20192020年高考一轮课程化学全国通用版化学工艺流程教案1

2019年高考一轮复习化学工艺流程教材版本全国通用课时说明（建议）2课时知识点化学工艺流程复习目标1、对中学化学基础知识进行正确的复述、再现、辨认，并能融会贯通。2、将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题。3、将分析和解决的过程及成果，能够正确地运用化学术语及文字等进行表达，并做出合理的解释。4、从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识块。复习重点1、了解工艺流程题型特点。2、理解工艺流程解题思路。3、理解化学反应原理在工艺流程中的综合运用。4、掌握常见的工艺流程考查内容。复习难点工艺流程解题策略一、自我诊断知己知彼1、（2017年高考海南卷第17题）以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%回答下列问题：（1）“酸解”时应该加入的酸是_______，“滤渣1”中主要含有_________（写化学式）。（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是、。（3）判断“除杂”基本完成的检验方法酸解过滤除杂过滤浓缩过滤浓缩结晶MgSO4·7H2O硼镁泥浸渣1滤渣2Ca(ClO)2、MgO滤渣3是。（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是。2、（2017年高考全国Ⅲ卷第27题）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3高温Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是。（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用离子方程式表示）。（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。a．80℃b．60℃c．40℃d．10℃步骤⑤的反应类型是___________________。（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率04080120160200240020406080100227NaCrO227KCrOKClNaCl/Ct1602403204000溶解度/（g/100gH2O）为_____________。3、（2017年高考江苏卷第16题）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是。4、（2015年高考全国Ⅰ卷第27题）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：硫酸浸出过滤净化除杂过滤蒸发浓缩冷却结晶过滤铁硼矿粉粗硼酸浸渣浸渣含镁盐母液（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有（写出两条）。（2）利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是。然后再调节溶液的pH约为5，目的是。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程。5、（2017年北京四中2017届高考化学三模试卷）孔雀石主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含少量FeCO3及Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下：（1）步骤Ⅰ中涉及的反应用离子方程式表示为．（2）步骤Ⅱ中试剂①是（填代号）．a．KMnO4b．H2O2c．Fe粉d．KSCN（3）步骤Ⅲ加入CuO的目的是．（4）步骤Ⅳ获得硫酸铜晶体，需要经过、、过滤等操作．（5）孔雀石与焦炭一起加热可以生成Cu及其它无毒物质，写出该反应的化学方程式．（6）测定硫酸铜晶体（CuSO4•xH2O）中结晶水的x值：称取2.4g硫酸铜晶体，加热至质量不再改变时，称量粉末的质量为1.6g．则计算得x=（计算结果精确到0.1）。【参考答案】1、（1）H2SO4SiO2（2）将Fe2＋氧化为Fe3＋调节溶液pH，使Fe3＋、Al3＋以氢氧化物的形式沉淀除去（3）取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全（4）防止MgSO4·7H2O结晶析出2、（1）2∶7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应（2）铁Al(OH)3（3）小224CrO+2H+227CrO+H2O（4）d复分解反应（5）21190147mm×100%3、（1）Al2O3+2OH−=2AlO2－+H2O（2）减小（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O−4e−=4HCO3－+O2↑H2（5）NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜4、（1）Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径（2）Fe3O4；SiO2和CaSO4；（3）将Fe2+氧化为Fe3+；使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去（4）（七水）硫酸镁（5）（6）2H3BO3B2O3+3H2OB2O3+3Mg2B+3MgO5、（1）Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O；（2）b；（3）消耗酸使溶液pH升高，便于Fe3+形成沉淀除去；（4）加热浓缩；冷却结晶；（5）Cu2（OH）2CO3+C2Cu+2CO2↑+H2O；（6）4.4【解析】1、（1）流程制备的是MgSO4·7H2O，为了不引入杂质，因此所用的酸是硫酸，化学式为H2SO4；根据硼镁泥的成分，SiO2不与硫酸反应，因此滤渣1为SiO2；（2）硼镁泥中含有FeO，与硫酸反应后生成FeSO4，次氯酸钙具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，氧化镁的作用是调节pH，使Al3＋和Fe3＋以氢氧化物形式沉淀出来，除去Fe3＋和Al3＋；（3）除杂是除去的Fe3＋和Al3＋，因此验证Fe3＋就行，方法是取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全；（4）防止MgSO4·7H2O结晶析出。2、（1）FeO·Cr2O3是还原剂，完全氧化为Na2CrO4和Fe2O3，每摩转移7mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩转移2mol电子，根据电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3系数比为2:7；陶瓷在高温下会与Na2CO3反应，则熔融时不能使用陶瓷容器；（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁；滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al（OH）3；（3）滤液2调节pH的目的是提高溶液的酸性，pH变小；因为溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，增大溶液中H+浓度，可促进平衡正向移动，提高溶液中Cr2O72-的浓度；（4）由图示可知，在10℃左右时，得到K2Cr2O7的固体最多，故答案为d；2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反应类型为复分解反应；（5）样品中Cr2O3的质量为m1×40%Kg，则生成K2Cr2O7的理论质量为m1×40%Kg×294152，则所得产品的产率为m2Kg÷（m1×40%Kg×294152）×100%=21190147mm×100%。3、（1）氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。（2）为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤I所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的pH减小。（3）电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。（4）由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的OH-放电生成氧气，破坏了水的电离平衡，碳酸根结合H+转化为HCO3-，所以电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大，所以阴极产生的物质A为H2。（5）铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜，所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。4、（1）硫酸可与硼酸盐反应制取酸性较弱的硼酸，所以Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式为：Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4=2MgSO4＋2H3BO3。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径等措施。（2）Fe3O4有磁性，可利用其磁性将其从“浸渣”中分离；“浸渣”中还剩余的物质是SiO2和CaSO4。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，其作用是把Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH约为5，使Al3＋和Fe3＋以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。（4）“粗硼酸”中所含杂质主要是没有除去的易溶性镁盐，故为(七水)硫酸镁。（5）硼氢化钠的电子式为。（6）利用Mg的还原性制取硼的化学方程式为2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg2B＋3MgO。5、孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3，还含少量FeCO3、Si的化合物，加入稀硫酸反应后生成二氧化碳气体，过滤得到二氧化硅固体，得到滤液1为硫酸铜、硫酸亚铁溶液，“除杂”时先通入足量过氧化氢将Fe2+氧化成Fe3+，得到溶液2为硫酸铜、硫酸铁溶液，再加入CuO固体调节溶液pH，沉淀铁离子生成氢氧化铁沉淀；过滤得到滤液为硫酸铜溶液，滤液3为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铜晶体；（1）孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3，还含少量FeCO3、Si的化合物，步骤Ⅰ中涉及的反应是Cu2（OH）2CO3和FeCO3与硫酸发生复分解反应生成二氧化碳，反应的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O；故答案为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O；（2）步骤Ⅱ中加入试剂①的目的是氧化亚铁离子为铁离