高考化学一轮总复习 章末专题讲座三 突破物质制备型无机化工流程题课件

【解析】 (1)根据框图上的信息可知，加入甲酸后 PdO
转化成了 Pd，则甲酸的作用是还原剂。(2)铁元素被王水氧化
后的价态一定是＋3 价，在加浓氨水后转化为 Fe(OH)3。(3) 王水中的硝酸被还原后生成的无色、有毒气体应该是 NO，
根据元素守恒可知化合物 A 由 H、Pd、Cl 三种元素组成，
(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 分离乙醇和甘油。
(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工 业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
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。
3．识别流程图 化工流程中箭头指出的是投料(反应物)，箭头指向的是 生成物(包括主产物和副产物)返回的箭头一般是被“循环利 用”的物质。
在第④步骤中，SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr 中 S 元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，故 C 错误；电解饱和 MgCl2 溶液，只能得到氢氧化镁沉淀，工 业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁，故 D 错误。
【答案】 A
3．(2015·日照模拟)美日科学家因研发“有机合成中的钯 催化的交叉偶联”而获得诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/ 活性炭催化剂长期使用，催化剂会被杂质(如铁、有机物等)污 染而失去活性，成为废催化剂，故需对其回收再利用。一种由 废催化剂制取氯化钯(PdCl2)的工艺流程如下：
专题一 物质制备类化工流程题 1．明确制备类化工生产流程的特点 一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点
2．熟悉常用的操作方法及其作用 (1)对原料进行预处理的常用方法及其作用： ①研磨——减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体 间的接触面积，加快反应速率。 ②水浸——与水接触反应或溶解。 ③酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进 入溶液，不溶物通过过滤除去。
2．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：如除去酸性铜溶液中的 Fe3＋等。
3．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。
【例 2】 (2013·新课标全国卷Ⅱ)氧化锌为白色粉末， 可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有 Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：
提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾 的还原产物是 MnO2。
回答下列问题： (1)反应②中除掉的杂质离子是 ________，发生反应的 离子方程式为________；在加高锰酸钾溶液前，若 pH 较低， 对除杂的影响是________。 (2)反应③的反应类型为________，过滤得到的滤渣中， 除了过量的锌外还有________。 (3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净 的方法是 ________ 。 (4)反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2。取干 燥后的滤饼 11.2 g，煅烧后可得到产品 8.1 g，则 x 等于______。
【解析】 (1)酸浸时能与 H2SO4 反应的是 Al2O3，H2SO4 与 Al2O3 反应生成盐和水，SiO2 不和 H2SO4 反应，成为滤渣。 (2)CaCO3 和溶液中的 H2SO4 反应生成 CaSO4；如果 pH 偏高， 一部分 Al3＋会转化为 Al(OH)3 沉淀，离子方程式为 3CaCO3 ＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。(3) 热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为 SO2；SO2 溶于水生成 H2SO3，会中和溶液中的部分 OH－， 使溶液的 pH 减小。
章末专题讲座三 突破物质制备型无机化工流程题
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式 表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是 无机框图的创新。它更多的以无机物的制备和提纯为命题背 景，以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、 环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基 本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图 分析原理，紧扣信息，抓住关键，准确答题。这类试题具有 较强的实用性和综合性，是近几年高考化学命题的热点题型。
【解析】 往精盐溶液中通氨气，得碳酸氢钠沉淀，说 明碳酸氢钠的溶解度小于氯化钠，故 A 正确；分别向碳酸钠 和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，发生的反应是：Na2CO3 ＋ Ca(OH)2===2NaOH ＋ CaCO3↓ 、 2NaHCO3 ＋ Ca(OH)2===Na2CO3＋ CaCO3↓＋2H2O，均有白色沉淀产 生，故 B 错误；
①气体 B 的化学式为________； ②经测定，化合物 A 由三种元素组成，有关元素的质量 分数为 Pd：42.4%，H：0.8%。则 A 的化学式为________。
(4)700 ℃“焙烧 1”的目的是_____________________， 550 ℃“焙烧 2”的目的是________________________。
(3)反应④生成的沉淀为 ZnCO3，同时生成 Na2SO4，若 沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有 SO24－和 Na＋，故只要对洗 涤液中是否含有 SO24－进行检验即可。
(4)煅烧过程中 ZnCO3、Zn(OH)2 均发生分解反应生成 ZnO， 根 据关 系式 ZnCO3·xZn(OH)2～ (x＋ 1)ZnO， 可得 18215＋x＋919x＝181..12gg，故 x＝1。
【例 1】 (2014·江苏高考)烟气脱硫能有效减少二氧化 硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含 Al2O3、SiO2 等)制备碱式 硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为___________________； 滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。 (2)加 CaCO3 调节溶液的 pH 至 3.6，其目的是中和溶液 中的酸，并使 Al2(SO4)3 转化为 Al2(SO4)x(OH)6－2x。 滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式)；若溶液的 pH 偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_____(用 离子方程式表示)。 (3)上述流程中经完全热分解放出的 SO2 量总是小于吸收 的 SO2 量，其主要原因是____________________________； 与吸收 SO2 前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的 pH 将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【 答 案 】 (1)Al2O3 ＋ 3H2SO4===Al2(SO4)3 ＋ 3H2O
SiO2
(2)CaSO4
3CaCO3
＋
2Al3
＋
＋
3SO
2－ 4
＋
3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分 SO23－被氧化成 SO24－ 减小
专题二 提纯类化工流程题 1．物质分离提纯的原则 (1)不增：不引入新的杂质。 (2)不减：不减少被提纯的物质。 (3)易分离：被提纯物与杂质易于分离。 (4)易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。
【答案】 A
2．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源， 下图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是( )
下列有关说法正确的是( ) A．制取 NaHCO3 的反应是利用其溶解度小于 NaCl B．用澄清的石灰水可鉴别 NaHCO3 和 Na2CO3 C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化 D．工业上通过电解饱和 MgCl2 溶液制取金属镁
(1)甲酸在 反应中的作用是 ________(填“氧化剂”或 “还原剂”)。
(2)加浓氨水时，钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)2]2＋，此时 铁元素的存在形式是_______________________(写化学式)。
(3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比 1∶3 混合而成的， 钯在王水中溶解的过程中有化合物 A 和一种无色、有毒气体 B 生成。
A．消耗氧化铜的质量相同 B．消耗铁的质量相同 C．消耗硫酸的质量相同 需要 1 mol CuO，而 H2 还原 CuO 时需要先用 H2 排除体系内的空气，冷却时也需要继续 通 H2，因此需要 H2 的量远大于 1 mol，即消耗的 Fe、H2SO4 均比第②种方法多。
④灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海 带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。
⑤煅烧——改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂 质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。
(2)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： a．能与 H＋反应，使溶液 pH 增大； b．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。
入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干
净 (4)1
[专题集训] 1．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质 铜，有下列两种途径： ①Fe― H2―SO→4H2―C―uO→Cu ②CuO― H2―SO→4CuSO4―F―e→Cu