第四章 热点强化课6 化工工艺微流程（配套教参）-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义（人教版）

高考总复习化学 (4)加入Fe置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方 程式为Fe十Cu2+一-Cu+Fe2+; (5)粗铜中含有Fe杂质，加酸可以除F€，粗铜若未 经酸浸处理，其中杂质F会参与放电，则消耗相同 电量时，会降低得到纯铜的量。 答案：(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更 充分 (2)(NH)2S0,△2NH,↑+S0,↑+H,0 归纳提升· 体系构建 电解法 合金金 盒 冶炼方法一 热还原法 黑色金属材料 料 热分解法 炼 →海水提镁 有色金属材料 Fe 02+C0,+H,0 浓硫酸，△ CuCL, △ Cu,S H,0 Cu(OH),CO, H/A A0ci0,g0,"罢cs0,50 HNO, Cuo 稀硫酸 Cu,0,葡萄糖 Cu(OH)2 稀硫酸 Q》热点强化课6 化工工 热点突破 以过渡金属元素及其化合物的制备及提纯过程设 计的工艺“微流程”选择题，是近几年高考的热考题型之 一，试题流程尽管只有几步，但涉及内容知识面广，融合 了元素化合物的理论、实验等诸多知识，试题综合性强， 思维容量大，着力考查学生独立思考、灵活运用所学知识 分析问题、解决问题的能力。主要考查物质的性质、反应 原理、物质成分的判断、分离提纯等实验操作。 [“微流程”的分析模型] 1.确定“发生反应”：从流程图每一步进、出的试剂中确 定发生的化学反应、除去的杂质、目标元素的转化。当 出现不熟悉的反应时，可根据流程图后续步骤中的物 质推测该反应的产物或从设问中找到提示信息。 2.分析“滤渣”成分：熟知常见的沉淀物，注意微溶物 也会出现在“滤渣”中，如CaSO,、MgCO3等。 3.分析“滤液”成分：要分析发生化学反应中的“易溶 物”，注意过量的某物质也会在“滤液”当中。常根 据“滤液”的成分判断循环物质和循环步骤。 ·142 (3)①温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH,)2S), 分解产生的SO3增多，可溶物CuS),含量增加，故铜浸 出率显著增加②温度高于425℃，随焙烧温度升高 发生反应：4 CuFeS,十170，十2CuS0,△6Cu0+ 2Fe,(SO,)3十4S)3,CuFeS2和CuSO,转化成难溶 于水的CuO,铜浸出率降低 (4)Fe+Cu2+-Cu+Fe2+ (5)粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放 电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量 巧记当 核心巧记 1.铜锈碱式碳酸铜（铜绿） 2.铜及其化合物间的相互转化。 3.氢氧化铜浊液的制备，糖尿病的检验。 4.金属冶炼的三种方法 (1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活 泼金属)； (2)热还原法(Zn~Cu之间较活泼金属)； (3)热分解法(Hg、Ag等不活泼金属)。 艺微流程 学生用书P112 典题应用 例1](2025·山东卷)钢渣中富含CaO、SiO2、 Fe(O、Fez(O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离 钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知： Fe2(C2O1)3能溶于水；Kp(CaC,O4)=2.3X109, Kp(FeC2O4)=3.2×107。 下列说法错误的是 ( ①试剂X ②H2C2O4 盐酸 滤液L,分离 →滤液Ⅱ 园 →滤渣Ⅱ 滤渣 →碱浸 浸取液，转化 …Si() NaOH溶液 试剂Y A.试剂X可选用Fe粉 B.试剂Y可选用盐酸 C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中 D.“酸浸”后滤液I的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 解析：A[钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液I中含有 Fe+、Fe3+、Ca2+等，滤渣I为SiO2,滤渣I加入 NaOH溶液碱浸，得到含有Na2SiO3的浸取液，加 入试剂Y盐酸生成硅酸沉淀，最后得到SO2,滤液 I加入试剂X和H2C,O4分离，由于Fe2(C2O4)3 能溶于水，试剂X将Fe2+氧化为Fe3+,再加入 H2C2O4,使CaC2O4先沉淀，滤渣Ⅱ为CaC2O4,滤 液Ⅱ中有Fe3+,依次解题。 A.根据分析，加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为 Fe3+,试剂X应该是氧化剂，不可选用Fe粉，A错 误；B.加入试剂Y,将Na2SiO3转化为H2SiO3沉 淀，最后转化为SO2,试剂Y可以是盐酸，B正确； C.根据分析，“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ 中，C正确；D.“酸浸”后滤液I中pH过小，酸性 强，造成C2O浓度小，使Ca+(aq)十C,O?(aq) -一CaC2O,(s)平衡逆向移动，得到CaC,O,沉淀 少，滤渣Ⅱ质量减少，D正确。] 题后悟道解决金属元素及化合物的流程问题的 思维模板 从题干中获取有用信息，明确“工艺流程” 第一步 >→中分离的各物质的性质，确定分离的各物 质混有的杂质 第二步 分析在分离过程中所需的试剂及所含杂 质，确定分离物质的反应原理 分析流程中的每一个分离元素步骤，了解 第三步 加人试剂发生的反应，考虑对产品所起的 作用，解题的关键点：一切反应或操作都 是为了将各元素分离 [例2](2025·甘肃卷)处理某酸浸液（主要含Li、 Fe2+、Cu2+、A1+)的部分流程如下： Fe粉 NaOH H2O2 Na,CO 酸 浸→沉铜→碱浸 →氧化 一→沉锂→… Cu A1(OH)Fe(OH) Li2COs 沉淀 沉淀 下列说法正确的是 ( A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： 2Fe+3Cu2+-3Cu+2Fe3+ B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多， A1(OH)3沉淀越完全 C.“氧化”过程中铁元素化合价降低 D.“沉锂”过程利用了LiCO3的溶解度比Na2CO 小的性质 解析：D[酸浸液（主要含Li、Fe2+、Cu2+、A13+) 加入铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，溶液加入NaOH 碱浸，过滤得到A1(OH)3沉淀，滤液加入H2O2,把 ·14 第四章金属及其化合物 Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀，再经过多步操作，最后 加入Na2CO3,得到Li2CO3沉淀。 A.“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方 程式：Fe十Cu2+-Cu十Fe2+,A错误；B.A1(OH) 是两性氢氧化物，NaOH过量，则Al(OH)3会溶 解，B错误；C.“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+, 铁元素化合价升高，C错误；D.加入Na2CO3得到 Li2CO3沉淀，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO 小的性质，D正确。门 对点集训 1.(2025·黑吉辽蒙卷)某工厂利用生物质（稻草）从高 锰钴矿（含MnO2、Co,O,和少量Fe,O3)中提取金属元 素，流程如图。已知“沉钴”温度下Kp(CoS)=10204, 下列说法错误的是 () H2SO4+稻草Na2CO Na,S 矿石→浸出 选液，沉铁德液沉结一MnSO,滤液 FeOOH CoS A.硫酸用作催化剂和浸取剂 B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C.“浸出”时，3种金属元素均被还原 D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-) =10-20.4 解析：C[矿石（含MnO2、Co,O4、FeO3)经过硫 酸和稻草浸出过滤得到滤液，滤液含有Fe3+、 Mn2+、Co2+,加入Na2C)3沉铁得到FeOOH,过 滤，滤液再加入Na2S沉钻得到CoS,过滤最后得到 硫酸锰溶液。A.根据分析可知，加入硫酸和稻草 浸出，硫酸作催化剂和浸取剂，A正确；B.生物质 (稻草)是可再生的，且来源广泛，B正确；C.根据图 示可知，“浸出”时，Fe的化合价没有变化，Fe元素 没有被还原，C错误；D.“沉钻”后的上层清液存在 CoS的沉淀溶解平衡，满足Q=Kp=c(Co2+)· c(S2)=100.4,D正确。] 2.(2025·四川卷)一种主要成分为Ca3(PO)2和 KAISig,Os的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要 的化工产品白磷(P)、KCO3、AlO3。其中，电炉 煅烧发生的反应为：2Ca(PO)2十2 KAISi,Os+ 10C 煅烧 6 CaSiO3+2KA1O2+P,个+10CO个。 炉气 尾气 水洗 燃烧 高钾磷矿 电炉 炉渣 中和 →→Al203 焦炭 煅烧 水浸 沉淀 浸渣 滤液 下列说法错误的是 ( ) 高考总复习化学 A.“电炉煅烧”必须隔绝空气 K,CO3、A1(OH)3,过滤A1(OH)3经燃烧得 B.浸渣的主要成分是CaSiO A12O3;滤液主要成分为KCO3,据此分析；A.“电 C.“炉气水洗”使P,溶于水而与C)分离 炉煅烧”时生成P4,P4可与氧气反应，故必须隔绝 D.“中和沉淀”需要控制溶液的pH 空气，A正确；B.根据分析可知，浸渣的主要成分是 解析：C[主要成分为Ca3(PO4)2和KA1Si,O3的 CaSiO3,B正确；C.“炉气水洗”因P4、CO均不溶于 高钾磷矿与焦炭经电炉煅烧生成CaSiO3、KAlO2、 水，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，使P,与C) P,气体、CO气体，炉气水洗，磷蒸气通过冷水冷凝 分离，C错误；D.“中和沉淀”时通入的二氧化碳形 成固态白磷，尾气为不溶于水的CO,燃烧生成 成的弱酸，不会溶解生成的A1(OH)3(只溶于强酸 CO2,用于中和沉淀；炉渣经水浸，浸渣主要成分为 强碱中)，但需要控制溶液的pH,防止生成 不溶于水的CaSiO3,浸液中通入CO2,生成 KHCO3,D正确；故选C。] 大题专攻① 无机化工流程综合题 学生用书P113 解法指导 二、工艺流程题的类型 一、工业流程试题的基本特点 1.以物质制备为目的的工艺流程 1.试题的切入点（或试题素材）较多的采用了与生产 (1)工艺流程中的常见专业术语 生活密切联系的化学新技术、新成果。故题干内容 释义 来源都是真实的工业生产过程，内容丰富，提问 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液 灵活。 研磨 体分散成微小液滴，增大反应物接触面 2.无机化工流程题的结构：分题头、题干和题尾三 雾化 积，以加快反应速率或使反应更充分 部分。 使固体在高温下分解或改变结构、使杂 (1)题头一般是介绍该工艺生产的原材料和工艺生产 灼烧 的目的（包括获得副产品）； 质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高 (煅烧) 岭土、硫铁矿 (2)题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生 产工艺流程表示出来； 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中 浸取 可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、 原料预处理 陌生反应 产品分离提纯】 除杂、净化 产率计算 碱溶、醇溶等 原料 核心 所得产品 无机矿物 化学反应 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶 反应条件 酸浸 排放物的无了 注重环保) 液，不溶物通过过滤除去的过程 酸溶、碱 控制 溶、水溶 害化处理 原料循环利用 固体溶解后，离子在溶液中的含量的 母液的循环 浸出率 氧化后调pH(与 多少 利用（生产 K结合) 效率) 定量测定，可用于某种未知浓度的物质 (3)题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置 滴定 的物质的量浓度的测定 系列问题。 3.呈现形式：流程图；数据表格；图像；实验装置。 溶解、去氧化物（膜）、抑制某些金属离子 酸作用 4.设问方式：措施；成分；物质；原因。 的水解、除去杂质离子等 5.能力考查：获取、整合、处理、应用信息的能力；分解 去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化 问题的能力；表达能力。 碱作用 硅、调节pH、促进水解（沉淀） 6.知识落脚点：基本理论；元素化合物；实验。 ·144·