资源简介

(共20张PPT)
无机化学工艺流程综合题突破（一）
水平3-4 能结合生产和生活实际问题情境说明化学变化中能量转化、调控反应条件等的重要应用；
能运用化学原理和方法解释或解决生产、生活中与化学相关的一些实际问题；
能分析化学品生产和应用过程对社会和环境可能发生的影响，能提出降低其负面影响的建议。
水平4-2 能分析评估物质转化过程对环境和资源利用的影响。
【新课程标准学业质量水平要求】
【真题感悟】
（2020 全国III卷，27题）
回答下列问题：
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_____________________________________。
为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________________________________________________________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是____________________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是____________________。
除去油脂、溶解铝及其氧化物
(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的
Ksp=________________________________________________________（列出计算式）。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol L 1，则“调pH”应控制的pH范围是_________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式___________________________________________。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是____________________。
3.2～6.2
提高镍的回收率
【归纳总结】
工艺流程的基本结构
原料
核心反应
目标产物
预处理
条件控制
分离提纯
研磨
酸洗
灼烧 ……
调节溶液pH
调节温度
调节压强
加入合适的氧化剂或还原剂……
过滤
萃取分液
结晶……
碱浸
近四年全国卷化工流程题考点统计
【考查角度】
【例1】（2020 山东济宁二模，节选）
一种以废旧锂离子电池的正极材料（主要含LiCoO2、Al、C等）为料制备CoC2O4 2H2O的流程如下：
灼烧的主要目的是_______________________________________。
【角度1】原料预处理
除去正极材料中的C
[必备知识] 原料预处理的常用方法
方法 目的
研磨、雾化
水浸或酸浸
碱浸
灼烧
减小固体的颗粒度或将液体雾化，
增大反应物的接触面积，加快反应速率。
与水（或酸）接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
除去油污，溶解酸性氧化物，溶解铝及其化合物。
除去可燃性杂质或使原料初步转化
【考查角度】
【练习1】一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如下：
为了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有_______。
A．搅拌 B．适当升高温度
C．研磨矿石 D．用浓硫酸与浓硝酸
【角度1】原料预处理
D
铁与浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应
【考查角度】
【例2】（2017年理综全国I卷，27题，节选）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：
【角度2】反应条件的控制
【例2】（2017年理综全国I卷，27题，节选）
TiO2 xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
分析40 ℃时TiO2 xH2O转化率最高的原因__________________________。
温度/℃ 30 35 40 45 50
TiO2·xH2O转化率/% 92 95 97 93 88
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
【考查角度】
【角度2】反应条件的控制
【例3】电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：
铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是________________________________________________。
高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2
【考查角度】
【角度2】反应条件的控制
教材必修2 P88
【考查角度】
【角度2】反应条件的控制
【热点题型】
【角度2】反应条件的控制
[必备知识]反应条件的控制
1．控制溶液的酸碱性
（1）增强某些物质的氧化性或还原性。
（2）通过控制溶液的pH值除去某些离子。
2．控制反应的温度
（1）调节化学反应速率。
（2）控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤防止某些物质降温时析出。
（3）促进或防止溶液中气体的逸出或物质的分解。
（4）通过控制温度提高化学反应的选择性（或催化剂的活性）。
（5）防止副反应的发生。
3．加入氧化剂或还原剂
完成溶液中离子的转化，需要根据题目信息判断加入试剂的作用。
【热点题型】
【角度2】反应条件的控制
【练习2】现欲利用以下工艺流程回收锂离子电池正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。
“酸浸”的主要目的是将LiCoO2转化为CoSO4，写出该反应的化学方程式__________________________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是____________________________________。
HCl会被氧化生成Cl2，污染环境
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
【热点题型】
【角度2】反应条件的控制
[思考] H2O2是化工流程中常用的一种试剂，你能否根据氧化还原的某些规律对H2O2的性质做一个小结？
（1）歧化（不稳定性） 2H2O2====2H2O+O2↑
（2）强氧化性 可氧化Fe2+、I-、S2-、SO32-等
（3）弱还原性 可还原LiCoO2、Co2O3、ClO2、Cl2、KMnO4/H+等
MnO2
【热点题型】
【角度2】反应条件的控制
【随堂练习】
1、工业级硝酸锶含硝酸钙、硝酸钡等杂质，提纯流程如下：
已知：①“滤渣1”的成分为Ba(NO3)2、Sr(NO3)2；
②铬酸（H2CrO4）为弱酸。
（1）“酸浸”不能采用高温的原因是________________________________，
（2）已知Cr(OH)3类似Al(OH)3，还原后溶液的pH不能大于8的原因可能是_________________________________________________________。
避免Cr(OH)3在碱性溶液中发生反应Cr(OH)3＋OH-=CrO2-＋2H2O而溶解
避免HNO3挥发和分解，减少环境污染
【随堂练习】
2、菱锰矿的主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
焙烧时温度对锰浸取率的影响如图所示。
焙烧时适宜温度为__________；800℃以上锰的浸取率减小，可能原因是____________________________________________________________。
温度过高，NH4Cl分解导致与MnCO3的反应不彻底，使浸取率减小
500℃
3、已知：①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。
温度/℃ 20 40 60 80 100
PbCl2溶解度/g 1.00 1.42 1.94 2.88 3.20
②PbCl2为能溶于水的弱电解质，在含Cl-的溶液中存在平衡：
PbCl2(aq)＋2Cl-(aq) PbCl42-(aq)。
操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，其合理的解释为___________________________________________
______________________________________________________。
稀释有利于PbCl2(aq)＋2Cl-(aq) PbCl42-(aq)的平衡左移，
使PbCl2物质的量增大；冷却使PbCl2的溶解度减少，有利于PbCl2的析出
返回
【随堂练习】

展开更多......

收起↑