届一轮复习人教版 化学工艺流程 学案.docx

1、届一轮复习人教版 化学工艺流程 学案2019年高考一轮复习 化学工艺流程教材版本全国通用课时说明（建议）2课时知识点化学工艺流程复习目标1、对中学化学基础知识进行正确的复述、再现、辨认，并能融会贯通。2、将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题。3、将分析和解决的过程及成果，能够正确地运用化学术语及文字等进行表达，并做出合理的解释。4、从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识块。复习重点1、了解工艺流程题型特点。2、理解工艺流程解题思路。3、理解化学反应原理在工艺流程中的综合运用。4、掌握常见的工艺流程考查内容。复习难点工艺流程解题

2、策略一、自我诊断 知己知彼 1、以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO47H2O的过程如图所示：硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%40%20%25%5%15%2%3%1%2%1%2%回答下列问题：（1）“酸解”时应该加入的酸是_，“滤渣1”中主要含有_（写化学式）。（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是 、 。（3）判断“除杂”基本完成的检验方法是 。（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是 。2、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：回答下列问题

3、：（1）步骤的主要反应为：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为_。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是 。（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_，滤渣2的主要成分是_及含硅杂质。（3）步骤调滤液2的pH使之变_（填“大”或“小”），原因是_（用离子方程式表示）。（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K2Cr2O7固体产品最多。a80 b60 c40 d10步骤的反应类型是_。（5）某工厂用m1 kg

4、 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为_。3、铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。 （2）向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_ (填“增大”、“不变”或“减小”)。（3）“电解”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。 （4）“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。（5）铝粉在1000

5、时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是 。 4、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式 。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有 （写出两条）。（2）利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_（写化学式）。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是 。然后再调节溶液的pH约为

6、5，目的是 。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是_（填名称）。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_。（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程 。5、孔雀石主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含少量FeCO3及Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下：（1）步骤中涉及的反应用离子方程式表示为 （2）步骤中试剂是 （填代号）aKMnO4bH2O2 cFe粉 dKSCN（3）步骤加入CuO的目的是 （4）步骤获得硫酸铜晶体，需要经过 、 、过滤等操作（5）孔雀石与焦炭一起

7、加热可以生成Cu及其它无毒物质，写出该反应的化学方程式 （6）测定硫酸铜晶体（CuSO4xH2O）中结晶水的x值：称取2.4g硫酸铜晶体，加热至质量不再改变时，称量粉末的质量为1.6g则计算得x= （计算结果精确到0.1）。【参考答案】 1、（1）H2SO4 SiO2 （2）将Fe2氧化为Fe3 调节溶液pH，使Fe3、Al3以氢氧化物的形式沉淀除去 （3）取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全 （4）防止MgSO47H2O结晶析出2、（1）27 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 （2）铁 Al(OH)3（3）小 2+2H+H2O （4）d 复分解反应 （5）100%3

8、、（1）Al2O3+2OH=2AlO2+H2O （2）减小 （3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32+2H2O4e=4HCO3+O2 H2（5）NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜4、（1）Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3；提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径（2）Fe3O4； SiO2和CaSO4；（3）将Fe2+氧化为Fe3+；使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去（4）（七水）硫酸镁 （5） （6）2H3BO3 B2O3+3H2O B2O3+3Mg 2B +3MgO 5、（1）Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2+CO2+

9、3H2O，FeCO3+2H+=Fe2+CO2+H2O；（2）b；（3）消耗酸使溶液pH升高，便于Fe3+形成沉淀除去；（4）加热浓缩；冷却结晶；（5）Cu2（OH）2CO3+C 2Cu+2CO2+H2O；（6）4.4【解析】1、（1）流程制备的是MgSO47H2O，为了不引入杂质，因此所用的酸是硫酸，化学式为H2SO4；根据硼镁泥的成分，SiO2不与硫酸反应，因此滤渣1为SiO2；（2）硼镁泥中含有FeO，与硫酸反应后生成FeSO4，次氯酸钙具有强氧化性，能把Fe2氧化成Fe3，氧化镁的作用是调节pH，使Al3和Fe3以氢氧化物形式沉淀出来，除去Fe3和Al3；（3）除杂是除去的Fe3和Al3

10、，因此验证Fe3就行，方法是取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全；（4）防止MgSO47H2O结晶析出。2、（1）FeOCr2O3是还原剂，完全氧化为Na2CrO4和Fe2O3，每摩转移7mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩转移2mol电子，根据电子守恒可知，FeOCr2O3和NaNO3系数比为2:7；陶瓷在高温下会与Na2CO3反应，则熔融时不能使用陶瓷容器；（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁；滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al（OH）3；（3）滤

11、液2调节pH的目的是提高溶液的酸性，pH变小；因为溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，增大溶液中H+浓度，可促进平衡正向移动，提高溶液中Cr2O72-的浓度；（4）由图示可知，在10左右时，得到K2Cr2O7的固体最多，故答案为d；2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7+2NaCl的反应类型为复分解反应；（5）样品中Cr2O3的质量为m140%Kg，则生成K2Cr2O7的理论质量为m140%Kg，则所得产品的产率为m2Kg（m140%Kg）100%=100%。3、（1）氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H

12、2O 。 （2）为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤I所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的pH减小。 （3）电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。 （4）由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的OH-放电生成氧气，破坏了水的电离平衡，碳酸根结合H+转化为HCO3-，所以电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2，阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大，

13、所以阴极产生的物质A为H2 。 （5）铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜，所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。4、（1）硫酸可与硼酸盐反应制取酸性较弱的硼酸，所以Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式为：Mg2B2O5H2O2H2SO4=2MgSO42H3BO3。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径等措施。（2）Fe3O4有磁性，可利用其磁性将其从“浸渣”中分离；“浸渣”中还剩余的物质是SiO2和CaSO4。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，其作用是把Fe2氧化为Fe3

14、，然后调节溶液的pH约为5，使Al3和Fe3以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。（4）“粗硼酸”中所含杂质主要是没有除去的易溶性镁盐，故为(七水)硫酸镁。（5）硼氢化钠的电子式为。（6）利用Mg的还原性制取硼的化学方程式为2 H3BO3B2O33 H2O、B2O33Mg2B3MgO。5、孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3，还含少量FeCO3、Si的化合物，加入稀硫酸反应后生成二氧化碳气体，过滤得到二氧化硅固体，得到滤液1为硫酸铜、硫酸亚铁溶液，“除杂”时先通入足量过氧化氢将Fe2+氧化成Fe3+，得到溶液2为硫酸铜、硫酸铁溶液，再加入CuO固体调节溶液pH，沉淀铁离子生成氢氧

15、化铁沉淀；过滤得到滤液为硫酸铜溶液，滤液3为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铜晶体；（1）孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3，还含少量FeCO3、Si的化合物，步骤中涉及的反应是Cu2（OH）2CO3和FeCO3与硫酸发生复分解反应生成二氧化碳，反应的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2+CO2+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2+CO2+H2O；故答案为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2+CO2+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2+CO2+H2O；（2）步骤中加入试剂的目的是氧化亚铁离子为铁离子，便于沉淀除去，所加试剂能和亚铁离子反应且

16、不能引入新的杂质，aKMnO4溶液加入后，能氧化亚铁离子，但会引入钾离子、锰离子，故a不符合；b加入H2O2会氧化亚铁离子为铁离子，过氧化氢被还原为水，不引入杂质，故b符合； cFe粉不能氧化亚铁离子，故c不符合； d加入KSCN溶液结合铁离子形成络合物，不能氧化亚铁离子，亚铁离子的存在会干扰硫酸铜晶体的析出，故d不符合；故答案为：b；（3）步骤加入CuO目的是和酸反应，调节溶液的PH使铁离子全部沉淀，故答案为：消耗酸使溶液pH升高，便于Fe3+形成沉淀除去；（4）操作是溶液中得到溶质的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；故答案为：加热浓缩；冷却结晶；（5）孔雀石与焦炭一起加热可以生成Cu、二

17、氧化碳和水，依据原子守恒配平书写得到的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+C 2Cu+2CO2+H2O；故答案为：Cu2（OH）2CO3+C 2Cu+2CO2+H2O；（6）称取2.4g硫酸铜晶体，加热至质量不再改变时，称量粉末的质量为1.6g为硫酸铜质量，n（CuSO4）物质的量=0.01mol，受热质量减少2.4g1.6g=0.8g，水的物质的量=0.044mol；二、温故知新 夯实基础1、工艺流程题型特点2、工艺流程主线与核心3、原料预处理常用方法及其作用研磨：减小矿物的粒径，增大接触面积，加快反应速率；提高原料利用率；溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸等。水浸：与水接触反应或溶解水洗：

18、除去水溶性杂质酸浸(或酸洗)：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程；有时可抑制某些物质的水解碱浸（或碱洗）除去油污或氧化膜；溶解铝和二氧化硅注意：碱浸过程包括碳酸盐等碱性物质醇浸：增大某物质的溶解度，便于反应，如苯甲酸灼烧、焙烧、煅烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿（如FeCO3）转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质4、制备过程中反应条件的控制加热加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动。若在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。降温（冰水中）防止某物质在高温时会溶解（或分解）；使化学反应速率下降；为使化学平衡向

19、放热的方向移动；保持反应物为液态，减小汽化损耗，如冷凝回流。控温温度过高，物质会分解（如过氧化氢）或挥发（如氨水）；温度过低，物质无法挥发或者反应。趁热过滤防止某物质降温时会析出。（注意趁热过滤操作需要提纯的物质有时在滤液中有时在晶体中，需要视情况而定）调pH值除杂控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。所以通常加所保留阳离子对应的氧化物，氢氧化物，碳酸盐等。5、无机工艺常用分离方法（1）过滤：分离难溶物和溶液，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。（2）萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度

20、不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。（3）蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。（4）蒸发浓缩，冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质（通常在酸性氛围中进行，以抑制金属离子的水解）或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等。（5）蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。注意：分馏一般是多组分分离，如石油的分馏；蒸馏一般是两组分分离，或者溶剂和溶质分离过程，如海水蒸馏制备淡水，乙醇加氧化钙后蒸馏以除去乙醇中的水。（6）冷凝法：利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离

21、氨气与氮气、氢气。6、无机工艺常用净化提纯方法（1）趁热过滤：通过溶质的溶解度与温度之间的关系，将其分离，通常目的是防止某些物质降温时析出。注意：趁热过滤所得产物有时候在滤液中，有时候在晶体中，需要视情况而定。（2）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。（3）乙醇洗涤：利用乙醇易挥发的性质带走晶体（沉淀）表面的水分，利于干燥；降低晶体的溶解度，提高原料利用率或产率（该条作用一般是在题干给出某物质微溶于乙醇的时候答出）7、无机工艺常见文字叙述答题示例及需要考虑的角度1 “浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：答：适当提高反应温度，增加浸出时间，适当增加硫酸

22、的浓度，搅拌注意：一般不考虑催化剂问题2如何提高吸收液和SO2反应速率：答：适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌，使用多空球泡等3从溶液中得到晶体：答：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥4过滤用到的三个玻璃仪器：答：普通漏斗、玻璃棒、烧杯5过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘6沉淀洗涤操作：答：用玻璃棒引流，往漏斗中（工业上改为往过滤器中）加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次注意：通常是用蒸馏水洗涤，但有时候为了减小固体物质的溶解度，采用乙醇洗涤，需要结合题干

23、考虑7检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-)：答：取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀则说明未洗涤干净，若无白色沉淀则说明洗涤干净注意：检验沉淀是否洗涤干净，沉淀是否沉淀完全，所加试剂是否过量等都是检验溶液中的可溶性离子，同时注意题目问的是“是否”还是证明肯定的一方。8如何从MgCl26H2O中得到无水MgCl2：答：在干燥的HCl气流中加热。原因：干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水汽注意：有时候题干用的是SO2Cl2这种能够和结晶水反应生成HCl气体的物质，有时候用能够分解产生HCl气体的物质，无论什么，都是抑制金属离子的

24、水解，在答题过程中需要具体化。10CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值：答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出11调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.1-3.2）沉淀，pH值范围是：答：3.2-4.7。原因：调节溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质12固体粗产品进一步提纯的操作： 答：重结晶13趁热过滤的原因及操作：答：减少过滤时间、保持过滤温度，防止杂质析出或防止降温过程中析出而损耗；注意：

25、前面已经提过，趁热过滤所得物质有时候在滤液中，有时候在固体物质中，需要结合题干信息，但通常都是防止析出。14水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过10015减压蒸发（小心烘干）：答：常压蒸发温度过高，易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止分解16Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去：答：加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤17蒸发浓缩用到的主要仪器有 、 、烧杯、酒精灯等答：蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳18不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是：答：加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵

26、产品纯净19检验NH4的方法是：答：取少许于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。20过滤的沉淀欲称重之前的操作：答：过滤，洗涤，干燥，（在干燥器中）冷却，称重21“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”：答：稀释溶液，防止降温过程中析出，提高产品的纯度22苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸馏水的目的：答：为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸，一般再加入少量蒸馏水23加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度，原因：答：Na+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解24检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是：答：取少量上层清液或过

27、滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3 沉淀完全。25检验滤液中是否含有Fe3+的方法是：答：滴入少量KSCN溶液，若出现血红色，则证明有Fe3+ （或加NaOH，根据情况而定）或者滴加亚铁氰化钾（K4Fe(CN)6）溶液，若出现蓝色沉淀，证明含有Fe3+ 26检验溶液中是否含有Fe2+（当溶液不含Fe3+）的方法是: 答：（任选一种即可）滴加几滴高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液紫红色褪去，则证明有Fe2+先滴加KSCN溶液，溶液不变血红色，在滴加氯水，溶液变成血红色，证明含有Fe2+滴加铁氰化钾（K3Fe(CN)6）溶液，若生成蓝色沉淀，证明含有Fe2+三、典例剖

28、析 思维拓展考点一 工艺物质的制备例1Li4Ti5O12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：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_。（2）“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式_。（3）TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2xH2O转化率%9295979388分析40 时TiO2xH2O转化率最高的原因_。（4）Li2Ti5O15中T

29、i的化合价为+4，其中过氧键的数目为_。（5）若“滤液”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。（6）写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。【答案】（1）100、2h，90，5h （2）FeTiO3+ 4H+4Cl = Fe2+ + + 2H2O（3）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）4 （5）Fe3+恰好沉淀完全时， c()=molL1=1.31017 molL1，c3(Mg2+)c2()(0.01)3(1.31017)2=1.71040Ksp Mg3(PO4)2，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。（6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O+ 3CO2【解析】（1）由图示可知，“酸浸时铁的净出率为70%时所需要的时间最短，速率最快，则应选择在1