(教参)第八章 第一节 自然资源的开发利用-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

拓展与归类·专题研析　无机工艺流程解题策略(见学生用书P136) 1．无机工艺流程图模式 2．解答化工流程题的方法——目标分析法 制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标和任务。 3．要求用理论回答的试题应采用“四段论法”： 硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要的铁盐。为充分利用资源，变废为宝，某兴趣小组在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下： 回答下列问题。 (1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是　用热的氢氧化钠溶液洗涤，然后用水洗　。 (2)步骤②需要加热的目的是　增大反应速率　，温度保持80～95 ℃，采用的加热方式是　水浴加热　。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，下列合适的装置为　C　(填字母)。 　　　　 A.　　　B.　　　　　C.　　　　D. (3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是　H2O2是绿色氧化剂，氧化Fe2＋时不引入杂质，足量的H2O2可将铁元素全部转化为Fe3＋　。 (4)步骤⑤的具体实验操作有　加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤　，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 (5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5 mol结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为　NH4Fe(SO4)2·12H2O　。 【解析】(1)铁屑表面的油污可以用热的氢氧化钠溶液洗涤，然后用蒸馏水洗净。(2)铁与硫酸反应，加热的目的是加快反应速率，由于温度要控制在80～95 ℃，应选择水浴加热。铁中含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体H2S，应该用碱溶液吸收，为了防止倒吸，应选用C装置。(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，使用H2O2的优点是不引入新的杂质，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵应将溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。(5)由于样品失去1.5 mol结晶水，失重5.6%，即M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]×5.6%＝1.5×18 g· mol－1，可以求得M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]≈482 g· mol－1，由此可以求出x＝12。 1．工业利用菱镁矿(主要成分是MgCO3，含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程如图所示，请根据流程回答问题。 (1)将菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是　增大酸浸速率　。 (2)氧化池中通入氯气的目的是氧化　Fe2＋(或FeCl2)　，工业上不选用硝酸做氧化剂的原因是　会产生污染性气体NOx　、　会引入杂质离子NO　。 (3)沉淀混合物为　Al(OH)3　和　Fe(OH)3　。(均填化学式) (4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是　A　(填字母)。 A．电解法 B．氢气还原法 C．碳还原法 D．分解法 【解析】(1)粉碎菱镁矿可增大菱镁矿与盐酸的接触面积，增大酸浸速率。(2)通入Cl2是为了将Fe2＋氧化为Fe3＋，工业上不用HNO3是因为硝酸被还原后会产生污染性气体NOx，也会引入杂质离子NO。(3)沉淀池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，加入的MgO与H＋反应使溶液碱性增强，Al3＋和Fe3＋转化为Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金属镁比较活泼，一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。 2．废旧铅酸蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐和氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。 一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表所示： 金属氢 氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2 开始沉淀 的pH 2.3 6.8 3.5 7.2 完全沉淀 的pH 3.2 8.3 4.6 9.1 回答下列问题。 (1)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。 ①能被H2O2氧化的离子是　Fe2＋　(填离子符号)。 ②H2O2促进了金属铅在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为　Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O　。 ③H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2做　还原剂　(填“氧化剂”或“还原剂”)。 (2)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是　Fe(OH)3、Al(OH)3　(填化学式)。 (3)“沉铅”的滤液中，金属离子有　Ba2＋、Na＋　(填离子符号)。 【解析】铅膏中主要含有PbSO