2025版 高三化学（大一轮复习 ）第40讲 无机化工流程题的解题策略.docx

第40讲无机化工流程题的解题策略

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.培养将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。3.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、图形等表达并作出解释的能力。

考点一化工流程中原料的预处理及条件的控制

1．原料预处理的方法及目的

处理方法

目的

固体原料粉

碎或研磨

减小颗粒直径增大反应物接触面积，增大浸取时的反应速率，提高浸取率

煅烧或灼烧

①除去硫、碳单质；②有机物转化、除去有机物；③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热不稳定的杂质等

酸浸

①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的；②去氧化物(膜)

碱溶

①除去金属表面的油污；②溶解铝、氧化铝等

加热

①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热反应方向移动；③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；④使沸点相对较低或易升华的原料变成气体；⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等

2.反应条件的控制及目的

条件控制

目的

反应物用

量或浓度

①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；②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；③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等

降温

①防止某物质在高温时溶解(或分解)；②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等；④降低某些晶体的溶解度，减少损失等

控温

①结晶获得所需物质；②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；③使某物质达到沸点挥发出来；④使催化剂的活性达到最好；⑤防止副反应的发生等

加入氧

化剂(或

还原剂)

①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]

加入

沉淀剂

①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)；②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2+、Mg2+

pH控制

①生成金属氢氧化物，以达到除去金属离子的目的；②抑制盐类水解；③促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离

1．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)为提高浸取效率可采取的措施有粉碎、搅拌、升温、适当增大酸的浓度等。

(2)“回收S”过程中温度控制在50～60℃，不宜过高或过低的原因是温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小。

(3)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是调节溶液的pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是抑制Cu2+的水解。

2．(2023·湖北部分地市1月联考)三氧化二镍(Ni2O3)是重要的电子元件和蓄电池材料，工业上利用含镍废料(主要含Ni、Al、Fe的氧化物，SiO2，C等)制备Ni2O3的工艺流程如图所示：

已知：①在该实验条件下NaClO3、Fe(Ⅲ)不能氧化Ni(Ⅱ)。

②常温下，溶液中0.010mol·L-1金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

离子

Ni2+

Al3+

Fe3+

Fe2+

开始沉淀pH

7.2

3.7

2.2

7.5

完全沉淀pH

8.7

……

3.2

9.0

③萃取的原理为Ni2+(水相)＋2HR(有机相)??NiR2(有机相)＋

2H＋(水相)。

回答下列问题：

(1)“预处理”时，可以用NaOH(或Na2CO3)(填化学式)溶液除去废料表面的油脂油污。

(2)“浸出”时，提高浸出效率可采取的措施有适当升高温度(或适当增大稀硫酸的浓度或延长浸取时间等)(任写一种)。滤渣1的主要成分是SiO2、C。

(3)“氧化”时，加入NaClO3发生反应的离子方程式为ClOeq\o\al(－,3)＋6Fe2+＋6H＋===Cl－＋6Fe3+＋3H2O，目的是将Fe2+先氧化成Fe3+再调pH除去，避免Ni2+损失。

(4)若常温下，“调pH”时，溶液中Ni2+浓度为0.1mol·L-1，为使Al3+等杂质离子沉淀完全，则需控制溶液的pH范围是4.7≤pH6.7。

解析：(1)油脂油污属于酯类，在碱性条件下可以完全水解而被除去，因此在预处理含镍废料时可以用热的NaOH溶液或热的Na2CO3溶液进行碱浸。(2)提高浸出效率主要从加快反应速率、使反应更充分等角度考虑，因此可采取的措施有适当升高温度、适当增大稀硫酸的浓度、延长浸取时间等。含镍废料中不溶于稀硫酸的物质主要有SiO2、C，因此酸浸完成后过滤得