2024届高考化学二轮复习讲义 无机化学工艺流程

无机化学工艺流程 一、原料预处理 1.原料预处理的目的 (1)原料经过预处理主要是除去不必要的杂质，净化所需要的原料。 (2)原料中的目标物质(不易除去的杂质)转化为易于化学处理的物质。 2.原料的预处理措施 方法 作用 粉碎、研磨 将块状或颗粒状的物质磨成粉末，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼烧、焙 烧、煅烧 除去可燃性杂质(碳、有机物)；氢氧化物、碳酸盐类分解为氧化物；金属单质、金属硫化物转变为金属氧化物 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸、酸浸、碱浸、醇浸等 酸浸 与酸反应或溶解，金属氧化物、弱酸盐转变为金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污；溶解铝(氧化铝等两性物质)、锌、二氧化硅；调节pH促进水解，实现金属离子(Al3+、Fe3+等)的沉淀 醇浸 提取有机物，主要涉及有机物的提纯、分离 3.浸出率(浸取率) 实际浸取量与理论浸取量的比值(固体溶解后，离子在溶液中含量的多少)。 4.提高浸出率的方法 适当升温(加热)、搅拌、粉碎(研磨)、增大反应物(酸、碱)的浓度等。 二、反应条件的控制 通过控制一定的反应条件，来达到提高物质转化率或更彻底除去杂质的目的。反应条件最常见的是溶液的pH、反应的温度、反应物的配料比等。 1.控制溶液的酸碱性(pH)的目的 (1)增强物质的氧化性(增强Mn、N的氧化性)。 (2)通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。 ①如：要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+，可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。[若有Fe2+，需先用氧化剂(H2O2等)把Fe2+氧化为Fe3+] ②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+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 2.控制反应的温度 (1)控制反应温度的目的 温度 目的 高温 加快物质溶解(分解、逸出)；加快反应速率；促进平衡移动等 低温 防止物质溶解、挥发或分解；促进平衡移动 温度 范围 (1)过低：反应速率变慢，溶解速率变慢； (2)过高：①催化剂失去活性；②产物的浸出率(产率)降低；③造成物质分解[NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等]、挥发(醋酸、HCl、液溴、乙醇等)、升华(I2等)； (3)防止副反应发生，控制固体的溶解与结晶 (2)控制反应物温度的方法：水浴、油浴、冰水浴、沙浴等。 3.调节反应物的浓度(配料比) (1)通过控制反应物的浓度，控制反应的类型，有利于目标反应的进行。 (2)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡向利于目标产物生成的方向进行。 (3)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但会给后续操作带来除杂问题。 4.加入氧化剂、还原剂 完成溶液中离子的转化，需要根据题目信息(溶液中离子的氧化性、还原性)判断加入试剂的作用。如加入H2O2或NaClO等，把Fe2+转化为Fe3+。 三、陌生方程式的书写 在工艺流程题中常出现过渡金属元素的转化，所以有关的氧化还原反应方程式、离子方程式的书写成为必出的考查点，有时也会涉及非氧化还原反应、电极反应式的书写。 1.氧化还原反应方程式、离子方程式的书写 (1)了解常见氧化剂、还原剂，当在题目中出现时能联想到其氧化性、还原性 ①常见氧化剂：Na2O2、Fe3+、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H+)、KClO3等。 ②常见还原剂：Fe2+、SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、S、H2S、Na2S、NaHS、S2-、HI、NaI、I-等。 ③注意H2O2既有氧化性，也有还原性。绝大多数情境下作氧化剂，但遇到强氧化剂时也可能作还原剂。 ④注意题目中给出的提示信息、暗示信息。如要制备某金属较高价态化合物，意味着其低价离子有还原性。 (2)掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应的产物 常见氧化剂 反应产物 常见还原剂 反应产物 Na2O2 NaOH Fe2+ Fe3+ Fe3+ Fe2+ SO2、H2SO3、 Na2SO3、NaHSO3 S NO2 NO H2S、Na2S、NaHS S、SO2、S HNO3(浓) NO2 NaI、HI I2、I HNO3(稀) NO H2C2O4、C2 C H2O2 H2O H2O2 O2 H2SO4(浓) SO2 Cl2、HC