高中化学复习提升-专题十四听课手册正文.docxVIP

专题十四　化学工艺流程 考向一　原料的处理 ■ 核心透析 1.化学工艺流程 (1)认识化学工艺流程 化工流程中箭头指出的是投料(反应物),箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物),返回的箭头一般是被“循环利用”的物质。 图14-1 (2)化学工艺流程处理的三个阶段 图14-2 2.原料处理的各种方法 (1)粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。其他提高浸取率的方法:升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等。 (2)煅烧或灼烧:不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质。 (3)酸浸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)。 (4)碱溶:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)。 ■ 典例探究 1 (1)用辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图14-3: 图14-3 ①下列措施是为了加快浸取速率,其中无法达到目的的是　　　　(填字母)。? A.延长浸取时间 B.将辉铜矿粉碎 C.充分搅拌 D.适当增加硫酸浓度 ②滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2,请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式:?　 。? ③研究发现,若先除铁再浸取,浸取速率明显变慢,可能的原因是　。? (2)从含镍废催化剂中可回收镍,其流程如下: 图14-4 某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。 ①“碱浸”的目的是除去　。? ②“酸浸”时所加入的酸是　　　　　　　(填化学式),酸浸后,滤液ⅱ中可能含有的金属离子是　　　　。? 式 (1)以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图14-5所示: 图14-5 写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式:?　。? 为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有　　(写出两条)。? (2)钛(Ti)因具有硬度大、熔点高、耐酸腐蚀等优点而被应用于航空、电子等领域,由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁FeTiO3)提取金属钛并获得副产品FeSO4·7H2O的工艺流程如下: 图14-6 钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4。常温下,该物质易溶于酸性溶液,在pH=5.0时开始转化为钛酸沉淀,则物质A是　　　　　(填化学式,下同),B是　　　　　　,加入B物质后加热发生反应的离子方程式是　?　。? 考向二　流程中条件控制 ■ 核心透析 1.流程中条件控制及目的 (1)温度控制 ①加热的目的:加快反应速率或溶解速率;促进平衡向吸热反应方向移动;除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质;使沸点相对较低或易升华的原料气化。 ②降温的目的:防止某物质在高温时会溶解(或分解);使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动;使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;降低晶体的溶解度,减少损失。 ③控制温度在一定范围的目的:结晶为获得所需物质,(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)温度过高时会分解或挥发;为了使某物质达到沸点挥发出来;使催化剂的活性达到最好;防止副反应的发生。④降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。 (2)pH控制 ①控制一定的pH,以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。 如在酸性环境中KMnO4的还原产物一般为Mn2+,碱性环境中KMnO4的还原产物一般为MnO2。 ②控制一定的pH,以改变元素的存在形式。 如铝元素在强酸性条件下以Al3+形式存在,当体系的pH增大,铝元素将以Al(OH)3甚至以AlO2 ③控制一定的pH,使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。 (3)反应物用量或浓度控制 ①酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率,可以适当提高酸的浓度。 ②对有多种反应物的体系,增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行。 如工业制硫酸过程中,通入过量的O2以提高SO2的转化率。 ③增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动,应结合具体问题进行具体分析。 (4)加入物质 ①加碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等。 ②加沸石或碎瓷片:防止液体暴沸。 ③加有机溶剂:萃取某些物质,或降低某些物质的溶解度。 ④加氧化剂:与原体系中还原剂发生氧化还原反应。 ■ 典例探究 2 [2019·全国卷Ⅰ] 硼酸(H3BO3)是一种