高考化學(xué) 專題三 元素及其化合物 大題2 無機(jī)化工流程題

突破高考大題之二突破高考大題之二: :無機(jī)化工流程題無機(jī)化工流程題-2-一、題型分析無機(jī)化工流程題主要考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來解決化工生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力,具有考查知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、思維容量大的特點(diǎn)。這類題型不但綜合考查考生在中學(xué)階段所學(xué)的元素及其化合物知識(shí)以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)用語、電解質(zhì)溶液、化學(xué)平衡、電化學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí),而且更重要的是能突出考查考生的綜合分析判斷能力、邏輯推理能力。這類試題陌生度高,文字量大,包含信息多,思維能力要求高,近年來已成為高考化學(xué)主觀題中的必考題型。-3-二、解題技巧無機(jī)工藝流程題考慮的問題主要有以下幾方面:一是將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除雜并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量和產(chǎn)率采取的措施;四是減少污染,注意環(huán)保,發(fā)展綠色化學(xué);五是考慮原料的來源和經(jīng)濟(jì)成本;六是簡化生產(chǎn)設(shè)備使生產(chǎn)工藝簡便等。命題者圍繞以上幾方面設(shè)問,我們的解題策略是:(1)從生產(chǎn)目的出發(fā),讀懂框圖(流程)。解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。(2)分析流程中的每一步驟,從幾個(gè)方面了解流程:A.反應(yīng)物是什么,B.發(fā)生了什么反應(yīng),C.該反應(yīng)造成了什么后果,對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切措施或操作都是為了獲得更多更純的產(chǎn)品。-4-(3)從問題中獲取信息,幫助解題,了解流程后著手答題。對(duì)反應(yīng)條件的分析可從以下幾個(gè)方面著手:對(duì)反應(yīng)速率有何影響、對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響、對(duì)綜合生產(chǎn)效益有何影響(如可以從原料成本,原料來源是否廣泛、是否可再生,能源成本,對(duì)設(shè)備的要求,環(huán)境保護(hù)等方面綜合考慮)。-5-三、突破訓(xùn)練1. 碲(Te)廣泛用于彩色玻璃和陶瓷生產(chǎn)。工業(yè)上用精煉銅的陽極泥(主要含有TeO2、少量Ag、Au)為原料制備單質(zhì)碲的一種工藝流程如下:已知TeO2微溶于水,易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液。(1)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。 (2)堿浸后的“濾渣”可以部分溶于稀硝酸,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (3)“沉碲”時(shí)控制溶液的pH為4.55.0,生成TeO2沉淀。酸性不能過強(qiáng),其原因是 ;防止局部酸度過大的操作方法是 。 -6- (4)“酸溶”后,將SO2通入TeCl4酸性溶液中進(jìn)行“還原”得到碲,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (5)25 時(shí),亞碲酸(H2TeO3)的Ka1=110-3,Ka2=210-8。 0.1 molL-1 H2TeO3電離度約為。-7-8-9-2.(2017江蘇化學(xué),19)某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低,對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。-10-(1)“氧化”階段需在80 條件下進(jìn)行,適宜的加熱方式為。 (2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。HNO3也能氧化Ag,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是。 (3)為提高Ag的回收率,需對(duì)“過濾”的濾渣進(jìn)行洗滌,并。 (4)若省略“過濾”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3H2O不反應(yīng)),還因?yàn)?。 (5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案: (實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:2 molL-1水合肼溶液,1 molL-1 H2SO4溶液)。-11- 答案:(1)水浴加熱(2)4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、NO2),造成環(huán)境污染(3)將洗滌后的濾液合并入過濾的濾液中(4)未過濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水反應(yīng)(5)向?yàn)V液中滴加2 molL-1水合肼溶液,攪拌使其充分反應(yīng),同時(shí)用1 molL-1 H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3,待溶液中無氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥-12-13-3. 鈷是周期表第四周期第族元素,其化合物用途廣泛,如:LiCoO2作鋰電池的正極材料,草酸鈷可用于指示劑和催化劑制備。.(1)LiCoO2中鈷元素的化合價(jià)為。 (2)工業(yè)上將廢鋰電池的正極材料與過氧化氫溶液、稀硫酸混合加熱,可得到CoSO4回收,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點(diǎn)是 。 .利用一種含鈷礦石主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等制取CoC2O42H2O的工藝流程如下:-14-15-16-17-18-4. 銅是一種重要的戰(zhàn)略物資,以黃銅礦(主要成分是CuFeS2)為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅、單質(zhì)硫時(shí),原料的綜合利用率較高,其主要流程如圖所示。已知NaCuCl2的電離方程式為NaCuCl2=Na+CuCl2-。-19-(1)流程中粉碎的目的是 ,操作的目的相同,在實(shí)驗(yàn)中這種操作的名稱是。 (2)鐵紅的一種重要用途是。 固體B中含有兩種產(chǎn)物,一種是單質(zhì)C、另一種是原子個(gè)數(shù)比為1 1的一種金屬的低價(jià)態(tài)鹽,寫出堆浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 (3)寫出反應(yīng)的離子方程式: 。 -20-(4)此方法中得到的銅純度不能滿足某些生產(chǎn)的需要,需要利用電解法進(jìn)行提純。若用如圖所示的裝置進(jìn)行電解精煉,則乙溶液中的溶質(zhì)是,e電極上的電極反應(yīng)式為。 若當(dāng)電路中有2 mol電子通過時(shí),乙中某個(gè)電極質(zhì)量減小了63.92 g,則粗銅的純度為(假設(shè)雜質(zhì)只有鐵且精煉時(shí)銅與鐵的放電比例與混合物比例相同,計(jì)算結(jié)果用%表示,保留一位小數(shù))。 -21-22-23-