高考化学三轮冲刺 专题复习6 化工流程中的除杂和结晶学案.doc

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1、化工流程中的除杂和结晶1、教学内容分析：本内容以元素化合物性质为核心、以化工生产为背景，以无机化工工艺流程呈现方式考察，流程一般分为三个过程：原料处理阶段、分离提纯阶段、获得产品阶段。简单来说，即为利用原材料，通过除杂、分离和提纯来获得产品。明确流程中除杂试剂、分离和提纯方法是解决问题的关键。2、相关基础知识：（1）物质除杂原则（2）化工工艺流程常见除杂方法（3）物质分离常用方法3、高考情况分析：2015年全国甲卷27（3）（4）2017年全国甲卷27（3）2015年全国乙卷27（3）2017年全国丙卷27（

2、2）（3）（4）【引出问题1】（2018年深圳一模改编）某火电厂收捕到的粉煤灰的主要成分为SiO2、A12O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小组对其进行综合处理的流程如下：Fe3+Fe2+A13+Mg2+开始沉淀pH1.56.33.49.1完全沉淀pH2.88.34.711.1回答下列问题：（1）滤渣①的主要成分是______________；写出操作②的名称：______________。（2）所得TiO2·xH2O沉淀进行酸洗的目的为____________________________

3、_________。（3）加入双氧水的目的是_____________________________________；为使滤渣2沉淀完全，需调pH范围为__________________________。分析：（1）SiO2不与硫酸反应，且难溶于水，无物质与硫酸生产难溶物，故滤渣1的成分为SiO2；依箭头所示，操作②后得到滤液和TiO2·xH2O晶体，固液分离，即为过滤。（2）TiO2·xH2O表面可能粘附Fe2+（主）、A13+、Mg2+等易水解离子，故可用酸洗洗去粘附的FeSO4，防止FeSO4水解，

4、提高TiO2·xH2O的纯度。（3）滤液2中含有Fe2+，氧化成Fe3+较易除去。明确滤液2中所含溶质离子及水解程度大小比较和pH的关系，即可得出答案。答案：（1）SiO2、过滤（2）洗去粘附的FeSO4，防止FeSO4水解，提高TiO2·xH2O的纯度。（3）将Fe2+氧化成Fe3+，易于除去；4.7~9.1。考法指导：（1）工艺流程中常见分离方法：过滤、蒸馏、萃取、升华。依据箭头和物质的物理性质判断流程选择的方法。（2）添加的物质通常以溶解试剂、沉淀剂、还原剂和氧化剂为主，明确流程此步骤的具体目的是关键。

5、（3）注意流程中的一些关键词：例如酸浸、过滤、调pH、滤渣、滤液等。小结：分析流程步骤，可从几个方面思考流程：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。变式训练1：（2012广东32，改编）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：　K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s）　2Ca2++2K++Mg2++4SO42－+2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH

6、)2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）加入Ca（OH）2的目的是　　　　　　。（3）“除杂”环节中，先加入　　　　　　溶液，经搅拌等操作后，　，再加入　　　　溶液调滤液PH至中性。提示：“除杂”环节中为了除去什么杂质？加什么物质即可除去杂质又不引入新杂质？答案：（1）除去溶液中的Mg2+（3）K2CO3、过滤、稀H2SO4变式训练2：（2017国丙27改编）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步

7、骤①的主要反应为FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2（2）滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。（3）步骤④调滤液2的pH使之变________(填“大”或“小”)。分析：步骤①给出了主要物质和主要反应，结合②中的关键词：水浸和过滤，不难判断滤渣1和滤液1的成分。③通过调pH=7和过滤得到滤渣2和滤液2，结合滤液1成分和生产目的可知滤渣2为Al(OH)3。答案：（2）Fe、Al(OH)3（3）小考点：过

8、滤、调pH除杂、结晶变式训练3：（2017北京26改编）TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/℃58136181(升华)3161412熔点/℃－69－25193304714在TiCl4中的溶解性互溶—微溶难溶④氯化产物冷却至室温，经_