1、第一部分,专题整合突破,专题四 化学实验,第17讲 化学工艺流程,高 考 点 击,高 频 考 点,1(2017全国27)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：,考点一 物质制备型,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_。,100、2190、5h,低于40，TiO2xH2O转化反应,速率随温度升高而增加；超过40，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O转化,反应速率下降,4,研磨、加热,核电荷数PS，
2、得电子能力PS，非金属性PS,(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 后脱除率变化的原因：_。,80 后，H2O2分解速率大，浓度显著降低,CaSO4微溶,3(2017全国)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：,27,陶瓷在高温下会与Na2CO3反应,Fe,Al(OH)3,小,(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的K2
3、Cr2O7固体产品最多。 a80 b60 c40 d10 步骤的反应类型是_。,d,复分解反应,(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为_。,1解题思路： 明确整个流程的原料与目的仔细分析每步发生的反应及得到的产物结合基础理论与实际问题思考注意答题的模式与要点。 (1)要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。 (2)再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 (3)要看清所问问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。,2得分策略 (1)细心审题是关键，从题干中获得有用信息，了解制备的产品。 (2)认真分析
4、是核心，整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段，知道反应物是什么，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。 (3)正确表达是保障。 条理清晰，规范专业术语，准确使用化学语言及符合解答试题。 在回答文字类表述题时，要组织语言，言简意赅，准确定位。 避免丢三落四、遗漏答案、讨论不完整、以偏概全等现象出现。,1(2016北京)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：(1)过程中，在Fe2催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_。,取a中红色溶液
5、，向其中加入铅粉后，红色褪去,过程的目的是脱硫。滤液经处理后可在过程中重复使用，其目的是_(选填序号)。 A减少PbO的损失，提高产品的产率 B重复利用NaOH，提高原料的利用率 C增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率 过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程的操作：_。,A、B,向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至110，充分溶解后，趁热,过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体,2(2018邯郸一模)锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：,MnCO3H2SO4=MnSO
6、4CO2H2O,抑制Mn2的水解,MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O,烧杯,CoS和NiS,1106,3(2018全国27)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题： (1)KIO3的化学名称是_。 (2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：,碘酸钾,加热,KCl,KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O或(HIO3KOH=KIO3H2O),(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。,写出电解时阴极的电极反应式_。 电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。 与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有
7、_(写出一点)。,2H2O2e=2OHH2,K,由a到b,产生Cl2易污染环境等,1(2017天津)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。,考点二 物质分离提纯型,.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明) (1)反应所加试剂NaOH的电子式为_。BC的反应条件为_，CAl的制备方法称为_。 (2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，
8、固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)_。 a温度 bCl的浓度 c溶液的酸度 (3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_。,加热(或煅烧),电解法,ac,2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g) H85.6 kJmol1,在直流电场作用下，CrO通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液,NaOH和H2,2(2018全国27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
9、 (1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式_。 (2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：pH4.1时，中为_溶液(写化学式)。 工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是_。,2NaHSO3=Na2S2O5H2O,NaHSO3,得到NaHSO3过饱和溶液,(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。,2H2O4e=4HO2,a,(4)Na2S2O
10、5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 molL1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_，该样品中Na2S2O5的残留量为_gL1(以SO2计)。 解析 (1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5H2O。 (2)酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液生成NaHSO3。工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。,0.128,1物质提纯流程题的解题思路： (1)阅读题干信息，找出要提纯
11、的物质。 (2)解读操作流程，找出与题干相关的操作步骤，辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。 (3)分析流程中的每一步骤，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。,2无机化工流程中的常见分离方法： (1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子。 (2)过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物。 (3)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。 (4)蒸发结晶：提取溶解度随温度的变化变化不大的溶质。 (5)冷却结晶：提取溶解度随温度的变化变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物。 (6)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。 (7
12、)冷却水：利用气体易液化的特点分离气体。,1(2018衡水中学二模)电镀工业会产生大量的电镀污水，处理电镀污水时会产生大量的电镀污泥。电镀污泥含有多种金属氢氧化物和杂质。下面是处理某种电镀污泥回收铜、镍元素的一种工业流程。,FePO4、CrPO4、AlPO4,(3)研究发现当NaOH溶液浓度过大时，部分铝元素和铬元素会在滤液中出现，滤液中出现铝元素的原因为_(用离子方程式解释)。,2(2018郑州三模)工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下，请回答下列问题：,(1)步骤所得废渣的成分是_(写化学式)，操作的名称_。 (2)步骤、的变化过程可简化为(下
13、式R表示VO2，HA表示有机萃取剂)： R2(SO4)n(水层)2nHA(有机层)2RAn(有机层)nH2SO4(水层) 中萃取时必须加入适量碱，其原因是_。中X试剂为_。 (3)的离子方程式为_。,SiO2,过滤,加入碱中和硫酸，促使平衡正向移动(或提高钒的萃取率),H2SO4,1.71.8(或1.7、1.8其中一个),2.6103 molL1,氨气(或氨水),有机萃取剂,3以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝，工业上利用废渣(含Fe2、Fe3的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：注：铵黄铁钒的
14、化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12 (1)在废渣溶液操作时，应选用_溶解(填字母)。 A氨水 B氢氧化钠溶液 C盐酸 D硫酸,D,(2)物质A是一种氧化剂，工业上最好选_(供选择使用的有空气、Cl2、MnO2)，其理由是_。氧化过程中发生反应的离子方程式为_。 (3)铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、_。铵黄铁矾与氨水反应的化学方程式为_。,空气,原料易得，成本低，不产生污染，不引入杂质,4Fe2O24H=4Fe32H2O,Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4,(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)126NH3H2O=4(NH4)2SO46Fe(OH)3,解析 (1)该流程的目的是制备铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，不能引入杂质离子，不能选用盐酸，而氨水和NaOH溶液能沉淀Fe3和Fe2，也不能选用。 (2)空气中的氧气在酸性条件下可将Fe2氧化为Fe3，空气易得，成本低，不产生污染，不引入杂质，氧化过程离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O。 (3)废渣溶解经氧化后溶液中存在Mg2、Fe3，加氨水后，可能生成Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)3沉淀，另外Ca(OH)2和CaSO4的溶解度较小，也可能析出。由流程图知，铵黄铁钒与氨水反应得(NH4)2SO4和Fe(OH)3。,课后热点强化,
