高中三年級(jí)上學(xué)期化學(xué)《化工流程-核心反應(yīng)條件控制（二）》教學(xué)課件

無機(jī)化工流程專題反應(yīng)條件的控制(二)反應(yīng)條件的控制—PH，壓強(qiáng)，溶劑調(diào)PH沉淀分離控制水解程度影響離子存在形式、穩(wěn)定性溶劑改變?nèi)芙舛葥]發(fā)干燥……壓強(qiáng)加壓提高氣體反應(yīng)速率減壓降低液體沸點(diǎn)…【典例1】（2021?全國乙卷真題）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。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。調(diào)PH：沉淀分離該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表金屬離子開始沉淀的

2.23.59.512.4沉淀完全

的

的pH

3.24.711.113.8回答下列問題：

（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_______。（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是_______?！八崛茉钡某煞质莀______、_______。（2）Fe3+、Al3+、Mg2+主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。（4）硫酸SiO2CaSO4調(diào)PH：沉淀分離【典例2】[2019新課標(biāo)Ⅰ節(jié)選]一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：回答下列問題：

（3）根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3+H2OH++B(OH)?4，Ka=5.81×10?10，可判斷H3BO3是______酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是_______________。。（3）一元弱轉(zhuǎn)化為H3BO3，促進(jìn)析出

【典例3】Ni2O3可用于制造人造衛(wèi)星、宇宙飛船的高能電池，也可用于制備鎳粉．以廢鎳料(含有少量的Cu、Fe等)為原料提取Ni2O3的生產(chǎn)流程如下：

金屬離子開始沉淀pH完全沉淀pH11調(diào)PH：沉淀分離回答下列問題：(3)加入碳酸鈣調(diào)pH的目的是________，“沉渣2”的主要成分是________，必須先過濾“沉渣1”后再進(jìn)行“除Cu”的原因是________．(3)增大溶液pH，去除Fe3+；CuS；除Cu時(shí)，溶液pH會(huì)減小，可能會(huì)溶解部分Fe(OH)3沉淀調(diào)PH：控制水解程度【典例4】實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為堿式硫酸鋁。濾渣Ⅱ的主要成分為

（填化學(xué)式）；若溶液的pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是

（用離子方程式表示）。CaSO4Al3++3H2OAl(OH)3+3H+

3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑

Ca2++SO42-=CaSO4調(diào)PH：影響離子的穩(wěn)定性和存在形式【典例5】.工業(yè)上用含三價(jià)釩(V2O3)為主的某石煤為原料(含有Al2O3、CaO等雜質(zhì))，鈣化法焙燒制備V2O5，其流程如下：酸度大于3.2%時(shí)，釩的溶解量增大不明顯，而鋁的溶解量增大程度更大

(2)酸浸：②酸度對(duì)釩和鋁的溶解量的影響如圖所示：酸浸時(shí)溶液的酸度控制在大約3.2%，根據(jù)下圖推測(cè)，酸浸時(shí)不選擇更高酸度的原因是________________。

(3)轉(zhuǎn)沉：將浸出液中的釩轉(zhuǎn)化為NH4VO3

固體，其流程如下：①調(diào)節(jié)溶液的pH，并提供Ca2+，形成Ca3(VO4)2沉淀

(資料)+5價(jià)釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系：pH4～66～88～1010～12主要離子VO2+VO3-V2O74-VO43-①浸出液中加入石灰乳的作用是_____。②向(NH4)3VO4

溶液中加入NH4Cl溶液，控制溶液的pH=7.5。當(dāng)pH>8時(shí)，NH4VO3

的產(chǎn)量明顯降低，原因是_______________。②當(dāng)pH>8時(shí)，釩的主要存在形式不是VO3-溶劑控制：【典例6】鋁鐵合金可在某些航天器件中替代鈦鋁合金，大幅度降低成本。如下實(shí)驗(yàn)流程可利用廢棄的鈦鋁合金制備聚合硫酸鐵和明礬：降低聚合硫酸鐵的溶解度，以便析出；所得產(chǎn)物易于干燥濃縮時(shí)向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是

。溶劑控制：【典例7】鍺是重要的的半導(dǎo)體材料，其有機(jī)化合物在治療癌癥方面有著獨(dú)特的功效。已知：①GeCl4易水解，在濃鹽酸中溶解度低。防止GeO2不能充分反應(yīng)

步驟④不選用稀鹽酸，而選用濃鹽酸的原因可能是_____、_____(寫出兩點(diǎn))。有利于GeCl4析出

防止四價(jià)鍺水解壓強(qiáng)：增加氣體在水中溶解度【典例8】碲被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)、國防與尖端技術(shù)的維生素”，工業(yè)上常用銅陽極泥(主要成分是Cu2Te，含Ag、Au等雜質(zhì))為原料提取碲并回收金屬其工藝流程如下：酸度過高，TeO2會(huì)繼續(xù)與酸反應(yīng)導(dǎo)致碲元素?fù)p失；已知：TeO2是兩性氧化物，微溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿?；卮鹣铝袉栴}：“加壓酸浸1”過程中將碲元素轉(zhuǎn)化成TeO2，應(yīng)控制溶液的pH為4.5~5.0，酸度不能過高，原因是______________，其中“加壓”的目的是_____________。增大O2濃度,加快反應(yīng)速率，提高浸出率

壓強(qiáng)：（降低液體沸點(diǎn)從而）降低操作溫度【典例9】聚合硫酸鐵（PFS）是水處理中重要的絮凝劑，如圖是以回收廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程．可以防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解過度水解

相對(duì)于常壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是__________________。壓強(qiáng)：降低液體沸點(diǎn)【典例10】工業(yè)上由氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、