新教材適用2024版高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)第2部分新高考五大題型突破題型突破2化學(xué)工藝流程綜合題突破點(diǎn)1流程中的原料處理與條件控制教師用書

題型突破二化學(xué)工藝流程綜合題題型功能1.知識(shí)考查：元素及化合物、基本反應(yīng)原理、反應(yīng)條件的控制(溫度、pH、投料比等)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、能量問(wèn)題、綠色化工等。2.能力考查：考查學(xué)生文字閱讀、圖像、文字信息的提取、加工和處理能力，分析推理、知識(shí)遷移的能力，計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力以及語(yǔ)言文字表述能力。題型情境以真實(shí)的化工生產(chǎn)情境為背景，多以元素Fe、Cr、Mn、Ni、Mg、Al、V、Ti、Ca和陌生元素Mo、Ce等的單質(zhì)及其化合物為載體。題型結(jié)構(gòu)主要考查物質(zhì)的制備和提純工藝，試題結(jié)構(gòu)模型如下：題型1物質(zhì)制備型1.(2023·山東選考)鹽湖鹵水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)和硼酸根等)是鋰鹽的重要來(lái)源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備Li2CO3的工藝流程如下：已知：常溫下，Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－3。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)含硼固體中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－(常溫下，Ka＝10－9.34)；B(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)可制備硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常溫下，在0.10mol·L－1硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2－水解生成等物質(zhì)的量濃度的B(OH)3和[B(OH)4]－，該水解反應(yīng)的離子方程式為[B4O5(OH)4]2－＋5H2O=2B(OH)3＋2[B(OH)4]－，該溶液pH＝_9.34__。(2)濾渣Ⅰ的主要成分是_CaSO4__(填化學(xué)式)；精制Ⅰ后溶液中Li＋的濃度為2.0mol·L－1，則常溫下精制Ⅱ過(guò)程中COeq\o\al(2－,3)濃度應(yīng)控制在_5.5×10－4__mol·L－1以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無(wú)法回收HCl外，還將增加_純堿__的用量(填化學(xué)式)。(3)精制Ⅱ的目的是_加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3(或除去精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋)，提高Li2CO3純度__；進(jìn)行操作X時(shí)應(yīng)選擇的試劑是_鹽酸__，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致_濃縮液中因COeq\o\al(2－,3)濃度過(guò)大使得Li＋過(guò)早沉淀，即濃縮結(jié)晶得到的NaCl中會(huì)混有Li2CO3，最終所得Li2CO3的產(chǎn)率減小__。【解析】由流程可知，鹵水中加入鹽酸脫硼后過(guò)濾，所得濾液經(jīng)濃縮結(jié)晶后得到晶體，該晶體中含有Na＋、Li＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)等，焙燒后生成HCl氣體；燒渣水浸后過(guò)濾，濾液中加生石灰后產(chǎn)生沉淀，在此條件下溶解度最小的是CaSO4，則濾渣Ⅰ的主要成分為CaSO4；由于CaSO4微溶于水，精制Ⅰ所得濾液中再加純堿又生成沉淀，則濾渣Ⅱ?yàn)镃aCO3；精制Ⅱ所得濾液經(jīng)操作X后，所得溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶、過(guò)濾得到氯化鈉，濃縮后的濾液中加入飽和碳酸鈉溶液沉鋰，得到Li2CO3。(1)含硼固體中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋(常溫下，Ka＝10－9.34)；B(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)可制備硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常溫下，在0.10mol·L－1硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2－水解生成等物質(zhì)的量濃度的B(OH)3和[B(OH)4]－，該水解反應(yīng)的離子方程式為[B4O5(OH)4]2－＋5H2O=2B(OH)3＋2[B(OH)4]－，由B元素守恒可知，B(OH)3和[B(OH)4]－的濃度均為0.20mol·L－1，Ka＝eq\f(c[BOH4]－·cH＋,cBOH3)＝c(H＋)＝10－9.34，則該溶液pH＝9.34。(2)由分析可知，濾渣Ⅰ的主要成分是CaSO4；精制Ⅰ后溶液中Li＋的濃度為2.0mol·L－1，由Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－3可知，則常溫下精制Ⅱ過(guò)程中COeq\o\al(2－,3)濃度應(yīng)控制在eq\f(2.2×10－3,2.02)mol·L－1＝5.5×10－4mol·L－1以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無(wú)法回收HCl外，后續(xù)在濃縮結(jié)晶時(shí)將生成更多的氯化鈉晶體，因此，還將增加純堿(Na2CO3)的用量。(3)精制Ⅰ中，燒渣水浸后的濾液中加生石灰后產(chǎn)生的濾渣Ⅰ的主要成分為CaSO4；由于CaSO4微溶于水，精制Ⅰ所得濾液中還含有一定濃度的Ca2＋，還需要除去Ca2＋，因此，精制Ⅱ的目的是：加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3(或除去精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋)，提高Li2CO3純度。操作X是為了除去剩余的碳酸根離子，為了防止引入雜質(zhì)離子，應(yīng)選擇的試劑是鹽酸；加入鹽酸的目的是除去剩余的碳酸根離子，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致濃縮液中因COeq\o\al(2－,3)濃度過(guò)大使得Li＋過(guò)早沉淀，即濃縮結(jié)晶得到的NaCl中會(huì)混有Li2CO3，最終所得Li2CO3的產(chǎn)率減小。〔思維建?！澄镔|(zhì)制備類工藝流程題的解題策略1．首尾分析法：破解無(wú)機(jī)物制備工藝流程原理與過(guò)程。對(duì)一些線性流程工藝(從原料到產(chǎn)品為“一條龍”的生產(chǎn)工序)題，首先對(duì)比分析流程圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和分離、提純產(chǎn)品的化工工藝，然后結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題，逐一推敲解答。2．截段分析法：對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)兩種或多種產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題，用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。關(guān)鍵在于看清主、副產(chǎn)品是如何分開的，以此確定截幾段更合適，一般截段以產(chǎn)品為準(zhǔn)。3．掌握“5種”原料預(yù)處理(研磨、水浸、酸浸、灼燒、煅燒)的作用和“6種”控制反應(yīng)條件(調(diào)溶液pH、控制溫度、控制壓強(qiáng)、使用催化劑、趁熱過(guò)濾、冰水洗滌)的目的。題型2分離提純型2.(2023·湖北選考)SiCl4是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用SiCl4對(duì)廢棄的鋰電池正極材料LiCoO2進(jìn)行氯化處理以回收Li、Co等金屬，工藝路線如下：回答下列問(wèn)題：(1)Co位于元素周期表第_四__周期，第_Ⅷ__族。(2)燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500℃焙燒”后剩余的SiCl4應(yīng)先除去，否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，用化學(xué)方程式表示其原因SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體Na2CO3常用方法的名稱是_焰色試驗(yàn)__。(4)已知Ksp[Co(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉鈷過(guò)濾”的pH控制為10.0，則溶液中Co2＋濃度為_5.9×10－7__mol·L－1?！?50℃煅燒”時(shí)的化學(xué)方程式為6Co(OH)2＋O2eq\o(=,\s\up7(850℃))2Co3O4＋6H2O。(5)導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解的因素有_abd__(填標(biāo)號(hào))。a．Si—Cl鍵極性更大 b．Si的原子半徑更大c．Si—Cl鍵鍵能更大 d．Si有更多的價(jià)層軌道【解析】由流程和題中信息可知，LiCoO2粗品與SiCl4在500℃焙燒時(shí)生成氧氣和燒渣，燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物；燒渣經(jīng)水浸、過(guò)濾后得濾液1和濾餅1，濾餅1的主要成分是SiO2和H2SiO3；濾液1用氫氧化鈉溶液沉鈷，過(guò)濾后得濾餅2(主要成分為Co(OH)2)和濾液2(主要溶質(zhì)為L(zhǎng)iCl)；濾餅2置于空氣中在850℃煅燒得到Co3O4；濾液2經(jīng)碳酸鈉溶液沉鋰，得到濾液3和濾餅3，濾餅3為L(zhǎng)i2CO3。(1)Co是27號(hào)元素，其原子有4個(gè)電子層，其價(jià)電子排布為3d74s2，元素周期表第8、9、10三個(gè)縱行合稱第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。(2)“500℃焙燒”后剩余的SiCl4應(yīng)先除去，否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，由此可知，四氯化硅與水反應(yīng)且能生成氯化氫和硅酸，故其原因是：SiCl4遇水劇烈水解，生成硅酸和氯化氫，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl。(3)洗凈的“濾餅3”的主要成分為L(zhǎng)i2CO3，常用焰色試驗(yàn)鑒別Li2CO3和Na2CO3，Li2CO3的焰色試驗(yàn)為紫紅色，而Na2CO3的焰色試驗(yàn)為黃色。故鑒別“濾餅3”和固體Na2CO3常用方法的名稱是焰色試驗(yàn)。(4)已知Ksp[Co(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉鈷過(guò)濾”的pH控制為10.0，則溶液中c(OH－)＝1.0×10－4mol·L－1，Co2＋濃度為eq\f(Ksp[CoOH2],c2OH－)＝eq\f(5.9×10－15,1.0×10－42)mol·L－1＝5.9×10－7mol·L－1?！?50℃煅燒”時(shí)，Co(OH)2與O2反應(yīng)生成Co3O4和H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Co(OH)2＋O2eq\o(=,\s\up7(850℃))2Co3O4＋6H2O。(5)Si—Cl鍵極性更大，則Si—Cl鍵更易斷裂，因此，SiCl4比CCl4易水解，a有關(guān)；Si的原子半徑更大，因此，SiCl4中的共用電子對(duì)更加偏向于Cl，從而導(dǎo)致Si—Cl鍵極性更大，且Si原子更易受到水電離的OH－的進(jìn)攻，因此，SiCl4比CCl4易水解，b有關(guān)；通常鍵能越大化學(xué)鍵越穩(wěn)定且不易斷裂，因此，Si—Cl鍵鍵能更大不能說(shuō)明Si—Cl更易斷裂，故不能說(shuō)明SiCl4比CCl4易水解，c無(wú)關(guān)；Si有更多的價(jià)層軌道，因此更易與水電離的OH－形成化學(xué)鍵，從而導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解，d有關(guān)；綜上所述，導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd?！菜季S建?！程峒冾惢どa(chǎn)流程題的解題策略1．閱讀流程圖，明確原料中含有的雜質(zhì)和目標(biāo)物質(zhì)以及提純的流程。2．明確提純的方法及各種方法使用范圍(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。3．明確常用的分離方法，同時(shí)還要注意物質(zhì)分離、提純的原則及注意事項(xiàng)等。突破點(diǎn)1流程中的原料處理與條件控制命題角度1流程中的原料處理1.(2022·北京選考節(jié)選)煤中硫的存在形態(tài)分為有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫(CaSO4、硫化物及微量單質(zhì)硫等)。庫(kù)侖滴定法是常用的快捷檢測(cè)煤中全硫含量的方法。其主要過(guò)程如下圖所示。已知：在催化劑作用下，煤在管式爐中燃燒，出口氣體主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。(1)煤樣需研磨成細(xì)小粉末，其目的是_與空氣的接觸面積增大，反應(yīng)更加充分__。(2)已知：庫(kù)侖測(cè)硫儀中電解原理示意圖如下。檢測(cè)前，電解質(zhì)溶液中eq\f(cI\o\al(－,3),cI－)保持定值時(shí)，電解池不工作。待測(cè)氣體進(jìn)入電解池后，SO2溶解并將Ieq\o\al(－,3)還原，測(cè)硫儀便立即自動(dòng)進(jìn)行電解到eq\f(cI\o\al(－,3),cI－)又回到原定值，測(cè)定結(jié)束，通過(guò)測(cè)定電解消耗的電量可以求得煤中含硫量。條件控制和誤差分析。①測(cè)定過(guò)程中，需控制電解質(zhì)溶液pH，當(dāng)pH<1時(shí)，非電解生成的Ieq\o\al(－,3)使得測(cè)得的全硫含量偏小，生成Ieq\o\al(－,3)的離子方程式為I2＋I(xiàn)－=Ieq\o\al(－,3)。②測(cè)定過(guò)程中，管式爐內(nèi)壁上有SO3殘留，測(cè)得全硫量結(jié)果_偏小__(填“偏大”或“偏小”)?！窘馕觥?1)煤樣研磨成細(xì)小粉末后固體表面積增大，與空氣的接觸面積增大，反應(yīng)更加充分。(2)①當(dāng)pH<1時(shí)，非電解生成的Ieq\o\al(－,3)使得測(cè)得的全硫含量偏小說(shuō)明碘離子與電解生成的碘反應(yīng)生成碘三離子，導(dǎo)致消耗二氧化硫的量偏小，反應(yīng)的離子方程式為I2＋I(xiàn)－=Ieq\o\al(－,3)；②測(cè)定過(guò)程中，管式爐內(nèi)壁上有三氧化硫殘留說(shuō)明硫元素沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，會(huì)使二氧化硫與Ieq\o\al(－,3)反應(yīng)生成的碘離子偏小，電解時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目偏小，導(dǎo)致測(cè)得全硫量結(jié)果偏小。2.(2022·遼寧選考)某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯(lián)合焙燒法制備BiOCl和MnSO4，工藝流程如下：(1)為提高焙燒效率，可采取的措施為_ab__。a．進(jìn)一步粉碎礦石b．鼓入適當(dāng)過(guò)量的空氣c．降低焙燒溫度(2)“酸浸”中過(guò)量濃鹽酸的作用為：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②_抑制金屬離子水解__?！窘馕觥?1)聯(lián)合焙燒時(shí)，進(jìn)一步粉碎礦石，可以增大礦石與空氣的接觸面積，能夠提高焙燒效率，選項(xiàng)a符合題意；鼓入適當(dāng)過(guò)量的空氣有利于礦石充分反應(yīng)，選項(xiàng)b符合題意；降低焙燒溫度，反應(yīng)速率減慢，不利于提高焙燒效率，選項(xiàng)c不符合題意。(2)加入濃鹽酸后，溶液中含有的離子主要為Bi3＋、Fe3＋、Mn2＋、H＋、Cl－，而酸浸后取濾液進(jìn)行轉(zhuǎn)化，故要防止金屬離子水解生成沉淀，進(jìn)入濾渣，造成制得的BiOCl產(chǎn)率偏低。命題角度2流程中的條件控制.(2022·廣東選考節(jié)選)稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國(guó)南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：已知：月桂酸(C11H23COOH)熔點(diǎn)為44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持＋3價(jià)不變；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3開始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見下表。離子Mg2＋Fe3＋Al3＋RE3＋開始沉淀時(shí)的pH8.81.53.66.2～7.4沉淀完全時(shí)的pH/3.24.7/(1)“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是_Fe2＋__。(2)“過(guò)濾1”前，用NaOH溶液調(diào)pH至_4.7≤pH<6.2__的范圍內(nèi)，該過(guò)程中Al3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓?！窘馕觥坑闪鞒炭芍?，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，經(jīng)氧化調(diào)pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，經(jīng)過(guò)濾除去，濾液1中含有RE3＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，加入月桂酸鈉，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，濾液2主要含有MgSO4溶液，可循環(huán)利用，濾餅加鹽酸，經(jīng)加熱攪拌溶解后，再冷卻結(jié)晶，析出月桂酸，再固液分離得到RECl3溶液。(1)由分析可知，“氧化調(diào)pH”目的是除去含鐵、鋁等元素的離子，需要將Fe2＋氧化為Fe3＋，以便后續(xù)除雜，所以化合價(jià)有變化的金屬離子是Fe2＋。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，Al3＋沉淀完全的pH為4.7，而RE3＋開始沉淀的pH為6.2～7.4，所以為保證Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液調(diào)pH至4.7≤pH<6.2的范圍內(nèi)，Al(OH)3開始溶解時(shí)的pH為8.8，該過(guò)程中Al3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓。4.(2021·山東卷)工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問(wèn)題：礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10－5mol·L－1時(shí)，可認(rèn)為已除盡。(1)中和時(shí)pH的理論范圍為_4.5≤pH≤9.3__；酸化的目的是使2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O平衡正向移動(dòng)，提高Na2Cr2O7的產(chǎn)率；Fe元素在_浸取__(填操作單元的名稱)過(guò)程中除去。(2)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過(guò)度蒸發(fā)將導(dǎo)致_有Na2Cr2O7·2H2O析出__；冷卻結(jié)晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有_H2SO4__?！窘馕觥恳糟t鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)過(guò)程中，向鉻鐵礦中加入純堿和O2進(jìn)行焙燒，F(xiàn)eCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4，F(xiàn)e(Ⅱ)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為NaAlO2、Na2SiO3，加入水進(jìn)行“浸取”，F(xiàn)e2O3不溶于水，過(guò)濾后向溶液中加入H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH使AlOeq\o\al(－,2)、SiOeq\o\al(2－,3)轉(zhuǎn)化為沉淀過(guò)濾除去，再向?yàn)V液中加入H2SO4，將Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，將溶液蒸發(fā)結(jié)晶將Na2SO4除去，所得溶液冷卻結(jié)晶得到Na2Cr2O7·2H2O晶體，母液中還含有大量H2SO4。(1)中和時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH目的是將AlOeq\o\al(－,2)、SiOeq\o\al(2－,3)轉(zhuǎn)化為沉淀過(guò)濾除去，由圖可知，當(dāng)溶液pH≥4.5時(shí)，Al3＋除盡，當(dāng)溶液pH＞9.3時(shí)，H2SiO3會(huì)再溶解生成SiOeq\o\al(2－,3)，因此中和時(shí)pH的理論范圍為4.5≤pH≤9.3；將Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以Cr2Oeq\o\al(2－,7)和CrOeq\o\al(2－,4)存在，溶液中存在平衡：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，降低溶液pH，平衡正向移動(dòng)，可提高Na2Cr2O7的產(chǎn)率；由上述分析可知，F(xiàn)e元素在“浸取”操作中除去。(2)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，溶液的主要成分為Na2SO4、Na2Cr2O7和少量硫酸，蒸發(fā)結(jié)晶主要是除去Na2SO4，過(guò)度蒸發(fā)將導(dǎo)致Na2Cr2O7也結(jié)晶析出；由上述分析可知，流程中循環(huán)利用的物質(zhì)除Na2Cr2O7外，還有H2SO4?！菜季S建?！?．循環(huán)物質(zhì)的確定方法2．副產(chǎn)品的判斷思路知能分點(diǎn)1原料的預(yù)處理1.原料預(yù)處理的目的(1)原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理主要是除去不必要的雜質(zhì)，凈化所需要的原料。(2)原料中的目標(biāo)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于化學(xué)處理的物質(zhì)。2.原料預(yù)處理的六種常用方法方法目的研磨、霧化減小固體的顆粒度或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更加充分水浸與水接觸反應(yīng)或溶解酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)煅燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土知能分點(diǎn)2流程中條件的控制1.溫度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)(1)加熱的目的：加快反應(yīng)速率或溶解速率；促進(jìn)平衡向吸熱方向移動(dòng)；除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物質(zhì)；使沸點(diǎn)相對(duì)較低或易升華的原料汽化。(2)降溫的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向(放熱方向)移動(dòng)；使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；降低晶體的溶解度，減少損失。(3)控制溫度在一定范圍的目的：結(jié)晶為獲得所需物質(zhì)(用水浴帶溫度計(jì)便于控溫且受熱均勻)，防止某種物質(zhì)(如H2O2、草酸、濃硝酸、銨鹽等)因溫度過(guò)高時(shí)分解或揮發(fā)；使催化劑的活性達(dá)到最好；防止副反應(yīng)的發(fā)生。(4)降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。(5)控制固體的溶解與結(jié)晶趁熱過(guò)濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量。蒸發(fā)濃縮：蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度。蒸發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡停^續(xù)蒸發(fā)，過(guò)剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出。從溶液中得到晶體的過(guò)程：蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過(guò)濾→洗滌、干燥。2.pH的控制(1)控制一定的pH，以提供反應(yīng)所需環(huán)境。反應(yīng)環(huán)境的不同會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物的差異。如在酸性環(huán)境中KMnO4的還原產(chǎn)物一般為Mn2＋，中性(或弱酸性)環(huán)境中KMnO4的還原產(chǎn)物一般為MnO2。(2)控制一定的pH，以改變?cè)氐拇嬖谛问?。如鋁元素在強(qiáng)酸性條件下以Al3＋形式存在，當(dāng)體系的pH增大，鋁元素將以Al(OH)3甚至以AlOeq\o\al(－,2)或[Al(OH)4]－的形式存在。(3)控制一定的pH，使金屬陽(yáng)離子形成氫氧化物沉淀。3.反應(yīng)物用量或濃度的控制(1)酸浸時(shí)為了提高礦石中某金屬元素的浸取率，可以適當(dāng)提高酸的濃度。(2)對(duì)有多種反應(yīng)物的體系，增大便宜、易得的反應(yīng)物的濃度，可以提高其他物質(zhì)的利用率，使反應(yīng)充分進(jìn)行。如工業(yè)制硫酸過(guò)程中，通入過(guò)量的O2以提高SO2的轉(zhuǎn)化率。(3)增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率，使平衡發(fā)生移動(dòng)，應(yīng)結(jié)合具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析。4.加入物質(zhì)的目的(1)加堿：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等。(2)加沸石或碎瓷片：防止液體暴沸。(3)加有機(jī)溶劑：萃取某些物質(zhì)，或降低某些物質(zhì)的溶解度。(4)加氧化劑：與原體系中還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)。5.在空氣中進(jìn)行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；或能否達(dá)到隔絕空氣、防氧化、防變質(zhì)、防分解、防水解、防潮解等目的，例如使用保護(hù)氣抑制弱離子的水解(如HCl氛圍)。知能分點(diǎn)3陌生圖像中反應(yīng)條件下的選擇1.浸出過(guò)程中時(shí)間和液固比對(duì)錳浸出率的影響分別如圖甲、圖乙所示。則適宜的浸出時(shí)間和液固比分別為60min、3。2.“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鎂的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當(dāng)鎂的浸出率為80%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為100℃、3h左右。3.酸浸時(shí)，若使鈦的浸出率(η%)達(dá)到90%，則根據(jù)下圖判斷工業(yè)上應(yīng)采取的適宜條件是：酸濃度和液固比的取值分別約為40%、6。命題角度1流程中的原料處理1.(2023·廣東湛江二模)固體電解質(zhì)LATP的化學(xué)式為L(zhǎng)i1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人員以鈦鐵礦精粉(主要成分為FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2)為原料合成LATP的工藝流程如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：“粉碎”的目的是_增大接觸面積，加快反應(yīng)速率__，為了達(dá)到這一目的，還可以采用的措施有_適當(dāng)升溫或攪拌__(答一條即可)。2.(2023·山東煙臺(tái)二模)Ni2O3是重要的電子元件和蓄電池材料，工業(yè)上利用含鎳廢料(主要含Ni、Al、Fe的氧化物，SiO2，C等)制備Ni2O3的工藝流程如下所示：“預(yù)處理”操作可以選擇用_AB__(填標(biāo)號(hào))來(lái)除去含鎳廢料表面的礦物油污。A．純堿溶液 B．NaOH溶液C．酒精 D．硫酸溶液命題角度2流程中的條件控制3.(2023·河北滄州二模)釩和鉬均屬于高熔點(diǎn)稀有金屬，可以作為鋼合金的主要添加元素，MoO3不溶于水，能溶于氨水和強(qiáng)堿，形成鋁酸鹽，即使低于熔點(diǎn)也能升華。一種從含釩石油廢催化劑(主要成分是MoS2、V2O5和Al2O3等)中提取釩、鉬的工藝如下：回答下列問(wèn)題：“焙燒”過(guò)程中，溫度對(duì)釩、鉬轉(zhuǎn)化率影響如圖所示，“焙燒”的適宜溫度是_800_℃左右__，“沉釩”操作中，pH控制在8.4沉釩率較高