2020高考化学新一线大一轮复习人教通用版课件：第三章 金属及其化合物
学案三 无机化学工艺流程,【教学目标】 1.使学生了解化学工艺流程题的常见题型。 2.掌握化学工艺流程题的分析方法和技巧。 3.培养学生发散、联想、归纳、整合、提炼知识的能力。 【教学重点】 化学工艺流程题的分析方法和技巧。 【教学难点】 隐含信息的挖掘和计算能力的提升。,【考情分析】,1.工艺流程题过程解读,(1)读流程图 箭头：箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。 三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。 (2)解题要点 审题要点：a.了解生产目的、原料及产品，b.了解题目提供的信息，c.分析各步的反应条件、原理及物质成分，d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。 答题切入点：a.原料及产品的分离提纯，b.生产目的及反应原理，c.生产要求及反应条件，d.有关产率、产量及组成的计算，e.绿色化学。,2.工艺流程题常见答题方向,【典例1】,考点指导1 以物质制备为目的工艺流程,【审题指导】,【对点训练】 1.(2015·全国卷，27)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： (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的硼钢。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_。,解析,2.(2017·海南化学，17)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：,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是_。 (4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是_ _。,解析 硼镁泥主要成分是MgO，还有CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，酸溶时MgO、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，B2O3转化为H3BO3，则滤渣1为SiO2，次氯酸钙具有强氧化性，加入的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子，MgO促进铁离子、铝离子水解，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣2为Al(OH)3、Fe(OH)3，浓缩过滤得到滤渣3为CaSO4，滤液中含镁离子、硫酸根离子，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答。 答案 (1)浓硫酸 SiO2 (2)氧化亚铁离子 促进铁离子、铝离子转化为沉淀 (3)溶液接近为无色 (4)温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙,【典例2】 (2016·课标全国，28)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。从废矾催化剂中回收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：,考点指导2 以分离提纯为目的化学工艺流程,以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：,【解题流程】,解析,【对点训练】 3.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、镉(Cd)、铜、铁、钴(Co)等金属单质。利用铜镉渣可生产Cu、Cd及ZnSO4·7H2O等，其生产流程如图：,如表是部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L1计算)：,请回答下列问题： (1)提高铜镉渣的“浸出”速率的措施有_(写出1条即可)。 (2)Fe的金属性比Co强，该流程中“除钴”_(填“能”或“不能”)用Zn代替Fe，“除钴”中Fe发生反应的离子方程式是_。,(3)“除铁”操作中加入H2O2的目的是_， 加入ZnO的目的是调节溶液pH，以除去溶液中的铁元素，调节溶液pH的范围为_，“除铁”操作中的沉淀成分是_(写化学式)。 (4)“电解”操作中，Cd2在_极放电得到金属Cd，电极反应式是_。 (5)“电解”后的电解废液是ZnSO4溶液，用该电解废液制备ZnSO4·7H2O的方法是_。,(6)“除钴”后的含钴废渣在空气中煅烧，煅烧后的成分测定如表：,则煅烧后所得固体混合物中，钴氧化物的化学式是_ _。,解析 (1)升高温度、增大反应物表面积等均可提高反应速率。(2)因Zn的金属性比Fe强，故可用Zn代替铁除钴。除钴中Fe与Co2发生置换反应生成Fe2和Co。(3)H2O2可氧化Fe2，使之转化为Fe3。根据表格中的数据，可知欲除去溶液中的铁元素，需加入ZnO调节溶液pH的范围为3.25.4，此时Fe3完全转化成Fe(OH)3沉淀。(4)电解操作中Cd2在阴极得电子生成单质Cd。(5)从ZnSO4溶液中制备ZnSO4·7H2O的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(6)由题意知，煅烧后所得固体为钴氧化物、ZnO、CuO、Fe2O3的混合物，设煅烧后所得固体质量为100 g，结合题表中的数据可知，钴氧化物中m(O)100 g59.00 g81 g·mol1×0.52 g÷65 g·mol180 g·mol1×0.20 g÷64 g·mol1160 g·mol1×13.16 g÷112 g·mol121.302 g，则钴氧化物中n(O)21.302 g÷16 g·mol11.33 mol，n(Co)59.00 g÷59 g·mol11.00 mol，故钴氧化物的化学式为Co3O4。,答案 (1)适当升高浸取液温度(或将铜镉渣磨制成粉末等) (2)能 FeCo2=Fe2Co (3)将Fe2氧化成Fe3 3.25.4 Fe(OH)3 (4)阴 Cd22e=Cd (5)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (6)Co3O4,
