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1、第17课时 无机化工流程图问题课标版化学考纲导学无机化工流程问题中涉及的基础知识1.无机化工流程题的特点无机化工流程题以真实的工业生产过程为背景,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。这类题常呈现的形式:流程图、表格、图像。这类题常围绕以下几个知识点进行设问:(1)反应速率与平衡理论的运用;(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;(3)通过控制pH除杂;(4)化学反应的能量变化;(5)实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;教材研读(6)流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;(7)环境保护与绿色化学评价。2.
2、工业生产流程主线规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。3.工业流程常见的操作工业流程题目在流程上一般分为三个过程:原料处理→分离提纯→获得产品(1)原料处理阶段。①粉碎:加快反应速率。②溶解:通常用酸溶,如稀硫酸、盐酸、浓硫酸等。水浸:与水接触反应或溶解。浸出:固体加水(或酸)溶解得到离子。浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少。③灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些杂质在高温下氧化、分解。(2)分离提纯阶段①调pH除杂a.控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。b.调节pH所需的物质一般应满足两点:能
3、与H+反应,使溶液pH增大;不引入新杂质。例如:若要除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。②试剂除杂③加热:加快反应速率或促使平衡向某个方向移动。如果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。④降温:防止某物质在高温时溶解(或分解)或使化学平衡向着题目要求的方向移动。⑤萃取(3)获得产品阶段①洗涤(冷水、热水):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。②蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量NaCl。③蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3。④重
4、结晶。自测1MgSO4·7H2O在医药上常用作泻药,工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下:(1)用H2SO4调节溶液pH至1~2,H2SO4的作用是。(2)加NaClO溶液至pH=5~6并加热煮沸5~10分钟,沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式分别为、;其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为。(3)检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3+的实验方法是。(4)“操作X”是将溶液、、过滤洗涤,即得到MgSO4·7H2O晶体。(5)准确称量制得的样品5g,用200mL
5、水溶解,加入2mol·L-1的盐酸5mL,在不断搅拌下滴加足量2mol·L-1BaCl2溶液,充分反应后,得沉淀4.46g,则样品纯度为。答案 (1)溶解盐泥变成可溶性硫酸盐,除去Ca2+、Si、C(2)Fe(OH)3Al(OH)3Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+Cl-+2H+(3)取少量滤液Ⅱ,加入KSCN溶液,观察溶液颜色,若显红色则有Fe3+,若不显红色则无Fe3+(4)蒸发浓缩 冷却结晶(5)98.4%解析 (1)一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分,加入硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝、硫酸锰等可溶性硫酸盐,同时生成硫酸钙和硅酸沉淀,以
6、及二氧化碳气体;(2)根据流程可知,调节pH并加热,Al3+和Fe3+发生水解反应,生成Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)检验Fe3+常用KSCN溶液;(5)4.46g为BaSO4沉淀的质量,其物质的量为0.02mol,由此求得MgSO4·7H2O的物质的量为0.02mol,所以m(MgSO4·7H2O)=4.92g,样品纯度为98.4%。自测2某氯化亚铁和氯化铁的混合物,现要测定其中铁元素的质量分数,按以下步骤进行实验:Ⅰ.请根据上面流程,回答以下问题:(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有、(填仪器名称)。(2)请写出加入溴水发生反应的离子方程式:。(
7、3)将沉淀物加热,冷却至室温,用天平称量其质量为b1g,再次加热并冷却至室温称量其质量为b2g,若b1-b2=0.3,则接下来还应进行的操作是。若蒸发皿质量是W1g,蒸发皿与加热后固体总质量是W2g,则样品中铁元素的质量分数是。Ⅱ.有同学提出,还可以采用以下方法来测定:(1)溶解样品改用了硫酸,而不再用盐酸,原因是。(2)选择的还原剂是否能用铁(填“是”或“否”),原因是。(3)若滴定用掉cmol/LKMnO4溶液bmL,则样品中铁元素的质量分数是。答案 Ⅰ.(1)250mL容量瓶 胶头滴管(2)2Fe
