专题05 常考工艺流程路线汇总(知识清单)(全国通用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-31
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精品
摘要:
该高中化学高考复习知识清单系统整合了常考工艺流程专题,涵盖课本经典原型、固废资源回收、新能源材料制备、滤渣判断速记及核心操作模板五大模块,构建了从基础原型到实际应用的完整知识体系。
清单采用分类速记与模板化呈现,如滤渣判断总结“酸浸硅铅钡钙硫”等口诀,核心操作模板标注必背答题要点,培养学生科学思维与证据推理能力。特设高频考点标注和易错提醒,如调pH除杂强调Fe²⁺需先氧化,助力学生高效复习,教师可据此强化重点突破难点。
内容正文:
专题05 常考工艺流程路线汇总
内容导航
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01
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课本经典原型
工艺
流程
汇总
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0
2
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固废、废旧资源(废锂电池、矿渣、烟道灰)回收流程汇总法(速查)
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新能源无机材料制备
流程
汇总
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工艺流程常见滤渣快速判断速记汇总
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工艺流程核心操作答题模板汇总(必背)
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课本经典原型工艺流程汇总
1.海水晒盐及粗盐(主要含有Mg2+、Ca2+和SO42-等)提纯:
(1)工艺流程
(2)关键:粗盐提纯时,所加的沉淀剂要过量,且要在后续的操作中除去,Na2CO3一定要在BaCl2后加入,待过滤后再加盐酸调溶液的pH,发生反应的离子方程式如下:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、SO42-+Ba2+=BaSO4↓、Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓、CO32-+2H+=CO2↑+H2O。
2.氯碱工业、次氯酸钠和氯化氢的的制备:
(1)生产原理:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、Cl2+H22HCl。
(2)电解饱和食盐水的装置事下图:
(3)关键:阳离子交换膜。
3.侯氏制碱法
(1)生产原理:向饱和NaCl溶液中先通入NH3再通入CO2,通入气体的顺序不能颠倒。反应原理为:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)工艺流程为:
(3)关键:先通氨气再通CO2。
4.电解熔融的氯化钠制钠:
(1)生产原理:石墨为阳极,铁为阴极;电解熔融的氯化钠不是氯化钠溶液,反应原理为
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)装置如下图:
(3)关键:不能电解饱和食盐水制钠。
5.海水提取溴:
(1)生产原理:要用热空气把生成的溴吹出;用SO2吸收后再用Cl2氧化的目的是富集溴,反应原理为
①Cl2+2Br-=Br2+2Cl-、SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-、Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(2)工艺流程为:
(3)两次氧化目的:富集溴元素,提高浓度。
6.海水提炼镁:
(1)生产原理:工业上用Ca(OH)2作沉淀剂,不是NaOH用作沉淀剂;结晶析出MgCl2·6H2O,要在HCl气流中加热氯化镁晶体得到无水氯化镁,再电解得到镁,反应原理为:CaCO3CaO+CO2↑(CaCO3来源于贝壳)、CaO+H2O=Ca(OH)2(制石灰乳)、MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2、Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2、
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(2)工艺流程为:
(3)易错:不能电解MgO,MgO熔点极高,能耗大;必须在HCl氛围脱水,抑制Mg2+水解。
7.合成氨及尿素:
(1)生产原理:液化空气后再分离得到氮气;天然气、一氧化碳与水反应制氢气,反应原理为:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)、H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)、N2+3H22NH3、2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O
(2)工艺流程为:
8.工业制硝酸:
(1)生产原理:NH3催化氧化生成NO,而不是NO2,反应原理为:4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、
3NO2+H2O=NO+2HNO3
(2)工艺流程为:
9.工业制硫酸:
(1)生产原理:三步反应都是放热反应;为了充分利用,进入接触室的气体要净化、预热;98%硫酸吸收SO3,得到发烟硫酸,再稀释,反应原理为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(沸腾炉)、2SO2+O2
2SO3(接触室)、SO3+H2O=H2SO4(吸收塔)
(2)工艺流程为:
(3)关键:用98.3%的浓硫酸吸收SO3。
10.铝的冶炼:
(1)生产原理:Al2O3―→AlO―→Al(OH)3―→Al2O3一系列的变化是为了得到纯净的Al2O3,反应原理为:
Al2O3+2OH-===2AlO+H2O、AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO、2Al(OH)3Al2O3+3H2O、
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
(2)工艺流程为:
(3)关键:
①SiO2与碱生成硅酸钠;Fe2O3不溶于碱成为滤渣;
②不能电解AlCl3(共价化合物,熔融不导电);冰晶石Na3AlF6作助熔剂,降低氧化铝熔点。
③电解时的石墨阳极要定期更换。
11.高纯硅的制备:
(1)生产原理:制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,反应原理为:SiO2+2CSi+2CO↑(粗硅制取)、Si+2Cl2SiCl4(粗硅提纯)、SiCl4+2H2Si+4HCl
(2)工艺流程为:
(3)循环物质:HCl。
12.硅酸盐工业——玻璃:
(1)生产原理:制玻璃的原料是Na2CO3、CaCO3、SiO2,玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,反应原理为:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑。
(2)工艺流程为:
固废、废旧资源(废锂电池、矿渣、烟道灰)回收流程汇总
一、废旧锂电池(危废,动力电池/3C锂电池)
路线1:以废旧三元锂电池黑粉(含有镍、钴、锰、铁、铝等金属元素和碳粉)为原料,从中回收锰、钴的工艺流程如图所示。
流程说明:以废旧三元锂电池黑粉(含镍、钴、锰、铁、铝等金属元素和碳粉)为原料,先经稀硫酸、氧化酸浸,使金属元素转化为金属离子,碳粉等不溶物形成滤渣1;加调pH除杂,使、完全转化为氢氧化物沉淀,得到含、、的滤液;用P204萃取二价锰离子,有机相经洗涤、硫酸反萃取得到溶液,而萃余液用P507萃取钴,有机相经洗涤、硫酸反萃取得到溶液,最终实现锰、钴的回收。
路线2:废旧锰酸锂电池经放电、拆解等预处理后得到正极材料粉末,其主要成分是,含少量有机物杂质,从其中回收Li、Mn元素的工艺流程如图:
流程说明:废旧锰酸锂电池正极材料粉末主要成分是,含少量有机物杂质。向正极材料粉末加入炭粉还原焙烧,锰酸锂发生还原反应转化为碳酸锂和一氧化锰;向焙烧渣中加入水浸取、过滤得到滤液和一氧化锰;向一氧化锰中加入硫酸溶液酸浸,将一氧化锰转化为硫酸锰,电解硫酸锰溶液在阳极得到二氧化锰;滤液经蒸发结晶得到碳酸锂晶体。
二、矿渣(高炉矿渣、钢渣、有色冶炼矿渣)
路线1:某矿渣的成分主要有CuO,还有PbO、Al2O3、Fe3O4、SiO2等杂质,工业上用该矿渣获取胆矾的操作流程如图所示:
流程说明:向含CuO、PbO、Al2O3、Fe3O4、SiO2的矿渣中加入稀硫酸,金属氧化物分别转化为对应硫酸盐,其中Fe3O4溶解生成和;PbSO4难溶于酸,SiO2不与稀硫酸反应。分离出固体混合物A,即难溶的SiO2和PbSO4,滤液中留存、、、等阳离子。调pH=x并加入NaClO:NaClO将氧化为,调节pH使完全沉淀为Fe(OH)3,得到沉淀B,调pH=y:控制pH在4.7~5.4之间,使完全转化为Al(OH)3沉淀(沉淀C),同时保证不沉淀。操作1:对含CuSO4的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最终得到胆矾粗产品。
路线2:从铬锰矿渣(主要成分为,含少量)中分离铬、锰的一种工艺流程如图所示:
流程说明:焙烧:已知不发生反应。在空气中被氧化,并与反应生成 。与焙烧得到(已知信息)。不反应,与反应生成;酸浸:转化为。转化为或(酸性条件下以为主)。转化为沉淀,即滤渣1为。MnO转化为,转化为。调 pH:目的是沉淀铁和铝。此时溶液中含有、、、等。调 pH 后,和水解生成和沉淀,即滤渣2;还原:将还原为,以便后续沉淀;沉铬:调节pH 使沉淀为,而留在溶液中;转化:滤液中主要含,加入/NaOH 将氧化为。
路线3:利用某种炼锌矿渣(主要含、、、)制备金属镓的部分工艺流程如下:
流程说明:炼锌矿渣(主要含、、、)加稀硫酸浸出,溶液中主要含的金属阳离子为:Fe2+、Fe3+、Zn2+、Ga3+,难溶性矿渣经过过滤得到浸出渣,滤液加入过氧化氢后,亚铁离子被氧化为铁离子,再调节pH后将Fe3+、Ga3+转化为Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀,过滤后滤饼成分为Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀,加盐酸并加铁粉后,加萃取剂萃取,目的是分离铁元素和镓元素,铁粉的目的是将Fe3+转化为Fe2+,便于与Ga3+分离,水层含Fe2+;再在有机层中加入氢氧化钠溶液经过反萃取后Ga元素转化为Na[Ga(OH)4],经过电解得到金属镓元素。
三、烟道灰(冶炼/钢铁电炉除尘灰,含Zn、Pb、In、Cd,多属危废)
路线1:从高氯烟道灰(主要含、CuO、ZnO、PbO、)中分离回收铜和锌的工艺流程如下:
流程说明:烟道灰先通过“碱浸脱氯”,使锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀,即把ZnCl2转化为碱式碳酸盐沉淀,再用稀硫酸进行酸浸,除去PbSO4。“中和除杂”通过调节pH值使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去。“深度脱氯”时,发生的反应为Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl,Cu2++Zn=Cu+Zn2+,可通过比例关系计算出需要锌粉的量。CuCl要溶解并返回到前面的流程中,就不能引入新的杂质离子。“电解分离”时离子的放电顺序Cu2+在H+之前,Zn2+在H+之后,产生大量气泡时,说明H+开始放电,即Cu2+已经全部反应完,铜、锌分离已完成。
路线2:一种回收烟道灰中铅的工艺流程如下。
流程说明:烟道灰的主要成分是硫酸盐和氧化物。其中锌、镉、铅等主要以硫酸盐的形式存在;铜部分为硫酸盐,部分为氧化物,铋主要以氧化物的形式存在,加入碳酸氢铵和氨水进行转化,滤渣含PbCO3、、Bi2O3,转化液含Zn、Cd、Cu的氨配合物杂质,被除去,转化滤渣加酸溶解,浸出渣为惰性杂质,滤液含Pb2+、Bi3+、Cu2+,酸浸滤液加PbCO3调pH,滤渣为铋的碱式盐沉淀,即,滤液含Pb2+、少量Cu2+,向滤液中加沉铅,滤渣为PbSO4沉淀,滤液含Cu2+和酸(可回收),PbSO4加NaOH反应,得到目标固体产物三盐基硫酸铅。
路线3:从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有、、、、)中提取铼粉的一种工艺流程如图所示。
流程说明:烟道灰中加入硫酸、H2O2氧化浸出,ReO3被氧化为,Re2O7转化为,其他氧化物转化为对应的金属阳离子,其中Fe2+被H2O2氧化为Fe3+。过滤后滤液中加入NH4HCO3水解中和,此时pH=6,根据表格可知,铁离子已沉淀完全,铜离子部分转化为氢氧化铜沉淀,滤渣1中含有钼的化合物,氢氧化铁和氢氧化铜,过滤后滤液中加入硫化铵和硫酸,生成MoS3沉淀和CuS沉淀,过滤后滤液中加入RCl进行离子交换,转化为RReO4,再加入HClO4解吸,生成HReO4,最后生成Re。
新能源无机材料制备流程汇总
一、基础知识
1.命题高频载体:锂/钠电池正极前驱体、磷酸铁锂、三元NCM、石墨负极、硅基负极、锂盐、固态电解质;2.核心工艺:共沉淀、水热/溶剂热、固相高温烧结、碳包覆、煅烧、陈化、洗涤除杂。
3.通用解题模板:原料浸取净化→前驱体制备(沉淀/水热)→过滤洗涤(除Na+、SO42-、NH4+杂质)→干燥→配料混料→高温烧结(气氛控制)→破碎筛分→成品粉体。
二、常考的新能源无机材料制备流程
1.磷酸铁锂LiFePO4的制备
路线1.从废旧LFP正极材料(含、铝箔等)中回收金属和电池再生技术工艺流程如下:
流程说明:由流程可知,废旧LFP正极材料碱浸时发生,过滤分离出含的溶液a,滤渣a为。加硫酸、过氧化氢发生,过滤分离出滤渣b为,加草酸还原,在共同作用下产生再生材料;滤液b含,加入碳酸钠发生复分解反应经一系列操作得到。
路线2.磷酸铁锂可用硫铁矿烧渣(主要成分是,含少量、和CaO)为原料,通过以下工艺制备:
流程说明:硫铁矿烧渣的主要成分是Fe2O3,含少量SiO2、Al2O3和CaO,加入碳粉,还原焙烧,生成Fe、CO2,SiO2、Al2O3和CaO不反应,再加入硫酸酸浸,生成硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸钙,SiO2与硫酸不反应,硫酸钙微溶,过滤除去,向滤液1中加入氨水,调节pH,使铝离子沉淀,生成氢氧化铝沉淀,过滤除去,得到的滤液2为硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液,加入双氧水和磷酸,氧化亚铁离子为铁离子,并沉淀铁离子,生成磷酸铁沉淀,过滤,向得到的磷酸铁中加入碳酸锂和草酸,煅烧,得到LiFePO4。
路线3.利用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(难溶性亚铁盐),还含有少量MgO、SiO2等杂质]来制备LiFePO4和Li4Ti5O12等锂离子电池的电极材料,工艺流程如图:
流程说明:用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO 、SiO2等杂质)来制备Li4Ti5O12 和LiFePO4,由制备流程可知,加盐酸过滤后的滤渣为SiO2,滤液①中含Mg2+ 、Fe2+、TiOCl,水解后过滤,沉淀为TiO2·xH2O ,与双氧水反应Ti元素的化合价升高,生成(NH4)2Ti5O15,与 LiOH反应后过滤得到Li2Ti5O15,再与碳酸锂高温反应生成Li4Ti5O12;水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+,双氧水可氧化 Fe2+为Fe3+,在磷酸条件下反应产生FePO4 沉淀,过滤分离出 FePO4,高温煅烧②中发生2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。
路线4.以绿矾()和海水为原料制备磷酸铁锂()的过程如下图所示:
流程说明:该流程以绿矾和海水为原料制备磷酸铁锂,分为两大主线:绿矾经溶解后,加入磷酸防水解,再用过氧化氢氧化Fe2+,随后加入磷酸铵沉淀得到磷酸铁,过滤后得到(NH4)2SO4副产物与FePO4,海水经加碳酸钠调 pH 精制除镁、盐酸调 pH 中和过量碱后,蒸发浓缩析出氯化钠,再经二次除镁后加碳酸钠沉锂得到碳酸锂;最后磷酸铁与碳酸锂在葡萄糖(还原剂,将三价铁还原为二价铁)作用下反应生成目标产物磷酸铁锂。
2.锂盐制备
路线1.三元锂电池(NCM)正极材料采用“还原氨浸—分步沉淀”工艺可实现有价金属的绿色回收。
流程说明:三元锂电池正极材料主要成分为,还含有少量的铜等杂质;加入、、,Ni、Co、Cu分别转化为、、,Li变为进入溶液;Mn转化为沉淀除去。溶液加入将转化为沉淀除去。再向溶液中继续加入柠檬酸、丁二酮肟将转化为二丁二酮肟镍沉淀除去。溶液蒸氨将除去后,加入将转化为沉淀除去。溶液最后加入将转化为沉淀。
路线2.从盐湖水(含有NaCl、LiCl、、等物质)中提炼的工艺流程如图所示。
流程说明:盐湖水转化为浓缩卤水,加入盐酸脱硼,生成H3BO3沉淀过滤除去,滤液中加入碳酸钠溶液生成碳酸镁沉淀除去,滤液中加入氢氧化钙生成氢氧化镁沉淀过滤除去同时钙离子与碳酸根离子生成碳酸钙,滤渣Ⅰ的主要成分为氢氧化镁和碳酸钙,再加入饱和碳酸钠溶液,生成碳酸锂(含少量碳酸镁杂质),往其中加入水和二氧化碳进行碳化,生成碳酸氢锂和碳酸氢镁,加入NaOH溶液生成氢氧化镁沉淀除去,加入CO2调节pH,再经过过滤、蒸发分解得到高纯度碳酸锂。
路线3.以锑白为原料,制备工艺流程如图所示:
流程说明:锑白与过量的氢氧化锂溶液反应生成LiSb(OH)4溶液,向溶液中加入过氧化氢溶液将LiSb(OH)4氧化为LiSb(OH)6沉淀,过滤得到LiSb(OH)6沉淀和氢氧化锂溶液;向LiSb(OH)6沉淀中加入40%氢氟酸溶液,将LiSb(OH)6沉淀转化为LiSbF6溶液,浓缩结晶、过滤得到LiSbF6晶体和含有LiSbF6的母液,母液返回到浓缩结晶工序用于提高原料的利用率,LiSbF6晶体经洗涤、干燥得到LiSbF6晶体。
3.正极材料纳米级硒化铜()制备
路线1.以黄铜矿(主要含有,还有少量、等)为原料,在酸性条件下生物催化氧化法制备纳米级硒化铜的工艺流程如图:
流程说明:在黄铜矿粉末(主要含CuFeS2,含少量FeS2、SiO2等)中加入细菌、酸性溶液、通入空气浸取过滤,得到硫酸铜、硫酸铁溶液,溶液中加入过量的氨水,过滤得到滤渣为Fe(OH)3,深蓝色溶液为铜氨溶液,加入稀硫酸酸化得到硫酸铜和硫酸铵的混合溶液,高压下氢气还原硫酸铜得到铜粉,铜粉和硒粉、乙二醇、水加热反应生成纳米级硒化铜()。
路线2.以某矿石(含55.2%CuFeS2、32%Cu2S,其余为CaS和SiO2)为原料开发的一种合成介孔Cu2-xSe的路线如图所示:
流程说明:矿石粉碎后加入细菌、铁盐溶液进行“生物浸出”,SiO2与铁盐不反应,CuFeS2、Cu2S和CaS与铁盐反应生成Cu2+、Fe2+、CaSO4和S单质,过滤,滤渣中含有CaSO4、SiO2和S,滤液中含有Cu2+、Fe2+、过量的Fe3+和。往滤液中加入萃取剂, 静置分层后分液,水相中含Fe3+、Fe2+,有机相中含CuSO4,在有机相中加入蒸馏水进行反萃取,CuSO4进入水相,水相中CuSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得五水硫酸铜;往所得晶体中加入水、乙醇进行醇溶,加入Se和N2H4·H2O将Cu2+还原,得到Cu2-xSe粗产品,经洗涤烘干后得到Cu2-xSe。
工艺流程常见滤渣快速判断速记汇总
1、滤渣四大来源
①原料中不溶/不反应杂质;
②反应新生成难溶物;
③调 pH 水解沉淀;
④加入的过量固体反应物。
2、酸浸后滤渣速记(稀硫酸/盐酸浸取,最常考)
情况
滤渣成分
记忆要点
含SiO2、硅酸盐矿
SiO2;若硅酸盐水解:H2SiO3
二氧化硅不溶于普通强酸,酸浸第一道滤渣常客
含铅元素,硫酸浸出
PbSO4
硫酸铅难溶,盐酸可溶;硫酸浸铅直接进滤渣
含钡杂质,硫酸体系
BaSO4
几乎不溶于酸
原料含 CaO/CaCO₃,硫酸浸取
CaSO4(微溶)
硫酸钙微溶,量大析出为滤渣
硫化矿酸浸(MnO₂氧化硫化锰)
S(单质硫)
氧化还原生成淡黄色单质硫,滤渣常见
调 pH 除杂(先氧化Fe2+→Fe3+)
Fe(OH)3、Al(OH)3
优先沉淀 Fe3+、Al3+;Fe2+调pH很难沉淀,必须先氧化
加ZnS/MnS除重金属杂质
CuS、CdS、NiS、ZnS/MnS
难溶硫化物沉淀,Ksp 极小,弱酸性也沉淀
过量固体调 pH(ZnO、MnCO₃过量)
过量ZnO、MnCO₃
加的固体除杂剂过量,进入滤渣
速记:酸浸硅铅钡钙硫,铁铝调pH沉出头;二价铁别直接调,先要氧化再除杂。
3、碱浸后滤渣速记(NaOH 溶液浸取)
(1)溶于强碱:SiO2→SiO32-);Al2O3→Al(OH)4-;BeO、Ga2O3两性溶解。
(2)不溶于强碱,直接成为滤渣:Fe2O3、FeO、Fe3O4、MgO、CuO、CaCO3。
(3)实例:铝土矿Al2O3、Fe2O3、SiO2碱浸,滤渣:Fe2O3;滤液:NaAl(OH)4、Na2SiO3。硅酸钠滤液通CO2,滤渣:H2SiO3(硅酸沉淀)。
(4)速记:碱浸溶硅铝铁不溶,铁镁铜氧化物留滤渣;滤液通碳出硅酸。
4、水浸后滤渣速记(加水浸取)
(1)可溶性盐进入滤液;难溶氧化物、硅酸盐、金属单质留在滤渣;
(2)常见:焙烧后水浸,金属氧化物不溶为滤渣;
(3)若水解:Mg3N2水浸生成Mg(OH)2滤渣。
5、高频必考滤渣清单(直接背诵)
(1)不溶于普通酸的固体(浸取第一步滤渣):SiO2、BaSO4、PbSO4、AgCl、S
(2)调pH水解沉淀(除杂核心滤渣):Fe(OH)3、Al(OH)3;极少Cr(OH)3(两性,pH 过高复溶),易错:Fe(OH)2极易被氧化,流程极少出现;流程中几乎不直接沉淀二价铁。
(3)硫化物沉淀(重金属除杂):CuS、CdS、NiS、CoS、PbS;酸性条件下即可沉淀,不溶于稀强酸。
(4)微溶物析出滤渣:CaSO4、Ag2SO4。
(5)两性物质易错提醒:Al(OH)3、Be(OH)2、Cr(OH)3:pH过高会重新溶解,滤渣不能强碱过量。
6、易错提醒(考试易丢分)
(1)Fe2+不能直接调pH除去,必须先氧化为Fe3+,再调pH生成Fe(OH)3滤渣。
(2)Pb:盐酸浸取可溶;硫酸浸取立刻生成PbSO4滤渣。
(3)滤渣经常是混合物!如调pH滤渣:Fe(OH)3和Al(OH)3同时写,不要漏。
(4)加入的除杂固体(如MnCO3、ZnO过量,也属于滤渣成分,不要忽略。
(5)SiO2酸浸是滤渣;碱浸进入滤液,再通CO2才析出H2SiO3滤渣。
7、解题思维模板(做流程题直接套用)
(1)圈原料全部成分,圈加入试剂(酸/碱/氧化剂/沉淀剂);
(2)判断:哪些物质和试剂反应溶解→进滤液;
(3)不反应、难溶、反应生成沉淀、过量固体→全部归滤渣;
(4)调 pH:看 pH 范围,哪些金属离子达到沉淀 pH,写对应氢氧化物;
(5)检查:有没有漏写共存的多种沉淀(滤渣多为混合物)。
工艺流程核心操作答题模板汇总(必背)
1.粉碎、研磨的目的:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。
2.灼烧、焙烧、煅烧的目的: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,将有机碘转化为碘盐。或改变结构和组成,使一些物质能溶解;并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。
3.除杂:除去……中的……
4.干燥:除去……气体中的水蒸气,防止……
5.增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、适当升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)、增大浸出液的浓度、固体粉碎增大接触面积。
6.提高固体的焙烧效率方法:增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等。
7.加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。
8.温度不高于××℃的原因:适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等,影响产品的生成。
9.温度不低于××℃的原因:加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移,增加产率。
10.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。
11.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。
12.控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀:调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等,以避免引入新的杂质;沉淀时pH范围的确定:范围过小导致某离子沉淀不完全,范围过大导致主要离子开始沉淀。
13.减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。
14.检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清液中滴入沉淀剂,若无沉淀生成,则离子沉淀完全。
15.洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次。
16.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。
17.洗涤沉淀的目的:除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。冰水洗、热水洗、乙醇洗等洗去晶体表面的可溶性杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
18.冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,最终提高产品产率。
19.乙醇洗涤的目的:a、降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗;b、除去固体表面吸附的杂质;c、乙醇挥发带出水分,得到较干燥的产物。
20.蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。
21.事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气),防止某物质被氧化。
22.将矿石粉碎的原因:增大矿石与其他物质(××溶液或××气体)的接触面积,加快反应速率(或提高浸出率)。
23.用热碳酸钠溶液洗涤废铁屑等原料的原因:用碳酸钠溶液水解显碱性的特点清除废铁屑表面的油污。
24.用过量盐酸溶解废铁屑的原因:盐酸除了与废铁屑反应外还有抑制Fe2+水解,防止生成Fe(OH)2沉淀的作用。
25.过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘。
26.趁热过滤的原因即操作:防止过滤一种晶体或杂质的过程中,因降温而析出另一种晶体,减少过滤时间、保持过滤温度,防止××杂质析出;操作:已预热的布氏漏斗趁热抽滤。
①要滤渣(产品):防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损耗,如:NaCl (KNO3)。
②要滤液(产品):防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗(除去溶解度小或难溶的杂质)。
27.“趁热过滤”后,有时先往滤液中加入少量水,加热至沸,然后再“冷却结晶”的目的:稀释溶液,防止降温过程中××析出,提高产品的纯度。
28.水浴加热的好处:受热均匀,温度可控,且温度不超过100℃。
29.过滤的沉淀欲称重之前的操作:过滤,洗涤,干燥,(在干燥器中)冷却,称重。
30.减压过滤的目的:加快过滤速度,得到更干燥的沉淀。
31.减压烘干的目的:降低产品的烘干温度,防止产品分解。
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