无机化工生产流程图

1,无机化工生产流程图王文善,2,10:52,解法秘笈,2.找主除杂用信息,1.感性看题理性答题分段得分,3,20042012年高考广东卷工业流程题统计与分析,与无机工业流程非密切及密切相关分值对比分布,2012高考：32题共17分，其中与流程密切相关的问题为10分，占比58%；非密切相关的7分，占比42%。2014高考：32题共16分，其中与流程密切相关的问题为11分，占比69%；非密切相关的5分，占比31%。,4,“工艺流程题”专题复习的一点感悟,心理畏惧,无从下手,知识欠缺,认清题型面目,琢磨解题套路,梳理常见考点,解决知识问题,解决方法问题,5,（09广东，22）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：,分离提纯,预处理,分离提纯,还原,6,原料：预处理：除杂：核心化学反应是,矿石（固体）,酸溶解（表述：“浸出”）,控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀,控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀,7,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到的产物结合基础理论与实际问题思考注意答题有模式与要点,解题思路,8,思路：工业流程的主要框架是：,原料无机矿物,核心化学反应,所需产品,原料的循环利用,排放物的无害化处理,9,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,10,熟悉工业流程常见的操作与名词,1.原料的预处理溶解灼烧煅烧,通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,如从海带中提取碘如煅烧高岭土,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,11,（2）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氢氧化物沉淀,pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？,12,调节pH所需的物质调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大；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,13,蒸发、反应时的气体氛围加热的目的降温反应的目的,加快反应速率或促进平衡向某个方向移动,防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动,14,趁热过滤冰水洗涤,加快反应速率或促进平衡向某个方向移动,防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动,重结晶,15,常见名词浸出：浸出率：酸浸：水洗：水浸：,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的多少,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溶解过程,通常为除去水溶性杂质,与水接触反应或溶解,16,17,学会归纳:先感性，后理性；边答题边整理,悟悟如何做？,18,预处理,转化,产品,研磨,酸浸,控制pH,控制pH,加入氧化剂,过滤,结晶,19,学会归纳:先感性，后理性；边答题边整理,悟悟如何坐？,预处理,转化,产品,让习题成为知识点的根基和载体,做了什么,20,牵线,打结,解结,21,突破工艺流程题的三大障碍,知识欠缺,梳理常见考点,22,悟悟如何做？,如：与沉淀和结晶有关的知识链,知识归纳:由点及面，把相关知识串成知识链,23,1、如何选择结晶方法？,结晶方法的选择主要取决于溶质的溶解度随温度变化的情况：,单一溶质的溶液,24,1、如何选择结晶方法？,结晶方法的选择主要取决于溶质的溶解度随温度变化的情况：,多溶质溶液（设A为NaCl型溶质，B为KNO3型溶质）,25,（1）溶解度随温度升高而明显增加，如NaNO3、KNO3等。（2）溶解度受温度影响不明显，如NaCl。（3）溶解度曲线有折点，主要是由于物质的组成有所改变，例如：硫酸钠在305K以下析出Na2SO410H2O，在305K以上析出Na2SO4。（4）少数物质的溶解度随温度升高反而减小，例如Ca(OH)2、CeSO4等。,26,2、如何检验沉淀是否完全？,将反应混合物静置后，取少许上层清液，滴加少量沉淀剂，若没有沉淀生成，则证明沉淀完全。或向清液中滴加少许被沉淀的试剂，若产生沉淀，则证明沉淀完全。,27,3、如何洗涤沉淀？,将沉淀转移到过滤器中，向过滤器中加入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀，放出蒸馏水，重复操作23次。洗涤沉淀的目的是洗去沉淀表面吸附的杂质和母液。难溶物性的沉淀可直接用蒸馏水洗涤，易溶性的沉淀（如碳酸钠体），为了减少晶体因溶解而导致的损失，可用相应的饱和溶液或酒精洗涤。,28,4、如何检验沉淀是否洗涤干净？,取最后一次洗涤液，根据沉淀可能吸附的杂质离子，加入合适的检验试剂，若没有特征现象出现，则证明沉淀已洗涤干净。,5、何时干燥沉淀或烘干沉淀？何时灼烧沉淀？,（1）若是为了除去沉淀中的水分即干燥，可将沉淀置于干燥器（如图1）中用干燥剂干燥或置于蒸发皿、烘箱中加热烘干。对于易分解的物质如金属氢氧化物或带有结晶水的物质，应低温烘干或减压烘干或鼓风风干、自然风干、晾干。取放蒸发皿必须使用坩埚钳。,29,（2）若是为了使沉淀在高温下发生分解或失去结晶水，则将沉淀置于坩埚中灼烧（如图2），灼烧温度一般在800以上。坩埚应放在三脚架上的泥三角上加热，取放坩埚必须使用坩埚钳，加热完坩埚应放在石棉网上冷却。,（3）若是对易水解的含水晶体进行加热脱水以制取无水晶体，应采取必要的放水解措施（如用FeCl36H2O制无水FeCl3，应在HCl氛围中加热）。（4）干燥、烘干、灼烧的程度均是至最后两次称量的质量相差小于0.1g（托盘天平的精度为0.1g，当两次称量的差值小于0.1g时无法读出）或恒重。,30,6、如何进行蒸发结晶？,（1）边加热边搅拌，当接近蒸干时，停止加热，用余热蒸干。,（2）若是使易水解的盐结晶析出，应采取防水解的措施。如蒸发FeCl3溶液的过程中应保持一定的酸度。（3）对于易分解的晶体，可采取减压或低温蒸发结晶（如NaHCO310H2O）,31,7、从溶液中得到干燥的晶体或沉淀一般需要经过哪些基本步骤？,完整的步骤一般包括蒸发浓缩、（冷却）结晶、过滤、洗涤沉淀、干燥沉淀五个基本步骤，尤其是涉及沉淀质量的定量测量实验，则沉淀的洗涤与干燥必不可少。,32,知识归纳:由点及面，把相关知识串成知识链,悟悟如何教？,？,如：与沉淀和结晶有关的知识点,2、如何检验沉淀是否完全？,3、如何洗涤沉淀？,4、如何检验沉淀是否洗涤干净？,5、何时干燥沉淀或烘干沉淀？何时灼烧沉淀？,6、如何进行蒸发结晶？,7、从溶液中得到干燥的晶体或沉淀一般需要经过哪些基本步骤？,1、如何选择结晶方法？,33,知识拓展:注重对相关知识点进行补充和拓展,悟悟如何教？,？,如：趁热过滤与热滤装置,34,如果热的溶液析出某种晶体后，在温度下降时容易析出另一种晶体，则需要在保温条件下尽快完成过滤，即趁热过滤（也叫保温过滤）。趁热过滤可将普通漏斗先置于热水浴中或蒸气中预热，也可使用热滤装置。热虑装置就是在普通过滤器外套上一个热滤漏斗。,如：趁热过滤与热滤装置,含义,装置,35,如：抽滤,为使结晶和母液迅速有效地分离和有利于干燥，一般常用抽气过滤（也称减压过滤）。减压过滤装置包括布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶和水流泵（或抽气泵）。在停止抽滤时，应先将安全瓶上的玻璃阀打开接通大气（如果没有玻璃阀，则需要拆开