高中化学人教版高中必修第三章金属及其化合物化学工艺流程图题

专题复习

化学工艺流程图题成都市川化中学：杨琴化工流程图题是近几年的高考热点，以化工生产为背景、中学化学知识为基础、化工流程为载体，联系化学实验基本操作、化学原理和化学计算等知识考查学生的综合分析运用能力。化学高考大纲中明确对化学学习能力要求要有接受、吸收、整合化学信息的能力，分析和解决化学问题的能力。并且要了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系。

了解“绿色化学”的重要性。【考试要求】【试题特点】认真审题、

仔细分析、

细心作答

共同讨论

查漏补缺

例1、【2020全国Ⅲ】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）：回答下列问题：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：【活动1】完成例1，分析试题结构和考查思路（1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。（2）“滤液②”中含有的金属离子是______________。（3）“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即，“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。除去油脂，溶解铝及其氧化物AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Ni2+、Fe2+、Fe3+O2或空气

Fe3+返回（4）利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________（列出计算式）。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________。0.01×(107.2−14)2[或10−5×(108.7−14)2]

3.2~6.22Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O提高镍回收率返回题干题尾试题结构

某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）：

（1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式________。（2）“滤液②”中含有的金属离子是____________。（3）“转化”中可替代H2O2的物质是_____________。题头

题尾:一、试题结构:

题头:

题干:一般是简单介绍实验目的和原理或工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；主要用框图形式将操作或物质转换之间的关系或原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；主要是根据流程中涉及到的化学知识设制成一系列问题，构成一道完整的化学试题。原料预处理（初次除杂）产品分离提纯（再次除杂）

反应条件控制（涉及氧化还原反应、调节pH等）原料循环利用排放物的无害化处理二、考查思路:明确目的、审题认真、扣住关键点、善挖信息、规范作答！三、解题思路及方法:题头中的相关信息流程图中相关环节找到设问中的关键点来定位知识点再现基本理论、基本概念元素化合物化学计算化学实验（绿色化学、经济的视角、实际生产）等或定位结合掌握的常见考点知识，快速突破。规范作答【总结】规律：主线主产品分支副产品回头为循环【例2】[2019全国Ⅲ卷](15分)

高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：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Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9【活动2】完成例2，结合例1归纳高考中常考内容(1).“滤渣1”含有S和___________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_____________________________________________。(2).“氧化”中添加适量的MnO2的作用是________________________。(3).“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为___~6之间。(4).“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。(5).“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________。(6).写出“沉锰”的离子方程式_____________________________________________。(7).层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=1/3时，z=___________。SiO2

MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O将Fe2+氧化为Fe3+4.7NiS和ZnS返回1.反应速率与平衡理论的运用；2.氧化还原反应的判断、方程式书写；3.利用控制pH分离除杂；4.利用溶解度分离除杂；5.常用的分离方法、实验操作；6.流程中的物质转化和循环；7.绿色化学评价等。返回核心考点：

1.物质的分离操作

2.除杂试剂的选择

3.生产条件的控制

4.方程式的书写。四、考查内容归纳:【课堂小结】一、试题结构二、考查思路四、考查内容三、解题思路及方法谢谢大家！1、【2018全国Ⅲ卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1).KIO3的化学名称是_______。(2).利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是

。“滤液”中的溶质主要是

。“调pH”中发生反应的化学方程式为:

。

碘酸钾加热KClKH(IO3)2+KOH==2KIO3+H2O或（HIO3+KOH==KIO3+H2O）【针对训练】(3).KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式______。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有

（写出一点）。2H2O+2e－==2OH－+H2↑

K+

a到b产生Cl2易污染环境等2、【2017全国Ⅲ卷】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+NaNO3Na2CrO4+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_____。2:7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应!(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