内容正文:
工业流程专题复习
蔺阳中学高三化学备课组 罗飞
轻松学化学,快乐登高峰(分)
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主要考向:以过渡元素为载体,Mg、Al、Fe、Cu等化合物为杂质。
高频考点:
原料预处理措施、目的;
陌生方程式书写;
生产条件的选择与优化;
物质分离、提纯方法的选择、操作;
物质成分分析;
化学反应原理分析应用及相关计算。
【命题特点】:
基本环节剖析:
原料:
矿样/矿渣
核心:
化学反应
目标产品
原料的预处理
反应条件控制
产品分离提纯
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【真题呈现】:
2022全国甲卷
原料:
矿样/矿渣
核心:
化学反应
目标产品
原料的预处理
反应条件控制
产品分离提纯
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一、原料的预处理
二、核心反应
三、分离提纯
四、条件控制
五、获得产品
六、定量计算
【专题突破】:
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煅烧/焙烧/灼烧
水浸/酸浸/碱浸/盐浸
浸出
物质转化
与分离阶段
净化除杂
矿物资源
海水资源
工业废料
研磨/粉碎/搅拌
【考点一】:原料的预处理
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一、区分焙烧、煅烧、灼烧:
焙烧是固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程,可以有氧化、热解、还原、卤化等,通常用于无机化工和冶金工业。
(2022年辽宁卷)
(2022年全国甲卷)
【考点一】:原料的预处理
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【考点一】:原料的预处理
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煅烧是指将物料在低于熔点的适当温度下加热,使其分解并除去所含结晶水、CO2或 SO2等挥发性物质的过程,所以煅烧过程的反应物通常是固体,生成物是另一种固体和气体。如煅烧石灰石制备生石灰,同时得到副产物 CO2;还可以用于生产产品,如侯氏制碱法最终通过煅烧 NaHCO3固体制Na2CO3等。
灼烧将固体物质加热到高温以达到脱水、分解或除去挥发性杂质、有机物和铵盐等目的的操作称为灼烧。如海带提碘实验中通过灼烧除去有机物。
【考点一】:原料的预处理
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(2022年全国甲卷)
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有_____、_____。
(2022年辽宁卷)
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为___________。
a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为
___________________________________。
将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积、增大硫酸的浓度等
增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(2022年河北卷)
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(2021年山东卷)
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是_______________________。
增大反应物接触面积,提高化学反应速率
ab
【重温温经典】:
2Bi2S3+9O2=2Bi2O3+6SO2
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二、浸取: 是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
1、水浸:与水接触反应或溶解,使原料变成离子进入溶液中,做到初步分离。
2、酸浸:在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程。常用硫酸、盐酸、硝酸等,用盐酸、硝酸酸溶时要注意控温,用硫酸酸溶时要关注Pb2+ 、Ca2+ 、Ag+会生成PbSO4、 CaSO4、Ag2SO4在滤渣中出现。
3、碱浸:碱溶常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等,与碱接触反应或溶解。NaOH溶液与酸性氧化物和两性氧化物反应(如Si、Al、Zn、Cr等元素),或与NH3形成配离子进入溶液。
4、盐浸:用铵盐溶液、FeCl3溶液。
【考点一】:原料的预处理
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9.(2022北京卷19题)铵浸法由白云石[主要成分CaMg(CO3)2,[含Fe2O3,SiO2杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下:
物质 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3 MgCO3
Ksp 5.5×10-6 1.8×10-12 2.8×10-9 3.5×10-8
CaMg(CO3)2
Fe2O3
SiO2
CaO
MgO
Fe2O3
SiO2
MgO
Mg(OH)2
Fe2O3
SiO2
MgSO4
CaCl2
NH3·H2O
SiO2、Fe2O3
目的
杂质
MgCO3
MgO
【真题呈现】:
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(2021•河北卷)
(2)工序①的名称为_________________
(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_____________________。
(2020•全国卷Ⅲ)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…
(2022 •山东卷)
回收利用洗涤液X的操作单元是_______;
酸解
除去油脂,溶解铝及其氧化物
(2021全国Ⅰ卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”,最适合的酸是_____。 “酸溶渣”的成分是____、___。
【重温经典】:
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[2019全国I卷T26]一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸。
(2020·山东·高考真题)
Fe2O3、Al2O3
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。
【重温经典】:
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1.稀硫酸与浓硫酸
2.过量试剂对下一步的影响
浸取
目的
溶解固体,便于除杂
措施
搅拌
粉碎矿石
适当升温
适当增加溶剂浓度
适当加入过量溶剂
名称
水浸
酸浸
碱浸
盐浸
过滤除去难溶于水的杂质
①溶解、与氧化物反应②调节pH促进水解(沉淀)③抑制水解④提高物质的氧化性
①去油污②溶解铝、氧化铝膜、二氧化硅③调节pH促进水解(沉淀)
利用盐类的水解调节pH
沉淀某些离子
发生氧化还原反应等
相当于酸浸或碱浸
【思维建模】:浸取
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真实情境下方程式的书写
找信息
根据流程判断是氧还或是非氧还
非氧还:原子守恒
氧还:找反应物、生成物
标价态
得失电子守恒配平
配平系数
由信息判断溶液酸碱性,电荷守恒
补H+或OH-
根据原子守恒补上价态未变的物质及系数
完成并检查
解题策略
配电荷
添物质
【考点二】:核心反应
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(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为_______,氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3―+6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6NH4+
11.(2022河北卷15题)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:
Fe2O3
SiO2
SiO2
Fe3+
FeSO4
H2SO4
FeSO4
FeSO4
H2SO4
+2
1.注意介质:
4
【考点二】:核心反应
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例:(2015全国I卷T27)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式 。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程 。
Mg2B2O5•H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4
2H3BO3 B2O3+3H2O、
B2O3+3Mg 2B+3MgO
热还原法
硼酸
元素周期律
类比氢氧化铝
氢氧化铝受热
分解得到氧化铝
2.类比迁移
【考点二】:核心反应
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2013全国I卷
2019全国II卷
2019全国I卷
2020山东卷
2016海南卷
3.热门试剂
2021湖南卷
【重温经典】:
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(NH4HCO3):部分+2价金属离子的沉淀剂
(1)使用碳酸氢铵(NH4HCO3)作为试剂时,温度低反应速率过慢,温度过高NH4HCO3 分解,使其它反应物的转化率下降;
NH4HCO3=NH3↑+H2O+CO2↑
(2)碳酸氢铵(NH4HCO3)常常代替Na2CO3作为+2价金属M2+生成MCO3的沉淀剂,同时生成气体(CO2↑)
Na2CO3
CO32-
OH-
MCO3
M(OH)2
易诱发竞争反应
NH4HCO3
常温0.1mol/L 的NH4HCO3溶液pH=7.8
不易诱发竞争反应
NH4HCO3制备碳酸盐MCO3↓同时生成CO2的分析:
原理分析:
HCO3-
+HCO3-
+M2+
+H2O+CO2↑
MCO3↓
电离平衡
沉淀溶解平衡
【原理分析】:
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例1:[2019·全国卷Ⅲ]
沉锰离子方程式:
Mn2+ +2HCO3- =MnCO3↓+H2O+CO2↑
沉锰化学方程式:
MnSO4 +2NH4HCO3 =(NH4)2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑
沉 锰
【真题呈现】:
2020山东卷
Mn2++HCO3-+NH3∙H2O = MnCO3↓+ NH4+ + H2O
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21
例2:[2019全国I卷T26]一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及
少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸
Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2•MgCO3+2HCO3-
Mg2++2CO32-+H2O=Mg(OH)2•MgCO3+CO2
沉 镁
Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2•MgCO3+2HCO3-
Mg2++2CO32-+H2O=Mg(OH)2•MgCO3+CO2
【真题呈现】:
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CaCO3↓ CaF2↓
Mg(OH)2 ↓
Mg2(OH)2CO3↓
MgF2↓
SiO2、硅酸盐
铝酸盐、Al2O3
Fe2O3、FeO、 Fe3O4
沉镁
沉钙
【考点三】:分离提纯
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地壳最多的元素有O、Si、Al、Fe,故矿石中一般含有SiO2、 Al2O3、FexOy 杂质
SiO2为酸性氧化物,Al2O3两性氧化物, FeO, Fe2O3 碱性氧化物
还可能有CaSO4、PbSO4滤渣
SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O
Al2O3 + 2OH- = AlO2- + H2O
加H2SO4溶解时,发生反应
Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O
SiO2为滤渣;
FeO、 Fe2O3为滤渣
加NaOH溶解时,发生反应:
加Na2CO3高温熔融时,发生反应:
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑
Al2O3 +Na2CO3= 2NaAlO2 + CO2↑
对应关系:Na2CO3-----2NaOH
除去硅、铝、铁的基本原理
【考点三】:分离提纯
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题目呈现形式
粉碎研磨升温溶浸
氧化
调pH
某矿石中,主要成分为XO,还含有SiO2、 Al2O3、Fe2O3、FeO、 YO(陌生)等杂质
用硫酸溶浸,得到X2+、 SiO2、 Fe3+、 Fe2+、Al3+, 过滤弃去SiO2 (PbSO4, CaSO4)不溶物
用H2O2等氧化剂,将Fe2+ 氧化成Fe3+,溶液仅存Fe3+、Al3+杂质
加入XO、 XCO3 、
X(OH)2, 调节pH使Fe3+、Al3+完全沉淀,而X2+不开始沉淀
物质 开始
沉淀 沉淀
完全
Fe(OH)3 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
Al(OH)3 4.0 5.2
X(OH)2 8.3 9.8
c(Rn+)
pH
将pH值调节到5.2≤pH<8.3之间,即可除去Fe3+、Al3+
Fe3+
Al3+
X2+
温馨提示:pH值调节3左右,一般除去Fe3+;pH调节到5左右,一般除去Fe3+和Al3+
Fe2+
或用O2、NaClO、MnO2等替代
避免引入杂质
Fe2+不适合用调节pH法除去,可氧化为Fe3+,再调节pH除去
除去氧、硅、铝、铁的基本思路
【考点三】:分离提纯
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XO
SiO2 Al2O3
Fe2O3
FeO
YO
H2SO4溶浸
X2+Al3+
Fe3+ Fe2+ Y2+
SiO2
CaSO4
PbSO4
氧化
X2+Al3+
Fe3+ Y2+
调pH
pH>3.2
X2+Al3+
Y2+
Fe(OH)3
pH>5.2
X2+
Y2+
Fe(OH)3
Al(OH)3
其他
方法
除去
Y2+
目的:除去Fe2+
除去氧、硅、铝、铁的基本思路
【考点三】:分离提纯
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+2价离子的除去方法
碳酸盐沉淀法:
+2价重金属M2+可用Na2S或MnS等将其转化为更难溶的沉淀而除去
【2022福建卷】(加入Na2S)B.“除杂”的目的是除去Co和Ni元素。
活泼金属置换法:
【2022全国甲卷】滤液②中加入锌粉的目的是_________________。
碳酸盐难溶于水+2价离子M2+常用NH4HCO3或(NH4)2CO3来除去
硫化物沉淀法:
用活泼金属将M2+置换出来并过滤而除去
离子交换法:
氟化物沉淀法:
Ca2+、Mg2+等可以通过氟化物沉淀CaF2↓、MgF2↓而除去
Zn+Cu2+=Zn2++Cu,除去Cu2+
【考点三】:分离提纯
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1.(2022全国甲卷26题)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10-38 6.7×10-17 2.2×10-20 8.0×10-16 1.8×10-11
ZnO、SiO2
Ca、Mg、Fe、
Cu的氧化物
Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+
目的:制备ZnSO4·7H2O
Fe(OH)3
CaSO4
SiO2
Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+
(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是
_______(填标号)。滤渣①的主要成分是
______、______、______。
A.NH3·H2O B.Ca(OH)2 C.NaOH
关键:除去杂质离子,且不引人新杂质,成本低,无污染。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为___________________________________________。
3Fe2++MnO4― +7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
【真题呈现】:
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(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:
①充分浸出Bi3+和Mn2+;②___________________。
Bi2O3→Bi3+、Fe2O3→Fe3+,
Mn2O3→Mn2+,Mn2O3+6H++2Cl―=2Mn2++Cl2↑+3H2O,
防止Bi3+→BiOCl↓,
造成制得的BiOCl产率偏低
抑制金属离子水解
2.(2022辽宁卷16题)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:
目的
杂质
Bi2S3→Bi2O3+SO2
FeS2→Fe2O3+SO2
MnO2→Mn2O3+MnSO4
提取信息
Bi2O3
Fe2O3
Mn2O3
SiO2
Cl2
SiO2
Bi3+
Fe3+
Mn2+
条件控制、理论渗透
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________。
【真题呈现】:
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分离Al3+、 Fe3+的一种方法----萃取和反萃取法
(1) Et2O+H+ ⇌ Et2OH+
浓盐酸中,Et2O(乙醚)与H+形成阳离子:
水合Fe3+与Cl-形成配阴离子FeCl4- :
(2) Fe3++4Cl- ⇌FeCl4-
Et2OH+ 再与FeCl4-形成佯盐
(3)Et2OH+ + FeCl4- ⇌Et2OH+FeCl4- (不带电荷,疏水性,溶于乙醚)
分液,移去水层,Al3+分离出去;
加水,浓盐酸变”稀”,平衡(1)(2)(3)逆向移动,Et2OH+FeCl4- 释放出H+,Cl-,Fe3+重新水合进入水层,蒸馏,实现萃取剂的再生.
经过萃取和反萃取,Fe3+和Al3+实现分离
关键:调节H+、Cl-即盐酸的浓度!
【真题呈现】:
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(2022江苏卷16题)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl―含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2溶液反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程
式为_________________________________。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀,
该沉淀中 Cl―含量与加料方式有关。得到含Cl―量较少的Ce2(CO3)3的
加料方式为________(填序号)。 A.将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B.将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
B
目的
保持CeCl3少量
【真题呈现】:
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(3)通过中和、莘取、反莘取、沉淀等过程,可制备Cl―含量少的Ce2(CO3)3。
己知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为:
Ce3+(水层)+3HA (有机层) Ce(A)3 (有机层)+ 3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是______。
4.(2022江苏卷16题)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl―含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
目的:Ce3+由水相→有机相→水相,去除Cl―
降低溶液中H+浓度,
提高Ce3+萃取率
②反莘取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移,
应选择的实验条件或采取的实验操作有________________________(填两项)。
酸性条件,多次萃取
【真题呈现】:
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③与“反萃取”得到的水溶液比较,滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中,
物质的量减小的离子有______________(填化学式)。
4.(2022江苏卷16题)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl―含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
Ce(NO3)3、HNO3
Ce2(CO3)3
与氨水反应
Ce3+、H+
【真题呈现】:
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已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6℃)中生成缔合物
。下列说法错误的是( )
实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下:
例1:2020山东选择题T8
A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下
B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的
D.蒸馏时选用直形冷凝管
X
√
√
√
A
H+,Cl-,水合Fe3+
馏分易进入球形冷凝管的凹陷中,故一般用直形冷凝管
[FeCl4]-有机相
水相
萃取剂
水相
略向上,伴随着放气操作
有机相
萃取剂的再生
【真题呈现】:
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1、调节pH值
2、保持酸过量(酸化)
通常是抑制某金属阳离子的水解。
3、加热
加快反应速率;促进平衡向某个方向移动;加速某固体的溶解;
4、降温
防止某物质在高温时分解或溶解;为使化学平衡向着题目要求的方向移动;防止物质挥发;抑制某物质水解;防止洗涤过程中溶解损耗(冰水洗涤)。
赶走气体溶解物;防止某物质因降温析出而损耗需趁热过滤。
增强物质的氧化性、还原性(增强某些离子的氧化性),调节离子的水解程度。通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。
【考点四】:控制反应条件
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5、控制温度
①冰水浴:防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解;
②水浴:防止某种物质温度过高时会分解或挥发也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来。
③使催化剂的活性达到最好:
④防止副反应的发生
⑤在某一具体温度
高于该温度会怎样,低于该温度又会怎样
6、使用保护气
①隔绝空气(主要是O2、H2O)。②抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。
【考点四】:控制反应条件
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(2021浙江宁波)CoCO3可用作选矿剂、催化剂及涂料的颜料。以含钴废渣(主要成分为CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:
“酸浸”时需控制温度在40℃左右,原因是__________________。
“酸浸”时SO2的作用是将含钴废渣中+3价的Co还原为+2价
温度过低反应速率减慢;温度过高,SO2溶解度降低。
【真题呈现】:
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(2022湖南邵阳)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示:
“回收S”过程中温度控制在50~60 ℃之间,不宜过高或过低的原因是___________________________。
温度高苯容易挥发,温度低溶解速率小
规范性、完备
并不是直接考查概念定义
认知迁移创设情境
【真题呈现】:
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1、分离提纯
(1)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法:蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(2)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
(3)减压蒸发的原因:减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
【考点五】:获得产品
(4)减压蒸馏的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止受热分解、氧化等。
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(4)洗涤
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质,可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质,可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失
有机溶剂(酒精 等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解
洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净
【考点五】:获得产品
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(2022全国乙卷26题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为
_________________________________,
用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因
___________________________________。
PbSO4、PbO2、
PbO、Pb,
Ba、Fe、Al盐或氧化物
PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)
可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。
K 的有关计算
【考点六】:定量计算
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4 完全转化,原因是________。
BaSO4(s)+CO32- (aq)= BaCO3(s)+SO42- (aq)
反应正向进行的程度有限。
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【综合应用】:P90、91典型试题的分析评讲
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