微专题无机工艺流程题的突破策略-2024高考化学一轮考点击破

微专题4无机工艺流程题的突破策略突破核心整合1.无机工艺流程题的结构2.无机工艺流程题的答题模板关键词释义研磨、粉碎、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率、使反应更充分或增大原料的转化率（或浸取率）灼烧（煅烧、焙烧）①使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿;除去碳及有机物;除去热稳定性差的杂质②恒重法：样品连续两次干燥与灼烧后质量不变或质量变化可忽略提高固体的焙烧效率增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程;溶解、除去氧化物（膜）碱浸除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅水浸与水接触反应或溶解提高浸出率①将矿石研成粉末，增大接触面积;②搅拌，使反应更加充分;③适当增大浸取液的浓度;④加热;⑤延长浸出时间过滤①过滤后滤液仍然浑浊，可能的操作原因：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘②过滤的沉淀在称重之前的操作：过滤，洗涤，干燥（在干燥器中冷却），称重③减压过滤的好处:可加快过滤速率，可得到较干燥的沉淀。注意：不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀;当停止吸滤时，需先拔掉连接吸滤瓶和泵的橡胶管，再关泵，以防反吸④趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量或减少因降温而溶解的晶体的量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，如分离乙醇和甘油冷却法利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气盐析加无机盐使溶质的溶解度降低而析出活性炭脱色结晶①单一溶质溶液得到晶体：蒸发结晶（NaCl型）;加热浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶（KNO3②混合溶液（分离A和B）：蒸发结晶，趁热过滤（得NaCl型），将滤液冷却结晶，过滤（得KNO3③由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2、CoCl2④要得到较大的晶体，可以采用：缓慢蒸发溶剂、减慢冷却结晶或冷却后静置较长时间⑤产品进一步提纯的操作：重结晶⑥含结晶水晶体：加热浓缩、冷却结晶步骤：加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥加热浓缩加热蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度沉淀洗涤①沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中夹杂的可溶性离子②洗涤方法：向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2~3次③沉淀是否洗涤干净的判断方法的答题模板：取最后一次洗涤液，滴加……（试剂），若没有……现象，证明沉淀已洗净④误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏大；若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏小水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、除去氧化物（膜）、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用除去油污、除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解（沉淀）调pH①目的：使溶液中的Fe3+、Cu2+、Mg②需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质如MgO、Mg(③原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，增大④pH控制的范围：大于或等于除去离子的完全沉淀的pH，小于主要离子开始沉淀的pH⑤控制pH的目的：防止某离子水解;防止某离子沉淀;确保某离子完全沉淀;防止某物质溶解等高考经典再研典例[2022全国乙，26，14分]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、一些难溶电解质的溶度积常数如下表：难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×107.4×101.1×102.6×10一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：金属氢氧化物Fe(Fe(Al(Pb(开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列问题：（1）在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为PbSO4(s)+CO32−(aq)PbCO3(s)+SO[解析]结合难溶电解质的Ksp，可知利用Na2CO3“脱硫”发生沉淀转化反应：PbSO4(s)+CO32−(aq)（2）在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是沉淀转化反应BaSO4(s)+CO[解析]沉淀转化反应BaSO4(s)+CO32−(aq)⇌BaCO3(s（3）在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入（ⅰ）能被H2O2[解析]根据铅膏的组成成分中含铁元素可知，H2O2能够氧化的离子为（ⅱ）H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb[解析]H2O2将Pb氧化，反应的化学方程式为（ⅲ）H2O2也能使PbO2转化为Pb([解析]PbO2转化为Pb(Ac)2的过程中Pb（4）“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是Al(OH)3、Fe[解析]“脱硫”时，BaSO4部分转化为BaCO3，Ba元素以BaSO4、BaCO3的形式进入“酸浸”工序，此外还有Al、Fe等金属元素，结合题给金属氢氧化物沉淀时的pH和铅膏的成分，可知滤渣中含有Al(OH)3（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有Ba2+、Na[解析]“沉铅”的滤液中有“酸浸”时BaCO3溶于酸产生的Ba2+，还有因加入NaOH溶液而引入的Na情境素材废旧铅蓄电池铅回收工艺流程考查角度离子方程式的书写、平衡移动、物质推断、氧化还原反应的应用、Ksp素养立意宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想变式.某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01mol⋅L7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.0×10−5mol⋅8.74.73.29.0回答下列问题：（1）“转化”操作中发生反应的离子方程式为2Fe（2）向含有Ni2+、Al3+、Fe3+且浓度相同的混合液中滴加碱液调节pH，上述金属离子沉淀的先后顺序为Fe3+、Al模拟对点演习1.[2022广东综合能力测试]碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO3)z回答下列问题：（1）As是第ⅤA族元素，FeAsO3中As元素化合价为+3；“焙烧”过程中金属元素转变为硫酸盐，写出Mg3Si2O5(OH[解析]在FeAsO3中Fe与As均为+3价；焙烧过程中金属元素转变为硫酸盐，MgSi2O5(OH)4与硫酸铵反应的化学方程式为3(（2）“除铁、砷”过程中，溶液中AsO33−变成了稳定的FeAsO4沉淀，写出该反应的离子方程式：3H2O[解析]AsO33−转变为FeAsO3的离子方程式为3H2（3）已知反应温度对砷、铁沉淀率的影响如下图所示，请解释选择70℃的原因：70℃时，砷和铁的沉淀率已经达到98%以上，再升高温度，沉淀率增加不大；同时，温度过高H2O2（4）“除镁”步骤中，当Mg2+恰好沉淀完全时，滤液④中c(F−)=9.0×10−3.5mol⋅L−1；若溶液酸性过强，Mg2+沉淀不完全，原因是F−与H+[解析]“除镁”过程中Mg2+恰好沉淀完全，即此时溶液中c(Mg2+)=1×10−5mol⋅L−1，由Ksp(MgF2)=c(Mg2+)⋅c2(F−（5）“沉镍”时pH>8，溶液pH增大会使碱式碳酸镍中Ni元素的质量分数增大，请解释原因：OH−的摩尔质量小于CO32−的摩尔质量，pH增大，x不变，y增大，相应2.[2022湖南长沙明德中学二模]铋(Bi)与氮同族，氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种以用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘（除含铋的化合物之外，还有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2回答下列问题：（1）BiOCl中Bi元素的化合价为+3。[解析]BiOCl中O为−2价，Cl为−1价，Bi的化合价为+3价。（2）为获得副产品ZnSO4⋅7H2O，向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，主要目的是除去[解析]向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，Zn粉能与Cu2+、Fe3+反应生成Cu、Fe，从而除去Cu2+、（3）“浸铜”时，有单质硫生成，其反应的离子方程式为CuS+[解析]“浸铜”时，加入的物质是稀硫酸、MnO2，得到单质硫，离子方程式为CuS+（4）“浸铋”时，温度升高，铋的浸出率降低，其原因为温度升高，盐酸挥发，反应物浓度降低。[解析]“浸铋”时，加入盐酸和氯化钠溶液，盐酸易挥发，升高温度，盐酸挥发，反应物浓度降低，铋的浸出率降低。（5）“沉铋”时需控制溶液的pH=3.0，此时BiCl3发生反应的化学方程式为[解析]“沉铋”时加入Na2CO3溶液，生成BiOCl，反应的化学方程式为（6）“除铅、砷”时，可以采用以下两种方法：①加入改性羟基磷灰石固体(HAP)：浸液2与HAP的液固比L/S125:150:125:115:1Pb2+去除率/%84.8694.1595.4096.83As3+去除率/%98.7998.9298.3499.05m（沉铋）/g2.342.332.051.98实验中应采用的L/S=50:1[解析]根据表格数据，L/S=50:1、L/S=25:1与L/S=15:1时比较，Pb2+、As3+去除率变化都不大，且50:1时沉铋量最大，因此L/S②铁盐氧化法：向浸液2中加入Fe2(SO4)3，并调节pH，生成FeAsO4沉淀。当溶液中c(AsO43−)=1×10−9mol/L，且不产生Fe([解析]c(AsO43−)=1×10−9mol/L，3.[2022河北衡水中学二调]氯化铅(PbCl已知：①铅膏主要由PbSO4、PbO、PbO2和②硫酸铅、氯化铅微溶于水，但氯化铅能溶于NaCl溶液，主要发生反应：PbCl2请根据要求，回答下列问题：（1）铅蓄电池的正极材料是PbO2（填化学式），放电时负极的电极反应式为Pb[解析]铅蓄电池放电时的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4（2）“浸取反应”是在加热条件下，用盐酸和氯化钠溶液浸取铅膏的过程，主要发生的反应有：PbO2+Pb+4HCl2PbCl2+2H2O、PbO+2HCl[解析]PbO2与HCl反应产生的黄绿色气体为氯气，该反应的化学方程式是PbO2+4HCl（3）PbCl2（溶液显酸性）在氯化钠溶液中的溶解度随温度的升高而增大，适当升高温度有利于提高铅的浸取率，当温度高于70℃时，浸取率提高不明显，可能的原因是PbCl2水解生成HCl，超过70℃时