浙江省2021高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題三專項突破4化學(xué)工藝流程題的分析教案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專項突破4化學(xué)工藝流程題的分析工藝流程題的結(jié)構(gòu)-1 -二、工藝流程題分類突破題型一物質(zhì)制備類化工流程題1 .核心反應(yīng)一-陌生方程式的書寫關(guān)注箭頭的指向：箭頭指入一反應(yīng)物，箭頭指出一生成物。(1)氧化還原反應(yīng)：熟練應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的規(guī)律判斷產(chǎn)物和配 平。(2)非氧化還原反應(yīng)：結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和實際反應(yīng)判斷產(chǎn)物。2 .原料的預(yù)處理(1)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸等.水浸與水接觸反應(yīng)或溶解浸出固體加水(酸)溶解得到離子在酸性溶液中反應(yīng)，使可溶性金屬離子進入溶液不溶物通過過濾除去浸出率固體溶解后，金屬被浸出的百分率學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(2)灼燒、焙燒、煅燒:改變物質(zhì)

2、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。3。常用的控制反應(yīng)條件的方法( 1)調(diào)節(jié)溶液的 pH 。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀.調(diào)節(jié) pH 所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：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Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCd、Cu(OH)2、 CU2 (OH) 2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨 水等。( 2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動.( 3)趁熱過濾。防止某物質(zhì)降溫時析出。(4) 冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。題型二 提純類

3、化工流程題1 .明確常用的提純方法(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。( 4)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質(zhì).(5)加熱灼燒法:除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等.學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2。明確常用的分離方法(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或 者抽濾等方法。(2)萃取和分液 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同分離 物質(zhì)，如用四氯化碳或苯萃取澳水中的澳單質(zhì)。(3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如 NaCl。(4)冷卻結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化較大的

4、溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如 KNO3、FeC3、CuC2 CuSO4 5H2O、 FeSC4 7H2O 等。(5)蒸1留或分偏：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇 和甘油.(6)冷卻法:利用氣體液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷 卻法分離混合氣體中的氨氣。1. (2019河南八市重點高中聯(lián)考)三氧化銘(CrC3)又叫銘酸酊，是 一種暗紅色固體，溶于水會生成銘酸(H2CQ4) ,200 C以上會部分 分解生成氧化銘(Cr2C3)。I o下圖是用銘鐵礦(主要成分是FeCr2C4,含AI2C3、SiC2等雜質(zhì)) 生產(chǎn)CrC3的傳統(tǒng)工藝流程，請回答相關(guān)問題。+含F(xiàn)*：鞏的固體殘清C

5、K)i NiHSO.* ，鼻件1加淀”Jr1143 NnAlQ的混合溶fl!Hf| 2常破酹春聲爆劭 nnN.J%。必體溶液眼*二(：( Fd比。陽健學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(1臊彳1的名稱是，沉淀X的成分是(填 化學(xué)式)。(2)高溫燃燒時FeCr2O4參與反應(yīng)的化學(xué)方程式是.II。某工廠采用了一種新的生產(chǎn) CrO3的工藝流程，與傳統(tǒng)工藝流程 的主要區(qū)別如下圖所示(中間過程省略)。I (4)新工藝與傳統(tǒng)工藝相比有多種優(yōu)點：可得到價值更高的副產(chǎn) 品KNO 3； ；從綠色化學(xué)角度考慮新 工藝存在的缺點是。1*答案 (1容解、過濾 Al (OH)3、H2SQ3(2) 4FeCi2O4+8Na2CO

6、3+7O2 2F0O3+8Na2CrO4+8CO2(3) K2C2O7+2HNO 3 (濃)2KNO3+2CQ3+H2O(4)能耗較低、產(chǎn)品純度更高硝酸揮發(fā)或分解會產(chǎn)生污染 解析(1)銘鐵礦與純堿、空氣高溫燃燒后的固體通過操作 1后得 到固體和溶液，故操作1的名稱是溶解、過濾；通過調(diào)節(jié) pH,使溶 液中的偏鋁酸根離子和硅酸根離子轉(zhuǎn)化成沉淀，故沉淀X的成分是 Al(OH) 3、H2SQ3。(2)步驟的反應(yīng)為S2O2-+Cr2G-+H+ S4-+Cr3+H2O(未配平)，則每反 應(yīng) 0。1 mol Cr2O7-時，消耗 S2O3-mol。(3后C產(chǎn)的廢水可以加入熟石灰進一步處理，目的是«

7、r液硝isII.煙燒I一 &C.01晶體d見)弋海相轉(zhuǎn)化卜fkoh.空氣(3)液相轉(zhuǎn)化過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(2)高溫煨燒時FeCr2O4與純堿、空氣反應(yīng)生成 尸金。3、NazCrO, 和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式是4FeCi2O4+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。(3)液相轉(zhuǎn)化過程中K2C2O7與硝酸反應(yīng)生成KNO3、CrO3和H2O, 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是K2C2O7+2HNO 3(濃)2KNO3+2CQ3+H2O。(4)新工藝最后一步需要溫度是90 C,傳統(tǒng)工藝是高溫，因此新工藝 能耗較低;CrO3 200 C以上會部分

8、分解生成 C2O3，因此新工藝所得 CrO3純度更高；從綠色化學(xué)角度考慮新工藝存在的缺點是硝酸揮發(fā) 或分解會產(chǎn)生污染。2。( 2019陜西西北工業(yè)大學(xué)附中適應(yīng)性訓(xùn)練)某工業(yè)廢水中含有 CN一和Cr2首等離子，需經(jīng)污水處理達標(biāo)后才能排放，污水處理廠擬 用下列流程進行處理：|含CN的廢水調(diào)節(jié)pH至加入溶個含ent)的廢水| I1 al "> 繼續(xù)含特檢水樣-0.0；-的廢困： PH至加入"以溶了含C產(chǎn)的陵水J - 田3回答下列問題:(1)步驟中，CN一被ClO一氧化為CNO 的離子方程式為 學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(4底 25 c 下，將 a mol L-1 的 NaC

9、N 溶液與 0.01 mol L-1 的鹽 酸等體積混合，反應(yīng)后測得溶液pH=7,則a 0.01鎮(zhèn)“ >” “ <” 或"=");用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=.2。零答案 CN+C1O CNO +Cl-(2)0.075 (3洞節(jié)廢水 pH,使其轉(zhuǎn)化成Cr (OH)3沉淀除去(4) > (100a1) X 1-0“解析 (1遍性條件下，CN與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 CNO-、Cl-,離子反應(yīng)為 CN-+CQ CNO +Cl .(2)步驟白勺反應(yīng)為 SA+Cr2O2-+H+- S4-+Cr3+H2O, S2嫉中S元素 的化合價由+2價升高到

10、+6價生成SO-, Cr2d-中Cr元素的化合價由 +6價降低到+3價生成C產(chǎn)，根據(jù)得失電子守恒，&房和Cr2O7-的物 質(zhì)的量之比為3 : 4,則每反應(yīng)0。1 mol 54-時，消耗&c2-為0.075 mol(3府C產(chǎn)廢水有毒，調(diào)節(jié)廢水pH,使其轉(zhuǎn)化成Cr (OH) 3沉淀除 去.(4)由于反應(yīng)后測得溶液pH=7,當(dāng)a=0。01時，恰好反應(yīng)，生成了 HCN溶液，顯酸性，則甄化鈉應(yīng)該多些，故 a>0o 01；由電荷守恒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,再根據(jù)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廣東深圳中學(xué)適應(yīng)性考試)銘是一種銀白色金屬，化學(xué)性質(zhì) 穩(wěn)定，在化合物中常見+2、+3和+6價等價態(tài)。工業(yè)上以銘鐵礦(主 要成分為FeO, C12O3,含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)金學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精屬銘和重銘酸鈉晶體Na2C2O7,2H20(已知Na2Cr2O7是一種強氧化劑)淇主

12、要工藝流程如下：礦g溶 溶液A*»播過量 就酸鐵周體A過量H國iO尸濾液D 衿京一利適量NGH廣溶液C濾液T)燒暇般化N4Cq。/溶液溶液固體西溶液E-11 -查閱資料得知：常溫下，NaBiO3不溶于水,有強氧化性，在堿性條 件下，能將C產(chǎn)轉(zhuǎn)化為Cr&?；卮鹣铝袉栴}：(1)工業(yè)上常采用熱還原法制備金屬銘，寫出以Cr2O3為原料，利用鋁 熱反應(yīng)制取金屬銘的化學(xué)方程(2)酸化濾液D時，不選用鹽酸的原因(3)固體E的主要成分是Na2SO4,根據(jù)下圖分析操作a 為、洗滌、干燥。(4)已知含+6價銘的污水會污染環(huán)境，電鍍廠產(chǎn)生的鍍銅廢水中往往 含有一定量的Cr2首。含C/-的廢水加入。

13、溶液 含Cr3的廢水控制pR Cr (OH) 3況證學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精Cr(OH) 3的化學(xué)性質(zhì)與Al (OH) 3相似。在上述生產(chǎn)過程中加入NaOH溶液時要控制溶液的pH不能過高，是因為(用離子方程式表示)。用下列溶液代替上述流程中的 Na2s2O3溶液,其中最佳的是(填選項序號)。Ao FeSC4溶液Bo濃硫酸Co酸性KMnO4溶液D。Na2SO3溶液上述流程中，每消耗0。1 mol N&S2O3轉(zhuǎn)移0。8 mol eT,則加入Na2S2O3溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(5)某工廠廢水中含1.00 XT0 mol/L的C2%某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，處理廢水得到磁性材

14、料 Cb 5Fei0 5FeO4 (Cr元素的化合價為+3,Fe元素的化合價依次為+3、+2)。欲使1 L該廢水中的Cr2O7-完全轉(zhuǎn)化為CsFei。sFeO,。理論上需要加入 gFeSQ 7H2O.(已知FeSC4 7隆O的摩爾質(zhì)量為278 g/mol)3。答案(1)Cr2O3+2Al獨 Al2O3+2Cr(2)Cr24-會氧化 C廠生成氯氣，造成污染CrO2+2H2O(3)蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過濾 (4)®Cr (OH) 3+OH - D 38O3-+4Cr2G-+26H+ 8Cr3+6SO2-+13H 2O(5)2.78*解析(1)利用鋁熱反應(yīng)制取金屬銘的化學(xué)方程式：Cr2O3+2A

15、l%Al2O3+2Cr。(2)酸化濾液D時，不選用鹽酸的原因是 Na2Cr2O7是一種強氧化 劑,Cr2年會氧化C生成氯氣，造成污染。學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精NaC2O7和Na2SO4的溶解度隨溫度變化情況存在明顯差異，故 可利用結(jié)晶的方法進行分離，實際操作為蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾。(4)®Cr (OH) 3的化學(xué)性質(zhì)與Al (OH) 3相似，也能溶解在NaOH 溶液中，因此加入NaOH溶液時要控制溶液的pH不能過高，過高說 明NaOH明顯過量，會溶解 Cr(OH)3生成NaCrOz。Na2&O3的作用是還原劑，同時氧化產(chǎn)物為 Na2SO4,沒有引入新 的雜質(zhì)，可用Na2SO3

16、代替.每消耗0.1 mol NS2S2O3轉(zhuǎn)移0。8 mold說明其氧化產(chǎn)物全部為 Na2SO4,此時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 3S2O-+4Cr2O7-+26H+ - 8Cr3+6S4-+13H2O。(5版據(jù) 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,故其質(zhì)量為2。78 go4。(2019江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市二模)以軟鎰礦(主要成分為MnO2)和 硫鎰礦(主要成分為MnS)為原料制備硫酸鎰晶體的工藝流程如下：稀甲酸f|酸法f 過濾f I結(jié)晶f MnSOj HO疏缽

17、礦j濾流(1)濾渣中存在一種非金屬單質(zhì)，則酸浸過程中的化學(xué)方程式為 (2)實驗常用氧化還原法測定 MnSO4 H 2O晶體的純度，原理如下:2Mn2+NQ+4P&+2H+ 2 Mn (PO4)2+N 02+H2ONh+No2N2 T +2H2O學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精Mn (PO4) 23+Fe2+T Mn2+ Fe(PO4)23-稱取MnSO4 H 2O樣品1。000 0就容于適量水中，以磷酸作配位劑, 加入過量硝酸鏤，在220240 C下充分反應(yīng)。然后以苯基代鄰氨基 苯甲酸作指示劑，用0。100 0 mol -1硫酸亞鐵鏤標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成 的Mn (PO4)2： 3一至終點。重復(fù)

18、操作3次，記錄數(shù)據(jù)如下表：0.100 0 mol -1 (NH4) 2Fe(SQ)2標(biāo)滴定次準(zhǔn)溶液讀數(shù)/mL滴定前滴定后10。1020.2021.3221.3231.0520o 95已知：Fe2+No2+2H+三 Fe3+NOT +H 2O。測定過程中，硝酸鏤的作用是和.若滴定過程中硫酸亞鐵俊標(biāo)準(zhǔn)溶液不是新配制的，所測定的 MnSO4 H 2O晶體的純度將會 (填“偏高” “偏低”或“不 變”)。計算本t品中MnSO4 H 2O的質(zhì)量分數(shù)(寫出計算過程)。4.格案(1)MnO2+MnS+2H 2SO4 2MnSO4+S+2H 2O(2回)將試樣中的二價鎰氧化成三價鎰與產(chǎn)生的亞硝酸根反應(yīng)，消除對

19、滴定的影響偏高學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精消耗(NH4) 2Fe (SO4) 2標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為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樣品中MnSO4 H 2O的質(zhì)量分數(shù)為210 mZ 69g X 100%33。8%解析(1)根據(jù)流程圖分析，MnO2和MnS在稀硫酸中反應(yīng)生成一種 非金屬單質(zhì)，同時產(chǎn)生MnSO4,則“酸浸”時反應(yīng)的化學(xué)方程式為 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可推測，硝酸鏤的作用是將試樣中的二價鎰 氧化成三價鎰和與產(chǎn)生的亞硝酸根反應(yīng)，消除對滴定的影響。若滴定過程中硫酸亞鐵鏤標(biāo)準(zhǔn)溶液不是新配制的，部分Fe2+被氧 化為Fe3+,滴定時消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液偏多，故所測定的MnSO4 H 2O 晶體的純度將會偏高。5。軟鎰礦的主要成分為 MnO2,還含有FeO3、MgO、AI2O3、CaO、SiO2等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟鎰礦制取 MnSO4 H 2O的流程如下：先加11.0-11盧。4、SO2 再調(diào)m至56Mn燈n-1i

21、浸加液 辨液 -I燕發(fā)軟話&一回可T第呼除.I一”第2.除朵一-濃韓n浸出渣濾渣1濾渣2MnS< - H.O-|趁熱過濾已知：部分金屬陽離子完全沉淀時的 pH如下表.金屬陽離子Fe3+ Al3+ Mn2+ Mg2+學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精溫度高于27 C時，MnSO4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降 低。(1) “浸出”過程中MnO2轉(zhuǎn)化為Mn(6)取少量MnSO4 H 2O溶于水，配成溶液，測其pH發(fā)現(xiàn)該溶液 顯酸性，原因是(用離子方程式表 示). 5+ 答案(1)MnO2+SO2 SO-+Mn2+(2潛Fe2+氧化為Fe3 4+的離子方程式 為。(2)第1步除雜中加入H2O2的目的是(3)第1步除雜中形成濾渣1的主要成分為(填 化學(xué)式