高考化學一輪復習 專題講座1 化學工藝流程試題的解題策略教師用書 新人教版
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專題講座(一) 化學工藝流程試題的解題策略 [題型分析] 1.試題結(jié)構(gòu):工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題引、題干和題設(shè)三部分。題引一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)的目的、產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)有時還提供相關(guān)表格、圖像等參考數(shù)據(jù)或信息;題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來;題設(shè)主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學知識設(shè)置成一系列問題,構(gòu)成一道完整的化學試題。 一個完整的物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程一般具有下列特點 原料―→對原料的預(yù)處理―→核心化學反應(yīng)―→產(chǎn)品的提純、分離 ―→目標產(chǎn)物 2.解題策略 (1)審題干:準確分析題干中的信息,如生產(chǎn)目的、原料成分、產(chǎn)品成分、新物質(zhì)的性質(zhì)及相關(guān)反應(yīng)等,進而分析每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)所發(fā)生的反應(yīng)和操作。 (2)審設(shè)問:結(jié)合題中的問題,回到流程圖中找答案。 [題型示例] (2017鄭州模擬)已知草酸鎳晶體(NiC2O42H2O)難溶于水,工業(yè)上從廢鎳催化劑(主要成分為Ni,含有一定量的Al2O3、FeO、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如圖所示: 已知:①相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH見表中數(shù)據(jù): 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Ni2+ 開始沉淀的pH 1.1 5.8 3.0 6.8 完全沉淀的pH 3.2 8.8 5.0 9.5 ②Ksp(CaF2)=1.4610-10; ③當某物質(zhì)濃度小于1.010-5 molL-1時,視為完全沉淀。 請回答下列問題: 【導學號:95812103】 (1)請寫出一種能提高“酸浸”速率的措施:________________。 (2)試劑a是一種綠色氧化劑,寫出“氧化”時反應(yīng)的離子方程式:_____。 (3)“調(diào)pH”時pH的調(diào)控范圍為________,試用化學反應(yīng)原理的相關(guān)知識解釋濾渣Ⅱ的生成:__________________________________。 (4)寫出“沉鎳”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______________________, 證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實驗步驟及現(xiàn)象是_______________________, 當Ca2+沉淀完全時,溶液中c(F-)>____________molL-1(寫出計算式即可)。 (5)操作a的內(nèi)容是__________________________________。 [解析] (1)把廢鎳催化劑粉碎,或適當加熱、適當增大酸的濃度或提高攪拌速率等都可以提高酸浸速率。 (2)試劑a是過氧化氫,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O。 (3)因為鐵、鋁是以氫氧化鐵和氫氧化鋁的形式沉淀下來的,并且不能使鎳離子形成沉淀,故pH范圍為5.0≤pH<6.8;加入Ni(OH)2消耗溶液中的氫離子,促使鐵離子、鋁離子的水解平衡向右移動,使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀而除去。 (4)加入草酸銨后生成的固體是NiC2O42H2O,因此有水參加反應(yīng),故反應(yīng)的離子方程式為Ni2++C2O+2H2O===NiC2O42H2O↓。若鎳離子沒有完全沉淀,則繼續(xù)加入草酸銨,仍會有沉淀生成,所以證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的操作及實驗現(xiàn)象是:取適量上層清液于試管中,繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液,無沉淀生成。鈣離子沉淀完全的標志是溶液中鈣離子的物質(zhì)的量濃度小于1.010-5 molL-1,結(jié)合CaF2的Ksp可求出c(F-)> molL-1。 (5)從溶液中分離出晶體需要進行過濾、洗滌、干燥。 [答案] (1)把廢鎳催化劑粉碎(或適當加熱、適當增大酸的濃度或提高攪拌速率等) (2)2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O (3)5.0≤pH<6.8 加入Ni(OH)2消耗溶液中的H+,促使鐵離子、鋁離子的水解平衡右移,使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀 (4)Ni2++C2O+2H2O===NiC2O42H2O↓ 取適量上層清液于試管中,繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液,無沉淀生成 (5)過濾、洗滌、干燥 (2017合肥模擬)高純活性氧化鋅可用于光催化、光電極、彩色顯影等領(lǐng)域。以工業(yè)級氧化鋅(含F(xiàn)e2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+等)為原料,用硫酸浸出法生產(chǎn)高純活性氧化鋅的工藝流程如下: 【導學號:95812104】 已知Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38。 回答下列問題: (1)浸出時,為了提高浸出效率可采取的措施有(寫兩種):_____________。 (2)氧化時,加入KMnO4溶液是為了除去浸出液中的Fe2+和Mn2+(溶液中Mn全部轉(zhuǎn)化為MnO2),請配平下列除去Fe2+的離子方程式: MnO+ Fe2++ ________=== MnO2↓+ Fe(OH)3↓+ H+ (3)加入鋅粉的目的是_____________________________________。 (4)已知H2SO4浸出液中,c(Fe2+)=5.04 mgL-1、c(Mn2+)=1.65 mgL-1。 ①加入KMnO4溶液反應(yīng)一段時間后,溶液中c(Fe3+)=0.56 mgL-1,若溶液pH=3,則此時Fe3+________(填“能”或“不能”)生成沉淀。 ②若要除盡1 m3上述浸出液中的Fe2+和Mn2+,需加入________ g KMnO4。 [解析] (1)為了提高浸出效率,可以適當增大硫酸濃度、攪拌、將固體粉碎、提高浸出溫度等。(2)錳元素由+7價降低到+4價,而鐵元素由+2價升高到+3價,根據(jù)得失電子守恒、元素守恒和電荷守恒配平方程式。(3)加入鋅粉的目的是消耗溶液中的H+,調(diào)節(jié)溶液,pH,促進溶液中的Cu2+、Ni2+、Cd2+等形成沉淀而除去。(4)①c(Fe3+)==1.010-5 molL-1,此時溶液中c(OH-)=1.010-11molL-1,c(Fe3+)c3(OH-)=1.010-38- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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