微主题3　化学工艺流程 课件 2026届高三化学二轮复习

这是一份微主题3　化学工艺流程 课件 2026届高三化学二轮复习，共19页。PPT课件主要包含了基础回归，过量酸会增加沉，淀过程中氨水的用量，体系建构，名卷优选，O2将－2价硫元素氧，ZnO，pH增大，7×10－3，ScCl3＋H2O等内容，欢迎下载使用。
1　由重晶石矿(主要成分是BaSO4，还含有SiO2等杂质)可制得氯化钡晶体，某兴趣小组设计实验流程如下：下列说法正确的是( )A. 为提高原料的利用率，“高温焙烧”前原料需经研磨处理B. “高温焙烧”和“结晶”两处操作均需用到蒸发皿C. 在“高温焙烧”焦炭和BaSO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1D. 因盐酸具有挥发性，上述流程中须用硫酸代替盐酸进行浸取
2　铁红(Fe2O3)常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4，另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下：已知：某些过渡元素(如Cu、Fe、Ag等)的离子能与NH3、H2O、OH－、SCN－等形成可溶性配合物。
(1)工业常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”，其目的是____________________________________________________。(2)“酸浸”时加入的硫酸不宜过量太多的原因是____________________________________。
增大反应物接触面积，加快反应速率，提高烧渣浸出率
题型1　化学工艺流程——选择题1　 [2021江苏卷]通过下列实验可从I2的CCl4溶液中回收I2。下列说法正确的是( )
B. 通过过滤可将水溶液与CCl4分离C. 向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀，1个AgI晶胞(见下图)中含14个I－D. 回收的粗碘可通过升华进行纯化
题型2　化学工艺流程——大题2　 [2025江苏卷]ZnS可用于制备光学材料和回收砷。(1)制备ZnS。由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下：已知：Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(CdS)＝8.0×10－27，Ka1(H2S)＝1.0×10－7，Ka2(H2S)＝1.2×10－13。当离子浓度小于1.0×10－5 ml/L时，认为离子沉淀完全。
①酸浸时通入O2可提高Zn2＋浸出率的原因是________________________________________________________________________。②沉锌前调节溶液的pH至4～5，加入的氧化物为__________(填化学式)。
化为S，促进酸浸反应正向进行，提高Zn2＋浸出率
(2)回收砷。用ZnS去除酸性废液中的三价砷[As(Ⅲ)]，并回收生成的As2S3沉淀。60 ℃时，按n(S)∶n(As)＝7∶1向酸性废液中加入ZnS，砷回收率随反应时间的变化如图所示。
①写出ZnS与H3AsO3反应生成As2S3的离子方程式：____________________________________________________________________。②反应4 h后，砷回收率下降的原因有_________________________________________________________________________________________________________________________________。
2H3AsO3＋3ZnS
剩余ZnS被As2S3包裹，使ZnS与H3AsO3反应的速率减慢；As2S3水解生成H3AsO3；As2S3水解速率大于ZnS与H3AsO3反应的速率
3　[2023江苏卷]实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示如下：(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O，其平衡常数K与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为K＝____________________________________________；
下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有________(填字母)。A. 水浴加热氧化镁浆料B. 加快搅拌速率C. 降低通入SO2气体的速率D. 通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
题型3　重要无机物的转化4　[2023江苏卷]V2O5-WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO，反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)===4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 632.4 kJ/ml。(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO3/TiO2粉末置于80 ℃的水中，在搅拌下加入一定量的NH4VO3溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V2O5-WO3/TiO2催化剂。反应选用NH4VO3 溶液而不选用NaVO3溶液的原因是________________________________________。
(2)废催化剂的回收。回收V2O5-WO3/TiO2废催化剂并制备NH4VO3的过程可表示如下：①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有______________________________。②向pH＝8的NaVO3溶液中加入过量的NH4Cl溶液，生成NH4VO3沉淀。已知：Ksp(NH4VO3)＝1.7×10－3，加过量NH4Cl溶液的目的是____________________________。
提高反应温度，延长浸出时间　
促进NH4VO3充分沉淀
题型1　化学工艺流程——选择题1 [2025扬州期末]CuCl难溶于水和乙醇，在潮湿空气中易被氧化。以碱性蚀刻废液中的[Cu(NH3)4]Cl2为原料制备CuCl的部分流程如下。下列说法正确的是( )A. [Cu(NH3)4]Cl2溶于水所得溶液中c(NH3)∶c(Cl－)＝2∶1B. “酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是硝酸易挥发C. “还原”后溶液的pH增大D. “洗涤”时先用水再用乙醇可提高产品的纯度
2　[2024南通四模]工业利用钒渣(主要成分为 FeV2O4，杂质为Al2O3)制备V2O5的工艺流程如下：已知：“焙烧”的产物之一为NaVO3。下列说法不正确的是( )A. “焙烧”时，n(氧化剂)∶n(还原剂)＝5∶4B. “调pH”的目的是将溶液中的铝元素转化为Al(OH)3而除去
3　[2024淮安考前模拟]一种利用废铜渣(主要成分为CuO，及少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下：下列说法正确的是( )A. “酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3B. 若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2C. “沉铜”发生的反应为复分解反应
【解析】 SiO2不溶于硫酸，“酸浸”后滤渣为SiO2，A错误；加入过量氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，加入乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4，B错误；“沉铜”时，SO2将＋2价的Cu还原为＋1价，以CuNH4SO3形式存在，属于氧化还原反应，C错误。
题型2　化学工艺流程——大题4　[2024南京、盐城一模]碲广泛应用于冶金工业。以碲铜废料(主要含Cu2Te)为原料回收碲单质的一种工艺流程如下：已知：Ka1(H2C2O4)＝5.0×10－2，Ka2(H2C2O4)＝1.5×10－4，Ka1(H2TeO3)＝1.0×10－3，Ksp(CuC2O4)＝2.0×10－8。(1)“氧化酸浸”得到CuSO4和H2TeO3，该反应的化学方程式为______________________________________________________。
Cu2Te＋4H2O2＋2H2SO4===H2TeO3＋2CuSO4＋5H2O
(4)“还原”在50 ℃条件下进行，H2TeO3发生反应的离子方程式为__________________________________________________。(5)“还原”时，Na2SO3的实际投入量大于理论量，其可能的原因为________________________________________________________________________________________________________。
提高H2TeO3的还原率；Na2SO3会与“沉铜”后所得滤液中的酸反应生成SO2，SO2从溶液中逸出
题型3　重要无机物的转化5 [2025扬州期末]钪(Sc)是一种重要稀土元素。由含钪矿渣制备ScCl3，再电解ScCl3可制得Sc。(1)矿渣酸浸所得Sc3＋可被萃取剂X(结构如图1所示)萃取。图1
①萃取原理是Sc3＋与萃取剂进行离子交换，萃取完成后水相的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。②两分子萃取剂易形成含2个氢键的二聚体，在图2中补全该二聚体的结构。图2【答案】
(2)萃取液经系列工序制得ScCl3·6H2O晶体，将其与NH4Cl混合，加热脱水制备无水ScCl3，再电解熔融ScCl3获得Sc。若不加NH4Cl，加热脱水时Sc3＋易水解生成ScOCl。ScOCl难溶于水、易溶于盐酸。图3
①加热脱水时，ScCl3水解生成ScOCl的化学方程式为__________________________________________。②电解熔融ScCl3时，常加入NaCl、KCl，其主要目的是通过降低熔点、__________________________，从而提高Sc的回收率、降低成本。
增强导电性(合理即可)
NH4Cl的分解速率加快，生成更多的HCl，抑制ScCl3水解
(3)测定钪的水解率：取0.500 0 g制得的无水ScCl3，加水溶解，过滤，滤液中加入指示剂后，用0.040 00 ml/L EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(反应为Sc3＋＋Y4－===ScY－)，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液23.00 mL。另取0.500 0 g制得的无水ScCl3，加浓盐酸溶解，并滴加氨水调节pH，加指示剂后，用0.040 00 ml/L EDTA溶液滴定至终点，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液25.00 mL。计算钪的水解率(写出计算过程)。
【答案】 n(ScCl3)＝c(EDTA)·V(EDTA)＝0.040 00 ml/L×23.00×10－3 L＝9.2×10－4 mln(ScCl3)＋n(ScOCl)＝c(EDTA)·V′(EDTA)＝0.040 00 ml/L×25.00×10－3 L＝1.0×10－3 mln(ScOCl)＝c(EDTA)·V′(EDTA)－c(EDTA)·V(EDTA)＝(10.0－9.2)×10－4 ml＝8.0×10－5 ml
核心1　工业流程与原料处理1　基本流程图
2　原料预处理(1)提高反应速率的措施：粉碎、逆流、雾化(增大接触面积)；增大浓度、升温。(3)加碱处理：将Al2O3、Al(OH)3等两性物质、Al、SiO2溶解，且经常将金属变成高价态物质。(4)有机物：溶解有机物或萃取易溶于有机物的无机物。(5)灼烧/焙烧/煅烧：①除去碳及有机物；②通氧气的情况下，可能会发生氧化还原反应；③热分解。
例1　(1)[2024南京学情调研]由软锰矿粉(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)制备MnSO4的过程可表示如下：保持温度、各物质投料量及浓度不变，能提高Mn2＋浸出率的措施有__________________________________。
搅拌、延长反应时间(合理即可)
(2)锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2＋、Cd2＋、Mn2＋，工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下：锌浮渣利用硫酸浸出后，将滤渣1进行再次浸出，其目的是________________________。
(3)[2024连云港一调]以含钼(M)废催化剂(含MS2，以及Al2O3、Fe2O3、CuO等)为原料制备MO3，其过程表示如下：
将固体粉碎、适当搅拌、适当升高
核心2　元素在工艺流程中的转化1　滤渣的确定2　副产品的确定
例2　MnSO4·H2O在工、农业等方面有广泛的应用，工业上可由高铁菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有FeCO3、Al2O3、MgO、SiO2等杂质)制备，部分工艺流程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按离子浓度为0.1 ml/L计算)：(1)“滤渣1”的主要成分是____________。(2)“调pH”范围至5～6，得到滤渣2的主要成分除MnO2外，还有________________________。(3)“除杂”过程中加入MnF2的目的是________________。
Al(OH)3、Fe(OH)3
核心3　制备过程中反应条件的控制1　常用方法
注意　调节pH所需的物质一般应满足两点：①能与H＋或OH－反应，使溶液pH变大或变小；②不引入新杂质。例如，若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。)
例3　以红土镍矿(含NiO及铁、镁、硅的氧化物等)为原料制备Ni(OH)2的工艺流程如下：(1)“酸浸”时，H2SO4稍过量的目的是______________________。
(2)“沉镁”时，需综合考虑镁去除率和镍损失率。不同pH下镁去除率和镍损失率如图所示。①应控制反应体系的pH约为______(填字母)。A. 5.0　　　B. 6.0　　　C. 6.5
②已知：Ksp(MgF2)＝7.4×10－11。要使“沉镁”所得滤液中c(Mg2＋)≤7.4×10－7 ml/L，则应控制滤液中c(F－)不低于__________________。(3)“沉镍”所得滤液中，可循环使用的主要溶质为_____________(填化学式)。
核心4　物质的分离与提纯1　正确选择物质分离的“6种”常用方法
例4 (1)MnSO4在水中的溶解度与温度的关系如图所示。由MnCO3获得较纯净的MnSO4·H2O晶体的方法：将MnCO3溶于适量的稀硫酸，控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶，____________，得到MnSO4·H2O晶体，洗涤、烘干。晶体通常采用减压烘干的原因是_____________________________________。
(2)KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为______________________。
(3)“萃取分离”溶液中钴、锂的萃取率与平衡时溶液pH的关系如图所示。pH一般选择5左右，理由是________________________________________。
pH在5左右时，钴、锂的分离效率
(4)钼(M)是重要的过渡金属元素，具有广泛用途。由钼精矿(主要成分是MS2)湿法回收钼酸铵[(NH4)2MO4]部分工艺流程如图所示。“滤液2”先加入有机溶剂“萃取”，再加氨水“反萃取”，进行“萃取”和“反萃取”操作的目的是__________________________________________________。
富集钼酸根离子(或将钼酸根离子
1 [2025南通如皋学情调研一]1943年，侯德榜团队成功研发了联合制碱法，提高了食盐利用率。其主要流程如下。下列说法错误的是( )A. 沉淀池中发生的反应为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4ClB. “沉淀池”中开始反应时，应先通入CO2至饱和，再通入NH3
【解析】 NH3在水中的溶解度大，侯氏制碱法应先通氨气，后通二氧化碳，B错误。
2　[2025镇江期初]一种从某铜镍矿(主要成分为CuFeS2、FeS2、NiO、MgO、SiO2等)中回收Cu、Ni的流程如下：(1)基态Cu2＋的外围电子排布为__________。(2)“氧压浸出”过程中，加压的目的是_________________________________________。
增大氧气的溶解度，加快
(4)“沉铁”过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为___________________________________________________________________。
适当增大溶液pH，促使萃取反应的平衡正向移动，提高铜的萃取率　
(5)单质镍与碳、镁形成某晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中Mg和Ni的原子个数之比为__________。(6)“沉镍”时为确保Ni2＋沉淀完全，理论上应调节溶液pH≥__________{已知：25 ℃时，Ksp[Ni(OH)2]＝4×10－15；lg2＝0.3；当溶液中c(Ni2＋)≤1.0×10－5 ml/L时，可认为Ni2＋沉淀完全}。
(7)测定NiSO4·7H2O粗品的纯度。取3.000 g NiSO4·7H2O粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成100.0 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，滴入几滴指示剂，用0.050 00 ml/L Na2H2Y标准溶液滴定，平均消耗标准溶液50.00 mL。计算确定粗品中NiSO4·7H2O的纯度(已知：Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋，Ni—59，写出计算过程)。【答案】 93.67%(计算过程见解析)
3　[2025泰州调研]铟及其化合物应用广泛。工业上用含铟铁渣(含In2O3、ZnFe2O4、PbSO4、As2O3等)提取铟的流程如下：②TBP易与Fe3＋、In3＋、Zn2＋配位或与H＋结合实现萃取，对Fe2＋萃取率较低。
(1)热酸浸出。一定温度下，控制盐酸用量为理论值的2倍，反应2 h、过滤得酸浸液。①写出ZnFe2O4溶于盐酸的离子方程式：________________________________________________。②酸浸液中，As元素以H3AsO3形式存在，已知H3AsO3的核磁共振氢谱只有一个峰，其结构式为_________________________________________________。
＋2Fe3＋＋4H2O
(写“ ”
③向反应体系中加水，测得液固体积质量比对铅浸出率的影响如图1所示。液固体积质量比大于4.5 mL/g时，铅浸出率降低的原因为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。图1
溶解量减小的幅度大于水量增多使PbCl2溶解量增加的幅度，使得Pb浸出率降低
②FeS晶胞及z轴方向投影如图2所示，Fe2＋配位数为______。　 图2(3)萃取。萃取时，pH过大或过小都不利于In3＋和Zn2＋的萃取，原因是____________________________________________________________________________________________________________。
将Fe3＋还原为难萃取的Fe2＋，将溶液中的PbCl2及[PbCl4]2－转化为PbS沉淀、H3AsO3转化为As2S3沉淀除去