2018版高考化学一轮复习专题讲座1化学工艺流程试题的解题策略课件新人教版

[解析] (1)把废镍催化剂粉碎，或适当加热、适当增大酸的浓度或提高搅拌 速率等都可以提高酸浸速率。
(2)试剂a是过氧化氢，反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋ 2H2O。
(3)因为铁、铝是以氢氧化铁和氢氧化铝的形式沉淀下来的，并且不能使镍离 子形成沉淀，故pH范围为5.0≤pH<6.8；加入Ni(OH)2消耗溶液中的氢离子，促使 铁离子、铝离子的水解平衡向右移动，使铁离子、铝离子转化为相应的沉淀而除 去。
专题讲座(一) 化学工艺流程试题的解题策略 专 题 突 破 训 练
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[题型分析]
1．试题结构：工艺流程题的结构分题引、题干和题设三部分。题引一般是简 单介绍该工艺生产的原材料和生产的目的、产品(包括副产品)有时还提供相关表 格、图像等参考数据或信息；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产 工艺流程表示出来；题设主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成一系列问 题，构成一道完整的化学试题。
【导学号：95812104】
已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。
回答下列问题： (1)浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)：_____________。 (2)氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2＋和Mn2＋(溶液中Mn全 部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe2＋的离子方程式：
MnO－4 ＋ Fe2＋＋ ________=== MnO2↓＋ Fe(OH)3↓＋ H＋ (3)加入锌粉的目的是_____________________________________。 (4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2＋)＝5.04 mg·L－1、c(Mn2＋)＝1.65 mg·L－1。 ①加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe3＋)＝0.56 mg·L－1，若溶液pH ＝3，则此时Fe3＋________(填“能”或“不能”)生成沉淀。 ②若要除尽1 m3上述浸出液中的Fe2＋和Mn2＋，需加入________ g KMnO4。
(4)①c(Fe3＋)＝0.565×6 g1·0m－o3lg－·1L－1＝1.0×10－5 mol·L－1，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－
11mol·L－1，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－38<Ksp[Fe(OH)3]，故不能生成Fe(OH)3沉淀。② 加入KMnO4将Fe2＋和Mn2＋分别氧化为Fe3＋和MnO2，而KMnO4被还原为MnO2，根据
[解析] (1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提
高浸出温度等。(2)锰元素由＋7价降低到＋4价，而铁元素由＋2价升高到＋3价，根
据得失电子守恒、元素守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的是消耗溶液
中的H＋，调节溶液，pH，促进溶液中的Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等形成沉淀而除去。
一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点 原料―→对原料的预处理―→核心化学反应―→产品的提纯、分离 ―→目标产物
2．解题策略 (1)审题干：准确分析题干中的信息，如生产目的、原料成分、产品成分、新 物质的性质及相关反应等，进而分析每个生产环节所发生的反应和操作。 (2)审设问：结合题中的问题，回到流程图中找答案。
(4)加入草酸铵后生成的固体是NiC2O4·2H2O，因此有水参加反应，故反应的 离子方程式为Ni2＋＋C2O24－＋2H2O===NiC2O4·2H2O↓。若镍离子没有完全沉淀， 则继续加入草酸铵，仍会有沉淀生成，所以证明Ni2＋已经沉淀完全的操作及实验
现象是：取适量上层清液于试管中，继续滴加(NH4)2C2O4溶液，无沉淀生成。钙 离子沉淀完全的标志是溶液中钙离子的物质的量浓度小于1.0×10－5 mol·L－1，结合
(4)Ni2＋＋C2O
2－ 4
＋2H2O===NiC2O4·2H2O↓
取适量上层清液于试管中，继续
滴加(NH4)2C2O4溶液，无沉淀生成
1.46×10－10 1.0×10－5
(5)过滤、洗涤、干燥
(2017·合肥模拟)高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影 等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸 浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：
开始沉淀的pH 1.1 5.8 3.0 6.8 完全沉淀的pH 3.2 8.8 5.0 9.5 ②Ksp(CaF2)＝1.46×10－10； ③当某物质浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时，视为完全沉淀。
(1)请写出一种能提高“酸浸”速率的措施：________________。 (2)试剂a是一种绿色氧化剂，写出“氧化”时反应的离子方程式：_____。 (3)“调pH”时pH的调控范围为________，试用化学反应原理的相关知识解 释滤渣Ⅱ的生成：__________________________________。 (4)写出“沉镍”时发生反应的离子方程式：______________________， 证明Ni2＋已经沉淀完全的实验步骤及现象是_______________________， 当Ca2＋沉淀完全时，溶液中c(F－)>____________mol·L－1(写出计算式即可)。 (5)操作a的内容是__________________________________。
CaF2的Ksp可求出c(F－)>
1.46×10－10 1.0×10－5
mol·L－1。
(5)从溶液中分离出晶体需要进行过滤、洗涤、干燥。
[答案] (1)把废镍催化剂粉碎(或适当加热、适当增大酸的浓度或提高搅拌速
率等)
(2)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O (3)5.0≤pH<6.8 加入Ni(OH)2消耗溶液中的H＋，促使铁离子、铝离子的水解 平衡右移，使铁离子、铝离子转化为相应的沉淀
[题型示例]
(2017·郑州模拟)已知草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)难溶于水，工业上从废镍催化 剂(主要成分为Ni，含有一定量的Al2O3、FeO、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的 流程如图所示：
已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据： 金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Ni2＋