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文件名称:2026版绿色通道大一轮化学 第58讲 无机化工流程题的解题策略.pptx
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总页数:74 页
更新时间:2025-09-06
总字数:约8.18千字
文档摘要

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课标解读

1.培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容,并与已有知识块整合重组为新知识块的能力。2.培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并作出解释的能力。

;;;环节一流程中原料的预处理

理·必备知识

;提·关键能力

1.稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下:

;已知:废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)

解析由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得,预处理的目的为除去ZnO和Al2O3。

;2.[2023·辽宁卷,16(1)]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。

(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为适当增大硫酸浓度(或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积)(答出一条即可)。

;环节二流程中反应条件的控制

理·必备知识

1.控制溶液的pH

(1)控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性,或改变水解程度。

(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。

①如若要除去Al3+、Mn2+溶液中含有的Fe2+,先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH。

②调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液pH增大;不引入新杂质。例如:若要除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。

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2.控制反应的温度

(1)控制化学反应速率。

(2)控制平衡移动方向。

(3)控制固体的溶解与结晶,如趁热过滤能防止某物质降温时析出。

(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。

(5)防止或实现某物质水解或分解。

(6)使催化剂达到最大活性。

(7)防止副反应的发生。

;3.调节反应物的浓度

(1)根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡移动有利于目标产物的生成,减小对后续操作产生的影响。

(2)反应物过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对后续操作也会产生影响。

4.控制反应体系的压强

(1)??变化学反应速率。

(2)影响平衡移动的方向。

5.使用催化剂

加快反应速率,提高生产效率。

;提·关键能力

1.温度控制

(1)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:

分析40℃时,TiO2·xH2O转化率最高的原因:低于40℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度的升高而增大;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化率下降。

;(2)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图所示:

“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。

;2.酸碱度控制——调pH

(1)由硫酸浸出的Mn2+溶出液(含Mn2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、H+等)经纯化得Mn2+纯化液。已知:MnO2的氧化性与溶液pH有关。金属离子沉淀的pH如下表:

纯化时先加入MnO2,后加入NH3·H2O,调溶液pH≈5,说明试剂加入顺序及调节pH的原因:先加MnO2,可利用溶液的酸性将Fe2+全部氧化为Fe3+,再加NH3·H2O调溶液pH≈5,将Fe3+和Al3+沉淀除去。

;(2)利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂,以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程,回答下列问题:

;已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等。

②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。

③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

;环节三物质的分离与提纯

理·必备知识

1.产品分离、提纯的常用方法

(1)过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。

(2)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。

(3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如从溶液中提取NaCl。

(4)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。

(5)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇和甘油。

(6)冷却法:利用气体液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。