无机化工生产流程

1、解读化学工艺流程题解读化学工艺流程题1Ag/ Al2O3是石油化学工业的一种重要催化剂是石油化学工业的一种重要催化剂Ag起催化作用起催化作用Al2O3是载体且不溶于硝酸是载体且不溶于硝酸2()酸酸 溶溶()吸吸 收收()过滤、洗涤过滤、洗涤()沉沉 淀淀()酸酸 溶溶()转转 化化Ag/Al2O3HNO3蒸馏水蒸馏水NaCl-Al2O3NOxNaOH溶液溶液AgNO3晶体晶体HNO3AgCl(S)NaNO3溶液溶液Fe2O3FeCl3()()流程题流程题1：石油工业催化剂：石油工业催化剂Ag/Al2O3 的回收利用的回收利用 3流程题流程题2：高效无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁的制取：高效无机高分

2、子絮凝剂聚合硫酸铁的制取取样分析取样分析氧化、水解、聚合氧化、水解、聚合还原还原酸溶酸溶产品产品红褐色溶液红褐色溶液FeOFe2O3Fe3O428%H2SO4FeNaClO3 H2SO4聚合硫酸铁是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用聚合硫酸铁是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的的Fe3+必须先还原为必须先还原为Fe2+。 4流程题流程题3：氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠：氯碱厂电解饱和

3、食盐水制取氢氧化钠 化化 盐盐 精精 制制 电电 解解 脱脱 盐盐 粗盐粗盐水水NaOHNa2CO3Cl2H210%NaOH、16%NaCl溶液溶液50%NaOH溶液溶液 沉渣沉渣 NaCl晶体晶体 5蛇纹石蛇纹石溶解溶解pH1Mg(HCO3)2热解热解碱式碱式碳酸镁碳酸镁HClCa(OH)2SiO2沉淀物沉淀物A沉淀物沉淀物BCa(OH)2CO2流程题流程题4：由蛇纹石制取碱式碳酸镁：由蛇纹石制取碱式碳酸镁67从结构上分从结构上分单线型单线型双（多）线型双（多）线型从目的上分从目的上分除杂型除杂型除杂除杂+制备型制备型制备型制备型8除杂型除杂型2021年年32题题 2007年年24题题 9制

4、备型制备型2007年年21题题 2006年年22题题 10除杂除杂+制备型制备型2021年年32题题 除杂除杂制备制备2021年年23题题 制备制备除杂除杂11化工流程题通常要达到化工流程题通常要达到两个目的两个目的：（1 1）如何利用某些物质制备另一物质；）如何利用某些物质制备另一物质；（2 2）如何从混合物中分离、提纯某一物质。）如何从混合物中分离、提纯某一物质。 12化工流程题需解决的主要矛盾化工流程题需解决的主要矛盾 解决将原料转化为产品的生产原理；解决将原料转化为产品的生产原理； 除去所有杂质并分离提纯产品；除去所有杂质并分离提纯产品； 提高产量与产率；提高产量与产率； 减少污染，考

5、虑减少污染，考虑 “ “绿色化学绿色化学”生产（原子经济生产（原子经济化、原料循环、过程无害化）；化、原料循环、过程无害化）； 原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题； 生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。问题。 13高考想考什么？高考想考什么？ 呈现呈现形形式式：流程图、表格、图像：流程图、表格、图像 设问方式设问方式：措施、成分、物质、原因：措施、成分、物质、原因 能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、 表达能力表达能力 知识落点知识落点：基本理论、元

6、素化合物、实验：基本理论、元素化合物、实验 综上所述，无机工业流程图题能够以综上所述，无机工业流程图题能够以真实真实的工业的工业生产过程为背景，体现生产过程为背景，体现能力立意能力立意的命题指导思想，的命题指导思想，能够能够综合综合考查学生各方面的基础知识及将已有知考查学生各方面的基础知识及将已有知识识灵活应用灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以在生产实际中解决问题的能力。所以近年来广东高考该类型题持续出现。近年来广东高考该类型题持续出现。14工业流程题涉及到的制备原理有：工业流程题涉及到的制备原理有：电解：电解：热还原法：热还原法：热分解法：热分解法： 水解法：水解法：复分解：复分解：工

7、业制工业制备原理备原理金属的冶炼、金属的精炼、氯碱工业金属的冶炼、金属的精炼、氯碱工业金属的冶炼、硅单质的冶炼金属的冶炼、硅单质的冶炼金属的冶炼、纯碱的制备金属的冶炼、纯碱的制备纳米材料、金属氧化物、碱式盐的制备纳米材料、金属氧化物、碱式盐的制备侯氏制碱法侯氏制碱法15工业流程题涉及到的除杂原理工业流程题涉及到的除杂原理液相液相水溶液相水溶液相将杂质变为气相或固相将杂质变为气相或固相将目标物变为气相或固相将目标物变为气相或固相相分离相分离非水液相非水液相固相固相将杂质变为气相或液相将杂质变为气相或液相将目标物变为气相或液相将目标物变为气相或液相气相气相将杂质变为液相或固相将杂质变为液相或固相将

8、目标物变为液相或固相将目标物变为液相或固相161718调调pH值除杂值除杂 试剂除杂试剂除杂加热加热降温降温母液（滤液）母液（滤液） 萃取萃取19洗涤（冰水洗涤（冰水 热水）热水） 蒸发、反应时的气体氛围蒸发、反应时的气体氛围 抑制水解抑制水解蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发结晶、趁热过滤蒸发结晶、趁热过滤重结晶重结晶20方程式方程式 书写书写 实验仪器选择实验仪器选择计算计算 信息点信息点 21例例1、（、（09广东，广东，22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和和Fe2

9、O3等，回收其中镁的工艺流程如下：等，回收其中镁的工艺流程如下： 分离提纯分离提纯预处理预处理分离提纯分离提纯还原还原22沉淀物沉淀物Fe（OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.23.25.25.212.412.4部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH值见上表。值见上表。23原料：原料：预处理：预处理：除杂：除杂：核心化学反应核心化学反应是是 矿石（固体）矿石（固体）酸溶解（表述：酸溶解（表述：“浸出浸出”）控制溶液酸碱性使金属离子形控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀成沉淀控制条件，调节控制条件，调节PH，使，使Mg2+全部全部沉淀沉淀24固体

10、废料固体废料MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3等等H2SO4过滤过滤滤液：滤液：滤渣：滤渣：气体：气体：NaOH pH=5.5 过过 滤滤滤渣滤渣：滤液：滤液：N a O H pH=12.5 过滤过滤滤液滤液： MgCl2 CO2H2SiO3及其它固体杂质及其它固体杂质Mg2+、Al3+、Fe3+、SO42-、过量、过量H+Fe(OH)3Al(OH)3Mg2+、SO42-Na+Mg(OH)2SO42-、Na+例题例题1分析：分析：25熟悉工业流程常见的实验方法：熟悉工业流程常见的实验方法：粉碎、研磨：粉碎、研磨：溶解、浸取：溶解、浸取：灼烧、煅烧灼烧、煅烧:通常用水或酸或碱溶解。

11、如用硫酸、通常用水或酸或碱溶解。如用硫酸、盐酸、氢氧化钠等盐酸、氢氧化钠等得到可溶性离子进得到可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。过程。改变结构，使一些物质能溶解。并使改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解一些杂质高温下氧化、分解如从海带如从海带中提取碘、煅烧贝壳、黄铁矿等中提取碘、煅烧贝壳、黄铁矿等增大反应物间的接触面积，增大反应物间的接触面积，加快反应速率加快反应速率（1 1）原料的预处理）原料的预处理26例例1(09广东化学广东化学22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有废料，主要含有

12、MgCO3、MgSiO3、Al2O3和和Fe2O3等，等，回收其中镁回收其中镁的工艺流程如下：的工艺流程如下： 沉淀物沉淀物Fe（OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.23.25.25.212.412.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表。由见上表。（1）“浸出浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 _（要求写出两条）。（要求写出两条）。适当提高反应温度，增加浸出时间，搅拌使反应物充分接触反应，适当提高反应温度，增加浸出时间，搅拌使反应物充分接触反应，过滤后多次浸取过滤后多次浸取27

13、例例2（2021广东理综卷）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药广东理综卷）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以等领域。以-锂辉石（主要成分为锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：的工艺流程如下：已知：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和和Mg2+以氢氧化物形式完全以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的沉淀时，溶液的PH分别为分别为3.2、5.2、9.7和和12.4；Li2SO4、LiOH和和Li2CO3在在303K下的溶解度分别为下的溶解度分别为34.2g、12.7g和和1.3g（1）步骤）步骤前，前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是锂辉石要粉碎成

14、细颗粒的目的是_增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。28例例3（2021东莞期末考试）高岭土化学组成为：东莞期末考试）高岭土化学组成为：Al2O3（25%34%）、）、SiO2（40%50%）、）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，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。聚异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱合氯化铝是一种新型

15、、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流。用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程如下：煅烧程如下：煅烧Al2(OH)nCl6-n高岭土高岭土4mol/L的盐酸适量铝粉适量的盐酸适量铝粉适量CaCO3溶解除杂过滤滤渣调溶解除杂过滤滤渣调pH蒸发浓缩蒸发浓缩根据流程图回答下列问题：根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧煅烧”的目的是的目的是_。改变高岭土中氧化铝的结构改变高岭土中氧化铝的结构（1分分），使其能溶于酸（），使其能溶于酸（1分分） 29（2）控制反应条件的方法）控制反应条件的方法控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧控制溶

16、液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀化物沉淀（调节溶液（调节溶液pH值且不引入新杂质）值且不引入新杂质）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如如 下表所示下表所示若要除去若要除去Cu2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完全Fe(OH)3 2.73.7Fe(OH)2 7.69.6Cu(OH)2 8.39.830调节调节pH所需的物质所需的物质调节调节pH所需的物质一般应满足两点：能所需的物质一般应满足两点：能与与H反应，使溶液反应，使溶液pH值增大；不引入值增大；不引入新杂质。新杂质。

17、例如：若要除去例如：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等等物质来调节溶液的物质来调节溶液的pH值值 31加热加热: 控温控温:加快反应速率或加快反应速率或促进平衡向某个方向移动促进平衡向某个方向移动防止某物质在高温时会溶解、水解、分解防止某物质在高温时会溶解、水解、分解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动或为使化学平衡向着题目要求的方向移动32例例4（2021揭阳二模）工业上制取揭阳二模）工业上制取CuCl2的生产流程如下：的生产流程如下：请结合下表数据，回答问题：请结合下表数据，回答问题：（5）由）由Cu(OH)2加入盐酸

18、使加入盐酸使Cu(OH)2转变为转变为CuCl2。采。采用用“稍多量盐酸稍多量盐酸”和和“低温蒸干低温蒸干”的目的的目的是是 。抑制抑制Cu2的水解，防止的水解，防止CuCl2晶体中含有晶体中含有Cu(OH)2杂质杂质 33例例5（07年广东）年广东）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：副产品硫酸钠，工艺流程如下：（3）“冷却结晶冷却结晶”过程中，过程中，析出析出NH4Cl晶体的合适温度晶体的合适温度为为_。35（3340均可得分）均可得分） 34 蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶从溶液中得到固体产品，从溶液中得到固体产品，防防止

19、某物质降温时会析出止某物质降温时会析出洗去晶体表面的杂质离子，并减少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（注晶体在洗涤过程中的溶解损耗（注意表述清楚）意表述清楚）从溶液中得到固体产品，产品从溶液中得到固体产品，产品溶解度一般随温度变化较大溶解度一般随温度变化较大为了使产品更纯，采用多次结晶的方法均称之为为了使产品更纯，采用多次结晶的方法均称之为(3)产品的分离提纯产品的分离提纯蒸发结晶、趁热过滤蒸发结晶、趁热过滤洗涤（洗涤（冰水、酒精）冰水、酒精）重结晶重结晶35例例5（07年广东）年广东）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工

20、艺流程如下：副产品硫酸钠，工艺流程如下：（3）“冷却结晶冷却结晶”过程中，过程中，析出析出NH4Cl晶体的合适温度晶体的合适温度为为_。（5）若）若NH4Cl产品中含有硫产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是的方法是 。 35（3340均可得分）均可得分） 重结晶重结晶36例例6（08深圳二模）深圳二模）下图是下图是Na2Cr2O7和和Na2SO4的溶解的溶解度曲线：度曲线：Na2Cr2O72H2ONa2SO4Na2SO410H2OS/g8060402020406080T/（5）据此，步骤）据此，步骤操作的方法是：将操作的方法是：将所得溶所得溶液液_(填操作填操作)，趁热过滤得到的，趁热过滤得到的晶体是晶体是_(填化学式填化学式)；然后将所得；然后将所得溶液溶液_(填操作填操作)，得到的晶体是，得到的晶体是 _。蒸发浓缩蒸发浓缩Na2SO4冷却结晶冷却结晶Na2Cr2O72H2O37(