高考化学一轮复习专题突破金属矿物综合利用工艺流程.ppt

,专题,4,专题突破,4,金属矿物综合利用的工艺流程,*,课堂教学流程,完美展示,全书优质试题,随意编辑,独家研发,错题组卷系统,志鸿优化,永远更新,高中总复习用书课件光盘,目 录,CONTENTS,目 录,CONTENTS,命,题,调,研,明析考向,热,点,聚,焦,归纳拓展,典,题,试,做,评析指正,创,新,模,拟,预测演练,-,*,-,考点一,-,*,-,考点二,-,*,-,考点三,-,*,-,考点四,-,*,-,学科素养,-,*,-,-,*,-,-,*,-,-,*,-,-,*,-,-,*,-,-,*,-,专题突破,4,金属矿物综合利用工艺流程,-,2,-,考情分析,解题指导,化学工艺流程题近几年是高考的热点,所占的分值也相当大,但由于此类试题陌生度高,对我们的能力要求也大,加上有的试题文字量大,容易产生畏惧感,所以这类题的得分不是很理想。,-,3,-,考情分析,解题指导,一、解题方法及步骤,1,.,常用方法,常用首尾分析法,:,首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。,2,.,基本步骤,(1),审题,:,从题干中获取有用信息,了解生产的产品,并在流程框图上,标出原料中的成分,找出原料中的杂质。,审流程图,:,看箭头,进入的是投料,(,即反应物,),、出去的是生成物,(,包括主产物和副产物,);,找三线,物料进出线、操作流程线、循环线。,-,4,-,考情分析,解题指导,(2),析题,:,分析流程中的每一步骤,知道,“,四个什么,”:,反应物是什么、,发生了什么反应、,该反应造成了什么后果、,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点,:,一切反应或操作都是为获得产品而服务。,(3),技巧,:,从问题中获取信息,帮助解题,流程下题目中所提的问题,有时对我们分析流程中某一步的作用有很大帮助,所以我们在做题时,不仅要把题中所给信息及流程图审一遍,还要把题中所提问题浏览一遍。,-,5,-,考情分析,解题指导,3,.,思维方向,化工流程题目在流程上一般分为三个过程,:,原料处理,分离提纯,获得产品,(1),原料处理阶段操作的主要目的,粉碎、加热,目的是增大反应速率。,酸溶、碱溶、水溶,(,常见化工术语,:,水浸、浸出、酸浸,),溶解。,灼烧、焙烧、煅烧,改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。,-,6,-,考情分析,解题指导,(2),分离提纯阶段的常见考点,调,pH,除杂,:,a.,控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀,例如已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的,pH,如下表所示,:,若要除去含,Mn,2+,的溶液中含有的,Fe,2+,应该先用氧化剂把,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,再调溶液的,pH,至,3.7;,注意把溶液的,pH,调至,3.7,并不是加酸调节,而是增大,pH,应该加碱或其他与酸反应的物质。,-,8,-,考情分析,解题指导,(3),获得产品阶段的常见考点,洗涤,(,冰水、热水,):,洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。,蒸发、反应时的气体氛围抑制水解,:,如从溶液中析出,FeCl,3,、,AlCl,3,、,MgCl,2,等溶质时,应在,HCl,的气流中加热,以防其水解。,蒸发浓缩、冷却结晶,:,如除去,KNO,3,中的少量,NaCl,。,蒸发结晶、趁热过滤,:,如除去,NaCl,中的少量,KNO,3,。,重结晶。,-,9,-,考情分析,解题指导,二、规范答题,文字叙述类题目要规范答题,防止出现因叙述不严谨导致失分,如,1,.,洗涤沉淀,:,往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作,23,次。,2,.,从溶液中得到晶体,:,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,(,洗涤、烘干或干燥,),。,3,.,趁热过滤,(,或冰水洗涤,),的目的,:,防止某些物质降温时会析出,(,或升温时会溶解,),而带入新的杂质。,4,.,反应中采取加热措施的作用,:,一般是为了增大反应速率或加速某固体的溶解。,-,10,-,考情分析,解题指导,三、热点题型探究,1,.,海水中提取镁,(1),分析原理,首先要分析,Mg,的冶炼原理,:MgCl,2,(,熔融,)Mg+Cl,2,所以我们首先要获得纯净的,MgCl,2,。,(2),分析初始原料,海水中含有,MgCl,2,但浓度极低,所以要富集。方法,:,蒸发浓缩海水。,海水中除含有,MgCl,2,外,还含有,Na,+,、,K,+,、,Ca,2+,、,、,Br,-,、,I,-,等可溶性离子,所以还要分离、提纯。分析离子中只有,Mg,2+,与,OH,-,反应生成,Mg(OH),2,沉淀。我们可以用价格便宜的碱,Ca(OH),2,使,Mg,2+,转化成,Mg(OH),2,沉淀,从而将,Mg,2+,分离出来。,-,11,-,考情分析,解题指导,(3),制得无水,MgCl,2,得到的,Mg(OH),2,沉淀与盐酸反应生成,MgCl,2,溶液,进一步处理即可得到无水,MgCl,2,电解可得到镁单质。,-,12,-,考情分析,解题指导,例,1,镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上,60%,的镁从海水中提取,海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示,:,(1),若在空气中加热,MgCl,2,6H,2,O,生成的是,Mg(OH)Cl,或,MgO,写出相应反应的化学方程式,:,。,用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的,HCl,气流中加热,MgCl,2,6H,2,O,能得到无水,MgCl,2,其原因是,。,-,13,-,考情分析,解题指导,(2)Mg(OH),2,沉淀中混有的,Ca(OH),2,应怎样除去,?,写出实验步骤,:,。,(3),实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。,溶解时,:,。,过滤时,:,。,蒸发时,:,。,(4),获得,HCl,的反应为,2CH,4,+O,2,+4Cl,2,2CO+8HCl(,不考虑其他反应,),。事实上,生产中,HCl,一直在循环使用。试从理论上分析,是否需要补充,HCl,简要说明理由。,-,14,-,考情分析,解题指导,-,15,-,考情分析,解题指导,(2),加入,MgCl,2,溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤,(3),搅拌,加速溶解引流,使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒搅拌,防止因局部过热引起液滴或晶体飞溅,(4),不需要补充,HCl,因为,Cl,2,2HClMg(OH),2,MgCl,2,Cl,2,;,依氯原子守恒可以看出理论上不需要补充,HCl,。,-,16,-,考情分析,解题指导,2,.,铝及其矿物的开发利用,做与铝有关的制备和分离提纯类习题时要抓住铝及其化合物的两性,特别是与强碱溶液的反应。,例,2,用含有,Al,2,O,3,、,SiO,2,和少量,FeO,x,Fe,2,O,3,的铝灰制备,Al,2,(SO,4,),3,18H,2,O,工艺流程如下,(,部分操作和条件略,):,.,向铝灰中加入过量稀硫酸,过滤,;,.,向滤液中加入过量,KMnO,4,溶液,调节溶液的,pH,约为,3;,.,加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色,;,.,加入,MnSO,4,至紫红色消失,过滤,;,.,浓缩、结晶、分离,得到产品。,-,17,-,考情分析,解题指导,(1)H,2,SO,4,溶解,Al,2,O,3,的离子方程式是,。,(3),已知,:,生成氢氧化物沉淀的,pH,注,:,金属离子的起始浓度为,0.1 molL,-1,根据表中数据解释步骤,的目的,:,。,-,18,-,考情分析,解题指导,(4),已知,:,一定条件下,可与,Mn,2+,反应生成,MnO,2,。,向,的沉淀中加入浓盐酸并加热,能说明沉淀中存在,MnO,2,的现象是,。,中加入,MnSO,4,的目的是,。,解析,:,铝灰中,SiO,2,不与硫酸反应,操作,过滤后滤液中主要含有,Al,3+,、,Fe,3+,、,Fe,2+,、,等,滤渣为,SiO,2,;,由表格中数据可知,Fe,3+,在,pH=2.8,时沉淀完全,而,Fe,2+,完全沉淀时,pH=8.3,操作,的目的是除去滤液中的,Fe,3+,、,Fe,2+,沉淀前应把,Fe,2+,变成易沉淀的,Fe,3+,;(4),MnO,2,与浓盐酸加热时反应生成黄绿色的氯气,;,由信息,与,Mn,2+,在一定条件下反应可生成,MnO,2,沉淀,结合操作,的现象可知操作,目的是除去溶液中的,。,-,19,-,考情分析,解题指导,(2)5,8,H,+,5,4,H,2,O,(3)pH,约为,3,时,Fe,2+,和,Al,3+,不能形成沉淀,将,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,可使铁完全沉淀,(4),生成黄绿色气体,除去过量的,-,20,-,考情分析,解题指导,跟踪训练,(2016,湖北七校联考,),二氧化钛是钛的重要化合物,钛白,(,纯净的二氧化钛,),是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。钛铁矿的主要成分为,FeTiO,3,(,可表示为,FeOTiO,2,),含有,Fe,2,O,3,、,SiO,2,等杂质,由钛铁矿制取二氧化钛常用硫酸法,制备流程如下,:,-,21,-,考情分析,解题指导,(1),钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是,TiOSO,4,和,FeSO,4,该反应的化学方程式为,。,(2),为提高,“,固体熔块,”,水浸取时的浸出率,除了采用循环浸取、延长时间外,适宜的条件还可以选择,。,(,任写一种,),(3),浸取液与铁屑反应的离子方程式为,;,从滤液中获得晶体,X,的基本操作是,、,、过滤、洗涤、干燥。,-,22,-,考情分析,解题指导,(4),第,步反应的化学方程式为,。,(5),取少量,H,2,TiO,3,加入盐酸并振荡,滴加,KSCN,溶液后无明显现象,再加,H,2,O,2,后出现微红色,说明,H,2,TiO,3,中存在的杂质离子是,。这种,H,2,TiO,3,即使用水充分洗涤,煅烧后获得的,TiO,2,也会发黄,发黄的杂质是,(,填化学式,),。,-,23,-,考情分析,解题指导,解析,:,(1),钛铁矿的主要成分为,FeTiO,3,其与浓硫酸反应的主要产物是,TiOSO,4,和,FeSO,4,反应的化学方程式为,FeTiO,3,+2H,2,SO,4,(,浓,)FeSO,4,+TiOSO,4,+2H,2,O,。,(2)“,固体熔块,”,用水浸取的目的是让熔块中能溶于水的,TiOSO,4,和,FeSO,4,及,Fe,2,(SO,4,),3,(,钛铁矿中的,Fe,2,O,3,与硫酸反应的产物,),充分溶于水,而不溶于水的杂质通过过滤除去。为了提高浸出率,可以采用循环浸取、延长时间将熔块粉碎、连续搅拌或者适当提高温度等措施。,-,24,-,考情分析,解题指导,(3),浸取液中加入铁屑主要是将,Fe,3+,还原成,Fe,2+,离子方程式为,2Fe,3+,+Fe 3Fe,2+,;,过滤所得滤液中的主要成分是,TiOSO,4,和,FeSO,4,从滤液中获得,FeSO,4,晶体的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。,(4),第,步是,TiOSO,4,与水反应生成,H,2,TiO,3,和,H,2,SO,4,化学方程式为,TiOSO,4,+2H,2,O H,2,TiO,3,+H,2,SO,4,。,(5),取少量,H,2,TiO,3,加入盐酸并振荡,滴加,KSCN,溶液后无明显现象,再加,H,2,O,2,后出现微红色,说明,H,2,TiO,3,中存在的杂质离子是,Fe,2+,;,这种,H,2,TiO,3,即使用水充分洗涤,依然会溶解有杂质离子,Fe,2+,Fe,2+,水解生成,Fe(OH),2,而,Fe(OH),2,与空气中的氧气反应生成,Fe(OH),3,Fe(OH),3,在煅烧时产生,Fe,2,O,3,因此煅烧后获得的,TiO,2,会发黄。,