高三化学一轮复习 工业流程中物质的分离和提纯考查 课件

高考化学中的热点问题——工业流程中物质的分离和提纯考查

物质提纯类2022广东卷试题考向分析试题考向分析2022全国甲卷2022山东卷2022河北卷2022辽宁卷2022江苏卷2022浙江卷物质制备类理论渗透类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)试题考向分析二、必备知识1.矿料分离的原则：

不引入新杂质，分离提纯后的物质状态不变，实验过程和操作方法简单易行，经济廉价。

2.物质分离的方法：

二、必备知识

2.物质分离的方法：

二、必备知识三、思维模型建构1.试剂作用分析：加入试剂，精准分析试剂作用与物质变化。2.工业流程五观念：

元素守恒的观念

前后关联的观念

物质转化的观念

渣液分离的观念

循环利用的观念例、已知NaCl和KNO３在水中的溶解度曲线如图所示：将固体溶解于热水，加热浓缩，冷却结晶，过滤。重复操作。（1）如果在KNO３固体中含有少量的NaCl杂质，如何提纯硝酸钾？请简述实验操作。（2）如果在NaCl固体中含有少量的KNO３杂质，如何提纯氯化钠？请简述实验操作。将固体溶解于水，蒸发结晶，趁热过滤。重复操作。四、重结晶（蒸发结晶、降温结晶）例：苯甲酸的重结晶（课本原型）实验目的：除去苯甲酸中不溶性杂质（泥沙）和可溶性杂质（NaCl）。已知苯甲酸在水中溶解度：25℃，0.17g；50℃，0.95g；95℃，6.8g操作表述：将粗苯甲酸溶解在95℃的热水中制的饱和溶液，趁热过滤、冷却结晶再过滤、洗涤、干燥。趁热过滤的原因是为了减少产品苯甲酸的损失高考真题将PbO粗品溶解在一定量的110

℃的35

%

NaOH溶液，充分溶解后，趁热过滤，冷却、结晶后再过滤（2016年北京高考）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)

NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。②过程Ⅲ的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作___________。粗品：PbO、C

NaHPbO2(aq)（4）结合MgSO4与MnSO4溶解度曲线，简述“结晶分离”的具体实验操作

。将净化液在100℃时蒸发结晶、趁热过滤例13（12分）（2021年北京顺义1月）用软锰矿（主要成分MnO2，含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgCO3等杂质）制备MnSO4·H2O的流程如下：

净化液体MnSO4、MgSO4

产品MnSO4·H2O蒸发结晶、趁热过滤（2023年北京朝阳）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4等）为原料制备PbO，实现铅的再生利用。流程示意图如下：（2023年北京顺义二模）次磷酸钠(NaH2PO2)在食品工业中用作防腐剂、抗氧化剂，也是一种很好的化学镀剂。（3）次磷酸钠的制备

将黄磷(P4)和过量烧碱溶液混合加热，生成NaH2PO2和PH3气体，PH3气体与NaClO溶液反应可生成次磷酸（H3PO2）。实验装置如下图：④已知相关物质的溶解度如下：充分反应后，将A、C中溶液混合，将混合液(含极少量NaOH)蒸发浓缩，有大量杂质晶体析出，然后_

得到NaH2PO2的粗产品。NaH2PO2（NaCl)NaH2PO2趁热过滤，降温结晶、过滤、洗涤、干燥四、萃取分液

工业流程中关于物质的分离，尤其是涉及到过渡元素的问题，往往可以利用过渡金属容易和某些有机物进行配位反应，形成易溶解于有机溶剂的配合物，通过分液得到含过渡金属元素的有机混合物，再通过平衡移动，把过渡元素离子转化到易溶解于水的微粒，在这个过程中，往往会用到萃取分液，再反萃取分液体。I2+I—I3—

非极性

极性

18.（13分）（2023年顺义高三二模）以废旧铜电路板为原料制备硫酸铜晶体可以变废为宝，下图是某工厂的实际制备工艺流程。（2）上述流程中需要用到分液操作步骤是（填序号）

。（3）浸取后得到的溶液铜元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在，浸取时发生反应的离子方程式为

。Cu+H2O2+2NH3+2NH4Cl=[Cu(NH3)4]Cl+H2O[Cu(NH3)4]Cl+2RHCuR2+2NH4Cl+2NH3CuR2+H2SO4CuSO4+2RH（2023年北京朝阳一模16题）从低品位铜镍矿（含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO等杂质）资源中提取镍和铜的一种工艺流程如下：Cu、Ni矿物Fe2O3FeO、MgO、CuO加入H2SO4，使Cu2++2HR

CuR2+2H+逆向进行，Cu2+进入水层18．（14分）电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4的流程如下。2023年东城一模(2023年西城期末）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。

原料：SiO2、

Fe2O3（Al2O3·SiO2）V（+3、+4、+5）NH4Al(SO4)2（1）从黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有__。（2）滤渣的主要成分是______。（3）浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因。（4）从平衡移动原理解释加入20%H2SO4溶液的作用：______。+4价V+2价Fe使用浓硫酸、升温至250℃SiO2将溶液中的+5价钒、Fe3+分别转化为V4+、Fe2+，利于+4价钒的萃取，实现钒元素和铁元素的分离。加入20%H2SO4，增大c(H+)，平衡Mn+(aq)+nHR(org)

MRn(org)+nH+(aq)逆向移动，使萃取的钒脱离有机层返回到无机层，与萃取剂分离。（2017年北京高考）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____。（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：物质a是______________，T2应控制在_________。MgCl2、AlCl3、FeCl3粗TiCl4成分：TiCl4、SiCl4、AlCl3、FeCl3T1控制在：大于58℃小于136℃，物质a为SiCl4T1控制在：136℃~181℃。16．（13分）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。（5）KClO3和VO2+反应生成VO2+和Cl−的离子方程式是______。ClO3—+6VO2++3H2O==Cl−+6VO2

++6H+16．（13分）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。（6）测定V2O5

产品的纯度称取

V2O5

产品

a

g，先加入硫酸将

V2O5

转化为

VO2+，加入指示剂后，用

c

mol/L(NH4)2Fe(SO4)2

溶液滴定将

VO2+转化为VO2+至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2

溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则V2O5产品中V2O5的质量分数是______（V2O5

的摩尔质量为Mg/mol）。

V2O5

——2VO2+——

2(NH4)2Fe(SO4)2

M2mol

x10-3CV16．（2023年北京西城期末）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐（Al2O3·SiO2）等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。（7）从无机层获得Fe(OH)3的离子方程式是______。（8）硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质，根据下图的溶解度曲线，进一步提纯硫酸铝铵的操作是

。