資源簡介

(共20張PPT)
無機化學工藝流程綜合題突破（一）
水平3-4 能結合生產和生活實際問題情境說明化學變化中能量轉化、調控反應條件等的重要應用；
能運用化學原理和方法解釋或解決生產、生活中與化學相關的一些實際問題；
能分析化學品生產和應用過程對社會和環境可能發生的影響，能提出降低其負面影響的建議。
水平4-2 能分析評估物質轉化過程對環境和資源利用的影響。
【新課程標準學業質量水平要求】
【真題感悟】
（2020 全國III卷，27題）
回答下列問題：
(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是_____________________________________。
為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調為中性，生成沉淀。寫出該反應的離子方程式______________________________________________________________。
(2)“濾液②”中含有的金屬離子是____________________。
(3)“轉化”中可替代H2O2的物質是____________________。
除去油脂、溶解鋁及其氧化物
(4)利用上述表格數據，計算Ni(OH)2的
Ksp=________________________________________________________（列出計算式）。如果“轉化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0 mol L 1，則“調pH”應控制的pH范圍是_________。
(5)硫酸鎳在強堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應的離子方程式___________________________________________。
(6)將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環使用，其意義是____________________。
3.2～6.2
提高鎳的回收率
【歸納總結】
工藝流程的基本結構
原料
核心反應
目標產物
預處理
條件控制
分離提純
研磨
酸洗
灼燒 ……
調節溶液pH
調節溫度
調節壓強
加入合適的氧化劑或還原劑……
過濾
萃取分液
結晶……
堿浸
近四年全國卷化工流程題考點統計
【考查角度】
【例1】（2020 山東濟寧二模，節選）
一種以廢舊鋰離子電池的正極材料（主要含LiCoO2、Al、C等）為料制備CoC2O4 2H2O的流程如下：
灼燒的主要目的是_______________________________________。
【角度1】原料預處理
除去正極材料中的C
[必備知識] 原料預處理的常用方法
方法 目的
研磨、霧化
水浸或酸浸
堿浸
灼燒
減小固體的顆粒度或將液體霧化，
增大反應物的接觸面積，加快反應速率。
與水（或酸）接觸反應或溶解，使可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。
除去油污，溶解酸性氧化物，溶解鋁及其化合物。
除去可燃性雜質或使原料初步轉化
【考查角度】
【練習1】一種磁性材料的磨削廢料（含鎳質量分數約21%）主要成分是鐵鎳合金，還含有銅、鈣、鎂、硅的氧化物。由該廢料制備純度較高的氫氧化鎳，工藝流程如下：
為了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有_______。
A．攪拌 B．適當升高溫度
C．研磨礦石 D．用濃硫酸與濃硝酸
【角度1】原料預處理
D
鐵與濃硫酸、濃硝酸發生鈍化反應
【考查角度】
【例2】（2017年理綜全國I卷，27題，節選）Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質）來制備，工藝流程如下：
【角度2】反應條件的控制
【例2】（2017年理綜全國I卷，27題，節選）
TiO2 xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結果如下表所示：
分析40 ℃時TiO2 xH2O轉化率最高的原因__________________________。
溫度/℃ 30 35 40 45 50
TiO2·xH2O轉化率/% 92 95 97 93 88
低于40 ℃，TiO2·xH2O轉化反應速率隨溫度升高而增加；
超過40 ℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉化反應速率下降
【考查角度】
【角度2】反應條件的控制
【例3】電解精煉銅的陽極泥中主要含Ag、Au等貴重金屬。以下是從精煉銅的陽極泥中回收銀、金的流程圖：
銅陽極泥氧化時，采用“低溫焙燒”而不采用“高溫焙燒”的原因是________________________________________________。
高溫焙燒時，生成的Ag2O又分解為Ag和O2
【考查角度】
【角度2】反應條件的控制
教材必修2 P88
【考查角度】
【角度2】反應條件的控制
【熱點題型】
【角度2】反應條件的控制
[必備知識]反應條件的控制
1．控制溶液的酸堿性
（1）增強某些物質的氧化性或還原性。
（2）通過控制溶液的pH值除去某些離子。
2．控制反應的溫度
（1）調節化學反應速率。
（2）控制固體的溶解與結晶，如趁熱過濾防止某些物質降溫時析出。
（3）促進或防止溶液中氣體的逸出或物質的分解。
（4）通過控制溫度提高化學反應的選擇性（或催化劑的活性）。
（5）防止副反應的發生。
3．加入氧化劑或還原劑
完成溶液中離子的轉化，需要根據題目信息判斷加入試劑的作用。
【熱點題型】
【角度2】反應條件的控制
【練習2】現欲利用以下工藝流程回收鋰離子電池正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。
“酸浸”的主要目的是將LiCoO2轉化為CoSO4，寫出該反應的化學方程式__________________________________________________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是____________________________________。
HCl會被氧化生成Cl2，污染環境
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
【熱點題型】
【角度2】反應條件的控制
[思考] H2O2是化工流程中常用的一種試劑，你能否根據氧化還原的某些規律對H2O2的性質做一個小結？
（1）歧化（不穩定性） 2H2O2====2H2O+O2↑
（2）強氧化性 可氧化Fe2+、I-、S2-、SO32-等
（3）弱還原性 可還原LiCoO2、Co2O3、ClO2、Cl2、KMnO4/H+等
MnO2
【熱點題型】
【角度2】反應條件的控制
【隨堂練習】
1、工業級硝酸鍶含硝酸鈣、硝酸鋇等雜質，提純流程如下：
已知：①“濾渣1”的成分為Ba(NO3)2、Sr(NO3)2；
②鉻酸（H2CrO4）為弱酸。
（1）“酸浸”不能采用高溫的原因是________________________________，
（2）已知Cr(OH)3類似Al(OH)3，還原后溶液的pH不能大于8的原因可能是_________________________________________________________。
避免Cr(OH)3在堿性溶液中發生反應Cr(OH)3＋OH-=CrO2-＋2H2O而溶解
避免HNO3揮發和分解，減少環境污染
【隨堂練習】
2、菱錳礦的主要成分是MnCO3，還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下：
焙燒時溫度對錳浸取率的影響如圖所示。
焙燒時適宜溫度為__________；800℃以上錳的浸取率減小，可能原因是____________________________________________________________。
溫度過高，NH4Cl分解導致與MnCO3的反應不徹底，使浸取率減小
500℃
3、已知：①不同溫度下PbCl2的溶解度如下表所示。
溫度/℃ 20 40 60 80 100
PbCl2溶解度/g 1.00 1.42 1.94 2.88 3.20
②PbCl2為能溶于水的弱電解質，在含Cl-的溶液中存在平衡：
PbCl2(aq)＋2Cl-(aq) PbCl42-(aq)。
操作a為加適量水稀釋并冷卻，該操作有利于濾液1中PbCl2的析出，其合理的解釋為___________________________________________
______________________________________________________。
稀釋有利于PbCl2(aq)＋2Cl-(aq) PbCl42-(aq)的平衡左移，
使PbCl2物質的量增大；冷卻使PbCl2的溶解度減少，有利于PbCl2的析出
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【隨堂練習】

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