内容正文:
无机化学工艺流程综合题突破(一)
授课人:阳海斌
授课时间:2021年4月28日
水平3-4 能结合生产和生活实际问题情境说明化学变化中能量转化、调控反应条件等的重要应用;
能运用化学原理和方法解释或解决生产、生活中与化学相关的一些实际问题;
能分析化学品生产和应用过程对社会和环境可能发生的影响,能提出降低其负面影响的建议。
水平4-2 能分析评估物质转化过程对环境和资源利用的影响。
【新课程标准学业质量水平要求】
【真题感悟】
(2020•全国III卷,27题)
回答下列问题:
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_____________________________________。
为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________________________________________________________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是____________________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是____________________。
除去油脂、溶解铝及其氧化物
(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的
Ksp=________________________________________________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol•L−1,则“调pH”应控制的pH范围是_________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式___________________________________________。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是____________________。
3.2~6.2
提高镍的回收率
【归纳总结】
工艺流程的基本结构
原料
核心反应
目标产物
预处理
条件控制
分离提纯
研磨
酸洗
灼烧 ……
调节溶液pH
调节温度
调节压强
加入合适的氧化剂或还原剂……
过滤
萃取分液
结晶……
碱浸
近四年全国卷化工流程题考点统计
【考查角度】
【例1】(2020•山东济宁二模,节选)
一种以废旧锂离子电池的正极材料(主要含LiCoO2、Al、C等)为料制备CoC2O4•2H2O的流程如下:
灼烧的主要目的是_______________________________________。
【角度1】原料预处理
除去正极材料中的C
[必备知识] 原料预处理的常用方法
方法 目的
研磨、雾化
水浸或酸浸
碱浸
灼烧
减小固体的颗粒度或将液体雾化,
增大反应物的接触面积,加快反应速率。
与水(或酸)接触反应或溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。
除去油污,溶解酸性氧化物,溶解铝及其化合物。
除去可燃性杂质或使原料初步转化
【考查角度】
【练习1】一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如下:
为了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有_______。
A.搅拌 B.适当升高温度
C.研磨矿石 D.用浓硫酸与浓硝酸
【角度1】原料预处理
D
铁与浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应
【考查角度】
【例2】(2017年理综全国I卷,27题,节选)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
【角度2】反应条件的控制
【例2】(2017年理综全国I卷,27题,节选)
TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:
分析40 ℃时TiO2•xH2O转化率最高的原因__________________________。
温度/℃ 30 35 40 45 50
TiO2·xH2O转化率/% 92 95 97 93 88
低于40 ℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加;
超过40 ℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降
【考查角度】
【角度2】反应条件的控制
【例3】电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图:
铜阳极泥氧化时,采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是________________________________________________。
高温焙烧时,生成的Ag2O又分解为Ag和O2
【考查