最新高考化学必考重难点附解答以物质制备为目的的工业流程题Word文档下载推荐.docx

1、（2）分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A反应物是什么，B发生了什么反应，C该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。（3）从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响（如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑）。二、题型分类【典例1】【2019课标全国，26】硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5H2O、SiO2及少

2、量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：回答下列问题：（1）在95 “溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_。（2）“滤渣1”的主要成分有_。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3离子，可选用的化学试剂是_。（3）根据H3BO3的解离反应：H3BO3H2O HB（OH），Ka5.811010，可判断H3BO3是_酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_。（4）在“沉镁”中生成Mg（OH）2MgCO3沉淀的离子方程式为_，母液经加热后可返回_工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_。【答案】（1）NH4HCO3NH3=（NH

3、4）2CO3（2）SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN（3）一元弱转化为H3BO3，促进析出（4）2Mg23CO2H2O=Mg（OH）2MgCO32HCO（或2Mg22COH2O=Mg（OH）2MgCO3CO2）溶浸高温焙烧【解析】（1）硫酸铵溶液中存在平衡：NHH2ONH3H2OH，硼酸镁能与水解出的H反应，促进平衡向右移动，生成的一水合氨浓度增大，因溶液中存在平衡NH3H2ONH3H2O，一水合氨浓度增大，促进NH3H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气，发生的反应为NH4HCO3NH3=（NH4）2CO3。（2）二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣1的主要成分是

4、二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3的试剂可选用KSCN。（3）由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前，调节pH3.5目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。（4）“沉镁”中，碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生双水解反应生成碱式碳酸镁：2MgSO42（NH4）2CO3H2O=Mg（OH）2MgCO32（NH4）2SO4CO2，或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁，也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳，可知采用的方法是高温

5、焙烧法，MgCO3Mg（OH）22MgOH2OCO2。【典例2】【2019课标全国，26】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图所示。相关金属离子c0（Mn）0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2Fe2Fe3Al3Mg2Zn2Ni2开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.2（1）“滤渣1”含有S和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是_。（3）

6、“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2和Ni2，“滤渣3”的主要成分是_。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2。若溶液酸度过高，Mg2沉淀不完全，原因是_。（6）写出“沉锰”的离子方程式_。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为2、3、4。当xy时，z_。（1）SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O（2）将Fe2氧化为Fe3（3）4.7（4）NiS和ZnS（5）F与H结合形成弱电解质HF，MgF2Mg22F平衡向右

7、移动（6）Mn22HCO=MnCO3CO2H2O（7）（1）硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2（或不溶性硅酸盐）。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S，根据得失电子守恒可配平该反应。（2）“溶浸”后溶液中含Fe2，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2氧化为Fe3。（3）“调pH”除去Fe3和Al3时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.76之间。（4）“除杂1”中加入Na2S能将Zn2和Ni2分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。（5）“除杂2”

8、中F与Mg2反应生成MgF2沉淀，若溶液酸度过高，则F与H结合生成弱电解质HF，导致MgF2（s）Mg2（aq）2F（aq）平衡向右移动，Mg2不能完全除去。（6）“沉锰”时Mn2与HCO反应生成MnCO3并放出CO2，由此可写出离子方程式。（7）化合物LiNixCoyMnzO2中，当xy时，根据化合价代数和为0得1234z220，解得z。1磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：已知：锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素

9、。相关金属Mn+离子c（Mn+） 0.1 mol L -1形成M（OH） n沉淀的pH范围如下：常温下，Ksp（CaF2） 1.4610-10 Ksp（MgF2） 7.4210-11 Ka（HF） 1.00 10-4（1）分析下列图1、图2，氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是：_。（2）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_。（3）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为_；再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液pH为6，c（Mg2+）4.6410-6 molL-1，c（HF）为_mo

10、lL-1。（4）碳化结晶时，反应的离子方程式为_。（5）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是_。（6）测定碳酸锰产品的纯度。称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为Mn（PO4）23-，冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加23滴指示剂，然后用浓度为0.2000 molL-1的硫酸亚铁铵（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定（反应为：Mn（PO4）23- +Fe2+ Mn2+ +Fe3+2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：滴定次数0.2000 molL-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL）滴定前滴定后10.102

11、0.2021.3221.3231.0520.95则产品的纯度=_，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度_（填“偏高”“ 偏低”或“无影响”）。（1）500 m（NH4Cl）m（锰矿粉）=1.10（2）MnCO32NH4ClMnCl22NH3CO2H2O （3）MnO22Fe24HMn22Fe32H2O 4.010-5 （4）Mn22HCO3MnCO3CO2H2O （5）碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c（OH-）较大，易产生Mn（OH）2沉淀（6）92.00% 偏低【解析】将菱锰矿粉（主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素）和氯化铵混合研磨后

12、焙烧，反应生成二氧化碳和氨气，因此反应方程式为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3+CO2+H2O，浸出，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，浸出液需要净化除杂，根据（3）的提示，需要加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al（OH）3、Fe（OH）3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液中主要溶质为MnCl2、NH4Cl，加入碳酸氢铵发生反应：Mn2+2HCO3- MnCO3+CO2+H2O，炭化结晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3，滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可循环使用，据此分析解答。（1）根据图像可知，锰的浸出率随着温度的升高而增大，随着m（NH4Cl）m（锰矿粉）增大而增大，500、m（NH4Cl）m（锰矿粉）=1.10时，锰的浸出率最高，温度过高，m（NH4Cl）m（锰矿粉）再打，浸出率变化不大，成本增加，故焙烧温度取500、m（NH4Cl）m（锰矿粉）=1.10即可。（2）将菱锰矿粉（主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素）和氯化铵混合研磨后焙烧，反应生成二氧化碳