【步步高·魯科版】高考總復(fù)習(xí)化學(xué)大一輪第3章專題講座二

1、專題講座二無(wú)機(jī)化工流程題解題方法指導(dǎo)一、解題策略化工流程中常見(jiàn)的操作與名詞化工流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程：(1)原料處理階段的常見(jiàn)考點(diǎn)與常見(jiàn)名詞加快反應(yīng)速率溶解：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解浸出：固體加水(酸)溶解得到離子浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解控制反應(yīng)條件的方法(2)分離提純階段的常見(jiàn)考點(diǎn)調(diào)pH值除雜a控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如：已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和

2、沉淀完全時(shí)的pH如下表所示物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把Fe2氧化為Fe3，再調(diào)溶液的pH到3.7。b調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值。試劑除雜加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如：侯氏制堿中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca

3、(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)萃取(3)獲得產(chǎn)品階段的常見(jiàn)考點(diǎn)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾：如除去NaCl中的少量KNO3。重結(jié)晶(4)其他常見(jiàn)考點(diǎn)化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算信息 二、熱點(diǎn)題型探究熱點(diǎn)1堿金屬及其礦物的開(kāi)發(fā)利用例1(2012·

4、;廣東理綜，32)難溶性雜鹵石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：(1)濾渣主要成分有_和_以及未溶雜鹵石。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K的原因：_。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入_溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過(guò)濾，再加入_溶液調(diào)濾液pH至中性。(4)不同溫度下，K的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)下圖。由

5、圖可得，隨著溫度升高，_，_。(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過(guò)程中會(huì)發(fā)生：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO已知298 K時(shí)，Ksp(CaCO3)2.80×109，Ksp(CaSO4)4.90×105，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析解題時(shí)，要依據(jù)制備K2SO4的工藝流程，結(jié)合物質(zhì)的分離與提純的原則進(jìn)行分析。(1)雜鹵石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2與OH結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，過(guò)濾后，濾渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的雜鹵石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2與OH結(jié)合生成Mg(OH)2

6、沉淀，使c(Mg2)減小，雜鹵石的溶解平衡正向移動(dòng)，同時(shí)c(Ca2)與c(SO)均增大，從而析出CaSO4沉淀，K留在濾液中。(3)濾液中含有Ca2、OH，可先加入過(guò)量K2CO3溶液，除去Ca2，過(guò)濾后，再加入稀H2SO4調(diào)節(jié)溶液的pH至中性。(4)由圖可知，隨著溫度升高，溶浸平衡向右移動(dòng)，K的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)COCaCO3(s)SO的平衡常數(shù)K。CaCO3(s)、CaSO4(s)分別存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)，CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)，則有Ksp(CaCO3)c(Ca2)·c(CO)2.80×109，

7、Ksp(CaSO4)c(Ca2)·c(SO)4.90×105，那么K1.75×104。答案(1)Mg(OH)2CaSO4(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2與OH結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2濃度減小，平衡正向移動(dòng)，K增多(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸平衡向右移動(dòng)K的溶浸速率增大(5)CaSO4(s)COCaCO3(s)SO的平衡常數(shù)K，據(jù)Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO)，c(CO)，則有K1.75×104。要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)根據(jù)什么理論有什么變化得出什么結(jié)論。精練

8、1KNO3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO3制備方法的主要步驟：(1)反應(yīng)中，CaSO4與NH4HCO3的物質(zhì)的量之比為12，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)反應(yīng)需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是_；從反應(yīng)所得混合物中分離出CaSO4的方法是趁熱過(guò)濾，趁熱過(guò)濾的目的是_。(3)檢驗(yàn)反應(yīng)所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4樣品溶解于水，_。(4)整個(gè)流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(NH4)2SO4外，還有_(填化學(xué)式)。答案(1)CaSO42NH4HCO3=CaCO3(NH4)2SO4H2OCO2(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率，分離NH4Cl與K2SO4防止KNO3結(jié)晶

9、，提高KNO3的產(chǎn)率(3)加入Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，說(shuō)明K2SO4中混有KCl(4)CaSO4、KNO3熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開(kāi)發(fā)利用例22013·江蘇，16(1)(2)(3)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：(1)MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)加入H2O2氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)濾渣2的成分是_(填化學(xué)式)。解析明晰流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程：答案(1)MgCO32

10、H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3首尾分析法：對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題，首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題，逐一推敲解答。關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原料與產(chǎn)品的組成，從中找出將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問(wèn)題也就可以解答了。 精練2鎂及其

11、合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na、Mg2、Cl、Br等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來(lái)提取鎂，主要過(guò)程如下：回答下列問(wèn)題：(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_。(2)從過(guò)程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入到盛有_溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)_、_(填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。(3)下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置A的作用是_。(4)寫(xiě)出過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案(1)石灰乳原料豐富，成本低(2

12、) MgCl2過(guò)濾洗滌(3)制備干燥的HCl氣體(4) MgCl2(熔融)Mg Cl2熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開(kāi)發(fā)利用例3工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)步驟是在反射爐中進(jìn)行的。把黃銅礦和石英砂混合加熱到1 000 左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過(guò)程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。(2)步驟是在轉(zhuǎn)爐中發(fā)生的。冰銅含Cu量為20%50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)，在1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O。生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的泡

13、銅，該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_(填字母)吸收。a濃硫酸 b稀硝酸cNaOH溶液 d氨水(3)步驟是由泡銅冶煉粗銅的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為_(kāi)。(4)用稀硝酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血紅色，說(shuō)明溶液中存在_(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2的方法是_(注明試劑、現(xiàn)象)。答案(1)2CuFeS2O2高溫,Cu2S2FeSSO22FeS3O2高溫,2FeO2SO2(2)2Cu2S3O2高溫,2Cu2O2SO22Cu2OCu2S高溫,6CuSO2cd(3)3Cu2O2Al高溫,Al2O36Cu(4)Fe3可取適量酸性KMnO4

14、溶液置于試管中，滴入幾滴該溶液，若酸性KMnO4溶液褪色或顏色變淺，說(shuō)明該溶液中含有Fe2解析(1)根據(jù)問(wèn)題(1)信息中的反應(yīng)物和生成物以及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可寫(xiě)出兩個(gè)化學(xué)方程式。(2)氣體A中含有SO2，SO2是酸性氧化物，選用堿性溶液吸收。(3)由泡銅制取粗銅，是Cu2O和Al發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平方法進(jìn)行配平可得化學(xué)反應(yīng)方程式為3Cu2O2Al高溫,Al2O36Cu。(4)向溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，可推知溶液中一定含有Fe3；要檢驗(yàn)溶液中還含有Fe2，可利用其還原性，具體操作：取適量酸性KMnO4溶液置于試管中，滴入幾滴該溶液，若酸性KMnO4溶液褪色或顏

15、色變淺，說(shuō)明該溶液中含有Fe2。解答無(wú)機(jī)化工流程圖題的策略1粗讀題干，挖掘圖示。圖示中一般會(huì)呈現(xiàn)超出教材范圍的知識(shí)，但題目中往往會(huì)有提示或者問(wèn)題中不涉及，所以一定要關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問(wèn)什么推什么。如制備類無(wú)機(jī)化工題，可粗讀試題，知道題目制取什么、大致流程和有什么提示等。2攜帶問(wèn)題，精讀信息。這里信息包括三個(gè)方面：一是主干，二是流程圖示，三是設(shè)置問(wèn)題。讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(“進(jìn)入”與“流出”)、實(shí)驗(yàn)操作方法等。3跳躍思維，規(guī)范答題。答題時(shí)應(yīng)注意前后問(wèn)題往往沒(méi)有“相關(guān)性”，即前一問(wèn)未答出，不會(huì)影響后面答題。 精練3實(shí)驗(yàn)

16、室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O)，主要工藝流程如下。(1)將過(guò)程產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是_(填字母)。A品紅溶液 B紫色石蕊溶液C酸性KMnO4溶液 D溴水(2)過(guò)程中，F(xiàn)eS、O2和H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)過(guò)程中需加入的物質(zhì)是_。(4)過(guò)程中，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)需使用的儀器除酒精燈、三腳架外，還需要_。(5)過(guò)程調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的_(填字母)。A稀硫酸 BCaCO3 CNaOH溶液答案(1)ACD(2)4FeS3O26H2SO4=2Fe2(SO4)36H2O4S

17、(3)鐵粉(4)蒸發(fā)皿、玻璃棒(5)C解析(1)SO2具有漂白性，能使品紅褪色，SO2有還原性，能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化，而使它們褪色。(3)溶液X為Fe2(SO4)3，需加入還原劑將Fe3還原為Fe2，又不帶入雜質(zhì)離子，故需加入鐵粉。(5)過(guò)程中需將酸消耗而調(diào)高pH，而CaCO3跟硫酸反應(yīng)會(huì)生成微溶于水的CaSO4，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。熱點(diǎn)4其他金屬及化合物的制取例4硫酸鉛(PbSO4)廣泛應(yīng)用于制造鉛蓄電池、白色顏料等。利用方鉛礦精礦(PbS)直接制備硫酸鉛粉末的流程如下：已知：()PbCl2(s)2Cl(aq)PbCl(aq)H0()Ksp(PbSO4)1.08×108

18、 mol2·L2，Ksp(PbCl2)1.6×105 mol3·L3()Fe3、Pb2以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH值分別為3.2、7.04(1)步驟中生成PbCl2和S的離子方程式為_(kāi)，加入鹽酸的另一個(gè)目的是為了控制pH值在0.51.0，原因是_。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理解釋步驟中使用冰水浴的原因_。(3)寫(xiě)出PbCl2晶體轉(zhuǎn)化為PbSO4沉淀的離子方程式_。(4)請(qǐng)用離子方程式解釋濾液2加入H2O2可循環(huán)利用的原因_，濾液3是_。(5)鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個(gè)電極上沉積的PbSO4分別轉(zhuǎn)化為PbO2和Pb，充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。答案(1

19、)PbS2Fe32Cl=PbCl22Fe2S抑制Fe3、Pb2的水解(2)PbCl2(s)2Cl(aq)PbCl(aq)為吸熱反應(yīng)，冰水浴降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，使PbCl不斷轉(zhuǎn)化為PbCl2晶體而析出(3)PbCl2(s)SO(aq)PbSO4(s)2Cl(aq)(4)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O鹽酸(5)PbSO42e=PbSO解題指導(dǎo)該題是以考查物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系為目的的化工流程題。解答這類試題關(guān)鍵是能整合題干、流程和問(wèn)題中的信息，確定每一步的反應(yīng)物和生成物，最后再依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，逐一解答問(wèn)題。如該題第(1)問(wèn)：從流程和問(wèn)題信息可得到步驟的物質(zhì)變化是Fe3氧化PbS生成單質(zhì)硫，本身被還原為Fe2，從而順利寫(xiě)出該步反應(yīng)的離子方程式。結(jié)合已有知識(shí)和已知信息(