（新課標(biāo)）屆高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題講座二 無機(jī)化工流程題的突破方法課件

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1、化學(xué)課標(biāo)版專題講座二無機(jī)化工流程題的突破方法化工流程題通常涉及陌生的化學(xué)工業(yè)工藝,考生不一定能完全理解整個流程的原理,但一般不會影響答題。通常會涉及反應(yīng)速率的影響因素、沉淀溶解平衡、物質(zhì)的分離方法以及分離的實(shí)驗(yàn)操作、尾氣(或廢液)的無害化處理、陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫等。典例(2015課標(biāo),27,14分)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:回答下列問題:(1)寫出Mg2B2O5H2O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

2、酸濃度外,還可采取的措施有(寫出兩條)。(2)利用的磁性,可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是。(寫化學(xué)式)(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是。(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是(填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機(jī)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。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。答案(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(3)將Fe2+氧化成F

3、e3+使Fe3+與Al3+形成氫氧化物沉淀而除去(4)(七水)硫酸鎂(5)Na+H：H-(6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgOHHB解析(1)硫酸可與硼酸鹽反應(yīng)制取酸性較弱的硼酸,所以Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3。為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑等措施。(2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性將其從“浸渣”中分離;“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是SiO2和CaSO4。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化為Fe3+,然后調(diào)節(jié)溶液的pH

4、約為5,使Al3+和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。(4)“粗硼酸”中所含雜質(zhì)主要是沒有除去的易溶性鎂鹽,故為(七水)硫酸鎂。(5)硼氫化鈉的電子式為Na+H：H-。(6)利用Mg的還原性制取硼的化學(xué)方程式為2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO。HHB1.(2016陜西漢中質(zhì)檢)綠礬(FeSO47H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。如圖所示是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法:查閱資料,得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下:25時pH25時pH飽和H2S溶液3.9FeS開始沉淀3.0SnS沉淀完全1.6FeS沉淀完全5.5(1

5、)寫出Fe和Fe2O3在稀硫酸中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:、。(2)操作中,通入硫化氫至飽和的目的是:除去溶液中的Sn2+;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是。(3)操作的順序依次為、過濾洗滌。(4)操作得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌,其目的是:除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì);。(5)常溫下,KspFe(OH)2=1.6410-14,則求得反應(yīng):Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+的平衡常數(shù)為(保留1位小數(shù))。答案(1)Fe+2H+Fe2+H2Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O2Fe3+Fe3Fe2+(2)防止Fe2+被氧化沉淀Sn2+并防止Fe2+生成沉淀(3)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(4)降低洗滌過

6、程中FeSO47H2O的損耗(5)6.110-15解析(1)鐵與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+Fe2+H2,氧化鐵溶解在稀硫酸中的離子方程式為Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,Fe3+繼續(xù)與鐵反應(yīng)的離子方程式為2Fe3+Fe3Fe2+。(2)通入硫化氫至飽和,除沉淀Sn2+外,因硫化氫具有強(qiáng)還原性,可以防止亞鐵離子被氧化。已知SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6;FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0,沉淀完全時的pH為5.5,操作在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是使Sn2+完全沉淀,亞鐵離子不沉淀。(3)從溶液中得到晶體,需要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌操作。(4)冰水溫度低,不僅

7、可以洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子,還能避免綠礬溶解帶來的損失。(5)Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+的平衡常數(shù)K=6.110-15。22(H)(Fe)cc2222(H)(H)(Fe)(H)cc Occ O14 214(1 10)1.64 102.(2016吉林吉大附中二模)碘酸鉀晶體具有較高的穩(wěn)定性,但在酸性溶液中,碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑,能跟某些還原劑反應(yīng)生成碘;在堿性溶液中,碘酸鉀能被氯氣、次氯酸等更強(qiáng)的氧化劑氧化為更高價的碘的含氧酸鹽。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如圖所示。(1)碘元素在周期表中的位置為;(2)碘、氯酸鉀、水混合反應(yīng)時,若兩種還原產(chǎn)物所得電子的數(shù)目相同,請配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式

8、:I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+Cl2(3)混合反應(yīng)后,用稀酸酸化的作用是,在稀鹽酸和稀硝酸中不能選用的酸是,理由是;(4)試劑X的化學(xué)式為,寫出用試劑X調(diào)pH的化學(xué)方程式:;(5)如果省略“酸化”“逐氯”“結(jié)晶、過濾”“溶解”這四步操作,直接用試劑X調(diào)整反應(yīng)混合物的pH,對生產(chǎn)碘酸鉀有什么影響?。答案(1)第5周期第A族(2)6113653(3)促進(jìn)氯氣從反應(yīng)混合物中逸出稀鹽酸鹽酸能還原已生成的碘酸氫鉀(4)KOHKH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(5)反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣能將KIO3氧化成KIO4,從而不能得到碘酸鉀解析(2)兩種還原產(chǎn)物分別是KCl、Cl2,若所得電

9、子數(shù)目相同,則KCl、Cl2的化學(xué)計量數(shù)之比為5 3,依據(jù)得失電子守恒及原子守恒可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2。(3)Cl2在水溶液中存在平衡:Cl2+H2OH+Cl-+HClO,酸性增強(qiáng),平衡逆向移動,利于Cl2的逸出;酸性條件下碘酸氫鉀會與Cl-發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以不能選用稀鹽酸。(4)加X調(diào)節(jié)pH時,不能引入雜質(zhì),KH(IO3)2與堿反應(yīng)生成KIO3,所以要加入KOH,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O。(5)氯氣具有強(qiáng)氧化性,在堿性條件下能將KIO3氧化成KIO4,從而不能得到碘酸鉀。3.(20

10、16山西臨汾二模)鍺是重要的半導(dǎo)體材料,應(yīng)用于航空航天測控、光纖通信等領(lǐng)域。一種提純二氧化鍺粗品(主要含GeO2、As2O3)的工藝如下:已知:GeCl4的熔點(diǎn)為-49.5,AsCl3與GeCl4的沸點(diǎn)分別為130.2、84。(1)鍺在元素周期表中的位置為。(2)“堿浸”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)傳統(tǒng)的提純方法是將粗品直接加入鹽酸中蒸餾,其缺點(diǎn)是。(4)工業(yè)上與蒸餾操作相關(guān)的設(shè)備有(填字母序號)。A.蒸餾釜B.離心萃取機(jī)C.冷凝塔D.加壓過濾機(jī)(5)“蒸餾”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(6)“水解”操作時保持較低溫度有利于提高產(chǎn)率,其最可能的原因是(答一條即可)。(7)若1t二氧化

11、鍺粗品(含雜質(zhì)30%)經(jīng)提純得0.724t的高純二氧化鍺產(chǎn)品,則雜質(zhì)脫除率為。答案(1)第四周期第A族(2)GeO2+2NaOHNa2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH2NaAsO2+H2O(3)餾出物中將會含有AsCl3,降低了產(chǎn)品純度(4)AC(5)Na2GeO3+6HCl2NaCl+GeCl4+3H2O(6)溫度高時GeCl4易揮發(fā),從而降低產(chǎn)率(合理答案即可)(7)92%解析(1)鍺在元素周期表中位于第四周期A族。(2)“堿浸”過程中發(fā)生的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),化學(xué)方程式為GeO2+2NaOHNa2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH2NaAsO2+H2O。(3)As2O3可與HCl發(fā)生反應(yīng)生成AsCl3,所以傳統(tǒng)的提純方法的缺點(diǎn)是餾出物中含有AsCl3,降低了產(chǎn)品純度。(4)蒸餾需要蒸餾釜和冷凝塔。(5)“蒸餾”過程中Na2GeO3與HCl發(fā)生反應(yīng)生成GeCl4,根據(jù)原子守恒即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(7)1t粗品中含有雜質(zhì)的質(zhì)量為0.3t,脫除的雜質(zhì)為1t-0.724t=0.276t,所以雜質(zhì)脫除率為100%=92%。0.276t0.3t