无机化工流程题解题策略.ppt

《无机化工流程题解题策略.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机化工流程题解题策略.ppt（24页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、无机化工流程题解题策略现在学习的是第1页，共24页一、工一、工艺艺流程流程题题的的题题型特点型特点1、工、工艺艺流程流程题题的的结结构：分构：分题头题头、流程、流程图图和和问题问题三部分。三部分。2、试题试题背景：以某种重要化工背景：以某种重要化工产产品的工品的工业业生生产为产为背景背景设计设计 流程流程图图。3、考、考查查的知的知识识面广，面广，综综合性合性较较强强。常考的知。常考的知识识点包括：点包括：元素化合物的性元素化合物的性质质:物物质转质转化的条件和反化的条件和反应应基本理基本理论论和原理：和原理：a：化学反：化学反应应：氧化：氧化还还原反原反应应和离子反和离子反应应 b：电电化学

2、：原化学：原电电池和池和电电解池的解池的电电极反极反应应 c：化学平衡、水解平衡、：化学平衡、水解平衡、电电离平衡、沉淀溶解平衡离平衡、沉淀溶解平衡常常见见的的实验实验基本操作；物基本操作；物质质的分离提的分离提纯纯等等母液的循母液的循环环利用：利用：环环保意保意识识和和绿绿色化学知色化学知识识等。等。现在学习的是第2页，共24页二、二、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？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；氧化还原反应的判断、方程式书写；化学反应条件的控制。控制化学反应条件的控制。控制pH、温度；、温度；利用溶解

3、度分离；利用溶解度分离；实验基本操作（实验基本操作（除杂、分离、检验、洗涤、干燥等除杂、分离、检验、洗涤、干燥等）流程中的物质转化和资源的循环利用；流程中的物质转化和资源的循环利用；绿色化学生产、环境保护等绿色化学生产、环境保护等 现在学习的是第3页，共24页三三.规律方法规律方法：1 1、认认真真读题读题：将题目从头到尾浏览全题2 2、仔仔细细分析：分析：理清下列关系：原料与原料与产产品品：从某原料出发，原料含有哪些杂质？最终产品是什么？要得到最终产品，必须除去什么 物质、引进什么物质？从原料到产品依次进行了什 么反应？感觉与结果：感觉与结果：有的步骤不能读懂，这时主要看这 一步的结果，“跟

4、着感觉走”、用已学过的知识 来“圆”这个结果，“难得糊涂”。信息与迁移信息与迁移：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。步步骤骤与目的：与目的：加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？一般只考虑后面提问有关的步骤 其他不必清楚。现在学习的是第4页，共24页4、关注流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问等 从中获取信息，并在下一步分析和解题中随时进行 联系和调用。5、阅读题目提出的问题，带着问题分析流程图，从问题 中获取信息帮助解题3 3、大胆回答：大胆回答：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，这时就要考虑产产 物物、环保、产量、成

5、本 等等。现在学习的是第5页，共24页1 1、化学工、化学工艺艺流程一般分流程一般分3 3个个阶阶段段：前期的原料前期的原料预处预处理理 中期的核心反中期的核心反应应 后期后期 的的产产品分离提品分离提纯纯，四、工业生产流程主线与核心四、工业生产流程主线与核心 规律:主线主产品、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、生产条件的控制现在学习的是第6页，共24页 1、原料、原料处处理理阶阶段的一些常段的一些常见见措施的作用：措施的作用：（1）粉碎或研磨粉碎或研磨：增大接触面增大接触面积积，加快反，加快反应应（溶解）（溶解）速率，增大原料的速率，增大原料的转转化率。化率。

6、（2）溶解溶解：通常用酸溶（如硫酸、通常用酸溶（如硫酸、盐盐酸等）酸等）、碱溶、碱溶、水溶把固体水溶把固体转转化化为为离子离子 酸浸：在酸溶液中反酸浸：在酸溶液中反应应使可溶性金属离子使可溶性金属离子进进入溶液入溶液 不溶物通不溶物通过过滤过过滤除去的溶解除去的溶解过过程。程。水浸：与水接触反水浸：与水接触反应应或溶解。或溶解。碱溶：碱溶：在碱溶液中反在碱溶液中反应应使可溶性金属离子使可溶性金属离子进进入溶液入溶液 不溶物通不溶物通过过滤过过滤除去的溶解除去的溶解过过程。程。可以用可以用NaOH和和Na2CO3去油去油污污，去，去铝铝片氧化片氧化 膜，溶解膜，溶解铝铝、二氧化硅、二氧化硅、调节

7、调节pH （3）灼灼烧烧、焙、焙烧烧、煅、煅烧烧：改：改变结变结构，使一些物构，使一些物质质能溶解能溶解 并使一些并使一些杂质杂质高温下氧化、分解高温下氧化、分解如从海带中提取碘可以灼烧如从海带中提取碘可以灼烧现在学习的是第7页，共24页2、控制反应条件的方法、控制反应条件的方法pH值的控制值的控制：控制溶液的酸碱性使其某些金属控制溶液的酸碱性使其某些金属 离子形成氢氧化物沉淀离子形成氢氧化物沉淀例如：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

8、完全Fe(OH)3 2.73.7Fe(OH)2 7.69.6Mn(OH)2 8.39.8调节pH的目的：使.杂质离子转化为.沉淀而除去，同时目标离子 未转化为沉淀现在学习的是第8页，共24页调节调节pH所需的物所需的物质质调节调节pH所需的物所需的物质质一般一般应满应满足两点：足两点：a、能与、能与H反反应应，使溶液，使溶液pH值值增大；增大；b、不引入新、不引入新杂质杂质。例如：例如：若要除去若要除去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等物等物质质来来调节调节溶液的溶液的pH值值。现在学习的是第9页，共24页温度控制温度控制：加热

9、（升温）的目的：加热（升温）的目的：A：加速溶解、加快反应速率加速溶解、加快反应速率、促进平衡向某方向移动、促进平衡向某方向移动B：在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，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。则要注意对温度的控制。要防止某些物质高温分解要防止某些物质高温分解 如如NaHCO3、H 2O2、NH4HCO3、KMnO4、HNO3等等C：催化催化剂剂的催化活性的催化活性有一定的适宜温度有一定的适宜温度 冰水中或降温目的：冰水中或降温目的：防止某些物质高温分解防止某些物质高温分解浓度控制浓度控制：加快反应速率加快反应速率现在学习的是第10页，共24页3

10、 3、获得产品阶段分离与提纯的常考点、获得产品阶段分离与提纯的常考点（1）过滤：分离难溶物和易溶物过滤：分离难溶物和易溶物 趁热过滤的目的趁热过滤的目的：防止某物质降温时会析出，减少结晶损失；提高纯度（2）萃取和分液：）萃取和分液：（3）结晶：结晶有几种方法：）结晶：结晶有几种方法：A：加加热浓缩热浓缩、冷却、冷却结结晶：晶：适用于适用于带结带结晶水物晶水物质质的析出（的析出（CuSO4.5H2O）、）、溶解度随温度溶解度随温度变变化大的（化大的（KNO3）B:蒸蒸发结发结晶晶 适用于适用于溶解度受温度影响小的溶质溶解度受温度影响小的溶质（NaCl）C：重结晶重结晶（重复冷却结晶）（重复冷却结

11、晶）现在学习的是第11页，共24页由溶液得到晶体的方法（操作）由溶液得到晶体的方法（操作）（1）由NaCl溶液得到NaCl晶体：蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥（2）由CuSO4溶液得到CuSO4.5H2O晶体：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥（3）由FeCl3、AlCl3型（可水解的氯化物）溶液，得到AlCl3晶体 的方法：在干燥的氯化氢气流中加热蒸干。（注意：通入氯化氢的目的是：抑制Al3+离子的水解，同时 将加热过程产生的水蒸汽带走。）思考：有思考：有MgCl2.6H2O到无水到无水MgCl2的操作？的操作？混合溶液的分离提纯方法：（例：KNO3的溶解度受温度变化大；NaCl溶解度受温度变

12、化不大）（1）要得到KNO3晶体：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥（2）要得到NaCl晶体：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。现在学习的是第12页，共24页（4）洗）洗涤涤：冰水洗涤、乙醇洗涤冰水洗涤、乙醇洗涤A：冰水洗涤目的：冰水洗涤目的：洗去杂质离子，减少晶体洗涤洗去杂质离子，减少晶体洗涤 过程中溶解的损耗过程中溶解的损耗 B:乙醇（有机溶剂）洗涤目的：乙醇（有机溶剂）洗涤目的：洗去杂质离子，减少晶体洗涤过程中溶解的损耗洗去杂质离子，减少晶体洗涤过程中溶解的损耗 乙醇易挥发，乙醇易挥发，使产品快速干燥使产品快速干燥（5）蒸馏或分馏：）蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物分离沸点不同

13、且互溶的液体混合物 如：乙醇和甘油如：乙醇和甘油（6）加氧化剂：）加氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去 （沉淀）的离子，如：溶液中有Fe2+时现在学习的是第13页，共24页（5）检验沉淀是否洗干净：取最后一次洗涤液，加）检验沉淀是否洗干净：取最后一次洗涤液，加 入入xx试剂，出现什么现象，从而鉴别某一种离子试剂，出现什么现象，从而鉴别某一种离子现在学习的是第14页，共24页（2011江门二模）某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下：预处理1、粉碎的目的：。2、焙烧的目的：。3、酸浸的目的：。4、调节pH=3-4的原因：。已知：Fe(

14、OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为：9.7、3.2、6.4。增大反应物的接触面积，加快反应速率使CuS转化为CuO,Fe2+转化为Fe3+使CuO、Fe的化合物溶解使Fe3+沉淀完全现在学习的是第15页，共24页“趁热过滤”的原因是 ；（2012吉林调研）实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)24H2O的流程如下：Cu2(OH)2CO3固 体7080的热水Cu(HCOO)24H2O1mol胆矾2mol小苏打甲酸约50的热水研磨冷 却、操作a洗涤搅拌趁热过滤冷却、过滤、无水乙醇洗涤、晾干搅拌CO2防止降温甲酸铜结晶而损失 用无水乙醇洗涤晶体的目的 。除去甲酸并减少甲酸

15、铜晶体损失 分离提纯预处理主反应现在学习的是第16页，共24页（1）“浸出浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的 措施有措施有 （要求写出两条）。（要求写出两条）。适当增加硫酸浓度，边加硫酸边搅拌，多次浸取适当增加硫酸浓度，边加硫酸边搅拌，多次浸取 适当提高反应温度（或其他合理答案）适当提高反应温度（或其他合理答案）现在学习的是第17页，共24页（必修（必修2课本课本P106，根据，根据1997年高考试测题改编）年高考试测题改编）“卤块卤块”的主要成分是的主要成分是MgCl2，此外还含，此外还含Fe3+、Fe2+和和Mn2+等离子。若以它为原料按等离子。若以

16、它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表成本较低，请根据表1和表和表2提供的资料，填写空白。提供的资料，填写空白。表表1 生成氢氧化物沉淀的生成氢氧化物沉淀的pH表表2 原料价格表原料价格表物质物质开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全物质物质价格（元价格（元吨吨-1）Fe(OH)32.73.7漂液（含漂液（含25.2%NaClO）450Fe(OH)27.6 9.6 双氧水（含双氧水（含30%H2O2）2 400Mn(OH)28.39.8烧碱（含烧碱（含98%NaOH）

17、2 100Mg(OH)29.611.1纯碱（含纯碱（含99.5%Na2CO3）600 Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成，生成Fe(OH)3沉淀除去。沉淀除去。？Mg2+Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+Fe3+Mn2+Mg2+Fe(OH)3、Mn(OH)2漂液漂液烧碱烧碱纯碱纯碱现在学习的是第18页，共24页（2013福建卷）福建卷）24二氧化氯（二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产）氯化钠电解法是一种可

18、靠的工业生产ClO2方法。方法。该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生成（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为的化学方程式为_。Cl2HClNaClO3+HClClO2+H2/Cl2(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2ONaClNaClO3现在学习的是第19页，共24页二、热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开

19、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 现在学习的是第20页，共24页现在学习的是第21页，共24页 加快化学反应速率，分离NH4Cl与K2SO4加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中防止KNO3结晶，提高KNO3的产率滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl(4)整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4外，还有_(填化学式)。CaSO4、KNO3现在学习的是第22页，共24页热点2镁、铝及其矿物的开发利用例2铝是重要的金属材料，铝土矿

20、(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)固体a的化学式为_，中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)_、冷却结晶、过滤洗涤。SiO2 蒸发浓缩 Al2O34H2SO42NH3=2NH4Al(SO4)23H2O 现在学习的是第23页，共24页(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 gcm3)_ L(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为11，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为_。310575.4(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。现在学习的是第24页，共24页