2023届高三化学二轮复习 专题1-工艺流程提分微专题-2 课件
展开原料预处理常用方法及其作用①研磨、粉碎;搅拌、振荡;适当升温;沸腾炉。目的——
②加水、加酸、加碱、有机溶剂浸出(或溶解)目的——
③灼烧—④焙烧、煅烧——
注意:多次溶浸或延长溶浸时间只提高浸出率不能提高速率
增大固液、气液、固固、液液、气气的接触面积,加快溶解速率或反应速率,提高反应物转化率(或溶解浸出率)。
使可溶性金属(非金属)离子(或有机物)进入溶液,不溶物通过过滤除去
除去可燃性杂质或使原料初步转化(氧化),如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质,将有机碘转化为碘盐
1.2015全国1-27.(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
(1)为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
粉碎减小铁硼矿粉粒径、适当升高温度、搅拌等
增大矿石与稀硫酸的接触面积,加快化学反应速率,提高浸出率
3.草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为C2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CC2O4的工艺流程如下:
(1)“550℃焙烧”的目的是 。
5.物质的(产品、副产品、废物)分离、提纯—基本操作
主要针对那些受热易分解或不稳定的化合物,采用减压蒸馏的方式,可以降低物质的沸点,防止分解。
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥(2分)
(3)如果只有NaCl水溶液,如何可以得到NaCl晶体? (4)如果只有KNO3水溶液,如何可以得到KNO3晶体?
(5)如果有KNO3、 NaCl(少)水溶液,如何得到KNO3晶体?
(5)如果有KNO3(少)、 NaCl水溶液,如何得到NaCl晶体?
(4)如果有KNO3、 NaCl水溶液,如何分离得到NaCl晶体和KNO3晶体?
蒸发浓缩、冷却结晶,过滤
a蒸发浓缩结晶,趁热过滤,得到NaCl晶体
b滤液冷却结晶,过滤,得到KNO3晶体
为了进一步得到纯度更高的2种晶体,我们还要再分别进行结晶操作多次,称为重结晶。
(8)得到的NaCl晶体含少量KNO3 ,如何提纯?
溶于适量热水,蒸发(浓缩)结晶,趁热过滤
(9)得到的KNO3晶体含少量NaCl ,如何提纯?
溶于适量热水,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤
防止过滤太慢,溶液冷却KNO3析出,大大降低NaCl的纯度,并且减少下个操作的KNO3损失。
蒸发(浓缩)结晶, 趁热过滤
右图为氯化钠和硝酸钾固体的溶解度曲线。根据该图可知:氯化钠的溶解度受温度影响变化不大。此外由该图你还能获得的信息有:(1) ;(2) 。
硝酸钾的溶解度受温度影响变化较大
t℃时两物质的溶解度相等
【拓展小结】常考结晶的辨析 1、获得单一稳定的溶质(如从NaCl溶液中获得NaCl ):
蒸发结晶 ( 蒸发至大部分晶体析出即停止加热)
2、获得易氧化、易分解、含结晶水的溶质 (如:莫尔盐中获得【—(NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O】
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥(蒸发至溶液表面出现结晶膜即停止加热)
4、多种溶质获得溶解度变化小的【NaCl(多)和KNO3(少)混合溶液中获得NaCl】
蒸发(浓缩)结晶、趁热过滤、洗涤、干燥
3、多种溶质获得溶解度变化大的【NaCl(少)和KNO3(多)混合溶液中获得KNO3】
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
趁热过滤的目的:防止其余晶体因冷却而析出。
蒸发浓缩(1分) 冷却结晶(1分) 过滤(洗涤、干燥)(1分)
(NH4)2SO4(1分)
2020广东(揭阳)一模26
TiO2++2NH3·H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+ (2分)
2019揭阳期末统考-27.(14分)I.明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化;造纸工业上作施胶剂;食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下:
已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:(2)操作Ⅱ是 、 、过滤、洗涤、干燥。
蒸发浓缩、 冷却结晶
27.(14分)某实验室废液含NH4+、Na+、Fe3+、Cr3+、SO42-、PO43-等离子,现通过如下流程变废为宝制备K2Cr2O7
(b)金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
(4)部分物质的溶解度曲线如图,步骤⑤可能用到下列部分操作:a.蒸发至出现大量晶体,停止加热;b.冷却至室温;c.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;d.洗涤;e.趁热过滤;f.抽滤。请选择合适操作的正确顺序 。
aebfd(2分)
2018揭阳一模-27.(14分)CCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为C2O3、C(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO2等]制取CCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、C2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等; ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
③CCl2•6H2熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
(5)操作I包含3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤.制得的CCl2•6H2O需减压烘干的原因是 。
降低烘干温度,防止产品分解(1分)
2020广州四校联考27.通过对阳极泥的综合处理可以回收宝贵的金属,一种从铜阳极泥(主要成分为Se、Ag2Se、Ag、Cu、CuSO4和Cu2S等)中分离Ag、Se和Cu的新工艺流程如下图所示:
(4)分铜得到产品CuSO4·5H2O的具体操作如下:
其中,萃取与反萃取原理为: 2RH + Cu2+
R2Cu + 2H+,反萃取剂最好选用_______(填化学式)溶液。
6.根据图像信息选择实验条件
【2019佛山一模线上】27.电解锰工艺过程会产生锰、镁复盐,其组成为(NH4)7MnMg2(SO4)6.5·21H2O。一种综合利用该复盐的工艺流程如图所示:
(3)“沉锰”过程中pH和温度对Mn2+和Mg2+沉淀率的影响如下图所示:
①由图可知,“沉锰”合适的条件为 。②Mg2+主要生成的是 沉淀(填“Mg(OH)2”和 “MgCO3”);当温度高于45C时,Mg2+和Mn2+沉淀率的变化如图所示,原因是 。
pH=7.5 45℃
当温度高于 45℃,随着温度升高, NH4HCO3 分解,c(CO32―)下降,所以Mn2+ 沉淀率下降;同时,随着温度升高,Mg2+ 水解生成 Mg(OH)2 程度增大,所以 Mg2+ 沉淀率增大。
27.(15分)2r07是重要的耐温材料,可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁.铝、铜等金属元素的氧化物杂质,工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:Fe(SCN)3难溶于MIBK; Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于MIBK。(2)氯化主反应:
ZrC14的产率随温度变化如图所示,由图可知氯化的最佳条件是 。
360℃ 1MPa
1.金属钪可用作宇航材料、火箭和飞机的制造材料;氧化钪可提高计算机记忆元件性能。铅土矿(主要成分Al2O3)经碱初步溶解后得到的赤泥含有丰富的钪元素,另含有CaO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等氧化物。一种从赤泥中提取氧化钪的工艺流程如下图所示(P2O4是一种磷酸酯萃取剂)。
(3)P2O4萃取浸出液,其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示,萃取时P2O4最佳浓度及料液温度分别为 、 。
P2O4浓度对萃取率的影响
料液温度对分离系数的影响如右上图。
3% 65℃
7.人类与环境的和谐发展: 绿色化学、物质的循环利用、废物处理、原子经济、能量的充分利用等
2019全国1-26.(14分)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
(4)母液经加热后可返回___________工序循环使用。
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________;氧化除杂工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧气,其后果是________________。(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为________。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
2018全国2-26.(14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 ml·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
无法除去杂质Fe2+
Zn+Cd2+=Zn2++Cd
Zn2++2e-=Zn
2020广州一模线上-27.(14分)四氧化三锰(Mn3O4)广泛应用于生产软磁材料、催化材料制备领域。一种以低品位锰矿(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料生产Mn3O4的工艺流程如下:
(4)“母液”溶质的主要成分是 ,循环利用该物质的方案是 。
加热到 213-308℃分解生成氨气和 NH4HSO4 ,分别循环到沉锰和溶浸中或加H2SO4生成 NH4HSO4 循环到溶浸中。
27. 我国是最早发现并使用锌的国家,《天工开物》记载了炉甘石(ZnCO3)和木炭冶炼锌。现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO、含少量Pb、CuO和As2O3 )制取高纯锌的工艺流程如图所示。
(6)“电解”含[Zn(NH3)4]2+的溶液,阴极放电的电极反应式是 。 阳极区产生一种无色无味的气体 ,将其通入滴有KSCN的FeCl 2溶液中,无明显现象,该气体是 (写化学式)。该流程中可以循环使用的物质是 (写化学式)。
[Zn(NH3)4]2+ +2e- = Zn + 4NH3↑或[Zn(NH3)4]2+ + 2e- + 4H2O = Zn + 4NH3 . H2O
NH3 (或NH3 · H2O)
27.氧锰八面体纳米棒(OMS-2)是一种新型的环保催化剂。用软锰矿和黄铁矿(主要成分分别为MnO2、FeS2)合成OMS-2的工艺流程如下:
(1)FeS2中硫元素的化合价是_________。“调pH并过滤”主要除去______元素。(2)Mn12O19中氧元素化合价均为-2价,锰元素的化合价有两种,则Mn (Ⅲ)、Mn (Ⅳ) 物质的量之比为_____。生产过程中的原料KMnO4、K2S2O8、MnSO4·H2O按物质的量比1:1:5反应,产物中硫元素全部以SO42-的形式存在,该反应的离子方程式为________________。(3)溶液B可进一步分离出两种主要化合物,一种可在该工艺中循环使用,化学式是____________;另一种为盐类,在农业生产中可用作___________________________。
Fe或铁 (3分)
2MnO4-+ 2S2O82-+10Mn2++11H2O=Mn12O19↓+4SO42-+22H+ (3分)
(2013全国1-27)(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C + xLi+ + xe- = LixC6 。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给
(3) “酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用盐酸代替H2SO4 和H2O2 的混合液,但缺点是 。
【2019佛山一模线上】27.电解锰工艺过程会产生锰、镁复盐,其组成为(NH4)7MnMg2(SO4)6.5·21H2O。一种合成该复盐的工艺流程如图所示:
8.化学术语的考查:电子式、化合价、元素在元素周期表的位置等
【当堂训练7】27.(15分)2r07是重要的耐温材料,可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁.铝、铜等金属元素的氧化物杂质,工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:Fe(SCN)3难溶于MIBK; Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于MIBK。(1)锆英石中锆元素的化合价为 。
2017全国1-27(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为__________。
2016全国1-28(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。
2015全国1-27(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。
2014全国1-27. (15分) 次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式: 。(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银。①H3PO2中,磷元素的化合价为 。 ③NaH2PO2是正盐还是酸式盐? 其溶液显 (填弱酸性、中性、或者弱碱性)
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