高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 工業(yè)流程中物質(zhì)的分離和提純考查 課件

高考化學(xué)中的熱點(diǎn)問題——工業(yè)流程中物質(zhì)的分離和提純考查

物質(zhì)提純類2022廣東卷試題考向分析試題考向分析2022全國甲卷2022山東卷2022河北卷2022遼寧卷2022江蘇卷2022浙江卷物質(zhì)制備類理論滲透類2022全國乙卷(理論滲透類+物質(zhì)提純類)2022北京卷(理論滲透類+物質(zhì)制備類)2022湖北卷(理論滲透類+物質(zhì)提純類)2022湖南卷(理論滲透類+物質(zhì)制備類)試題考向分析二、必備知識1.礦料分離的原則：

不引入新雜質(zhì)，分離提純后的物質(zhì)狀態(tài)不變，實(shí)驗(yàn)過程和操作方法簡單易行，經(jīng)濟(jì)廉價。

2.物質(zhì)分離的方法：

二、必備知識

2.物質(zhì)分離的方法：

二、必備知識三、思維模型建構(gòu)1.試劑作用分析：加入試劑，精準(zhǔn)分析試劑作用與物質(zhì)變化。2.工業(yè)流程五觀念：

元素守恒的觀念

前后關(guān)聯(lián)的觀念

物質(zhì)轉(zhuǎn)化的觀念

渣液分離的觀念

循環(huán)利用的觀念例、已知NaCl和KNO３在水中的溶解度曲線如圖所示：將固體溶解于熱水，加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。重復(fù)操作。（1）如果在KNO３固體中含有少量的NaCl雜質(zhì)，如何提純硝酸鉀？請簡述實(shí)驗(yàn)操作。（2）如果在NaCl固體中含有少量的KNO３雜質(zhì)，如何提純氯化鈉？請簡述實(shí)驗(yàn)操作。將固體溶解于水，蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾。重復(fù)操作。四、重結(jié)晶（蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶）例：苯甲酸的重結(jié)晶（課本原型）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模撼ケ郊姿嶂胁蝗苄噪s質(zhì)（泥沙）和可溶性雜質(zhì)（NaCl）。已知苯甲酸在水中溶解度：25℃，0.17g；50℃，0.95g；95℃，6.8g操作表述：將粗苯甲酸溶解在95℃的熱水中制的飽和溶液，趁熱過濾、冷卻結(jié)晶再過濾、洗滌、干燥。趁熱過濾的原因是為了減少產(chǎn)品苯甲酸的損失高考真題將PbO粗品溶解在一定量的110

℃的35

%

NaOH溶液，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻、結(jié)晶后再過濾（2016年北京高考）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)

NaHPbO2(aq)，其溶解度曲線如圖所示。②過程Ⅲ的目的是提純。結(jié)合上述溶解度曲線，簡述過程Ⅲ的操作___________。粗品：PbO、C

NaHPbO2(aq)（4）結(jié)合MgSO4與MnSO4溶解度曲線，簡述“結(jié)晶分離”的具體實(shí)驗(yàn)操作

。將凈化液在100℃時蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾例13（12分）（2021年北京順義1月）用軟錳礦（主要成分MnO2，含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgCO3等雜質(zhì)）制備MnSO4·H2O的流程如下：

凈化液體MnSO4、MgSO4

產(chǎn)品MnSO4·H2O蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾（2023年北京朝陽）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4等）為原料制備PbO，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。流程示意圖如下：（2023年北京順義二模）次磷酸鈉(NaH2PO2)在食品工業(yè)中用作防腐劑、抗氧化劑，也是一種很好的化學(xué)鍍劑。（3）次磷酸鈉的制備

將黃磷(P4)和過量燒堿溶液混合加熱，生成NaH2PO2和PH3氣體，PH3氣體與NaClO溶液反應(yīng)可生成次磷酸（H3PO2）。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：④已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下：充分反應(yīng)后，將A、C中溶液混合，將混合液(含極少量NaOH)蒸發(fā)濃縮，有大量雜質(zhì)晶體析出，然后_

得到NaH2PO2的粗產(chǎn)品。NaH2PO2（NaCl)NaH2PO2趁熱過濾，降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥四、萃取分液

工業(yè)流程中關(guān)于物質(zhì)的分離，尤其是涉及到過渡元素的問題，往往可以利用過渡金屬容易和某些有機(jī)物進(jìn)行配位反應(yīng)，形成易溶解于有機(jī)溶劑的配合物，通過分液得到含過渡金屬元素的有機(jī)混合物，再通過平衡移動，把過渡元素離子轉(zhuǎn)化到易溶解于水的微粒，在這個過程中，往往會用到萃取分液，再反萃取分液體。I2+I—I3—

非極性

極性

18.（13分）（2023年順義高三二模）以廢舊銅電路板為原料制備硫酸銅晶體可以變廢為寶，下圖是某工廠的實(shí)際制備工藝流程。（2）上述流程中需要用到分液操作步驟是（填序號）

。（3）浸取后得到的溶液銅元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在，浸取時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。Cu+H2O2+2NH3+2NH4Cl=[Cu(NH3)4]Cl+H2O[Cu(NH3)4]Cl+2RHCuR2+2NH4Cl+2NH3CuR2+H2SO4CuSO4+2RH（2023年北京朝陽一模16題）從低品位銅鎳礦（含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO等雜質(zhì)）資源中提取鎳和銅的一種工藝流程如下：Cu、Ni礦物Fe2O3FeO、MgO、CuO加入H2SO4，使Cu2++2HR

CuR2+2H+逆向進(jìn)行，Cu2+進(jìn)入水層18．（14分）電解錳渣的主要成分是MnS。一種由電解錳渣制取高純MnSO4的流程如下。2023年東城一模(2023年西城期末）黏土釩礦中，釩以+3價、+4價、+5價的化合物存在，還包括SiO2、Fe2O3和鋁硅酸鹽（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土釩礦制備V2O5、Fe2O3和硫酸鋁銨。

原料：SiO2、

Fe2O3（Al2O3·SiO2）V（+3、+4、+5）NH4Al(SO4)2（1）從黏土釩礦到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有__。（2）濾渣的主要成分是______。（3）浸出液中釩以+4價、+5價的形式存在，簡述加入鐵粉的原因。（4）從平衡移動原理解釋加入20%H2SO4溶液的作用：______。+4價V+2價Fe使用濃硫酸、升溫至250℃SiO2將溶液中的+5價釩、Fe3+分別轉(zhuǎn)化為V4+、Fe2+，利于+4價釩的萃取，實(shí)現(xiàn)釩元素和鐵元素的分離。加入20%H2SO4，增大c(H+)，平衡Mn+(aq)+nHR(org)

MRn(org)+nH+(aq)逆向移動，使萃取的釩脫離有機(jī)層返回到無機(jī)層，與萃取劑分離。（2017年北京高考）TiCl4是由鈦精礦（主要成分為TiO2）制備鈦（Ti）的重要中間產(chǎn)物，制備純TiCl4的流程示意圖如下：（1）氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。

④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫，經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有_____。（2）精制過程：粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下：物質(zhì)a是______________，T2應(yīng)控制在_________。MgCl2、AlCl3、FeCl3粗TiCl4成分：TiCl4、SiCl4、AlCl3、FeCl3T1控制在：大于58℃小于136℃，物質(zhì)a為SiCl4T1控制在：136℃~181℃。16．（13分）黏土釩礦中，釩以+3價、+4價、+5價的化合物存在，還包括SiO2、Fe2O3和鋁硅酸鹽（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土釩礦制備V2O5、Fe2O3和硫酸鋁銨。（5）KClO3和VO2+反應(yīng)生成VO2+和Cl?的離子方程式是______。ClO3—+6VO2++3H2O==Cl?+6VO2

++6H+16．（13分）黏土釩礦中，釩以+3價、+4價、+5價的化合物存在，還包括SiO2、Fe2O3和鋁硅酸鹽（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土釩礦制備V2O5、Fe2O3和硫酸鋁銨。（6）測定V2O5

產(chǎn)品的純度稱取

V2O5

產(chǎn)品

a

g，先加入硫酸將

V2O5

轉(zhuǎn)化為

VO2+，加入指示劑后，用

c

mol/L(NH4)2Fe(SO4)2

溶液滴定將

VO2+轉(zhuǎn)化為VO2+至終點(diǎn)，消耗(NH4)2Fe(SO4)2

溶液的體積為VmL。假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)，則V2O5產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______（V2O5

的摩爾質(zhì)量為Mg/mol）。

V2O5

——2VO2+——

2(NH4)2Fe(SO4)2

M2mol

x10-3CV16．（2023年北京西城期末）黏土釩礦中，釩以+3價、+4價、+5價的化合物存在，還包括SiO2、Fe2O3和鋁硅酸鹽（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土釩礦制備V2O5、Fe2O3和硫酸鋁銨。（7）從無機(jī)層獲得Fe(OH)3的離子方程式是______。（8）硫酸鋁銨固體中含有少量硫酸銨雜質(zhì)，根據(jù)下圖的溶解度曲線，進(jìn)一步提純硫酸鋁銨的操作是

。