内容正文:
重点突破(一) 三阶段建模工艺流程
解化工流程题,把握好流程的三个阶段(原料的预处理、反应条件的控制、生成物的分离与提纯)是审题析题的三个关键环节。将整个流程区分为三个阶段旨在化大为小、化繁为简,理清各环节中的重点及各环节间的联系;所以,要想顺利有序破解化工流程大题,应先理清化工流程的三个环节:
命题点(一) 原料的预处理
原料预处理过程中的常用方法
方法
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分
浸取
水浸
与水接触反应或溶解
酸浸
与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
碱浸
除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧(焙烧)
除去可燃性杂质或使原料初步转化:①除去硫、碳单质;②有机物转化、除去有机物;③高温下原料与空气中氧气反应等
煅烧
改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土
[迁移应用]
1.(2021·河北等级考)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:
下列说法错误的是( )
A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
解析:选D 酸浸工序中分次加入稀HNO3可控制反应物浓度,降低反应剧烈程度,A说法正确;转化工序中加入NaCl可生成BiCl3,Bi3+会水解生成BiOCl和BiONO3,加入稀HCl可抑制BiONO3的生成,提高BiOCl的产率,B说法正确;水解工序中加入少量CH3COONa(s)可使水解平衡Bi3++Cl-+H2OBiOCl+2H+正向移动,有利于Bi3+水解生成BiOCl,C说法正确;水解工序中加入少量NH4NO3(s)可使C选项中的水解平衡逆向移动,不利于BiOCl的生成,D说法错误。
2.(好题再发掘)由第1题的题给信息回答以下问题:
(1)Bi位于第六周期,其最高价氧化物对应水化物的化学式为__________。
(2)酸浸工序时,为了提高浸取速率,可以采取的措施是________(填字母)。
a.加入足量的蒸馏水 b.搅拌
c.粉碎矿石 d.升高温度
(3)水解工序时,发生反应的离子方程式为___________________________________。
答案:(1)H3BiO4 (2)bcd
(3)Bi3++Cl-+H2OBiOCl+2H+
3.三氧化二镍(Ni2O3)是重要的电子元件材料和蓄电池材料,工业上利用含镍废料(主要成分为镍、铝、氧化铁、碳等)提取Ni2O3,工业流程如图:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:
NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O。
③Ksp[Al(OH)3]=1.9×10-23,
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,
Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,
Ksp(NiC2O4)=1.0×10-9。
回答下列问题:
(1)“预处理”操作可以选择用______(填字母)来除去废旧镍电池表面的矿物油污。
A.纯碱溶液浸泡 B.NaOH溶液浸泡
C.酒精清洗
(2)①酸浸时镍的浸出率与温度的关系如图所示,温度高于40 ℃时镍的浸出率开始下降,主要原因可能是________________________________________________。
(从两个角度分析)
②常温下,盐酸的浓度为2.5 mol·L-1,液固比与镍的浸出率的关系如表所示,
液固比
7∶1
6∶1
5∶1
镍的浸出率/%
95.63
95.32
89.68
实际生产采取的液固比为____________,主要原因是_________________________。
解析:(1)“预处理”操作表面的矿物油污为烃类,不能用碱性物质来清除,可选用酒精预处理;(2)①温度高于40 ℃时加快盐酸挥发,加上温度高,镍离子水解程度加大,镍的浸出率开始下降;②6∶1时浸出率已经很高,用7∶1提高不大,没必要用7∶1增加成本。
答案:(1)C (2)①HCl挥发加快,导致盐酸浓度降低较快;Ni2+水解加快(或促进Ni2+水解),部分生成Ni(OH)2 ②6∶1 此条件下,镍的浸出率较高,增大液固比,浸出率变化不大,但生产成本增加
4.碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族,由该元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂,电镀液的光亮剂,玻璃的着色材料,合金材料的添加剂等。碲化铜渣是电解精炼铜时产