2020化学新学案人教必修二增分练第四章专题讲座六解析

专题讲座(六)无机化工流程题一、无机化工流程题的主线化学工艺流程题就是把化工生产过程中的重要生产工序和主要流程，用框图形式表示出来，并围绕生产流程中涉及的有关化学知识和原理设置问题，形成与化工生产紧密联系的化学工艺试题。其流程主线可表示为原料―→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．原料预处理的常用方法(1)研磨——减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体的接触面积，增大反应速率。(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。(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海水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。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．海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取溴的过程如下：(1)步骤Ⅰ获得Br2的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅱ用X(SO2)水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，在该反应中，氧化剂是________(填化学式)。若反应中生成2molHBr，则消耗________molSO2。(3)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________________。解析：Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，离子反应为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，然后通入热空气，吹出Br2，再用SO2吸收Br2，发生反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成2molHBr，则消耗1molSO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到Br2。经过上述过程中的反应知氧化性由强到弱的顺序：Cl2Br2SO2。答案：(1)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(2)Br21(3)Cl2Br2SO22．(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＋)＝0.1mol·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pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4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)2ZnS＋3O2=====焙烧2ZnO＋2SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2＋(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋