微專題無機(jī)工藝流程題的突破策略-2024高考化學(xué)一輪考點擊破

微專題4無機(jī)工藝流程題的突破策略突破核心整合1.無機(jī)工藝流程題的結(jié)構(gòu)2.無機(jī)工藝流程題的答題模板關(guān)鍵詞釋義研磨、粉碎、霧化將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w分散成微小液滴，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率、使反應(yīng)更充分或增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率）灼燒（煅燒、焙燒）①使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)，使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦;除去碳及有機(jī)物;除去熱穩(wěn)定性差的雜質(zhì)②恒重法：樣品連續(xù)兩次干燥與灼燒后質(zhì)量不變或質(zhì)量變化可忽略提高固體的焙燒效率增加氧氣的量、固體充分粉碎、逆流焙燒、適當(dāng)升溫等浸取向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的過程;溶解、除去氧化物（膜）堿浸除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅水浸與水接觸反應(yīng)或溶解提高浸出率①將礦石研成粉末，增大接觸面積;②攪拌，使反應(yīng)更加充分;③適當(dāng)增大浸取液的濃度;④加熱;⑤延長浸出時間過濾①過濾后濾液仍然渾濁，可能的操作原因：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，濾紙破損;漏斗中液面高于濾紙邊緣②過濾的沉淀在稱重之前的操作：過濾，洗滌，干燥（在干燥器中冷卻），稱重③減壓過濾的好處:可加快過濾速率，可得到較干燥的沉淀。注意：不宜過濾膠狀沉淀和顆粒太小的沉淀;當(dāng)停止吸濾時，需先拔掉連接吸濾瓶和泵的橡膠管，再關(guān)泵，以防反吸④趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量或減少因降溫而溶解的晶體的量萃取和分液利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4蒸餾或分餾分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油冷卻法利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣鹽析加無機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出活性炭脫色結(jié)晶①單一溶質(zhì)溶液得到晶體：蒸發(fā)結(jié)晶（NaCl型）;加熱濃縮（至有晶膜出現(xiàn)為止），冷卻結(jié)晶（KNO3②混合溶液（分離A和B）：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾（得NaCl型），將濾液冷卻結(jié)晶，過濾（得KNO3③由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2、CoCl2④要得到較大的晶體，可以采用：緩慢蒸發(fā)溶劑、減慢冷卻結(jié)晶或冷卻后靜置較長時間⑤產(chǎn)品進(jìn)一步提純的操作：重結(jié)晶⑥含結(jié)晶水晶體：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶步驟：加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥加熱濃縮加熱蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度沉淀洗滌①沉淀洗滌的目的：除去沉淀表面附著或沉淀中夾雜的可溶性離子②洗滌方法：向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復(fù)操作2~3次③沉淀是否洗滌干凈的判斷方法的答題模板：取最后一次洗滌液，滴加……（試劑），若沒有……現(xiàn)象，證明沉淀已洗凈④誤差分析：若沉淀不洗滌或洗滌不干凈，則使沉淀的質(zhì)量偏大；若沉淀洗滌次數(shù)過多，則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏小水洗用水洗去可溶性雜質(zhì)，類似的還有酸洗、醇洗等酸作用溶解、除去氧化物（膜）、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質(zhì)離子等堿作用除去油污、除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH、促進(jìn)水解（沉淀）調(diào)pH①目的：使溶液中的Fe3+、Cu2+、Mg②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，即能與H+反應(yīng)，使pH增大的物質(zhì)如MgO、Mg(③原理：加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應(yīng)，降低了H+的濃度，增大④pH控制的范圍：大于或等于除去離子的完全沉淀的pH，小于主要離子開始沉淀的pH⑤控制pH的目的：防止某離子水解;防止某離子沉淀;確保某離子完全沉淀;防止某物質(zhì)溶解等高考經(jīng)典再研典例[2022全國乙，26，14分]廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，還有少量Ba、Fe、一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：難溶電解質(zhì)PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×107.4×101.1×102.6×10一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如下表：金屬氫氧化物Fe(Fe(Al(Pb(開始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列問題：（1）在“脫硫”中PbSO4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為PbSO4(s)+CO32?(aq)PbCO3(s)+SO[解析]結(jié)合難溶電解質(zhì)的Ksp，可知利用Na2CO3“脫硫”發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)：PbSO4(s)+CO32?(aq)（2）在“脫硫”中，加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉(zhuǎn)化，原因是沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)BaSO4(s)+CO[解析]沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)BaSO4(s)+CO32?(aq)?BaCO3(s（3）在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，還要加入（?。┠鼙籋2O2[解析]根據(jù)鉛膏的組成成分中含鐵元素可知，H2O2能夠氧化的離子為（ⅱ）H2O2促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為Pb[解析]H2O2將Pb氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（ⅲ）H2O2也能使PbO2轉(zhuǎn)化為Pb([解析]PbO2轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2的過程中Pb（4）“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是Al(OH)3、Fe[解析]“脫硫”時，BaSO4部分轉(zhuǎn)化為BaCO3，Ba元素以BaSO4、BaCO3的形式進(jìn)入“酸浸”工序，此外還有Al、Fe等金屬元素，結(jié)合題給金屬氫氧化物沉淀時的pH和鉛膏的成分，可知濾渣中含有Al(OH)3（5）“沉鉛”的濾液中，金屬離子有Ba2+、Na[解析]“沉鉛”的濾液中有“酸浸”時BaCO3溶于酸產(chǎn)生的Ba2+，還有因加入NaOH溶液而引入的Na情境素材廢舊鉛蓄電池鉛回收工藝流程考查角度離子方程式的書寫、平衡移動、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用、Ksp素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化觀念與平衡思想變式.某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開始沉淀時(c=0.01mol?L7.23.72.27.5沉淀完全時(c=1.0×10?5mol?8.74.73.29.0回答下列問題：（1）“轉(zhuǎn)化”操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe（2）向含有Ni2+、Al3+、Fe3+且濃度相同的混合液中滴加堿液調(diào)節(jié)pH，上述金屬離子沉淀的先后順序為Fe3+、Al模擬對點演習(xí)1.[2022廣東綜合能力測試]堿式碳酸鎳[Nix(OH)y(CO3)z回答下列問題：（1）As是第ⅤA族元素，F(xiàn)eAsO3中As元素化合價為+3；“焙燒”過程中金屬元素轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}，寫出Mg3Si2O5(OH[解析]在FeAsO3中Fe與As均為+3價；焙燒過程中金屬元素轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}，MgSi2O5(OH)4與硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式為3(（2）“除鐵、砷”過程中，溶液中AsO33?變成了穩(wěn)定的FeAsO4沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式：3H2O[解析]AsO33?轉(zhuǎn)變?yōu)镕eAsO3的離子方程式為3H2（3）已知反應(yīng)溫度對砷、鐵沉淀率的影響如下圖所示，請解釋選擇70℃的原因：70℃時，砷和鐵的沉淀率已經(jīng)達(dá)到98%以上，再升高溫度，沉淀率增加不大；同時，溫度過高H2O2（4）“除鎂”步驟中，當(dāng)Mg2+恰好沉淀完全時，濾液④中c(F?)=9.0×10?3.5mol?L?1；若溶液酸性過強(qiáng)，Mg2+沉淀不完全，原因是F?與H+[解析]“除鎂”過程中Mg2+恰好沉淀完全，即此時溶液中c(Mg2+)=1×10?5mol?L?1，由Ksp(MgF2)=c(Mg2+)?c2(F?（5）“沉鎳”時pH>8，溶液pH增大會使堿式碳酸鎳中Ni元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，請解釋原因：OH?的摩爾質(zhì)量小于CO32?的摩爾質(zhì)量，pH增大，x不變，y增大，相應(yīng)2.[2022湖南長沙明德中學(xué)二模]鉍(Bi)與氮同族，氯氧化鉍(BiOCl)廣泛用于彩釉調(diào)料、塑料助劑、油漆調(diào)色、生產(chǎn)金屬鉍等。一種以用火法煉銅過程產(chǎn)生的銅轉(zhuǎn)爐煙塵（除含鉍的化合物之外，還有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2回答下列問題：（1）BiOCl中Bi元素的化合價為+3。[解析]BiOCl中O為?2價，Cl為?1價，Bi的化合價為+3價。（2）為獲得副產(chǎn)品ZnSO4?7H2O，向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，主要目的是除去[解析]向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，Zn粉能與Cu2+、Fe3+反應(yīng)生成Cu、Fe，從而除去Cu2+、（3）“浸銅”時，有單質(zhì)硫生成，其反應(yīng)的離子方程式為CuS+[解析]“浸銅”時，加入的物質(zhì)是稀硫酸、MnO2，得到單質(zhì)硫，離子方程式為CuS+（4）“浸鉍”時，溫度升高，鉍的浸出率降低，其原因為溫度升高，鹽酸揮發(fā)，反應(yīng)物濃度降低。[解析]“浸鉍”時，加入鹽酸和氯化鈉溶液，鹽酸易揮發(fā)，升高溫度，鹽酸揮發(fā)，反應(yīng)物濃度降低，鉍的浸出率降低。（5）“沉鉍”時需控制溶液的pH=3.0，此時BiCl3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為[解析]“沉鉍”時加入Na2CO3溶液，生成BiOCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（6）“除鉛、砷”時，可以采用以下兩種方法：①加入改性羥基磷灰石固體(HAP)：浸液2與HAP的液固比L/S125:150:125:115:1Pb2+去除率/%84.8694.1595.4096.83As3+去除率/%98.7998.9298.3499.05m（沉鉍）/g2.342.332.051.98實驗中應(yīng)采用的L/S=50:1[解析]根據(jù)表格數(shù)據(jù)，L/S=50:1、L/S=25:1與L/S=15:1時比較，Pb2+、As3+去除率變化都不大，且50:1時沉鉍量最大，因此L/S②鐵鹽氧化法：向浸液2中加入Fe2(SO4)3，并調(diào)節(jié)pH，生成FeAsO4沉淀。當(dāng)溶液中c(AsO43?)=1×10?9mol/L，且不產(chǎn)生Fe([解析]c(AsO43?)=1×10?9mol/L，3.[2022河北衡水中學(xué)二調(diào)]氯化鉛(PbCl已知：①鉛膏主要由PbSO4、PbO、PbO2和②硫酸鉛、氯化鉛微溶于水，但氯化鉛能溶于NaCl溶液，主要發(fā)生反應(yīng)：PbCl2請根據(jù)要求，回答下列問題：（1）鉛蓄電池的正極材料是PbO2（填化學(xué)式），放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式為Pb[解析]鉛蓄電池放電時的總反應(yīng)為PbO2+Pb+2H2SO4（2）“浸取反應(yīng)”是在加熱條件下，用鹽酸和氯化鈉溶液浸取鉛膏的過程，主要發(fā)生的反應(yīng)有：PbO2+Pb+4HCl2PbCl2+2H2O、PbO+2HCl[解析]PbO2與HCl反應(yīng)產(chǎn)生的黃綠色氣體為氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是PbO2+4HCl（3）PbCl2（溶液顯酸性）在氯化鈉溶液中的溶解度隨溫度的升高而增大，適當(dāng)升高溫度有利于提高鉛的浸取率，當(dāng)溫度高于70℃時，浸取率提高不明顯，可能的原因是PbCl2水解生成HCl，超過70℃時