高考化学讲与练 第8章 专题讲座五 化工流程题的解题指导(含解析)新人教版.doc
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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选高考化学讲与练精选高考化学讲与练 第第 8 8 章章 专题讲座五专题讲座五 化工化工流程题的解题指导(含解析)新人教版流程题的解题指导(含解析)新人教版李仕才考纲研读 1.从试题提供的新信息中,准确地提取实质性内容,并经与已有知识块整合,重组为新知识块的能力。2.将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。3.将分析和解决问题的过程及成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达,并做出解释的能力。一、工业流程题的结构二、工业流程题分类突破题型一 物质制备类化工流程题1核心反应陌生方程式的书写关注箭头的指
2、向:箭头指入反应物,箭头指出生成物。(1)氧化还原反应:熟练应用氧化还原规律,判断产物,配平。(2)非氧化还原反应:结合物质性质和反应实际判断产物。2原料的预处理(1)溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。水浸与水接触反应或溶解浸出固体加水(酸)溶解得到离子酸浸在酸溶液中反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程浸出率固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(更多转化)2 / 11(2)灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。3常用的控制反应条件的方法(1)调节溶液的 pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节 pH所需的物质一般应
3、满足两点:能与 H反应,使溶液 pH 增大;不引入新杂质。例如:若要除去 Cu2中混有的 Fe3,可加入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶液的 pH,不可加入 NaOH 溶液、氨水等。(2)控制温度。根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。(3)趁热过滤。防止某物质降温时会析出。(4)冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。例 1 (2016全国卷,28)NaClO2 是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2 中 Cl 的化合价为_。(2)写出“反应”
4、步骤中生成 ClO2 的化学方程式_。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去 Mg2和Ca2,要加入的试剂分别为_、_。 “电解”中阴极反应的主要产物是_。3 / 11(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量 ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_,该反应中氧化产物是_。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克 Cl2 的氧化能力。NaClO2 的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)解题流程第一步:读题目,明确目的制备 NaClO2第二步:审流程,分块破题拆分工艺流程第三步:看设问,结合题中
5、的问题,回到流程图中找答案。得分秘籍(1)设问一般相对独立,无连带效应,一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。(2)题中基本上都有与流程无关的问题,可直接作答;对于超纲知识,题目中要么有信息提示,要么与解答题目无关。答案 (1)3 (2)2NaClO3H2SO4SO2=2NaHSO42ClO2(3)NaOH 溶液 Na2CO3 溶液 ClO(或 NaClO2) (4)21 O2(5)1.57题型二 提纯类化工流程题1明确常用的提纯方法(1)水溶法:除去可溶性杂质。(2)酸溶法:除去碱性杂质。(3)碱溶法:除去酸性杂质。(4)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。(5)加热灼烧法:除去受
6、热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液的 pH 法:如除去酸性溶液中的 Fe3等。4 / 112明确常用的分离方法(1)过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质,如用 CCl4 或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如 NaCl。(4)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如 KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O 等。(5)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇或甘油。(6)冷却法:利用气体
7、液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。例 2 (2017合肥模拟)高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2、Mn2、Cu2、Ni2、Cd2等)为原料,用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下:已知 KspFe(OH)34.01038。回答下列问题:(1)浸出时,为了提高浸出效率可采用的措施有(写两种):_。(2)氧化时,加入 KMnO4 溶液是为了除去浸出液中的 Fe2和 Mn2(溶液中 Mn 全部转化为 MnO2),请配平下列除去 Fe2的离子方程式:MnOFe2_=MnO2Fe(OH)3H(3)加入锌粉的目的是_。5 /
8、 11(4)已知 H2SO4 浸出液中,c(Fe2)5.04mgL1、c(Mn2)1.65mgL1。加入 KMnO4 溶液反应一段时间后,溶液中 c(Fe3)0.56mgL1,若溶液 pH3,则此时 Fe3_(填“能”或“不能”)生成沉淀。若要除尽 1m3 上述浸出液中的 Fe2和 Mn2,需加入_gKMnO4。解析 (1)为了提高浸出效率,可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)锰元素由7 价降低到4 价,而铁元素由2 价升高到3 价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的是消耗溶液中的 H,调节溶液 pH,促进溶液中的 Cu2、Ni2、C
9、d2等形成沉淀而除去。(4)c(Fe3)1.0105molL1,此时溶液中 c(OH)1.01011molL1,c(Fe3)c3(OH)1.01038KspFe(OH)3,故不能生成 Fe(OH)3 沉淀。加入KMnO4 将 Fe2和 Mn2分别氧化为 Fe3和 MnO2,而 KMnO4 被还原为MnO2,根据得失电子守恒可知,加入 KMnO4 的质量为158 5.04 103 gL1 56 gmol1 1 000 L1.65 103 gL155 gmol1 2 1 000 L3gmol17.9 g。答案 (1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌,增大硫酸浓度(其他合理答案也可) (2)1 3 7 H2
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