生产中反应条件的控制 2
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铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
三、氧化还原反应下的 pH值调节 先还原后调节 pH
例5.（2018年齐鲁名校联考）利用钛白粉厂的废酸（主 要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO 2+、Al3+）制备过二硫酸铵
[(NH4)2S2O8]，同时回收TiO(OH)2的简要流程如下：
已知：ii ．部分离子完全生成氢氧化物沉淀的 pH：
已知：①钨酸(H2WO4)酸性很弱，难溶于水，其钠盐易溶于水。 ②SiO32-和WO42-完全沉淀的pH分别为8、5。
问题：滤渣Ⅱ 是_H_2_S__iO_(3填化学式），滤液Ⅱ调节pH应选择
的试剂为____C_____。
A．WO3 B．氨水 C．稀盐酸
D．NaHCO3
四、 pH 调节的 方向
例7.(2015年四川高考)某研究小组通过如下简化流程,将工 业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的 化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要 反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑 其他反应。
Na2CrO4+
问题：用离子方程式表示步骤④中对滤液2进行pH调 节的目的？
三、氧化还原反应下的 pH值调节 先氧化后调节 pH
例3.（2019年全国三卷）高纯硫酸锰在工业上可由天然 二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al 、Mg、Zn、Ni、
Si等元素）制备，工艺如下图所示。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L?1]形成氢氧化物沉淀的
三、氧化还原反应下的 pH值调节 先调节pH后氧化 例4.（2013年全国二卷）氧化锌为白色粉末，可用于 湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌 [含有 Fe(Ⅱ)， Mn( Ⅱ)，Ni( Ⅱ )等杂质 ] 的流程如下：
已知：在本实验条件下， Ni(Ⅱ)不能被氧化，高锰酸钾 的还原产物是 MnO 2。 问题：步骤②中，加高锰酸钾溶液前，若 pH较低，对 除杂的影响是
第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通 入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、 硅杂质被除尽。通入空气引起溶液 pH 降低的原因是 ___________________
五、pH调节的思考模型
pH 调节
从平衡移动 角度考虑
从分离提纯 角度考虑
是否存在受到溶液酸碱性 影响的平衡体系？ 达到什么目的：促进？抑制？
使沉淀溶解，转变成离子。 3、“除铁”步骤中，加双氧水的目的是 _____
加纯碱的目的是 ____________ 。 将Fe2+氧化成Fe3+，调pH>3.7 ，使Fe3+沉淀完全。 4、“除铁”后，又用盐酸调 pH的作用是_________ 。
抑制钴离子水解。
14
次为：① ；② ；③过滤；④
；⑤过
滤、洗涤、干燥；⑥ 900℃煅烧。
①向滤液中加入适量 30% H 2O2，使其充分反应； ②滴加1.0 mol·L-1NaOH ，调节溶液 pH 到3.2～5.9之间， 使Fe 3+沉淀完全； ③过滤
④向滤液中滴加 1. 0 mol·L-1NaOH ，调节溶液 pH 到 12 8. 9～11，使Zn 2+沉淀完全。
课程名称：化学工艺流程中的条件控制 - -pH值的调节
版本：人教版
单位：广东信宜中学 主讲老师：谢海波
一.化学工艺流程题是近年来高考的必考题型。 而工业生产是需要控制在一定条件下进行的。 请同学思考一般要控制哪些条件？
温度、压强、催化剂、溶剂、投料比 加料方式、 pH值……
二 .非氧化还原反应的 pH值调节 1.请举例说明同种元素在不同 pH值下的不同形态。
金属离子
TiO2+
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的 pH
1.2
1.9
7.0
3.2
沉淀完全的 pH
2.8
3.1
9.4
4.7
问题：为保证产物 TiO(OH) 2的纯度，加入试剂 A要 适量。试剂 A为____铁__粉___
四、pH调节的方向
例6.（2018年山东潍坊二模改）由黑钨矿(主要成分
为FeWO4、MnWO-4，少量SiO2)制取碳酸锰和金属 钨的流程如下：
②在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是
_______________
将B(OH) ?4转化为 H3BO3，促进析出
例2. （2017年全国三卷改）重铬酸钾一般由铬铁矿制 备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等 杂质。制备流程如图所示：
已知：步骤①主要反应为
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Fe2O3+CO2↑+ NaNO2
沉淀？溶解？
部分？全部？
11
演练1：ZnO 的制备
Fe3+
Fe2+
Zn2+
开始沉淀的pH 1. 1 5. 8 5. 9
沉淀完全的pH 3. 2 8. 8 8. 9
已知：pH>11 时Zn(OH) 2 能溶于NaOH溶液。 实验中可选用的试剂：
30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。 由含Fe2+、Fe3+、Zn2+的溶液制备 ZnO 的实验步骤依
常温下，草酸的分布系数图
二Байду номын сангаас.非氧化还原反应的 pH值调节
例1.（2019年全国一卷改）一种以硼镁矿（含 Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al 2O3）为原料 生产硼酸（H3BO3）及轻质氧化镁的工艺流程如下：
已知：H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O
H++B(OH)?4，
问题：①在“过滤1”后滤液呈__碱___性。
演练2：钴制氯化钴工艺流程
用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备氯化钴的工艺流程如下：金 属钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。
13
1、“除镍”步骤中，加氨水调 pH的意图是_。 使Co、Fe完全沉淀， Ni转变成[Ni(NH 3)6]2+与沉淀分离。 2、“酸溶”步骤中，加盐酸调 pH的目的是___
pH范围如下：
金属离子 Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg 2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
的 pH
沉淀完全 10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
的 pH
问题：“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将
___将__F_e__2+_氧__化__为__F__e_3_+_________，“调pH”除铁和铝， 溶液的pH范围应调节为__4_._7___~6之间
三、氧化还原反应下的 pH值调节 先还原后调节 pH
例5.（2018年齐鲁名校联考）利用钛白粉厂的废酸（主 要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO 2+、Al3+）制备过二硫酸铵
[(NH4)2S2O8]，同时回收TiO(OH)2的简要流程如下：
已知：ii ．部分离子完全生成氢氧化物沉淀的 pH：
已知：①钨酸(H2WO4)酸性很弱，难溶于水，其钠盐易溶于水。 ②SiO32-和WO42-完全沉淀的pH分别为8、5。
问题：滤渣Ⅱ 是_H_2_S__iO_(3填化学式），滤液Ⅱ调节pH应选择
的试剂为____C_____。
A．WO3 B．氨水 C．稀盐酸
D．NaHCO3
四、 pH 调节的 方向
例7.(2015年四川高考)某研究小组通过如下简化流程,将工 业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的 化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要 反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑 其他反应。
Na2CrO4+
问题：用离子方程式表示步骤④中对滤液2进行pH调 节的目的？
三、氧化还原反应下的 pH值调节 先氧化后调节 pH
例3.（2019年全国三卷）高纯硫酸锰在工业上可由天然 二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al 、Mg、Zn、Ni、
Si等元素）制备，工艺如下图所示。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L?1]形成氢氧化物沉淀的
三、氧化还原反应下的 pH值调节 先调节pH后氧化 例4.（2013年全国二卷）氧化锌为白色粉末，可用于 湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌 [含有 Fe(Ⅱ)， Mn( Ⅱ)，Ni( Ⅱ )等杂质 ] 的流程如下：
已知：在本实验条件下， Ni(Ⅱ)不能被氧化，高锰酸钾 的还原产物是 MnO 2。 问题：步骤②中，加高锰酸钾溶液前，若 pH较低，对 除杂的影响是
第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通 入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、 硅杂质被除尽。通入空气引起溶液 pH 降低的原因是 ___________________
五、pH调节的思考模型
pH 调节
从平衡移动 角度考虑
从分离提纯 角度考虑
是否存在受到溶液酸碱性 影响的平衡体系？ 达到什么目的：促进？抑制？
使沉淀溶解，转变成离子。 3、“除铁”步骤中，加双氧水的目的是 _____
加纯碱的目的是 ____________ 。 将Fe2+氧化成Fe3+，调pH>3.7 ，使Fe3+沉淀完全。 4、“除铁”后，又用盐酸调 pH的作用是_________ 。
抑制钴离子水解。
14
次为：① ；② ；③过滤；④
；⑤过
滤、洗涤、干燥；⑥ 900℃煅烧。
①向滤液中加入适量 30% H 2O2，使其充分反应； ②滴加1.0 mol·L-1NaOH ，调节溶液 pH 到3.2～5.9之间， 使Fe 3+沉淀完全； ③过滤
④向滤液中滴加 1. 0 mol·L-1NaOH ，调节溶液 pH 到 12 8. 9～11，使Zn 2+沉淀完全。
课程名称：化学工艺流程中的条件控制 - -pH值的调节
版本：人教版
单位：广东信宜中学 主讲老师：谢海波
一.化学工艺流程题是近年来高考的必考题型。 而工业生产是需要控制在一定条件下进行的。 请同学思考一般要控制哪些条件？
温度、压强、催化剂、溶剂、投料比 加料方式、 pH值……
二 .非氧化还原反应的 pH值调节 1.请举例说明同种元素在不同 pH值下的不同形态。
金属离子
TiO2+
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的 pH
1.2
1.9
7.0
3.2
沉淀完全的 pH
2.8
3.1
9.4
4.7
问题：为保证产物 TiO(OH) 2的纯度，加入试剂 A要 适量。试剂 A为____铁__粉___
四、pH调节的方向
例6.（2018年山东潍坊二模改）由黑钨矿(主要成分
为FeWO4、MnWO-4，少量SiO2)制取碳酸锰和金属 钨的流程如下：
②在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是
_______________
将B(OH) ?4转化为 H3BO3，促进析出
例2. （2017年全国三卷改）重铬酸钾一般由铬铁矿制 备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等 杂质。制备流程如图所示：
已知：步骤①主要反应为
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Fe2O3+CO2↑+ NaNO2
沉淀？溶解？
部分？全部？
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演练1：ZnO 的制备
Fe3+
Fe2+
Zn2+
开始沉淀的pH 1. 1 5. 8 5. 9
沉淀完全的pH 3. 2 8. 8 8. 9
已知：pH>11 时Zn(OH) 2 能溶于NaOH溶液。 实验中可选用的试剂：
30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。 由含Fe2+、Fe3+、Zn2+的溶液制备 ZnO 的实验步骤依
常温下，草酸的分布系数图
二Байду номын сангаас.非氧化还原反应的 pH值调节
例1.（2019年全国一卷改）一种以硼镁矿（含 Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al 2O3）为原料 生产硼酸（H3BO3）及轻质氧化镁的工艺流程如下：
已知：H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O
H++B(OH)?4，
问题：①在“过滤1”后滤液呈__碱___性。
演练2：钴制氯化钴工艺流程
用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备氯化钴的工艺流程如下：金 属钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。
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1、“除镍”步骤中，加氨水调 pH的意图是_。 使Co、Fe完全沉淀， Ni转变成[Ni(NH 3)6]2+与沉淀分离。 2、“酸溶”步骤中，加盐酸调 pH的目的是___
pH范围如下：
金属离子 Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg 2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
的 pH
沉淀完全 10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
的 pH
问题：“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将
___将__F_e__2+_氧__化__为__F__e_3_+_________，“调pH”除铁和铝， 溶液的pH范围应调节为__4_._7___~6之间