无机化工流程题的解题方法.ppt

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1、练习册练习册 P79 无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。要求同学们既要熟应用在生产实际中解决问题的能力。要求同学们既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选，所以这类题成为近年来高考的必考题进行提取、筛选，所以这类题成为近年来高考的必考题型。型。练习册练习册 P79无机化工流程试题常常在哪些地方设问？无机化工流程试题常常在哪些地方设问？

2、反应速率与平衡理论的运用反应速率与平衡理论的运用 氧化还原反应的判断、方程式书写（结合氧化还原反应的判断、方程式书写（结合信息和特定环境）信息和特定环境） 利用控制利用控制pH分离除杂分离除杂 利用溶解度分离利用溶解度分离 常用的分离方法、实验操作常用的分离方法、实验操作 流程中的物质转化和循环流程中的物质转化和循环 绿色化学评价绿色化学评价 1、工业生产流程主线与核心、工业生产流程主线与核心 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规律规律: 主线主产品、分支副产品、回头为循环。主线主

3、产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、 生产生产条件的控制条件的控制（20122012汕头一模汕头一模 3232）（）（1616分）分）铁氧体可用于隐形飞机铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：制备锰锌铁氧体的主要流程如下：废 电 池酸 浸H2SO4H2O2过 滤弃 去 塑 料 、 碳 棒 、 碳 粉氨 水调 pH除 汞 Fe粉MnSO4 成 分煮 沸1hpH=7 10.5水 热锰 锌 铁 氧 体210 2h 后 处 理（

4、MnxZn1 xFe2O4） KMnO4溶 液 吸 收吹 出 Fe粉过 滤 并测 滤 液原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化主反应主反应32.（16分）随着社会的发展，铅的冶炼、加工、废铅分）随着社会的发展，铅的冶炼、加工、废铅蓄电池量急剧增加等引起的铅污染应当得到重视与关注。蓄电池量急剧增加等引起的铅污染应当得到重视与关注。废铅蓄电池回收铅和含铅废水的处理工艺流程如下废铅蓄电池回收铅和含铅废水的处理工艺流程如下: 已知：已知：Ksp(PbSO4)=1.610-5 ； Ksp(PbCO3)=3.310-14预处理含铅渣泥PbO2和PbSO4（）Na2SO3 Na2CO3H2O、还原转化废蓄

5、电池洗涤过滤 母液副产品PbCO3溶解PbSiF6Pb电解H2SiF6强酸性（）原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化2012汕头二模汕头二模主反应主反应解题思路：解题思路：结合问题结合问题，明确整个流程及每一部分的目的，明确整个流程及每一部分的目的 分析每步的反应及产物分析每步的反应及产物（特别是与问题相关）（特别是与问题相关） 结合基础理论与实际问题思考结合基础理论与实际问题思考 注意答题有模式与要点注意答题有模式与要点 2、解答无机化工流程试题的程序、解答无机化工流程试题的程序此类试题的题干通常包括此类试题的题干通常包括文字说明文字说明、工艺（实验）流程工艺（实验）流程以以及及供参考的

6、数据供参考的数据（以表格、图像等呈现）。（以表格、图像等呈现）。每道试题都是由题干和问题构成，题干服务于问题，问题每道试题都是由题干和问题构成，题干服务于问题，问题离不开题干。离不开题干。 首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的目的是什是什么，还提供了哪些么，还提供了哪些信息信息（原料成分？含量？产品成分？（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）；从用途能看出什么性质？）；然后整体浏览一下流程，基本辨别出然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、

7、预处理、反应、提纯、分离等阶段提纯、分离等阶段；接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确；明确；然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时使用参考数据），组织语言回答设问。要时使用参考数据），组织语言回答设问。 基本步骤基本步骤二遍读题，注意关联问题。一般只考虑后面提问有关二遍读题，注意关联问题。一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不必清楚，的步骤，其他不必清楚，“难得糊涂难得糊涂”。读取信息要客观评价、筛选读取信息要客观评价、筛选把问题再放入题中前后比对把问题再放入题中前后比对有的步骤

8、不能读懂，这时主要看这一步的结果，有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果，“跟跟着感觉走着感觉走”、“顺藤摸瓜顺藤摸瓜”，用已学过的知识来，用已学过的知识来“圆圆”这个结果。这个结果。所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。重组、迁移到本题中来。大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本本 等等。等等。最后要看清楚问什么，不要答非所问最后要看清楚问什么，不要答非所问3、工业

9、流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）原料预原料预处理处理主反主反应应分离分离提纯提纯获得获得产品产品3、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）（20112011江门二模）江门二模）某炼铁废渣中含有大量某炼铁废渣中含有大量CuSCuS及少量铁及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产的化合物，工业以该废渣为原料生产CuClCuCl2 22H2H2 2O O的工艺的工艺流程如下：流程如下：废渣废气粉碎焙烧酸浸空气盐酸试剂F过滤滤渣滤液BNaCl调节pH至34CuCl2 2H2O预处理预处理1 1、粉

10、碎的目的：、粉碎的目的： 。2 2、焙烧的目的：、焙烧的目的： 。3 3、酸浸的目的：、酸浸的目的： 。4 4、调节、调节pH=3-4pH=3-4的原因：的原因： 。 已知：已知：Fe(OH)Fe(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Cu(OH)Cu(OH)2 2沉淀完全时的沉淀完全时的pHpH值分别为：值分别为：9.79.7、3.23.2、6.46.4。增大反应物的接触面积，加快反应速率增大反应物的接触面积，加快反应速率使使CuSCuS转化为转化为CuO,FeCuO,Fe2+2+转化为转化为FeFe3+3+使使CuOCuO、FeFe的化合物溶解的化合物溶解使使FeFe3+3+沉淀完

11、全沉淀完全 反应原理反应原理: :化学平衡、水解原理化学平衡、水解原理、电化学、电化学 计计算算 提取信息点提取信息点 基本理论基本理论: :离子反应、氧化还原反应离子反应、氧化还原反应（2）、主反应的常见考点）、主反应的常见考点（ 0909江苏）江苏）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：高。其主要流程如下：反应反应反应反应空气中煅烧FeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)FeCO3(s)稀H2SO4KCl过滤NH4Cl

12、溶液K2SO4(s)(NH4)2S2O8溶液H2(g)Fe2O3(s)CO2(g)（4 4）反应）反应常被用于电解生产常被用于电解生产( (过二硫酸铵过二硫酸铵) )。电解时。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为为 。（1）反应）反应的离子方程式的离子方程式：Fe2+ + 2HCO3 = FeCO3+ H2O + CO2 2SO42- 2e- = S2O82-“趁热过滤趁热过滤”的原因是的原因是 ； （20122012吉林调研）吉林调研）实验室制备甲酸铜晶体实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)Cu(HCOO)2 24H4H2 2O O的流的流程如

13、下：程如下： Cu2(OH)2CO3固固 体体7080的热水的热水Cu(HCOO)24H2O1mol胆矾胆矾2mol小苏打小苏打甲酸甲酸约约50的热水的热水研研磨磨冷却、冷却、操作操作a洗涤洗涤搅搅拌拌趁热过滤趁热过滤冷却、过滤、无水冷却、过滤、无水乙醇洗涤、晾干乙醇洗涤、晾干搅拌搅拌CO2防止降温甲酸防止降温甲酸铜结晶而损失铜结晶而损失 用无水乙醇洗涤晶体的目的用无水乙醇洗涤晶体的目的 。 除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失 分离提纯分离提纯预处理预处理主反应主反应（20112011江门二模）江门二模）某炼铁废渣中含有大量某炼铁废渣中含有大量CuSCuS及少量及少量铁的

14、化合物，工业以该废渣为原料生产铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuClCuCl2 22H2H2 2O O的的工艺流程如下：工艺流程如下：废渣废气粉碎焙烧酸浸空气盐酸试剂F过滤滤渣滤液BNaCl调节pH至34CuCl2 2H2O为了获得为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩，趁热过滤，进行的操作是：蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线（如图），有关物质的溶解度曲线（如图），“趁趁热过滤热过滤”得到的固体是得到的固体是 。Na2SO4 （从题中可以看出溶液中（从题中可以看出溶液中CuCl2

15、 、Na2SO4 的含量相差不大）的含量相差不大）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、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（或升温时会溶解）而带入新的杂质、冰水中反应或降温、冰水中反应或降温反应反应的目的：防止某物质在高温时会溶解的目的：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或为使平衡向着题目要求的方向移动、反应中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速某固体的溶解、如题目中要求温度控制在某温度范围内（可

16、用水浴或油浴来、如题目中要求温度控制在某温度范围内（可用水浴或油浴来控制）：一般有以下几个目的：控制）：一般有以下几个目的：A A、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物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，将将COCO2 2通入通入NaClNaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（的氨溶液中，保持溶液的温度为（3030+ +2 2），可得可得NaHCONaHCO3 3晶体，晶体，温度控制在这个范围，目的就是防止温度控制在这个范围，目的就是防止NaHCONa

17、HCO3 3晶体晶体分分解。而在解。而在BrBr2 2的制取过程中，出溴口的温度控制在的制取过程中，出溴口的温度控制在80809090，目的，目的就是要使就是要使BrBr2 2挥发出来而又减少水蒸气混入挥发出来而又减少水蒸气混入BrBr2 2中。中。B B、使催化剂的活性达到最好：使催化剂的活性达到最好：如合成氨或工业如合成氨或工业SOSO2 2氧化为氧化为SOSO3 3时，时，选择的温度是选择的温度是500500左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。高。C C、防止副反应的发生防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在：如乙醇的消去反应温度要控制

18、在170170，原因是就是在原因是就是在140140时会有乙醚产生。时会有乙醚产生。D D、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对、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，设备的要求，达到绿色化学的要求达到绿色化学的要求。以上有关温度的总结只能说。以上有关温度的总结只能说是有这种可能来考，具体问题要具体分析。是有这种可能来考，具体问题要具体分析。环保：环保：绿色化学绿色化学 成本：成本：原料价格、能耗控制、循环利用原料价格、能耗控制、循环利用 （2012广东高考广东高考32）难溶性杂卤石（难溶性杂卤石（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于属于“呆

19、矿呆矿”，在水中存在如下平衡：，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(S) 2Ca22KMg24SO422H2O 为能充分利用钾资源，用饱和为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有）滤渣主要成分有 和和 以及未溶杂卤石。以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释）用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤溶液能溶解杂卤石浸出石浸出K的原因：的原因： Mg(OH)2 CaSO4加入加入Ca(OH)2溶液，氢氧根与镁离子结合成溶液，氢氧根与镁离子结合成Mg(OH)2

20、，Ca2与与SO42结合成结合成CaSO4而析出，使平衡向右移动，而析出，使平衡向右移动，杂卤石溶解浸出杂卤石溶解浸出K（留在滤液中）。（留在滤液中）。 （3）“除杂除杂”环节中，先加入环节中，先加入 溶液，经搅拌等溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入操作后，过滤，再加入 溶液调滤液溶液调滤液pH至中性。至中性。K2CO3 稀稀H2SO4 （4）不同温度下，）不同温度下，K的浸出浓的浸出浓度与溶浸时间的关系如右图，度与溶浸时间的关系如右图，由图可得，随着温度升高，由图可得，随着温度升高， 在同一时间在同一时间K的浸出浓度大的浸出浓度大 K的溶浸速率加快，达的溶浸速率加快，达到溶浸平衡的时间短。到

21、溶浸平衡的时间短。 （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：发生：CaSO4(S)CO32 CaCO3(S)SO42已知已知298K时，时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数，求此温度下该反应的平衡常数K（计算（计算结果保留三位有效数字）。结果保留三位有效数字）。练习练习:聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制

22、备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、）、SiO2（40%50%）、）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：高岭土 A酸 适量CaCO3煅烧 浸出 搅拌，调节溶液pH在 4.24.

23、5，过滤蒸发浓缩 Al2(OH)nCl6-n 901000C 已知：已知：Fe3、Al3以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为分别为 3.2、 5.2。改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。 根据流程图回答下列问题：根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧煅烧”的目的是的目的是_。（2）“浸出浸出”过程中发生反应的离子方程式为过程中发生反应的离子方程式为_。（3）“浸出浸出”选用的酸为选用的酸为_。配制质量分数。配制质量分数15的的A酸需要酸需要200mL30的的A酸（密度约为酸（密度约为1.15g/cm3）和）和_g蒸

24、馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。（4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有）为提高铝的浸出率，可采取的措施有 _ （要求写出三条）。（要求写出三条）。（5）“调节溶液调节溶液pH在在4245”的过程中，除添加必的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是要的试剂，还需借助的实验用品是_；“蒸蒸发浓缩发浓缩”需保持温度在需保持温度在90100，控制温度的实验方法，控制温度的实验方法是是_。（6）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_Al2O3+6H+ =2Al3+3H2O Fe2O3+6H+ = 2Fe3+3H2O 盐酸盐酸 量筒量筒230 加热或提高反应温度，将煅烧后的块状固体粉碎，加热或提高反应温度，将煅烧后的块状固体粉碎，适当增大盐酸浓度，充分搅拌，延长反应时间适当增大盐酸浓度，充分搅拌，延长反应时间 pH计计 水浴加热水浴加热 预处理预处理分离提纯分离提纯主反应主反应(2011(2011年广东年广东,32),32)粗铝提纯及尾气的综合利用粗铝提纯及尾气的综合利用 （20102010年广东年广东，3232 ) )制备制备LiLi2 2COCO3 3的工艺流程的工艺流程