解讀一:原料預(yù)處理方式 解讀二:必考的反應(yīng)條件 角度三 提純方法 角度四 分離方法 (1)過濾:分離難溶物和易溶物,根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。 (2)萃取和分液:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì),如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。 (3)蒸發(fā)結(jié)晶:提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì),如NaCl。 (4)冷卻結(jié)晶:提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。 (5)蒸餾或分餾:分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇和甘油。 (6)冷卻法:利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體,如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮?dú)?、氫氣?/p> 二、解答無機(jī)化工流程題的策略 1.粗讀題干,挖掘圖示 圖示中一般會(huì)呈現(xiàn)超出教材范圍的知識(shí),但題目中往往會(huì)有提示或者問題中不涉及,所以一定要關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字,盡量弄懂流程圖,但不必將每一種物質(zhì)都推出,只需問什么推什么。如制備類無機(jī)化工題,可粗讀試題,知道題目制取什么、大致流程和有什么提示等。 2.?dāng)y帶問題,精讀信息 這里信息包括三個(gè)方面:一是主干,二是流程圖示,三是設(shè)置問題。讀主干抓住關(guān)鍵字、詞;讀流程圖,重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(“進(jìn)入”與“流出”)、實(shí)驗(yàn)操作方法等。 3.跳躍思維,規(guī)范答題 答題時(shí)應(yīng)注意前后問題往往沒有“相關(guān)性”,即前一問未答出,不會(huì)影響后面答題。要求用理論回答的試題,應(yīng)采用“四段論法”:改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→有什么變化→得出什么結(jié)論。 相關(guān)練習(xí) 1.以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為
以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線: 回答下列問題: (1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO,反應(yīng)的離子方程式為________________,同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2+。“廢渣1”的主要成分是__________。 (2)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中?!皬U渣2”中含有______________________。 (3)“離子交換”和“洗脫”(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率,淋洗液應(yīng)該呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。 (4)“流出液”中陽離子最多的是________。 (5)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________。 解析:(1)反應(yīng)過程中V的化合價(jià)不變,所以是復(fù)分解反應(yīng)。注意V2O5在離子方程式中不能拆開;廢釩催化劑中,只有二氧化硅不溶于硫酸,成為廢渣1的主要成分。(2)中和時(shí),F(xiàn)e3+、Al3+分別轉(zhuǎn)化為難溶的Fe(OH)3和Al(OH)3,成為廢渣2的主要成分。(3)為提高洗脫效率,需使題中所述平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理,堿性越強(qiáng)越有利于平衡逆向移動(dòng),所以淋洗液應(yīng)該呈堿性。(4)經(jīng)過“離子交換”,釩以R4V4O12形式存在,而鐵、鋁則在“中和”過程中轉(zhuǎn)化為沉淀,所以“流出液”中最多的陽離子是鉀離子。(5)由NH4VO3轉(zhuǎn)化為V2O5,V的化合價(jià)未發(fā)生變化,該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),所以N的化合價(jià)仍為-3,一種生成物是NH3,另一種生成物必定是H2O。 答案:(1)V2O5+2H+=2VO+H2OSiO2 (2)Fe(OH)3和Al(OH)3(3)堿 (4)K+ (5)2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O↑ 2.(2017·廈門模擬)新型高效絮凝劑Fe(OH)SO4(堿式硫酸鐵)常用于污水處理。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如圖所示: 已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如表所示:
請(qǐng)回答下列問題: (1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,使溶液中的________沉淀,該工藝中“攪拌”的作用是____________________________。 (2)在實(shí)際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O2以減少NaNO2的用量,O2與NaNO2在反應(yīng)中均作________。若參與反應(yīng)的O2有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為________。 (3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的[Fe(OH)]2+可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。 (4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國該藥物的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2+和NO。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應(yīng)使用的試劑為________(填序號(hào))。 A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液 解析:(1)稀硫酸浸取廢鐵屑后所得的溶液中含F(xiàn)e2+和少量Al3+,根據(jù)工藝流程可知該步操作是保留Fe2+,除去Al3+,故加入少量NaHCO3調(diào)節(jié)溶液pH可以使Al3+沉淀,“攪拌”可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)反應(yīng)Ⅱ中有NO生成,這說明反應(yīng)中亞硝酸鈉是氧化劑,將亞鐵離子氧化生成了鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為Fe2++NO+2H+=Fe3++NO↑+H2O;由于要將亞鐵離子氧化為鐵離子,所以O(shè)2與NaNO2在反應(yīng)中均作為氧化劑;標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氧氣的物質(zhì)的量是11.2 L÷22.4 L/mol=0.5 mol,0.5 mol氧氣可以得到2 mol電子。亞硝酸鈉中氮元素的化合價(jià)是+3價(jià),其還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)是+2價(jià),得到1個(gè)電子,所以根據(jù)電子守恒可知,相當(dāng)于是節(jié)約了2 mol亞硝酸鈉。 (3)[Fe(OH)]2+離子可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合離子,則根據(jù)電荷守恒可知一定還有氫離子生成,所以該水解反應(yīng)的離子方程式為2[Fe(OH)]2++2H2O=[Fe2(OH)4]2++2H+。 (4)因產(chǎn)品中含F(xiàn)e3+,檢驗(yàn)Fe2+時(shí)不能采用加氯水和KSCN溶液的方法,也不能加NaOH溶液,F(xiàn)e(OH)3會(huì)對(duì)檢驗(yàn)Fe2+產(chǎn)生干擾;可以用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2+的存在,如含F(xiàn)e2+,則滴入幾滴酸性KMnO4溶液后,溶液紫紅色會(huì)褪去。 答案:(1)Al3+ 加快化學(xué)反應(yīng)速率 (2)氧化劑 2 mol (3)2[Fe(OH)]2++2H2O=[Fe2(OH)4]2++2H+(4)D |
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