化学工艺流程题解题思路指导2.ppt

化学工艺流程题解题思路 迁安一中高三化学备课组 化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来 并根据生产流程中有关的化学知识步步设问 是无机框图的创新 它以现代工业生产为依托 与化工生产成本 产品提纯 环境保护等相融合 考查物质的性质及制备 检验 分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用 要求考生依据流程图分析原理 紧扣信息 抓住关键 准确答题 考察内容主要有 1 原料预处理2 反应条件的控制 温度 压强 催化剂 原料配比 PH调节 溶剂选择 3 反应原理 离子反应 氧化还原反应 化学平衡 电离平衡 溶解平衡 水解原理 4 绿色化学 物质的循环利用 废物处理 原子利用率 能量的充分利用 5 化工安全 防爆 防污染 防中毒 等 工业流程图主线与核心及设问角度 原料预处理 产品分离提纯 反应条件控制 成本 产率 环保 安全 一 原料预处理的解题思路 1 为提高浸出速率 除适当增加硫酸浓度外 还可采取的措施有 1 浸出 步骤中 为提高镁的浸出速率 可采取的措施有 两条 练习 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料 主要含有MgCO3 MgSiO3 CaMg CO3 2 Al2O3和Fe2O3等 回收其中镁的工艺流程如下 一 原料预处理的解题思路 适当提高反应温度 增加硫酸的浓度 原料预处理的常用方法总结 研磨 增大反应物接触面积 加快反应速率 水浸 与水反应或溶解 使原料变成可溶性离子 酸浸碱浸 与酸 碱 接触反应或溶解 使可溶性金属离子进入溶液 不溶性物质过滤分离 灼烧 煅烧 改变结构 使一些物质能溶解 并使一些杂质在高温下氧化 分解 如煅烧高岭土 除去可燃性杂质或使原料初步转化 粉碎 二 常用的控制中心反应的条件 3 净化除杂 需先加H2O2溶液 作用是 然后再调节溶液的pH约为5 目的是 4 粗硼酸 中的主要杂质是 填名称 练习 江苏卷 16 以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾 过二硫酸铵和氧化铁红颜料 原料的综合利用率较高 其主要流程如下 3 反应 需控制反应温度低于35 其目的是 防止NH4HCO3分解 或减少Fe2 的水解 反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解 平衡 1 调节溶液的pH 能与H 反应 使溶液pH变大 便于沉淀某些金属离子 不引入新杂质 2 控制温度 反应速率 物质溶解度 热稳定性和挥发性 平衡移动方向 3 控制压强 改变速率 影响平衡移动方向 4 使用合适的催化剂 加快反应速率 提高生产效率 工艺流程常用的控制反应条件的方法总结 三 核心反应 陌生方程式的书写 1 非氧化还原反应 原子守恒2 氧化还原反应 电子守恒电荷守恒原子守恒 1 写出Mg2B2O5 H2O与硫酸反应的化学方程式 6 单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢 以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼 用化学方程式表示制备过程 陌生方程式的书写 5 一种可超快充电的新型铝电池 充放电时AlCl4 和Al2Cl7 两种离子在Al电极上相互转化 其他离子不参与电极反应 放电时负极Al的电极反应式为 陌生方程式的书写 练习 全国新课标卷I 27 锂离子电池的应用很广 其正极材料可再生利用 某锂离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO2 导电剂乙炔黑和铝箔等 4 写出 沉钴 过程中发生反应的化学方程式 CoSO4 2NH4HCO3 CoCO3 NH4 2SO4 H2O CO2 CoSO4 NH4HCO3 CoCO3 NH4HSO4 四 产品的分离提纯 过滤 结晶 蒸馏 萃取分液 过滤 趁热过滤 防止某物质降温时会析出 沉淀的洗涤 冰水 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有机物 乙醇 乙醚 主要考虑溶解度 沉淀的洗涤方法 加入蒸馏水 或其他溶剂 至浸没固体 滤净 重复2 3次 检验沉淀是否洗净的方法 分析清楚溶液中的成分 结晶 操作 蒸发结晶蒸发浓缩 冷却结晶 NaCl 提取溶解度随温度变化较大的溶质易水解的溶质结晶水合物 蒸发浓缩 趁热过滤 冷却结晶 重结晶 练习 全国新课标卷II 27 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 Mn Ni 等杂质 的流程如下 提示 在本实验条件下 Ni 不能被氧化 高锰酸钾的还原产物是MnO2 3 反应 形成的沉淀要用水洗 检验沉淀是否洗涤干净的方法是 取少量水洗液于试管中 滴入1 2滴稀硝酸 再滴入硝酸钡溶液 若无白色沉淀生成 则说明沉淀已经洗涤干净 五 基本化工理念 生产实际 产率高 速率快产品纯度高成本低 循环利用无污染 多快好省 基本化工理念 生产实际 该工艺中不能用 NH4 2SO4代替NH4NO3 原因是 2 滤液 中的阴离子有 忽略杂质成分的影响 若滤液 中仅通入CO2 会生成 从而导致CaCO3产率降低 练习 全国新课标卷I 27 锂离子电池的应用很广 其正极材料可再生利用 某锂离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO2 导电剂乙炔黑和铝箔等 可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液 但缺点是 有氯气生成 污染较大 污染 废渣 废液 酸 碱 重金属盐 废气 Cl2 Br2 硫和氮的氧化物 循