高考化学三轮冲刺最后30天之考前争分系列热点突破二无机化工流程题的突破方法学案.doc
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1、1 / 10【2019【2019 最新最新】精选高考化学三轮冲刺最后精选高考化学三轮冲刺最后 3030 天之考前天之考前争分系列热点突破二无机化工流程题的突破方法学案争分系列热点突破二无机化工流程题的突破方法学案突破方法(1)明确原料和产品(包括副产品)间的转化关系,从中得出将原料转化为产品和除去原料中所含杂质的基本原理和所用的生产工艺。如下图所示:(2)分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:反应物是什么;发生了什么反应;该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用;加入什么试剂,得到什么中间产物等。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务的。(3)物质制备工艺都涉及物质的分离提纯
2、,注意制备过程中所需的原料、条件的控制(如溶液 pH 与沉淀、溶度积常数与沉淀等)以及物质分离方法的选择(如过滤、萃取分液、蒸馏等),尽可能写出主要的化学反应方程式或制备原理。若出现工艺评价问题,从成本、环保、现实等角度考虑分析即可。例 2017全国卷(节选)Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备。工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为 70%时,所采用的实验条件为_。(2)“酸浸”后,钛主要以 TiOCl 形式存在,写出
3、相应反应的离子方程式_。(3)TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示:温度/334452 / 1005050TiO2xH2O 转化率/%9295979388 分析 40 时 TiO2xH2O 转化率最高的原因_。(4)Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为4,其中过氧键的数目为_。(5)写出“高温煅烧”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程式_。答案 (1)100 、2 h 或 90 、5 h(2)FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl2H2O(3)低于 40 ,TiO2xH2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过 40 ,双氧水分解与氨
4、气逸出导致 TiO2xH2O 转化反应速率下降(4)4(5)2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO43CO2H2O解析 (1)根据图像分析,当铁的浸出率为 70%时,所采用的实验条件为 100 、2 h 或 90 、5 h。(2)“酸浸”时,发生反应的离子方程式为FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl2H2O。(3)当温度低于 40 时,H2O2、NH3H2O 不易分解,但是温度低,反应速率慢,TiO2xH2O 转化率低;当温度高于 40 时,H2O2 分解,NH3 逸出,反应物浓度降低,反应速率下降,TiO2xH2O 的转化率低。(4)设 Li2Ti5O15 中过氧键的数目为
5、x,则非过氧键氧原子数目为 152x,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得:2x2(152x)1245,解得:x4。3 / 10(5)煅烧过程中,Fe 元素化合价由3 降至2,被还原,则H2C2O4 应作还原剂,其氧化产物为 CO2,反应的化学方程式为2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO43CO2H2O。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”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
6、入的试剂分别为_、_。(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)答案 (1)3(2)2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4(3)NaOH 溶液 Na2CO3 溶液 (4)21 O2(5)1.57解析 (1)根据化合物中各元素化合价代数和等于 0,计算出NaClO2 中氯元素化合价为3。(2)从流程图看出,反应物是氯酸钠
7、、二氧化硫、硫酸,产物为硫酸氢钠、二氧化氯,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式:2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4。(3)粗盐提纯中加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子,加入碳酸钠溶液4 / 10沉淀钙离子。(4)依题意,用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯,发生反应:2ClO2H2O22OH=2ClOO22H2O,ClO2 作氧化剂,H2O2 作还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为 21,氧化产物为 O2。(5)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力,得电子数相等时,氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。根据:NaClO2Cl,Cl22Cl,得电子数相
8、等时,存在:NaClO22Cl2,故亚氯酸钠的有效氯含量为1.57。无机化工流程题的突破方法专题训练12017四川绵阳二诊采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO47H2O),某学习小组设计了如下流程:下列说法错误的是( )A酸浸时选用足量硫酸,试剂 X 为铁粉B滤渣 a 主要含 SiO2,滤渣 b 主要含 Al(OH)3C从滤液 B 得到绿矾产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解D试剂 X 若为过量 NaOH 溶液,得到的沉淀用硫酸溶解,再结晶分离也可得绿矾答案 D解析 硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、Si
9、O2、Al2O3,不考虑其他杂质)中加入足量硫酸,Fe2O3、Al2O3 与酸反应生成硫酸铁、硫酸铝,二氧化硅不反应,过滤,滤渣 a 为二氧化硅;在滤液 A 中加入铁粉将 Fe3还原为Fe2,调节 pH 使 Al3完全生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣 b 为氢氧化铝,滤液 B 为硫酸亚铁,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到硫酸亚铁晶体。由流程分析可知,溶解烧渣选用足量硫酸,试剂 X5 / 10为铁粉,A 正确;根据以上分析可知滤渣 a 主要含 SiO2,滤渣 b 主要含 Al(OH)3,B 正确;Fe2易被空气中的氧气氧化,而且绿矾受热易失去结晶水,所以从滤液 B 得到 FeSO47H2O 产品的过程
10、中,必须控制条件防止其氧化和分解,C 正确;试剂 X 若为过量 NaOH 溶液,得到的沉淀是氢氧化铁,用硫酸溶解得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁,D 错误。22017江西第三次联考如图是工业利用菱镁矿 MgCO3(含杂质 Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。回答有关问题:(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是_。(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化_(填化学式),工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是_和_。(3)沉淀混合物为_和_(填化学式)。(4)利用熔融氯化镁制取金属镁,选用的方法是_(填序号)。A电解法 B氧气还原法C碳还原法 D分解法答案 (1)提高酸浸速率(2)Fe2(或 FeCl2)
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