改编无机化工生产流程图.ppt

《改编无机化工生产流程图.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《改编无机化工生产流程图.ppt（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1无机化工流程题解题策略无机化工流程题解题策略【例例1】(2012广广东东理理综综，32)难难溶性溶性杂卤杂卤石石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于属于“呆呆矿矿”，在水中存在如下平衡：，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O为为能充分利用能充分利用钾资钾资源，用源，用饱饱和和Ca(OH)2溶液溶浸溶液溶浸杂卤杂卤石制石制备备硫酸硫酸钾钾，工，工艺艺流程如下：流程如下：(1)滤滤渣主要成分有渣主要成分有_和和_以及未溶以及未溶杂卤杂卤石。石。(2)用化学平衡移用化学平衡移动动原理解原理解释释Ca(OH)2溶液能溶解溶液能

2、溶解杂卤杂卤石浸出石浸出K的原因：的原因：_。(3)“除除杂杂”环节环节中，先加入中，先加入_溶液，溶液，经搅经搅拌等操作后，拌等操作后，过过滤滤，再加入，再加入_溶液溶液调滤调滤液液pH至中性。至中性。高考题回顾高考题回顾(4)不同温度下，不同温度下，K的浸的浸出出浓浓度与溶浸度与溶浸时间时间的关系的关系见见右右图图。由由图图可得，随着温度升高，可得，随着温度升高，_，_。(5)有人以可溶性碳酸有人以可溶性碳酸盐为盐为溶浸溶浸剂剂，则则溶浸溶浸过过程中会程中会发发生：生：CaSO4(s)CO32-CaCO3(s)SO42-已知已知298 K时时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(C

3、aSO4)4.90105，求此温度下，求此温度下该该反反应应的平衡常数的平衡常数K(计计算算结结果保留三位有效数字果保留三位有效数字)。（2013.广东）广东）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回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：收银并制备铜化工产品的工艺如下：。（注：（注：Al(OH)3和和Cu(OH)2开始分解的温度分别为开始分解的温度分别为450和和800（1）电解精炼银时，阴极反应式为）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣；滤渣A与稀与稀HNO3反应，产生反应，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的气体在空气中迅速变为红棕色

4、，该气体变色的化学方程式为 。（2）固体混合物）固体混合物B的组成为的组成为 ；在生成固体；在生成固体B的过程中，的过程中，需控制需控制NaOH的加入量，若的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方过量，则因过量引起的反应的离子方程式为程式为(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：CuO+Al2O3 CuAlO2 +（4）若银铜合金中铜的质量分数为）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上，理论上5.0kg废料中的铜可废料中的铜可完全转化为完全转化为 mol CuAlO2，至少需要，至少需要1.0molL-1的的Al2(SO4)3溶液溶液 L

5、(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、过滤、洗涤和干燥。洗涤和干燥。5呈现形式：呈现形式：流程图、表格、图像流程图、表格、图像能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力表达能力知识落点：知识落点：基本理论、元素化合物、实验基本理论、元素化合物、实验操操作作 综上所述，无机工业流程图题能够以综上所述，无机工业流程图题能够以真实真实的工业的工业生产过程为背景，体现生产过程为背景，体现能力立意能力立意的命题指导思想，的命题指导思想，能够能够综合综合考查学生各方面的基础知识及将已有知考查学生各方面

6、的基础知识及将已有知识识灵活应用灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以在生产实际中解决问题的能力。所以近年来广东高考该类型题持续出现。近年来广东高考该类型题持续出现。流程题只有流程题只有两个目的两个目的：（1 1）如何利用某些物质制备另一物质；）如何利用某些物质制备另一物质；（2 2）如何从混合物中分离、提纯某一物质。）如何从混合物中分离、提纯某一物质。6解题方法解题方法化学工艺生产主要解决的矛盾，归纳起来主要有六化学工艺生产主要解决的矛盾，归纳起来主要有六方面问题：方面问题：一是解决将原料转化为产品的生产原理；一是解决将原料转化为产品的生产原理；二是除去所有杂质并分离提纯产品；二是除去所有

7、杂质并分离提纯产品；三是提高产量与产率；三是提高产量与产率；四是减少污染，考虑四是减少污染，考虑“绿色化学绿色化学”生产（原子经济化、生产（原子经济化、原料循环、过程无害化）；原料循环、过程无害化）；五是原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；五是原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；六是生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问六是生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。题。7（09广东，广东，22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流

8、程如下：等，回收其中镁的工艺流程如下：分离提纯分离提纯原料处理原料处理分离提纯分离提纯产品获得产品获得8原料：原料：预处理：预处理：除杂：除杂：核心化学反应是核心化学反应是:矿石（固体）矿石（固体）酸溶解（表述：酸溶解（表述：“浸出浸出”）控制溶液酸碱性使金属离子形控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀成沉淀控制条件，调节控制条件，调节pH，使，使Mg2+全部全部沉淀沉淀9固体废料固体废料MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3、Fe2O3等等H2SO4过滤过滤滤液：滤液：滤渣：滤渣：气体：气体：NaOH pH5.5 过 滤滤渣滤渣：滤液：滤液：NaOH pH12.5 过滤过滤滤液

9、滤液：MgCl2 CO2CaSO4、H2SiO3未反应完固未反应完固体杂质体杂质Mg2+、Al3+、Fe3+、Ca2+(少量少量)、SO42-、过量、过量H+Fe(OH)3、Al(OH)3Mg2+、Ca2+(少量少量)、SO42-、Na+Mg(OH)2Ca2+(少量少量)、SO42-、Na+10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 仔细分析每步发生的反应及得仔细分析每步发生的反应及得到的产物到的产物 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 1.解题思路解题思路112.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

10、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133.熟悉工业流程常见的操作与名词熟悉工业流程常见的操作与名词（1）原料的预处理）原料的预处理粉碎、研磨粉碎、研磨溶解溶解灼烧、煅烧灼烧、煅烧通常用水或酸碱溶解。如用硫酸、盐酸、氢通常用水或酸碱溶解。如用硫酸、盐酸、氢氧化钠等氧化钠等得到可溶性离子进入溶液，不溶物得到可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程通过过滤除去的溶解过程改变结构，使一些物质能溶解。并使改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解一些杂质高温下氧化、分解如从海

11、带如从海带中提取碘、煅烧贝壳、黄铁矿等中提取碘、煅烧贝壳、黄铁矿等增大反应物间的接触面积，增大反应物间的接触面积，加快反应速率加快反应速率14（2）控制反应条件的方法）控制反应条件的方法控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀pH值的控制值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示如下表所示若要除去若要除去Mn2溶液中含有的溶液中含有的Fe2，应该怎样做？，应该怎样做？物质物质开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全Fe(OH)3 2.73.7Fe(OH)2 7.69.6Mn(OH)2

12、8.39.815调节调节pH所需的物所需的物质质调调节节pH所所需需的的物物质质一一般般应应满满足足两两点点：能能与与H反反应应，使使溶溶液液pH值值增增大大；不不引引入入新新杂质杂质。例如：若要除去例如：若要除去Cu2溶液中混有的溶液中混有的Fe3，可加入可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等等物物质质来来调节调节溶液的溶液的pH值值 16蒸发、反应时的气体氛围蒸发、反应时的气体氛围加热的目的加热的目的降温反应的目的降温反应的目的趁热过滤趁热过滤冰水冰水（酒精）洗涤（酒精）洗涤 加快反应速率或促进加快反应速率或促进平衡向某个方向移动平衡向某个方向移动 防止某物质在高温防止某物

13、质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动求的方向移动防止某物质降温时会析出防止某物质降温时会析出洗去晶体表面的杂质离子，洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗的溶解损耗17(3)常见名词常见名词浸出：浸出：浸出率：浸出率：酸浸：酸浸：水洗：水洗：水浸：水浸：固体加水（酸）溶解得到离子固体加水（酸）溶解得到离子固体溶解后，离子在溶液中的含量固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少的多少在酸溶液中反应使可溶性金属离子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进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程溶解过

14、程通常为除去水溶性杂质通常为除去水溶性杂质与水接触反应或溶解与水接触反应或溶解思考：如何提高浸出率？思考：如何提高浸出率？粉碎，搅拌，升温，增加浓度，用过量的溶剂，延长浸粉碎，搅拌，升温，增加浓度，用过量的溶剂，延长浸出时间出时间2、结晶的几种方法、结晶的几种方法（2）要得到溶解度受温度影响小的溶质，）要得到溶解度受温度影响小的溶质，NaCl（KNO3）蒸发结晶，蒸发结晶，（KNO3的量少降温不析出）的量少降温不析出）过滤过滤产品获得方法产品获得方法（1）要得到溶解度受温度影响大的：）要得到溶解度受温度影响大的：KNO3（NaCl）NaCl含量很少，含量很少，蒸发结晶，蒸发结晶，(趁热趁热)过

15、滤、过滤、冷却结晶、过滤冷却结晶、过滤蒸发结晶，蒸发结晶，（KNO3的量多降温会析出）的量多降温会析出）趁热过滤趁热过滤（3）单一溶液得到带结晶水的晶体（如）单一溶液得到带结晶水的晶体（如CuSO4.5H2O）：）：蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤（4）对于上述结晶出的粗产品进一步的提纯）对于上述结晶出的粗产品进一步的提纯重结晶重结晶蒸发浓缩，冷却结晶、过滤蒸发浓缩，冷却结晶、过滤NaCl含量多，含量多，原料原料预处理预处理研磨研磨酸洗酸洗碱洗碱洗灼烧灼烧反应反应氧化还原氧化还原水解水解电化学电化学分离提纯分离提纯萃取萃取分液分液蒸馏蒸馏过滤过滤

16、结晶结晶蒸发结晶蒸发结晶蒸发结晶、趁热蒸发结晶、趁热蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发结晶、趁热过滤、蒸发结晶、趁热过滤、冷却结晶冷却结晶过滤过滤 洗涤洗涤干燥干燥产品产品总结：化工流程的一般程序：总结：化工流程的一般程序：复分解复分解二、热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2浓Mg(OH)2CaSO4H2SO4K2CO3度减小，平衡正向移动，K增多K的溶浸速率增大溶浸平衡向右移动（2013.广东）广东）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回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：

17、收银并制备铜化工产品的工艺如下：。（注：（注：Al(OH)3和和Cu(OH)2开始分解的温度分别为开始分解的温度分别为450和和800（1）电解精炼银时，阴极反应式为）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣；滤渣A与稀与稀HNO3反应，产生反应，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 。（2）固体混合物）固体混合物B的组成为的组成为 ；在生成固体；在生成固体B的过程中，的过程中，需控制需控制NaOH的加入量，若的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方过量，则因过量引起的反应的离子方程式为程式为(3)完成煅烧过程中

18、一个反应的化学方程式：完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：CuO+Al2O3 CuAlO2 +（4）若银铜合金中铜的质量分数为）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上，理论上5.0kg废料中的铜可废料中的铜可完全转化为完全转化为 mol CuAlO2，至少需要，至少需要1.0molL-1的的Al2(SO4)3溶液溶液 L(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、过滤、洗涤和干燥。洗涤和干燥。答案：（1）Ag+e=Ag，2NO+O2=2NO2（2）CuO和Al(OH)3，Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O（3）4CuO+2Al2O344CuAlO2+O2（4）25.0L（5）蒸发浓缩、冷却结晶