2024届高考化学冲刺热点复习：无机化学工艺流程综合题

2024届高考化学冲刺热点复习

无机化学工艺流程综合题水平3-4

能结合生产和生活实际问题情境说明化学变化中能量转化、调控反应条件等的重要应用；

能运用化学原理和方法解释或解决生产、生活中与化学相关的一些实际问题；

能分析化学品生产和应用过程对社会和环境可能发生的影响，能提出降低其负面影响的建议。水平4-2

能分析评估物质转化过程对环境和资源利用的影响。【新课程标准学业质量水平要求】【真题感悟】（2020•全国III卷，27题）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______________________________________________________________。(2)“滤液②”中含有的金属离子是____________________。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是____________________。除去油脂、溶解铝及其氧化物(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1.0mol•L−1，则“调pH”应控制的pH范围是_________。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式___________________________________________。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是____________________。3.2～6.2提高镍的回收率【归纳总结】工艺流程的基本结构原料核心反应目标产物预处理条件控制分离提纯研磨酸洗灼烧……调节溶液pH调节温度调节压强加入合适的氧化剂或还原剂……过滤萃取分液结晶……碱浸近四年全国卷化工流程题考点统计【考查角度】【例1】（2020•山东济宁二模，节选）一种以废旧锂离子电池的正极材料（主要含LiCoO2、Al、C等）为料制备CoC2O4•2H2O的流程如下：

灼烧的主要目的是_______________________________________。【角度1】原料预处理除去正极材料中的C[必备知识]原料预处理的常用方法方法目的研磨、雾化水浸或酸浸碱浸灼烧减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率。与水（或酸）接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。除去油污，溶解酸性氧化物，溶解铝及其化合物。除去可燃性杂质或使原料初步转化【考查角度】【练习1】一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如下：

为了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有_______。A．搅拌 B．适当升高温度C．研磨矿石 D．用浓硫酸与浓硝酸【角度1】原料预处理D铁与浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应【考查角度】【例2】（2017年理综全国I卷，27题，节选）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：【角度2】反应条件的控制【例2】（2017年理综全国I卷，27题，节选）TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：分析40℃时TiO2•xH2O转化率最高的原因__________________________。温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率/%9295979388低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降【考查角度】【角度2】反应条件的控制【例3】电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：

铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是________________________________________________。高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2【考查角度】【角度2】反应条件的控制教材必修2P88【考查角度】【角度2】反应条件的控制【热点题型】【角度2】反应条件的控制[必备知识]反应条件的控制1．控制溶液的酸碱性（1）增强某些物质的氧化性或还原性。（2）通过控制溶液的pH值除去某些离子。2．控制反应的温度（1）调节化学反应速率。（2）控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤防止某些物质降温时析出。（3）促进或防止溶液中气体的逸出或物质的分解。（4）通过控制温度提高化学反应的选择性（或催化剂的活性）。（5）防止副反应的发生。3．加入氧化剂或还原剂完成溶液中离子的转化，需要根据题目信息判断加入试剂的作用。【热点题型】【角度2】反应条件的控制【练习2】现欲利用以下工艺流程回收锂离子电池正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。“酸浸”的主要目的是将LiCoO2转化为CoSO4，写出该反应的化学方程式__________________________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是____________________________________。HCl会被氧化生成Cl2，污染环境2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O【热点题型】【角度2】反应条件的控制[思考]H2O2是化工流程中常用的一种试剂，你能否根据氧化还原的某些规律对H2O2的性质做一个小结？（1）歧化（不稳定性）2H2O2====2H2O+O2↑（2）强氧化性

可氧化Fe2+、I-、S2-、SO32-等（3）弱还原性

可还原LiCoO2、Co2O3、ClO2、Cl2、KMnO4/H+等MnO2【热点题型】【角度2】反应条件的控制【随堂练习】1、工业级硝酸锶含硝酸钙、硝酸钡等杂质，提纯流程如下：已知：①“滤渣1”的成分为Ba(NO3)2、Sr(NO3)2；②铬酸（H2CrO4）为弱酸。（1）“酸浸”不能采用高温的原因是________________________________，（2）已知Cr(OH)3类似Al(OH)3，还原后溶液的pH不能大于8的原因可能是_________________________________________________________。避免Cr(OH)3在碱性溶液中发生反应Cr(OH)3＋OH-=CrO2-＋2H2O而溶解避免HNO3挥发和分解，减少环境污染【随堂练习】2、菱锰矿的主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：焙烧时温度对锰浸取率的影响如图所示。焙烧时适宜温度为__________；800℃以上锰的浸取率减小，可能原因是____________________________________________________________。温度过高，NH4Cl分解导致与MnCO3的反应不彻底，使浸取率减小500℃3、已知：①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。

温度/℃

20

40

60

80 100

PbCl2溶解度/g

1.00 1.42 1.94 2.88 3.20②PbCl2为能溶于水的弱电解质，在含Cl-的溶液中存在平衡：PbCl2(aq)＋2Cl-(aq)

PbCl42-(aq)。操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，其合理的解释为___________________