《2018年高考化学一轮复习 考点7 无机化工流程图问题（第17课时）无机化工流程图问题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考化学一轮复习 考点7 无机化工流程图问题（第17课时）无机化工流程图问题课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第17课时 无机化工流程图问题,课标版 化学,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)反应速率与平衡理论的运用; (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;,(6)流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用; (7)环境保护与绿色化学评价。 2.工
2、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。,水浸:与水接触反应或溶解。 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
3、与H+反应,使溶液pH增大;不引入 新杂质。 例如:若要除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2 CO3等物质来调节溶液的pH。,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KNO3中的少量NaCl。,蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3。 重结
4、晶。 自测1 MgSO47H2O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H2SO4调节溶液pH至12,H2SO4的作用是 。,(2)加NaClO溶液至pH=56并加热煮沸510分钟,沉淀2中主要含有MnO2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MnSO4转化为MnO2的离子方程式为 。 (3)检验滤液中是否含有Fe3+的实验方法是 。 (4)“操作X”是将溶液 、 、过滤洗涤,即得到 MgSO47H2O晶体。 (5)准确称量制得的样品5 g,用20
5、0 mL水溶解,加入2 molL-1的盐酸5 mL,在 不断搅拌下滴加足量2 molL-1 BaCl2溶液,充分反应后,得沉淀4.46 g,则样品 纯度为 。,答案 (1)溶解盐泥变成可溶性硫酸盐,除去Ca2+、Si 、C (2)Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn2+ClO-+H2O MnO2+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Fe3+,若不显 红色则无Fe3+ (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
6、酸沉淀,以及二氧化碳气体;(2)根据流程可知,调节pH并加热,Al3 +和Fe3+发生水解反应,生成Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)检验Fe3+常用KSCN溶液; (5)4.46 g为BaSO4沉淀的质量,其物质的量为0.02 mol,由此求得MgSO47H2 O的物质的量为0.02 mol,所以m(MgSO47H2O)=4.92 g,样品纯度为98.4%。,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
7、子方程式: 。,(3)将沉淀物加热,冷却至室温,用天平称量其质量为b1 g,再次加热并冷却至 室温称量其质量为b2 g,若b1-b2=0.3,则接下来还应进行的操作是 。若蒸发皿质量是W1 g,蒸发皿与加热后固体总 质量是W2 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:,(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 KMnO4溶液b mL,则样品中铁元素的质量分数是 。,答案 .(1)250 mL容量瓶 胶头滴管 (2)2Fe2+Br2 2Fe3+2Br- (
8、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KMnO4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Fe2+,且会与过量的硫酸反应 生成Fe2+,干扰铁元素质量分数的测定 (3) 100%,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Fe2+氧化为Fe3+。(3)b1- b2=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W2 g-W1 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Fe3+
9、还原为Fe2+,然后用KMnO4溶液滴定。若 用盐酸,则过量的盐酸被KMnO4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5Fe2+Mn ,知样品中铁元素 质量为2.8bc g,则铁元素的质量分数为 100%。,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。,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.由于该类试题多是与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、
10、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。,(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O2、H2O、CO2或其他气体 是否参与反应或达到防氧化、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
11、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Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程:,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: 。,(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p
12、H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FeCl3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+FeCl3 CuCl2+FeCl2;Fe2+Ce4+ Fe3+Ce3+。则CuCl的纯度为 。,答案 (1)Fe2+ Fe、Cu HCl (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
13、Cl2过量 (3)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O (4)b (5)防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解 (6)SO2+2Cu2+2Cl-+2H2O 2CuCl+S +4H+ (7)99%,解析 向废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)中加入过量的铁粉,Fe3+与铁粉反 应转化为Fe2+,Cu2+与铁反应生成铜,然后过滤,滤渣为过量的铁和生成的铜, 将滤渣溶于盐酸,铜与盐酸不反应,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;铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化 硫,铜与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
14、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+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O。(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:CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O 2CuCl+2H2SO4,反应的离子方程式 为SO2+2Cu2+2Cl-+2H2O 2CuCl+S +4H+。,1-1 硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3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
15、物沉淀的pH如下表所示:,(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与含SO2的烟气反应生成MgSO4,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)。,答案 (1)Mg2+ 2- (2)Fe(OH)3、Al(OH)3 Al(OH)3+OH- Al +2H2O (3)Mg2+2OH- Mg(OH)2 (4)2Mg(OH)2+2SO2+O2 2MgSO4+2H2O (5) 100% 解析 (1)MgO是离子化合物,电子式为Mg2+ 2-。,(2)依据题意知,硼泥中含有MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3等,加入硫酸 后加热溶解、过滤得到的滤渣1为SiO2,滤液1中含有Mg2+、Fe3+、Fe2+、Al3 +、H+等离子,
