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    新教材适用2024版高考化学二轮总复习第2部分新高考五大题型突破题型突破2化学工艺流程综合题突破点2流程中分离提纯方法与方程式的书写课件

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    这是一份新教材适用2024版高考化学二轮总复习第2部分新高考五大题型突破题型突破2化学工艺流程综合题突破点2流程中分离提纯方法与方程式的书写课件,共49页。PPT课件主要包含了真题分点·研析,知能分点·突破,能力分点·提升,CaMgCO32,CaCl2+,4∶1,TiO2+6C+,VOCl3,2反萃取分离,FePO4等内容,欢迎下载使用。
    题型突破二 化学工艺流程综合题突破点2 流程中分离提纯方法与方程式的书写
    1. (2022·北京选考)铵浸法由白云石[主要成分为CaMg(CO3)2,含Fe2O3,SiO2杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下:
    (1)(命题角度:方程式书写)煅烧白云石的化学方程式为______________________________________________。
    (2)根据下表数据分析:
    ⅱ.CaCO3纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中CaCO3纯度。
    ①(命题角度:方程式书写)“沉钙”反应的化学方程式为_________ __________________________________________________。②(命题角度:分离提纯)CaO浸出率远高于MgO浸出率的原因为_________________________________________________________________________________。③(命题角度:浸出率与投料关系)不宜选用的“n(NH4)Cl∶ n(CaO)”数值为_______________。④(命题角度:误差原因分析)w(CaCO3)实测值大于理论值的原因为________________________________________。
    NH3·H2O+CO2===CaCO3↓+NH4Cl+H2O
    Ca(OH)2的溶度积大于Mg(OH)2,溶液中Ca(OH)2能与NH4Cl反应,而Mg(OH)2不能
    反应加入的CaO也转化为CaCO3
    ⑤(命题角度:浸出率与H+浓度关系)蒸馏时,随馏出液体积增大,MgO浸出率可从68.7%增加至98.9%,结合化学反应原理解释MgO浸出率提高的原因为_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
    【解析】 由题给流程可知,白云石煅烧时,CaMg(CO3)2高温分解生成氧化钙和氧化镁,向煅烧后的固体中加入氯化铵溶液和氧化钙,氧化钙和氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨,氧化镁与水反应生成氢氧化镁,过滤得到含有氯化钙、一水合氨的滤液A和含有氢氧化镁、氧化铁、二氧化硅的滤渣B;向滤液A中通入二氧化碳,二氧化碳与滤液A反应、过滤得到碳酸钙沉淀和氯化铵溶液;向滤渣B中加入硫酸铵溶液蒸馏,将氢氧化镁转化为硫酸镁,氧化铁、二氧化硅与硫酸铵溶液不反应,过滤得到含有氧化铁、二氧化硅的滤渣C和含有硫酸镁的滤液D;向滤液D中加入碳酸铵溶液,碳酸铵溶液与滤液D反应、过滤得到碳
    化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨,而氢氧化镁不能反应,所以氧化钙的浸出率远高于氧化镁。③由题给数据可知,氯化铵和氧化钙的物质的量比为2.4∶1时,氧化镁的浸出率最高,而碳酸钙的质量分数无论是理论值还是实测值都最低,所以不宜选用的物质的量比为2.4∶1。⑤硫酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中的水解反应为吸热反应,加热蒸馏时,氨气逸出促进铵根离子水解,溶液中氢离子浓度增大,有利于氢氧化镁完全溶解转化为硫酸镁,所以氧化镁浸出率提高。
    2. (2022·湖南选考)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:
    已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:
    回答下列问题:(1)(命题角度:方程式书写)TiO2与C、Cl2,在600 ℃的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表:该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为________________ ___________________________________。(2)(命题角度:方程式书写)“除钒”过程中的化学方程式为________ ______________________________________。
    +Al===3VOCl2+AlCl3
    (3)(命题角度:分离提纯)“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是________。(4)(命题角度:分离提纯)“除钒”和“除硅、铝”的顺序________交换(填“能”或“不能”),理由是_______________________________ _____________________________________________。
    若先“除硅、铝”再“除钒”,
    “除钒”时需要加入Al,又引入Al杂质
    (3)AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大,“除硅、铝”过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4。(4)若先“除硅、铝”再“除钒”,“除钒”时需要加入Al,又引入Al杂质,因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换。
    〔思维建模〕1.新情境下陌生氧化还原反应化学方程式的书写技巧
    2.工艺流程中描述性简答的答题模板(1)“操作或措施”类
    (2)“目的或原因”类
    知能分点1 物质分离与提纯的6种常用方法
    知能分点2 常用的结晶方法1.从溶液中获取不带结晶水的晶体,如NaCl、K2SO4等,用蒸发结晶。2.从溶液中获取带结晶水的晶体,如CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等,用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。3.从混合液中获取溶解度受温度影响较小的溶质,如从含少量KNO3的NaCl溶液中获取NaCl晶体,用蒸发结晶、趁热过滤。4.从混合液中获取溶解度受温度影响较大的溶质,如从含少量KCl的KNO3溶液中获取KNO3晶体,用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。5.重结晶指析出的晶体经过溶解后再次从溶液中结晶析出的过程,是一种利用物质的溶解性不同而进行分离、提纯的方法。
    知能分点3 萃取与反萃取示例(1)萃取法分离
    1. (2023·河北省部分示范性高中高三三模)为了实现碳达峰、碳中和目标,建立清洁低碳的能源体系,如何处置和利用废旧电池,已成为当前行业亟需解决的问题。一种废旧磷酸铁锂电池正极材料(主要成分为LiFePO4,另含有少量Al)回收利用的工艺流程如图所示。
    回答下列问题:(1)(命题角度:方程式的书写)正极粉料中加入硫酸酸化的双氧水,其中双氧水的作用是_________________________。生成FePO4的化学方程式为_____________________________________________________。
    将Fe2+氧化成Fe3+
    2LiFePO4+H2SO4+H2O2===Li2SO4+2FePO4+2H2O
    (2)(命题角度:分离提纯)溶液的pH对铁和磷的沉淀率的影响如图所示。沉淀铁和磷时,应选择溶液的pH为2.5。当pH>2.5时,铁、磷沉淀率发生不同变化的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
    (3)(命题角度:分离提纯)向“含锂溶液2”中加入Na3PO4溶液,得到Li3PO4沉淀。所加的Na3PO4溶液可通过向流程中的__________(填化学式)中加入NaOH溶液制得。(4)(命题角度:分离提纯)检验水洗Li3PO4已洗涤干净的操作方法是___________________________________________________________________________________________________________________。
    取最后一次洗涤液少许于试管中,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,如果没有白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净
    2. (2023·河北唐山三模)二氧化钛/氧化锌纳米复合材料是重要且广泛使用的无机紫外防晒剂,某研究小组设计了由钛铁矿(主要成分FeTiO2,杂质有Fe2O3、SiO2等)制备二氧化钛/氧化锌纳米复合材料的工艺流程如下:
    (1)(命题角度:分离提纯)酸浸的矿渣主要成分是_____________。(2)(命题角度:分离提纯)加入锌粉的目的是_____________________ ______________________________________,判断该反应完全的操作是______________________________________________。
    将Fe3+还原,防止后
    续操作形成Fe(OH)3沉淀
    取少量浸取液于试管中,再滴加KSCN溶液
    (3)(命题角度:分离提纯)浸取率与时间和温度关系分别如图1和图2应该选择合适的浸取时间和温度是_____h,________℃。
    (4)(命题角度:方程式书写)调整pH时,TiOSO4水解生成TiO2·xH2O的化学反应方程式为____________________________________________ _________________。
    TiOSO4+2NH3·H2O+(x-1)H2O===TiO2·xH2O
    【解析】 钛铁矿(主要成分FeTiO2,杂质有Fe2O3、SiO2等)精选后加入浓硫酸酸浸,除去矿渣,主要成分为二氧化硅,浸取液加入锌、硫酸铵反应后进行一系列操作,为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫酸亚铁晶体和精制液,精制液加入氨水调节pH,得到滤液和滤渣,沉淀洗涤、焙烧后得到二氧化钛/氧化锌纳米复合材料。(1)根据分析,二氧化硅不溶于硫酸,故酸浸的矿渣主要成分是SiO2。(2)加入锌粉的目的是将Fe3+还原,防止后续操作形成Fe(OH)3沉淀;若该反应完全,则浸取液中不含Fe3+,取少量浸取液于试管中,再滴加KSCN溶液,溶液不显红色。(3)在5 h~6 h之间通过时间来改变浸出率的效果已

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