高考化学总复习第3章金属及其化合物学案三无机化学工艺流程配套课件新人教版.ppt

学案三无机化学工艺流程 教学目标 1 使学生了解化学工艺流程题的常见题型 2 掌握化学工艺流程题的分析方法和技巧 3 培养学生发散 联想 归纳 整合 提炼知识的能力 教学重点 化学工艺流程题的分析方法和技巧 教学难点 隐含信息的挖掘和计算能力的提升 考情分析 1 工艺流程题过程解读 1 读流程图 箭头 箭头进入的是投料 反应物 出去的是主产物或副产物 生成物 三线 出线和进线均表示物料流向或操作流程 可逆线表示物质循环 2 解题要点 审题要点 a 了解生产目的 原料及产品 b 了解题目提供的信息 c 分析各步的反应条件 原理及物质成分 d 理解物质分离 提纯 条件控制等操作的目的及要点 答题切入点 a 原料及产品的分离提纯 b 生产目的及反应原理 c 生产要求及反应条件 d 有关产率 产量及组成的计算 e 绿色化学 2 工艺流程题常见答题方向 典例1 考点指导1以物质制备为目的工艺流程 审题指导 对点训练 1 2015 全国卷 27 硼及其化合物在工业上有许多用途 以铁硼矿 主要成分为Mg2B2O5 H2O和Fe3O4 还有少量Fe2O3 FeO CaO Al2O3和SiO2等 为原料制备硼酸 H3BO3 的工艺流程如图所示 回答下列问题 1 写出Mg2B2O5 H2O与硫酸反应的化学方程式 为提高浸出速率 除适当增加硫酸浓度外 还可采取的措施有 写出两条 2 利用 的磁性 可将其从 浸渣 中分离 浸渣 中还剩余的物质是 写化学式 3 净化除杂 需先加H2O2溶液 作用是 然后再调节溶液的pH约为5 目的是 4 粗硼酸 中的主要杂质是 填名称 5 以硼酸为原料可制得硼氢化钠 NaBH4 它是有机合成中的重要还原剂 其电子式为 6 单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢 以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼 用化学方程式表示制备过程 解析 2 2017 海南化学 17 以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4 7H2O的过程如图所示 硼镁泥的主要成分如下表 回答下列问题 1 酸解 时应该加入的酸是 滤渣1 中主要含有 写化学式 2 除杂 时加入次氯酸钙 氧化镁的作用分别是 3 判断 除杂 基本完成的检验方法是 4 分离滤渣3应趁热过滤的原因是 解析硼镁泥主要成分是MgO 还有CaO Fe2O3 FeO Al2O3 SiO2等杂质 酸溶时MgO CaO Fe2O3 FeO Al2O3都和硫酸反应 SiO2不与硫酸反应 B2O3转化为H3BO3 则滤渣1为SiO2 次氯酸钙具有强氧化性 加入的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子 MgO促进铁离子 铝离子水解 铁离子 铝离子转化为沉淀 则滤渣2为Al OH 3 Fe OH 3 浓缩过滤得到滤渣3为CaSO4 滤液中含镁离子 硫酸根离子 蒸发浓缩 冷却结晶得到硫酸镁晶体 以此来解答 答案 1 浓硫酸SiO2 2 氧化亚铁离子促进铁离子 铝离子转化为沉淀 3 溶液接近为无色 4 温度对硫酸镁 硫酸钙的溶解度影响不同 温度越高 硫酸钙溶解度越小 可以采用蒸发浓缩 趁热过滤方法除去硫酸钙 典例2 2016 课标全国 28 以硅藻土为载体的五氧化二钒 V2O5 是接触法生产硫酸的催化剂 从废矾催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用 废钒催化剂的主要成分为 考点指导2以分离提纯为目的化学工艺流程 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线 解题流程 解析 对点训练 3 湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌 镉 Cd 铜 铁 钴 Co 等金属单质 利用铜镉渣可生产Cu Cd及ZnSO4 7H2O等 其生产流程如图 如表是部分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 请回答下列问题 1 提高铜镉渣的 浸出 速率的措施有 写出1条即可 2 Fe的金属性比Co强 该流程中 除钴 填 能 或 不能 用Zn代替Fe 除钴 中Fe发生反应的离子方程式是 3 除铁 操作中加入H2O2的目的是 加入ZnO的目的是调节溶液pH 以除去溶液中的铁元素 调节溶液pH的范围为 除铁 操作中的沉淀成分是 写化学式 4 电解 操作中 Cd2 在 极放电得到金属Cd 电极反应式是 5 电解 后的电解废液是ZnSO4溶液 用该电解废液制备ZnSO4 7H2O的方法是 6 除钴 后的含钴废渣在空气中煅烧 煅烧后的成分测定如表 则煅烧后所得固体混合物中 钴氧化物的化学式是 解析 1 升高温度 增大反应物表面积等均可提高反应速率 2 因Zn的金属性比Fe强 故可用Zn代替铁除钴 除钴中Fe与Co2 发生置换反应生成Fe2 和Co 3 H2O2可氧化Fe2 使之转化为Fe3 根据表格中的数据 可知欲除去溶液中的铁元素 需加入ZnO调节溶液pH的范围为3 2 5 4 此时Fe3 完全转化成Fe OH 3沉淀 4 电解操作中Cd2 在阴极得电子生成单质Cd 5 从ZnSO4溶液中制备ZnSO4 7H2O的方法是蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 6 由题意知 煅烧后所得固体为钴氧化物 ZnO CuO Fe2O3的混合物 设煅烧后所得固体质量为100g 结合题表中的数据可知 钴氧化物中m O 100g 59 00g 81g mol 1 0 52g 65g mol 1 80g mol 1 0 20g 64g mol 1 160g mol 1 13 16g 112g mol 1 21 302g 则钴氧化物中n O 21 302g 16g mol 1 1 33mol n Co 59 00g 59g mol 1 1 00mol 故钴氧化物的化学式为Co3O4 答案 1 适当升高浸取液温度 或将铜镉渣磨制成粉末等 2 能Fe Co2 Fe2 Co 3 将Fe2 氧化成Fe3 3 2 5 4Fe OH 3 4 阴Cd2 2e Cd 5 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 6 Co3O4