2019版高考化学一轮复习 全国卷热考微专题(6)无机化学工艺流程题学案.doc
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1、1全国卷热考微专题全国卷热考微专题(6)(6)无机化学工艺流程题无机化学工艺流程题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:原料对原料的 预处理核心化 学反应产品的提 纯分离目标 产物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。(2017海南卷)以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取 MgSO47H2O 的过程
2、如图所示:硼镁泥的主要成分如下表:MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%40%20%25%5%15%2%3%1%2%1%2%回答下列问题:(1)“酸解”时应该加入的酸是_, “滤渣 1”中主要含有_(写化学式)。(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是_、_。(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是_。(4)分离滤渣 3 应趁热过滤的原因是_2_。解析:(1)流程制备的是 MgSO47H2O,为了不引入杂质,因此所用的酸是硫酸,化学式为 H2SO4;根据硼镁泥的成分,SiO2不与硫酸反应,因此滤渣 1 为 SiO2;(2)硼镁泥中含有 FeO,与硫酸反应后生成 F
3、eSO4,次氯酸钙具有强氧化性,能把 Fe2氧化成 Fe3,氧化镁的作用是调节 pH,使 Al3和 Fe3以氢氧化物形式沉淀出来,除去 Fe3和 Al3;(3)除杂是除去 Fe3和 Al3,因此验证 Fe3就行,方法是取滤液将其酸化后滴加 KSCN 溶液,若溶液未变红,则说明除杂完全;(4)防止 MgSO47H2O 结晶析出。答案:(1)H2SO4 SiO2(2)将 Fe2氧化为 Fe3 调节溶液 pH,使 Fe3、Al3以氢氧化物的形式沉淀除去(3)取滤液将其酸化后滴加 KSCN 溶液,若溶液未变红,则说明除杂完全(4)防止 MgSO47H2O 结晶析出方法指导 解答化学工艺流程题的三方法首
4、尾分析法对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。分段分析法对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点。交叉分析法有些化工生产选用多组原材料,率先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与其他原材料合成生产所需的主流产品,这种题就适合用交叉分析法。就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几
5、条生产流水线,然后上下交叉分析。1铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是 Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取 Al2(SO4)3和铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O的工艺流程如图所示:请回答下列问题:(1)固体 a 的化学式为_,中通入足量 CO2气体发生反应的离子方程式为3_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)_、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以 1 000 kg 含氧化铝 36%的铝土矿为原料制取 Al2(SO4)3,需消耗质量分数为 98%的硫酸(密度
6、1.84 gcm3)_ L(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为 11,则投料时铝土矿中的 Al2O3和 H2SO4的物质的量之比为_。解析:(1)铝土矿中 Al2O3和 Fe2O3能溶于盐酸,SiO2不溶于盐酸,所以固体 a 的化学式为 SiO2。Al2O3溶于烧碱生成 NaAlO2溶液,在其中通入 CO2生成 Al(OH)3沉淀。(2)Al(OH)3分解生成 Al2O3,Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。(3)m(Al2O3)1 000 kg36%360 kg,m(H2SO4) kg1 0
7、37. 6 98 3 360 102kg,需消耗质量分数 98%的硫酸(密度 1.84 gcm3)为575.4103 mL575.4 L。1 037.6 103 g 1.84 gmL1 98%(4)设制得的 Al2(SO4)3和 NH4Al(SO4)212H2O 的物质的量都是 1 mol,则 Al3共 3 mol,SO共 5 mol,根据铝元素和 SO守恒原理可得,加入 Al2O3和 H2SO4的物质的量2424之比为 5310。3 2答案:(1)SiO2 AlOCO22H2O=HCOAl(OH)3 2 3(2)Al2O34H2SO42NH3=2NH4Al(SO4)23H2O 蒸发浓缩 (3
8、)575.4 (4)3102铁纳米粉在现代电子工业上用途极为广泛,用赤铁矿石 (含 Fe2O3、FeO,也含有 Al2O3、MnO2、CuO 等)制备纳米铁颗粒的实验流程如下:已知:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH:4沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2pH5.23.29.76.7(1)步骤中用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作是_。步骤滤液中含有的金属阳离子是_,步骤中碾碎的目的是_。(2)将第步过滤所得的 MnO2与 KClO3、KOH 溶液共热,可得到 K2MnO4,此反应的化学方程式是_。(3)步骤灼烧所需的仪器有酒精灯、三脚架、_。(4)若步骤
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