1.提升應用物質的轉化及條件控制、分離提純操作等相關知識解決實際問題的能力。2.樹立“綠色化學”的觀念，形成資源綜合利用、物能充分利用的意識。
1.?？紵o機化工流程的呈現形式
2.讀圖要領(1)箭頭：進入的是投料(反應物)，出去的是含產品中元素的物質(流程方向)、副產物或雜質(支線方向)。(2)三線：出線和進線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質循環(huán)。
3.流程圖中主要環(huán)節(jié)的分析(1)原料的預處理①溶解：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸等。
②灼燒、焙燒、煅燒：改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解。③審題時要“瞻前顧后”，注意物質性質及反應原理的前后聯系。(2)核心反應——陌生方程式的書寫①氧化還原反應：熟練應用氧化還原反應規(guī)律判斷產物，并根據化合價升降相等配平。②非氧化還原反應：結合物質性質和反應實際判斷產物。
(3)常用的分離方法①過濾：分離難溶物和易溶物，根據特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。②萃取和分液：利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。③蒸發(fā)結晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如從溶液中提取NaCl。④冷卻結晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。⑤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。⑥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NH3。
1.向鉻鐵礦(FeCr2O4)中通入O2進行焙燒，焙燒時氣體與礦料逆流而行，目的是______________________________________。2.將催化劑負載在玻璃棉上而不直接平鋪在玻璃管中，目的是______________________________________________。3.[2020·北京，18(1)①]酸、過量鐵屑對軟錳礦(MnO2)進行溶出前需研磨。目的是____________________________________。
一、調控化學反應速率提高效率
增大反應物接觸面積，提高化學反應速率
高催化效果，加快反應速率
增大反應物接觸面積，加快溶出速率
4.向金屬Bi中加入稀HNO3酸浸，過程中分次加入稀HNO3可降低反應劇烈程度，其原理是________________________________________________________________。
減少稀HNO3的用量，降低反應劇烈程度，使HNO3充分反應防止揮發(fā)
強調分次加入對反應的影響：①控制用量，防止過量發(fā)生副反應；②降低反應劇烈程度；③防止放熱反應溫度過高，造成副反應的發(fā)生，以及物質的揮發(fā)、分解。
5.[2021·河北，14(4)②]向含NH4Cl的濾液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離，根據NaCl和NH4Cl溶解度曲線，需采用的操作__________、_______、洗滌、干燥。
二、結晶與分離提純操作應用
由曲線NH4Cl的溶解度隨升溫而增大，NaCl的溶解度隨升溫變化不明顯，使NH4Cl沉淀充分析出，采用冷卻結晶析出NH4Cl→過濾→洗滌→干燥。
6.[2019·全國卷Ⅰ，27(4)]由硫酸鐵與硫酸銨的混合溶液，通過__________________________________操作，經干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。7.[2019·全國卷Ⅲ，27(5)改編]過濾得到乙酰水楊酸結晶粗品，該固體經純化得白色的乙酰水楊酸晶體，采用的“純化”方法為_________。
8.[2021·湖南，15(1)]以碳酸氫銨和氯化鈉為原料制備碳酸鈉，并測定產品中少量碳酸氫鈉的含量，過程如下：
已知：(i)當溫度超過35 ℃時，NH4HCO3開始分解。
(ii)相關鹽在不同溫度下的溶解度表(g/100 g H2O)
晶體A的化學式為___________，晶體A能夠析出的原因是__________________________________________________。
在30～35 ℃時NaHCO3
的溶解度最小(答案合理即可)
三、沉淀金屬離子和除雜條件分析
9.[2021·全國乙卷，26(2)]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，有關金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表。
“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是______________________。
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
10.[2020·北京，18(2)]由硫酸浸出的Mn2＋溶出液(含Mn2＋、Fe2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋等)經純化得Mn2＋純化液。已知：MnO2的氧化性與溶液pH有關。金屬離子沉淀的pH如下表：
純化時先加入MnO2，后加入NH3·H2O，調溶液pH≈5，說明試劑加入順序及調節(jié)pH的原因：___________________________________________________________________________________________________。
先加MnO2，可利用溶液的酸性將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，再加NH3·H2O調溶液pH≈5，將Fe3＋和Al3＋沉淀除去
四、溫度控制分析11.TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結果如下表所示：
分析40 ℃時，TiO2·xH2O轉化率最高的原因：_________________________________________________________________________________________________________________。
低于40 ℃ TiO2·xH2O轉化反應速率隨溫度的升高而增加；超過40 ℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉化率下降
12.[2021·福建，11(1)(2)(5)]四鉬酸銨是鉬深加工的重要中間產品，具有廣泛的用途。一種以鉬精礦(主要含MS2，還有Cu、Fe的化合物及SiO2等)為原料制備四鉬酸銨的工藝流程如圖所示。
回答下列問題：(1)“焙燒”產生的氣體用________吸收后可制取氮肥。
“焙燒”產生的氣體為SO2，用氨水吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”時，MO3轉化為　 　 。提高單位時間內鉬浸出率的措施有________________________________________________________(任寫兩種)。溫度對90 min內鉬浸出率的影響如圖所示。當浸出溫度超過80 ℃后，鉬的浸出率反而降低，主要原因是溫度升高使水大量蒸發(fā)，導致_____________________________。
溫、攪拌、增加Na2CO3用量、增大Na2CO3濃度等
Na2MO4晶體析出，混入浸渣
(5)“沉淀”時，加入NH4NO3的目的是______________________________________。
13.[2022·湖南，17(3)(4)]以鈦渣(主要成分為TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物雜質)為原料，制備金屬鈦的工藝流程如右：
已知“降溫收塵”后，粗TiCl4中含有的幾種物質的沸點：
回答下列問題：(3)“除釩”過程中的化學方程式為________________________________；“除硅、鋁”過程中，分離TiCl4中含Si、Al雜質的方法是________。
3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3
“降溫收塵”后釩元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根據得失電子守恒和元素守恒配平化學方程式為3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3；AlCl3、SiCl4與TiCl4沸點差異較大，“除硅、鋁”過程中可采用蒸餾的方法分離AlCl3、SiCl4。
(4)“除釩”和“除硅、鋁”的順序_________(填“能”或“不能”)交換，理由是___________________________________________________________________________。
若先“除硅、鋁”再“除釩”，“除釩”時需要加入Al，又引入Al雜質
1.利用某鈷礦石(主要成分為C2O3)制取C(OH)2粗品及其他工業(yè)產品的工藝流程如圖1所示。
已知：浸出液中含有的陽離子主要有H＋、Cu2＋、C2＋、Fe2＋、Mg2＋。回答下列問題：(1)鈷礦石浸出時加入Na2SO3的目的為_____________________。
(2)溶液中l(wèi)g c(X)(X表示Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、C2＋、Mg2＋、Ca2＋)與pH的變化關系如圖2所示(離子濃度小于10－5 ml·L－1時可認為已除盡)，在萃取余液中通入空氣的目的是_____________________________________，用熟石灰調pH至3.2，過濾1所得濾渣的主要成分為__________，萃取和反萃取的目的是___________。
氧化浸出液中的Fe2＋，便于調pH除去
(3)用氧化鎂調濾液1的pH為9.1時，得到的氫氧化鈷粗品中含有的主要雜質為_________________，多次洗滌可提高粗產品中鈷含量?！斑^濾2”后所得濾液直接排放會造成水體污染，須進行處理，用熟石灰調節(jié)pH使c(Mg2＋)≤10－5 ml·L－1，則Ksp[Mg(OH)2]＝_________。
CaSO4、MgSO4
2.錳常用于制造合金錳鋼。某化工廠以軟錳礦(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量雜質)為主要原料制取金屬錳的工藝流程如圖1所示。
(1)“浸錳”步驟中往往有副產物MnS2O6生成，溫度對“浸錳”反應的影響如圖2所示。為減少MnS2O6的生成，“浸錳”的適宜溫度是________，“濾渣Ⅰ”的成分是_______________(填化學式)。該步驟中可以再加入MnSO4以促進“濾渣Ⅰ”析出，結合平衡移動原理分析其原因：_____________________________________________________________________________。
(2)“濾液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反應后再調pH，寫出加入MnO2時發(fā)生反應的離子方程式：___________________________________________。(3)“濾液Ⅱ”中加入MnF2的目的是除去溶液中的Ca2＋，已知25 ℃時，Ksp(CaF2)＝3.2×10－11，則常溫下CaF2在純水中的溶解度為___________g。
MnO2＋2Fe2＋＋
4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
常溫下CaF2溶解在純水中，則溶液中2c(Ca2＋)＝c(F－)，由Ksp(CaF2)＝c(Ca2＋)·c2(F－)可知，Ksp(CaF2)＝4c3(Ca2＋)＝3.2×10－11，解得c(Ca2＋)＝2×10－4 ml·L－1，則飽和CaF2溶液中c(CaF2)＝c(Ca2＋)＝2×10－4 ml·L－1，則常溫下CaF2在純水中的溶解度為1.56×10－3 g。
3.(2023·全國甲卷，26)BaTiO3是一種壓電材料。以BaSO4為原料，采用右列路線可制備粉狀BaTiO3?；卮鹣铝袉栴}：(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是_________________________。
(2)“焙燒”后固體產物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”時主要反應的離子方程式為______________________。
做還原劑，將BaSO4還原
S2－＋Ca2＋===CaS↓
(3)“酸化”步驟應選用的酸是_____(填標號)。a.稀硫酸 b.濃硫酸c.鹽酸 d.磷酸
由流程和題中信息可知，BaSO4與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；燒渣經水浸取后過濾，濾渣中含碳粉和CaS，濾液中有BaCl2和BaS；濾液經酸化后濃縮結晶得到BaCl2晶體，溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4將鋇離子充
分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2經熱分解得到BaTiO3。浸取后濾液中主要為BaCl2和BaS，為不引入雜質，“酸化”步驟應選用鹽酸。
(4)如果焙燒后的產物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是____________________________________________________________________。(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學方程式為____________________________________________________________________。
CaS也會與鹽酸反應生成有毒氣體和可溶于水的CaCl2，影響產品純度
BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O
===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl
4.[2022·遼寧，16(1)(2)(3)(4)(5)(6)]某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質)與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯合焙燒法制備BiOCl和MnSO4，工藝流程如右：已知：①焙燒時過量的MnO2分解為Mn2O3，FeS2轉變?yōu)镕e2O3；②金屬活動性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相關金屬離子形成氫氧化物的pH范圍如下：
回答下列問題：(1)為提高焙燒效率，可采取的措施為_____。a.進一步粉碎礦石b.鼓入適當過量的空氣c.降低焙燒溫度
聯合焙燒時，進一步粉碎礦石，可以增大礦石與空氣的接觸面積，能夠提高焙燒效率，選項a符合題意；鼓入適當過量的空氣有利于礦石充分反應，選項b符合題意；降低焙燒溫度，反應速率減慢，不利于提高焙燒效率，選項c不符合題意。
(2)Bi2S3在空氣中單獨焙燒生成Bi2O3，反應的化學方程式為____________________________。(3)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②___________________。(4)濾渣的主要成分為_________(填化學式)。
(5)生成氣體A的離子方程式為____________________________________________。(6)加入金屬Bi的目的是___________________。
＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O
將Fe3＋轉化為Fe2＋
由已知信息③知，調pH＝2.6時，Fe3＋會水解生成Fe(OH)3沉淀，但Fe2＋還沒開始沉淀，故要將Fe3＋轉化為Fe2＋，在調pH后獲得含FeCl2的濾液，為了不引入新的雜質，加入Bi作還原劑。
5.以固體廢鋅催化劑(主要成分為ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)為原料制備鋅的工藝流程如圖。已知：①“浸取”時，ZnO、CuO轉化為[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋進入溶液；②25 ℃時，Ksp(CuS )＝6.4×10－36，Ksp(ZnS )＝1.6×10－24；
(1)為提高鋅浸出率，采取的措施是____________________；“浸取”溫度為30 ℃時，鋅浸出率可達90.6%，繼續(xù)升溫浸出率反而下降，其原因為_______________________________________________。(2)“操作a”的名稱為_______。
(3)“深度除錳”是在堿性條件下將殘留的Mn2＋轉化為MnO2，離子方程式為______________________________________________________。
NH3揮發(fā)，使生成的[Zn(NH3)4]2＋減少
Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋
[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓＋4NH3
廢鋅催化劑主要成分為ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2，加入過量NH3-NH4Cl溶液，生成[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋，同時生成Fe(OH)3、Mn(OH)2等，SiO2不溶解，過濾一起除去，再向濾液中加入H2O2溶液，進行深度除錳，反應的離子方程式為Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===
MnO2↓＋2　　 ＋2H2O，再加入(NH4)2S，進行深度除銅，反應的離子方程式為[Cu(NH3)4]2＋＋S2－===CuS↓＋4NH3，過濾，除去MnO2和CuS，向濾液中加入萃取劑，使鋅進入有機萃取劑中，分液后，再向有機萃取劑中加入硫酸進行反萃取，得到硫酸鋅溶液，然后進行電解，得到鋅。
當(NH4)2S加入量≥100%時，鋅的回收率下降的可能原因是[Zn(NH3)4]2＋與S2－結合生成了硫化鋅，離子方程式為[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓ ＋4NH3 ，該反應的平衡常數為K＝
②“深度除銅”時(NH4)2S加入量最好應選_____(填字母)。A.100% B.110% C.120% D.130%
當(NH4)2S加入量為120%時，銅鋅比約為2.0×10－6，達到深度除銅標準，繼續(xù)加大(NH4)2S加入量會導致鋅的回收率下降且不經濟，故選C。

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