分是mgco 3,另外還有caco3、sio2 等雜質。從此廢渣中回收mg
3、so 4·7h 2o 的工藝如下:第一不用硫酸浸出。( 1)“浸出”步驟中, 為提高鎂的浸出率, 可采取的措施有(要求寫出任意一條) 。(二)、調節溶液的 ph:1、目的:使溶液中的金屬陽離子形成氫氧化物完全沉淀下來而除去2、需要的物質:含主要陽離子的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽,即能與h +反應,是ph 增大的物質如用 mgo 、 mg ( oh) 2 等等。3、原理:加入的物質能與溶液中的h +反應,降低了的濃度,增大ph4、ph 控制的圍:大于除去離子的完全沉淀值,小于主要離子的開始沉淀的ph例題 2、碳酸鋰廣泛應用于瓷和醫藥等領域。以-鋰輝石(主要成分為li 2o·
4、; al 2o3 ·4sio 2)為原料制備li 2 co3 的工藝流程如下:2so4、已知:fe3 、al 3 、fe2 和 mg 2 以氫氧化物形式完全沉淀時,溶液的 ph 分別為 3.2、5.2、9.7 和 12.4;li lioh 和 li 2co 3 在 303 k 下的溶解度分別為34.2 g、12.7 g 和 1.3 g。4( 2)步驟 i 中,酸浸后得到酸性溶液中含有li、so2- ,另含有al 3 、fe3 、fe2 、mg 2 、ca2 、na 等雜質,需在攪拌下加入(填“石灰石”、 “氯化鈣”或“稀硫酸”)以調節溶液的ph 到 6.0 6.5,沉淀部分雜質離子,
5、然后分離得到浸出液。例題 3、稀土元素是周期表中b 族鈧、釔和鑭系元素之總稱。他們都是很活潑的金屬,性質極為相似,常見化合價為 3 價。其中釔 (y) 元素是激光和超導的重要材料。我國蘊藏著豐富的含釔礦石(y 2febe2si 2o10) ,工業上通過如下生產流程可獲得氧化釔。已知: 該流程中有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時的ph 見下表:開始沉淀時的ph完全沉淀時的ph離子fe32.73.7y 36.08.2( 3)為使 fe3沉淀完全,用氨水調節ph a 時, a 應控制在 圍,【對點練習】23、欲降低廢水中重金屬元素鉻的毒性,可以將cro2- 轉化為 cr(oh)沉淀除去。已知cr3的氫氧
6、化物開始沉淀733+2+的 ph和完全沉淀的ph 分別為 5.0 和 7.0 ,fe 的氫氧化物開始沉淀的ph 和完全沉淀的ph 分別為 2.7 和 3.7 ,fe的氫氧化物開始沉淀的ph 和完全沉淀的ph 分別為 7.6 和 9.6 。( 1)調節溶液ph 至,可使得到的金屬3+3+陽離子 fe 和 cr沉淀完全。4、鍶 (sr) 為第五周期a 族元素。高純六水氯化鍶晶體(srcl 2·6h2o)具有很高的經濟價值,61時晶體開始失去結晶水,100時失去全部結晶水。用工業碳酸鍶粉末( 含少量 ba、 fe 的化合物 ) 制備高純六水氯化鍶的過程如下圖。(3) 步驟中調節溶液ph至
7、8 一 1o,宜選用的試劑為 。a稀硫酸b 氫氧化鍶粉末c 氫氧化鈉d 氧化鍶粉末5、硫酸工業中廢渣的成分為sio 2、fe2o3、al 2o3、mgo 。某探究性學習小組的同學設計以下方案,進行硫酸渣中金屬元素的提取實驗。過量鹽酸固體a固體c固體e固體g硫酸渣充分反應溶液b試劑 x試劑 x過量co2調ph=3.7溶液d 調 ph=13溶液 f溶液h已知:陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的ph:沉fe淀物(oh)3al (oh) 3mg (oh) 2ph34512 2 4-5-3一水合氨電離常數kb=1.8 ×10,其飽和溶液中c(oh ) 約 為 1×10mol
8、3;l-1 。( 2)上述流程中兩次使用試劑x,推測試劑x 是(填以下字母編號)a水b氧化鋁c 氨水d氫氧化鈉(三)、除雜、實驗操作類( 1)、鹽溶液的分離提純方法:結晶法1、純物質溶液得到晶體:蒸發結晶(nacl 型);蒸發濃縮(至有晶膜出現為止),冷卻結晶( kno 3 型和含有結晶水的晶體)2、混合溶液(分離a 和 b):蒸發結晶,趁熱過濾(得nacl 型),將濾液冷卻結晶,過濾(得kno 3 型)3、由 fecl3、 alcl 3、cucl 2、mgcl 2 等溶液獲取對應晶體,采取的措施是:在干燥的hcl 氣氛中加熱蒸干模板:加熱濃縮冷卻結晶過濾洗滌干燥儀器:蒸發皿、玻璃棒、燒杯(
9、2)、沉淀洗滌1、沉淀洗滌的目的:除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。2、洗滌方法:向漏斗加蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流出后,重復操作2 3 次。3、誤差分析:若沉淀不洗滌或洗滌不干凈,則使沉淀的質量偏高 。若沉淀洗滌次數過多,則會使部分沉淀溶解而使其質量 偏低 。4、沉淀是否洗滌干凈的判斷方法答題模板取最后一次洗滌液,滴加(試劑),若沒有現象,證明沉淀已洗凈(三)、實驗操作答題模板取少量四待、測終液點于現試象管的中描,述滴:加(試劑,用量),若沒有現象,證明沒有;若出現現象,證明含有當滴入最后一滴×××標準溶液后,溶液變成×××
10、;色,且半分鐘內不恢復原來的顏色。例 4、鋰被譽為“金屬味精”,以licoo2 為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業上常以- 鋰輝礦 ( 主要成分為lialsi2o6,還含有feo、mgo、cao等雜質 ) 為原料來制取金屬鋰。其中一種工藝流程如下:li 2co3 在不同溫度下的溶解度如下表:溫度 / 010205075 100li 2co3 的溶解度 /g1 5391 4061 3291 1810 8660728請回答下列問題:(4) 反應生成li 2co3 沉淀, 寫出在實驗室中得到li 2co3 沉淀的操作名稱,洗滌所得li 2co3沉淀要使用( 選填“熱水”或“冷水” )
11、 ,你選擇的理由是 。【對點練習】6、以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉,工藝流程如下:氯化鈉硫酸銨混合蒸發溶解濃縮趁熱na2so 4過濾濾液冷卻過濾結晶濾液nh 4cl洗滌干燥nh 4cl 產品氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如上圖所示。回答下列問題:( 2)實驗室進行蒸發濃縮用到的主要儀器有、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。( 4)不用其它試劑,檢查nh 4cl 產品是否純凈的方法及操作是。7 mgso 4· 7h2o可用于造紙、紡織、瓷、油漆工業,也可在醫療上用作瀉鹽。某工業廢渣主要成分是mgco 3,另外還有caco3、sio 2 等雜質。從此廢渣中回收mgso 4
12、83;7h 2o 的工藝如下:稀硫廢渣浸出過濾濾 液 濾渣a加熱操作i濾渣b濾液mgso4·7h2o過濾 、洗滌操作 ii已知 caso4 和 mgso 4 的溶解度( s)隨溫度( t)變化曲線如右圖所示,試回答下列問題:( 3)操作 i 的名稱是,操作 ii 的名稱是。( 4)操作i 和操作ii 都需要用到玻璃棒,操作i 中玻璃棒的主要作用是, 操 作ii中 玻 璃 棒 的 主 要 作 用是。8、鎳電池電極材料由ni(oh) 2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電材料對環境有危害,某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究,設計實驗流程如下:2 易溶于水, fe已知
13、: nicl3 不能氧化ni 2 。已知實驗溫度時的溶解度:nic 2o4 nic 2o4· h2o nic 2o4·2h 2o某溫度下一些金屬氫氧化物的ksp 及沉淀析出的ph 如下表所示:m(oh)nksp開 始 沉 淀沉 淀 完 全 時時 ph的 ph23al(oh) 31.9× 103.44.23fe(oh)3.8× 10 382.52.914ni(oh) 21.6× 107.69.8(3) 檢驗電解濾液時陽極產生的氣體的方是:。(5) 如何洗滌和檢驗ni(oh) 3 是否洗 滌干凈?。9、取 20.00ml 富碘鹵水放入(填儀器名稱)
14、中,將0.1 mol ·l1 的酸性高錳酸鉀溶液裝入滴定管中,達到滴定終點的標志是。10、(1) “除雜”操作是加入適量過氧化氫,用氨水調節溶液的ph 約為 8.0 ,以除去硫酸銨溶液中的少量fe2。檢驗 fe2是否除盡的實驗操作是 。(四)、濾液和濾渣的成分判斷熟記常見難溶于水微溶于水的物質鹽酸鹽: agcl、 hgcl 、cucl;硫酸鹽: baso 4、pbso 4、caso 4、ag 2so4。碳酸鹽、亞硫酸鹽:除k 、na 、nh 4+外均難溶;氫氧化物:除koh 、 naoh 、ba(oh) 2、nh 3.h 2o 外均難溶。例題 5、難溶性雜鹵石(k 2so4·
15、;mgso 4·2caso4·2h 2o)屬于 “呆礦 ”,在水中存在如下平衡為能充分利用鉀資源,用飽和ca(oh ) 2 溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀,工藝流程如下:( 1)濾渣主要成分有和以及未溶雜鹵石。例題 6、某工廠生產硼砂過程中產生的固體廢料,主要含有mgco3、mgsio3、 camg(co3) 2、al 2o3 和 fe2o3 等,回收其中鎂的工藝流程如下:沉淀物fe(oh)3al(oh) 3mg(oh)2完全沉淀ph3 45 212 4( 2)濾渣 i 的主要成分有。【對點練習】11、高鐵酸鉀廣泛應用于凈水、電池工業等領域。工業上以鈦白粉生產的副產品feso4
16、制備高鐵酸鉀的生產流程如下:h2so4naohkohfeso4溶液氧化ih 2o2氧化ii試劑a過濾反應濾渣 b操作ik 2feo4查資料得知k 2feo4 的一些性質:在堿性環境中穩定,在中性和酸性條件下不穩定溶解度很大,難溶于無水乙醇等有機溶劑具有強氧化性,能氧化有機烴、苯胺和80%以下乙醇溶液( 2)過濾操作中,得到的濾渣b 中 除 nacl 還有,則氧化中,試劑a 為(填“ h2o2”或“ hno 3”或“ naclo ” );12、工業上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為fe2o3 、feo、sio2 等)為原料制備高檔顏料鐵紅(fe2o3 ),具體生產流程如下:試回答下列問題:( 1)濾液
17、 x 中含有的金屬陽離子是(填離子符號) 。13、是一種重要的化工原料。某研究性學習小組設計了利用菱鎂礦石( 主耍成分是,并含有雜質)制取的實驗,流程如下:(1)第步研磨的目的是 所得濾液主要含 , 等溶質。(五)溫度的控制1、加熱: 加快反應速率或溶解速率;促進平衡向吸熱方向移動;除雜, 除去熱不穩定的雜質,如 nahco 3 、ca(hco 3)2、kmno 4、 i2、nh 4cl 等物質;使沸點相對較低或易升華的原料氣化。2、降溫:防止某物質在高溫時會溶解(或分解 ) ;使化學平衡向著題目要求的方向移動(放熱方向);使某個沸點較高的產物液化,使其與其他物質分離;降低晶體的溶解度,減少損
18、失。3、控溫:(用水浴帶溫度計便于控溫且受熱均勻)防止某種物質溫度過高時會分解或揮發;為了使某物質達到沸點揮發出來;使催化劑的活性達到最好;防止副反應的發生。4、降溫或減壓可以減少能源成本,降低對設備的要求,達到綠色化學的要求。例 7、醫用氯化鈣可用于補鈣、抗過敏和消炎等,以工業碳酸鈣(含少量na+、al 3+、 fe3+等雜質)生產醫用二水合氯化鈣工藝流程為:( 5)為什么蒸發結晶要保持在160:。例 8、實驗室用硫酸廠燒渣(主要成分為fe2o3 及少量 fes、sio 2 等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬 (feso4· 7h 2o),過程如下:(5) 在中,將溶液z 控
19、制到 70 80 的方法是 【對點練習】;為什么需要控制溫度到70 80 。14、空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴 ”的最主要方法之一。其工藝流程如下:海水提取粗鹽 冷凝液溴 分離苦鹵硫酸酸化氯氣氯化蒸氣 蒸餾含 br2 的海水溴水混合物空氣吹出含 br 2 的空氣so2 吸收吸收液 氯化( 1 )溴在元素周期表中位于 周期,粗溴水 族( 2 )步驟中用硫酸酸化可提高cl 2 的利用率,其原因是 ( 3 )步驟的離子方程式: ( 4 )步驟的蒸餾過程中,溴出口溫度要控制在80-900c溫度過高或過低都不利于生產,請解釋原因: 如何控制溫度。( 5)步驟中溴氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,可利用
20、它們的相對密度相差很大的特點進行分離分離儀器的名稱是 ,分離時液溴從分離器的 (填“上口”或“下口”)排出( 6 )不直接用含溴的海水進行蒸餾得到液溴,而要經過“空氣吹出、so2 吸收、氧化”的原因是 (六)氧化還原反應和反應方程式的相關信息1、選擇合適的氧化劑:不引入新的雜質,無污染等等2、離子方程式的書寫3、氧化還原反應方程式的書寫思路 :(1) 、判斷出氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物( 2)三步配平法配平根據化合價升降法配平這四種物質根據電荷守恒補充h+ 和 oh-, 并配平根據原子個數左右相等配平并配上h 2o例題 9、硫鐵礦燒渣是一種重要的化學化工產業中間產物, 主要成分是fe3
21、o4 、fe2o3、feo 和二氧化硅等。下面是以硫鐵礦燒渣制備高效凈水劑聚合硫酸鐵fe2(oh) n(so4)3-n/2 m 流程圖:稀 h 2so4廢鐵皮濾硫鐵酸溶礦燒200300水操作反應操作濾濾fe2(oh) n(so4)3-n/稀 h2so4/h 2o2feso4?7h2操作( 2)“酸溶”過程中fe3o4 溶解的化學反應方程式:。2+2+3+( 5)加入適量h2o2 的目的是氧化fe ,寫出 h2o2 氧化 fe 為 fe 的離子方程式。【對點練習】15、鐵氧體可用于隱形飛機上吸收雷達波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下:( 1)酸浸時,二氧化錳被雙氧水還原
22、的化學方程式為 。( 2)活性鐵粉除汞時,鐵粉的作用是 (填“氧化劑”或“還原劑”或“吸附劑”)。16、高鐵酸鉀廣泛應用于凈水、電池工業等領域。工業上以鈦白粉生產的副產品feso4 制備高鐵酸鉀的生產流程如下:h2so4feso4溶液氧化ih 2o2naoh氧化ii試劑a過濾濾渣 bkoh反應操作ik 2feo4查資料得知k2feo4 的一些性質:在堿性環境中穩定,在中性和酸性條件下不穩定溶解度很大,難溶于無水乙醇等有機溶劑具有強氧化性,能氧化有機烴、苯胺和80%以下乙醇溶液回答下列問題:( 1)寫出“氧化i”中,生成fe3+的離子反應方程式( 2)氧化中,試劑a 為(填“ h2o2”或“ h
23、no 3”或“ naclo ” );( 4)凈水時高鐵酸鉀能逐漸與水反應生成絮狀的fe(oh) 3,請補充并配平該反應方程式k 2 feo4 +h2o =fe(oh) 3+koh +17、鎳電池電極材料由ni(oh) 2、碳粉、 氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環境有危害,某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究,設計實驗流程如下:3。2已知: nicl 2 易溶于水, fe不能氧化ni已知實驗溫度時的溶解度:nic2o4 nic2o4·h2o nic2o4·2h2o某溫度下一些金屬氫氧化物的ksp 及沉淀析出的ph 如下表所示:開 始 沉 淀沉 淀 完
24、 全 時m(oh)nksp時 ph的 ph 23al(oh) 31.9 ×103.44.2fe(oh) 33.8 ×10 382.52.92ni(oh)1.6 ×10 147.69.8(2)寫出加入 na2c2o4 溶液的反應的化學方程式:。(4)寫出“氧化”反應的離子方程式:。(七)、相關計算與 ksp、平衡常數相關的計算(計算ph、計算離子濃度)例 10、有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過程中會發生:已知 298k 時, ksp(caco 3)=2.80 ×10 9, ksp(caso4)=4.90 × 105,求此溫度下該反應的平衡常數
25、k(計算結果保留三位有效數字)。2-2+2+2+一 5一 12+例題 11、某濾液含so4和 sr 、ba 若濾液中ba濃度為 1× 10mol ·l,依據下表數據可以推算濾液中sr物質的量濃度為 。srso4baso4sr(oh) 2ksp3.3 × 10 71.1× 10 103.2× 10 4原電池和電解工業中的電極反應方程式書寫(見電化學專題) 平衡原理的應用(見平衡移動原理專題)高考化學工藝流程題解題模板答案例 1、 (1)mg 2b 2o5 .h 2o+2h 2 so 4 = 2h 3bo 3+2mgso 4提高反應溫度、減小鐵硼礦
26、粉粒直徑【對點練習】1、增加接觸面積使反應充分,同時加快反應速率2、適當提高反應溫度,同時不斷攪拌,增加浸出時間; 例題 2 石灰石例題 3 3.7 <a<6.0【對點練習】3、7.0<ph<7.64、b d5、d例題 4 、過濾熱水li 2 co 3 在較高溫度下溶解度小,用熱水洗滌可減少li 2co 3 的損耗【對點練習】6、蒸發皿;加熱法取少量氯化銨產品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產品純凈;7、趁熱過濾;蒸發濃縮、冷卻結晶;引流;攪拌;8、( 3)用濕潤的淀粉ki 試紙檢驗,試紙變藍色。( 5 )先往濾液里加硝酸調ph 成酸性,再加入硝酸銀溶液
27、,若無白色沉淀生成,說明沉淀已經洗滌干凈。就還有氯離子向漏斗中加蒸餾水至浸沒固體,待其自然流干后重復23 次9 、錐形瓶;滴入最后1 滴高錳酸鉀溶液,溶液恰好由無色變成淺紫色且半分鐘不褪色,說明達到滴定終點10 、取樣,加適量h 2o2 溶液,振蕩,滴加kscn 溶液,若無明顯現象,說明fe2+已除盡例題 6fe( oh ) 3、al (oh) 3;11 、naclona 2so 412 、fe 2+ 、fe 3+13、使溶解充分并加快溶解速率;mgso4;mnso4例題 7 、蒸發結晶要保持在160 0 c, 是因為溫度過高cacl 2· h2 o會失去結晶水例題 8、將溶液z 控
28、制到70 80 的目的為促進的水解,加熱有利于水解的進行,促進fe 3+ 的水解,故答案為:升高溫度促進fe 3+ 的水解。14 、( 1 )四, viia( 2)酸化可以抑制cl 2、br 2 與水反應( 3) br 2+so 2+2h 2o=4h +so 42 +2br ( 4)溫度過高,大量水蒸氣隨之排出,溴氣中水分增加;溫度過低,溴不能完全蒸出,產率低;水浴加熱( 5)因液溴與溴水不相溶,用分液漏斗分離,液溴在下層,從下口放出;故答案為:分液漏斗;下口( 6)海水中溴離子的含量較少,在海水提取溴之前,必須進行海水濃縮,:“空氣吹出、 so 2 吸收、氯化”的過程實際上是一個br2 的濃
29、縮過程, 與直接蒸餾含br 2 海水相比效率更高,消耗能源少, 成本降低;故答案為: 氧化后的海水雖然含有溴單質,但濃度低,如果直接蒸餾原料,產品成本高,“空氣吹出、so 2 吸收、氧化” 的過程實際上是一個br 2 的濃縮過程;例題 9( 2 )fe 3o 4+4h 2so 4=feso 4 +fe 2(so 4 )3+4h 2o( 5 )2fe 2+ +h 2 o2 +2h + =2fe 3+ +2h 2 o15 、( 1 ) mno 2+h 2o 2 +h 2 so4 = mnso4 +o 2 +2h2o( 2 )還原劑16 、( 1 ) h 2o 2 +2h + +2fe 2+ =2f
30、e 3+ +2h 2o ( 3 分,配平錯扣1 分)( 2 )naclo410483o 2 17 、( 2 ) nicl 2 + na 2c2o 4 + 2h 2o = nic2o 4·2h 2 o + 2nacl;( 4 )2ni(oh)2 + 2oh- + cl 2 = 2ni(oh)3+ 2cl例題 10此溫度下該反應的平衡常數為1.75 ×104 -例題 11 c(sr 2+ ) 3.3 × 10 7÷ 1.1 × 10 5 mol/l =3.0 × 10 2mol/l 。二、 高考化學工藝流程題突破專題(一)、化學工藝流程題
31、解決的問題主要有以下幾個方面:1. 將原料轉化為產品的生產原理問題;2. 除雜、分離和提純產品等問題;3. 提高產量和效率問題;4. 節能減排,“綠色化學 ”,循環利用等生產問題;5. 生產設備、流程和生產成本等工藝問題。因此, 答題時,不要力求把生產流程圖中的每個細節都弄清楚,只要把握住主要的考查方向,理清每個環節的目的和結果,再根據題中的具體設問,結合題中提取的信息和頭腦中原有的知識和技能,進行針對性作答 即可,切不可拘泥于流程圖中的每個細節,把時間和精力過多用于流程分析,使解題誤入歧途。(二)、核心知識點突破不同的學生在完成工藝流程題時遇到的難點是不同的,通過學生易錯題的分析,針對性的做
32、了一下的核心知識點的突破教學。、鹽溶液的分離提純方法:結晶法結晶法有蒸發結晶和冷卻結晶兩種方法,大多數同學通過一輪的復習已經明白純物質溶液要得到晶體的方法,難點在于混合溶液得到晶體的操作。( 1)純物質溶液得到晶體:蒸發結晶( nacl 型:溶解度隨溫度變化小的物質)蒸發濃縮(至有晶膜出現為止) ,冷卻結晶( kno 3 型:溶解度隨溫度變化大的物質和含有結晶水的晶體)( 2)混合溶液(分離a 和 b):要得到溶解度受溫度變化小的溶質:蒸發結晶,趁熱過濾要得到溶解度受溫度變化大的物質和含有結晶水的晶體:蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾、預處理的各種方法工藝流程中的預處理分析進行分類,并形成一定的答題模
33、板。( 1)粉碎或研磨:增大固液(或固氣或固固)接觸面積,加快反應(溶解)速率,增大原料的轉化率(或浸取率) 。( 2)煅燒或灼燒:不易轉化的物質轉為容易提取的物質;其他礦轉化為氧化物;除去有機物;除去熱不穩定的雜質( 3)酸浸:溶解、去氧化物(膜)、調節 ph 促進水解(沉淀)( 4)堿溶:去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調節ph 促進水解(沉淀) 、平衡原理的應用在工藝流程中經常會涉及化學反應平衡,沉淀溶解平衡,沉淀的轉化,離子的水解平衡練習 2工業上以鋰輝石(li 2o·a1 2o3·4sio 2,含少量 ca、mg 元素)為原料生產碳酸鋰。其部分工藝流程如下
34、:( 2)已知濾渣 2的主要成分有 mg(oh)2和caco3 。向濾液 1中加入石灰乳的作用是(運用化學平衡原理簡述) 。答題模版四句話:氫氧根與鎂離子結合生成mg(oh) 2 沉淀, ca2+與 co 3 結合生成 ca co3 沉淀(外因的改變) ,2+使 mg 濃度減小(對該平衡在某因素的影響);使雜鹵石的溶解平衡向右移動(平衡移動方向) li+變多(與問題銜接) 。(選對平衡體系,是難溶性雜鹵礦的沉淀溶解平衡;(按照四句話的模版回答)(即考查學生對化學平衡本質的理解)很多時候題目中已經將外因的改變和最終結果都已經給出,學生需要找到中間的外因改變帶來的因的變化,注意抓住最主要的矛盾。、
35、循環利用的物質:同學理解物質循環利用的目的:節能減排,“綠色化學 ”,降低成本等生產問題,提煉出:一定不會用于循環的物質:目標產物,雜質可以用于循環的物質:輔助試劑、母液練習 4、某小組以難溶性鉀長石(k2o? al2o3? 6sio2)為原料,提取al2o3、k2co3 等物質,工藝流程如下:(4) 上述工藝中可以循環利用的主要物質是、和水。、控制溫度的目的1、加熱: 加快反應速率或溶解速率;促進平衡向吸熱方向移動;除雜,除去熱不穩定的雜質,如nahco3 、ca(hco3)2、kmno 4、i 2、nh 4cl 等物質; 使沸點相對較低的原料氣化2、降溫: 防止某物質在高溫時會溶解(或分解
36、);使化學平衡向著題目要求的方向移動(放熱方向);使某個沸點較高的產物液化,使其與其他物質分離:降低晶體的溶解度,減少損失3、控溫: (用水浴或油浴控溫)防止某種物質溫度過高時會分解或揮發;為了使某物質達到沸點揮發出來;使催化劑的活性達到最好;防止副反應的發生;降溫或減壓可以減少能源成本, 降低對設備的要求,達到綠色化學的要求。5、實驗室用硫酸廠燒渣(主要成分為fe2o3 及少量 fes、sio2 等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(feso4·7h2o),過程如下:(5) 在中,將溶液z 控制到 70 80 的目的是 ; 、注重文字敘述的規性1、洗滌沉淀: 往漏斗中加入蒸餾水
37、至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復以上操作23 次。2、從溶液中得到晶體:蒸發濃縮冷卻結晶 過濾洗滌 干燥。3、在寫某一步驟是為了除雜時,應該注明“是為了除去 xx 雜質”,只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不給分的。4、檢驗沉淀是否洗滌干凈: 取最后一次洗滌液少許于試管中,逐滴滴加xx 試劑,振蕩,若沒有現象,則沉淀洗滌干凈5、檢驗是否沉淀完全:表達一:靜置,往上層清夜中繼續滴加xx 試劑或者表達二:過濾,取濾液少許于試管中,滴加xx 試劑、高頻問題:注意答題技巧1、 “浸出 ”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有:答:適當提高反應溫度、增加浸出時間,加入過量硫酸,邊加硫酸邊攪拌2、如何提
38、高吸收液和so2 反應速率:答:適當提高溫度、增大吸收液或naclo 3 的濃度、增大so2 與吸收液的接觸面積或攪拌3、從溶液中得到晶體:答:蒸發濃縮-冷卻結晶 -過濾 -洗滌 -干燥4、過濾用到的三個玻璃儀器:答:普通漏斗、玻璃棒、燒杯5、過濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因:答:玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導致濾紙破損;漏斗中液面高于濾紙邊緣6、沉淀洗滌操作:答:往漏斗中(工業上改為往過濾器中)加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復以上操作2-3 次2-7、檢驗沉淀fe(oh) 3 是否洗滌干凈(含 so4 ):答:取最后一次洗滌液,加入bacl 2 溶液,若有白色沉淀則說明未洗滌干凈
39、,若無白色沉淀則說明洗滌干凈8、如何從mgcl 2·6h 2o 中得到無水mgcl 2:答:在干燥的hcl 氣流中加熱,干燥的hcl 氣流中抑制了mgcl 2 的水解,且帶走mgcl 2 ·6h2o 受熱產生的水汽10、cucl 2 中混有 fe3+加何種試劑調ph 值:答: cuo、cu(oh) 2、 cuco3、cu2(oh) 2co3。原因:加cuo 消耗溶液中的h+的,促進fe3+的水解,生成fe(oh) 3 沉淀析出11、調 ph 值使得 cu 2+( 4.7-6.2)中的 fe3+( 2.13.2 )沉淀, ph 值圍是:答: 3.24.7 。原因:調節溶液的p
40、h 值至 3.24.7 ,使 fe3+全部以 fe(oh) 3 沉淀的形式析出而cu2+不沉淀, 且不會引入新雜質12、產品進一步提純的操作:答:重結晶13、趁熱過濾的原因及操作:答: 減少過濾時間、保持過濾溫度,防止××雜質析出或防止降溫過程中××析出而損耗; 操作:已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾14、水浴加熱的好處:答:受熱均勻,溫度可控,且溫度不超過10015、減壓蒸發(小心烘干):答:常壓蒸發溫度過高,××易分解;或者減壓蒸發降低了蒸發溫度,可以防止××分解16、mg(oh) 2 沉淀中混有ca(oh) 2 應怎
41、樣除去:答:加入mgcl 2 溶液,充分攪拌,過濾,沉淀用蒸餾水水洗滌17、蒸發濃縮用到的主要儀器有、燒杯、酒精燈等答:蒸發皿、玻璃棒。還有取蒸發皿用坩堝鉗18、不用其它試劑,檢查nh4cl 產品是否純凈的方法及操作是:答:加熱法;取少量氯化銨產品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產品純凈19、檢驗 nh 4 的方法是:答:取 ××少許,加入naoh 溶液后加熱,生成的氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍。20、過濾的沉淀欲稱重之前的操作:答:過濾,洗滌,干燥,(在干燥器中)冷卻,稱重21、“趁熱過濾”后,有時先往濾液中加入少量水,加熱至沸,然后再“冷卻結晶”: 答
42、:稀釋溶液,防止降溫過程中× 析出,提高產品的純度22、苯甲酸的重結晶中粗苯甲酸全部溶解后,再加入少量蒸餾水的目的: 答:為了減少趁熱過濾過程中損失苯甲酸,一般再加入少量蒸餾水23、加 nacl 固體減低了過碳酸鈉的溶解度,原因: 答: na+濃度顯著增加抑止了過碳酸鈉的溶解24、檢驗 fe(oh) 3 是否沉淀完全的試驗操作是:答:取少量上層清液或過濾后的濾液,滴加幾滴kscn 溶液, 若不出現血紅色,則表明 fe(oh) 3 沉淀完全。25、檢驗濾液中是否含有fe 3+的方法是:答:滴入少量kscn 溶液,若出現血紅色,則證明有fe3+(或加 naoh ,根據情況而定) 26、檢
43、驗溶液中是否含有fe 2+(當溶液同時存在fe3+)的方法是:答:滴加幾滴高錳酸鉀溶液,若高錳酸鉀溶液紫紅色褪去,則證明有fe2+課堂練習: 1、工業制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。mno 2粉碎koh空氣h 2o熔融k 2mno 4co2kmno 4k 2co3mno 2操作kmno 4k 2co3操作母液kmno4 粗晶石灰苛化koh干燥kmno4 晶體( 1) kmno 4 稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質相同的是_ (填代號)。a、84 消毒液( naclo 溶液)b、雙氧水c、二氧化硫d、75%酒精( 2)高錳
44、酸鉀保存在棕色試劑瓶,下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是 a、濃硝酸b、硝酸銀c、氯水d、燒堿_(填代號)。( 3)上述流程中可以循環使用的物質有、(寫化學式) 。( 4)若不考慮物質循環與制備過程中的損失,則1 mol mno 2 可制得mol kmno 4 。( 5 )該生產中需要純凈的co2 氣體。若實驗室要制備純凈的co 2 ,所需試劑最好選擇(選填代號)。a、石灰石b、稀 hclc、稀 h2so4d、純堿( 6)操作的名稱是;操作根據kmno 4 和 k 2co 3 兩物質在(填性質) 上的差異,采用(填操作步驟) 、趁熱過濾得到kmno 4 粗晶體。2、實驗室以氯化鉀和硝酸鈉為原料制
45、備硝酸鉀的實驗流程如下:水氯化鉀硝酸鈉混合蒸發溶解濃縮趁熱濾液冷卻過濾結晶濾渣過濾濾渣濾液度解溶200洗滌干燥kno 3 產品/gkno 3硝酸鉀等四種物質的溶解度隨溫度變化如右圖所示。回答下列問題:100nano3kcl nacl nacl0 20 40 60 80 100溫度( 1)為了加速固體溶解,可采取的措施是:。( 2)實驗室進行蒸發濃縮操作時,將蒸發皿置于鐵圈上,用酒精燈加熱。取用蒸發皿應使用(填儀器的名稱)為了防止液滴飛濺,進行的操作是。( 3)“趁熱過濾”操作中,濾渣的主要成分是(填化學式)。( 4)“趁熱過濾” 后,有時先往濾液中加入少量水,加熱至沸, 然后再“冷卻結晶” ,
46、目的是。( 5)制得的kno 3 產品中常含nacl ,進一步提純的方法是。3( 16 分)鋁廣泛應用于化學工業和日常生活中。工業上由鋁土礦(al 2o3?3h2o 的含量約為85%,其余主要為 sio 2、fe2o3 等)冶煉金屬鋁的流程如下。已知拜耳法生產al 2o3?3h2o 的基本原理為:溶出al 2o3?3h 2o+2naoh (結aq晶) 2naalo 2 (aq) +4h 2o,al 2o3?3h 2o 也可表示為2 al(oh) 3( 1)操作 i 的名稱為,赤泥中除含有鋁硅酸鹽外,還含有的主要物質有( 2)為了提高鋁土礦的溶出速率可采取的有效措施為(任寫三點)( 3)用化學平
47、衡理論解釋稀釋溶液i 有利于 al 2o3?3h 2o 結晶的原因 ( 4)為了析出al 2o3?3h 2o,也可向溶液i 入過量 co 2 氣體,寫出生成al 2o3?3h2o 的離子方程式:( 5)為了回收赤泥附著液帶走的有用成分,工業上將用熱水洗滌后的洗液用作溶液i 的稀釋劑,請指出流程圖中另一處類似的做法4. 工業上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為fe2o3、feo、 sio2 等)為原料制備高檔顏料鐵紅(fe2o3),具體生產流程如下:試回答下列問題:(1) 濾液 x 中含有的金屬陽離子是 ( 填離子符號 ) 。(2)步驟中可選用 調節溶液的ph(填字母 )。a 稀硫酸b 氨水c氫氧化鈉溶液d高錳酸鉀溶液22 (3) 步驟中, feco3 沉淀完全后,溶液中含有少量fe,檢驗 fe的方法是 。(4) 步驟的反應溫度一般需控制在35以下,其目的是 。(5) 在空氣中煅燒feco3 生成產品氧
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