高考新冲破化学工艺流程题高三二轮复习化学工艺流程课件.pptx

1、 高考二轮备考高考二轮备考 化工流程化工流程命题命题热点热点物质的分离、提纯与检验型物质的分离、提纯与检验型化工原料制备型化工原料制备型命题命题特点特点无机化工流程题是一类特色鲜明的高考新题型，无机化工流程题是一类特色鲜明的高考新题型，能很好地体现能很好地体现新课程标准新课程标准和和考试说明考试说明的的要求，在高考试题中出现的频率呈增多趋势。这要求，在高考试题中出现的频率呈增多趋势。这类题的题干类题的题干一般比较长，信息比较多，又是以真一般比较长，信息比较多，又是以真实的工业生产作为背景，对考生而言，陌生度大，实的工业生产作为背景，对考生而言，陌生度大，难度也比较大难度也比较大。只要考生掌握。

2、只要考生掌握命题者的意图命题者的意图，明明确解题的一般思路确解题的一般思路，总结，总结解题的规律和策略解题的规律和策略，定，定能化难为易，正确解答。能化难为易，正确解答。举例举例1：无机化工流程无机化工流程重要考点重要考点命题规律命题规律1.通过对科学实验中化学现象以及相关通过对科学实验中化学现象以及相关模型、图形和图表等的观察，运用分析、模型、图形和图表等的观察，运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用。息进行初步加工和应用。2.综合运用相关知识和科学方法，解决综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化生产、生

3、活实际和科学研究中的简单化学问题。学问题。3.用正确的化学用语及文字、图表、模用正确的化学用语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和型、图形等表达化学问题解决的过程和成果，并做出正确解释。成果，并做出正确解释。此类题情景新，综此类题情景新，综合性强，思维量大，合性强，思维量大，难以押题，区分度难以押题，区分度大。大。化学工艺流程的主线化学工艺流程的主线钛铁矿浓硫酸Fe2+SO42-TiO2+H2TiO3TiO2滤 液NaClO H3PO4PH=2的溶液NH3 H2OFePO4H2OLi2CO3草酸LiFePO4原材料原材料原材料的预处理原材料的预处理化学反应化学反应分离提纯分离提纯

4、目标产物目标产物化学工艺流程考什么？化学工艺流程考什么？规律规律: : 主线主产品、分支副产品、回头为循环。主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：原材料预处理、生产条件的控制、物质的分离操作核心考点：原材料预处理、生产条件的控制、物质的分离操作原材料的预处理原材料的预处理酸酸 浸浸(酸洗酸洗)加酸使原材料溶解变成可溶性盐，不溶物加酸使原材料溶解变成可溶性盐，不溶物 通过过滤除去通过过滤除去水水 浸浸与水接触反应或溶解与水接触反应或溶解水水 洗洗除去水溶性杂质除去水溶性杂质粉粉 碎碎增大表面积，加快反应速率增大表面积，加快反应速率,提高转化率提高转化率煅煅 烧烧(灼烧、焙烧灼烧、焙烧)使

5、物质在高温下氧化、分解使物质在高温下氧化、分解碱碱 浸浸(碱洗碱洗)除去油污或氧化膜除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅溶解铝和二氧化硅反应条件控制反应条件控制加加 热热加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动 降降 温温（冰水中）（冰水中）防止物质在高温时溶解；使化学反应速率下降；防止物质在高温时溶解；使化学反应速率下降； 使化学平衡向放热方向移动使化学平衡向放热方向移动 控控 温温温度过高，物质会分解或挥发温度过高，物质会分解或挥发 温度过低，物质无法挥发或者反应温度过低，物质无法挥发或者反应 趁热过滤趁热过滤防止某物质降温时会析出晶体防止

6、某物质降温时会析出晶体 冰水洗涤冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤 过程中的溶解损耗过程中的溶解损耗酸性氛围酸性氛围防止水解（盐溶液配制、浓缩）防止水解（盐溶液配制、浓缩） pH值值的控制的控制控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成 氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀产品的分离和提纯产品的分离和提纯（1）过）过 滤滤基本操作：一贴二低三靠基本操作：一贴二低三靠当溶液为单一溶质时：当溶液为单一溶质时：所得晶体不带结晶水，如所得晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：等：所得晶体带结晶水，如胆矾等：所得晶体带结晶水，如胆矾等

7、：蒸发结晶；蒸发结晶；将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。当溶液为两种以上溶质时：当溶液为两种以上溶质时：要得到溶解度受温度影响小的溶质：要得到溶解度受温度影响小的溶质：要得到溶解度受温度影响大的溶质：要得到溶解度受温度影响大的溶质：蒸发浓缩结晶，趁热过滤蒸发浓缩结晶，趁热过滤,洗涤洗涤,干燥干燥蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶，过滤，洗涤蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶，过滤，洗涤,洗涤洗涤（2）结）结 晶晶（3）重）重 结结 晶晶化学工艺流程规范答题要求化学工艺流程规范答题要求（4）洗）洗 涤涤洗涤：洗涤：取洗涤后小烧杯中的最后一次洗涤液，（若要检验氯离子）滴加取洗涤后

8、小烧杯中的最后一次洗涤液，（若要检验氯离子）滴加AgNO3和稀硝酸，若无沉淀产生，则证明洗涤干净。和稀硝酸，若无沉淀产生，则证明洗涤干净。向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没滤渣，静置；重复操作向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没滤渣，静置；重复操作2-3次；次；检验：检验：（5）干）干 燥燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干（6）灼）灼 烧烧 固体在坩埚中进行加热固体在坩埚中进行加热（7）分）分 液液打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出（8）重复操作）重复操作无机工业流程题的分析无机工业流程题的

9、分析考点分布广泛考点分布广泛能力立意设问能力立意设问流程难看懂流程难看懂与工业流程非紧密相与工业流程非紧密相关的考查内容难点关的考查内容难点与工业流程紧密相与工业流程紧密相关的考查内容难点关的考查内容难点分头突破两种意识两种意识 快速浏览全题快速浏览全题流程的目的（特别是流程中的始末物质）流程的目的（特别是流程中的始末物质）题目设问情况题目设问情况例例1、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极），导电剂乙炔黑和铝箔等。

10、充电时，该锂离子电池负极发生的反应为发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。些金属资源（部分条件未给出）。滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式填化学式)。Al(OH)3、

11、Li2SO4、CoCO3例例2、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：废旧锂离子电池正极材料加过量NaOH溶液过滤滤液LiMn2O4、碳粉通入过量CO2过滤沉淀X加稀H2SO4通入空气MnO2、碳粉加一定量Na2CO3过滤Li2CO31234滤液滤液过滤Al(OH)3例例3、：四氯化钛、：四氯化钛(TiCl4)是制取航

12、天航空工业材料是制取航天航空工业材料钛合钛合金的重要原料。由钛铁矿金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是主要成分是FeTiO3)制备制备TiCl4等等产品的一种工艺流程示意如下：产品的一种工艺流程示意如下：钛铁矿TiO2 nH2O2341强酸性浸出液（含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等）废渣废液废气富含TiO2+溶液粗TiO2成品TiCl4绿矾氯气、焦炭铁屑该工艺流程中存在的不足之处是该工艺流程中存在的不足之处是产生三废产生三废。两种意识两种意识 （1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题 解决不了不会影响下一个问题的解决。解决不了不会影响下一个

13、问题的解决。 （2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接 作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示， 要么与解答题目无关。要么与解答题目无关。例例4、：回答下列问题：、：回答下列问题：（1）LiCoO2中，中，Co元素的化合价为元素的化合价为_。（2）写出）写出“正极碱浸正极碱浸”中发生反应的离子方程式中发生反应的离子方程式_。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧下进行，写出该步骤中发生的所有氧化化 还原反应的化学方程式还原反应的化学方程式_；可用盐酸；可用盐酸 代替代替H2SO4

14、和和H2O2的混合液，但缺点是的混合液，但缺点是_。（4）写出）写出“沉钴沉钴”过程中发生反应的化学方程式过程中发生反应的化学方程式_。（5）充放电过程中，发生）充放电过程中，发生LiCoO2与与Li1-xCoO2之间的转化，写出之间的转化，写出 放电时电池反应方程式放电时电池反应方程式_。（6）上述工艺中，）上述工艺中，“放电处理放电处理”有利于锂在正极的回收，其原有利于锂在正极的回收，其原因因 是是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物 有有_(填化学式填化学式)。实验方案评价实验方案评价化合价化合价氧化还原反应氧化还原反应原电池反应原电池反应元

15、素化合物元素化合物离子反应离子反应化学方程式化学方程式原电池工作原理原电池工作原理滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液滤液滤渣H2S

16、O4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液充电时，该锂离子电池负极发充电时，该锂离子电池负极发生的反应为生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液原料原

17、料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应、核心反应、核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写关注箭头的指向：关注箭头的指向：箭头指入箭头指入反应物反应物箭头指出箭头指出生成物生成物氧化还原反应：氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律判断产物配平熟练应用氧化还原规律判断产物配平非氧化还原反应：非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物结合物质性质和反应实际判断产物例例5、：（、：（3）已知）已知1 mol CH4在燃料反应在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热器中完全反应生成气态水时吸热160.

18、1 kJ，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水在氧气中完全燃烧生成气态水时放热时放热 802.3 kJ。写出空气反应器中发。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：生反应的热化学方程式： 。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) H=？CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) H=160.1 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol （962.4 kJ/mol） 氯化钠电解槽ClO2食盐水氯化氢合成塔二氧化氯发生器补充Cl2例例6、：、：二氧化氯（二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安

19、全的杀菌、）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。方法。该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生（填化学式），发生器中生成成ClO2的化学方程式为的化学方程式为_。Cl2HClNaClO3+HClClO2+H2 /Cl2(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2

20、+Cl2+2NaCl+2H2ONaClNaClO3例例7、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：废旧锂离子电池正极材料加过量NaOH溶液过滤滤液LiMn2O4、碳粉通入过量CO2过滤沉淀X加稀H2SO4通入空气MnO2、碳粉加一定量Na2CO3过滤Li2CO31234滤液滤液过滤（2）第步反应的离子方程式是）第步反应的

21、离子方程式是 。Li+LiMn2O4+O2Li+MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液例例7、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。（3）

22、“酸浸酸浸”一般在一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应应 的化学方程式的化学方程式_；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2 LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液例例7、：锂离子电池的应用很广，其正

23、极材料可再生利用。某锂离子电池正极材、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。（4）写出）写出“沉钴沉钴”过程中发生反应的化学方程式过程中发生反应的化学方程式_。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2（） 全省全省38.3%考生这样作答：考生这样作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）CO2(g)过滤反应I反应II反应III反应IVFeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)H2(g)稀硫酸过滤KClK2SO4(s)N

24、H4Cl溶液(NH4)2S2O8溶液FeCO3(s)空气中煅烧Fe2O3(s)例例8、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：程如下：2KCl+(NH4)2SO4=K2SO4+NH4Cl(NH4)2SO4FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O 核心反应核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写关注箭头的指向（聚焦局部）关注箭头的指向（聚焦局部）前后追溯物质（放大局部）前后追溯物

25、质（放大局部）氧化还原规律氧化还原规律反应实际（物质性质、试剂用量）反应实际（物质性质、试剂用量）全面考虑全面考虑原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应增大固体样品与液体（或气体）的接触增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。面积，加快反应速率。原料的预处理原料的预处理浸出：浸出：研磨：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶

26、物通过过滤除去。物通过过滤除去。灼烧灼烧：搅拌：搅拌： 使反应物充分接触，增大反应（或溶解）使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。速率。（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）原料初步转化）杂质高温下氧化、分解杂质高温下氧化、分解温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）平衡的移动（提高转化率）平衡的移动（提高转化率）温度、温度、pH、保护气、保护气pH：物质的沉淀与溶解物质的沉淀与溶解弱离子的水解弱离子的水解反应条件的控制反应条件的控制保护气：保护气：隔绝空气

27、（主要是隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解弱离子的水解CO2(g)过滤反应I反应II反应III反应IVFeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)H2(g)稀硫酸过滤KClK2SO4(s)NH4Cl溶液(NH4)2S2O8溶液FeCO3(s)空气中煅烧Fe2O3(s)例例9、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：程如下：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O （3）

28、反应）反应需控制反应温度低于需控制反应温度低于35 ，其目的是，其目的是_。防止防止NH4HCO3分解（或减少分解（或减少Fe2+的水解）的水解）反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）例例10、：钡盐行业生产中排出大量的钡泥、：钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等等。某主要生产。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：，其部分工艺流程如下：（2）酸溶时通常控制反应温度不超

29、过）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ，且不使用浓硝酸，且不使用浓硝酸，原因是原因是_、_。防止反应速率过快防止反应速率过快浓浓HNO3易挥发、分解易挥发、分解 反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）平衡弱离子的水解（平衡）平衡的移动（提高转化率）的移动（提高转化率）例例11、：以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸、：以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题：图所示。回答下列问题：（3）“冷却结晶冷

30、却结晶”过程中，析出过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为晶体的合适温度为_。35（3340均可得分）均可得分）2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl+Na2SO4产品的分离提纯产品的分离提纯过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤、结晶、蒸馏、萃取分液趁热过滤趁热过滤考虑溶解度考虑溶解度沉淀的洗涤沉淀的洗涤水（冰水、热水）、水（冰水、热水）、 有机物（乙醇、乙醚）有机物（乙醇、乙醚） （主要考虑溶解度）（主要考虑溶解度）降低因溶质的溶解而引起的损耗；降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。止溶质与水反应生成结晶水

31、合物。沉淀的洗涤方法沉淀的洗涤方法 加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体， 滤净，重复滤净，重复23次。次。检验沉淀是否洗净的方法检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分分析清楚溶液中的成分蒸发结晶蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶重结晶重结晶结晶：结晶：原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应成本意识：成本意识：效率意识：效率意识：环保意识：环保意识：浸出率、转化率、利用率、原料价格、

32、能耗的控制、浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗的控制、 原料、原料、 能量的循环利用能量的循环利用生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择生产实际：生产实际：三个意识三个意识绿色化学：无污染、无腐蚀、绿色化学：无污染、无腐蚀、 “三废三废”(废气、废废气、废渣、废水渣、废水)的处理。的处理。（必修（必修2课本课本P106）“卤块卤块”的主要成分是的主要成分是MgCl2，此外还含，此外还含Fe3+、Fe2+和和Mn2+等离子。若以它等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化

33、镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表和表2提供的资料，填写空白。提供的资料，填写空白。卤块加水溶液加X加Y，过滤pH=9.8沉淀物滤液加Z加水煮沸气体灼烧轻质氧化镁123456溶液沉淀物沉淀物表表1 生成氢氧化物沉淀的生成氢氧化物沉淀的pH表表2 原料价格表原料价格表物质物质开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全物质物质价格（元价格（元吨吨-1 ）Fe(OH)32.73.7漂液（含漂液（含25.2%NaClO） 450Fe(OH)27.6 9.6双氧水（含双氧水（含30%H2O2）2 400Mn(OH)28.39.8烧碱（含烧碱（含98%NaOH

34、）2 100Mg(OH)29.611.1纯碱（含纯碱（含99.5%Na2CO3） 600Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成，生成Fe(OH)3沉淀除去。沉淀除去。？Mg2+Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+Fe3+Mn2+Mg2+Fe(OH)3、Mn(OH)2漂液漂液烧碱烧碱纯碱纯碱滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤

35、调pH过滤滤渣滤液过滤滤液例例1、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材、：锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。可用盐酸代替可用盐酸代替H2SO4和和H2O2的混合液，但缺点是的混合液，但缺点是_。有氯气生成有氯气生成，污染较大，污染较大污染：污染：废渣、废渣、 废液（酸、碱、重金属盐）、废液（酸、碱、重金属盐）、 废气（废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）、硫和氮的氧化物）很多学生答不出很多学生答不出循环利用：循环利用：箭头指回为循环箭头指回为循环（实

36、质就是降低成本）（实质就是降低成本）氯化钠电解槽ClO2食盐水氯化氢合成塔二氧化氯发生器补充Cl2NaClCl2（福建卷（福建卷24）CO2Na2CO3NH3合成氨厂NH3沉淀池食盐水母液循环II煅烧炉（提取副产品）NaClCO2（上海卷（上海卷26A）例例12、：、：从废钒催化剂（主要成分从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收等）中回收V2O5的一种生产工的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：艺流程示意图如下，请回答下列问题： 废钒催化剂水11%硫酸K2SO3水浸 酸浸还原废渣 H+、VO2+、K+、 SO42- 等有机萃取剂萃取H+、K+、SO4

37、2-等12有机溶液有机萃取剂酸性水溶液含VO2+、SO42-等X试剂3反萃取KClO34氧化沉淀废液焙烧成品V2O5废气氨气等6氨水5沉钒（1）步骤中废渣的主要成分是）步骤中废渣的主要成分是_，中，中X试剂为试剂为_。（2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是液体分层后，接下来的操作是_。（3）、的变化过程可简化为（下式）、的变化过程可简化为（下式R表示表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。表示有机萃取剂）。来源来源R2(SO4)n (水层水层)+ 2n

38、HA（有机层）（有机层） 2RAn（有机层）（有机层） + nH2SO4 (水层水层)为提高中萃取百分率，应采取的措施是为提高中萃取百分率，应采取的措施是_。 （4）请完成中的反应离子方程式：）请完成中的反应离子方程式： （5）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率钒沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3 结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳p

39、H值为值为_。（6）该工艺流程中，可以循环利用的物质有）该工艺流程中，可以循环利用的物质有_。ClO3-+VO2+H+VO3+=+ 废钒催化剂水11%硫酸K2SO3水浸 酸浸还原废渣 H+、VO2+、K+、 SO42- 等有机萃取剂萃取H+、K+、SO42-等12有机溶液有机萃取剂酸性水溶液含VO2+、SO42-等X试剂3反萃取KClO34氧化沉淀废液焙烧成品V2O5废气氨气等6氨水5沉钒 废钒催化剂水11%硫酸K2SO3水浸 酸浸还原废渣 H+、VO2+、K+、 SO42- 等有机萃取剂萃取H+、K+、SO42-等12有机溶液有机萃取剂酸性水溶液含VO2+、SO42-等X试剂3反萃取KClO

40、34氧化沉淀废液焙烧成品V2O5废气氨气等6氨水5沉钒原材料原材料原材料的预处理原材料的预处理化学反应化学反应分离提纯分离提纯化学工艺流程的主线化学工艺流程的主线:例例12、：、： 从废钒催化剂（主要成分从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收等）中回收V2O5的一种生产工艺流的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：程示意图如下，请回答下列问题： 废钒催化剂水11%硫酸K2SO3水浸 酸浸还原废渣 H+、VO2+、K+、 SO42- 等有机萃取剂萃取H+、K+、SO42-等12有机溶液有机萃取剂酸性水溶液含VO2+、SO42-等X试剂3反萃取KClO34

41、氧化沉淀废液焙烧成品V2O5废气氨气等6氨水5沉钒（1）步骤中废渣的主要成分是）步骤中废渣的主要成分是_，中，中X试剂为试剂为_。（2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是液体分层后，接下来的操作是_。工艺目的工艺目的SiO2H2SO4打开分液漏斗上口塞子（或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔）；打开分液漏斗上口塞子（或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔）；先打开活塞放出下层液体，后将上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中先打开活塞放出下层液

42、体，后将上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中（3）、的变化过程可简化为（下式）、的变化过程可简化为（下式R表示表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。表示有机萃取剂）。来源来源R2(SO4)n (水层水层)+ 2nHA（有机层）（有机层） 2RAn（有机层）（有机层） + nH2SO4 (水层水层)为提高中萃取百分率，应采取的措施是为提高中萃取百分率，应采取的措施是_。 （4）请完成中的反应离子方程式：）请完成中的反应离子方程式： （5）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：之间关系如下表：pH1.31.41.5 1.61.71.8

43、1.92.02.1钒沉淀率钒沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3 结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH值为值为_。（6）该工艺流程中，可以循环利用的物质有）该工艺流程中，可以循环利用的物质有_。ClO3-+VO2+H+VO3+=+ 废钒催化剂水11%硫酸K2SO3水浸 酸浸还原废渣 H+、VO2+、K+、 SO42- 等有机萃取剂萃取H+、K+、SO42-等12有机溶液有机萃取剂酸性水溶液含VO2+、SO42-等X试剂3反萃取KClO34氧化沉淀废液焙烧成品V2O5废气氨气等6氨水5沉钒加入碱中和硫酸使平衡正移加入碱中和硫酸使平衡正移 或或多次连续萃取多次连续萃取166613Cl-H2O1.7-1.8氨气、有机萃取剂氨气、有机萃取剂总结总结: