高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題+化學(xué)工藝流程+課件

專題

化學(xué)工藝流程

高考工藝流程題命題特點(diǎn)主要考向：以過渡元素為載體，Mg、Al、Fe、Cu、Si等化合物為雜質(zhì)。高頻考點(diǎn)：原料預(yù)處理措施、目的；陌生方程式書寫；生產(chǎn)條件的選擇與優(yōu)化；物質(zhì)分離、提純方法的選擇、操作；物質(zhì)成分分析。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與跟蹤分析；化學(xué)反應(yīng)原理分析應(yīng)用及相關(guān)計(jì)算?？偨Y(jié)核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制1．原料預(yù)處理的方法及目的命題點(diǎn)一化工流程中原料預(yù)處理與浸出渣的判斷C處理方法目的煅燒或灼燒或焙燒除去可燃性雜質(zhì)(碳、有機(jī)物)；氫氧化物、碳酸鹽類分解為氧化物；金屬單質(zhì)、金屬硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傺趸锖蚐O2固體原料粉碎或研磨或霧化減小顆粒直徑增大反應(yīng)物接觸面積，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率，提高浸取率(2022·全國甲卷)(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等(2021·湖南卷)

(2)為提高“水浸”效率，可采取的措施有_____(至少寫兩條)；適當(dāng)升高溫度，將獨(dú)居石粉碎等（2020·新課標(biāo)Ⅲ）某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物

（1）“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是______________________。除去油脂、溶解鋁及其氧化物

(2023·全國乙卷，27)(1)硫酸溶礦時(shí)為提高溶礦速率，可采取的措施______。粉碎菱錳礦(或攪拌、適當(dāng)升高溫度等)(2022年河北卷)（2）黃鐵礦研細(xì)的目的是_______。增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率（2021·山東卷）(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是___。增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率

（2020年新課標(biāo)Ⅰ）（1）“酸浸氧化”需要加熱，其原因是___________。加快酸浸和氧化反應(yīng)速率（促進(jìn)氧化完全）

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解酸浸①溶解轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的目的；②去氧化物(膜)堿溶①除去金屬表面的油污；②溶解鋁、氧化鋁等③調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解，實(shí)現(xiàn)金屬離子的沉淀(Al3＋、Fe3＋)鹽浸①沉淀轉(zhuǎn)化②把氧化物轉(zhuǎn)化為鹽浸出率:

固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少A.反應(yīng)物：礦石粉碎、適當(dāng)增大反應(yīng)物濃度

B.反應(yīng)條件：適當(dāng)升高溫度、攪拌、適當(dāng)延長浸取時(shí)間、多次浸取等提高浸出率與鋁性質(zhì)相近的金屬：Be、Zn、Ga、In等；（2021·全國乙卷真題）

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是_______?！八崛茉钡某煞质莀______、_______。

硫酸

SiO2CaSO4

主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。[2019·新課標(biāo)Ⅲ]高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示。（1）“濾渣1”含有S和_______________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。（1）SiO2（不溶性硅酸鹽）MnO2+MnS+2H2SO4==2MnSO4+S+2H2O2、原料處理階段涉及的反應(yīng)例．(2022·全國甲卷節(jié)選，26)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：

(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為_______。（2022·北京卷）銨浸法由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，含F(xiàn)e2O3，SiO2雜質(zhì)]制備高純度碳酸鈣和氧化鎂。(1)煅燒白云石的化學(xué)方程式為___________。（2021·全國乙卷）(1)“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫出Al2O3轉(zhuǎn)化為NH4Al(SO4)2的化學(xué)方程式_______。（2018·全國卷II）我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅（1）焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。將Fe2+氧化為Fe3+可用：H2O2、O2、Cl2/ClO-/ClO2-/ClO3-、Br2/BrO3-、IO3-

、KMnO4/H+、MnO2、PbO2、HNO3、H2SO4(濃）等；H2O2優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)物無污染且不引入新雜質(zhì)

溫度：反應(yīng)溫度不宜過高（H2O2受熱易分解）

實(shí)際量需多于理論量（Fe3+、Cu2+、Ag+、MnO2等均可催化其分解）

若量不足：Fe2+無法除去

可代替物:O2或空氣(環(huán)保角度)加入氧化劑(或還原劑)①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)；②除去雜質(zhì)離子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后調(diào)溶液的pH，使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去]3.反應(yīng)條件的控制及目的工業(yè)流程中關(guān)于pH的調(diào)節(jié)模型關(guān)鍵條件控制生成金屬氫氧化物，以達(dá)到除去金屬離子的目的（常見Al3+Fe3+）例、若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入

等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pHCuOCu(OH)2CuCO3

如從MgCl2溶液中洗出MgCl2。6H2O(4)向80～90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4

溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有MnO2，該步反應(yīng)的離子方程式為_________________________。(5)濾液②中加入鋅粉的目的是______________________。(2022·全國甲卷節(jié)選，26)(4)3Fe2＋＋MnO4-＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋(5)置換Cu2＋為Cu從而除去（2018·全國卷II）我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：（2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。

PbSO4

.調(diào)節(jié)溶液的pH

無法除去雜質(zhì)Fe2+回答下列問題：(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH＝5，最適宜使用的X是_______(填標(biāo)號)。A．NH3·H2OB．Ca(OH)2

C．NaOH濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。(2022·全國甲卷節(jié)選，26)硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：B

Fe(OH)3

CaSO4

SiO2(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是________________由于在“脫硫”中，BaSO4只有少量轉(zhuǎn)化為BaCO3，故濾渣中還存在BaSO4沉淀。

(2022全國乙卷26題)金屬氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2開始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表PbSO4、PbO2、PbO、PbBa、Fe、Al鹽或氧化物PbCO3、PbO2、PbO、Pb，BaCO3、BaSO4、Ba、Fe、Al鹽或氧化物Fe(OH)3、Al(OH)3、少量BaSO4。（2021·全國乙卷真題）

(2)“水浸”后“濾液”的PH約為2.0，在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)PH至11.6，依次析出的金屬離子是_______。小結(jié)：

工業(yè)生產(chǎn)中溶液中Fe3＋、Fe2＋除去方法(1)原理：Fe3＋pH≥3.7、Fe2＋pH≥9.6完全生成氫氧化物沉淀(2)步驟：①除去溶液中的Fe3＋時(shí)，一般是加入能與酸反應(yīng)的物質(zhì)(但不能引入新的雜質(zhì))，跳PH使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去。②除去溶液中的Fe2＋時(shí)，先加入H2O2(或其他氧化劑，但不引入新雜質(zhì))，然后調(diào)節(jié)溶液的pH至3～4，使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去?？刂频蜏氐哪康募訜岬哪康目刂颇硿囟确秶哪康蘑俜乐鼓撤磻?yīng)物及目標(biāo)產(chǎn)物分解，如H2O2

、AgNO3、HNO3(濃)等；②防止某反應(yīng)物或目標(biāo)產(chǎn)物揮發(fā)，如鹽酸、醋酸、硝酸和氨水等；③抑制物質(zhì)的水解，如Fe3+、Al3+、Cu2+、S2-；④反應(yīng)放熱，低溫使反應(yīng)正向進(jìn)行；⑤避免副反應(yīng)的發(fā)生：如乙醇的消去反應(yīng)需迅速升溫至170℃；⑥確保催化劑的催化活性，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求經(jīng)濟(jì)效益；⑦沸點(diǎn)較高物質(zhì)的液化收集：用冰水浴冷凝并收集SO3；⑧若轉(zhuǎn)化率變化不大，高溫下浪費(fèi)能源。①加速某固體的溶解；②減少氣體生成物的溶解并加速逸出；③一般加快反應(yīng)速率；④使平衡向需要的方向移動；⑤促使Fe(OH)3膠體和Al(OH)3膠體聚沉，便于過濾。從溫度過高或溫度過低會導(dǎo)致的后果兩方面作答控溫回歸教材：合成氨為什么要將溫度控制在400-500℃？溫度過低，反應(yīng)速率減慢；

溫度過高，NH3的產(chǎn)率降低；

此溫度范圍有利于提高催化劑的活性。條件控制之——調(diào)溫度認(rèn)識角度梳理例．（2020山東）以菱鎂礦（主要成分為MgCO3，含少量SiO2/Fe2O3和Al2O3）為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯誤的是：A．浸出鎂的反應(yīng)為B．浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行C．流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4ClD．分離Mg2+與Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物Ksp的不同反饋練習(xí)

輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)及少量脈石(SiO2)。一種以輝銅礦石為原料制備硝酸銅的工藝流程如下所示：(1)“礦渣”中除了S以外，還有___________(填化學(xué)式)；“回收S”過程中溫度控制在50~60℃之間，不宜過高或過低的原因是_______________________________________________________。SiO2溫度過高苯容易揮發(fā)造成污染，溫度過低礦渣的溶解速率慢，溶解度小。[主干構(gòu)建·查缺補(bǔ)漏]1．化工流程中化學(xué)方程式的書寫流程命題點(diǎn)二化工流程中方程式的書寫與計(jì)算C2．化工流程中的有關(guān)計(jì)算(1)有關(guān)Ksp的計(jì)算?？夹问接校孩倥袛嗄芊癯恋?；②判斷能否沉淀完全；③計(jì)算某一離子的濃度；

④沉淀生成和沉淀完全時(shí)pH的計(jì)算。①Q(mào)c＞Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)③Qc＜Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出1.根據(jù)廣義水解原理書寫方程式

寫出亞硫酰氯(SOCl2)在潮濕的空氣中產(chǎn)生白霧的化學(xué)方程式：____________________________。＋H2O===SO2↑＋2HCl↑SOCl2

[2023·湖北，16(2)]SiCl4是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物，遇水產(chǎn)生大量煙霧，用化學(xué)方程式表示其原因______________________________。SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HClSiCl4+3H2O==H2SiO3+4HCl，PCl3+3H2O==H3PO3+3HCl。NCl3+3H2O==NH3+3HClOBCl3+3H2O=H3BO3+3HClSOCl2+2H2O=H2SO3+2HClSOCl2+H2O=SO2+2HCl

2.應(yīng)用“平衡轉(zhuǎn)化”思想書寫方程式例3

沉鈷工藝流程如圖所示，請寫出“沉鈷”過程中的離子方程式：________________________________________。思路分析該反應(yīng)的微觀平衡移動過程如下：.[2021·重慶1月適應(yīng)性測試]碳酸鍶(SrCO3)是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于生產(chǎn)鍶鐵氧體磁性材料。一種以菱鍶礦(含80～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制備高純碳酸鍶的工藝流程如下：“沉鍶”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________。Sr(OH)2＋NH4HCO3===SrCO3↓＋H2O＋NH3·H2O1、向MgSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成Mg(OH)2·MgCO3：2、向MnF2溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3：3、FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCO3沉淀4、CO2、NH3通入氯化鈣溶液生成沉淀（碳化）3.復(fù)分解反應(yīng)(2023·全國甲卷，26)BaTiO3是一種壓電材料。以BaSO4為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiO3。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS?！敖　睍r(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為______________________。S2－＋Ca2＋===CaS↓(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學(xué)方程式為BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HClBaCl2晶體2.(2023·全國乙卷，27)LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱錳礦(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制備LiMn2O4的流程如右：（1）硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑1.[2022·江蘇，17(3)①]在300℃時(shí)，密閉容器中NaHCO3溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有FeCO3生成并放出H2，該反應(yīng)的離子方程式為____________2.[2020·全國卷Ⅱ，26(3)]Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為_________________________。2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O4新情景下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫【2023乙卷】LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱錳礦(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制備LiMn2O4的流程如下：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑（6）“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為_____。【2023新課標(biāo)卷】Na2Cr2O75電極反應(yīng)方程式的書寫(5)在電解槽中，發(fā)生電解反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。隨著電解反應(yīng)進(jìn)行，為保持電解液成分穩(wěn)定，應(yīng)不斷________。電解廢液可在反應(yīng)器中循環(huán)利用。MnO2↓＋2H＋

加水(2023·全國乙卷，27)1.[2023·北京，16(3)]近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化CO2和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的KNO3溶液通CO2至飽和，在電極上反應(yīng)生成CO(NH2)2，電解原理如圖所示。①電極b是電解池的______極。陽②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是___________________________________＋7H2O③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應(yīng)式為__________________________________________________________。2CO2＋12e－＋12H＋===C2H4＋4H2O、AgCl＋e－===Ag＋Cl－3.[2022·湖南，16(2)]一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：（2021·全國乙卷）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+開始沉淀的PH2.23.59.512.4沉淀完全(c=10-5mol/L)的PH3.24.711.113.8(3)“母液①"中Mg2+濃度為_______mol/L。有關(guān)溶度積計(jì)算（2020·新課標(biāo)Ⅲ）

加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)NiSO4·7H2O(4)利用上述表格數(shù)據(jù)，計(jì)算Ni(OH)2的Ksp=______________(列出計(jì)算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L?1，則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是___________。3.2~6.2

命題點(diǎn)三化工流程中物質(zhì)的分離與提純C加入沉淀劑①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等)；②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀；③加入氟化鈉，除去Ca2＋、Mg2＋（5）“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高，Mg2+沉淀不完全，原因是____________________F?與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF，MgF2(s)

Mg2+(aq)+2F?(aq)平衡向右移動[2019·新課標(biāo)Ⅲ](6)濾渣④與濃H2SO4反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_______、_______。(6)CaSO4

MgSO4(2022·全國甲卷節(jié)選，26)例：苯甲酸的重結(jié)晶

已知苯甲酸在水中溶解度：25℃，0.17g；50℃，0.95g；95℃，6.8g課本原型：除去苯甲酸中不溶性雜質(zhì)操作表述：將粗苯甲酸溶解在95℃的熱水中制的飽和溶液，趁熱過濾、冷卻結(jié)晶再過濾。例、已知NaCl和KNO３在水中的溶解度曲線如圖所示：將固體溶解于熱水，加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。重復(fù)操作。（1）如果在KNO３固體中含有少量的NaCl雜質(zhì)，如何提純硝酸鉀？請簡述實(shí)驗(yàn)操作。（2）如果在NaCl固體中含有少量的KNO３雜質(zhì)，如何提純氯化鈉？請簡述實(shí)驗(yàn)操作。將固體溶解于水，蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾。重復(fù)操作?！锝ㄗh補(bǔ)充講解：冷卻結(jié)晶與蒸發(fā)結(jié)晶（2020·新課標(biāo)Ⅰ）（6）“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，需要加入過量NH4Cl，其原因是___________。NaVO3增大NH4+離子濃度，利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全。將PbO粗品溶解在一定量的110

℃的35

%

NaOH溶液，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻、結(jié)晶后再過濾（2016年北京高考）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)