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文档简介

1、新高考背景下2022-2023届高三化学工艺流程题解题模型与复习策略(2021山东)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O72H2O)的工艺流程如下。4.5 9.3Al(OH)4-和SiO32- 使CrO42转化为Cr2O72高考真题相似性Na2SO4Al(OH)3和H2SiO3蒸发浓缩,趁热过滤降温结晶,过滤23(2017年全国III)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FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。Na2CrO4NaNO3NaAlO2(1)步骤的主要反应为: 上述反应配平后FeOCr2O3与NaN

2、O3的系数比为_。(3)步骤调滤液2的pH使之变_(填“大”或“小”),原因是_(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_得到的K2Cr2O7固体产品最多。a80b60c40d10Na2CrO4NaNO3NaAlO2Al(OH)3 使CrO42转化为Cr2O722021年山东和浙江1月高考原型 (2021年浙江1月)某小组用铬铁矿Fe(CrO2)2制备K2Cr2O7晶体,流程如下:已知:4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O2 = 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO22H+ + 2CrO42- Cr2O7

3、2 + H2ONa2SO4Na2Cr2O7NaCl、KCl、K2Cr2O74(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是_(填元素符号)。(2)工序的名称为_。(3)滤渣的主要成分是_(填化学式)。(4)工序中发生反应的离子方程式为_。(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为_,可代替NaOH的化学试剂还有_(填化学式)。(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_(填“”或“”或“”或“”)参与内循环。(7)工序溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为_。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5molL-1为沉淀完全;A1(OH)3+OH-Al(OH)4-:K=

4、100.63,Kw=10-14,KspA1(OH)3=10-33)Fe、Cr溶解浸出MgO、Fe2O3 2Na+2CrO42-+2CO2+H2O=Cr2O72-+2NaHCO3 +16NaHCO3 = 8Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O高温4Fe(CrO2)2+ 7O2Na2CO38.372021河北+2 +3Fe(CrO2)2Na2CrO4NaAlO2NaOHCO2NaHCO3(s)NaHCO3CO2NaAlO2Mg(HCO3)2CO2、H2OFe2O3CO2Fe2O3、MgO命题特点2022全国甲卷2022山东卷2022河北卷2022辽宁卷2022江苏卷2022浙江卷

5、物质制备类2022年高考化学工艺流程题的命题形式统计命题特点物质提纯类2022广东卷2022年高考化学工艺流程题的命题形式统计命题特点2022年高考化学工艺流程题的命题形式统计理论渗透类2022全国乙卷 (理论渗透类+物质提纯类)2022北京卷 (理论渗透类+物质制备类)2022湖北卷 (理论渗透类+物质提纯类)2022湖南卷 (理论渗透类+物质制备类)沉淀溶解平衡理论反应自发进行及程度判断命题特点主要考查形式为物质制备类和混合物分离提纯类,以物质制备类为主,在22年高考中,大幅度增加了化学反应原理的渗透。总结命题特点主线表现为多步连续的操作,每一步操作有具体的目标、任务;以物质加入及杂质分离

6、为推进流程的方法、手段。(2022年全国甲卷26题)2022年高考化学工艺流程题的呈现形式命题特点流程主线是产品,操作位于横线上。(北京、海南、湖北)(2022年湖北卷18题)2022年高考化学工艺流程题的呈现形式命题特点生产环保 试题情境考查要求应用型综合性2022年高考化学工艺流程题的命题立意考查内容学术探究物质转化与应用反应变化与规律化学实验基础化学反应原理分析与推测理解与辨析设计与评价证据推理与模型认知变化观念与平衡思想科学探究与创新意识化学学科本质情感态度和价值观思想方法基础性必备知识关键能力学科素养核心价值基础为基能力为重素养导向价值明确命题特点地区载体元素杂质情境创设考点设计基本

7、概念与原理原理预处理措施、目的物质成分分析陌生方程式书写化学实验操作生产条件的选择与优化常数相关计算全国甲卷ZnSi/Ca/Fe/Cu/Mg菱锌矿制备硫酸锌 全国乙卷PbBa/Al/Fe废旧铅蓄电池铅膏中回收铅 河北Fe/NS/Si红渣制备铵铁蓝 山东Ca/PF/Si氟磷灰石制备磷酸、石膏 辽宁Bi/MnFe/S/Si辉铋矿、软锰矿制备BiOCl、MnSO4 广东REAl/Fe从稀土矿中提取稀土 湖南TiV/Si/Al钛渣中提取钛 湖北GaSe/In/Cu盐湖提锂 北京Ca/MgFe/Si白云石制备碳酸钙、氧化镁 海南Cu 生锈铜屑制备胆矾 江苏Ce ClCeO2废渣制Ce2(CO3)3 20

8、22年高考化工流程题考向分布命题特点主要考向:以过渡元素为载体,Mg、Al、Fe、Cu等化合物为杂质。高频考点:原料预处理措施、目的;陌生方程式书写;生产条件的选择与优化;物质分离、提纯方法的选择、操作;物质成分分析;化学反应原理分析应用及相关计算。总结 1(2022全国甲卷26题)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:离子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+Ksp4.010-386.71

9、0-172.210-208.010-161.810-11(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 _。ZnO、SiO2Ca、Mg、Fe、Cu的氧化物ZnCO3 ZnO+CO2Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+思维模型和方法模型目的:制备ZnSO47H2O(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施 有_、_。将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积、适当增大硫酸的浓度等提取信息:焙烧时金属碳酸盐分解为金属氧化物(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是 _(填标号)。滤渣的主要成分是 _、_、_。 ANH3H2O BCa(OH)2 CNaOH关键:除去杂质离子,且不引人新杂质

10、,成本低,无污染。思维模型和方法模型 1(2022全国甲卷26题)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:ZnCO3、SiO2Ca、Mg、Fe、Cu的化合物Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+目的:除去部分杂质离子B提取补充信息Fe(OH)3CaSO4SiO2Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:离子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+Ksp4.010-386

11、.710-172.210-208.010-161.810-11pH=3pH=6.5(4)向8090的滤液中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣中有MnO2,该步反应的离子方程式为_。3Fe2+MnO4 +7H2O=3Fe(OH)3+MnO2+5H+(5)滤液中加入锌粉的目的是_。Zn+Cu2+=Zn2+Cu,置换Cu2+为Cu从而除去思维模型和方法模型 1(2022全国甲卷26题)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:ZnCO

12、3、SiO2Ca、Mg、Fe、Cu的化合物Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+目的:氧化Fe2+离子解题关键Fe(OH)3CaSO4SiO2Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+Fe(OH)3MnO2Zn2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+提取信息:Cu2+已除去Zn2+Ca2+Mg2+Cu(6)滤渣与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是_、_。CaF2+H2SO4 CaSO4+2HFMgF2+H2SO4 MgSO4+2HFCaSO4 MgSO4思维模型和方法模型 1(2022全国甲卷26题)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防

13、腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:ZnCO3、SiO2Ca、Mg、Fe、Cu的化合物Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+Fe(OH)3CaSO4SiO2Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+Fe(OH)3MnO2Zn2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+Zn2+Ca2+Mg2+CuCaF2MgF2高沸点酸制低沸点酸考查基础知识:实验室制备HX数据综合分析物质的分离条件综合运用化学知识解决实际问题能力。小题号考点设计详细知识点难度(1)陌生方程式书写碳酸锌

14、分解较易(2)原料预处理的措施提高酸浸效果的措施较易(3)pH控制与试剂选择、滤渣成分分析酸碱中和、除杂、一般(4)氧化还原反应方程式书写Fe2+与MnO4氧化还原反应一般(5)加入试剂目的表述锌与铜离子置换较易(6)副产物成分分析CaF2、MgF2与浓硫酸反应一般思维模型和方法模型思维模型和方法模型规范答题,简明准确四线分析,详解流程化学工艺流程题的解题步骤试剂线操作线杂质线产品线加入了什么物质,发生了什么反应,进行了什么操作,分离了什么杂质。关注元素去向!启示1夯实基础强化元素化合物的性质及转化、物质分离提纯等基本实验方法的使用及操作;2培养能力强化信息提取及分析能力,关注图形图表类信息的

15、转化;3强化规范培养规范答题能力,对常见问题要建立答题模型。2022全国甲卷思维模型和方法模型化学工艺流程题的基本环节剖析原料:矿样/矿渣核心:化学反应目标产品原料的预处理反应条件控制产品分离提纯 2(2022辽宁卷16题)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:已知:焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3; 金属活动性:Fe(H)BiCu; 相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下:开始沉淀pH完全沉淀pHFe2+6.58.3Fe3+1.62.8Mn2+8.11

16、0.1(1)为提高培烧效率,可采取的措施为_。 a进一步粉碎矿石 b鼓入适当过量的空气 c降低焙烧温度思维模型和方法模型ab目的杂质Bi2S3Bi2O3+SO2FeS2Fe2O3+SO2MnO2Mn2O3+MnSO4提取信息Bi2O3Fe2O3Mn2O3(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为_。2Bi2S3+9O2 2Bi2O3+6SO2原料预处理的目的、方式(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为: 充分浸出Bi3+和Mn2+;_。Bi2O3Bi3+、Fe2O3Fe3+,Mn2O3Mn2+,Mn2O3+6H+2Cl=2Mn2+Cl2+3H2O,防止Bi3+BiOCl,造

17、成制得的BiOCl产率偏低抑制金属离子水解思维模型和方法模型 2(2022辽宁卷16题)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:目的杂质Bi2S3Bi2O3+SO2FeS2Fe2O3+SO2MnO2Mn2O3+MnSO4提取信息Bi2O3Fe2O3Mn2O3SiO2Cl2SiO2Bi3+Fe3+Mn2+条件控制、理论渗透(4)滤渣的主要成分为_(填化学式)。(5)生成气体A的离子方程式为_。2021河北抑制铋离子水解为BiONO3思维模型和方法模型 2(2022辽宁卷16题)某工厂采用

18、辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:已知:焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3; 金属活动性:Fe(H)BiCu; 相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下:开始沉淀pH完全沉淀pHFe2+6.58.3Fe3+1.62.8Mn2+8.110.1目的杂质Bi2S3Bi2O3+SO2FeS2Fe2O3+SO2MnO2Mn2O3+MnSO4Bi2O3Fe2O3Mn2O3SiO2Cl2SiO2Bi3+Fe3+Mn2+(6)加入金属Bi的目的是_。将Fe3+转化为Fe2+分离提

19、纯意识:不引入新杂质小题号考点设计详细知识点难度(1)原料预处理的措施提高焙烧效率的措施较易(2)陌生化学方程式书写(氧化还原型)Bi2S3焙烧生成Bi2O3的化学方程式较难(3)试剂作用分析(平衡理论)水解平衡移动一般(4)滤渣成分分析氧化铁与酸反应一般(5)陌生离子方程式书写(氧化还原型)Mn2O3与Cl氧化还原反应较易(6)加入试剂目的表述Bi将Fe3+转化为Fe2+一般思维模型和方法模型思维模型和方法模型目的将矿样中的元素转化为便于处理的形式,如转移到溶液中或改变价态;初步分离、除杂。提高浸出率的方法增大接触面积;延长接触时间;适当增大浓度;适当升温、加压等化学工艺流程题的基本环节剖析

20、原料的预处理方式研磨、粉碎、喷洒、雾化浸出(即浸取/溶解):水浸、酸浸、碱浸、醇浸等灼烧(焙烧、煅烧) 3(2022广东卷18题)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.810-8,Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。离子Mg2+Fe3+Al3+RE3+开始沉淀时的pH8.81.

21、53.66.27.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是_。RE3+、Mg2+Fe2+、Fe3+Al3+、SO42- (2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至_的范围内, 该过程中Al3+发生反应的离子方程式为_。目的:除铁、铝等杂质离子,且RE3+不沉淀Fe(OH)3Al(OH)3RE3+Mg2+SO42- 思维模型和方法模型目的杂质Fe2+4.7pH6.2Al3+3OH =Al(OH)3Mg2+不沉淀条件选择与优化(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度 为2.7gL-1。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的 加入

22、量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO) 低于_molL-1 (保留两位有效数字)。滤液2中Mg2+浓度为2.7gL-1,即0.1125mol/L,根据Ksp(C11H23COO)2Mg=c(Mg2+)c2(C11H23COO),若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE,而不产生(C11H23COO)2Mg,则c(C11H23COO) = =410-4molL-1思维模型和方法模型 3(2022广东卷18题)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:已知:月桂酸(

23、C11H23COOH)熔点为44;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.810-8。RE3+、Mg2+Fe2+、Fe3+Al3+、SO42- Fe(OH)3Al(OH)3RE3+Mg2+SO42- 信息提取(C11H23COO)3RE(4)“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率, 其原因是_。 “操作X”的过程为:先_,再固液分离。(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有_(写化学式)。MgSO4思维模型和方法模型 3(2022广东卷18题)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南

24、方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。RE3+、Mg2+Fe2+、Fe3+Al3+、SO42- Fe(OH)3Al(OH)3RE3+Mg2+SO42- 信息提取(C11H23COO)3REC11H23COOH和RECl3加热搅拌可加快反应速率目的:分离出月桂酸冷却结晶MgSO4浸取环节循环利用物质的分离提纯方法:离子交换、结晶、过滤(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。 还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1mol

25、 Pt3Y转移_mol电子。 Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原, 发生的电极反应为_。思维模型和方法模型 3(2022广东卷18题)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:RE3+、Mg2+Fe2+、Fe3+Al3+、SO42- Fe(OH)3Al(OH)3RE3+Mg2+SO42- (C11H23COO)3RE目的:分离出月桂酸MgSO4+3+40043+3=15O2+4e +2H2O=4OH氧化还原理论:得失电子守恒计算电化学原理:电极反应书写以

26、稀土矿提取稀土的工艺流程为情景素材,考查学生综合运用化学知识解决实际问题的能力,以及对流程图、表格数据、题干信息的提取、分析和处理能力,在考查知识与技能的同时,渗透了绿色化学理念。小题号考点设计详细知识点难度(1)氧化还原反应化合价变化分析较易(2)pH控制及离子反应书写Al3+与碱反应较易(3)溶度积相关计算求c(C11H23COO)较难(4)化学反应原理分离方法选择加快速率原因分析结晶方法选择一般(5)物质判断及循环利用常见物质的转化较易(6)氧化还原反应电化学得失电子守恒计算、电极反应书写一般思维模型和方法模型思维模型和方法模型(2022山东新高考12题)高压氢还原法可直接从溶液中提取金

27、属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是A固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为ZnB浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出C中和调pH的范围为3.24.2D还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成DCuSZn、Fe杂质目的杂质CuSCu2+SFe2+Fe3+Zn2+目的:除去部分金属离子杂质目的:沉淀Fe3+, Cu2+不沉淀, 则Zn2+未沉淀。Fe(OH)3和SCu2+Zn2+CuS(s) Cu2+(aq)+

28、S2-(aq)H2+CuSO4=Cu+H2SO4生成硫酸,增大酸度,不利于反应正向进行。控制、优化反应条件思维模型和方法模型化学工艺流程题的基本环节剖析反应条件的选择与优化思维模型和方法模型化学工艺流程题的基本环节剖析反应条件的选择与优化思维模型和方法模型4(2022江苏卷16题)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:(1)“酸浸”时CeO2与H2O2溶液反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程 式为_。(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀, 该沉淀中 Cl含量与加料方式有关。得到含Cl

29、量较少的Ce2(CO3)3的 加料方式为_(填序号)。 A将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中 B将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+O2+4H2O B目的保持CeCl3少量 思维模型和方法模型(3)通过中和、莘取、反莘取、沉淀等过程,可制备Cl含量少的Ce2(CO3)3。 己知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为: Ce3+(水层)+3HA (有机层) Ce(A)3 (有机层)+ 3H+(水层)加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_。4(2022江苏卷16题)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣

30、为原料制备Cl含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:目的:Ce3+由水相有机相水相,去除Cl降低溶液中H+浓度,提高Ce3+萃取率降低溶液中氢离子的浓度,促进HCO3CO32,有利于Ce2(CO3)3生成。 反莘取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移, 应选择的实验条件或采取的实验操作有_(填两项)。酸性条件,多次萃取思维模型和方法模型与“反萃取”得到的水溶液比较,滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中, 物质的量减小的离子有_(填化学式)。4(2022江苏卷16题)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如

31、下:降低溶液中氢离子的浓度,促进HCO3CO32,有利于Ce2(CO3)3生成。 Ce(NO3)3、HNO3Ce2(CO3)3与氨水反应Ce3+、H+思维模型和方法模型(4)实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。己知水溶液中Ce4+可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液有紫红色变为亮黄色,滴定反应为Fe2+Ce4+=Fe3+Ce3+。请补充完整实验方案:准确量取25.00mlCe3+溶液c(Ce3+)约为0.2molL-1,加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到250ml容量瓶中后定容;按规定操作分别将

32、0.02000molL-1 (NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如題16图所示的滴定管中;_。从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液,加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸,用0.02000molL-1 (NH4)2Fe(SO4)2来滴定,当滴入最后半滴标准液时,溶液由紫红色变为亮黄色, 即达到滴定终点,记录标准液的体积。 中和滴定拓展,基本实验操作技能思维模型和方法模型5(2022湖北新高考18题)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl 和少量Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备

33、碳酸锂来提取锂。25时相关物质的参数如下:LiOH的溶解度:12.4g/100g H2O化合物KspMg(OH)25.610-12Ca(OH)25.510-6CaCO32.810-9Li2CO32.510-2(1)“沉淀1”为_。Mg(OH)2(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是_。将Ca2+转化成CaCO3沉淀除去,同时不引入新杂质Na+Li+ClMg2+Ca2+Mg(OH)2CaCO3Na+Li+ClCa2+Na+Li+Cl分离提纯:盯住核心元素的转化,弄清杂质元素的流出,理顺分离提纯的方法和原则。Li2CO3+Ca2+=CaCO3+2Li+思维模型和方法模型(3)为提高L

34、i2CO3的析出量和纯度, “操作A”依次 为_、_、洗涤。蒸发浓缩,趁热过滤温度升高,Li2CO3的溶解度降低,在温度高时,溶解度小,有利于析出。对控温的考查。5(2022湖北新高考18题)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl 和少量Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。Na+Li+ClMg2+Ca2+Mg(OH)2CaCO3Na+Li+ClCa2+Na+Li+Cl思维模型和方法模型(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。 查阅资料后,发现文献对常温下的L

35、i2CO3有不同的描述: 是白色固体;尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO3的性质,将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下LiHCO3_(填“稳定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为_。不稳定Li+ + HCO3 = LiHCO3,2LiHCO3 = Li2CO3 + CO2+ H2O侯氏制碱法:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O深入考查对教材流程的本质理解思维模型和方法模型(5)他们结合(4)的探究结果,拟将原流程

36、中向“滤液2”加入Na2CO3 改为通入CO2。这一改动能否达到相同的效果,作出你的判断并 给出理由_。“滤液2”中含有LiOH,加入Na2CO3,目的是将LiOH转化为Li2CO3。若改为通入过量的 CO2,则LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探究结果,LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3,所以这一改动能达到相同的效果。考查对新知识理解和应用能力思维模型和方法模型小题号考点设计详细知识点难度(1)产物成分分析Mg2+与石灰乳反应较易(2)加入试剂作用溶度积一般(3)分离方法选择结晶、过滤一般(4)离子反应本质方程式书写饱和LiCl和饱和NaHCO3反应较难(5)设计方案评价LiOH

37、与Na2CO3反应机理分析较难参考文献思维模型和方法模型6(2022浙江1月30题)某兴趣小组用四水醋酸锰(CH3COO)2Mn4H2O和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略):已知:无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,不溶于苯。制备无水二氯化锰的主要反应:(CH3COO)2Mn+CH3COCl MnCl2+2(CH3COO)2O。乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2OCH3COOH+HCl。(1)步骤:所获固体主要成分是_(用化学式表示)。利用CH3COCl吸水,将 (CH3COO)2Mn4H2O(CH3COO)2Mn。后续在图

38、1装置中将(CH3COO)2MnMnCl2(CH3COO)2Mn思维模型和方法模型(2)步骤在室温下反应,步骤在加热回流下反应, 目的分别是_。步骤脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2, 需在室温下反应;6(2022浙江1月30题)某兴趣小组用四水醋酸锰(CH3COO)2Mn4H2O和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略):已知:无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,不溶于苯。制备无水二氯化锰的主要反应:(CH3COO)2Mn+CH3COCl MnCl2+2(CH3COO)2O。乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2OCH3CO

39、OH+HCl。步骤加热回流促进反应生成MnCl2, 需要在加热回流下反应。思维模型和方法模型(3)步骤:下列操作中正确的是_。 A用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上 B用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀 C用乙醇作为洗涤剂,在洗涤沉淀时,应开大水龙头,使洗涤剂快 速通过沉淀物 D洗涤结束后,将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作ABD6(2022浙江1月30题)某兴趣小组用四水醋酸锰(CH3COO)2Mn4H2O和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略):已知:无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,

40、不溶于苯。制备无水二氯化锰的主要反应:(CH3COO)2Mn+CH3COCl MnCl2+2(CH3COO)2O。乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2OCH3COOH+HCl。考查抽滤实验操作思维模型和方法模型(4)步骤:将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上, 打开安全瓶上旋塞,打开抽气泵,关闭安全瓶上旋塞,开启 加热器,进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序:_。 纯化完成(_)(_)(_)(_)将产品转至 干燥器中保存 a拔出圆底烧瓶的瓶塞 b关闭抽气泵 c关闭加热器,待烧瓶冷却至室温 d打开安全瓶上旋塞先关闭加热器,待烧瓶冷却至室温后,打开安全瓶上旋塞,关闭抽气泵,最后拔出圆底

41、烧瓶的瓶塞,将产品转至干燥器中保存。cdba6(2022浙江1月30题)某兴趣小组用四水醋酸锰(CH3COO)2Mn4H2O和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略):思维模型和方法模型图2装置中U形管内NaOH固体的作用是_。粗产品加热处理后混有乙酸蒸汽和水蒸气,无水二氯化锰极易吸水潮解6(2022浙江1月30题)某兴趣小组用四水醋酸锰(CH3COO)2Mn4H2O和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略):已知:无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,不溶于苯。制备无水二氯化锰的主要反应:(

42、CH3COO)2Mn+CH3COCl MnCl2+2(CH3COO)2O。乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2OCH3COOH+HCl。防止可能产生的酸性气体进入抽气泵,同时防止外部水气进入样品。思维模型和方法模型(5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度; 乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。 合理的是_(填“甲”或“乙”)同学的方法。无水二氯化锰极易吸水潮解,且锰离子水解,应该通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。6(2022浙江1月30题)某兴趣小组用四水醋酸锰(CH3COO)2Mn4H2O和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰,按如图流程

43、开展了实验(夹持仪器已省略):已知:无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,不溶于苯。制备无水二氯化锰的主要反应:(CH3COO)2Mn+CH3COCl MnCl2+2(CH3COO)2O。乙酰氯遇水发生反应:CH3COCl+H2OCH3COOH+HCl。乙思维模型和方法模型化学工艺流程题的基本环节剖析产品的分离与提纯01理解原料预处理的目的,多角度认识预处理的常见方法模型,以及提高浸取率的常见措施。02理解反应条件控制的目的,多角度认识pH控制、温度控制、浓度、用量控制等常见方法。03理解混合物分离提纯的目的(关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务),熟练掌握过滤、结晶、蒸馏、萃

44、取等操作方法的选择和操作。整体理解、把握化学工艺流程题的试题结构,明确各环节的目的、方法、措施。教学启示 7(2022山东卷18题)工业上以氟磷灰石Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,离子方程式为_。6HF+SiO2=2H+SiF62-+2H2OHFH3PO4H2SiF6H2SO4CaSO4思维模型和方法模型酸解:Ca5F(PO4)3+H2SO4CaSO4+H3PO4+HFCaSO4 流程中关键信息。(2)精制中,按物质的量之比n(Na2CO3):n(SiF62- )=1:1加入 Na2

45、CO3脱氟,充分反应后,c(Na+)=_molL-1;BaSiF6Na2SiF6CaSO4BaSO4Ksp1.010-64.010-69.010-41.010-10反应后得到沉淀Na2SiF6,溶液中c(Na+)=2c(SiF62- ),Ksp= c2(Na+) c(SiF62- )=4c3(SiF62- ),c(SiF62- ) = =1.010-2molL-1,c(Na+)=2c(SiF62- )=2.010-2molL-1;思维模型和方法模型 7(2022山东卷18题)工业上以氟磷灰石Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:HFH3PO4H2SiF6H2

46、SO4CaSO4CaSO4脱氟:H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6+CO2+ H2O脱硫部分盐的溶度积常数见下表目的再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是_。思维模型和方法模型BaSiF6Na2SiF6CaSO4BaSO4Ksp1.010-64.010-69.010-41.010-10 7(2022山东卷18题)工业上以氟磷灰石Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:HFH3PO4H2SiF6H2SO4CaSO4CaSO4脱氟:H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6+CO2+ H2O脱硫部分盐的溶度积常数见下表目的粗磷酸中有硫

47、酸钙饱和液,c(SO42-)= =3.010-2molL-1;当BaSiF6开始沉淀时,c(Ba2+)= =1.010-4molL-1,当BaSO4开始沉淀时,c(Ba2+)= 3.310-9molL-1,因此,首先转化为沉淀的离子是SO42-,然后才是SiF62-。(3)SO42-浓度(以SO3%计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、 H3PO4浓度(以P2O5%计)的关系如图甲所示。酸解后,在所得100、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为_(填化学式);CaSO40.5H2O思维模型和方法模型洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是_,回收利用洗涤液X的操作单元是_;CaS

48、O4在硫酸中的溶解度小于在水中的,用一定浓度的硫酸溶液可减少CaSO4的溶解损失,提高产品石膏的产率酸解CaSO4(s) Ca2+(aq)+SO42-(aq) 7(2022山东卷18题)(3)一定温度下,石膏存在形式与溶液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是_(填标号)。A65、P2O5%=15、SO3%=15 B80、P2O5%=10、SO3%=20C65、P2O5%=10、SO3%=30 D80、P2O5%=10、SO3%=10由图乙信息可知,位于65线右上方的晶体全部CaSO40.5H2O,65线左下方是CaSO42H2O,位于80线右上方是Ca

49、SO40.5H2O,80线左下方晶体全部以CaSO42H2O形式存在,思维模型和方法模型AD思维模型和方法模型 (2021辽宁卷18题节选)从钒铬锰矿渣(主要成分为V2O5、Cr2O3、MnO)中提铬的一种工艺流程如下:(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数lgc总()与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总()0.01 mol/L,“沉钒”过程控制pH3.0,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_(填化学式)。(4)某温度下,Cr()、Mn()的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_。H3V2O76.0目的:分离铬、锰教学启示:研读真题,明确考向,针对练习。思维模型和

50、方法模型会识图:一看面、二看线、三看点会析数:分析数据、图象(1)理解(2)理顺表格中各个列项中文字、数字信息点的意义,巧妙地将表格语言转换成化学语言。表格中数据间的变化趋势,联系相关的化学知识,寻找其中的变化规律,快速准确地解决问题。图象类信息的分析思路:表格类信息的分析思路:教学启示(1)培养学生应用分析归纳的方法,得出表格数据中蕴涵的 具有本质性的规律,准确理解图示中纵横轴代表的含义, 并能结合化学知识分析判断曲线的走向趋势及起点、拐点、 水平线含义; (2)理解所给信息的目的?注意信息与基础知识间、题目设 问间的有机联系。 8(2022湖南卷17题)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低

51、密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:(1)已知GHTS,G的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略H、S随温度的变化。若G0,则该反应可以自发进行。根据下图判断:600 时,下列反应不能自发进行的是 。AC(s)O2(g)CO2(g)B2C(s)O2(g)2CO(g)CTiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(g)O2(g)DTiO2(s)C(s)2Cl2(g)TiCl4(g)CO2(g)由+得到,则600时其G0C思维模型和方法模型G0G0已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3Si

52、Cl4AlCl3沸点斯定律的变式应用已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点2)TiO2与C、Cl2,在600 的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表:物质TiCl4COCO2Cl2分压/MPa4.591021.841023.701025.98109 该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 ;气体分压之比=物质的量之比,n(TiCl4):n(CO):n(CO2)=5:2:4,反应的总化学方程式为5TiO2+6C+10Cl2 5TiCl4+2CO+4CO2思

53、维模型和方法模型 8(2022湖南卷17题)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点2)TiO2与C、Cl2,在600 的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表:物质TiCl4COCO2Cl2分压/MPa4.591021.841023.701025.98109思维模型和方法模型 8(2022湖南卷17题)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料

54、。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下: 随着温度升高,尾气中CO的含量升高,原因是 。由图像可知,随着温度升高,反应CO2=CO2的G基本不变,反应2CO2=2CO的G减小,更容易发生,导致CO含量升高对G深入理解、应用(3)“除钒”过程中的化学方程式为_;“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是 。3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3蒸馏(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_(填“能”或“不能”)交换,理由是_。若先“除硅、铝”再“除钒”,“除钒”时需要加入Al,又引入Al杂质,因此“除钒”和“除硅、铝”的

55、顺序不能交换。思维模型和方法模型已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点8(2022湖南卷17题)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:实验方案设计(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是_。 A高炉炼铁 B电解熔融氯化钠制钠 C铝热反应制锰 D氧化汞分解制汞思维模型和方法模型 8(2022湖南卷17题)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为T

56、iO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:AC勒夏特列原理(1)提高浸出率:粉碎、搅拌、升温、增大酸(或碱)浓度。 (2)调节pH值:控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 (3)保持酸过量(酸化)的目的:通常是抑制某金属阳离子的水解。 (4)温度的控制(可用水浴或冰水浴或油浴来控制) (5)改变压强:加快反应速率,或促进化学平衡向某个方向移动。 化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡。思维模型和方法模型化学工艺流程中的理论渗透GHTS0 ,反应自发进行G-RTlnK (盖斯定律、吉布斯自由能、平衡常数应用)。【化学平衡原理】【溶解平衡原理】 【水解

57、平衡原理】【化学平衡原理】【化学平衡原理】 1 判断化学反应的方向、程度 2 平衡理论的应用: 思维模型和方法模型化学工艺流程中的理论渗透GHTS105时,可认为反应进行完全。(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4 完全转化,原因是_。BaSO4(s)+CO32- (aq)= BaCO3(s)+SO42- (aq)反应正向进行的程度有限。思维模型和方法模型 9(2022全国乙卷26题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表

58、:难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.510-87.410-141.110-102.610-9金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表PbSO4、PbO2、PbO、Pb,Ba、Fe、Al盐或氧化物PbCO3、PbO2、PbO、Pb,BaCO3、BaSO4、Ba、Fe、Al盐或氧化物(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。 ()能被H2O2氧化的离子是_; () H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(

59、Ac)2, 其化学方程式为_; () H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用 是_。Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2OFe2+作还原剂思维模型和方法模型 9(2022全国乙卷26题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表:难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.510-87.410-141.110-102.610-9金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2开始

60、沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表PbSO4、PbO2、PbO、Pb,Ba、Fe、Al盐或氧化物PbCO3、PbO2、PbO、Pb,BaCO3、BaSO4、Ba、Fe、Al盐或氧化物目的:将不同价态的铅转化为Pb2+,除去其它金属离子杂质。需将Fe2+氧化为Fe3+4+20+2(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分 是_。由于在“脱硫”中,BaSO4只有少量转化为BaCO3,故滤渣中还存在BaSO4沉淀。思维模型和方法模型 9(2022全国乙卷26题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO

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