2018届一轮复习鲁科版化学工艺流程试题的解题策略　教案

2018届一轮复习鲁科版化学工艺流程试题的解题策略　教案

专题讲座(一)　‎ 化学工艺流程试题的解题策略　‎ ‎[题型分析]‎ ‎1．试题结构 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 ‎2．解题策略 ‎(1)审题干：准确分析题干中的信息，如生产目的、原料成分、产品成分、新物质的性质及相关反应等，进而分析每个生产环节所发生的反应和操作。‎ ‎(2)审设问：结合题中的问题，回到流程图中找答案。‎ ‎[题型示例]‎ ‎　(2017·郑州模拟)回收利用炼铜工业产生的排放物，既能节约资源，又能保护环境。某工厂拟用黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜并得到副产物锌盐，其生产流程如下：‎ ‎(1)步骤Ⅰ为加快黄铜灰的溶解可以采取的措施有_______________________‎ ‎(写出两条)，其中可能发生多个氧化还原反应，没有Zn参加的反应的离子方程式是___________________________________________。‎ ‎(2)滤渣1及滤渣2用浓硫酸浸取时可能产生的有毒气体是________(写化学式)，工业上通常用氨水吸收，其反应的化学方程式为___________________。‎ ‎(3)滤渣3的主要成分为________(写化学式)，该物质的用途有_________(写出两种)。‎ ‎(4)步骤Ⅳ中先加入H2O2的作用是____________________，‎ 然后调节溶液的pH约为4，目的是__________________。‎ ‎(5)用铜、锌和硫酸铜溶液组成如图装置，若锌电极不含杂质，实验结束时测得锌电极的质量减少了‎3.94 g，铜电极的质量增加了‎3.84 g，则该电池的工作效率是(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)________。‎ ‎[解析]　(1)加快化学反应速率可通过搅拌、升高温度、适当增加稀硫酸的浓度等措施实现；根据题给信息和生产流程知，黄铜灰加入过量稀硫酸发生的反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O、FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，其中没有Zn参加的氧化还原反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)滤渣1及滤渣2中均含有Cu，用浓硫酸浸取时可能产生的有毒气体是SO2，工业上通常用氨水吸收，其反应的化学方程式为SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O或SO2＋NH3·H2O===NH4HSO3。‎ ‎(3)滤渣3的主要成分为二氧化硅，可用来制光导纤维、电子器件、光学仪器、石英钟等。(4)加H2O2溶液使二价铁转化为三价铁，然后调节pH使三价铁形成氢氧化物除去。(5)根据得失电子守恒，参加原电池反应的锌的质量m(Zn)＝n(Cu)×‎65 g·mol－1＝×‎65 g·mol－1＝‎3.9 g<‎3.94 g，则铜片、锌片表面均有红色物质铜析出，锌直接置换铜而使锌电极减少的质量为‎3.94 g－‎3.9 g＝‎0.04 g，根据反应关系式：‎ Zn　～　Cu　Δm(减少)‎ ‎65 64 1‎ ‎2.6 g‎ ‎‎0.04 g 参加反应的锌的质量为‎2.6 g＋‎3.9 g＝‎6.5 g，该原电池的工作效率为 ‎3.9÷6.5×100%＝60%。‎ ‎[答案]　(1)搅拌、升高温度、适当增加稀硫酸的浓度等　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ ‎(2)SO2　SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O(反应产物写NH4HSO3也可)‎ ‎(3)SiO2　制光导纤维、电子器件、光学仪器、石英钟等(答两种即可)‎ ‎(4)氧化溶液中的Fe2＋　使Fe3＋形成氢氧化物沉淀而除去 ‎(5)60%‎ ‎　(2017·合肥模拟)高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下： ‎ 已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 mol4·L－4。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)：_________________。‎ ‎(2)氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2＋和Mn2＋(溶液中Mn全部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe2＋的离子方程式：‎ ‎　MnO＋　Fe2＋＋　________===　MnO2↓＋　Fe(OH)3↓＋　H＋‎ ‎(3)加入锌粉的目的是________________________________。‎ ‎(4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2＋)＝5.04 mg·L－1、c(Mn2＋)＝1.65 mg·L－1。‎ ‎①加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe3＋)＝0.56 mg·L－1，若溶液pH＝3，则此时Fe3＋________(填“能”或“不能”)生成沉淀。‎ ‎②若要除尽‎1 m3‎上述浸出液中的Fe2＋和Mn2＋，需加入________ g KMnO4。‎ ‎[解析]　(1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)锰元素由＋7价降低到＋4价，而铁元素由＋2价升高到＋3价，根据得失电子守恒、元素守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的是消耗溶液中的H＋，调节溶液，pH，促进溶液中的Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋‎ 等形成沉淀而除去。(4)①c(Fe3＋)＝＝1.0×10－5 mol·L－1，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－11mol·L－1，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－38 mol4·L－4

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