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高三一轮复习

成都七中嘉祥外国语学校

化学组

周敏

工业流程中的过滤问题

——由一道高考题的引发思考

班级

姓名

【学习目标】

1.通过对2017、2018全国卷中工业流程图的分析，掌握判断过滤操作的方法。

2.通过对2018年全国二卷26题的深度挖掘和剖析，总结工业流程中过滤的相关问题。

3.通过小组互评的方式，规范沉淀洗涤，沉淀是否洗净相关问题的答题语言。

【重点】原料预处理的方法，沉淀的处理方法

【难点】工业流程中与过滤有关的问题

【学习过程】

【活动元一：用红笔圈出以下流程图中的过滤操作】

【总结解题策略】：快速判断流程图中的过滤操作

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周敏

【活动元二：题型挖掘】（2018，全国Ⅱ卷，26）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L–1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子

开始沉淀的pH Fe3+

1.5 Fe2+

6.3 Zn2+

6.2 Cd2+

7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4

请你找出过滤操作前加入的物质及作用：

【总结解题策略】：过滤前框外物质的作用

【题型挖掘】（2018，全国Ⅱ卷，26）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

酸：

碱：

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周敏

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L–1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子

开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+

1.5 2.8 Fe2+

6.3 8.3 Zn2+

6.2 8.2 Cd2+

7.4 9.4 请你找出加入ZnO后调节的pH范围是

【总结解题策略】：控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀, 调节pH范围 【活动元三：熟练掌握过滤相关知识】

【题型挖掘】工业上以粗盐（常含有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质）为原料制取精制饱和食盐水，选择合适试剂进行提纯。

【总结解题策略】：

沉淀剂的选择问题

【题型挖掘】判断滤渣成分，若改变两种试剂加入顺序再判断滤渣成分

滤渣一成分：

滤渣二成分：

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改变试剂加入顺序后：

滤渣一成分：

滤渣二成分：

【题型挖掘】（2015年全国卷Ӏ，27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

利用______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_____ 。(写化学式)

【活动元四】：过滤后有关沉淀的处理方法

沉淀洗涤剂的选择：

沉淀洗涤的答题规范：

沉淀是否洗净的答题规范：

【规范答题】1、实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。

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周敏

选择最好的试剂洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，洗涤的操作为_________________________________________________(2分) 2、用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是____________________________ (2分)

【真题再现】

【2017.全国卷Ⅱ,26】水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是______________________________，还可使用_______ ____代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是_________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为____________________________________。

（3）加氨水过程中加热的目的是 。沉淀B的主要成分为 、 （填化学式）

【2017.全国卷Ⅲ,27】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为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）步骤①的主要反应为：

高温 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

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周敏

上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。

（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”），原因是_________（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。

a.80℃

b.60℃ c.40℃ d.10℃

步骤⑤的反应类型是___________________。

（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品

m2 kg，产率为_____________。