第三章 金属及其化合物 专题讲座二 无机化工流程题复习策略与解题方法指导课件 新人教版

专题讲座二无机化工流程题复习策略与解题方法指导一、解题策略化工流程中常见的操作与名词化工流程题目在流程上一般分为3个过程：原料处理―→分离提纯―→获得产品(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②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)溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)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④控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a．控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH值增大；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值。②试剂除杂③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：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。④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⑤萃取(3)获得产品阶段的常见考点①洗涤(冰水、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、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。⑤重结晶(4)其他常见考点①化学方程式②实验仪器③计算④信息二、热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用【例1】(2012·广东理综，32)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4＋2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有_______________和____________以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：_________________________________________________________________________________________________________。(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_________溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，①________________，②__________________。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4已知298K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2＋浓Mg(OH)2CaSO4H2SO4K2CO3度减小，平衡正向移动，K＋增多【例1】(2012·广东理综，32)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4＋2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：______________________________________________________________________。(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_________溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，①____________________，②______________________。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4已知298K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。K＋的溶浸速率增大溶浸平衡向右移动(5)CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4的平衡常数K＝cSO2－4cCO2－3，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO2－4)＝KspCaSO4cCa2＋，c(CO2－3)＝KspCaCO3cCa2＋，则有K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4KspCaCO3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104解析解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2＋)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2＋)与c(SO2－4)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K＋留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2＋、OH－，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2＋，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。(4)由图可知，随着温度升高，溶浸平衡向右移动，K＋的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4的平衡常数K＝cSO2－4cCO2－3。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)，则有Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO2－4)＝4.90×10－5，那么K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4cCa2＋KspCaCO3cCa2＋＝KspCaSO4KspCaCO3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104。解析解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2＋)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2＋)与c(SO2－4)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K＋留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2＋、OH－，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2＋，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。(4)由图可知，随着温度升高，溶浸平衡向右移动，K＋的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4的平衡常数K＝cSO2－4cCO2－3。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)，则有Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO2－4)＝4.90×10－5，那么K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4cCa2＋KspCaCO3cCa2＋＝KspCaSO4KspCaCO3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104。解析解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2＋)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2＋)与c(SO2－4)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K＋留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2＋、OH－，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2＋，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。(4)由图可知，随着温度升高，溶浸平衡向右移动，K＋的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4的平衡常数K＝cSO2－4cCO2－3。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)，则有Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO2－4)＝4.90×10－5，那么K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4cCa2＋KspCaCO3cCa2＋＝KspCaSO4KspCaCO3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104。解析解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2＋)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2＋)与c(SO2－4)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K＋留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2＋、OH－，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2＋，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。(4)由图可知，随着温度升高，溶浸平衡向右移动，K＋的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4的平衡常数K＝cSO2－4cCO2－3。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)，则有Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO2－4)＝4.90×10－5，那么K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4cCa2＋KspCaCO3cCa2＋＝KspCaSO4KspCaCO3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104。解析解题时，要依据制备K2SO4的