專題二-專題提升

專題二專題提升專題二專題提升專題二專題提升一、金屬礦物的開發(fā)利用1.金屬在自然界中的存在2.金屬冶煉的一般步驟專題二專題提升專題二專題提升專題二專題提升一、金屬礦物1一、金屬礦物的開發(fā)利用1.金屬在自然界中的存在2.金屬冶煉的一般步驟一、金屬礦物的開發(fā)利用2.金屬冶煉的一般步驟23.金屬冶煉的實質(zhì)金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即Mn＋＋ne－===M。4.金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)3.金屬冶煉的實質(zhì)金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離3提醒：①冶煉Al時只能電解Al2O3不能電解AlCl3(共價化合物，熔融時不導電)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。②金屬冶煉方法與金屬活動性的關(guān)系：提醒：①冶煉Al時只能電解Al2O3不能電解AlCl3(共價4二、化學工藝流程題【試題特點】工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題引、題干和題設(shè)三部分。題引一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)的目的、產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)有時還提供相關(guān)表格、圖像等參考數(shù)據(jù)或信息；題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；題設(shè)主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學知識設(shè)置成一系列問題，構(gòu)成一道完整的化學試題。一個完整的物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程一般具有下列特點二、化學工藝流程題5【解題策略】(1)看原料：明確化工生產(chǎn)或化學實驗所需的材料。(2)看目的：把握題干中的“制備”或“提純”等關(guān)鍵詞，確定化工生產(chǎn)或化學實驗的目的。(3)看箭頭：進入的是投料(即反應物)；出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。(4)看三線：主線主產(chǎn)品；分支副產(chǎn)品；回頭為循環(huán)。(5)找信息：明確反應條件控制和分離提純方法?！窘忸}策略】6(6)關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應、提供反應氛圍、滿足定量要求。

(6)關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應、提供反應氛圍、滿足定7【知識儲備】1.制備過程中原料預處理的5種常用方法看方法想目的研磨減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率水浸與水接觸反應或溶解酸浸與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)煅燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土【知識儲備】看方法想目的研磨減小固體的顆粒度，增大固體與液體82.制備過程中控制反應條件的6種方法看方法想目的調(diào)節(jié)溶液的pH常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀控制溫度根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應速率或使平衡向需要的方向移動控制壓強改變速率，影響平衡使用合適的催化劑改變反應速率，控制達到平衡所需要的時間趁熱過濾防止某物質(zhì)降溫時析出冰水洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗2.制備過程中控制反應條件的6種方法看方法想目的調(diào)節(jié)溶液的p9[注意]調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應滿足兩點：①能與H＋反應，使溶液pH變大；②不引入新雜質(zhì)。例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。[注意]調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應滿足兩點：103.產(chǎn)品分離和提純的方法或操作(1)蒸發(fā)：蒸發(fā)掉一部分溶劑。有時要考慮反應時的氣體氛圍以抑制某物質(zhì)發(fā)生水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應在HCl的氣流中加熱，以防其水解。(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)的分離、提純：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，母液中是NaCl和少量K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3溶液中的少量NaCl。3.產(chǎn)品分離和提純的方法或操作(1)蒸發(fā)：蒸發(fā)掉一部分溶劑。11(3)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)的分離、提純，可減少雜質(zhì)晶體的析出：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時間，析出的固體主要是NaCl，母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；同樣原理可除去NaCl溶液中的少量KNO3。(4)晶體的干燥：常見的干燥方法為自然晾干、濾紙吸干、干燥器中烘干。(3)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化較大的12(5)沉淀的洗滌：洗滌方法是向過濾器中慢慢注入適量蒸餾水，至剛好沒過沉淀，然后靜置，讓其自然流下，重復以上操作2～3次，直至洗滌干凈。為了減少沉淀(或晶體)的溶解，可用冰水或有機溶劑洗滌。水洗：通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì)。“冰水洗滌”：能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。用特定有機試劑清洗晶體：洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度，減少損耗等。(6)沉淀是否洗滌干凈的檢驗：主要檢驗洗滌液中是否還含有沉淀表面吸附的離子。取少量最后一次的洗滌液，置于一潔凈的試管中，滴加少量的檢驗試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)，說明沉淀洗滌干凈。(5)沉淀的洗滌：洗滌方法是向過濾器中慢慢注入適量蒸餾水，至13化工流程題中表述性詞匯“八大答題方向”化工生產(chǎn)流程和綜合實驗題中經(jīng)常會出現(xiàn)一些表述性詞語中，這些表述性詞語就是隱性信息，它可以暗示我們所應考慮的答題角度。常見的有：(1)“控制較低溫度”——?？紤]物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。(2)“加過量試劑”——?？紤]反應完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。(3)“能否加其他物質(zhì)”——?？紤]會不會引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。化工流程題中表述性詞匯“八大答題方向”14(4)“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應或達到防氧化、防水解、防潮解等目的。(5)“判斷沉淀是否洗凈”——常取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢驗其中的某種離子。(6)“檢驗某物質(zhì)的設(shè)計方案”——通常取少量某液體于試管中，加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。(7)“控制pH”——常考慮防水解、促進生成沉淀或除去雜質(zhì)等。(8)“用某些有機試劑清洗”——?？紤]降低物質(zhì)溶解度有利于析出、減少損耗和提高利用率等。(4)“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、C15[例1](2015·江蘇化學，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。[例1](2015·江蘇化學，16)以磷石膏(主要成分Ca16(2)當清液pH接近6.5時，過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為________和________(填化學式)；檢驗洗滌是否完全的方法是________________________________________________________________________________。(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體，隨著浸取液溫度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)當清液pH接近6.5時，過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量17專題二-專題提升18專題二-專題提升19[例2](2016·通揚泰淮宿五市聯(lián)考)以煉鋅廠的煙道灰(主要成分為ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)為原料可生產(chǎn)草酸鋅晶體(ZnC2O4·2H2O)。

有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀的pH1.56.54.25.4沉淀完全的pH3.39.76.78.2[例2](2016·通揚泰淮宿五市聯(lián)考)以煉鋅廠的煙道灰(20請問答下列問題：(1)濾渣A的主要成分為________。(2)除錳過程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀的離子方程式為_______________________________________________________________________________________。(3)①除鐵(部分Cu2＋可能被除去)時加入ZnO控制反應液pH的范圍為________。②上述流程中除鐵與除銅的順序不能顛倒，否則除鐵率會減小，其原因是________。(4)若沉淀過程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生產(chǎn)草酸鋅晶體，合理的加料方式是________。請問答下列問題：21(5)將草酸鋅晶體加熱分解可得到一種納米材料。加熱過程中固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，300～460℃范圍內(nèi)，發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)將草酸鋅晶體加熱分解可得到一種納米材料。加熱過程中固體22專題二-專題提升23專題二-專題提升24[題組診斷]1.(2018·金太陽江蘇百校聯(lián)考)以軟錳礦粉(主要含MnO2，還含有少量的Fe2O3、Al2O3

等雜質(zhì))為原料制取高純MnO2的流程如下：(1)酸浸時所發(fā)生主要反應的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________。(2)酸浸時加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當硫酸濃度偏小時，酸浸時會有紅褐色渣出現(xiàn)，原因是__________________________________。硫酸濃度不能過大的原因是______________________________________。[題組診斷](1)酸浸時所發(fā)生主要反應的離子方程式為____25(3)過濾Ⅱ所得濾渣為MnCO3，濾液中溶質(zhì)的主要成分是_________________________________________________________________。(4)焙燒MnCO3的裝置如下圖所示：①焙燒時所發(fā)生反應的化學方程式為_________________________________________________________________________________________________。②焙燒一定時間后需轉(zhuǎn)動石英管，目的是____________________________________________________________________________________________。(3)過濾Ⅱ所得濾渣為MnCO3，濾液中溶質(zhì)的主要成分是①焙26專題二-專題提升272.(2017·南通一調(diào))濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣主要含鋅、銅、鐵、鎘(Cd)、鈷(Co)等單質(zhì)。一種由銅鎘渣生產(chǎn)金屬鎘的流程如下：下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.1mol·L－1計算)：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cd(OH)2開始沉淀的pH1.56.57.2沉淀完全的pH3.39.99.52.(2017·南通一調(diào))濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣主要含鋅、銅、28(1)浸出過程中，不采用通入空氣的方法進行攪拌，原因是防止將Cu氧化浸出，其離子方程式是________________________________________________________________。(2)除鈷過程中，鋅粉會與As2O3形成微電池產(chǎn)生AsH3。該微電池的正極反應式為________。(3)除鐵時先加入適量KMnO4，再加入ZnO調(diào)節(jié)pH。①除鐵過程中，理論上參加反應的物質(zhì)n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝________。②除鐵時加入ZnO控制反應液pH的范圍為________。(4)若上述流程中投入的KMnO4不足量，則待電解溶液中有Fe元素殘余。請設(shè)計實驗方案加以驗證：________。(5)凈化后的溶液用惰性電極電解可獲得鎘單質(zhì)。電解廢液中可循環(huán)利用的溶質(zhì)是________。(1)浸出過程中，不采用通入空氣的方法進行攪拌，原因是防止將29答案(1)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O(2)As2O3＋12H＋＋12e－===2AsH3＋3H2O(3)①1∶3

②3.3～7.2(4)取樣，向其中滴加H2O2后，再滴入KSCN溶液，若溶液變紅，則待電解液中含有Fe元素(5)H2SO4答案(1)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O303.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))以硼鎂泥(主要成分為MgSiO3、Fe2O3及少量Al2O3、FeO和MnO)為原料制備高純Mg(OH)2的流程如下：己知：①常溫下此體系中各氫氧化物開始沉淀與沉淀完全時的pH范圍如下表所示：pH值Mg(OH)2Mn(OH)2MnO(OH)2Fe(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3開始沉淀時9.37.17.87.63.72.3沉淀完全時10.810.89.89.64.73.73.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))以硼鎂泥(主要成分為MgSiO31②溫度高于340℃時Mg(OH)2開始分解為MgO和H2O。(1)“浸取”時，為提高鎂的浸取率可行的措施為________。a.將硼鎂泥制成漿料b.降低浸取溫度c.用鹽酸多次浸取(2)“浸取”時，MgSiO3與鹽酸反應的化學方程式為__________________________________________________________________________________________。(3)“除鐵、鋁”時，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為________。(4)“除Mn2＋”時發(fā)生反應的離子方程式為___________________________________________________________________________________________；過濾3所得濾渣中含有MnO(OH)2和________。②溫度高于340℃時Mg(OH)2開始分解為MgO和H2O32(5)“沉鎂”時，反應溫度與Mg(OH)2的產(chǎn)率如圖所示，當溫度超過60℃，隨溫度再升高，Mg(OH)2產(chǎn)率反而降低，其原因可能是______________________。答案(1)ac(2)MgSiO3＋2HCl＋(n－1)H2O===MgCl2＋SiO2·nH2O(3)4.7≤pH<7.1(4)Mn2＋＋H2O2＋2OH－===MnO(OH)2↓＋H2OMg(OH)2(5)氨水揮發(fā)加劇，導致溶液中氨水濃度降低(5)“沉鎂”時，反應溫度與Mg(OH)2的產(chǎn)率如圖所示，當334.(2018·南京、鹽城一模)利用廢鉛蓄電池的鉛泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制備精細無機化工產(chǎn)品—3PbO·PbSO4·H2O(三鹽)，主要制備流程如下：(1)步驟①PbSO4轉(zhuǎn)化為難溶Pb