2019高中化学人教版必修2练习 专题讲座(六)
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专题讲座(六) 无机化工流程题
一、无机化工流程题结构
二、无机化工流程题分类突破
题型一 物质制备类化工流程题
1．核心反应——陌生方程式的书写。
关注箭头的指向：箭头指入→反应物，箭头指出→生成物。
(1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律，判断产物并配平。
(2)非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物。
2．原料的预处理。
(1)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。
水浸 与水接触反应或溶解
浸出 固体加水(酸)溶解得到离子
酸浸 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
浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
(2)灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。
3．常用的控制反应条件的方法。
(1)调节溶液的pH。常用于使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：
①能与H＋反应，使溶液pH增大；
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、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)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。
(3)趁热过滤。防止某物质降温时会析出。
(4)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。
题型二 提纯类化工流程题
1．明确常用的提纯方法。
(1)水溶法：除去可溶性杂质。
(2)酸溶法：除去碱性杂质。
(3)碱溶法：除去酸性杂质。
(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。
(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。
(6)调节溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。
2．明确常用的分离方法。
(1)过滤：分离难溶物和易溶物，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)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。
(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。
[练习]________________________________________
1．把海水过滤除杂后，又提取出了氯化钠、溴、镁等化学物质。剩余的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：
回答下列问题：
(1)丁溶液中的溶质为________(填化学式)。
(2)第④步的操作中用稀硫酸浸洗的目的是________________。
(3)第⑦步的操作中提取I2的方法是________________(写出操作名称)。
(4)检验得到I2的方法是__________________________________
_____________________________________________________。
解析：富碘卤水中I－与Ag＋反应生成AgI(甲)，AgI、铁粉在水中不断搅拌，会缓慢发生反应生成Ag和FeI2，在第④步加入稀硫酸的目的是溶解多余的铁屑而提纯银，再把银溶于硝酸制取AgNO3，从而使AgNO3重新与I－反应。而FeI2溶液中通入稍过量Cl2，可生成FeCl3溶液(丁)和I2单质，用萃取的方法可从碘水中提取碘。
答案：(1)FeCl3 (2)除去过量的铁屑
(3)萃取、分液 (4)取少量的产物加入淀粉溶液，若变蓝色，则说明得到了单质碘；若不变蓝色，则说明没有得到单质碘
2．(2018·全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Zn2＋ Cd2＋
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是_____________________________________________，
若不通入氧气，其后果是_________________________________。
(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为__________________________________________________。
解析：(1)在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2＋与SO2－4不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2＋氧化生成Fe3＋，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe3＋完全水解。由题表知Fe2＋、Zn2＋开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O2使Fe2＋氧化为Fe3＋，加入ZnO后无法除去Fe2＋，会影响Zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为
Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋。
答案：(1)ZnS＋32O2=====焙烧 ZnO＋SO2
(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2＋
(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋
