2023高考化学二轮专题复习与测试第二部分题型解读三化学工业流程题解题突破课件

这是一份2023高考化学二轮专题复习与测试第二部分题型解读三化学工业流程题解题突破课件，共32页。PPT课件主要包含了读懂工艺流程图，常考化工术语，续上表等内容，欢迎下载使用。
题型解读三 化学工业流程题解题突破
【题型分析】　工艺流程综合题是近年高考必考题型，该题型以真实的工业生产为载体，涉及的知识点众多。对于工艺流程综合题，应注意以下考查角度：(1)通过方程式的书写、提纯试剂的选择或分离、产物的组成分析等考查元素化合物知识。(2)通过对实验条件的选择、具体实验措施的解释等考查运用化学反应原理解决实际问题的能力。(3)通过“物质循环利用”和“三废处理”考查绿色化学观念。(4)通过“定量分析”考查反应物计量对转化率及产率的影响。(5)通过控制pH分离除杂考查实验基本操作和沉淀溶解平衡。这类题主要考查学生分析与推测、归纳与总结能力。
三氧化二钴(C2O3)是重要的化工原料。以含钴废料(主要成分为C2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备C2O3的流程如下图：
已知：“滤液1”中含有的阳离子有H＋、C2＋、Fe3＋、Ni2＋。请回答下列问题：(1)“滤渣1”的主要成分是____________(写化学式)。(2)“酸浸”时，H2O2可将C2O3还原为C2＋，离子方程式是______________________________________________________________________________。
(3)加有机萃取剂的目的是为了除去________(填离子符号)。(4)“调pH”时，常温下，为保证Fe3＋完全沉淀，需调节“滤液1”的pH最小值为________。 (已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38，当溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1时，认为沉淀完全)(5)由“滤液2”可得到的主要副产品是________________________(写化学式)。(6)“沉钴”过程中，生成C2(OH)2CO3的离子方程式是_________________________________________________________________________________。
　 (2022·茂名第一次综合测试)钌(Ru)为稀土元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。某含钌的废渣主要成分为Ru、Pb、SiO2、Bi2O3，一种从中回收Ru制RuCl3的工艺流程如下：
请回答下列问题：(1)“氧化碱浸”时，两种氧化剂在不同温度对钌浸出率和渣率分别如图1、图2所示，则适宜选择的氧化剂为________；最佳反应温度为________。
(3)“还原”过程生成Ru(OH)4和乙醛，且pH明显增大，则该过程的离子反应方程式为______________________________________________________________________________________________________________________。(4)“吸收”过程产生的气体X经Y溶液吸收后，经进一步处理可以循环利用，则X和Y的化学式分别为________、________。(5)RuCl3在有机合成中有重要应用，其参与某有机物合成的路线如下图3所示(HAc代表乙酸，Ph代表苯基)，则下列说法正确的是________(填字母)。
A．RuCl3为催化剂　　　B．H2O2作还原剂C．HAc为中间产物 D．主要生成物为
(1)箭头：箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。(2)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。
3.常考条件控制。(1))控制溶液的pH。①调节溶液的酸碱性，使某些金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。②加入酸或调节溶液至酸性还可除去氧化物(膜)。③加入碱或调节溶液至碱性还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。(2)控制温度：主要从物质性质(热稳定性、水解、氧化性或还原性、溶解度、熔点、沸点、挥发性、胶体聚沉等)和反应原理(反应速率、平衡移动、催化剂活性、副反应)两个角度思考。
(3)控制压强：改变速率，影响平衡。(4)使用合适的催化剂：增大反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。(5)趁热过滤：防止某物质降温时析出。(6)洗涤：常见的洗涤方式有“水洗”和“乙醇洗”。“水洗”的目的是除去沉淀或晶体表面残留的杂质，当沉淀物的溶解度随温度升高而增大时一般可用冰水洗；“乙醇洗”既可以除去沉淀或晶体表面残留的杂质，又可以降低晶体的溶解度，减少损失，还可以利用乙醇易挥发的性质，加快除去沉淀或晶体表面的水分。(7)氧化：氧化剂的选择要依据试题设置的情境，常见的氧化剂有氯气、过氧化氢、氧气和次氯酸钠等，为了避免引入新的杂质，通常选择的氧化剂有过氧化氢和氧气。
4.产物的分离提纯。(1)常用分离操作。
(2)常用结晶方法。①晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3)：蒸发结晶。②晶体带结晶水(如胆矾)：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。③要得到溶解度受温度影响小的溶质(如除去NaCl中少量的KNO3)：蒸发浓缩结晶、趁热过滤 。④要得到溶解度受温度影响大的溶质(如除去KNO3中少量的NaCl)：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。⑤重结晶的方法分离的原理：随温度的改变，两种物质的溶解度变化量差别较大。
[变式练习1]　V2O5可用作合金添加剂、有机化工的催化剂。钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有V2O3、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，利用该钒渣制备V2O5的工艺流程如下：
已知：①焙烧后V2O3、Al2O3、SiO2分别生成NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3。②＋5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如下表：
请回答下列问题：(1)写出焙烧时Al2O3发生反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。(2)“滤渣Ⅰ”的成分是__________________(写化学式)。(3)用离子方程式表示NaAlO2溶液显碱性的原因：_______________________________________________________________________________________；0．1 ml·L－1的NaAlO2溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________________________________________。(4)“沉钒”操作中，需控制溶液的pH为6～8，原因为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)煅烧生成的气体产物可以用____________溶液吸收后返回到____________工序重新利用。
解析：钒渣中加入纯碱焙烧，焙烧后 V2O3、 Al2O3、 SiO2分别生成NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3，MgO和Fe2O3不和纯碱反应，在加入蒸馏水后过滤除去。滤液调节pH＝9并升温至80 ℃，促进NaAlO2和Na2SiO3的水解，将铝和硅沉淀除去，滤液中加入硫酸铵溶液沉钒，得到NH4VO3晶体，经煅烧得到V2O5。
[变式练习2]　某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO(其余成分与酸、碱都不反应)和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。
回答下列问题：(1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去________。(2)“碱浸”时发生的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。
(3)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是______________。(4)试剂a为__________(填化学式)，加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为____________________________________。(5)滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。(6)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取8.22 g部分被氧化为硫酸铁的晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32 g；再通入112 mL(标准状况)氯气恰好将其中的Fe2＋完全氧化。①为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是______(填字母)。A．氯水　　　　　　　　B．KSCN溶液C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液②推测晶体的化学式为________________。