版江苏高考化学一轮复习专题提升训练二 常见金属及其化合物Word文档下载推荐.docx

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题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；

题设主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成一系列问题，构成一道完整的化学试题。

一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点

【解题策略】

（1）看原料：

明确化工生产或化学实验所需的材料。

（2）看目的：

把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。

（3）看箭头：

进入的是投料（即反应物）；

出去的是生成物（包括主产物和副产物）。

（4）看三线：

主线主产品；

分支副产品；

回头为循环。

（5）找信息：

明确反应条件控制和分离提纯方法。

（6）关注所加物质的可能作用：

参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。

【知识储备】

1.制备过程中原料预处理的5种常用方法

看方法

想目的

研磨

减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率

水浸

与水接触反应或溶解

酸浸

与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去

灼烧

除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质

煅烧

改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土

2.制备过程中控制反应条件的6种方法

调节溶液的pH

常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀

控制温度

根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动

控制压强

改变速率，影响平衡

使用合适的催化剂

改变反应速率，控制达到平衡所需要的时间

趁热过滤

防止某物质降温时析出

冰水洗涤

洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗

[注意]　调节pH所需的物质一般应满足两点：

①能与H＋反应，使溶液pH变大；

②不引入新杂质。

例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。

3.产品分离和提纯的方法或操作

（1）蒸发：

蒸发掉一部分溶剂。

有时要考虑反应时的气体氛围以抑制某物质发生水解：

如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。

（2）蒸发浓缩、冷却结晶：

适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离、提纯：

如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，母液中是NaCl和少量K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；

同样原理可除去KNO3溶液中的少量NaCl。

（3）蒸发结晶、趁热过滤：

适用于杂质的溶解度随温度变化较大的物质的分离、提纯，可减少杂质晶体的析出：

如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；

同样原理可除去NaCl溶液中的少量KNO3。

（4）晶体的干燥：

常见的干燥方法为自然晾干、滤纸吸干、干燥器中烘干。

（5）沉淀的洗涤：

洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水，至刚好没过沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作2～3次，直至洗涤干净。

为了减少沉淀（或晶体）的溶解，可用冰水或有机溶剂洗涤。

水洗：

通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质。

“冰水洗涤”：

能洗去晶体表面的杂质离子，且减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。

用特定有机试剂清洗晶体：

洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度，减少损耗等。

（6）沉淀是否洗涤干净的检验：

主要检验洗涤液中是否还含有沉淀表面吸附的离子。

取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现，说明沉淀洗涤干净。

化工流程题中表述性词汇“八大答题方向”

化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语中，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。

常见的有：

（1）“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。

（2）“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。

（3）“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。

（4）“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。

（5）“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。

（6）“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。

（7）“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。

（8）“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。

[例1]　（2015·

江苏化学，16）以磷石膏（主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等）为原料可制备轻质CaCO3。

（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c（SO）随时间变化如图。

清液pH＞11时CaSO4转化的离子方程式为_____________________________________；

能提高其转化速率的措施有________（填序号）。

A.搅拌浆料B.加热浆料至100℃

C.增大氨水浓度D.减小CO2通入速率

（2）当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。

滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________（填化学式）；

检验洗涤是否完全的方法是__________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c（Ca2＋）增大的原因是__________________________________________

________________________________________________________________

解析　

（1）注意题目中的原料是磷石膏粉和氨水浆料。

由图所示当pH>

11时，溶液中的c（SO）增大，说明有更多的SO生成，反应物为CaSO4、氨水、CO2，生成SO，还有CaCO3，相当于氨水和CO2反应生成（NH4）2CO3，（NH4）2CO3和CaSO4生成（NH4）2SO4和CaCO3。

A项，搅拌浆料，增大反应物的接触面积，加快反应速率，正确；

B项，加热到100℃，氨水挥发、CO2溶解度减小，则生成的（NH4）2CO3的量减少，无法实现CaSO4转化为CaCO3，错误；

C项，增大氨水浓度可以提高反应速率，正确；

D项，减小CO2通入速率，则转化速率降低，错误。

（2）当pH接近6.5时，由图可知c（SO）接近0.1mol·

L－1，溶液呈酸性，通入的CO2主要以NH4HCO3存在，故滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO和HCO。

可通过检验洗涤液中是否含有SO来判断沉淀是否洗涤完全。

（3）温度升高，能促进NH的水解，增大溶液酸性，促进固体中Ca2＋的浸出。

答案　

（1）CaSO4＋2NH3·

H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O或CaSO4＋CO===CaCO3＋SO　AC

（2）SO　HCO　取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全

（3）浸取液温度上升，溶液中c（H＋）增大，促进固体中Ca2＋浸出

[例2]　（2016·

通扬泰淮宿五市联考）以炼锌厂的烟道灰（主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等）为原料可生产草酸锌晶体（ZnC2O4·

2H2O）。

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Cu（OH）2

Zn（OH）2

开始沉淀的pH

1.5

6.5

4.2

5.4

沉淀完全的pH

3.3

9.7

6.7

8.2

请问答下列问题：

（1）滤渣A的主要成分为________。

（2）除锰过程中产生MnO（OH）2沉淀的离子方程式为______________________

（3）①除铁（部分Cu2＋可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。

②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是________。

（4）若沉淀过程采用Na2C2O4代替（NH4）2C2O4生产草酸锌晶体，合理的加料方式是________。

（5）将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。

加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460℃范围内，发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

解析　

（1）烟道灰被盐酸溶解，其中ZnO溶解成Zn2＋，Fe2O3溶解成Fe3＋、CuO溶解成Cu2＋、MnO溶解成Mn2＋，而SiO2不溶于盐酸，进入滤渣A中。

（2）除锰中用H2O2氧化Mn2＋，根据Mn和O得失电子守恒可配平反应。

（3）①除Fe3＋时的pH需要大于3.3，但不能超过5.4，以免Zn2＋沉淀，此时有部分Cu2＋溶解；

②除铜时用ZnS，若在除铁之前，则会有Fe3＋氧化S2－，生成Fe2＋后，需要调节pH在9.7时才能除去，故除铁率减小。

（4）因为Na2C2O4溶液的碱性比（NH4）2C2O4强，所以会促使Zn2＋生成Zn（OH）2沉淀，故在加入Na2C2O4溶液时，可采用缓慢加入和搅拌法，以免生成Zn（OH）2沉淀。

（5）由热重分析图计算知，＝，MA＝153，则在300℃时，ZnC2O4·

2H2O失去2分子H2O生成ZnC2O4，在460℃时，＝，MB＝81，则对应为ZnO，C2O在分解时以CO和CO2释放，由此写出此方程式。

答案　

（1）SiO2　

（2）Mn2＋＋H2O2＋H2O===MnO（OH）2↓＋2H＋

（3）①3.3～5.4　②先加入ZnS会将Fe3＋还原为Fe2＋，使铁元素难以除去

（4）在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中

（5）ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑

[题组诊断]

1.（2018·

金太阳江苏百校联考）以软锰矿粉（主要含MnO2，还含有少量的Fe2O