发布时间 : 星期三 文章高考化学一轮复习考点过关金属元素及其化合物专题5化学工艺流程题与金属冶炼要点更新完毕开始阅读2284052ba36925c52cc58bd63186bceb19e8edc3
金属元素及其化合物 专题5 化学工艺流程题与金属冶炼
金属冶炼的化学工艺流程就是将金属制备的生产过程中的主要生产阶段以框图的形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。中学阶段涉及的金属冶炼主要包括从铝土矿中冶炼铝、从海水中提取镁、从黄铜矿中冶炼铜。 1.金属冶炼的工艺流程示意图：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)；出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。
从铝土矿中冶炼铝 从海水中提取镁 由黄铜矿冶炼铜 2.化工流程涉及的问题：解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减少污染，实施“绿色化学”生产；原料的来源既要丰富，还要考虑成本问题；生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。
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3.化学工艺流程题答题策略：
粗读题干，挖掘图示 图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等 携带问题，精读信息 这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。 跳跃思维，规范答题 答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。对反应条件的分析可以从以下几个方面着手：对反应速率有何影响，对平衡转化率有何影响，对综合生产效益有何影响(原料是否价廉易得，是否可再生，能源消耗的多少，设备能否满足生产条件的要求，对环境的影响如何)；要求用化学理论回答的问题一般采用“四段论法”：本题“改变了什么条件”(或“是什么条件”)―→根据什么理论―→所以有什么变化―→结论 【巩固演练】 常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
(1)填充物用60℃温水溶解，目的是______________________________________。
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(2)操作A的名称为________。
(3)铜帽溶解时加入H2O2溶液的目的是____________________________ (用化学方程式表示)。 铜帽溶解完全后，可采用________________________方法除去溶液中过量的H2O2溶液。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，其负极的电极反应式为______________________________________。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnOOH＋MnO2＋2H2C2O4＋3H2SO4===3MnSO4＋6H2O＋4CO2↑。 ①当1 mol MnO2参加反应时，共有________mol电子发生转移。
②MnOOH与浓盐酸在加热条件下也可反应，写出反应的化学方程式：_______________。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图所示：
根据上图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率________。
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下________强。
解析：(3)Cu不能溶于硫酸，在酸性条件下，加入H2O2的Cu就会被溶解变为Cu，反应的化学方程式是Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O；H2O2不稳定，受热容易分解产生氧气和水，所以铜帽溶解完全后，可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2。(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，其负极Zn发生氧化反应，电极反应式为Zn＋2OH－2e===Zn(OH)2。
答案：(1)加快溶解速率，同时防止温度过高氯化铵受热分解(2)过滤(3)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O 加△－－
热(4)Zn＋2OH－2e===Zn(OH)2(5)①4 ②2MnOOH＋6HCl(浓)=====2MnCl2＋Cl2↑＋4H2O(6)①先降低后增加 ②氧化性 【过关演练】
1. (2016届永州二次模拟)镧(La)是重要的稀土元素。工业上制镧的主要流程如下：
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已知：①镧是较活泼金属；②氢氧化镧是难溶于水的弱碱。
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(1)操作1、3相同，其名称是_________________________________________。 (2)操作2要在HCl气体氛围中加热的原因是_______________________________。
(3)电解制镧的尾气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为_________________________。 (4)真空、高温过程中反应的化学方程式为________________________________。
(5)钙热还原法可制得纯度更高的金属镧，已知稀土精矿中镧的质量分数为w，提炼过程中利用率为b，欲用a kJ稀土精矿制得分析纯金属镧，则产品中杂质允许含量的最大值的数学表达式为________kg(化工产品等级标准：优级纯≥99.8%，分析纯≥99.7%，化学纯≥99.5%)。
2. (2016届洛阳期末)钛及其化合物被广泛用于航天航空、舰艇、机械制造、涂料、以及光催化触媒等领域。工业上以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产金属钛，其工艺流程如下：
(1)反应①中氧化剂和还原剂的质量比为________________________________。 (2)反应②的化学方程式是___________________________________________。
(3)室温下，四氯化钛为无色液体，利用TiCl4的水解反应可以制造钛白颜料(TiO2)，水解生成TiO2·xH2O，经焙烧得TiO2。在TiCl4水解时需要加入大量的水，并同时加热的原因是______。
(4)纳米TiO2具有广阔的应用前景，利用钛酸四丁酯[Ti(O－C4H9)4]在酸性条件下，在乙醇介质中水解生成Ti(OH)4溶胶，溶胶凝化处理后得到凝胶，再经干燥和煅烧即得到超细纳米TiO2。请写出钛酸四丁酯〔Ti(O－C4H9)4〕水解生成Ti(OH)4的化学方程式_______，制备纳米TiO2过程中溶液混合时必须缓慢滴加的原因是_______________________。
3.某矿渣所含各物质的质量分数如表所示：
成分 质量分数(%) SiO2 ？ MgO 4.0 Fe2O3 32 Al2O3 10.2 CuO 16 已知常温下，几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Cu(OH)2 4.8 6.4 Mg(OH)2 9.3 10.8 Fe(OH)3 2.7 3.7 Al(OH)3 3.8 4.7 某课题组拟用上述矿渣为原料制备金属镁、铝、铜、铁，其部分工艺流程如下：
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