浙江省2021高考化学一轮复习专题三专项突破4化学工艺流程题的分析教案

1、学必求其心得，业必贵于专精专项突破4化学工艺流程题的分析工艺流程题的结构-1 -二、工艺流程题分类突破题型一物质制备类化工流程题1 .核心反应一-陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入一反应物，箭头指出一生成物。(1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原反应的规律判断产物和配 平。(2)非氧化还原反应：结合物质性质和实际反应判断产物。2 .原料的预处理(1)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、盐酸等.水浸与水接触反应或溶解浸出固体加水(酸)溶解得到离子在酸性溶液中反应，使可溶性金属离子进入溶液不溶物通过过滤除去浸出率固体溶解后，金属被浸出的百分率学必求其心得，业必贵于专精(2)灼烧、焙烧、煅烧:改变物质

2、结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。3。常用的控制反应条件的方法( 1)调节溶液的 pH 。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀.调节 pH 所需的物质一般应满足两点：能与H+反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCd、Cu(OH)2、 CU2 (OH) 2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨 水等。( 2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动.( 3)趁热过滤。防止某物质降温时析出。(4) 冰水洗涤。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。题型二 提纯类

3、化工流程题1 .明确常用的提纯方法(1)水溶法：除去可溶性杂质。(2)酸溶法：除去碱性杂质。(3)碱溶法：除去酸性杂质。( 4)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质.(5)加热灼烧法:除去受热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等.学必求其心得，业必贵于专精2。明确常用的分离方法(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或 者抽滤等方法。(2)萃取和分液 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同分离 物质，如用四氯化碳或苯萃取澳水中的澳单质。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如 NaCl。(4)冷却结晶提取溶解度随温度变化较大的

4、溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如 KNO3、FeC3、CuC2 CuSO4 5H2O、 FeSC4 7H2O 等。(5)蒸1留或分偏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇 和甘油.(6)冷却法:利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷 却法分离混合气体中的氨气。1. (2019河南八市重点高中联考)三氧化铭(CrC3)又叫铭酸酊，是 一种暗红色固体，溶于水会生成铭酸(H2CQ4) ,200 C以上会部分 分解生成氧化铭(Cr2C3)。I o下图是用铭铁矿(主要成分是FeCr2C4,含AI2C3、SiC2等杂质) 生产CrC3的传统工艺流程，请回答相关问题。+含F*：巩的固体残清C

5、K)i NiHSO.* ，鼻件1加淀”Jr1143 NnAlQ的混合溶fl!Hf| 2常破酹春声爆劭 nnN.J%。必体溶液眼*二(：( Fd比。阳健学必求其心得，业必贵于专精(1臊彳1的名称是，沉淀X的成分是(填 化学式)。(2)高温燃烧时FeCr2O4参与反应的化学方程式是.II。某工厂采用了一种新的生产 CrO3的工艺流程，与传统工艺流程 的主要区别如下图所示(中间过程省略)。I (4)新工艺与传统工艺相比有多种优点：可得到价值更高的副产 品KNO 3； ；从绿色化学角度考虑新 工艺存在的缺点是。1*答案 (1容解、过滤 Al (OH)3、H2SQ3(2) 4FeCi2O4+8Na2CO

6、3+7O2 2F0O3+8Na2CrO4+8CO2(3) K2C2O7+2HNO 3 (浓)2KNO3+2CQ3+H2O(4)能耗较低、产品纯度更高硝酸挥发或分解会产生污染 解析(1)铭铁矿与纯碱、空气高温燃烧后的固体通过操作 1后得 到固体和溶液，故操作1的名称是溶解、过滤；通过调节 pH,使溶 液中的偏铝酸根离子和硅酸根离子转化成沉淀，故沉淀X的成分是 Al(OH) 3、H2SQ3。(2)步骤的反应为S2O2-+Cr2G-+H+ S4-+Cr3+H2O(未配平)，则每反 应 0。1 mol Cr2O7-时，消耗 S2O3-mol。(3后C产的废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是«

7、r液硝isII.烟烧I一 &C.01晶体d见)弋海相转化卜fkoh.空气(3)液相转化过程发生反应的化学方程式学必求其心得，业必贵于专精(2)高温煨烧时FeCr2O4与纯碱、空气反应生成 尸金。3、NazCrO, 和CO2,反应的化学方程式是4FeCi2O4+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。(3)液相转化过程中K2C2O7与硝酸反应生成KNO3、CrO3和H2O, 发生反应的化学方程式是K2C2O7+2HNO 3(浓)2KNO3+2CQ3+H2O。(4)新工艺最后一步需要温度是90 C,传统工艺是高温，因此新工艺 能耗较低;CrO3 200 C以上会部分

8、分解生成 C2O3，因此新工艺所得 CrO3纯度更高；从绿色化学角度考虑新工艺存在的缺点是硝酸挥发 或分解会产生污染。2。( 2019陕西西北工业大学附中适应性训练)某工业废水中含有 CN一和Cr2首等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟 用下列流程进行处理：|含CN的废水调节pH至加入溶个含ent)的废水| I1 al "> 继续含特检水样-0.0；-的废困： PH至加入"以溶了含C产的陵水J - 田3回答下列问题:(1)步骤中，CN一被ClO一氧化为CNO 的离子方程式为 学必求其心得，业必贵于专精(4底 25 c 下，将 a mol L-1 的 NaC

9、N 溶液与 0.01 mol L-1 的盐 酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7,则a 0.01镇“ >” “ <” 或"=");用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka=.2。零答案 CN+C1O CNO +Cl-(2)0.075 (3洞节废水 pH,使其转化成Cr (OH)3沉淀除去(4) > (100a1) X 1-0“解析 (1遍性条件下，CN与NaClO发生氧化还原反应生成 CNO-、Cl-,离子反应为 CN-+CQ CNO +Cl .(2)步骤白勺反应为 SA+Cr2O2-+H+- S4-+Cr3+H2O, S2嫉中S元素 的化合价由+2价升高到

10、+6价生成SO-, Cr2d-中Cr元素的化合价由 +6价降低到+3价生成C产，根据得失电子守恒，&房和Cr2O7-的物 质的量之比为3 : 4,则每反应0。1 mol 54-时，消耗&c2-为0.075 mol(3府C产废水有毒，调节废水pH,使其转化成Cr (OH) 3沉淀除 去.(4)由于反应后测得溶液pH=7,当a=0。01时，恰好反应，生成了 HCN溶液，显酸性，则甄化钠应该多些，故 a>0o 01；由电荷守恒c(Na+) +c(H + ) =c (OH ) +c (CN ) +c(Cl-)及 pH=7,可知 c(H+) =c (OH )=10-7mol L-1

11、, c(CN)=c (Na+)-c(C)=a/2 mol0。01/2 mol Y,再根据物料守恒：c (CN ) +c (HCN ) =c(Na+)=a/27 ? 0.01、_mol F1 ;Ka= ?(h?(hcn()cn)= xI")= (100a- 1) x 23.(2019广东深圳中学适应性考试)铭是一种银白色金属，化学性质 稳定，在化合物中常见+2、+3和+6价等价态。工业上以铭铁矿(主 要成分为FeO, C12O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产金学必求其心得，业必贵于专精属铭和重铭酸钠晶体Na2C2O7,2H20(已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂)淇主

12、要工艺流程如下：矿g溶 溶液A*»播过量 就酸铁周体A过量H国iO尸滤液D 衿京一利适量NGH广溶液C滤液T)烧暇般化N4Cq。/溶液溶液固体西溶液E-11 -查阅资料得知：常温下，NaBiO3不溶于水,有强氧化性，在碱性条 件下，能将C产转化为Cr&。回答下列问题：(1)工业上常采用热还原法制备金属铭，写出以Cr2O3为原料，利用铝 热反应制取金属铭的化学方程(2)酸化滤液D时，不选用盐酸的原因(3)固体E的主要成分是Na2SO4,根据下图分析操作a 为、洗涤、干燥。(4)已知含+6价铭的污水会污染环境，电镀厂产生的镀铜废水中往往 含有一定量的Cr2首。含C/-的废水加入。

13、溶液 含Cr3的废水控制pR Cr (OH) 3况证学必求其心得，业必贵于专精Cr(OH) 3的化学性质与Al (OH) 3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为(用离子方程式表示)。用下列溶液代替上述流程中的 Na2s2O3溶液,其中最佳的是(填选项序号)。Ao FeSC4溶液Bo浓硫酸Co酸性KMnO4溶液D。Na2SO3溶液上述流程中，每消耗0。1 mol N&S2O3转移0。8 mol eT,则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为。(5)某工厂废水中含1.00 XT0 mol/L的C2%某研究性学习小组为了变废为宝，处理废水得到磁性材

14、料 Cb 5Fei0 5FeO4 (Cr元素的化合价为+3,Fe元素的化合价依次为+3、+2)。欲使1 L该废水中的Cr2O7-完全转化为CsFei。sFeO,。理论上需要加入 gFeSQ 7H2O.(已知FeSC4 7隆O的摩尔质量为278 g/mol)3。答案(1)Cr2O3+2Al独 Al2O3+2Cr(2)Cr24-会氧化 C厂生成氯气，造成污染CrO2+2H2O(3)蒸发结晶 趁热过滤 (4)®Cr (OH) 3+OH - D 38O3-+4Cr2G-+26H+ 8Cr3+6SO2-+13H 2O(5)2.78*解析(1)利用铝热反应制取金属铭的化学方程式：Cr2O3+2A

15、l%Al2O3+2Cr。(2)酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是 Na2Cr2O7是一种强氧化 剂,Cr2年会氧化C生成氯气，造成污染。学必求其心得，业必贵于专精NaC2O7和Na2SO4的溶解度随温度变化情况存在明显差异，故 可利用结晶的方法进行分离，实际操作为蒸发结晶、趁热过滤。(4)®Cr (OH) 3的化学性质与Al (OH) 3相似，也能溶解在NaOH 溶液中，因此加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，过高说 明NaOH明显过量，会溶解 Cr(OH)3生成NaCrOz。Na2&O3的作用是还原剂，同时氧化产物为 Na2SO4,没有引入新 的杂质，可用Na2SO3

16、代替.每消耗0.1 mol NS2S2O3转移0。8 mold说明其氧化产物全部为 Na2SO4,此时发生反应的离子方程式为 3S2O-+4Cr2O7-+26H+ - 8Cr3+6S4-+13H2O。(5版据 CroFei。sFeO,中,Cr ： Fe=0.5 ： 2.5=1 : 5,有n(FeSQ 7H2O) =1。00 x 103 mol/L x 1 L x 2X 5三彳0nol,故其质量为2。78 go4。(2019江苏苏锡常镇四市二模)以软镒矿(主要成分为MnO2)和 硫镒矿(主要成分为MnS)为原料制备硫酸镒晶体的工艺流程如下：稀甲酸f|酸法f 过滤f I结晶f MnSOj HO疏钵

17、矿j滤流(1)滤渣中存在一种非金属单质，则酸浸过程中的化学方程式为 (2)实验常用氧化还原法测定 MnSO4 H 2O晶体的纯度，原理如下:2Mn2+NQ+4P&+2H+ 2 Mn (PO4)2+N 02+H2ONh+No2N2 T +2H2O学必求其心得，业必贵于专精Mn (PO4) 23+Fe2+T Mn2+ Fe(PO4)23-称取MnSO4 H 2O样品1。000 0就容于适量水中，以磷酸作配位剂, 加入过量硝酸镂，在220240 C下充分反应。然后以苯基代邻氨基 苯甲酸作指示剂，用0。100 0 mol -1硫酸亚铁镂标准溶液滴定生成 的Mn (PO4)2： 3一至终点。重复

18、操作3次，记录数据如下表：0.100 0 mol -1 (NH4) 2Fe(SQ)2标滴定次准溶液读数/mL滴定前滴定后10。1020.2021.3221.3231.0520o 95已知：Fe2+No2+2H+三 Fe3+NOT +H 2O。测定过程中，硝酸镂的作用是和.若滴定过程中硫酸亚铁俊标准溶液不是新配制的，所测定的 MnSO4 H 2O晶体的纯度将会 (填“偏高” “偏低”或“不 变”)。计算本t品中MnSO4 H 2O的质量分数(写出计算过程)。4.格案(1)MnO2+MnS+2H 2SO4 2MnSO4+S+2H 2O(2回)将试样中的二价镒氧化成三价镒与产生的亚硝酸根反应，消除对

19、滴定的影响偏高学必求其心得，业必贵于专精消耗(NH4) 2Fe (SO4) 2标准溶液的平均体积为20.00 mL2MnSO4 H 2O2Mn (PO4) 2 3-2Fe2+n(MnSO4 H 2O)=n(Fe2+) =20.00 mL x-3110 mL1 x 0.100 0 mol , L-1=2 X 103 mol-， 一 , -3 . -1样品中MnSO4 H 2O的质量分数为210 mZ 69g X 100%33。8%解析(1)根据流程图分析，MnO2和MnS在稀硫酸中反应生成一种 非金属单质，同时产生MnSO4,则“酸浸”时反应的化学方程式为 MnO2+MnS+2H 2SO4 2M

20、nSO4+S+2H2。(2)由原理:2Mn2+Nc3+4Pd-+2H+T 2 Mn (PO4) V+Na+HzO、 NH+NG N2T +2H2O可推测，硝酸镂的作用是将试样中的二价镒 氧化成三价镒和与产生的亚硝酸根反应，消除对滴定的影响。若滴定过程中硫酸亚铁镂标准溶液不是新配制的，部分Fe2+被氧 化为Fe3+,滴定时消耗的标准溶液偏多，故所测定的MnSO4 H 2O 晶体的纯度将会偏高。5。软镒矿的主要成分为 MnO2,还含有FeO3、MgO、AI2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软镒矿制取 MnSO4 H 2O的流程如下：先加11.0-11卢。4、SO2 再调m至56Mn灯n-1i

21、浸加液 辨液 -I燕发软话&一回可T第呼除.I一”第2.除朵一-浓韩n浸出渣滤渣1滤渣2MnS< - H.O-|趁热过滤已知：部分金属阳离子完全沉淀时的 pH如下表.金属阳离子Fe3+ Al3+ Mn2+ Mg2+学必求其心得，业必贵于专精温度高于27 C时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降 低。(1) “浸出”过程中MnO2转化为Mn(6)取少量MnSO4 H 2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液 显酸性，原因是(用离子方程式表 示). 5+ 答案(1)MnO2+SO2 SO-+Mn2+(2潜Fe2+氧化为Fe3 4+的离子方程式 为。(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是(3)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为(填 化学式