2020年高考化学一轮复习高考热考题型攻关四.doc
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1、化学工艺流程考查金属及其化合物的性质和转化化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,一般具有如下环节:它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问。考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理,紧扣信息,抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性,是新课标全国卷命题的热考题型。1(2018全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A合理处理废旧电池
2、有利于保护环境和资源再利用B从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC“沉淀”反应的金属离子为Fe3D上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠解析:合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,LiFePO4中含有Li和Fe元素,正极片碱溶所得滤液中含有Al元素,A、B项正确;Fe2能被HNO3氧化为Fe3,Fe3遇到碱液后沉淀,而另一种金属离子(Li)遇到Na2CO3后沉淀,C项正确;Li2SO4易溶于水,用Na2SO4代替Na2CO3,不能形成含Li沉淀,D项错误。答案:D2(2018全国卷)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
3、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 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Fe3Fe2Zn2Cd2开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题:(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。解析:(1)闪锌矿的主要成分是ZnS,所以高温焙烧过程中主要
4、反应的化学方程式为2ZnS3O22ZnO2SO2。(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO,还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO,加稀H2SO4后,发生一系列化学反应:ZnOH2SO4=ZnSO4H2O、Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、CdOH2SO4=CdSO4H2O、PbOH2SO4=PbSO4H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水,以沉淀的形式沉降下来,所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.86.2,使Fe3完全转变为Fe(OH)3沉淀;通入O2的目的是使溶液中的Fe2转化为Fe3,有利于除杂,若不通入O
5、2,无法除去溶液中的杂质Fe2。(3)溶液中的Cd2与加入的Zn粉反应而被除去,反应的离子方程式为ZnCd2=Zn2Cd。(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时,阴极放电的是Zn2,电极反应式是Zn22e=Zn,阳极放电的是OH,电极反应是4OH4e=2H2OO2。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4,可返回到溶浸工序循环使用。答案:(1)2ZnS3O22ZnO2SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2(3)Cd2Zn=CdZn2(4)Zn22e=Zn溶浸1认识原料预处理的方法(1)溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。术语释义水浸与水接触反应或溶解浸出固体加水(酸
6、)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)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。2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。3把握常用的分离方法(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
7、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。1某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,转化关系如下图所示,下列说法不正确的是()Ax为NaOH溶液,y为盐酸Bab发生的反应为:AlOHH
8、2O=Al(OH)3C按照本流程,x和y调换后也能达到实验目的Db、c既能与强酸又能与强碱反应解析:根据转化关系,加入试剂x,得到溶液和Fe,利用Al能与NaOH反应,Fe不与NaOH反应,因此试剂x为NaOH,即a的主要成分是NaAlO2,根据转化关系,试剂y应为盐酸,发生AlOHH2O=Al(OH)3,然后氢氧化铝受热分解成Al2O3,最后通过电解的方法得到金属Al。根据上述分析,x为NaOH溶液,y为盐酸,故A说法正确;ab的反应是AlOHH2O=Al(OH)3,故B说法正确;如果x和y互换,a为FeCl2和AlCl3,加入NaOH,则得到Fe(OH)2和Al(OH)3,按照流程无法得到
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