第Ⅰ板块 二轮强化(三)　工艺流程中反应条件的控制及分离技术（课件PPT）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅱ）

二轮强化(三)　工艺流程中反应条件的控制及分离技术 目 录 1 命题点(一)　反应条件的控制 2 命题点(二)　工艺流程中的分离与提纯 01 命题点(一)　反应条件的控制 [真题集训·明考向] 1．(2022·山东等级考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。   Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2 下列说法错误的是(　 ) A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出 C．中和调pH的范围为3.2～4.2 D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成 答案：D　 解析：CuS精矿在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应生成CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确； 根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确； 在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误。 2．(2023·湖北等级考·节选)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2 进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下： 回答下列问题： (1)Co位于元素周期表第____周期，第____族。 (2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因：________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是___________________________________________________________。 (4)已知Ksp[Co(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中Co2＋浓度为________mol·L－1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为__________________________________________________。 解析：(1)钴位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。 (3)Li2CO3和Na2CO3所含阳离子不同，灼烧时产生不同焰色，常用焰色反应鉴别。 靶定高考 反应条件的控制是工艺流程中不可缺少的一环，是化工生产和实验中的重要手段，通过控制反应条件使反应向着实际需要的方向进行和转化，实现原料利用的最大化、成本的最低化等。 [深化学习·提知能] 常考的四种反应条件控制及答题思考角度 常见的操作 思考角度 控制溶液的pH ①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。 ②“酸作用”还可除去氧化物(膜)。 ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 控制温度 (常用水浴、冰浴或油浴) ①防止副反应的发生。 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向。 ③控制固体的溶解与结晶。 ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性。 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发。 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离。 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求 续表 控制体系的环境氛围　 ①需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2等含水晶体，抑制水解并带走因分解产生的水汽。 ②营造还原性氛围，防止还原性物质被氧化。如加入铁粉防止Fe2＋被氧化。 ③加入氧化剂进行氧化。如加入绿色氧化剂H2O2