无机化工流程一轮复习.ppt

1 无机化工流程 2 无机化工流程题的结构 辉铜矿石主要含有硫化亚铜 Cu2S 及少量脉石 SiO2 一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下 1 写出浸取过程中Cu2S溶解的离子方程式 2 回收S过程中温度控制在50 60 之间 不宜过高或过低的原因是 3 气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质 该反应的化学方程式为 向滤液M中加入 或通入 下列 填字母 物质 得到另一种可循环利用的物质 a 铁b 氯气c 高锰酸钾 文字说明 流程框图 问题 三段析流程 思维模型 解题步骤及策略 明确最终产品及所需原料 抓住核心元素变化 分析原料与最终产品的关系 如化合价如何变化 其它物质是要弃除 还是要转化回收 大致浏览工艺流程 a 主线主产品 b 分支副产品 c 回头为循环 所加物质的作用 a 改变中心元素化合价 b 分离除杂 c 促使产物更好 更纯的析出总之一个关键点 一切反应或操作都是为了获得产品 着手答题 从问题中获取信息 帮助解题 最后对控制反应条件的分析可从以下几个方面着手 对反应速率 平衡转化率有何影响 对综合生产效益有何影响 如原料成本是否廉价 来源是否广泛 是否可再生 能源成本 对设备的要求 环境保护等方面考虑 5 工业流程试题中的常见考点 溶解 灼烧 煅烧 焙烧 研磨 粉碎 通常用酸 碱 水等溶解 如用硫酸 盐酸 浓硫酸 氢氧化钠等 便于后续的溶解除杂等操作改变结构 使一些物质能溶解 并使一些杂质高温下氧化 分解 一 原料的处理 增大接触面积 加快反应速率 6 16 12分 白炭黑 SiO2 H2O 广泛用于橡胶 涂料 印刷等行业 可用蛇纹石 主要成分为Mg SiO10 OH 3 来制取 其主要工艺流程如下 2 碱浸时 为提高其中硅酸盐的浸取率 除采用合适的液固比和循环浸取外 还可采用的方法有 任举两种 适当升高温度 不断搅拌 适当延长碱浸时间 合适的氢氧化钠溶液浓度 7 提高浸取率 8 海带中提取碘 9 已知氧化铝有多种结构 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溶于酸 制备碱式氯化铝的实验流程如下 改变高岭土的结构 使其能溶于酸 10 二 反应条件的选择与控制 调节溶液的pH 例如 已知Fe3 Fe2 Mn2 开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示 若要除去Mn2 溶液中含有的Fe2 应该怎样做 11 调节pH所需的物质调节pH所需的物质一般应满足两点 a 能与H 或OH 反应 使溶液pH值发生变化 b 不引入新杂质 例如 若要除去Cu2 溶液中混有的Fe3 可加入CuO Cu OH 2 Cu2 OH 2CO3等物质来调节溶液的pH值 调节溶液pH的作用 使某些金属阳离子完全水解形成沉淀从而除去 抑制某些离子的水解 12 辉铜矿石主要含有硫化亚铜 Cu2S 及少量脉石 SiO2 一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下 4 保温除铁过程中加入CuO的目的是 蒸发浓缩时 要用硝酸调节溶液的pH 其理由是 调节溶液的pH 使铁完全转化为Fe OH 3沉淀 2分 抑制Cu2 的水解 不带入其他杂质 2分 13 温度 浓度等条件的控制 温度 浓度 从反应速率 特殊物质受热分解 挥发 溶解度以及平衡移动等角度考虑 从反应速率 物质转化等角度考虑 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 侯氏制碱中的NaHCO3 还有如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 14 辉铜矿石主要含有硫化亚铜 Cu2S 及少量脉石 SiO2 一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下 2 回收S过程中温度控制在50 60 之间 不宜过高或过低的原因是 辉铜矿石主要含有硫化亚铜 Cu2S 及少量脉石 SiO2 一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下 温度高苯容易挥发 温度低溶解速率小 15 钡盐行业生产中排出大量的钡泥 主要含有BaCO3 BaSiO3 BaSO3 Ba FeO2 2等 某主要生产BaCl2 BaCO3 BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba NO3 2 其部分工艺流程如下 2 酸溶时通常控制反应温度不超过70 且不使用浓硝酸 原因是 防止反应速率过快浓HNO3易挥发 分解 16 12分 锂被誉为 高能金属 工业上用硫酸与 锂辉矿 LiAlSi2O6和少量钙镁杂质 在一定条件下反应生成Li2SO4 以及MgSO4 硅铝化合物等物质 进而制备金属锂 其生产流程如下 16 5 流程中两次使用了Na2CO3溶液 试说明前后浓度不同的原因 前者是 后者是 前者是除去Ca2 浓度过大会使部分Li 沉淀 后者是沉淀Li 浓度大有利于Li2CO3沉淀的生成 17 1 氧化还原反应 三 物质之间的转化 方程式书写 2 非氧化还原反应 熟练应用氧化还原规律 判断产物 配平 结合物质性质和反应实际判断产物 关注箭头的指向 箭头指入 反应物箭头指出 生成物 NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂 也常用来漂白织物等 其一种生产工艺如下 2 写出 反应 步骤中生成ClO2的化学方程式 2NaClO3 SO2 H2SO4 ClO2 2NaHSO4 19 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 Al2 OH nCl6 n 其制备原料为分高岭土 化学组成为 Al2O3 25 34 SiO2 40 50 Fe2O3 0 5 3 0 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 浸出 过程中发生反应的离子方程式为 Al2O3 6H Al3 H2OFe2O3 6H Fe3 H2O 20 4 产品处理 结晶方法的选择与操作 结晶与洗涤 溶解性特点不同的物质 重结晶 如NaCl型和KNO3型的 提纯方法及操作 冰水 热水 或乙醇等有机溶剂 洗涤 蒸发浓缩 冷却结晶 如除去KNO3中的少量NaCl 蒸发结晶 趁热过滤 如除去NaCl中的少量KNO3 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 21 滤液4 之后的操作依次为 过滤 洗涤 干燥 蒸发浓缩 冷却结晶 实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下 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 工业生产上常在反应 的过程中加入一定量的醇类溶剂 其目的是 降低K2SO4的溶解度 有利于其析出 5 若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质 进一步提纯产品的方法是 重结晶 成本意识 效率意识 环保意识 浸出率 转化率 利用率 原料循环利用 原料价格 能耗的控制 转化 生产 速率 催化剂的使用 反应条件的选择 升高温度 研磨粉碎 充分搅拌 增大反应物浓度 目的 方法 措施 三个意识 绿色化学 无污染 无腐蚀 三废 废气 废渣 废水 的处理 25 化学反应速率 化学平衡 2014江苏高考 烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放 实验室用粉煤灰 主要含Al2O3 SiO2等 制备碱式硫酸铝 Al2 SO4 x OH 6 2x 溶液 并用于烟气脱硫研究 酸浸时反应的化学方程式为 滤渣I的主要成分为 填化学式 加CaCO3调节溶液的pH至3 6 其目的是中和溶液中的酸 并使Al2 SO4 3转化为Al2 SO4 x OH 6 2x 滤渣 的主要成分为 填化学式 若溶液的pH偏高 将会导致溶液中铝元素的含量降低 其原因是 用离子方程式表示 上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量 其主要原因是 走进高考 3CaCO3 2Al3 3SO42 3H2O 2Al OH 3 3CaSO4 3CO2 2013江苏 12分 氧化镁在医药 建筑等行业应用广泛 硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索 以菱镁矿 主要成分为MgCO3 含少量FeCO3 为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下 1 MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为 2 加入H2O2氧化时 发生反应的化学方程式为 3 滤渣2的成分是 填化学式 28 Ba FeO2 2 8HNO3 Ba NO3 2 2Fe NO3 3 4H2O 防止反应速率过快 浓硝酸易挥发 易分解 BaCO3 Fe3 H 减少废液中可溶性钡盐对环境的污染