《高考化学一轮复习考点过关金属元素及其化合物专题5化学工艺流程题与金属冶炼要点(DOC 13页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习考点过关金属元素及其化合物专题5化学工艺流程题与金属冶炼要点(DOC 13页)（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属元素及其化合物 专题5 化学工艺流程题与金属冶炼金属冶炼的化学工艺流程就是将金属制备的生产过程中的主要生产阶段以框图的形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。中学阶段涉及的金属冶炼主要包括从铝土矿中冶炼铝、从海水中提取镁、从黄铜矿中冶炼铜。1.金属冶炼的工艺流程示意图：箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)；出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。从铝土矿中冶炼铝从海水中提取镁由黄铜矿冶炼铜2.化工流程涉及的问题：解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减
2、少污染，实施“绿色化学”生产；原料的来源既要丰富，还要考虑成本问题；生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。3.化学工艺流程题答题策略：粗读题干，挖掘图示图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等携带问题，精读信息这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。跳跃思维，规范答题答题时应注意前后
3、问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。对反应条件的分析可以从以下几个方面着手：对反应速率有何影响，对平衡转化率有何影响，对综合生产效益有何影响(原料是否价廉易得，是否可再生，能源消耗的多少，设备能否满足生产条件的要求，对环境的影响如何)；要求用化学理论回答的问题一般采用“四段论法”：本题“改变了什么条件”(或“是什么条件”)根据什么理论所以有什么变化结论【巩固演练】常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。(1)填充物用60温水溶解，目的是_。(2)操作A的名称为_。(3)铜帽溶解时加入H2O2溶
4、液的目的是_ (用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后，可采用_方法除去溶液中过量的H2O2溶液。(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2，其负极的电极反应式为_。(5)滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnOOHMnO22H2C2O43H2SO4=3MnSO46H2O4CO2。当1 mol MnO2参加反应时，共有_mol电子发生转移。MnOOH与浓盐酸在加热条件下也可反应，写出反应的化学方程式：_。(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下，KMnO
5、4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图所示：根据上图可知：pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率_。在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下_强。解析：(3)Cu不能溶于硫酸，在酸性条件下，加入H2O2的Cu就会被溶解变为Cu2，反应的化学方程式是CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O；H2O2不稳定，受热容易分解产生氧气和水，所以铜帽溶解完全后，可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2。(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2，其负极Zn发生氧化反应，电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2。答案：(1
6、)加快溶解速率，同时防止温度过高氯化铵受热分解(2)过滤(3)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O加热(4)Zn2OH2e=Zn(OH)2(5)42MnOOH6HCl(浓)2MnCl2Cl24H2O(6)先降低后增加氧化性【过关演练】1. (2016届永州二次模拟)镧(La)是重要的稀土元素。工业上制镧的主要流程如下：已知：镧是较活泼金属；氢氧化镧是难溶于水的弱碱。(1)操作1、3相同，其名称是_。(2)操作2要在HCl气体氛围中加热的原因是_。(3)电解制镧的尾气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为_。(4)真空、高温过程中反应的化学方程式为_。(5)钙热还原法可制得纯度更高的金属
7、镧，已知稀土精矿中镧的质量分数为w，提炼过程中利用率为b，欲用a kJ稀土精矿制得分析纯金属镧，则产品中杂质允许含量的最大值的数学表达式为_kg(化工产品等级标准：优级纯99.8%，分析纯99.7%，化学纯99.5%)。2. (2016届洛阳期末)钛及其化合物被广泛用于航天航空、舰艇、机械制造、涂料、以及光催化触媒等领域。工业上以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产金属钛，其工艺流程如下：(1)反应中氧化剂和还原剂的质量比为_。(2)反应的化学方程式是_。(3)室温下，四氯化钛为无色液体，利用TiCl4的水解反应可以制造钛白颜料(TiO2)，水解生成TiO2xH2O，经焙烧得TiO2。在Ti
8、Cl4水解时需要加入大量的水，并同时加热的原因是_。(4)纳米TiO2具有广阔的应用前景，利用钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4在酸性条件下，在乙醇介质中水解生成Ti(OH)4溶胶，溶胶凝化处理后得到凝胶，再经干燥和煅烧即得到超细纳米TiO2。请写出钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4水解生成Ti(OH)4的化学方程式_，制备纳米TiO2过程中溶液混合时必须缓慢滴加的原因是_。3.某矿渣所含各物质的质量分数如表所示：成分SiO2MgOFe2O3Al2O3CuO质量分数(%)？4.03210.216已知常温下，几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Al(O
9、H)3开始沉淀的pH4.89.32.73.8完全沉淀的pH6.410.83.74.7某课题组拟用上述矿渣为原料制备金属镁、铝、铜、铁，其部分工艺流程如下：请回答下列问题：(1)沉淀的主要用途是_(列一种即可)，步骤中调节pH范围为_。(2)由滤液经几步反应可得到需要制备的一种金属的氧化物，滤液中需要通入气体的化学式为_。(3)写出由滤液得到滤液的离子方程式_。(4)滤液中含有的金属阳离子是_，分离金属阳离子的操作是_。(5)工业上，冶炼铝、铁、铜、镁的方法依次是_。(填代号)A电解法、热还原法、分解法、分解法B电解法、热还原法、热还原法、电解法C热还原法、分解法、电解法、电解法D热还原法、热还
10、原法、热还原法、电解法根据上述流程图，冶炼金属时选择的相应物质是_(填代号)。AAl2O3、Fe2O3、CuO、MgO BAl2O3、Fe2O3、CuCl2、MgCl2CAlCl3、FeCl3、CuO、MgCl2 DAl2O3、Fe2O3、CuO、MgCl2(6)现有10 t上述矿渣，理论上，可以冶炼铁_t。4.用磁铁矿(主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质)制取高纯铁红的工艺流程如下已知：KspFe(OH)281016；KspAl(OH)31.31033。(1)酸浸时，硫酸与四氧化三铁生成两种硫酸盐的化学方程式是_；铁粉的作用是_。(2)滴加氨水产生氢氧化铝的离子方程式为_。(3
11、)图中“滤液”中主要阳离子是_。(4)采用图示装置(加热仪器已略去)在约600650 煅烧30 min，通入的气体A是_。图中使用石英玻璃反应管，而不使用普通玻璃反应管的原因是_。5.实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO47H2O)，主要工艺流程如下。(1)将过程产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_(填字母序号)。A品红溶液 B紫色石蕊试液 C酸性KMnO4溶液 D溴水(2)过程中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为_。(3)过程中需加入的物质是_。(4)过程中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外
12、，还需要_。(5)过程调节pH可选用下列试剂中的_(填序号)。A稀硫酸 BCaCO3 CNaOH溶液6. (2016届福州质检)稀土是我国战略性资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3，它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。关于氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种，其中一种提取铈的工艺流程如下：请回答下列问题(1)为增大反应速率，提高原料的利用率，焙烧前可将矿石_处理。(2)焙烧过程中产生的SO3尾气常采用喷淋法净化，再用石灰乳中和；操作I中滤渣的主要成分是_。(3)操作若在实验室中进行，需要的主要玻璃仪器有_、烧杯、玻璃棒等；所用萃取剂HT需具备的条件是_。HT不溶于水，也不和水反应Ce3不和萃取剂HT发生反应Ce3在萃取剂HT中溶解度大于水萃取剂HT的密度一定大于水(4)已知有机物HT能将Ce3从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：2Ce3 (水层) 6HT(有机层) 2CeT3(有机层) 6H(水层) 从平衡角度解释：向CeT3 (有机层)加入稀硫酸获得较纯的含Ce3的水溶液的原因是_。(5)常温下，含Ce3溶液加碱调至pH8时，c(Ce
