工艺流程-知识点

1、试题结构厂门匝料预处呷 y除杂、净化化学工艺流程题注：出现环状，意为：循环利用，体现“绿色化学”。二、解题步骤第一，浏览全题，确定该流程的目的，记住资料卡中给出的理化性质：如易潮解、易水解、易与 某些物质反应以及 熔沸点、溶解度、Ksp等；第二，分析：关键点（一切反应和操作都是为获得目标产品服务）第三，要看清所问问题，并注意语言表达的科学性。关注箭头的指向（聚焦局部，箭头指入反应物，箭头指出生成物 ）、前后追溯物质（放大局部）、考虑反应实际（物质性质、试剂用量）。三、工艺流程题设问角度工业流程题目在流程上一般分为 3个过程：原料处理-分离提纯获得产品（一）原料预处理的解题思路（研磨 灼烧 水浸

2、 酸浸 碱浸等）1. 粉碎或研磨、雾化：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。2. 煅烧或灼烧：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；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质（1）坩埚的选择：石英坩埚、陶瓷坩埚、普通玻璃坩埚、刚玉坩埚、铁坩埚（2）高温下易氧化（eg:金属硫化物）A 焙烧ZnSB. 火法炼铜CU2SC. 煅烧黄铜矿CuFeSeD. 煅烧硫铁矿FeQ（3）咼温下易分解A. 煅烧石灰石：B. 高锰酸钾受热分解3. 浸取：向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等4

3、. 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少提高浸出率A.反应物：矿石粉碎、适当增大反应物浓度B.反应条件：适当升高溶解温度、搅拌、适当延长浸取时间、多次浸取等5. 酸浸：在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程L目的（1）酸的选择 绿色化学A. 通常用 HCI/H2SO4B. 浓H2SO4或HNO3（氧化性+酸性） 用H2O2+稀H2SO4代替C. 浓HCI （还原性+酸性）用H2O2/+稀H2SO4代替Eg:处理锂离子二次电池正极废料铝钻膜（含有 LiCoO2、Al等）的一种工艺如下:D. HNO3（氧化性+酸性）：（2） 酸的用量目的A. 过量：使矿石等完全溶解

4、，提高原料利用率制备物质（碱、碳酸盐、碳酸氢盐）B. 不宜过量加酸后需要调节PH :防止中和酸时消耗的碱/碳酸盐等过多不反应： 原料中有SiO2： 、酸浸后滤渣：SiO2（3） 酸浸后滤渣原料中有硅酸盐酸浸后滤渣：H2SQ3反应生 原料中有 Ca2+、Ba2+、Pb2+H2SO4酸浸 CaSO4 /BaSO4 /PbSO4成固体FeS+Mn O2+H2SO4酸浸后滤渣：S6.碱浸：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节 pH促进水解（沉淀） 补：与铝性质相近的金属：Be Ga In等；7. 水浸：与水接触反应或溶解。8. 醇浸：除去表面有机物。【问题与思考1】1）以菱镁矿（主要成分为Mg

5、CO3,含少量FeC6 ）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:捋鹼叢H：Ch NHyH2O木異MgOI I i如何提高酸溶过程中镁元素的浸出率?am 22）铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧铍铜元件（主要含BeO、CuS,还含少量FeS和Si02）中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下:过员盐滤液匚-恥6固体一定嫌件,Be*囲体反应I氨水MnO/稀H月滤液D - 宀固休Yu反应n滤液G沉淀F（二）常用的控制中心反应的条件（温度 pH浓度压强催化剂等）操作目的加热 加快反应速率或溶解速率； 促进平衡向吸热方向移动； 除去热不稳定的杂质，如 2HCO3、Ca（HCO3）2、

6、NH4CI、H2O2、AgNO3、KMnO4、HNO3（浓）等物质； 促进溶液中的气体逸出， 使沸点相对较低的原料气化或升华（12、氨水）。 加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 趁热过滤：防止降温时晶体析出而损耗1、调节反应温度的目的（化学反应速率与化学平衡、物质性质（溶解度，热稳定性和挥发性）降温 防止某物质在咼温时会溶解（或分解）； 使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）； 使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离； 降低晶体的溶解度，减少损失。控温方法：用水浴、冰浴、油浴控温-于优点：受热均匀、温度可控 防止某种物质温度过咼时会分解或挥发； 为了使某物质达到沸点挥发出来；

7、使催化剂的活性达到最好； 防止副反应的发生； 降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。【问题与思考2】以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCI的工艺过程如下:CuCI溶解步骤的温度应控制在 6070C,原因是： 2. 调节溶液PH值（1）.控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性；改变水解程度；（2）.除杂：控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 原理：促进水解（除K+、Ca2+、Na+、Ba2+外大多数金属阳离子易水解一水解显酸性） 调PH物质：主要元素对应的氧化物、碱、碳酸盐等。（能与J反应，使溶液pH值增大；

8、不引入新杂质）Eg:1 ）若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3*,可加入等物质来调节溶液的pH值。2）已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn (OH) 28.39.8思考：若要除去Mn2+溶液中含有的FeT，应该怎样做?调PH原因： 将 Fe2+氧化为 Fe3+可用：H2O2、O2、Cl2/CIO7CIO2-/CIO3-、BBBrO,、IO3-、KMn0 4/H+、MnO2、PbO2、HNO3、H2SO4（浓）等;优点：产物无污染且不引入新杂质;H2O2温度：反应温度不宜过高（H2O2受热易分解）实际量需多于

9、理论量（Fe3+、Cu2+、Ag+、MnO2等均可催化其分解）若量不足：Fe2*无法除去 调PH范围：杂质离子完全沉淀，目标离子开始沉淀【问题与思考3】畑道衣一酸浸滤渣ByinOfOH)：以炼锌厂的烟道灰（主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等）为原料可生产草酸 锌晶体（ZnC2O4 2H2O）。晶体有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的 pH如下表:氢氧化物Fe(OH)3Fe(OHhCu(OHhZn(OH):开始沅潼的pHL56d4_25A沉淀吏全的pH9.7678.21） . “除铁”（部分Cu2+可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为 。2） . “除锰”的离

10、子方程式为 。3）. “除铜”的离子方程式为 3. 浓度（1）控制反应速率，使平衡移动利于目标产物生成，减少对后续操作产生的影响（2）廉价、易得原料过量，保证反应完全发生或提高其他物质转化率， 但对后续操作也会产生影响【问题与思考4】锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。 工业上常 以B -锂辉矿（主要成分为LiAlSi 2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂。其 中一种工艺流程如下：已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:氢氧化物Fe(OH)3Al(OH) 3Mg(OH)2开始沉淀pH2. 73. 79. 6完全沉

11、淀pH3. 74. 7111）第一次加Na2CO3不宜过量原因： 2）第二次Na2CO3加需过量原因： 4. 压强（气体）：改变气体溶解度；改变反应速率，使平衡向需要方向移动;5. 在空气中或在其他气体中进行的反应或操作：要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的；（三）核心反应（主反应+除杂）一一陌生方程式的书写氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平非氧化还原反应：结合物质性质和反应酸碱环境判断产物形式1： NaCIO2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：NaCLOs回收琥酿、S0.-+反应-*-*结晶

12、、干燥*工玄C10二产品Ck*成品液1）“反应”过程化学方程式： 2）“电解”过程化学方程式： 3）“尾气吸收”过程化学方程式：（四）产品的分离提纯（过滤、结晶、蒸馏、萃取分液）1. 过滤：一贴、二低、三靠过滤用到的三个玻璃仪器： 2. 结晶（从溶液中得到晶体）（1）溶质只有一种 蒸发结晶（物质溶解度受温度影响小）：eg: NaCI 蒸发浓缩（至有晶膜）、冷却结晶、过滤（物质溶解度受温度影响大+所的晶体带结晶水）： eg:KNO3/ 胆矶；（2）溶质有两种或两种以上 蒸发浓缩趁热过滤：如除去NaCI （滤渣）中的少量KN03 （滤液）。 蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶：如除去KN03中的少量Na

13、CI。（3）重结晶：分离溶解度随温度变化差异大的溶质。（4） 气体氛围：以抑制某物质发生水解。 如何从 MgCl2 620中得到无水 MgCl2： 加热CeCl3 6H0和NH4CI的固体混合物可得到无水 CeCb,其中NH4CI的作用是 AICI3 6H0与S0CI2共热制备无水 AICI3,原因： （4）制纳米材料：eg: TiCl4溶液制备TO （加大量水同时加热）:TiCk+ （x+2）H2O（过量）=Td x4O J+4HCI （类似方法可制 SnO、SnO2、SrOs、Sb2O3 等）3. 洗涤（1）洗涤方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作 23次。（2

14、）常用洗涤剂 水洗：洗去晶体表面的水溶性杂质离子。 “冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 用特定的有机试剂清洗晶体（如：乙醇）：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等； 先水洗再乙醇洗：洗去晶体表面水分，且易于干燥； 饱和盐溶液洗（如：饱和氯化钠洗涤食盐）：降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等；（3）检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加xx试剂，振荡，若没有现象，则沉淀洗涤干净；反之未洗涤干净；4. 检验是否沉淀完全：表达一：静置，往上层清夜中继续滴加XX试剂;或者表达二过滤，取滤液少许于试管中，滴加XX试剂【

15、问题与思考5】铵明矶是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土(含SiO2、AI2O3、少量F62O3等)为原料制备硫酸铝晶体 Al2(SO4)3 182O和铵明矶NH4AI(SO4)2 12tO的工艺 流程如下图所示。浓硫酸 水“分离1”操作包含的实验步骤有 、冰水洗涤、减压干燥冰水洗涤的目的是。【问题与思考6】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。工业上从弱碱性卤水(主要成份为MgCl2)中获取MgCO3 3HD的方法如下：NaOH卤水 一沉淀| 过滤 一 洗涤 ”烘干 *碳酸镁水合物I JCO2滤液在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为 。补：其他常见考点化学方程式 实验仪器 计算 信息Eg:(1) 如何提高吸收液吸收的SO2反应速率：答：适当提高温度、增大吸收液或 NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌(2) 过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘(3) 产品进一步提纯的操作：答：重结晶(4) 减压蒸发(小心烘干)：答：常压蒸发温度过高，XX易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止XX分解(5) 蒸发浓缩用到的主要仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚钳。(6) 不用其它试剂，检查NH4CI产品是否纯净的方法及