无机化工生产流程题解题策略.ppt

热考题型突破系列(十一) 无机化工生产流程题的解题策略 【题型示例】 (2013·全国卷Ⅱ)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下: 提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的 还原产物是MnO2。 回答下列问题: (1)反应②中除掉的杂质离子是__________,发生反应 的离子方程式为________________________________ ________________;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对 除杂的影响是__________________________________。 (2)反应③的反应类型为____________,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有________。 (3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________________________________。 (4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2,取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于________。 【解析】本题的各步操作目的及变化是:工业级氧化锌中含有铁、锰、镍等杂质,第一步加入稀硫酸可以溶解氧化锌,同时让铁、锰、镍转化为金属阳离子;第二步在浸出液中加入酸性高锰酸钾溶液,可以除去Fe2+和Mn2+,将它们转化为沉淀除去,此时滤液中剩余Zn2+和Ni2+;第三步加入锌粉,可以置换出金属镍而除去;第四步向滤液中加入碳酸钠溶液可以将Zn2+转化为碳酸锌沉淀;第五步将碳酸锌沉淀煅烧即可得到纯净的氧化锌固体。 (1)反应②中除去的杂质离子是Fe2+和Mn2+,发生反应的 离子方程式为 +3Fe2++7H2O====3Fe(OH)3↓+ MnO2↓+5H+,2 +3Mn2++2H2O====5MnO2↓+4H+,在加 高锰酸钾之前,若溶液的pH较低,则铁离子和锰离子不 能生成沉淀而除去。 (2)反应③的反应类型是置换反应,过滤所得的滤渣中除了过量的锌外还有置换出来的金属镍。 (3)反应④过滤出的沉淀在用蒸馏水洗涤后,若已经洗涤干净则滤液中不含硫酸根离子,因此只需要加入硝酸酸化的硝酸钡溶液即可检验沉淀是否洗涤干净。 (4)第五步煅烧发生反应的方程式为 ZnCO3·xZn(OH)2====(x+1)ZnO+CO2↑+xH2O 　　　125+99x 81(x+1) 　　　 11.2 g 8.1 g 列比例式 ,解得x=1。 答案:(1)Fe2+和Mn2+ +3Fe2++7H2O====3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,2 +3Mn2++2H2O====5MnO2↓+4H+ 铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质 (2)置换反应　镍 (3)取少量水洗液于试管中,滴入1～2滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净 (4)1 【类题通法】 1.物质制备型化工生产流程题的主线: 原料→对原料的预处理→核心化学反应→产品的分离提纯→目标产物 2.原理型化工生产流程题的解题步骤: (1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。 (2)分析流程中的每一步骤所包含的化学原理,如每一步骤中反应物是什么,发生了什么反应,该反应的生成物是什么,对制备产品有什么作用。 (3)从题中获取信息,运用化学反应原理分析制备产品的最佳条件。 【强化训练】 (2016·唐山模拟)新型高效絮凝剂Fe(OH)SO4(碱式硫 酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量氧 化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示: 已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示: 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀时的pH 2.3 7.5 3.4 完全沉淀时的pH 3.2 9.7 4.4 请回答下列问题: (1)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH,使溶液中的________沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是_____。 (2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作________。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为________。