18高考化学大一轮复习方案(题型分类突破专题强化训练)专题提升三化学工艺流程题类型及其解题策略课件苏

题型分类突破
(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。
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题型二 以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题 【解题策略】 这类题其实就是混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，一定 要在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，主要物质和杂质的性质 差别是什么？认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物， 要用什么样的方法才能将杂质除去，要相信题中的每一种试剂、每一步操作都是为了得 到更多和更纯的产品，经过这样的思考后将工艺流程转化为物质转化流程，更能明白每 一步所加试剂或操作的目的。 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](1)H2 (2)促进 AlCl3 的水解，使晶体析出 (3)HCl ②硝酸 143.5b (4)bd (5)①bc
过滤、洗涤
861b－102c
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[解析] (1)铝灰用水清洗后，加入盐酸，Al 与盐酸反应产生 H2，因此气体 a 为 H2。 (2)铝灰加入盐酸得到的 B 为 AlCl3 溶液，降温熟化后，升高 pH 可以促进 AlCl3 水解，从而 使晶体析出。(3)生产过程中 HCl 可以循环使用。(4)生产过程中为使 pH 升高，可以加入 Al、Al2O3，它们与 AlCl3 水解生成的 H＋反应，且不会引入其他杂质。(5)①将晶体制成粉 末，需要用到研钵，加热粉末至质量不再变化，需要用到坩埚，得到的 b g 物质为 Al2O3。 ②将晶体溶解，选择硝酸，操作 C 为过滤、洗涤，得到的 c g 物质为 AgCl。根据关系式 861b－102c Al2O3～(6－n)AgCl，有 102∶(861－143.5n)＝b∶c，解得 n＝ 。 143.5b
－)＝ ，解得 n(4 mol，则可确定 NaClO2 中有效氯含量为 3.14 mol÷2 mol＝1.57。
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变式题 [2016·安徽安庆模拟]聚合氯化 铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种 水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主 要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主 要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合 氯化铝生产的工艺流程如下：
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(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排 出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂 与还原剂的物质的量之比为____________， 该反应中氧化产物是____________。 (5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒 剂的消毒能力，其定义是每克含氯消毒 剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能 力。NaClO2的有效氯含量为__________。 (计算结果保留两位小数)
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(3)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。 2．分离提纯阶段的常见考点 (1)调pH除杂 ①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋ 溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。 ②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。 例如：若要除去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)加热：加快反应速率或促进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。如：侯 氏制碱法中的NaHCO3；还有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。 (3)降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；为使化学平衡向着题目要求的方向移动。
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例1 [2016·全国卷Ⅰ]NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种 生产工艺如下： 回答下列问题： (1)NaClO2中Cl的 化合价为__________。 (2)写出“反应”步骤 中生成ClO2的化学方程式： __________________________。 (3)“电解”所用食盐水由 图Z3－1 粗盐水精制而成，精制时，为 除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主 要产物是__________。
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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Cu2＋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，并将提取后 互不相溶的两种液体分开，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴，并分离有机层和无机层。 (3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。
专题提升三 PART 03
化学工艺流程题类型及其解题策略
题型分类突破│专题强化训练
专题提升三 化学工艺流程题类型及其解题策略
考情剖析
化学工艺流程题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关实验等知识来解决工业 生产中实际问题的能力，在近年来的高考题中所占的比重一直较大。主要以两类题 型呈现，第一种题型：以制备某一物质为目的的工艺流程题，如2016全国卷Ⅰ第28 题(制备NaClO2)，2016全国卷Ⅲ第26题(碳酸钙的制备和过氧化钙的制备)，2015 年全国卷Ⅰ第27题(以铁硼矿为原料制备硼酸)，2014年新课标全国卷Ⅰ36题(以磷 灰石制备单质磷)等。第二种题型：以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题，如 2016年全国卷Ⅲ第28题(从废钒催化剂中回收V2O5)，2013年新课标全国卷Ⅰ第27 题(回收某些金属材料)、2013年新课标全国卷Ⅱ第27题(提纯ZnO)等。
[答案] (1)＋3 (2)2NaClO3＋SO2＋ H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4 (3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO2-(或NaClO2) (4)2∶1 O2 (5)1.57
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[解析] (1)NaClO2 中 Na 和 O 分别为＋1 和－2 价， 则 Cl 为＋3 价。 (2)结合图示可知 NaClO3 与 SO2 在 H2SO4 作用下反应生成 ClO2 和 NaHSO4， 根据化合价变化可配平该反应： 2NaClO3 ＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。(3)可向食盐水中分别加入 NaOH 溶液和 Na2CO3 溶液除去食盐水中的 Mg2＋和 Ca2＋。 结合图示可知阳极生成 Cl2， 阴极得到的产物为 NaClO2。 (4)结合图示可知尾气 ClO2 在反应中被还原为 ClO－ 2 ，则 H2O2 被氧化为 O2，根据转移电子 数目相等可确定氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1。(5)1 mol NaClO2 在反应中转移 4 mol 电子，而 1 mol Cl2 在反应中转移 2 mol 电子，根据 90.5 g 71 g ＝
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例2 [2016·全国卷Ⅲ]以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。 从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成 分为
物质 质量分 数/% V2O5 2.2～2.9 V2O4 2.8～3.1 K2SO4 22～28 SiO2 60～65 Fe2O3 1～2 Al2O3 <1
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[答案] (1)V2O5＋2H＋===2VO＋ 2 ＋H2O (4)碱 (5)K＋ SiO2 (2)0.5 (3)Fe(OH)3 和 Al(OH)3
(1)反应中副产品a是________(用化学式表示)。 (2)升高pH至4.0～5.0的目的是________________。 (3)生产过程中可循环使用的物质是________(用化学式表示)。 (4)为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用________(填编号)。 a．NaOH b．Al c．氨水 d．Al2O3 e．NaAlO2
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(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为 [Al2(OH)nCl6－n·xH2O)]m，实验室测定n的值： ①称取a g晶体，制成粉末，加热至质量不再变 化为止，称量为b g。此过程可能用到的下列仪 器有________。 a．蒸发皿 b．坩埚 c．研钵 d．试管 ②另取a g晶体，进行如下操作： 用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘 干→称量为c g。A试剂为________(填试剂名称)， C操作为________(填操作名称)。n＝________(用 含b、c的代数式表示)。
图Z3－3
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回答下列问题： (1)“酸浸”时V2O5转化为VO，反应的离子方程式为________________________________， 同时V2O4转化成VO2＋。“废渣1”的主要成分是________。 (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋变为VO，则需要氧化剂KClO3至少为________mol。 (3)“中和”作用之一是使钒以V4O形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_________。 (4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROH＋V4O R4V4O12＋4OH－ (ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈________性(填“酸 ”“碱”“中”)。 (5)“流出液”中阳离子最多的是________。 (6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。