专题二-专题提升

专题二专题提升专题二专题提升专题二专题提升一、金属矿物的开发利用1.金属在自然界中的存在2.金属冶炼的一般步骤专题二专题提升专题二专题提升专题二专题提升一、金属矿物1一、金属矿物的开发利用1.金属在自然界中的存在2.金属冶炼的一般步骤一、金属矿物的开发利用2.金属冶炼的一般步骤23.金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M。4.金属冶炼的方法(用化学方程式表示)3.金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离3提醒：①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价化合物，熔融时不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。②金属冶炼方法与金属活动性的关系：提醒：①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价4二、化学工艺流程题【试题特点】工艺流程题的结构分题引、题干和题设三部分。题引一般是简单介绍该工艺生产的原材料和生产的目的、产品(包括副产品)有时还提供相关表格、图像等参考数据或信息；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题设主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成一系列问题，构成一道完整的化学试题。一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点二、化学工艺流程题5【解题策略】(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。(5)找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。【解题策略】6(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。

(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定7【知识储备】1.制备过程中原料预处理的5种常用方法看方法想目的研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率水浸与水接触反应或溶解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灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质煅烧改变结构，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【知识储备】看方法想目的研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体82.制备过程中控制反应条件的6种方法看方法想目的调节溶液的pH常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀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控制压强改变速率，影响平衡使用合适的催化剂改变反应速率，控制达到平衡所需要的时间趁热过滤防止某物质降温时析出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2.制备过程中控制反应条件的6种方法看方法想目的调节溶液的p9[注意]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变大；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或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。[注意]调节pH所需的物质一般应满足两点：103.产品分离和提纯的方法或操作(1)蒸发：蒸发掉一部分溶剂。有时要考虑反应时的气体氛围以抑制某物质发生水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。(2)蒸发浓缩、冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离、提纯：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，母液中是NaCl和少量K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3溶液中的少量NaCl。3.产品分离和提纯的方法或操作(1)蒸发：蒸发掉一部分溶剂。11(3)蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大的物质的分离、提纯，可减少杂质晶体的析出：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；同样原理可除去NaCl溶液中的少量KNO3。(4)晶体的干燥：常见的干燥方法为自然晾干、滤纸吸干、干燥器中烘干。(3)蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大的12(5)沉淀的洗涤：洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水，至刚好没过沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作2～3次，直至洗涤干净。为了减少沉淀(或晶体)的溶解，可用冰水或有机溶剂洗涤。水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质。“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度，减少损耗等。(6)沉淀是否洗涤干净的检验：主要检验洗涤液中是否还含有沉淀表面吸附的离子。取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现，说明沉淀洗涤干净。(5)沉淀的洗涤：洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水，至13化工流程题中表述性词汇“八大答题方向”化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语中，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。常见的有：(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。化工流程题中表述性词汇“八大答题方向”14(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。(5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。(6)“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。(7)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。(8)“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、C15[例1](2015·江苏化学，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。[例1](2015·江苏化学，16)以磷石膏(主要成分Ca16(2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________________。(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量17专题二-专题提升18专题二-专题提升19[例2](2016·通扬泰淮宿五市联考)以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH1.56.54.25.4沉淀完全的pH3.39.76.78.2[例2](2016·通扬泰淮宿五市联考)以炼锌厂的烟道灰(20请问答下列问题：(1)滤渣A的主要成分为________。(2)除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为_______________________________________________________________________________________。(3)①除铁(部分Cu2＋可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是________。(4)若沉淀过程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生产草酸锌晶体，合理的加料方式是________。请问答下列问题：21(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460℃范围内，发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体22专题二-专题提升23专题二-专题提升24[题组诊断]1.(2018·金太阳江苏百校联考)以软锰矿粉(主要含MnO2，还含有少量的Fe2O3、Al2O3

等杂质)为原料制取高纯MnO2的流程如下：(1)酸浸时所发生主要反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________。(2)酸浸时加入一定体积的硫酸，硫酸浓度不能过小或过大。当硫酸浓度偏小时，酸浸时会有红褐色渣出现，原因是__________________________________。硫酸浓度不能过大的原因是______________________________________。[题组诊断](1)酸浸时所发生主要反应的离子方程式为____25(3)过滤Ⅱ所得滤渣为MnCO3，滤液中溶质的主要成分是_________________________________________________________________。(4)焙烧MnCO3的装置如下图所示：①焙烧时所发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________。②焙烧一定时间后需转动石英管，目的是____________________________________________________________________________________________。(3)过滤Ⅱ所得滤渣为MnCO3，滤液中溶质的主要成分是①焙26专题二-专题提升272.(2017·南通一调)湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：下表列出了相关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0.1mol·L－1计算)：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cd(OH)2开始沉淀的pH1.56.57.2沉淀完全的pH3.39.99.52.(2017·南通一调)湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、28(1)浸出过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌，原因是防止将Cu氧化浸出，其离子方程式是________________________________________________________________。(2)除钴过程中，锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3。该微电池的正极反应式为________。(3)除铁时先加入适量KMnO4，再加入ZnO调节pH。①除铁过程中，理论上参加反应的物质n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝________。②除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。(4)若上述流程中投入的KMnO4不足量，则待电解溶液中有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证：________。(5)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是________。(1)浸出过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌，原因是防止将29答案(1)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O(2)As2O3＋12H＋＋12e－===2AsH3＋3H2O(3)①1∶3

②3.3～7.2(4)取样，向其中滴加H2O2后，再滴入KSCN溶液，若溶液变红，则待电解液中含有Fe元素(5)H2SO4答案(1)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O303.(2017·苏锡常镇一调)以硼镁泥(主要成分为MgSiO3、Fe2O3及少量Al2O3、FeO和MnO)为原料制备高纯Mg(OH)2的流程如下：己知：①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如下表所示：pH值Mg(OH)2Mn(OH)2MnO(OH)2Fe(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3开始沉淀时9.37.17.87.63.72.3沉淀完全时10.810.89.89.64.73.73.(2017·苏锡常镇一调)以硼镁泥(主要成分为MgSiO31②温度高于340℃时Mg(OH)2开始分解为MgO和H2O。(1)“浸取”时，为提高镁的浸取率可行的措施为________。a.将硼镁泥制成浆料b.降低浸取温度c.用盐酸多次浸取(2)“浸取”时，MgSiO3与盐酸反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________。(3)“除铁、铝”时，需调节溶液pH范围为________。(4)“除Mn2＋”时发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________；过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和________。②温度高于340℃时Mg(OH)2开始分解为MgO和H2O32(5)“沉镁”时，反应温度与Mg(OH)2的产率如图所示，当温度超过60℃，随温度再升高，Mg(OH)2产率反而降低，其原因可能是______________________。答案(1)ac(2)MgSiO3＋2HCl＋(n－1)H2O===MgCl2＋SiO2·nH2O(3)4.7≤pH<7.1(4)Mn2＋＋H2O2＋2OH－===MnO(OH)2↓＋H2OMg(OH)2(5)氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低(5)“沉镁”时，反应温度与Mg(OH)2的产率如图所示，当334.(2018·南京、盐城一模)利用废铅蓄电池的铅泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制备精细无机化工产品—3PbO·PbSO4·H2O(三盐)，主要制备流程如下：(1)步骤①PbSO4转化为难溶Pb