高考化学大二轮复习 专题四 化学实验 第17讲 化学工艺流程学案-人教版高三全册化学学案.doc

第17讲化学工艺流程最新考纲考向分析1.建立分析解决材料、环境、健康、能源等领域关于物质的制备和应用等实际问题和思路方法。2．认识物质性质、设计物质转化的核心角度形成认识途径并将其应用于解决真实问题进而形成解决问题的思路和方法。3．认识物质的转化在自然资源利用和环境保护中的重要价值。1.以化工流程为载体常考查：(1)实验操作目的分析。(2)实验操作规范判断。2．以物质制备和提纯为情境考查：(1)陌生物质化合价的判断及电子式的书写。(2)反应方程式或离子方程式的书写。(3)流程中试剂的选择中间产物的种类及离子判断。(4)实验操作规范语言的表述。(5)实验操作试剂的选取。(6)流程的中间环节物质种类及离子判断。(7)样品中质量分数及产物产率的计算。考点一物质制备型Zeq\o(\s\up7(真题感悟)\s\do5(hentiganwu))(课前)1．(2017·全国Ⅰ·27)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：回答下列问题：(1)“酸浸”实验中铁的浸出率结果如下图所示。由图可知当铁的浸出率为70%时所采用的实验条件为_100℃、2190℃、5h__。(2)“酸浸”后钛主要以TiOCleq\o\al(2－4)形式存在写出相应反应的离子方程式FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCleq\o\al(2－4)＋2H2O。(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率/%9295979388分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_低于40℃TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降__。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4其中过氧键的数目为_4__。(5)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？Fe3＋恰好沉淀完全时c(POeq\o\al(3－4))＝eq\f(1.3×10－221.0×10－5)mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1c3(Mg2＋)·c2(POeq\o\al(3－4))值为0.013×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40<Ksp[Mg3(PO4)3]因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4eq\o(=====\s\up7(高温))2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑。[解析](1)从图象直接可以看出铁的浸出率为70%时对应的温度、时间符合温度升高反应速率加快值得注意的是这类填空题可能有多个合理答案。(2)考查离子方程式书写。难点为生成物还有什么钛酸亚铁中钛为＋4价铁为＋2价产物有氯化亚铁比较FeTiO3和TiOCleq\o\al(2－4)知产物中一定有H2O。值得注意的是钛酸亚铁与盐酸反应是非氧化还原反应。(3)联系化学反应速率、双氧水和氨水性质分析转化率。这类问题要从两个角度分析即低于40℃时随着温度的升高反应速率加快；高于40℃时氨水挥发速率加快、双氧水分解速率加快导致反应物浓度降低结果转化率降低。(4)考查化学式与元素化合价关系。锂元素在化合物中只有一种化合价(＋1)化合物中元素化合价代数和等于0过氧键中氧显－1价类似双氧水、过氧化钠。如果能求出－1价氧原子个数就能求出过氧键数目即过氧键数目等于－1价氧原子个数的一半。设Li4Ti5O15中－2价、－1价氧原子个数分别为x、y。有：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝152x＋y＝22))解得x＝7y＝8。所以过氧键数目为eq\f(82)＝4。(5)考查溶度积计算以及判断沉淀是否形成。分两步计算：①计算铁离子完全沉淀时磷酸根离子浓度。c(Fe3＋)·c(POeq\o\al(3－4))＝Ksp(FePO4)c(POeq\o\al(3－4))＝eq\f(1.3×10－221.0×10－5)mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。②混合后溶液中镁离子浓度为c(Mg2＋)＝0.01mol·L－1c3(Mg2＋)·