2025届高中化学全程复习学案全套56化学工艺流程题的解题策略

这是一份2025届高中化学全程复习学案全套56化学工艺流程题的解题策略，共14页。试卷主要包含了8×10－39，，5×10－16，5时，过滤并洗涤固体，28，81，19，51等内容，欢迎下载使用。
1. 培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合重组为新知识块的能力。
2．培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并做出解释的能力。
题空突破一 流程中原料的预处理
【教考衔接】
典例 [2023·辽宁卷，16(1)]某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2＋、C2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)。实现镍、钴、镁元素的回收。
用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出一条即可)。
【对点演练】
1．[2023·全国乙卷，27(1)]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，
Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33，
Ksp[Ni(OH)2]＝5.5×10－16。
硫酸溶矿主要反应的化学方程式为____________________________。为提高溶矿速率，可采取的措施________(举1例)。
2．稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下：
已知：废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)
试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为________________。
题空突破二 流程中反应条件的控制
1.控制溶液的pH
(1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。
(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
2．控制反应的温度
(1)控制化学反应速率。
(2)控制平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)使催化剂达到最大活性。
(7)防止副反应的发生。
3．调节反应物的浓度
(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。
(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。
4．控制反应体系的压强
(1)改变化学反应速率。
(2)影响平衡移动的方向。
5．使用催化剂
加快反应速率，提高生产效率。
【教考衔接】
典例 [2024·山东枣庄二模节选]钯(Pd)是一种贵金属，性质类似铂(Pt)。活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、及少量Fe、Cu、Al等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：
已知：Ⅰ.阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为R—Cl＋M－⇌R—M＋Cl－、R—Na＋N＋⇌R—N＋Na＋(R—表示树脂的有机成分)。
Ⅱ.“沉钯”时得到氯钯酸铵NH42PdCl4固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。
(1)温度、固液比对浸取率的影响如图，则“浸取”的最佳条件为______________。
(2)“浸取”时，加入试剂A的目的为________________________________________________________________________。
(3)“离子交换除杂”应使用________(填“阳离子”或“阴离子”)树脂，“洗脱”时应使用的洗脱液为________(填标号)。
A．硫酸 B．盐酸 C．无水乙醇
【对点演练】
1．(温度控制)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示：
(1)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是____________________________________。
(2)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是______________________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是____________。
2．(酸碱度控制——调pH)利用水钴矿(主要成分为C2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：
已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、C2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。
②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。
③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
(1)浸出过程中C2O3发生反应的离子方程式为________________________________。
(2)加入NaClO3的作用是______________________________________。
(3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是____________________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为____________。
题空突破三 物质的分离与提纯
(一)有关沉淀洗涤的答题规范
1.洗涤剂的选择
2.洗涤的方法
(1)洗涤的方法：让过滤后的晶体继续留在过滤器中，沿玻璃棒向过滤器中加入洗涤剂至浸没晶体，让洗涤液自然流下，重复2～3次即可。
(2)注意点：在洗涤过程中不能搅拌。因为滤纸已经润湿，如果搅拌很容易搅破滤纸，造成晶体损失。
(3)三个得分点：注洗涤液→加洗涤液→重复操作。
①注洗涤液：沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液
②加洗涤液：洗涤液完全浸没晶体
③重复操作：重复操作2～3次
感悟：


【教考衔接】
典例 SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下：
实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【对点演练】
1．以磷石膏(主要成分为CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
匀速向浆料中通入CO2，当浆料清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO42-和HCO3-；检验固体洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________。
2．CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：①________，②加水溶解，③加氯化钡溶液，沉淀，④过滤(其余步骤省略)。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(二)产品分离、提纯的常用方法
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者抽滤等方法。
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，如从溶液中提取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。
【教考衔接】
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) [2022·湖北卷，18节选]全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
25℃时相关物质的参数如下：
LiOH的溶解度：12.4 g/100 g H2O
回答下列问题：
(1)“沉淀1”为________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是________________________________。
(3)为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为________、________、洗涤。
听课笔记
【对点演练】
1．(分离、提纯方法选择) SO2是硫酸工业尾气的主要成分。以硫酸工业的尾气为原料制备硫酸钾和硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)如图所示是几种盐的溶解度曲线。反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，进行蒸发浓缩、________、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品。
(2)检验硫酸钾样品中是否含有氯化物杂质的实验操作是________________________________________________________________________。
2．(滤液、滤渣成分的确定)锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。
(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是________，“滤渣 Ⅰ”的成分是________(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣 Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：____________________________。
整合精品组件——题型突破
1.审题——破题秘诀
(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。
(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。
(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。
(5)找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。
(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
2．方法——考场支招
(1)粗读题干，挖掘图示，明确目的
图示中一般会出现超出教材范围的知识，但题目有提示或者问题中不涉及，关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。通过阅读明确生产目的，找到制备物质所需的原料及所含杂质。
(2)携带问题，精读信息
读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。
(3)看清问题，准确规范作答
答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，答题时不具有“连带效应”，即前一问未答出，不会影响后面答题。
3．答题——关键要素
(1)原料预处理
①溶解、水浸、酸浸：通常用酸溶，如用硝酸、盐酸、浓硫酸等使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。
②灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。
③研磨：适用于有机物的提取或减小固体颗粒度，增大物质间接触面积，加快反应速率。
(2)反应条件的控制
①调pH除杂。
a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋/OH－反应，使溶液pH增大/减小；不引入新杂质。例如，若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
②试剂除杂：利用难溶制更难溶原理。
③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意控制温度不能过高。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)、铵盐等物质。
④降温：防止某物质在高温时会溶解或分解、为使化学平衡向着题目要求的方向移动。
【教考衔接】
典例 磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂，开辟了处理硫酸亚铁废液一条新途径。其主要流程如下：
已知：H2TiO3是一种难溶于水的物质。
(1)钛铁矿用浓硫酸处理之前，需要粉碎，其目的是__________________________。
(2)TiO2＋水解生成H2TiO3的离子方程式为__________________________。
(3)加入NaClO发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)在实验中，从溶液中过滤出H2TiO3后，所得滤液浑浊，应如何操作？________________________________。
(5)为测定钛铁矿中铁的含量，某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子)，采取KMnO4标准液滴定Fe2＋的方法：(不考虑KMnO4与其他物质反应)在滴定过程中，若未用标准液润洗滴定管，则使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)，滴定终点的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
滴定分析时，称取a g钛铁矿，处理后，用c ml·L－1 KMnO4标准液滴定，消耗V mL，则铁元素的质量分数的表达式为________。
【析图】 工艺流程解读如下：
听课笔记

【对点演练】
[2024·湖北武汉校际联考]电子级氢氟酸是微电子行业的关键性基础材料之一，由萤石粉(主要成分为CaF2，含有少量SiO2和微量As2O3等)制备工艺如下：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时生成HF的化学方程式为____________________________，工业生产时往往会适当加热，目的是______________________。
(2)“精馏1”设备使用的材料可选用________(填序号)。
A．玻璃 B．陶瓷
C．石英 D．金
(3)已知H2SiF6是一种配位酸，酸性与硝酸相近，可与KMnO4溶液反应制备极易溶于水的强酸HMnO4，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)“氧化”时将AsF3氧化为AsF5。AsF5的沸点高于AsF3，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)液态HF是酸性溶剂，能发生自偶电离：HF⇌H＋＋F－，由于H＋和F－都溶剂化，常表示为： 3HF⇌H2F＋＋HF2-。在HF溶剂中AsF5、BF3呈酸性，HClO3、HNO3、H2O呈碱性，比如AsF5、HClO3的电离方程式分别为：AsF5＋2HF⇌AsF6-＋H2F＋；HOClO2＋2HF⇌(HO)2ClO＋＋HF2-。在HF作用下：
①写出BF3与HNO3反应的离子方程式________________________
②已知： H2O与AsF5反应生成HAsF6。结合H＋的能力：H2O________AsF6- (填“>”“