2025届高三化学二轮复习 初探工艺流程专题课件

初探工艺流程专题 高三化学备课组 (2023•辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 Mg(OH)2 Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7 10-10.8 化学工艺流程题的结构 题干： 流程图： 问题： 解题的方法和步骤 考查流程中相关实验操作的方法与目的，物质的结构、性质及转化知识，常见的物质分离、提纯知识等。结合基础理论与实际思考，注意答题的模式与要点。 一般是简单介绍工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)； 将原料到产品的生产工艺流程表示出来，用框图形式表示操作或物质转换； 读题：了解原料及生产产品，明确整个流程及每一部分的目的 浏览流程：浏览流整体程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段 分析流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用 3．(2023•辽宁省选择性考试，16)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 Mg(OH)2 Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7 10-10.8 预处理 物质的转化与分离 目标产物的生成 (1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_____________________(答出一条即可)。 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 1. 常见原料预处理操作及目的： 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。 碱浸—-除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 水浸—-与水接触反应或溶解 研磨、雾化—-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 灼烧—-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 煅烧—-改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 “氧化”中，用石灰乳调节pH=4；沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25℃)，需控制pH； 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 2. 常见的反应条件调控及目的： 调节溶液的pH： 1：沉淀某些金属阳离子，中和H＋或OH－； 2：萃取、离子交换或某些反应可能有pH要求；促进或抑制水解。 3：pH影响试剂的氧化性、还原性强弱； 控制压强：从速率、平衡、对设备的要求分析。 减压蒸馏、减压蒸发、减压烘干：都是在涉及降低操作温度 控制反应的气体氛围 HCl氛围：抑制水解； 惰性气体氛围：充入Ar、N2、H2等，防止某些物质与空气中的成分反应。 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 2.常见的反应条件调控及目的： 控制温度： ①反应速率； ②物质的溶解度(溶解度曲线，还可能涉及冷却结晶、趁热过滤的思考) ③物质的热分解与挥发(物质的性质分析。铵盐、氨水、H2O2、硝酸、硝酸盐易分解；有机溶剂、气体易挥发)； ④弱离子的水解(平衡移动)； ⑤能源的利用(耗能)； ⑥气体平衡移动； ⑦催化剂的活性 ⑧副反应的发生 ； ⑨生产安全性（反应过于剧烈，温度过高可能有安全问题） “氧化”中，用石灰乳调节pH=4；沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25℃)，需控制pH； 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 3. 物质的结构： (2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1 mol H2SO5中过氧键的数目为_______。 共价化合物、离子化合物的电子式 化合物中共价键的数目、种类、成键轨道类型、键的极性大小 化合物元素的化合价、原子的杂化方式、化合物键角大小的比较 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 4. 物质的性质及方程式： (3)“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为 H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)； (4) 继续增大SO2体积分数时，Mn (Ⅱ)氧化速率减小的原因是 。 (5)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成CoO(OH)，该反应的化学方程式为 陌生物质： 深挖题干，从已知或问题中获取物质信息；根据流程中物质的转化判断物质性质。 根据元素周期表和元素周期律判断物质性质。 除化学性质外，还应考虑物质的物理性质（如溶解性、挥发性等） 常见物质：掌握元素及其化合物知识内容，对常见物质的性质进行合理的运用。 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 5. 与计算相关的问题： (3)“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，滤渣的成分为MnO2、____________(填化学式)。(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于_______(精确至0.1)。 与K相关：利用Ksp计算沉淀时溶液中的离子浓度，K值的相关计算。 计算产品的产率、质量分数（纯度）、转化率等 化学工艺流程题：考查内容及答题方向 6. 物质分离、提纯方法： 过滤： 萃取、分液： 蒸馏、分馏： 重结晶： 蒸发结晶； 蒸发浓缩--冷却结晶； 蒸发浓缩—趁热过滤 冷却液化法： （2023·全国新课标卷）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在，在碱性介质中以CrO42-存在。 （1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。 （2）水浸渣中主要有SiO2和___________。 （3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 Na2CrO4 Fe2O3 Al(OH)3 （4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果， 若pH<9时，会导致 ； pH>9时，会导致 。 （5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO2+或VO3+，在碱性条件下，溶解为VO3-或VO43-，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)。 A．酸性 B．碱性 C．两性 （6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________。 磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀。 会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀。同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀。 C 后续任务 在之后的学习和做题过程中，完善以上考向的总结。 1. 常见原料预处理的操作及目的： 2. 常见的反应条件调控及目的： 3. 物质的结构： 4. 物质的性质及方程式： 5. 与计算相关的问题： 6. 物质分离、提纯方法： $$