第5章 热点专攻9 无机化学工艺流程题解题策略（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·化学

该高中化学高考复习课件聚焦“无机化学工艺流程题”专题，依据高考评价体系梳理了原料预处理、核心反应、分离提纯等核心考查维度，通过真题分析明确了溶度积计算、陌生方程式书写、反应条件控制等高频考点分布，构建了系统的解题策略体系。 课件亮点在于“考点精讲+真题精练+素养提升”的备考模式，以2025年湖北卷氟化钠制备、安徽卷锶提取真题为例，深入解析溶度积计算、沉淀转化等题型的解题方法，培养学生的科学思维和科学探究与实践素养。通过“易错点警示”和“答题模板”，助力学生熟练掌握得分技巧，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

热点专攻9　无机化学工艺流程题解题策略 热 点 精 讲 热 点 精 练 目录索引 热 点 精 讲 1.化工流程题的基本框架结构 2.化工流程图中的主要环节及分析 (1)原料的预处理 ①溶解:通常用酸溶,如用稀硫酸等进行溶解。 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 在酸中反应,使可溶性金属离子进入溶液,将不溶物通过过滤除去 浸出率 浸出的目标物质占总目标物质的百分率 ②灼烧、焙烧、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。 (2)核心化学反应——陌生化学(或离子)方程式的书写 ①氧化还原反应:熟练应用氧化还原反应规律,判断产物类型,根据得失电子守恒等配平。 ②非氧化还原反应:结合物质性质和反应实际,以及元素守恒规律等判断产物。 (3)常用的控制反应条件的方法 ①调节溶液的pH:常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀并过滤除去。选择调节pH所需的物质一般要考虑两点,一是能与H+反应,使溶液pH增大;二是不引入新杂质。 例如要除去MgCl2溶液中混有的Fe3+,可加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。 ②控制温度:根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。 ③趁热过滤:防止某些物质降温时会析出,混入杂质或降低产物的产率。 ④冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 热 点 精 练 1.(2025·湖北卷节选)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂,通过以下两种工艺制备: 已知:室温下,TiO2是难溶酸性氧化物,CaTiO3的溶解度极低。 20 ℃时,NaF的溶解度为4.06 g/100 g水,温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题: (1)20 ℃时,CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L-1,用c表示CaF2的溶度积Ksp=__________。  (2)工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为CaF2+2NaOH══Ca(OH)2+2NaF。分析混合物Ⅰ,测得反应的转化率为78%。水浸分离,NaF的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应__________ (填“正向”或“逆向”)进行程度大。  ②分析以上产率变化,推测溶解度S(CaF2) __________ (填“>”或“<”) S[Ca(OH)2]。  (3)工艺Ⅱ水浸后NaF的产率可达81%,写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式______________________________________________。  4c3 正向 < CaF2+TiO2+2NaOH══CaTiO3+2NaF+H2O (4)从滤液Ⅱ获取NaF晶体的操作为__________ (填字母)。  a.蒸发至大量晶体析出,趁热过滤 b.蒸发至有晶膜出现后冷却结晶,过滤 (5)研磨能够促进固相反应的原因可能有__________ (填字母)。  a.增大反应物间的接触面积 b.破坏反应物的化学键 c.降低反应的活化能 d.研钵表面跟反应物更好接触 a ab 解析:工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为CaF2+2NaOH══Ca(OH)2+2NaF,水浸后得到滤液Ⅰ的主要成分是NaF、Ca(OH)2,经过系列操作得到NaF固体;对比两种工艺流程,流程Ⅱ添加TiO2粉末,由题目可知,生成的CaTiO3的溶解度极低,使得Ca2+不转化为Ca(OH)2,提高了NaF的产率。 (1)CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L-1,则c(Ca2+)=c mol·L-1、c(F-)=2c mol·L-1,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=4c3。 (2)①转化率为78%,说明固相反应主要向生成Ca(OH)2和NaF的方向进行,即正向进行程度大;②NaF产率仅为8%,说明大部分NaF未进入溶液,则溶液中存在Ca(OH)2向CaF2的转化过程,根据沉淀转化的规律可推测:S(CaF2)<S[Ca(OH)2]。 (4)NaF溶解度受温度影响小,故蒸发至大量晶体析出,趁热过滤即可得到NaF晶体,故选a。 (5)研磨将固体颗粒粉碎,减小粒径,从而显著增加反应物之间的接触面积,使反应更易发生,a正确;研磨过程中的机械力可能导致晶体结构缺陷或局部化学键断裂,产生活性位点,使反应更易发生,b正确;研磨一般不直接降低活化能,c错误;研钵仅作为研磨工具,其表面不参与反应,d错误。 2.(2025·安徽卷节选)某含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,一种提取该废渣中锶的流程如图所示。 已知25 ℃时,Ksp(SrSO4)=10-6.46,Ksp(BaSO4)=10-9.97。回答下列问题: (1)“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、_______________ (填离子符号)。 (2)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为 ______________________________________________________________; 25 ℃时,向0.01 mol SrSO4粉末中加入100 mL 0.11 mol·L-1 BaCl2溶液,充分反应后,理论上溶液中c(Sr2+)·c(S)=____________ (mol·L-1)2(忽略溶液体积的变化)。  (3)“浸出渣2”中主要含有SrSO4、_________________ (填化学式)。  (4)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是__________ (填字母)。  a.加热脱水 b.在HCl气流中加热 c.常温加压 d.加热加压 Ca2+、Mg2+ SrSO4(s)+Ba2+(aq) BaSO4(s)+Sr2+(aq) 10-8.97 BaSO4、SiO2 a 解析:(1)向含锶废渣中加入稀盐酸酸浸,SrCO3、CaCO3、MgCO3溶解,故“浸出液”中主要金属离子有Sr2+、Ca2+、Mg2+。 (2)由于相同温度下,Ksp数值SrSO4大于BaSO4,故向SrSO4固体中加入BaCl2溶液盐浸,SrSO4可转化为BaSO4,反应的离子方程式为SrSO4(s)+Ba2+(aq) BaSO4(s)+Sr2+(aq)。依据上述反应,向0.01 mol SrSO4粉末中加入100 mL 0.11 mol·L-1 BaCl2溶液,充分反应后剩余n(Ba2+)=0.001 mol,生成n(Sr2+)=0.01 mol,依据Ksp(BaSO4)求出,c(S)= mol·L-1=10-7.97 mol·L-1,而c(Sr2+)=0.1 mol·L-1,故c(Sr2+)·c(S)=10-8.97(mol·L-1)2。 (3)“盐浸”时发生沉淀的转化生成了BaSO4,SiO2不参与反应,故“浸出渣2”中主要含有SrSO4、BaSO4、SiO2。 (4)SrCl2是强酸强碱盐,SrCl2不水解,直接加热SrCl2·6H2O失水至恒重,可制得无水SrCl2,故选a。 3.钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下: 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH: 离子 Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题: (1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是______________________________; “滤渣1”中金属元素主要为__________。  (2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是_________________________。取少量反应后的溶液,加入化学试剂_____________检验______________,若出现蓝色沉淀,需补加MnO2。  (3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_________________________________________________、_________________________________________________。  (4)“除钴液”中主要的盐有_______________(写化学式),残留的Co3+浓度为__________ mol·L-1。  增大固液接触面积,提高浸取效率 Pb 将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+ K3[Fe(CN)6] Fe2+ 3Co2++Mn+7H2O══3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+　 3Mn2++2Mn+2H2O══5MnO2↓+4H+ ZnSO4、K2SO4 10-16.7 解析:(1)“酸浸”前,粉碎废渣能增大固体与液体的接触面积,从而增大酸浸速率,提高浸取效率。Pb与H2SO4反应生成难溶的PbSO4,其他金属单质或氧化物生成可溶物进入浸出液,因此“滤渣1”中金属元素主要为Pb。 (2)由题表中数据可知,当Fe3+完全沉淀时,Co2+未开始沉淀,而当Fe2+完全沉淀时,Co2+已有一部分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且Co2+不沉淀,应先将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀,则MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+。常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+,若生成蓝色沉淀,则说明溶液中仍存在Fe2+,需补加MnO2。 (3)由流程分析可知,“氧化沉钴”中发生两个氧化还原反应,其中一个反应为KMnO4将Co2+氧化为Co3+,另一个反应为KMnO4将前面流程中产生的Mn2+氧化为MnO2,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式:3Co2++Mn+7H2O══3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+、3Mn2++2Mn+2H2O══5MnO2↓+4H+。 (4)由流程分析可知,“除钴液”中含有的金属阳离子主要是Zn2+和K+,而阴离子主要是“酸浸”步骤引入的S,因此主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当Co3+恰好完全沉淀时,溶液中c(Co3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此时溶液的pH=1.1,则c(H+)=10-1.1 mol·L-1,c(OH-)==10-12.9 mol·L-1,Ksp[Co(OH)3]=1.0×10-5×(10-12.9)3=10-43.7。“除钴液”的pH=5,即c(H+)=10-5 mol·L-1,则c(OH-)==10-9 mol·L-1,此时溶液中c(Co3+)= mol·L-1=10-16.7 mol·L-1。 $