微專題三無機化工流程解題策略[專題精講]1.明確試題模式2.理清命題角度

命題的角度主要有：(1)原料的處理方法，(2)重要轉(zhuǎn)化的方程式書寫，(3)物質(zhì)的分離、提純方法與原理，(4)反應(yīng)條件的控制方法，(5)涉及產(chǎn)率、Ksp

的有關(guān)計算，(6)涉及的化學(xué)反應(yīng)原理分析等。3.建立思維模型(1)審題干——明確原料成分和目的要求(2)審流程——明確各步轉(zhuǎn)化原理和目的①看箭頭：進入的是原料(即反應(yīng)物)；出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。②看三線：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。③找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。④關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應(yīng)、提供反應(yīng)氛圍、滿足定量要求。(3)審問題——明確答什么①不要答非所問：要看清題目要求，按要求答題，防止答非所問。②規(guī)范答題：回答問題要準(zhǔn)確全面，注意語言表達(dá)的規(guī)范性，特別是化學(xué)用語的書寫與表示要準(zhǔn)確、規(guī)范。[典例精析]角度1以分離提純?yōu)橹黧w的化工流程

【典例1】(2021年全國乙卷)磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO

以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：回答下列問題：

(1)“焙燒”中，TiO2、SiO2

幾乎不發(fā)生反應(yīng)，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3

轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫出Al2O3

轉(zhuǎn)化為NH4Al(SO4)2的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________。金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+開始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5

mol·L－1)的pH3.24.711.113.8(3)“母液①”中Mg3+濃度為______mol·L－1。

(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是___________。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是__________?！八崛茉钡某煞质莀_______、________。

(5)“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________。

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得________，循環(huán)利用。[歸納提升]1.物質(zhì)分離、提純的原則(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成、狀態(tài)。水溶法除去可溶性雜質(zhì)酸溶法除去堿性雜質(zhì)堿溶法除去酸性雜質(zhì)氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質(zhì)加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的pH法如除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等 2.常用的提純方法3.增大礦石物質(zhì)的浸出率的措施有：攪拌，加熱，增大浸出液的濃度，粉碎增大固液接觸面，延長浸出時間。過濾分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法萃取和分液利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4

或苯萃取溴水中的溴蒸發(fā)結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl冷卻結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等蒸餾或分餾分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油冷卻法利用氣體液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣4.常用的分離方法檢驗溶液中離子是否沉淀完全的方法將溶液靜置一段時間后，用膠頭滴管取上層清液少許放入小試管中，向其中滴入沉淀劑，若無沉淀生成，則說明離子沉淀完全洗滌沉淀沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入某試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)，則證明沉淀已洗滌干凈5.三種分離、提純的深化(1)過濾問題①3個基本操作冰水洗滌 的目的洗去晶體表面的雜質(zhì)離子并降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗乙醇洗滌 的目的降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗，得到較干燥的產(chǎn)物減壓過濾

(抽濾)加快過濾速率，使沉淀更干燥②特定洗滌目的蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)的分離提純，如除去KNO3

中的少量NaCl，或受熱易分解的物質(zhì)的提純，如晶體水合物、銨鹽等蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化較大物質(zhì)的分離提純，可減少雜質(zhì)晶體的析出，如除去NaCl

中的少量KNO3(2)結(jié)晶方式

晶體的干燥：要得到干燥的晶體，常見的干燥方法有自然晾干、濾紙吸干、在干燥器中干燥、烘干(適用于熱穩(wěn)定性較好的物質(zhì))。物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)31.53.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8(3)調(diào)節(jié)溶液pH分離提純

①控制溶液的酸、堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。例如，已知幾種物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示：②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)應(yīng)滿足兩點：能與H+反應(yīng)，使溶液pH若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+、Fe3+，可先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+，再調(diào)節(jié)溶液的pH在3.7≤pH<8.3。增大；不引入新雜質(zhì)。例如，要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu2(OH)2CO3、CuCO3、Cu(OH)2

等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。角度2以物質(zhì)制備為主體的化工流程

【典例2】(2021年湖南選擇性考試)Ce2(CO3)3

可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨居石中，鈰(Ce)主要以CePO4

形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2

等物質(zhì)。以獨居石為原料制備Ce2(CO3)3·nH2O的工藝流程如下：回答下列問題：(1)鈰的某種核素含有58個質(zhì)子和80個中子，該核素的符號為________。(2)為提高“水浸”效率，可采取的措施有____________________________________________________________________________________________(至少寫兩條)。(3)濾渣Ⅲ的主要成分是_____________(填化學(xué)式)。

(4)加入絮凝劑的目的是_______________________________________________________________________________________。

解析：焙燒濃硫酸和獨居石的混合物、水浸，CePO4

轉(zhuǎn)化為Ce2(SO4)3

和H3PO4，SiO2

與硫酸不反應(yīng)，Al2O3

轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)3，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3

，CaF2

轉(zhuǎn)化為CaSO4

和HF，酸性廢氣含HF；后過濾，濾渣Ⅰ為SiO2和磷酸鈣、FePO4，濾液主要含H3PO4、Ce2(SO4)3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，加氯化鐵溶液除磷，濾渣Ⅱ為FePO4；聚沉將鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾除去，濾渣Ⅲ主要為氫氧化鋁，還含氫氧化鐵；加碳酸氫銨沉鈰得Ce2(CO3)3·nH2O。[歸納提升]1.物質(zhì)制備過程的條件控制(1)控制體系的環(huán)境氛圍①需要在酸性氣流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2

等含水晶體，抑制水解并帶走因分解產(chǎn)生的水汽。②營造還原性氛圍，防止還原性物質(zhì)被氧化。如加入鐵粉防止Fe2+被氧化。

③加入氧化劑進行氧化。如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化轉(zhuǎn)化為Fe3+，綠色氧化劑H2O2

的優(yōu)點：不引入新雜質(zhì)，對環(huán)境無污染。(2)控制反應(yīng)溫度①加熱：加速溶解、加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動(如促進水解生成沉淀)。②降溫：防止某物質(zhì)在某溫度時會溶解或分解，或促進平衡向某個方向移動。

③控制溫度在一定范圍內(nèi)，綜合多方面因素考慮。如使反應(yīng)速率不至于太慢、抑制或促進平衡移動、防止反應(yīng)物分解、防止副反應(yīng)發(fā)生、使催化劑的催化活性最高等。

④如題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們?nèi)芙舛入S溫度升高而改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法。

2.在流程題中，常會看到壓強、溫