公开课化学工艺流程题-2-一、题型分析该题型以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离、提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理、紧扣信息、抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性,能较好地考查学生信息获取能力、问题分析能力、语言表达能力以及计算能力等。-3-2018全国I卷NaOH溶液Li+、Fe3+Fe(OH)3Li+Li2CO32019广州一模Al(OH)32019深二模NiOCuOFeONi2+Cu2+Fe2+Ni2+-6-解题策略:1.化工生产的一般工艺流程-7-2.原料预处理的几种常用方法研磨减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率水浸使可溶性的有用成分从固体原料混合物中转移到溶液中酸浸使金属、金属氧化物或盐转化成可溶于水的物质进入溶液,不溶物通过过滤除去碱浸除去油污,溶解酸性氧化物(如二氧化硅)、铝及其氧化物等醇浸对于非金属矿物,通常用稀的醇溶液浸取,水中加入乙醇是为了降低溶剂的极性,提高非金属单质的溶解程度灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时,灼烧干海带就是为了除去可燃性杂质加热煮沸排除溶液中溶解的气体-8-3.控制反应条件调节pH确保“某离子”完全形成氢氧化物沉淀,防止“另外离子”形成沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:①能与H+(或OH-)反应,使溶液的pH增大(或减小);②不引入新的杂质升温加快反应速率,加速某固体的溶解,促进平衡向吸热方向移动,使某些物质气化/升华/分解,防止堵塞导管等降温防止某物质在高温时分解、挥发、升华、水解或促进平衡向放热方向移动控温温度过高,物质会分解或挥发;温度过低,物质无法挥发或者反应速率慢控制压强改变反应速率,影响化学平衡趁热过滤“趁热”是为了让产品溶解,防止其结晶析出。趁热过滤的目的:一是提高纯度,二是减少结晶损失-9-加入物质加沸石或碎瓷片:防止液体暴沸;加有机溶剂:萃取某些物质,增大或降低某些物质的溶解度冰水/热水/有机溶剂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2019深二模Cr(OH)3Fe(OH)3K2SO4Fe(OH)3次要：H2O2K2Cr2O7蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥正极反应式：H+OH-Cr2O72-+7H2O+6e-===2Cr(OH)3+8OH-水浴加热向漏斗中加入蒸馏水至沉淀完全浸没，使洗涤液自然流下，重复2-3次即可。Ag(NH3)2+氨水溶解AgCl的反应为可逆反应，不能进行到底。43.2-14-考向化工工艺流程中常见操作及条件控制【例1】(2017课标Ⅰ,27,14分)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:SiO2Fe2+TiOCl42-Mg2+Fe2+、Mg2+-15-回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为。(2)“酸浸”后,钛主要以TiOC形式存在,写出相应反应的离子方程式:。l42-FeTiO3+4H++4Cl-Fe2++TiOCl42-+2H2O100℃、2h,90℃、5h-16-(3)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。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为。温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率/%9295979388(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。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4(5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)=1.3×10-221.0×10-5mol·L-1=1.3×10-17mol·L-1,c3(Mg2+)·c2(PO43-)值为0.013×(1.3×10-17)2=1.7×10-40
