高三二輪復(fù)習(xí)無機(jī)化學(xué)工藝流程綜合題突破2024年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)課件

無機(jī)化學(xué)工藝流程綜合題突破授課人：陽海斌第一課時高三二輪專題復(fù)習(xí)水平3-4

能結(jié)合生產(chǎn)和生活實際問題情境說明化學(xué)變化中能量轉(zhuǎn)化、調(diào)控反應(yīng)條件等的重要應(yīng)用；

能運(yùn)用化學(xué)原理和方法解釋或解決生產(chǎn)、生活中與化學(xué)相關(guān)的一些實際問題；

能分析化學(xué)品生產(chǎn)和應(yīng)用過程對社會和環(huán)境可能發(fā)生的影響，能提出降低其負(fù)面影響的建議。水平4-2

能分析評估物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程對環(huán)境和資源利用的影響?！拘抡n程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求】氧化后調(diào)pH除雜、控制溫度等陌生反應(yīng)產(chǎn)率計算研磨、煅燒、酸溶、堿溶、水溶等常用分離提純方法一、認(rèn)識工業(yè)流程題提高利用率（一）試題源于生產(chǎn)實際，問題情境真實。（二）試題內(nèi)容豐富，既考查化學(xué)知識的掌握和應(yīng)用，同時也考查遷移推理能力。（三）試題新穎，閱讀量、思維含量較大，考查考生的信息提取、加工、處理、應(yīng)用表達(dá)能力?；瘜W(xué)工藝流程題的特點:二、高考如何考疑難突破·提升解題力工藝流程圖結(jié)構(gòu)圖解:三、解題策略【考查角度一】一、原料預(yù)處理1、粉碎或研磨：增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應(yīng)（溶解）速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率）。2、煅燒或灼燒：不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)；其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物；除去有機(jī)物；除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)。3、酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。4、堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、氫氧化鋁、二氧化硅。[必備知識]原料預(yù)處理的常用方法【例題1】（2020?山東濟(jì)寧二模，節(jié)選）一種以廢舊鋰離子電池的正極材料（主要含LiCoO2、Al、C等）為料制備CoC2O4?2H2O的流程如下：灼燒的主要目的是_______________________________________。除去正極材料中的C1、一種磁性材料的磨削廢料（含鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)約21%）主要成分是鐵鎳合金，還含有銅、鈣、鎂、硅的氧化物。由該廢料制備純度較高的氫氧化鎳，工藝流程如下：

為了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有_______。A．?dāng)嚢? B．適當(dāng)升高溫度C．研磨礦石 D．用濃硫酸與濃硝酸D練一練2、（2020北京卷節(jié)選）MnO2是重要化工原料，由軟錳礦制備的一種工藝流程如下：(1)溶出前，軟錳礦需研磨。目的是

。增大接觸面積，加快反應(yīng)速率3、（2020江蘇卷節(jié)選）實驗室由煉鋼污泥（簡稱鐵泥，主要成份為鐵的氧化物）制備軟磁性材料α?Fe2O3。其主要實驗流程如下：（1）酸浸。用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，實驗中采取下列措施能提高鐵元素浸出率的有_________（填序號）。a．適當(dāng)升高酸浸溫度

b．適當(dāng)加快攪拌速度

c．適當(dāng)縮短酸浸時間ab【考查角度二】二、

條件控制a、目的：使溶液中的弱堿金屬陽離子形成氫氧化物完全沉淀下來而除去。b、需要的物質(zhì)：含主要陽離子的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽c、原理：加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應(yīng)，且不引入新雜質(zhì)d、pH控制的范圍：大于等于除去離子的完全沉淀值，小于主要離子的開始沉淀的pH1、調(diào)pH【例題2】釔(Y)元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。我國蘊(yùn)藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業(yè)上通過如下生產(chǎn)流程可獲得氧化釔。已知：①該流程中有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見表

（3）為使Fe3＋沉淀完全，用氨水調(diào)節(jié)pH＝a時，a應(yīng)控制在___________________范圍內(nèi)，3.7≤pH<6.01、某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：

（2）濾渣I的主要成分有

。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2完全沉淀pH3．45．212．4Fe(OH)3、Al(OH)3

練一練2、（2019全國卷3節(jié)選）

高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（2）“氧化”中添加適量的MnO2的作用是________________________。（3）“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_______~6之間。將Fe2+氧化為Fe3+4.7【考查角度二】二、

條件控制a、加熱：加快反應(yīng)速率或溶解速率；促進(jìn)平衡向吸熱方向移動；除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3

、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì)；或通過加熱分解制備產(chǎn)品，使沸點相對較低或易升華的原料氣化等。b、降溫：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動（放熱方向）；使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；降低晶體的溶解度，減少損失。c、控溫：（用水浴帶溫度計便于控溫且受熱均勻）防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)；為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點揮發(fā)出來；使催化劑的活性達(dá)到最好；防止副反應(yīng)的發(fā)生。d、降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。2、控制溫度【例題3】電解精煉銅的陽極泥中主要含Ag、Au等貴重金屬。以下是從精煉銅的陽極泥中回收銀、金的流程圖：

銅陽極泥氧化時，采用“低溫焙燒”而不采用“高溫焙燒”的原因是_____________________________________________________________________。高溫焙燒時，生成的Ag2O又分解為Ag和O2教材必修2P88回歸教材，重視基礎(chǔ)。1、（2017年理綜全國I卷，27題）Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下：練一練TiO2?xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實驗結(jié)果如下表所示：分析40℃時TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________________。溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388低于40℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降。2、實驗室用硫酸廠燒渣（主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬(FeSO4·7H2O)，過程如下：

在⑥中，將溶液Z控制到70～80℃的方法是____________；為什么需要控制溫度到70～80℃

______________________________________________________。加熱促進(jìn)水解，溫度過高不利于聚鐵的形成（或者完全水解了），溫度過低不利于形成膠體。水浴加熱溫度過高CaCl2.2H2O受熱會失去結(jié)晶水。3、醫(yī)用氯化鈣可用于補(bǔ)鈣、抗過敏和消炎等，以工業(yè)碳酸鈣（含少量Na+、Al3+、Fe3+等雜質(zhì)）生產(chǎn)醫(yī)用二水合氯化鈣工藝流程為：為什么蒸發(fā)結(jié)晶要保持在160℃：____________________________________________。【課后練習(xí)】1、工業(yè)級硝酸鍶含硝酸鈣、硝酸鋇等雜質(zhì)，提純流程如下：已知：①“濾渣1”的成分為Ba(NO3)2、Sr(NO3)2；②鉻酸（H2CrO4）為弱酸。（1）“酸浸”不能采用高溫的原因是_____________________________________，（2）已知Cr(OH)3類似Al(OH)3，還原后溶液的pH不能大于8的原因可能是_______________________________________________________________________。避免Cr(OH)3在堿性溶液中發(fā)生反應(yīng)Cr(OH)3＋OH-=CrO2-＋2H2O而溶解避免HNO3揮發(fā)和分解，減少環(huán)境污染2、菱錳礦的主要成分是MnCO3，還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下：焙燒時溫度對錳浸取率的影響如圖所示。焙燒時適宜溫度為__________；800℃以上錳的浸取率減小，可能原因是________________________________________________________________________。溫度過高，NH4Cl分解導(dǎo)致與MnCO3的反應(yīng)不徹底，使浸取率減小。500℃3、已知：①不同溫度下PbCl2的溶解度如下表所示。

溫度/℃

20

40

60

80 100

PbCl2溶解度/g

1.00 1.42 1.94 2.88 3.20②PbCl2為能溶于水的弱電解質(zhì)，在含Cl-的溶液中存在平衡：PbCl2(aq)＋2Cl-(aq)

PbCl42-(aq)。操作a為加適量水稀釋并冷卻，該操作有利于濾液1中PbCl2的析出，其合理的解釋為_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。稀釋有利于PbCl2(aq)＋2Cl-(aq)

PbCl42-(aq)的平衡左移，使PbCl2物質(zhì)的量增大；冷卻使PbCl2的溶解度減少，有利于PbCl2的析出無機(jī)化學(xué)工藝流程綜合題突破授課人：陽海斌第二課時高三二輪專題復(fù)習(xí)【考查角度三】三、陌生方程式的書寫a、選擇合適的氧化劑：不引入新的雜質(zhì)，無污染等。b、離子方程式的書寫（關(guān)注變價元素、找準(zhǔn)目標(biāo)產(chǎn)物）。c、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫流程。

(1)首先根據(jù)題給材料中的信息確定氧化劑(或還原劑)與還原產(chǎn)物(或氧化產(chǎn)物)，結(jié)合已學(xué)知識根據(jù)加入的還原劑(或氧化劑)判斷氧化產(chǎn)物(或還原產(chǎn)物);(2)根據(jù)得失電子守恒配平氧化還原反應(yīng);(3)根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)物的酸堿性，在方程式左邊或右邊補(bǔ)充H+、OH-或H2O等;(4)根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應(yīng)方程式。2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O例1、高鐵酸鉀廣泛應(yīng)用于凈水、電池工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上以鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品FeSO4制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：回答下列問題：（1）寫出“氧化I”中，生成Fe3+的離子反應(yīng)方程式

：

。

1、現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收鋰離子電池正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。“酸浸”的主要目的是將LiCoO2轉(zhuǎn)化為CoSO4，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是____________________________________。HCl會被氧化生成Cl2，污染環(huán)境2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O練一練2、高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“濾渣1”含有S

和_________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________________。（6）寫出“沉錳”的離子方程式________________________________________。MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2OMn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2OSiO2【考查角度四】四、物質(zhì)的分離提純1、化工生產(chǎn)過程中分離提純、除雜

化工生產(chǎn)過程中分離提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實驗的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，或蒸餾、萃取、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。2、?？挤蛛x提純的操作(1)從濾液中提取一般晶體(溶解度隨溫度升高而增大)的方法：蒸發(fā)濃縮(至少有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)、干燥。(2)從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法：蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾(如果溫度下降，雜質(zhì)也會以晶體的形式析出來)、洗滌、干燥。(3)減壓蒸發(fā)的原因：減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度,可以防止某物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)或失去結(jié)晶水(如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品)。(4)洗滌洗滌試劑適用范圍目的蒸餾水冷水產(chǎn)物不溶于水除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因為溶解而造成的損失。熱水有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫度升高而下降除去固體表面吸附著的××雜質(zhì);可適當(dāng)降低固體因為溫度變化溶解而造成的損失。有機(jī)溶劑(酒精、丙酮等)固體易溶于水、難溶于有機(jī)溶劑減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥。飽和溶液對純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解。洗滌沉淀方法：向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2~3次。檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入某試劑，若未出現(xiàn)特征反應(yīng)現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈，否則反之。(5)萃取與反萃取

①萃?。豪梦镔|(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同，將物質(zhì)從一種溶劑提取到另一種溶劑，使溶質(zhì)和溶劑分離的分離方法。如用CCl4萃取溴水中的Br2。

②反萃取：用反萃取劑使被萃取物從負(fù)載有機(jī)相返回水相的過程，為萃取的逆過程。(6)其他

①蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。

②減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))的原因：減小壓強(qiáng)，使液體沸點降低，防止受熱分解、揮發(fā)。3、根據(jù)溶解度曲線判斷結(jié)晶的方法(1)溶解度受溫度影響較小的（如：NaCl）采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法；(2)溶解度受溫度影響較大的采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法；(3)帶有結(jié)晶水的鹽，一般采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法，特別應(yīng)注意的是若從FeCl3溶液中結(jié)晶出FeCl3·6H2O晶體，應(yīng)在HCl氣氛中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。例題2

碘化亞銅（CuI）是陽極射線管覆蓋物，不溶于水和乙醇。圖是工業(yè)上由冰銅制取無水碘化亞銅的流程。③

步驟d用乙醇洗滌的優(yōu)點是____________________________，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是

。洗去殘余水分且可快速晾干蘸取最后一次洗滌液進(jìn)行焰色反應(yīng)，如果火焰無黃色則已洗凈[解析]：步驟d用乙醇洗滌可以洗去固體表面的水，同時由于乙醇易揮發(fā)達(dá)到快速晾干的目的；洗滌液中含有鈉離子、硫酸根離子，可以用焰色反應(yīng)或酸化的氯化鋇溶液檢驗沉淀是否洗滌干凈。1、圖是Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲線，則由Na2SO4溶液得到Na2SO4固體的操作是

→

→用乙醇洗滌→干燥。用乙醇洗滌而不用水洗的原因是

。蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過濾防止Na2SO4固體轉(zhuǎn)化為Na2SO4·10H2O，并防止Na2SO4因溶于水而損耗練一練[解析]：由圖像溶解度曲線變化可知，Na2SO4的溶解度在溫度較高時，隨溫度升高而降低，而Na2SO4·10H2O的溶解度隨溫度升高而增大，欲得到Na2SO4晶體，應(yīng)采取加熱蒸發(fā)溶劑使Na2SO4結(jié)晶析出,并趁熱過濾；因Na2SO4在乙醇中難于溶解，所以用乙醇洗滌既防止Na2SO4和水作用生成Na2SO4·10H2O，又能防止Na2SO4因溶于水而損耗。2、Al3+、Co2+萃取率與pH的關(guān)系如圖。萃取分離鈷、鋁的實驗操作：向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸調(diào)pH=3~4，分液可得CoSO4溶液，

，可得Al2(SO4)3溶液。繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸，調(diào)pH至0.5以下(或1以下)，然后分液[解析]：根據(jù)圖像，當(dāng)pH在0.5左右時，Al3+的萃取率急劇減小，因此繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸，調(diào)pH至0.5以下(或1以下，然后分液，可得Al2(SO4)3溶液?！究疾榻嵌任濉课?、化學(xué)計算2、Ksp計算(1)判斷能否沉淀(2)判斷能否沉淀完全(3)計算某一離子濃度(4)沉淀生成和沉淀完全時pH的計算1、產(chǎn)率、純度、含量的計算例題3[2018·北京卷節(jié)選]磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:取ag所得精制磷酸，加適量水稀釋，以百里香酚酞作指示劑，用bmol·L-1NaOH溶液滴定至終點時生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

。(已知:H3PO4摩爾質(zhì)量為98g·mol-1)

4.9bc/a%例題4Zn、Fe及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用比較廣泛。工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO和CuO等雜質(zhì))制取金屬鋅的工藝流程如下:(1)若凈化后的溶液中Cu2+濃度為1×10-12

mol·L-1，則凈化后溶液中Zn2+濃度為

[已知:室溫下Ksp(ZnS)=1.6×10-24，

Ksp(CuS)=6.4×10-36]

0.25mol·L-11、[2019·江蘇卷]實驗室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO4·2H2O，還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCO3和(NH4)2SO4晶體，其實驗流程如下:練一練1.6×1042、氯氧化鉍(BiOCl)常用于電子設(shè)備等領(lǐng)域，BiOCl難溶于水，它是BiCl3的水解產(chǎn)物。以含鉍的廢料(主要含鉍的化合物，含少量銅、鉛、鋅的硫酸鹽及Cu2S和Fe2O3等)為原料生產(chǎn)高純度BiOCl的工藝流程如下:(5)測定產(chǎn)品的純度：取mg充分洗滌并干燥后的產(chǎn)品,溶于稍過量的濃硝酸中，加水稀釋到100.00mL，取20.00mL于燒杯中，用cmol·L-1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(用Na2CrO4作指示劑)，消耗AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液V

mL，則產(chǎn)品中BiOCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

%(用含m、c、V的代數(shù)式表示)