2024届一轮复习人教版 第三章 微专题三 无机化工流程解题策略 课件（30张）

微专题三无机化工流程解题策略[专题精讲]1.明确试题模式2.理清命题角度

命题的角度主要有：(1)原料的处理方法，(2)重要转化的方程式书写，(3)物质的分离、提纯方法与原理，(4)反应条件的控制方法，(5)涉及产率、Ksp

的有关计算，(6)涉及的化学反应原理分析等。3.建立思维模型(1)审题干——明确原料成分和目的要求(2)审流程——明确各步转化原理和目的①看箭头：进入的是原料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。②看三线：主线主产品、分支副产品、回头为循环。③找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。④关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。(3)审问题——明确答什么①不要答非所问：要看清题目要求，按要求答题，防止答非所问。②规范答题：回答问题要准确全面，注意语言表达的规范性，特别是化学用语的书写与表示要准确、规范。[典例精析]角度1以分离提纯为主体的化工流程

【典例1】(2021年全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO

以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：回答下列问题：

(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2

几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3

转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3

转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________。金属离子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5

mol·L－1)的pH3.24.711.113.8(3)“母液①”中Mg3+浓度为______mol·L－1。

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是___________。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是__________。“酸溶渣”的成分是________、________。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得________，循环利用。[归纳提升]1.物质分离、提纯的原则(1)不增：不引入新的杂质。(2)不减：不减少被提纯的物质。(3)易分离：被提纯物与杂质易于分离。(4)易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。水溶法除去可溶性杂质酸溶法除去碱性杂质碱溶法除去酸性杂质氧化剂或还原剂法除去还原性或氧化性杂质加热灼烧法除去受热易分解或易挥发的杂质调节溶液的pH法如除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等 2.常用的提纯方法3.增大矿石物质的浸出率的措施有：搅拌，加热，增大浸出液的浓度，粉碎增大固液接触面，延长浸出时间。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蒸发结晶提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl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4.常用的分离方法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，用胶头滴管取上层清液少许放入小试管中，向其中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则说明离子沉淀完全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，若没有特征现象出现，则证明沉淀已洗涤干净5.三种分离、提纯的深化(1)过滤问题①3个基本操作冰水洗涤 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乙醇洗涤 的目的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，得到较干燥的产物减压过滤

(抽滤)加快过滤速率，使沉淀更干燥②特定洗涤目的蒸发浓缩、冷却结晶适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离提纯，如除去KNO3

中的少量NaCl，或受热易分解的物质的提纯，如晶体水合物、铵盐等蒸发结晶、趁热过滤适用于杂质的溶解度随温度变化较大物质的分离提纯，可减少杂质晶体的析出，如除去NaCl

中的少量KNO3(2)结晶方式

晶体的干燥：要得到干燥的晶体，常见的干燥方法有自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干(适用于热稳定性较好的物质)。物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)31.53.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8(3)调节溶液pH分离提纯

①控制溶液的酸、碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如，已知几种物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：②调节pH所需的物质应满足两点：能与H+反应，使溶液pH若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+、Fe3+，可先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH在3.7≤pH<8.3。增大；不引入新杂质。例如，要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu2(OH)2CO3、CuCO3、Cu(OH)2

等物质来调节溶液的pH。角度2以物质制备为主体的化工流程

【典例2】(2021年湖南选择性考试)Ce2(CO3)3

可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4

形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2

等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下：回答下列问题：(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为________。(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有____________________________________________________________________________________________(至少写两条)。(3)滤渣Ⅲ的主要成分是_____________(填化学式)。

(4)加入絮凝剂的目的是_______________________________________________________________________________________。

解析：焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸，CePO4

转化为Ce2(SO4)3

和H3PO4，SiO2

与硫酸不反应，Al2O3

转化为Al2(SO4)3，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3

，CaF2

转化为CaSO4

和HF，酸性废气含HF；后过滤，滤渣Ⅰ为SiO2和磷酸钙、FePO4，滤液主要含H3PO4、Ce2(SO4)3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，加氯化铁溶液除磷，滤渣Ⅱ为FePO4；聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀，过滤除去，滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝，还含氢氧化铁；加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。[归纳提升]1.物质制备过程的条件控制(1)控制体系的环境氛围①需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2

等含水晶体，抑制水解并带走因分解产生的水汽。②营造还原性氛围，防止还原性物质被氧化。如加入铁粉防止Fe2+被氧化。

③加入氧化剂进行氧化。如加入绿色氧化剂H2O2将Fe2+氧化转化为Fe3+，绿色氧化剂H2O2

的优点：不引入新杂质，对环境无污染。(2)控制反应温度①加热：加速溶解、加快反应速率或促进平衡向某个方向移动(如促进水解生成沉淀)。②降温：防止某物质在某温度时会溶解或分解，或促进平衡向某个方向移动。

③控制温度在一定范围内，综合多方面因素考虑。如使反应速率不至于太慢、抑制或促进平衡移动、防止反应物分解、防止副反应发生、使催化剂的催化活性最高等。

④如题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法。

2.在流程题中，常会看到压强、温