高三化学高考备考工艺流程ppt课件.ppt
化工流程题复习建议高三化学备考研讨会高三化学备考研讨会2(2011广东32）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：（注：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为：和 ，（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ；固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 HCl、AlCl3NaCl2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 高温4Al+3SiO2 3Si+2Al2O3 高温高温一、近三年高考题比较3（注：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华）（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4 和Al2Cl7形式存在，写出主要电极反应式为：阳极：阴极：（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是：铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止氧气深入到内部，起到防腐保护作用Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O H+OH-=H2OAl-3e-+7AlCl4=4Al2Cl7；4Al2Cl7+3e-=7AlCl4+Al 阳极2012广东广东32.（17分）难溶性杂卤石（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+2K+Mg2+4SO42-+2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有 氢氧化镁 和 氢氧化钙 以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：加入Ca(OH)2溶液后，形成氢氧化镁和氢氧化钙沉淀，使生成物离子浓度变小，平衡正向移动。（3）“除杂”环节中，先加入 碳酸钾 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入硫酸 溶液调滤液pH至中性。（4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14，由图可得，随着温度升高，钾离子的浸出浓度随温度的升高而增大；达到平衡的时间变短 有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO42-已知298K时，Ksp(CaCO3)=2.8010-9，Ksp(CaSO4)=4.9010-5。求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。K=Ksp(CaSO4)/Ksp(CaCO3)=4.9010-5/2.8010-9=1.75x104。答该温度下反应的平衡常数为1.75 x1042013广东广东32.银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：（注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80）（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 。Ag+e=Ag 2NO+O2=2NO2（2）固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为 。未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3，根据Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80可知B为Al(OH)3和CuO.Al(OH)3+OH=AlO+2H2O(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：CuO+Al2O3 CuAlO2 +根据化合价来配平：反应前Cu为+2价，反应后为+1,化合价降低，Al没有变化，所以另外的升高，只能是生成氧气。4CuO+2Al2O3 4CuAlO2 +O2 （4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2，至少需要1.0molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。由铜元素守恒得（5000 x63.5%）mol/64=50.0mol。则CuAlO2为50.0mol，由Al元素守恒，得Al2(SO4)3为25.0mol，所以需要体积为25.0L(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。蒸发浓缩、冷却结晶2011粗铝2012钾镁钙硫酸盐矿石2013铜银合金铝热反应、铝与二氧化硅反应滤渣成份判断，氢氧化镁、氢氧化钙精炼银阴极反应，银与硝酸反应，NO与O2反应据熔点和升华信息判断成份平衡原理解释沉淀溶解平衡中钾离子的浸出滤渣判断，常见反应硫酸铜、硫酸铝和氢氧化钠溶液，写过量氢氧化钠时的反应氯气与氢氧化钠离子方程式除杂质钙离子，据产物选酸调PH氧化还原反应配平CuAlO2 中化合价判断电镀原理，据信息写电极反应读图找规律。时间-浸出率-温度图像合金转化过程中原子守恒计算铝表面致密氧化膜防腐原因沉淀转化平衡常数计算结晶水合物的结晶方法1、题干简洁流程清楚、试剂明确2、信息简洁熔沸点、KSP数据明确3、反应基本常见单质、酸、碱4、操作基本结晶、过滤5、图像典型定一议二6、平衡典型平衡原理规范解释7、配平典型化合价判断8、计算典型原子守恒9、应用典型电镀、精炼二、化工流程题特点三、化工流程题基本模型的理解三、化工流程题基本模型的理解原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化产品分离提纯产品分离提纯反应条件反应条件控制控制原料循环利用原料循环利用排放物的无排放物的无害化处理害化处理常规模型，现在已经变化，更为简洁，其中问题仍值借鉴加快反应速率 搅拌：使反应物充分接触；固体的研磨；溶液增大浓度；气体增大压强；溶解 水浸：与水接触反应或溶解 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)灼烧、焙烧、煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，使一些杂质高温下氧化、分 解,使有机物灼烧分解 除金属表面油污：Na2CO3溶液。*基本理论基本理论:复分解原理制备相对难溶物质、氧化还原反应复分解原理制备相对难溶物质、氧化还原反应反应原理反应原理:化学平衡、水解（双水解）平衡，沉淀溶解化学平衡、水解（双水解）平衡，沉淀溶解 平衡、电离平衡、电化学平衡、电离平衡、电化学计算计算提取信息点提取信息点*调调pH值除杂值除杂 氧化氧化Fe2+成成Fe3+，再调节，再调节pH值，使值，使Fe3+沉淀再过滤除去。沉淀再过滤除去。试剂反反应除除杂 可溶性的离子，加入酸、碱后可溶性的离子，加入酸、碱后变成成或或除去，或利用除去，或利用沉淀的沉淀的转化化萃取萃取*洗涤：用(冰水、热水、饱和A溶液、无水乙醇)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。蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 适用于溶解度随温度变化大的(KNO3)和带结晶水的 (CuSO45H2O)蒸发结晶、趁热过滤 适用于溶解度随温度变化小的(NaCl)重结晶（重复冷却结晶）*温度的影响归纳：温度的影响归纳：趁热过滤（或冰水洗涤）的目的：防止某物质降温时会析出（或升温时会溶解）而带入新的杂质冰水中反应或降温反应的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使平衡向着题目要求的方向移动反应中采取加热措施的作用：一般是为了加快反应速率或加速某固体的溶解温度控制 加热 加快反应速率或 促进平衡向某个方向移动 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温 防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动温温度度控控制制在在具具体体的的温温度度范范围围内内（可可用用水水浴浴或或油油浴浴来来控制）：一般有以下几个目的：控制）：一般有以下几个目的：A、防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可、防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可 能是为了使某物质达到沸点挥发出来能是为了使某物质达到沸点挥发出来B、使催化剂的活性达到最好、使催化剂的活性达到最好C、防止副反应的发生、防止副反应的发生D、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。*注重答案的文字叙述规范注重答案的文字叙述规范(1)(1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作自然流下后，重复以上操作2 23 3次。次。(2)(2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩从溶液中得到晶体：蒸发浓缩冷却结晶冷却结晶过滤过滤洗涤洗涤干燥。干燥。(3)(3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除是为了除去去XXXX杂质杂质”，只写，只写“除杂除杂”等一类万金油式的回答是等一类万金油式的回答是不给分的。不给分的。(4)(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。配平。（5 5）平衡原理解释问题的基本格式平衡原理解释问题的基本格式（6 6）看图总结规律的基本表达方式看图总结规律的基本表达方式
