高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題突破 金屬礦物綜合利用工藝流程課件 蘇教版-蘇教版高三全冊(cè)化學(xué)課件

1、專題突破專題突破4 4金屬礦物綜合利用金屬礦物綜合利用工藝流程工藝流程-2-考情分析解題指導(dǎo)化學(xué)工藝流程題近幾年是高考的熱點(diǎn),所占的分值也相當(dāng)大,但由于此類試題陌生度高,對(duì)我們的能力要求也大,加上有的試題文字量大,容易產(chǎn)生畏懼感,所以這類題的得分不是很理想。-3-考情分析解題指導(dǎo)一、解題方法及步驟1.常用方法常用首尾分析法:首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品,從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題,逐一推敲解答。2.基本步驟(1)審題:從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品,

2、并在流程框圖上,標(biāo)出原料中的成分,找出原料中的雜質(zhì)。審流程圖:看箭頭,進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物);找三線,物料進(jìn)出線、操作流程線、循環(huán)線。-4-考情分析解題指導(dǎo)(2)析題:分析流程中的每一步驟,知道“四個(gè)什么”:反應(yīng)物是什么、發(fā)生了什么反應(yīng)、該反應(yīng)造成了什么后果、對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。(3)技巧:從問(wèn)題中獲取信息,幫助解題,流程下題目中所提的問(wèn)題,有時(shí)對(duì)我們分析流程中某一步的作用有很大幫助,所以我們?cè)谧鲱}時(shí),不僅要把題中所給信息及流程圖審一遍,還要把題中所提問(wèn)題瀏覽一遍。-5-考情分析解題指導(dǎo)3.思維方向化

3、工流程題目在流程上一般分為三個(gè)過(guò)程:原料處理分離提純獲得產(chǎn)品(1)原料處理階段操作的主要目的粉碎、加熱目的是增大反應(yīng)速率。酸溶、堿溶、水溶(常見(jiàn)化工術(shù)語(yǔ):水浸、浸出、酸浸)溶解。灼燒、焙燒、煅燒改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。-6-考情分析解題指導(dǎo)(2)分離提純階段的常見(jiàn)考點(diǎn)調(diào)pH除雜:a.控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀,例如已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示:若要除去含Mn2+的溶液中含有的Fe2+,應(yīng)該先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH至3.7;注意把溶液的pH調(diào)至3.7,并不是加酸調(diào)節(jié),而是增大pH,應(yīng)該加堿或其

4、他與酸反應(yīng)的物質(zhì)。-7-考情分析解題指導(dǎo)b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn):能與H+反應(yīng),使溶液pH增大;不引入新雜質(zhì)。例如若要除去含Cu2+的溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH。試劑除雜:加入某一試劑,使雜質(zhì)溶解或沉淀或轉(zhuǎn)化為氣體。加熱:增大反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解、易水解的物質(zhì)或產(chǎn)物,則要注意對(duì)溫度的控制。如侯氏制堿法中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。降溫:防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的

5、方向移動(dòng)。萃取:利用萃取原理將混合物進(jìn)行分離,一般還需通過(guò)分液和蒸餾等方法。-8-考情分析解題指導(dǎo)(3)獲得產(chǎn)品階段的常見(jiàn)考點(diǎn)洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解:如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶:如除去KNO3中的少量NaCl。蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾:如除去NaCl中的少量KNO3。重結(jié)晶。-9-考情分析解題指導(dǎo)二、規(guī)范答題文字?jǐn)⑹鲱愵}目要規(guī)范答題,防止出現(xiàn)因敘述不嚴(yán)謹(jǐn)導(dǎo)致失分,如1.洗滌沉淀:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以

6、上操作23次。2.從溶液中得到晶體:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾(洗滌、烘干或干燥)。3.趁熱過(guò)濾(或冰水洗滌)的目的:防止某些物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出(或升溫時(shí)會(huì)溶解)而帶入新的雜質(zhì)。4.反應(yīng)中采取加熱措施的作用:一般是為了增大反應(yīng)速率或加速某固體的溶解。-10-考情分析解題指導(dǎo)三、熱點(diǎn)題型探究1.海水中提取鎂(1)分析原理首先要分析Mg的冶煉原理:MgCl2(熔融) Mg+Cl2,所以我們首先要獲得純凈的MgCl2。(2)分析初始原料海水中含有MgCl2,但濃度極低,所以要富集。方法:蒸發(fā)濃縮海水。海水中除含有MgCl2外,還含有Na+、K+、Ca2+、 、Br-、I-等可溶性離子,所以還要分離、提純

7、。分析離子中只有Mg2+與OH-反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀。我們可以用價(jià)格便宜的堿Ca(OH)2使Mg2+轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀,從而將Mg2+分離出來(lái)。-11-考情分析解題指導(dǎo)(3)制得無(wú)水MgCl2得到的Mg(OH)2沉淀與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2溶液,進(jìn)一步處理即可得到無(wú)水MgCl2,電解可得到鎂單質(zhì)。-12-考情分析解題指導(dǎo)例1鎂是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂從海水中提取,海水的綜合利用可以制備金屬鎂,其流程如下圖所示:(1)若在空氣中加熱MgCl26H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。 用電解法制取金屬鎂時(shí),需要無(wú)水氯化鎂。在干燥的

8、HCl氣流中加熱MgCl26H2O,能得到無(wú)水MgCl2,其原因是 。 -13-考情分析解題指導(dǎo)(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去?寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟:。 (3)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中,在溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒,分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。溶解時(shí):。 過(guò)濾時(shí): 。 蒸發(fā)時(shí): 。 (4)獲得HCl的反應(yīng)為2CH4+O2+4Cl22CO+8HCl(不考慮其他反應(yīng))。事實(shí)上,生產(chǎn)中HCl一直在循環(huán)使用。試從理論上分析,是否需要補(bǔ)充HCl,簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。 -14-考情分析解題指導(dǎo)-15-考情分析解題指導(dǎo)(2)加入MgCl2溶液,充分?jǐn)嚢?過(guò)濾

9、,沉淀用水洗滌(3)攪拌,加速溶解引流,使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗,防止外灑攪拌,防止因局部過(guò)熱引起液滴或晶體飛濺(4)不需要補(bǔ)充HCl,因?yàn)镃l22HClMg(OH)2MgCl2Cl2;依氯原子守恒可以看出理論上不需要補(bǔ)充HCl。-16-考情分析解題指導(dǎo)2.鋁及其礦物的開(kāi)發(fā)利用做與鋁有關(guān)的制備和分離提純類習(xí)題時(shí)要抓住鋁及其化合物的兩性,特別是與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)。例2用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O,工藝流程如下(部分操作和條件略):.向鋁灰中加入過(guò)量稀硫酸,過(guò)濾;.向?yàn)V液中加入過(guò)量KMnO4溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH約為3;.加熱,產(chǎn)生大量棕色

10、沉淀,靜置,上層溶液呈紫紅色;.加入MnSO4至紫紅色消失,過(guò)濾;.濃縮、結(jié)晶、分離,得到產(chǎn)品。-17-考情分析解題指導(dǎo)(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是 。 (3)已知:生成氫氧化物沉淀的pH注:金屬離子的起始濃度為0.1 molL-1根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟的目的: 。 -18-考情分析解題指導(dǎo)(4)已知:一定條件下, 可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。向的沉淀中加入濃鹽酸并加熱,能說(shuō)明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是。 中加入MnSO4的目的是 。 解析:鋁灰中SiO2不與硫酸反應(yīng),操作過(guò)濾后濾液中主要含有Al3+、Fe3+、Fe2+、 等,濾渣為SiO2;由表格中數(shù)據(jù)可知Fe3+在pH=2

11、.8時(shí)沉淀完全,而Fe2+完全沉淀時(shí)pH=8.3,操作的目的是除去濾液中的Fe3+、Fe2+,沉淀前應(yīng)把Fe2+變成易沉淀的Fe3+;(4)MnO2與濃鹽酸加熱時(shí)反應(yīng)生成黃綠色的氯氣;由信息 與Mn2+在一定條件下反應(yīng)可生成MnO2沉淀,結(jié)合操作的現(xiàn)象可知操作目的是除去溶液中的 。-19-考情分析解題指導(dǎo)(2)58H+54H2O(3)pH約為3時(shí),Fe2+和Al3+不能形成沉淀,將Fe2+氧化為Fe3+,可使鐵完全沉淀(4)生成黃綠色氣體除去過(guò)量的-20-考情分析解題指導(dǎo)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練(2016湖北七校聯(lián)考)二氧化鈦是鈦的重要化合物,鈦白(純凈的二氧化鈦)是一種折射率高、著色力和遮蓋力強(qiáng)、化

12、學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的白色顏料。鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeOTiO2),含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì),由鈦鐵礦制取二氧化鈦常用硫酸法,制備流程如下:-21-考情分析解題指導(dǎo)(1)鈦鐵礦主要成分與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (2)為提高“固體熔塊”水浸取時(shí)的浸出率,除了采用循環(huán)浸取、延長(zhǎng)時(shí)間外,適宜的條件還可以選擇。(任寫(xiě)一種)(3)浸取液與鐵屑反應(yīng)的離子方程式為;從濾液中獲得晶體X的基本操作是、過(guò)濾、洗滌、干燥。 -22-考情分析解題指導(dǎo)(4)第步反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (5)取少量H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無(wú)明顯現(xiàn)象

13、,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說(shuō)明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是。這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會(huì)發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是(填化學(xué)式)。-23-考情分析解題指導(dǎo)解析: (1)鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3,其與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4和FeSO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeTiO3+2H2SO4(濃) FeSO4+TiOSO4+2H2O。(2)“固體熔塊”用水浸取的目的是讓熔塊中能溶于水的TiOSO4和FeSO4及Fe2(SO4)3(鈦鐵礦中的Fe2O3與硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物)充分溶于水,而不溶于水的雜質(zhì)通過(guò)過(guò)濾除去。為了提高浸出率,可以采用循環(huán)浸取、延長(zhǎng)時(shí)間將熔塊粉碎、連續(xù)攪拌或者適當(dāng)提高溫度等措施。-24-考情分析解題指導(dǎo)(3)浸取液中加入鐵屑主要是將Fe3+還原成Fe2+,離子方程式為2Fe3+Fe 3Fe2+;過(guò)濾所得濾液中的主要成分是TiOSO4和FeSO4,從濾液中獲得FeSO4晶體的基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。(4)第步是TiOSO4與水反應(yīng)生成H2TiO3和H2SO