2019届高三化学二轮复习：《冲冠考点-化学工艺流程突破》ppt课件.ppt

一 考情分析对近年的高考试题进行分析 不难发现 无机化合物的制备试题很多都是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中 来考查考生的综合能力 这类试题一般都是比较大型的推断 实验设计和探究类试题 这是高考中一个重要的热点 化学工艺流程在各高考专区高考试卷中的分布情况 二 化学工艺流程试题的主要类型1 环境保护废水处理2 海水资源综合利用3 物质制备4 物质的分离提纯5 节约资源变废为宝 利用化学原理对工厂排放的废水 废渣等进行有效检测与合理处理 一 染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO 可以在碱性条件下加入铝粉除去 加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 除去NO的离子方程式为 二 某工厂对制革工业污泥中Cr 回收与再利用工艺如下 硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3 其次是Fe3 Fe2 Al3 Ca2 Mg2 常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表 1 酸浸时 为了提高浸取率可采取的措施是 至少写一条 2 调pH 8是为了除去 填Fe3 Al3 Ca2 Mg2 3 钠离子交换树脂的原理为Mn nNaR MRn nNa 被交换的杂质离子是 填Fe3 Al3 Ca2 Mg2 1 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3 Cu2 Au3 等离子 有人设计了图中的工艺流程 利用常用的酸 碱和工业生产中的废铁屑从废水中回收金 并生产一定量的铁红和氧化铜 填写下面空白 1 请写出图中下列标号处需加入的相应物质 2 写出 处发生反应的离子方程式 写出 处发生反应的化学方程式 3 分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途 铁红 氧化铜 解析 铁红 Fe2O3 来自Fe OH 3的分解 所以E是含有铁元素的溶液 废水中的Cu2 Au3 可被铁置换 所以第一步应加入过量的废铁屑 A中含有Fe Cu Au三种成分 加入稀硫酸或稀盐酸后铁溶解 过滤可得到Cu Au的混合物 Cu溶于稀硝酸 Au不溶于稀硝酸 所以在Cu Au的混合物中加入稀硝酸即可得到Au 在Cu NO3 2溶液中加入NaOH溶液生成Cu OH 2沉淀 Cu OH 2受热分解得到CuO 注意废水中的Fe3 Cu2 Au3 H 都能与Fe反应 所加的废铁屑要过量 所以E溶液中含有Fe2 在此溶液中加入NaOH溶液 生成的Fe OH 2被空气中的氧气氧化为Fe OH 3 Fe OH 3受热分解得到Fe2O3 答案 1 稀硫酸或稀盐酸 氢氧化钠 氢氧化钠 2 Fe 2H Fe2 H2 2Fe3 Fe 3Fe2 Cu2 Fe Cu Fe2 2Au3 3Fe 2Au 3Fe2 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 3 用作红色涂料用作制造铜盐的原料 海水是取之不尽的化工原料的资源库 从海水中可提取各种化工原料 下图是工业上从海水中提取重要金属镁的步骤 1 粗盐中含有泥沙 硫酸镁 氯化钙等杂质 将粗盐溶于水 然后进行如下操作即可得到较纯的氯化钠 过滤 加过量的NaOH溶液 加适量的盐酸 加过量的Na2CO3溶液 加过量的BaCl2溶液 正确的操作顺序是 2 由MgCl2 6H2O晶体脱水制无水MgCl2时 MgCl2 6H2O晶体在 气氛中加热脱水 该气体的作用是 3 电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列 气体中冷却 选填代号 A H2B N2C CO2D O2 4 向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气 二氧化碳 析出碳酸氢钠晶体和另一种化肥 加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱 写出上述反应的化学方程式 5 在上述工业生产过程中可以体现下列优点的有 A 生产过程中的部分产物可作为制备另一种产品的原料B 整个过程体现了原料的综合利用C 体现了就地取材 降低成本的设计思想 2 青石棉 Na2Fe5Si8O22 OH 2 是一种矿物纤维物质 我国综合利用海水 青石棉来生产纯硅的研究获得了成功 具体生产流程如下 1 实验室实现操作 需要使用的玻璃仪器有 操作 的名称为 若在操作 结束后发现溶液B略有浑浊 应采取的措施是 2 试写出反应 的化学方程式 注明反应条件 3 对上述流程中 反应 制得的粗硅中的杂质进行分析 完成下表 可不填满 4 青石棉 Na2Fe5Si8O22 OH 2 属于 盐 用氧化物的形式表示为 解析 1 操作 为溶解 溶解在烧杯中进行 并用玻璃棒搅拌可加速粗盐溶解 操作 为过滤 发现过滤的滤液显浑浊 可采用重新过滤的方法除去不溶性杂质 3 根据反应的原料及后续反应 可知杂质除SiO2外 还可能有C SiC 医用氯化钙可用于生产补钙 抗过敏和消炎等药物 以工业碳酸钙 含有少量Na Al3 Fe3 等杂质 生产医药级二水合氯化钙 CaCl2 2H2O的质量分数为97 0 103 0 的主要流程如下 1 除杂操作是加入氢氧化钙 调节溶液的pH为8 0 8 5 以除去溶液中的少量Al3 Fe3 检验Fe OH 3是否沉淀完全的实验操作是 2 酸化操作是加入盐酸 调节溶液的pH约为4 0 其目的有 将溶液中的少量Ca OH 2转化为CaCl2 防止Ca2 在蒸发时水解 3 测定样品中Cl 含量的方法是 a 称取0 7500g样品 溶解 在250mL容量瓶中定容 b 量取25 00mL待测溶液于锥形瓶中 c 用0 05000mol L 1AgNO3溶液滴定至终点 消耗AgNO3溶液体积的平均值为20 39mL 上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有 计算上述样品中CaCl2 2H2O的质量分数为 若用上述方法测定的样品中CaCl2 2H2O的质量分数偏高 测定过程中产生的误差可忽略 其可能原因有 若用上述方法测定的样品中CaCl2 2H2O的质量分数偏高 则其可能的原因是样品存在少量的氯化钠固体或在最后结晶时少量的CaCl2 2H2O失水 答案 1 取少量上层清液 滴加KSCN溶液 若不出现血红色 表明Fe OH 3沉淀完全 2 防止溶液吸收空气中的CO2 3 酸式滴定管 99 9 样品中存在少量的NaCl少量CaCl2 2H2O失水 3 工业上用含锌物料 含FeO CuO等杂质 制备活性ZnO的流程如下 1 上述流程中 浸出时用的是60 的H2SO4 密度是1 5g cm3 如配制100mL这种H2SO4溶液 则需要18 4mol L 1的浓硫酸 mL 保留一位小数 2 加入氧化剂H2O2后 有Fe OH 3沉淀出现 没有Cu OH 2沉淀出现 若溶液中c Fe3 2 6 10 18mol L 1 则溶液中c Cu2 的取值范围是 mol L 1 已知 Ksp Fe OH 3 2 6 10 39 Ksp Cu OH 2 2 2 10 20 3 加入NH4HCO3后生成的沉淀是形态均为Zna OH b CO3 c的 a b c都是正整数 两种碱式碳酸锌A B的混合物 若A中a 5 b 6 则生成碱式碳酸锌A的化学方程式为 4 取洗涤 烘干后的碱式碳酸锌A和B的混合物49 70g 其物质的量为0 10mol 高温焙烧完全分解得到37 26gZnO 3 584LCO2 标准状况 和水 试通过计算求出碱式碳酸锌B的化学式 答案 1 49 9 50 0也可 2 2 2 10 6 3 5ZnSO4 10NH4HCO3 Zn5 OH 6 CO3 2 5 NH4 2SO4 8CO2 2H2O 4 依题意 0 10mol混合物完全分解得到ZnO CO2 H2O的物质的量分别为0 46mol 0 16mol 0 3mol 则1mol混合物中含4 6molZn 1 6molC 6molH 又知1molA中含H为6mol 含C为2mol 则1molB中含H为6mol 含C为1mol 所以B的化学式可以表示为Znx OH 6CO3 由化合价代数和为0可得x 4 即B的化学式为Zn4 OH 6CO3 其他合理解法均可 高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管 制取高纯氧化铝的流程如下 1 除杂 操作是加入适量过氧化氢 用氨水调节溶液的pH约为8 0 以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2 检验Fe2 是否除尽的实验操作是 2 通常条件下Ksp Fe OH 3 4 0 10 38 除杂后溶液中c Fe3 约为 3 配制硫酸铝溶液时 需用硫酸酸化 酸化的目的是 4 结晶 操作中 母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止 冷却结晶 得到铵明矾 含结晶水 母液不能蒸干的原因是 5 分离 操作名称是 填字母代号 A 蒸馏B 分液C 过滤 解析 2 根据 1 中除杂后溶液的pH约为8 即c OH 10 6mol L 再根据Ksp Fe OH 3 c Fe3 c3 OH c Fe3 10 6 3 4 0 10 38 解得c Fe3 4 0 10 20mol L 答案 1 取样 加适量H2O2溶液 振荡 滴加KSCN溶液 若无明显现象 说明Fe2 已除尽 2 4 0 10 20mol L 3 抑制Al3 水解 4 减少可溶性杂质的析出及Al3 水解 5 C 4 自然界中的碳酸钙资源极为丰富 但纯度不高 不符合精细化工生产的要求 因此纯度较高的碳酸钙有着广泛的市场 下面是用大理石 含有铁 镁的碳酸盐杂质 制备纯净碳酸钙的工艺流程图 1 流程图中步骤 采用低温加热的目的是 2 某同学由步骤 过滤所得的沉淀物判断原料大理石中的杂质是碳酸铁和碳酸镁 这种说法正确吗 说说你的理由 3 加入浓氨水 先沉淀出Fe OH 3 后沉淀出Mg OH 2 由此可推知Ksp Fe OH 3 Ksp Mg OH 2 填 或 4 流程图中步骤 通入氨气的目的是 5 流程图中操作 的名称是 操作 的名称是 解析 1 步骤 为大理石与硝酸的反应 由于硝酸受热容易分解 因此采用低温加热 2 硝酸具有强氧化性 可以氧化亚铁离子 3 溶度积小的先出现沉淀 4 步骤 中 NH4 2CO3的作用是使Ca2 沉淀 由于 NH4 2CO3容易水解 故通入NH3可以抑制其水解 有利于Ca2 的沉淀 5 操作 为过滤CaCO3沉淀 操作 为洗涤CaCO3沉淀 答案 1 防止硝酸分解 2 不正确假设原料中含有碳酸亚铁 第 步加入硝酸 可以将亚铁离子氧化为铁离子 3 4 抑制 NH4 2CO3水解 有利于Ca2 的沉淀 5 过滤洗涤 硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料 某工厂以含铁的废铜为原料生产胆矾 CuSO4 5H2O 生产流程如图所示 胆矾和石膏在不同温度下的溶解度 g 100g水 如表所示 请回答下列问题 1 红棕色滤渣的主要成分是 石灰浆可以用下列物质代替的是 填序号 A 碳酸钙B 氧化铜C 氢氧化钠D 碱式碳酸铜 Cu OH 2 CuCO3 2 写出浸出过程中生成硫酸铜的离子方程式 稀硝酸可以用下列物质替代的是 填序号 A 浓硝酸B 氯水C 双氧水D 氯化铁 3 操作 的操作温度应该控制在 左右 4 从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作 应为 洗涤 干燥 5 设计一个简单方案检验溶液中三价铁离子是否除净 6 反应产物中的NO可以循环使用 用化学方程式表示循环使用的方案 解析 1 Fe3 3OH Fe OH 3 控制溶液的pH 使三价铁离子完全沉淀 铜离子不沉淀 还可以利用三价铁离子的水解能力比铜离子的强 Fe3 3H2O Fe OH 3 3H 加入氧化铜 氢氧化铜 碳酸铜或碱式碳酸铜促进三价铁离子水解 加入的过量固体可通过过滤除去 2 铜与稀硫酸 稀硝酸发生反应 3Cu 2HNO3 3H2SO4 3CuSO4 2NO 4H2O 稀硝酸可以用双氧水代替 这样可以溶解样品 不引入新杂质 Fe 2H Fe2 H2 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O Cu H2O2 2H Cu2 2H2O 3 从数据表看 石膏的溶解度随温度升高而减小 胆矾的溶解度随温度升高而增大 温度保持在100 使硫酸钙最大限度地析出 提高产品的纯度 4 胆矾的溶解度随温度降低而减小 从热饱和溶液中分离出硫酸铜晶体 采用冷却结晶 过滤 洗涤 干燥的方法得到胆矾 5 用KSCN溶液检验滤液中是否含有三价铁离子 若含三价铁离子 溶液变血红色 若不含三价铁离子 溶液无明显颜色变化 6 将NO与空气混合后通入水中生成硝酸 硝酸用于溶解含铁废铜 答案 1 Fe OH 3BD 2 3Cu 8H 2NO 3Cu2 2NO 4H2OC 3 100 4 冷却结晶过滤 5 取滤液于试管中 向试管中滴加KSCN溶液 若溶液变血红色 则三价铁离子没有除净 若溶液无明显颜色变化 则三价铁离子已除净 6 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 5 铁氧体可用于制造隐形飞机上的吸收雷达波的涂料 一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下 1 当x 0 4时 试用氧化物形式表示该铁氧体的组成 2 酸浸时 二氧化锰被还原的化学方程式为 3 活性铁粉除汞时 铁粉的作用是 选填 氧化剂 还原剂 或 吸附剂 4 煮沸1h是为了使 分解 5 同时加入MnSO4和铁粉的目的是 解析 1 当x 0 4时 锰锌铁氧体的分子式为Mn0 4Zn0 6Fe2O4 即Mn2Zn3Fe10O20 改写成氧化物形式为2MnO 3ZnO 5Fe2O3 2 二氧化锰被还原成 2价 双氧水被氧化成氧气 同时硫酸也参与反应 形成