2022届高三化学一轮复习讲义：无机化工流程题的解题策略

3.0 envi 2025-02-06 13 4 855.16KB 12 页 3知币

侵权投诉

无机化工流程题的解题策略

复习目标　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.培养将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，

解决简单化学问题的能力。3.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、图形等表达并做出解释的能力。

一、工业流程题的结构

二、流程图中主要环节的分析

1．核心反应——陌生方程式的书写

关注箭头的指向：箭头指入→反应物，箭头指出→生成物。

(1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律，①判断产物，②根据化合价升降相等配平。

(2)非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物。

2．原料的预处理

(1)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸等。

水浸与水接触反应或溶解

浸出固体加水(酸)溶解得到离子

酸浸在酸溶液中反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去

浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)

(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。

(3)审题时要“瞻前顾后”，注意物质性质及反应原理的前后联系。

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。调节 pH 所需的物质一般应

满足两点：

①能与H＋反应，使溶液 pH 增大；

② 不引入新杂质。

例如：若要除去 Cu2＋中混有的 Fe3＋，可加入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3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。防止某物质降温时会析出。

(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。

4．常用的提纯方法

(1)水溶法：除去可溶性杂质。

(2)酸溶法：除去碱性杂质。

(3)碱溶法：除去酸性杂质。

(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。

(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。

(6)调节溶液的 pH 法：如除去酸性溶液中的 Fe3＋等。

5．常用的分离方法

(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。

1．(2019·全国卷Ⅲ，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然

二氧化锰粉与硫化锰矿(还含 Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si 等元素)制备，工艺如图所示。回答

下列问题：

相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下：

金属离子 Mn2＋Fe2＋Fe3＋Al3＋Mg2＋Zn2＋Ni2＋

开始沉淀的 pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9

沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9

(1)“滤渣1”含有 S和________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：__

________________________________________________________________________。

(2)“氧化”中添加适量的 MnO2的作用是_____________________________________。

(3)“调 pH”除铁和铝，溶液的 pH 范围应调节为________～6之间。

(4)“除杂 1”的目的是除去 Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是_______________。

(5)“除杂 2”的目的是生成 MgF2沉淀除去 Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原

因是____________________________________________________________________________。

(6)写出“沉锰”的离子方程式：___________________________________。

(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为 LiNixCoyMnzO2，其中

Ni、Co、Mn 的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝时，z＝________。

答案　(1)SiO2(或不溶性硅酸盐)　MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O　(2)将Fe2＋

氧化为 Fe3＋　(3)4.7　(4)NiS 和ZnS　(5)F－与H＋结合形成弱电解质 HF，MgF2(s)Mg2＋

(aq)＋2F－(aq)平衡向右移动　(6)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O (7)

解析　(1)硫化锰矿中硅元素主要以 SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣 1”的主要成

分为 S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣 1”中含 S，可知“溶浸”时MnO2与MnS 在

酸性条件下发生氧化还原反应生成 MnSO4和S，根据化合价升降法可配平该反应的化学方

程式。(2)“溶浸”后溶液中含 Fe2＋，“氧化”中加入的适量 MnO2能将 Fe2＋氧化为 Fe3＋。

(3)“调pH”除去 Fe3＋和Al3＋时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的 pH 在4.7～6之间。

(4)“除杂 1”中加入 Na2S能将 Zn2＋和Ni2＋分别转化为沉淀除去，故“滤渣 3”的主要成分

为NiS 和ZnS。(5)“除杂 2”中F－与Mg2＋反应生成 MgF2沉淀，若溶液酸度过高，则 F－与

H＋结合生成弱电解质 HF，导致 MgF2(s)Mg2＋(aq)＋2F－(aq)平衡向右移动，Mg2＋不能完

全除去。(6)“沉锰”时Mn2＋与HCO 反应生成 MnCO3并放出 CO2，由此可写出离子方程式。

(7)化合物 LiNixCoyMnzO2中，当 x＝y＝时，根据化合物中正负化合价代数和为 0知1＋2×＋

3×＋4z－2×2＝0，解得 z＝。

2．(2020·济宁模拟)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广

泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图：

回答下列问题：

(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定

比例混合而成。混合的实验操作是__________________________________________。

(2)先加入氨水调节 pH＝3，过滤，滤渣主要成分是____________；再向滤液中加入氨水调

节pH＝6，滤液中 Sc3＋的浓度为__________。(已知：25 ℃时，Ksp[Mn (OH)2]＝1.9×10－

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

2022届高三化学一轮复习讲义：无机化工流程题的解题策略.docx

共12页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

2022届高三化学一轮复习讲义：无机化工流程题的解题策略

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: