第9章 专题拓展突破14 无机化工流程题的突破方法（word教参）-【正禾一本通】2024高考化学高三一轮总复习高效讲义（老高考）

专题拓展突破14 无机化工流程题的突破方法 1．物质制备类化工流程题 (1)核心反应——陌生方程式的书写 关注箭头的指向：箭头指入→反应物，箭头指出→生成物。 ①氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律，进行产物判断及配平。 ②非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物。 (2)原料的预处理 ①溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 在酸溶液中反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程 浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 ②灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。 (3)常用的控制反应条件的方法 ①调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。 例如：若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。 ②控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。 ③趁热过滤。防止某物质降温时会析出。 ④冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 【对点练】 1.兰尼镍(Raney­Ni)是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，常用作烯烃、炔烃等氢化反应催化剂，其高催化活性源自于镍本身的催化性质和其多孔结构对氢气的强吸附性。由镍矿渣[主要含Ni(OH)2、NiS，还含铁、铜、钙、镁化合物及其他不溶性杂质]制备兰尼镍的过程可表示如下： 已知：Ksp(NiS)＝1.07×10－21 ，Ksp(CuS)＝1.27×10－26 (1)“酸溶”过程中，NiS发生反应的离子方程式为_______________________________。 (2)“除杂”过程中加入NiS除去Cu2＋发生的反应是：NiS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Ni2＋(aq)，该反应的平衡常数K＝___________。 (3)“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O。为测定其组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品3.41 g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500 ℃～750 ℃条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750 ℃以上残留固体为NiO)。该样品的化学式为______________________________________________________。 (4)“浸出”是制备兰尼镍的关键步骤，NaOH溶液在“浸出”过程中的作用是 ________________________________________________________________________。 (5)使用新制兰尼镍进行催化加氢反应，有时不需通入氢气也能发生氢化反应，原因是 ________________________________________________________________________。 解析：镍矿渣加入稀硫酸、NaClO3把S元素氧化为S单质，除杂后加入碳酸钠沉镍，经一系列反应得金属镍，镍和铝熔合为镍铝合金，用氢氧化钠浸出部分铝元素，形成多孔结构的镍铝合金。(2)K＝＝＝＝≈8.43×104。(3)750 ℃以上残留固体为NiO，可知n(NiO)＝0.03 mol，500 ℃～750 ℃条件下加热，收集到的气体产物只有一种，说明发生反应NiCO3NiO＋CO2↑，固体质量减少(2.69－2.25)＝0.44 g，说明反应生成二氧化碳的质量为0.44 g，则n(NiCO3)＝n(CO2)＝0.01 mol；根据镍元素守恒，n[Ni(OH) 2]＝0.03 mol－0.01 mol＝0.02 mol，则n(H2O)＝＝0.02 mol，该样品的化学式为NiCO3·2Ni(OH)2·2H2O。 答案：(1)3NiS＋ClO＋6H＋===3Ni2＋＋3S＋Cl－＋3H2O (2)8.43×104 (3)NiCO3·2Ni(OH)2·2H2O (4)溶解部分铝，形成多孔结构的镍铝合金 (5)镍的多孔结构对氢气具有强吸附性，在制取过程中“浸出”时产生的氢气被镍吸附 2．以分离提纯为目的的化学工艺流程 (1)物质分离提纯的原则 ①不增：不引入新的杂质。 ②不减：不减少被提纯的物质。 ③易分离：被提纯物与杂质易于分离。 ④易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。 (2)常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或 还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受