高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題三 常見金屬及其化合物 課時4 無機化學(xué)工藝流程課件

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1、課時詮釋化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，是無機框圖的創(chuàng)新。它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護等相融合，考查物質(zhì)的制備、檢驗、分離提純等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，要求考生依據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題。這類試題具有較強的實用性和綜合性，是近幾年高考化學(xué)命題的?？碱}型，如2016全國卷28題，2016北京理綜27等。課時課時4無機化學(xué)工藝流程無機化學(xué)工藝流程附思維主線：此類題目多以金屬礦物加工為載體，綜合考查無機元素化合物、化學(xué)原理和實驗，由于難度大，綜合性強，也可放到一輪結(jié)束以后

2、作為能力專題使用！【示例1】 微點聚焦一以物質(zhì)制備為目的的工藝流程微點聚焦一以物質(zhì)制備為目的的工藝流程 典題示例典題示例 題題尾尾知知道道題題尾尾考考查查哪哪些些問問題題(1)寫出寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有度外，還可采取的措施有_ (寫出兩條寫出兩條)。(2)利用利用_的磁性，可將其從的磁性，可將其從“浸渣浸渣”中分離。中分離。“浸渣浸渣”中還剩余的物質(zhì)是中還剩余的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式寫化學(xué)式)。( 3 ) “ 凈 化 除 雜凈 化 除 雜 ” 需 先 加需 先

3、加 H2O2溶 液 ， 作 用 是溶 液 ， 作 用 是_。然后再調(diào)節(jié)溶液的。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為約為5，目的是，目的是_。(4)“粗硼酸粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是中的主要雜質(zhì)是_(填名稱填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機，它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為合成中的重要還原劑，其電子式為_。(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程式表示制備過程_。評分細則(1)不配平不得分，漏寫條件

4、扣1分(2)簡答每條1分，其他合理答案也給分(3)寫名稱不給分，多寫此空判0分(4)寫化學(xué)式不給分，出現(xiàn)白字不給分(5)漏寫離子符號不給分(6)不配平不得分，漏寫條件扣1分 【解法指導(dǎo)】 1制備過程中原料預(yù)處理的5種常用方法 看方法看方法想目的想目的研磨研磨減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率的接觸面積，加快反應(yīng)速率水浸水浸與水接觸反應(yīng)或溶解與水接觸反應(yīng)或溶解酸浸酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進入與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去溶液，不溶物通過過濾除去灼燒灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步

5、轉(zhuǎn)化，如從海帶除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)煅燒煅燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土 2制備過程中控制反應(yīng)條件的6種方法看方法看方法想目的想目的調(diào)節(jié)溶液的調(diào)節(jié)溶液的pH 常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀控制溫度控制溫度根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動衡向需要的方向移動控制壓強控制壓強改變速率，影響平

6、衡改變速率，影響平衡使用合適使用合適的催化劑的催化劑改變反應(yīng)速率，控制達到平衡所需要的時間改變反應(yīng)速率，控制達到平衡所需要的時間趁熱過濾趁熱過濾防止某物質(zhì)降溫時析出防止某物質(zhì)降溫時析出冰水洗滌冰水洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗滌過程中的溶解損耗注意調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H反應(yīng)，使溶液pH變大；不引入新雜質(zhì)。例如若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。 1(2013全國新課標(biāo)，27)鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再

7、生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應(yīng)為6CxLixe=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。 體驗感悟體驗感悟 回答下列問題：(1)LiCoO2中，Co元素的化合價為_。(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(3)“酸浸”一般在80 下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是_。(4)寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_ _。(5)充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時

8、電池反應(yīng)方程式_。(6)上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_ (填化學(xué)式)。 2(2016四川理綜，11節(jié)選)資源的高效利用對保護環(huán)境、促進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案，制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其簡化流程如下： 【解題策略】化工流程題中表述性詞匯“八大答題方向”化工生產(chǎn)流程和綜合實驗題中經(jīng)常會出現(xiàn)一些表述性詞語中，這些表述性詞語就是隱性信息，它可以暗示我們所應(yīng)考慮的答題角度。常見的有：(1)“控制

9、較低溫度”常考慮物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。(2)“加過量試劑”常考慮反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。(3)“能否加其他物質(zhì)”?？紤]會不會引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。(4)“在空氣中或在其他氣體中”主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達到防氧化、防水解、防潮解等目的。(5)“判斷沉淀是否洗凈”常取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢驗其中的某種離子。(6)“檢驗?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計方案”通常取少量某液體于試管中，加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。(7)“控制pH”?？紤]防水解、促進生成沉淀或除去雜質(zhì)等。(8)“用某些有機試劑清洗”常考慮降低物質(zhì)溶解度有利

10、于析出、減少損耗和提高利用率等?！臼纠?】 從廢釩催化劑(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5的一種生產(chǎn)工藝流程示意圖如下，請回答下列問題：微點聚焦二以分離提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒涛Ⅻc聚焦二以分離提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒?典題示例典題示例 (1)步驟中廢渣的主要成分是_，中X試劑為_。(2)實驗室中進行萃取分液操作時，注入萃取劑，充分振蕩，將分液漏斗于鐵圈上靜置，當(dāng)液體分層后，接下來的操作是_。(3)的變化過程可簡化為(下式R表示VO2，HA表示有機萃取劑)R2(SO4)n(水層)2nHA(有機層)2RAn(有機層)nH2SO4(水層)為提高中萃取百分率，應(yīng)采取的措施是

11、_ _。思維提示標(biāo)準(zhǔn)答案(1)SiO2H2SO4(2)打開分液漏斗上口塞子(或?qū)⒎忠郝┒飞峡谌影疾蹖?zhǔn)漏斗口頸上小孔)；先打開活塞放出下層液體，后將上層液體從分液漏斗上口倒入另一燒杯中(3)加入堿中和硫酸使平衡正移或多次連續(xù)萃取(4)16661Cl3H2O(5)1.71.8(6)氨氣、有機萃取劑 【解題方法】 1把握物質(zhì)提純的“6種”常用方法看目的看目的選方法選方法除去可溶性雜質(zhì)除去可溶性雜質(zhì)水溶法水溶法除去堿性雜質(zhì)除去堿性雜質(zhì)酸溶法酸溶法除去酸性雜質(zhì)除去酸性雜質(zhì)堿溶法堿溶法除去還原性或氧化性雜質(zhì)除去還原性或氧化性雜質(zhì)氧化還原法氧化還原法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜

12、質(zhì)加熱灼燒法加熱灼燒法除去酸性除去酸性Cu2溶液中的溶液中的Fe3等等調(diào)調(diào)pH法法 2 正確選擇物質(zhì)分離的“6種”常用方法看目的看目的選方法選方法分離難溶物質(zhì)和易溶物，根據(jù)特殊需要分離難溶物質(zhì)和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法采用趁熱過濾或者抽濾等方法過濾過濾 (熱濾或熱濾或抽濾抽濾)利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提純分離物質(zhì)，如用不同提純分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取或苯萃取溴水中的溴溴水中的溴萃取和分液萃取和分液提純?nèi)芙舛入S溫度變化不大的溶質(zhì)，如提純?nèi)芙舛入S溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶提純?nèi)芙舛入S溫度變化較大的溶質(zhì)，

13、易水解提純?nèi)芙舛入S溫度變化較大的溶質(zhì)，易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物。如的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等等冷卻結(jié)晶冷卻結(jié)晶分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油乙醇和甘油蒸餾蒸餾與分餾與分餾利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣冷卻法冷卻法 1(2016北京理綜，27)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料，制備高純PbO，實現(xiàn)鉛的再

14、生利用。其工作流程如下： 體驗感悟體驗感悟 過程的目的是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程中重復(fù)使用，其目的是_(選填序號)。A減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率B重復(fù)利用NaOH，提高原料的利用率C增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率過程的目的是提純。結(jié)合上述溶解度曲線，簡述過程的操作：_。 2(2016課標(biāo)全國，28)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢礬催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：物質(zhì)物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.122286065121 【解題程序】 1讀流程圖(1)箭頭：箭頭進入的是投料(反應(yīng)物)、出去的是主產(chǎn)物或副產(chǎn)物(生成物)。(2)三線：出線和進線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)。 2解題要點(1)審題要點：了解生產(chǎn)目的、原料及產(chǎn)品，了解題目提供的信息，分析各步的反應(yīng)條件、原理及物質(zhì)成分，理解物質(zhì)分離、提純、條件控制等操作的目的及要點。(2)答題切入點：原料及產(chǎn)品的分離提純，生產(chǎn)目的及反應(yīng)原理，生產(chǎn)要求及反應(yīng)條件，有關(guān)產(chǎn)率、產(chǎn)量及組成的計算，綠色化學(xué)。