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備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)【二輪?突破提升】專題復(fù)習(xí)講義
專題10微型化學(xué)工藝流程(選擇題)
講義包含四部分:把握命題方向A精選高考真題A高效解題策略A各地最新模擬
--------------------------把握命題方向----------------------------
縱觀近幾年高考試題,微型化學(xué)工藝流程題(選擇題)均取材于成熟的化學(xué)工藝或改進(jìn)工藝,該類試
題以簡(jiǎn)潔的工藝流程圖再現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),情境真實(shí)富有意義。
解答時(shí),要緊緊圍繞工藝流程的最終目的,明確原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、除雜并分離提純產(chǎn)品的
方法、提高產(chǎn)量和產(chǎn)率的措施、減少污染注意環(huán)保的“綠色化學(xué)”思想、原料的來(lái)源豐富和經(jīng)濟(jì)成本等。
預(yù)計(jì)2025年高考試題,將會(huì)從以下幾個(gè)方面設(shè)置選項(xiàng)提問(wèn):
1.原料的預(yù)處理方法及其目的;
2.化工流程中濾液、濾渣的成分判斷;
3.流程中指定轉(zhuǎn)化的方程式書(shū)寫(xiě);
4.反應(yīng)條件的控制;
5.化工流程中的分離提純方法及原理和有關(guān)儀器選擇等;
6.定量計(jì)算(如《p、pH、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等的計(jì)算)。
7.工業(yè)流程方案的評(píng)價(jià);
--------------------------精選高考真題----------------------------
1.(2024?江西?高考真題)從CPU針腳(含有銅、銀和鉆等金屬)中回收金的實(shí)驗(yàn)步驟如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤
的是
KBr,CH3coOH
A.將CPU針腳粉碎可加速溶解
B.除雜和溶金步驟需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行
C.富集后,IQAuBrq主要存在于濾液中
D.還原步驟中有SO:生成
2.(2024?貴州?高考真題)貴州重晶石礦住要成分BaSO,)儲(chǔ)量占全國(guó)g以上。某研究小組對(duì)重晶石礦進(jìn)行“富
礦精開(kāi)”研究,開(kāi)發(fā)了制備高純納米鈦酸領(lǐng)(BaTiCQ工藝。部分流程如下:
過(guò)量
重晶BaS鹽酸而浙NaOH阿列5小”、。”八
石礦—溶液一胃咽fBa(°H?8H2°
氣體溶液1
產(chǎn)品建粗品-I合成反應(yīng)P9c4H9)4曲|
下列說(shuō)法正確的是
A.“氣體”主要成分是H?S,“溶液1”的主要溶質(zhì)是Na2s
B.“系列操作”可為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥
C.“合成反應(yīng)”中生成BaTiOs的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)
D.“洗滌”時(shí)可用稀H2sO4去除殘留的堿,以提高純度
3.(2024?湖南?高考真題)中和法生產(chǎn)NaRPO/lZH2。的工藝流程如下:
V
H3Po「|-Na2cO3
、r、'__J'__________________
市疝|------?|調(diào)過(guò)濾I干燥1成品
已知:①H3P。4的電離常數(shù):K]=6.9x10-3,電=6.2x10-8,降=4.8x10*
②NaRPO/lZH?。易風(fēng)化。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.“中和”工序若在鐵質(zhì)容器中進(jìn)行,應(yīng)先加入Na2c溶液
B.“調(diào)pH”工序中X為NaOH或H3PO4
C.“結(jié)晶”工序中溶液顯酸性
D.“干燥”工序需在低溫下進(jìn)行
4.(2024?吉林?高考真題)某工廠利用銅屑脫除鋅浸出液中的C1并制備Zn,流程如下“脫氯”步驟僅Cu元
素化合價(jià)發(fā)生改變。下列說(shuō)法正確的是
H2SO4H2O2鋅浸出液
銅屑——>浸銅—>脫氯f(wàn)脫氯液
CuCl固體
鋅浸出液中相關(guān)成分(其他成分無(wú)干擾)
離子Zn2+CU2+cr
濃度(g-L」)1450.031
A.“浸銅”時(shí)應(yīng)加入足量H?。?,確保銅屑溶解完全
+2+
B.“浸銅”反應(yīng):2CU+4H+H2O2=2CU+H2T+2H2O
C.“脫氯”反應(yīng):Cu+Cu2++2CF=2CuCl
D.脫氯液凈化后電解,可在陽(yáng)極得到Zn
5.(2023?遼寧?高考真題)某工廠采用如下工藝制備Cr(OHb,已知焙燒后Cr元素以+6價(jià)形式存在,下列
說(shuō)法錯(cuò)誤的是
濾渣濾液②
A.“焙燒”中產(chǎn)生CO?B.濾渣的主要成分為Fe(OH)2
C.濾液①中Cr元素的主要存在形式為CrOjD.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用
6.(2023?河北?高考真題)一種以錦塵(主要成分為M%。”雜質(zhì)為鋁、鎂、鈣、鐵的氧化物)為原料制備高
純MnCOs的清潔生產(chǎn)新工藝流程如下:
濃鹽酸氨水NaF溶液NH4HCO3溶液
|50℃卜H范圍5?6I
錦塵,酸浸*除雜①“除雜②沉淀一)高純MnCOs
氣體①濾渣①濾渣②氣體②
NaOH溶液T尾氣吸收
已知:室溫下相關(guān)物質(zhì)的Ksp如下表。
A1(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3MD(OH)2MgF2CaF2
10-32.910TL3[0-5.310-16.3]0-38.610.12.710To.310-83
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.酸浸工序中產(chǎn)生的氣體①為氯氣
B.濾渣①主要成分為A1(OH)3和Fe(OHb
C.除雜②工序中逐漸加入NaF溶液時(shí),若Ca2+、Mg?+濃度接近,則CaF?先析出
D.沉淀工序中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO]=MnCC>3J+CC>2個(gè)+凡。
7.(2023?福建?高考真題)從煉鋼粉塵(主要含F(xiàn)esOQFe?。?和ZnO)中提取鋅的流程如下:
煉鋼粉塵ZnS
濾渣濾液
“鹽浸”過(guò)程ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)J+,并有少量Fe?+和Fe3+浸出。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.“鹽浸”過(guò)程若浸液pH下降,需補(bǔ)充N&
B.“濾渣”的主要成分為Fe(OH)3
C.“沉鋅”過(guò)程發(fā)生反應(yīng)[Zn(NH317+4H。+S2-=ZnSJ+4NH3?HQ
D.應(yīng)合理控制(NHJS用量,以便濾液循環(huán)使用
8.(2022?河北?高考真題)LiBr溶液可作為替代氟利昂的綠色制冷劑。合成LiBr工藝流程如下:
BaSH2sO4Li2cO3
HBr(少量B3還原H除雜中和濃縮-LiBr
濾渣氣體
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.還原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回還原工序
B.除雜工序中產(chǎn)生的濾渣可用煤油進(jìn)行組分分離
C.中和工序中的化學(xué)反應(yīng)為L(zhǎng)i2co3+2HBr=CC)2f+2LiBr+H2。
D.參與反應(yīng)的n(Br2):n(BaS):n(H2sOj為1:1:1
9.(2022?湖南?高考真題)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡(jiǎn)單流程如下:
煙氣冰晶石
(含)
HF(Na3AlF6)
濾液
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料
B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率
C.合成槽中產(chǎn)物主要有NasAIR和CO?
D.濾液可回收進(jìn)入吸收塔循環(huán)利用
10.(2022?福建?高考真題)用銘鐵合金(含少量Ni、Co單質(zhì))生產(chǎn)硫酸銘的工藝流程如下:
稀硫酸Na2s草酸
鋁鐵合金
Cr2(SO4)3
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.“浸出”產(chǎn)生的氣體含有H?B.“除雜”的目的是除去Ni、Co元素
C.流程中未產(chǎn)生六價(jià)銘化合物D.“濾渣2”的主要成分是Fe2(CQj
11.(2024?福建?高考真題)從廢線路板(主要成分為銅,含少量鉛錫合金、鋁、鋅和鐵)中提取銅的流程如
下:
稀鹽酸Oz+NaOH
廢線路板一機(jī)械粉碎一酸溶一*堿溶一*電解精煉-Cu
濾液1濾液2
已知“濾液2”主要含SnOj和HPbO:。下列說(shuō)法正確的是
A.“機(jī)械粉碎”將鉛錫合金轉(zhuǎn)變?yōu)殂U和錫單質(zhì)
B.“酸溶”時(shí)產(chǎn)生Af+、Fe3+和ZY+離子
C.“堿溶”時(shí)存在反應(yīng):Sn+2OH-+02=SnO^-+H2O
D.“電解精煉”時(shí),粗銅在陰極發(fā)生還原反應(yīng)
12.(2022?山東?高考真題)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜
質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下,可能用到的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。
硫酸溶液,高壓NH3高壓H?
II(
硫化銅精礦一浸取卜?麗B調(diào)pHH過(guò)濾『還原卜|過(guò)濾卜Cu
;
固體X—金屬M(fèi)
Fe(OH)3CU(OH)2Zn(OH)2
開(kāi)始沉淀pH1.94.26.2
沉淀完全pH3.26.78.2
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.固體X主要成分是Fe(OH)3和S;金屬M(fèi)為Zn
B.浸取時(shí),增大壓強(qiáng)可促進(jìn)金屬離子浸出
C.中和調(diào)pH的范圍為3.2~4.2
D.還原時(shí),增大溶液酸度有利于Cu的生成
--------------------------高效解題策略----------------------------
【策略1】明確化工流程中條件控制的思考角度
條件控制思考角度
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
固體原料粉使反應(yīng)更充分。
碎或研磨、液
目的:提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率等
體原料霧化
增大接觸面積的方法:固體——粉碎、研磨;液體——噴灑;氣體——用多孔分散器等
①除去硫、碳單質(zhì);
②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物;
焙燒或灼燒
③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng);
④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)(如碳酸鹽沉淀)等。
煨燒改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解,如煨燒高嶺土。
①溶解轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中,以達(dá)到與難溶物分離的目的;
酸浸
②去氧化物(膜)
①除去金屬表面的油污;
堿溶
②溶解兩性化合物(AI2O3、ZnO等),溶解鋁、二氧化硅等;
水浸與水接觸反應(yīng)或溶解,使原料變成離子進(jìn)入溶液中;
醇浸提取有機(jī)物,常采用有機(jī)溶劑(乙醴,二氯甲烷等)浸取的方法提取有機(jī)物;
①加快反應(yīng)速率或溶解速率;
②促進(jìn)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)(一般是有利于生成物生成的方向);如:促進(jìn)水解生成沉
淀。
加熱③除雜,除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì),如:H2O2>氨水、鏤鹽(NRCl)、硝酸鹽、NaHCO3>
Ca(HCC)3)2、KM11O4等物質(zhì);
④使沸點(diǎn)相對(duì)較低或易升華的原料氣化;
⑤煮沸時(shí)促進(jìn)溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出等
①防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解(或分解);
②使化學(xué)平衡向著題目要求的方向(放熱反應(yīng)方向)移動(dòng);
降溫
③使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化,使其與其他物質(zhì)分離等;
④降低某些晶體的溶解度,使其結(jié)晶析出,減少損失等
溫度過(guò)低:反應(yīng)速率過(guò)慢或溶解速率小
溫度過(guò)高:①催化劑逐漸失活,化學(xué)反應(yīng)速率急劇下降
控制溫度在
②物質(zhì)分解,如:NaHCO3>NH4HCO3、H2O2、濃HNO3等
一定范圍(綜
③物質(zhì)會(huì)揮發(fā),如:濃硝酸、濃鹽酸、醋酸、液澳、乙醇等
合考慮)
④物質(zhì)氧化,如:Na2s。3等
⑤物質(zhì)升華,如:12升華
①防止副反應(yīng)的發(fā)生
控制溫度(常②使化學(xué)平衡移動(dòng);控制化學(xué)反應(yīng)的方向
用水浴、冰浴
③控制固體的溶解與結(jié)晶
或油浴)
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
①酸浸時(shí)提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率;
反應(yīng)物用量
②增大便宜、易得的反應(yīng)物的濃度,可以提高其他物質(zhì)的利用率,使反應(yīng)充分進(jìn)行;
或濃度
③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率,使平衡發(fā)生移動(dòng)等
加入氧化劑①氧化(或還原)某物質(zhì),轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài);
3+
(或還原劑)②除去雜質(zhì)離子[如把Fe2+氧化成Fe,而后調(diào)溶液的pH,使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去]
①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化鏤、硫化亞鐵等);
加入沉淀劑②加入可溶性碳酸鹽,生成碳酸鹽沉淀;
③加入氟化鈉,除去Ca2+、Mg2+
(1)調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出,以達(dá)到除去金屬離子的目的;
①原理:加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應(yīng),降低了H+的濃度,使溶液pH值增大;
②pH控制的范圍:雜質(zhì)離子完全沉淀時(shí)pH值?主要離子開(kāi)始沉淀時(shí)pH(注意兩端取值)
③需要的物質(zhì):含主要陽(yáng)離子(不引入新雜質(zhì)即可)的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽,
即能與H+反應(yīng),使pH增大的物質(zhì),如MgO、Mg(OH)2、MgCCh等類型的物質(zhì);
④實(shí)例1:除去CuSC>4溶液中少量Fe3+,可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2,Cu2(OH)2CO3>
CUCO3,調(diào)節(jié)pH至3?4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡:Fe3
++3H2O4—Fe(OH)3+3H+,加入CuO后,溶液中H+濃度降低,平衡正向移動(dòng),F(xiàn)e(OH)3
越聚越多,最終形成沉淀。
pH控制
a.加入CuO的作用:調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3
b.加熱的目的:促進(jìn)Fe3+水解
實(shí)例2:已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示:
物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全
Fe(OH)32.73.7
Fe(OH)27.69.6
Mn(OH)28.39.8
若要除去MW+溶液中含有的Fe2+:先用氧化劑把Fe?+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH
至3.7?8.3。
2+3+
實(shí)例3:Mg(Fe):MgO、Mg(OH)MgCO3
(2)抑制鹽類水解;
像鹽酸鹽、硝酸鹽溶液,通過(guò)結(jié)晶方法制備晶體或加熱脫水結(jié)晶水合物制備相對(duì)應(yīng)的
無(wú)水鹽時(shí),由于水解生成的鹽酸或硝酸揮發(fā),促使了金屬離子水解(水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng))
導(dǎo)致產(chǎn)品不純
如:由MgCb6H2O制無(wú)水MgCb要在HC1氣流中加熱,否則:
A
MgCl2-6H2O=Mg(OH)2+2HC1T+4H2O
(3)促進(jìn)鹽類水解生成沉淀,有利于過(guò)濾分離
(4)“酸作用”還可除去氧化物(膜)
(5)“堿作用”還可除去油污,除去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅等
(6)特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)
【注意】調(diào)節(jié)pH的試劑選取:
①選取流程中出現(xiàn)的物質(zhì);
②未學(xué)習(xí)過(guò)的物質(zhì)且題目又無(wú)信息提示的一般不做考慮;
③己學(xué)的常見(jiàn)酸堿(NaOH、Na2cO3、HCLH2so4、NH3H2O>HNO3)。
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,
洗滌晶體
減少損耗等
④洗滌沉淀的方法:往漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作
2~3次
在空氣中或
在其他氣體要考慮。2、H20>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、防水解、
中進(jìn)行的反防潮解等目的
應(yīng)或操作
判斷能否加
要考慮是否引入雜質(zhì)(或影響產(chǎn)物的純度)等
其他物質(zhì)
提高原子利
綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)
用率
過(guò)濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸儲(chǔ)等常規(guī)操作
分離、提純
從溶液中得到晶體的方法:蒸發(fā)濃縮一>冷卻結(jié)晶一一過(guò)濾一一洗滌、干燥
【策略2】熟悉工藝流程中分離、提純、除雜的方法及答題要領(lǐng)
操作答題指導(dǎo)
固體與液體的分離;要分清楚需要的物質(zhì)在濾液中還是在濾渣中。濾渣是難溶于水
的物質(zhì),如SiO2、PbSO4>難溶的金屬氫氧化物和碳酸鹽等。過(guò)濾主要有常壓過(guò)濾、減壓
過(guò)濾、熱過(guò)濾。
(1)常壓過(guò)濾:
通過(guò)預(yù)處理、調(diào)節(jié)pH等工序可實(shí)現(xiàn)對(duì)雜質(zhì)的去除,但值得注意的是需要分析對(duì)產(chǎn)品
的需求及生產(chǎn)目的的綜合考慮,準(zhǔn)確判斷經(jīng)過(guò)過(guò)濾后產(chǎn)生的濾液、濾渣的主要成分,準(zhǔn)
確判斷是留下濾液還是濾渣。
(2)減壓過(guò)濾(抽濾):
過(guò)濾
減壓過(guò)濾和抽濾是指一種操作,其原理與普通的常壓過(guò)濾相同。相比普通過(guò)濾,抽
濾加快了過(guò)濾的速度。抽濾的優(yōu)點(diǎn)是快速過(guò)濾,有時(shí)候還可以過(guò)濾掉氣體,并能達(dá)到快
速干燥產(chǎn)品的作用。
(3)趁熱過(guò)濾:
趁熱過(guò)濾指將溫度較高的固液混合物直接使用常規(guī)過(guò)濾操作進(jìn)行過(guò)濾,但是由于常
規(guī)過(guò)濾操作往往耗時(shí)較長(zhǎng),這樣會(huì)導(dǎo)致在過(guò)濾過(guò)程中因混合物溫度降低而使溶質(zhì)析出,
影響分離效果。因此可使用熱過(guò)濾儀器、將固液混合物的溫度保持在一定范圍內(nèi)進(jìn)行過(guò)
濾,所以又稱為熱過(guò)濾。
(1)適用范圍:提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì),如:NaCL
(2)蒸發(fā)結(jié)晶的標(biāo)志:當(dāng)有大量晶體出現(xiàn)時(shí),停止加熱,利用余熱蒸干。
(3)實(shí)例
①?gòu)腘aCl溶液中獲取NaCl固體
蒸發(fā)結(jié)晶a.方法:蒸發(fā)結(jié)晶
b.具體操作:加熱蒸發(fā),當(dāng)析出大量NaCl晶體時(shí),停止加熱,利用余熱蒸干
②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液
a.方法:蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾(如果溫度下降,雜質(zhì)也會(huì)以晶體的形式析出來(lái))、洗
滌、干燥
b.具體操作:若將混合溶液加熱蒸發(fā)一段時(shí)間,析出的固體主要是NaCl,母液中是
KNC)3和少量NaCl,這樣就可以分離出大部分NaCl
c.趁熱過(guò)濾的目的:防止KNO3溶液因降溫析出,影響NaCl的純度
(4)減壓蒸發(fā)的原因:減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度,可以防止某物質(zhì)分解(如氏。2、濃硝酸、
NH4HCO3)或失去結(jié)晶水(如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品)。
(1)適用范圍:提取溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)(KN03)、易水解的物質(zhì)(FeCb)或結(jié)晶水
化合物(CUSO/5H2。)。
(2)蒸發(fā)結(jié)晶的標(biāo)志:當(dāng)有少量晶體(晶膜)出現(xiàn)時(shí)
(3)實(shí)例:KNO3溶液中混有少量的NaCl溶液
冷卻結(jié)晶
a.方法:蒸發(fā)濃縮(至少有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇
洗等)、干燥
b.具體操作:若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫,則析出的固體主要是KNO3,母液中
是NaCl和少量KN03,這樣就可以分離出大部分KNO3。
重結(jié)晶將結(jié)晶得到的晶體溶于溶劑制得飽和溶液,又重新從溶液結(jié)晶的過(guò)程。
晶體干燥的自然晾干、濾紙吸干、在干燥器中干燥、烘干(熱穩(wěn)定性較好),低溫減壓干燥(熱穩(wěn)定性
方法差)。
選用合適的萃取劑(如四氯化碳、金屬萃取劑),萃取后,靜置、分液一將分液漏斗玻
萃取與分液
璃塞的凹槽與分液漏斗口的小孔對(duì)準(zhǔn)。下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出
①萃取:利用物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同,將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另
萃取與反萃
一種溶劑的過(guò)程。如用CC14萃取濱水中的Br2o
取
②反萃取:用反萃取劑使被萃取物從負(fù)載有機(jī)相返回水相的過(guò)程,為萃取的逆過(guò)程。
洗滌試劑適用范圍目的
除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì);可適當(dāng)降低
冷水產(chǎn)物不溶于水
蒸固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失
鐳
有特殊性的物質(zhì),其溶解除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì);可適當(dāng)降低
水熱水
度隨著溫度升高而下降固體因?yàn)闇囟茸兓芙舛斐傻膿p失
洗滌晶體
有機(jī)L溶劑(酒固體易溶于水、難溶于有減少固體溶解;利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去
精、丙酮等)機(jī)溶劑固體表面的水分,產(chǎn)品易干燥
飽和溶液對(duì)純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解
除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜
酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿
質(zhì);減少固體溶解
洗滌沉淀方法:向過(guò)濾器中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作2?
3次
檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法:取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴入某試劑,
若未出現(xiàn)特征反應(yīng)現(xiàn)象,則沉淀洗滌干凈
蒸儲(chǔ)是利用液體混合物中各組分的沸點(diǎn)不同,給液體混合物加熱,使其中的某一組分變
蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)
成蒸氣再冷凝成液體,跟其他組分分離的過(guò)程。
減壓蒸福減小壓強(qiáng),使液體沸點(diǎn)降低,防止受熱分解、氧化等。
冷卻法利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體,如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨與氮?dú)狻錃狻?/p>
滴定終點(diǎn)的以“用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液,酚麟作指示劑”為例:當(dāng)加入最后一滴標(biāo)
判斷準(zhǔn)鹽酸后,溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不褪色
【策略3】熟練工藝流程中的化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)
(1)陌生非氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)建模
首先根據(jù)題給材料中的信息寫(xiě)出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式,再根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無(wú)變化
判斷反應(yīng)類型:
(1)元素化合價(jià)無(wú)變化則為非氧化還原反應(yīng),遵循質(zhì)量守恒定律;
(2)元素化合價(jià)有變化則為氧化還原反應(yīng),既遵循質(zhì)量守恒定律,又遵循得失電子守恒規(guī)律。
(2)氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)
①常見(jiàn)氧化劑及其還原產(chǎn)物
氧化劑3+酸性
C12(X2)O2FeKMnO4MnO2
22+2+2+
還原產(chǎn)物Cl-(X-)H2O/O-/OHFeMnMn
氧化劑濃。H0(H+)
C103H2s4HNO322PbO2
還原產(chǎn)物Cl-(濃)、(稀)HOPb2+
so2NC>2NO2
+
氧化劑酸性K2Cr2O7HC1OFeOF(H)NaBiO3——
還原產(chǎn)物Cr3+Cl-Fe3+Bi3+——
②常見(jiàn)還原劑及其氧化產(chǎn)物
還原劑金屬單質(zhì)2+2
FeH2S/S-so2/sor
氧化產(chǎn)物金屬離子Fe3+S、SO2SO3、sor
還原劑
HI/I-NH3N2H4CO
氧化產(chǎn)物
hN2>NON2co2
(3)把握陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)步驟
①首先根據(jù)題給材料中的信息確定氧化劑(或還原劑)與還原產(chǎn)物(或氧化產(chǎn)物),結(jié)合已學(xué)知識(shí)根據(jù)加入
的還原劑(或氧化劑)判斷氧化產(chǎn)物(或還原產(chǎn)物)。
②根據(jù)得失電子守恒配平氧化還原反應(yīng)。
③根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)物的酸堿性,在方程式左邊或右邊補(bǔ)充H+、OH-或H2O等。
④根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應(yīng)方程式。
【策略4】掌握化工流程中的有關(guān)計(jì)算
1.溶度積(Ksp)的有關(guān)計(jì)算
(1)已知溶度積,求溶液中的某種離子的濃度。
①AgCl、AgBr、Agl等1:1型:如(>="的飽和AgCl溶液中c(Ag+)=6molL^o
【例】以AgCl(s)-^Ag+(aq)+C「(aq)為例,Ksp(AgCl)=1.8xl()T。
設(shè)AgCl的飽和溶液的濃度為xmolL-1
AgCl(s)Ag+(aq)+Cr(aq)
1I1
xmol-L-1xmolL_1xmolL-1
+2x==
則:Ksp=c(Ag)-c(Cl-)=x,V1.8xlOi°=1.34x1。-5mol-LT
②類型不同的難溶電解質(zhì)的溶度積大小不能直接反映出它們的溶解度大小,因?yàn)樗鼈內(nèi)芏确e與溶解度的關(guān)
系式是不同的。
12
【例】以Ag2CrO4(s)^^2Ag+(aq)+CrC)42-(aq)為例,^Sp(Ag2CrO4)=9.0x10-
1
設(shè)Ag2CrO4的飽和溶液的濃度為ymolL-
+2
AgzCrOKs)^^2Ag(aq)+CrO4"(aq)
121
ymolLT2ymol,L-1ymobL-1
則:KsP=c2(Ag+>c(CrO42-)=(2y)2-y=4y3,=l.3x10-4mobL-i
38
【例】以Fe(OH)3(S)-^Fe3+(aq)+3OH-(aq)為例,^Sp(Fe(OH)3)=4.0xlO-
1
設(shè)Fe(OH)3的飽和溶液的濃度為zmolL
Fe(OH)3(s)riFe3+(aq)+3OH-(aq)
113
zmolL_1zmolL_13zmolL^1
41Ksp/4.0x10-38
貝I」:Ksp=c(Fe3+)p3(OH-)=z-(3z)3=27/,Z=V~^~=V------云------=2.OxlO-10mol-L-1
(2)已知溶度積、溶液中某離子的濃度,求溶液中另一種離子的濃度。
如某溫度下AgCl的&p=a,在0.1molL-1的NaCl溶液中加入過(guò)量的AgCl固體,達(dá)到平衡后c(Ag+)=
*爾=10。molL-1
0.1
(3)計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù),并判斷沉淀轉(zhuǎn)化的程度。
2+22+2
如反應(yīng)Cu2+(aq)+MnS(s)^^CuS^+Md+l叫),A:sp(MnS)=c(Mn)-c(S-),/Csp(CuS)=c(Cu)-c(S
c(Mn2+)K(MnS)
一),平衡常數(shù)火=sv
2+
c(Cu)Ksv(CuS)
(4)求解開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pHo
如判斷M(OH)?(s)=M"+(aq)+〃OH-(aq)開(kāi)始沉淀與沉淀完全時(shí)的pH。
①開(kāi)始沉淀時(shí)pH的求法:c(OH-)="。+、,c(H+)=J],從而確定pH。
②沉淀完全時(shí)pH的求法:當(dāng)M"+的濃度小于或等于1.0X10-5molL-1時(shí),認(rèn)為該離子已經(jīng)沉淀完全,
K
1
c(OH-)=j1Qx^0_5mol-L-,結(jié)合心求出c(H+),從而確定pH。
注意:有關(guān)&p的計(jì)算往往與pH的計(jì)算結(jié)合,要注意pH與c(OH-)關(guān)系的轉(zhuǎn)換;難溶電解質(zhì)的懸濁液
即其沉淀溶解平衡狀態(tài),滿足相應(yīng)的&p。
(5)判斷沉淀的生成或沉淀是否完全
①把離子濃度數(shù)據(jù)代入&p表達(dá)式得已,若4>Ksp,則有沉淀生成;若。NKsp,無(wú)沉淀生成。
②利用&p的數(shù)值計(jì)算某一離子濃度,若該離子濃度小于10-5molL-1,則該離子沉淀完全。
(6)分步沉淀問(wèn)題分析
①定義:如果一種溶液中同時(shí)含有「和C「,當(dāng)慢慢滴入AgNCh溶液時(shí),剛開(kāi)始只生成Agl沉淀;加
入的AgNCh到一定量時(shí)才出現(xiàn)AgCl沉淀,這種先后沉淀的現(xiàn)象稱為分步沉淀。
②原理:在含有同濃度「和C「的溶液中,力口入AgNCh溶液,之所以Agl沉淀先生成,是因?yàn)?p(AgI)
比ap(AgCl)小,假定溶液中c(I-)=c(Cl-)=0.01molL-1,剛開(kāi)始生成Agl和AgCl沉淀時(shí)所需要的Ag+濃
度分別是:
9.3x"
c(Ag+)gi-----——-----mol,LT=9.3x]()T5moi[一]
A0.01
1.8x10-10
c(Ag+)Agci=———mol-LT=1.8xlO-8mol-LT
可見(jiàn)沉淀「所需要的c(Ag+)要小得多,所以Agl先沉淀,繼續(xù)滴加AgNC>3,當(dāng)c(Ag+)=1.8x10-8mol-L
t時(shí),AgCl沉淀也開(kāi)始生成,這時(shí)c(r)、c(Cl-)和c(Ag+)同時(shí)平衡:
c(Ag+>c(「)=Ksp(AgI)=9.3X10-17
c(Ag+>c(C「)=Ksp(AgCl)=1.8xlOT°
ccr1.8xI。一1。
兩式相除得:司.9x106
cI9.3x10-17
如果溶液中c(C「)>1.9xl06c(r),向其中滴加AgNC)3溶液時(shí),則要先生成AgCl沉淀。
2.物質(zhì)組成、含量的計(jì)算
物質(zhì)的質(zhì)量該物質(zhì)的質(zhì)量
----------------------X100%
分?jǐn)?shù)(或純度)混合物的總質(zhì)量
計(jì)算產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量
產(chǎn)品產(chǎn)率…m.日X100%
產(chǎn)品理論產(chǎn)量
公式
參加反應(yīng)的原料量
物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率
工、工且X100%
加入原料的思量
n+m-
AmBw(s)■、rnA(aq)+?B(aq),
的相關(guān)計(jì)算
Ksp=c"(A"+).c"(Bm-)
---------------------------最新各地模擬---------------------------
1.(2024?陜西?模擬預(yù)測(cè))用精煉銅漂浮陽(yáng)極泥(主要成分為BiAsO4>SbAsO4,含有少量Ag、Au)制備Bi2O3
的工藝流程如下:
鹽酸水NaOHNaOH
T酸浸㈠水解I~H調(diào)?H—BiOClT轉(zhuǎn)化卜>Bi2O3
III
濾渣1SbOCl含碑廢水
已知:①“轉(zhuǎn)化”分兩步進(jìn)行,其第一步BiOCl轉(zhuǎn)化為Bi(0H)3。
313++
②常溫下,^sp[Bi(OH)J=4.0xlO-BiOCl+H20Bi+20H+ClK=1.6xl()T。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.“濾渣1”的主要成分是Ag、Au,含碑廢水主要成分是Na3AsC>4
B.“水解”分離Sb和Bi的原理是Sb3+的水解pH低于Bi3+水解的pH
C.“轉(zhuǎn)化”的總反應(yīng)方程式為:2BiOCl+2NaOH=Bi2O3+2NaCl+H20
D.當(dāng)BiOCl恰好完全轉(zhuǎn)化成Bi(OH)3時(shí),溶液c(Cr)=0.04mol.LT,此時(shí)溶液pH=12
2.(2024?湖南?模擬預(yù)測(cè))實(shí)驗(yàn)室以廢銅屑(含少量Fe、Au和其他不溶性雜質(zhì))為原料制取CuSO「5HQ晶
體和[CU(NH3)/S04-H20晶體,其實(shí)驗(yàn)流程如圖所示:
H,so4濃HNO,
廢銅屑H調(diào)PHI過(guò)濾卜CuSOQHP]
濾渣
NHJHJO也°
[CuCNiyjSCVHp-一磕1------------
已知:
3820
①常溫下:^sp[Fe(OH)3]=4.0xl0-,^sp[Cu(OH)2]=2.2xlO-
②有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示:
金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+
開(kāi)始沉淀的pH7.52.75.6
完全沉淀的pH9.03.76.7
以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.硝酸過(guò)量對(duì)產(chǎn)品無(wú)影響
B.廢銅屑“氧化”需要通入氧氣的作用是:防止倒吸,使尾氣中的氮氧化物能被完全吸收
C.“氧化”過(guò)程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H++2NO;=CF+2NC>2個(gè)+2H2O
D.“調(diào)pH”時(shí),若調(diào)節(jié)溶液pH=5,則溶液中c(Fe3+)=4.0xl0Tmol〕T
3.(2024?福建福州?二模)在我國(guó),粉煤灰排放量是僅次于尼礦的工業(yè)固廢。粉煤灰的主要組成為AU。?、
SiO2,含少量FqO,、CaO等,可利用酸堿聯(lián)合法回收粉煤灰中ALO,和Si。?,回收流程如下圖所示。
硫酸碳粉NaOH濾液
溶?液f
l低溫冶金級(jí)
粉煤灰熟化—?|水浸|—*,結(jié)晶粗氧化鋁
*拜耳法氧化鋁
NaOH硅酸鈉
濾渣
浸出溶液
-■定溫度
已知:低溫拜爾法反應(yīng)原理之一為NaAlO2+2H2O=Al(OH)3J+NaOH、(^3—A2Q+3I^Oo下
列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.水浸后,溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到粗硫酸鋁晶體
B.濾渣的主要成分為SiO?
還原焙燒的主要反應(yīng)為
C.2A1?(SOJ+3c02Al2O3+3CO/+6sC>2/
D.低溫拜耳法所得濾液不可循環(huán)利用
4.(2024?河北滄州?二模)一種以釘?shù)V石[主要含RU(CC)3)2,還含少量的FeO、MgO、RuO4,CaO、
Si。?]為原料制備釘(Ru)的工藝流程如圖。
Na2co3(aq),
稀硫酸,Na2so3(aq)NaC103(aq)NaF(aq)濃Na2co3(aq)HCl(aq)(NHJCzOGq)Ar
釘?shù)V石釘
濾渣Na2Fe4(SO4)6(OH)2MgF2(s)濾液1濾液2CO?、Ar
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
2+
A.“除篋,的離子方程式為Mg+2F-=MgF2J
B.若“灼燒”時(shí)生成33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)CO”則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6名
C.“酸浸”時(shí),Na2sOj的作用是做還原齊I],還原RUC>4
H
D.從“濾液2”中可提取一種化肥,其電子式為[H:N:H]*[:@:丁
H
5.(2024?福建廈門(mén)?三模)氧化沉淀法回收石油煉制的Co-Fe2/A12C>3加氫脫氮催化劑的流程如下。
H2so4H2O2NaOHNa2cO3
廢催化劑Na2so《TOH?。
Fe(OH)3XCoCOj
37
已知:25。(3時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=10-\下列說(shuō)法正確的是
A.“浸出”時(shí)可將H2SO4替換為HNO3
B.“氧化”過(guò)程說(shuō)明氧化性:Fe3+>Co3+
C.“沉鐵”后溶液中c(Fe3+)=l(y51noi1-,貝|a=3.2
D.“沉淀”中X主要成分為A12(CC)3)3
6.(2024?河北滄州?三模)一種從某鋼礦石(主要成分為V2O5、A12O3,Fe2C>3和SiO/中提機(jī)的工藝流程如
圖所示:
NaCl、空氣
H2so4溶液試劑a
帆
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