2024年高考化学二轮复习（新高考版）专题十二 化学工业流程

【第一部分】 专题十二 化学工业流程 【考情预测】预测2024年高考仍会以元素化合物知识为载体，围绕原料的预处理，考查影响速率的因素；围绕经济原则考查循环利用；围绕产品纯度考查物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)；围绕核心反应或副反应考查物质变化及定量关系；陌生方程式的书写与含量计算是化工流程题的重要组成部分，也是学生失分较多的能力点，复习时应加以重视！ 【复习目标】 1.了解化学工业流程题的种类、基本框架、做题方法。 2.掌握化学工业流程题的常用做题技巧。 【专题知识体系构建】 【核心精讲】 一、化学工艺流程中的物质转化 1.获取信息 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,书写时可关注流程中箭头的指向: 箭头指入 → 反应物; 箭头指出 → 生成物; 箭头回指 → 循环物。 2、无机化工的基本种类：金属矿物的冶炼、工业废水、废气的处理、物质的提纯 3.确定类型 根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型: 类型1:元素化合价无变化则为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律。 类型2:元素化合价有变化则为氧化还原反应,除遵循质量守恒定律外,还要遵循得失电子守恒规律。 (1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物),结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物); (2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应; (3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等; (4)根据质量守恒配平反应方程式。 二、材料预处理 1、矿物表面油污的洗涤：热的碱溶液（升高温度，洗涤效果更好）、酒精清洗（洗涤矿物油） 2、原料预处理：粉碎、研磨、雾化 【目的】 减小固体的颗粒度或将液体雾化,增大反应物的接触面积,加快反应速率或使反应更加充分。 ※【提示】：可加快反应速率的操作： ( 若反应为可逆反应需考虑化学平衡移动，不能降低产物产率 )①加热 ②加入催化剂. ③适当增加反应物浓度. ④若为气体反应：增大压强. 【知识点对点】(全国卷)下图以废铁屑为原料制备聚合硫酸铁(PFS) 的一种工艺流程如图： 粉碎过筛的目的是_ _，酸浸时最合适的酸是__ 。 3、焙/灼/煅烧的目的： ①除去有机物杂质或含有碳元素、硫元素的杂质. ②使一些具有还原性的物质被空气中O2氧化、分解 ③除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质 →改变矿样结构，使其在后续的酸/碱/水溶中更易溶解 【知识点对点】(全国卷)一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图： ①焙烧过程中主要反应的化学方程式为___ ________。 ②滤渣1的主要成分除SiO2外还有_ _。 4、溶解 （1）酸溶/浸：与酸接触反应或溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。一般不溶物为SiO2及其溶解性 相关的物质 （2）碱溶/浸：除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物。可溶解Al、Al2O3、Al(OH)3、SiO2 （3）水溶/浸：与水接触反应或溶解，其溶解性相关的物质 注意：①酸、碱的选择 ②可与碱反应的金属只有Al、金属氧化物只有Al2O3 ③若溶解与温度相结合，则加快溶解/反应速率，促进反应的发生 ④其他试剂的选择 — 结合物质溶解度 ⑤提高浸出率的方法：a、适当提高溶解温度 b、适当加快搅拌速率 c、适当增加浸出时间 【知识点对点】(1)(2020·全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程如图： 回答下列问题： Ⅰ.“酸浸氧化”需要加热，其原因是 。 Ⅱ.“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有 _离子被氧化。 (2)(全国卷)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： “碱浸”中NaOH的两个作用分别是__ _________。 (3)(全国卷)一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H