工藝流程題難點(diǎn)突破----物質(zhì)轉(zhuǎn)化

載體涉及知識(shí)重要考點(diǎn)重要概念化工生產(chǎn)實(shí)際流程元素化合物化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)計(jì)算實(shí)驗(yàn)基本操作氧化還原反應(yīng)電離平衡沉淀溶解平衡電化學(xué)分離提純條件控制成本控制減少損耗循環(huán)利用綠色化學(xué)問(wèn)：你希望二輪復(fù)習(xí)工藝流程題時(shí)能主要解決什么問(wèn)題？答：每一步加試劑目的。地殼中含量最多的元素有O、Si、Al、Fe、Ca等，礦石主要以硅酸鹽為主。認(rèn)為含有SiO2、Al2O3、FexOy、CaO等雜質(zhì)。SiO2酸性氧化物，Al2O3兩性氧化物。FeO、Fe2O3

、CaO堿性氧化物。任務(wù)一原料預(yù)處理問(wèn)題2：預(yù)處理過(guò)程中如何將元素轉(zhuǎn)化成鹽？包括(1)(2)(3)(4)小問(wèn)

請(qǐng)大家結(jié)合一輪復(fù)習(xí)內(nèi)容和所給3個(gè)例題，討論歸納總結(jié)下列問(wèn)題。(3分鐘)問(wèn)題1：礦石預(yù)處理的目的是什么？任務(wù)一原料預(yù)處理問(wèn)題1：礦石預(yù)處理的目的是什么？問(wèn)題2：預(yù)處理過(guò)程中如何將元素轉(zhuǎn)化成鹽？(1)上述雜質(zhì)哪些化合物能與H2SO4反應(yīng)？轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的方法有哪些？

(2)轉(zhuǎn)化為氯化物的方法有哪些？

(3)從晶體類型的角度分析，焙燒生成的硫酸鹽和氯化物有何不同?會(huì)影響下一步的分離操作嗎？(4)上述雜質(zhì)中哪些化合物能與NaOH反應(yīng)？轉(zhuǎn)化為鈉鹽的方法有哪些？①浸出：H2SO4溶液或(NH4)2SO4溶液；②焙燒：加入濃硫酸、(NH4)2SO4固體或H2SO4與氧化劑、還原劑聯(lián)合焙燒。①浸出：鹽酸溶液或NH4Cl

溶液；②焙燒：加入Cl2、SiCl4固體或其他氯化物與氧化劑、還原劑聯(lián)合焙燒。硫酸鹽一般為離子晶體，焙燒后水浸過(guò)濾分離；某些氯化鹽為分子晶體，固體可用升華分離，液體可用蒸餾分離。①浸出：NaOH溶液；②焙燒：碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉焙燒或者與氧化劑、還原劑聯(lián)合焙燒。Be、B、Si、Ge、P、As、Se、Ga、Al、Zn、V、Cr、Mn等將主要元素轉(zhuǎn)化為易溶于水溶液的鹽。任務(wù)一原料預(yù)處理例1.2022全國(guó)甲卷例2.2023新課標(biāo)卷例3·2024深圳一模任務(wù)二除雜或獲得產(chǎn)品的方法例1.2022全國(guó)甲卷例2.2023新課標(biāo)卷Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+CaSO4、SiO2CrO42-AlO2-、SiO32-、PO43-、VO43-例3·2024深圳一模ZrCl4FeCl3CrCl3上調(diào)pH：Al3+、

Fe3+為代表轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀

下調(diào)pH：SiO32-

、AlO2-為代表轉(zhuǎn)化為沉淀

注意兩性物質(zhì)：pH不宜過(guò)大過(guò)小問(wèn)題3：例題1流程中加KMnO4和調(diào)pH=5兩個(gè)步驟能互換嗎？已知MnF2難溶于水，易溶于酸，CaF2和MgF2難溶于水，微溶于酸。問(wèn)題4：你知道常見(jiàn)雜質(zhì)元素硅的去向嗎？問(wèn)題5：結(jié)合例1和例3都是除去鐵元素，為什么例1加氧化劑，例2加還原劑？由什么決定？問(wèn)題6：哪些情況需要上調(diào)pH？哪些情況需要下調(diào)pH？任務(wù)二除雜或獲得產(chǎn)品的方法不能互換，如果先氧化后調(diào)pH將無(wú)法除去Mn2+。SiO2、H2SiO3、難溶硅酸鹽1.常見(jiàn)的氧化劑和還原劑問(wèn)題7：工藝流程題中常見(jiàn)的氧化劑和還原劑有哪些？并找出對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(1)常見(jiàn)氧化劑及其還原產(chǎn)物氧化劑Cl2(X2)O2Fe3+酸性KMnO4MnO2酸性K2Cr2O7HClO還原產(chǎn)物Cl-(X-)H2O/O2-/OH-Fe2+Mn2+Mn2+Cr3+Cl-氧化劑ClO3-濃H2SO4HNO3H2O2(H+)PbO2FeO42-(H+)NaBiO3還原產(chǎn)物Cl-SO2NO2(濃)NO(稀)H2OPb2+Fe3+Bi3+(2)常見(jiàn)還原劑及其氧化產(chǎn)物還原劑金屬單質(zhì)Fe2+H2S/S2-SO2/SO32-HI/I-NH3N2H4CO氧化產(chǎn)物金屬離子Fe3+S、SO2SO3、SO42-I2N2、NON2CO2任務(wù)二除雜或獲得產(chǎn)品的方法H2O2：不穩(wěn)定性(受熱易分解，遇催化劑Fe3+或Cu2+易分解)、強(qiáng)氧化性、還原性，綠色試劑不引入雜質(zhì)無(wú)污染。你了解H2O2嗎？問(wèn)題8：結(jié)合金屬活動(dòng)順序表和第四周期元素思考常見(jiàn)的沉淀劑有哪些？2.沉淀劑碳酸鹽或碳酸氫鹽：

Ca2+Zn2+Fe2+Mn2+Co2+Ni2+等硫化物：Cu2+Hg2+Ag+等，選擇什么硫化物作沉淀劑更好呢？氟化物：Ca2+Mg2+等氧化還原沉淀法：如例1題任務(wù)二除雜或獲得產(chǎn)品的方法上調(diào)pH：Al3+、

Fe3+為代表轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀或者抑制SiO32-、PO43-的水解程度。下調(diào)pH：SiO32-

、AlO2-為代表轉(zhuǎn)化為沉淀或者增大SiO32-和PO43-的水解程度。注意兩性物質(zhì)：pH不宜過(guò)大過(guò)小工藝流程題必須熟練掌握常見(jiàn)元素化合物的性質(zhì)，如預(yù)處理劑、氧化劑、還原劑和沉淀劑，在工藝流程的情境中靈活應(yīng)用，再根據(jù)所學(xué)知識(shí)解決工藝流程路線中每一步的目的?？偨Y(jié)無(wú)機(jī)礦物工業(yè)肥料核心化學(xué)反應(yīng)分離提純獲取產(chǎn)品（1）粉碎，研磨（2）攪拌（3）煅燒，灼燒，焙燒（4）堿洗，酸浸，堿浸（5）浸出率的提高（1）氧化/還原（2）pH值的調(diào)節(jié)（3）溫度的控制（4）防氧化（5）防水解（6）防分解（1）過(guò)濾（冷卻/趁熱）（2）萃取/分液（3）反萃?。?）蒸餾（5）離子交換（1）