2023届高中化学一轮复习课件：无机化工流程题

这是一份2023届高中化学一轮复习课件：无机化工流程题，共45页。PPT课件主要包含了氧化完全，Fe2＋，Mn2＋，Al3＋和Fe3＋，FeOH3，NH3，CO2，水浴加热，Ag＋，分液漏斗等内容，欢迎下载使用。

试题通常以某矿石为原料制备某物质或以废渣、废液提取某物质为背景，呈现化工生产流程图，进行命题设计，综合考查元素化合物知识、氧化还原反应方程式的书写、反应条件的控制与选择、产率的计算、Ksp的应用、绿色化学思想的体现等，题目综合性强，难度大，旨在考查考生提取信息，迁移应用的逻辑思维能力。题目的设计图解如下：
类型一　物质制备类化工流程题1．核心反应——陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入→反应物，箭头指出→生成物。(1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原反应规律，判断生成物并配平。(2)非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际情况判断生成物。
2．原料预处理的六种常用方法
3．控制反应条件的六种常用方法(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：①能与H＋反应，使溶液pH变大。②不引入新杂质，如要除去Cu2＋中混有的Fe3＋时，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。(3)控制压强。改变速率，影响平衡。(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。(5)趁热过滤。防止某物质降温时析出。(6)冰水(或有机溶剂)洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
1．(2021·新高考湖南卷)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)。
搅拌、适当升高温度(合理即可)
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是_________________(填化学式)。
Al(OH)3、Fe(OH)3
(4)加入絮凝剂的目的是___________________________________________。
促进胶体聚沉，便于分离
(5)“沉铈”过程中，生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为_________________________________________________________________，常温下加入的NH4HCO3溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)。
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和 FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
2．(2020·高考全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是______________________________________________________________________________________________。
加快酸浸和氧化反应速率(促进
(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、________，以及部分的____________。
(4)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是____________。
(5)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是_________________________________________________________________。
NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是_________________________________________________________________。
利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
(2)“晶化”过程中，需保持恒温60 ℃，可采用的加热方式为___________。
(3)“洗涤”过程中，检验滤饼是否洗净的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
取少许最后一次洗涤液于试管中，向试管中加入稀盐酸，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀则未洗净，若无沉淀则已洗净
(5)“还原”过程中所发生反应的化学方程式为________________________________________________________________。
Ni(OH)2＋OH－－e－===
NiO(OH)＋H2O
类型二　提纯类化工流程题1．明确常用的提纯方法(1)水溶法：除去可溶性杂质。(2)酸溶法：除去碱性杂质。(3)碱溶法：除去酸性杂质或铝及其氧化物。(4)氧化还原法：除去还原性或氧化性杂质。(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液pH法：如除去Cu2＋中混有的Fe3＋等。
2．明确常用的分离方法(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或抽滤等方法。(2)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。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。
(4)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。(5)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。(6)冷却法：利用气体易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。
3．掌握实验操作目的或原因的答题规范
4．(2021·湖北适应性考试)某化学兴趣小组通过查阅文献，设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺，其流程如图所示。
回答下列问题：(1)写出“焙烧”时，生成SeO2的化学方程式：________________________________________________________________。
(2)“滤液”中的金属阳离子有____________________；“酸浸氧化”中通入氧气的目的是________________________________________________、________________________________________________________________。
　防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气
氧化可能存在的Cu和SeO2
2Au＋3Cl2＋2Cl－===2[AuCl4]－
(4)可从“有机层”回收的金属是__________。实验室“萃取分液”的玻璃仪器有________、__________。(5)电解NH4[Au(SO3)2]溶液回收Au的阴极反应式为_________________________________________________________________。
Au3＋＋3e－===Au
5．(2021·新高考广东卷)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(M)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为________。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为_________。②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量________(填化学式)气体，再通入足量 CO2，可析出Y。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为________。②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
②GaAs与H2O2反应时，As由－3价变为＋5价，O由－1价变为－2价，由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，氧化剂(H2O2)与还原剂(GaAs)的物质的量之比为4∶1。
6．(2020·高考全国卷Ⅲ)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_____________________________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式：______________________________________________。
除去油脂、溶解铝及其氧化物
(2)“滤液②”中含有的金属离子是____________________。
Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋
(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp＝_______________________________________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2＋浓度为1.0 ml·L－1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。
0.01×(107.2－14)2
[或10－5×(108.7－14)2]