高中化学 化学工业流程专题-课件-第2课时 学习资料

化学工业流程专题（二）主讲人：吴淑花

学学 科：化学（人教版） 年校：北京市第八十中学级：高二下学期高中化学学习目标从铝土矿、磷精矿等矿石的开发和利用，以及对经典试题的分析，复习和总结常用的物质分离提纯的方法，体会物质的分离和提纯在工业流程中价值和意义，总结工业流程题的分析思路和应对策略。高中化学原料产品核心反应核心问题：分离提纯原料选取核心反应分离提纯绿色经济流程设计条件的选择和控制高中化学二、化学工业中的分离与提纯(1)水溶法：溶出或去除可溶性杂质(2)酸溶法：溶出或去除碱性杂质(3)碱溶法：溶出或去除酸性杂质(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质(6)调节溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3+等1.

常用的提纯方法氺浸酸浸碱浸高中化学酸溶法去除SiO2浸取铝、铁元素例1.

从铝土矿(主要成分Al2O3)中提炼铝除铁铝的分离高中化学碱溶法去除Fe2O3浸取铝、硅元素除硅铝的分离例1.

从铝土矿(主要成分Al2O3)中提炼铝高中化学经典考

题2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4

△ 10CaSO·0.5HO+6H

PO4 2 3 42Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O

△ 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑（201将8矿北石京中高的考） 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：PO43-浸入溶液原料产品已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含Ca5(PO4)3F和有机碳等。高中化学2 3例2.以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量Fe

O

、CuO、2SiO

、MnO等)为原料可生2 4 2产草酸锌晶体(ZnC

O

·2H

O)。Mn2＋＋H2O2＋H2O=

MnO(OH)2↓＋2H＋除SiO22＋-Zn 、Cl

、＋3＋H 、

Fe 、Cu2＋ZnS(s)＋Cu2＋(aq)⇌CuS(s)＋Zn2＋(aq)调节pH2＋-Zn 、

Cl、少H＋提纯分离Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋常用的分离方法过滤：分离难溶物和易溶物萃取和分液：如用CCl4或苯萃取溴水中的溴(3)蒸馏或分馏：如分离乙醇或甘油。(4)冷却：如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨高中化学二、化学工业中的分离与提纯高中化学经典考

题例3.（2017年北京高考）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)ΔH=-

45.5kJ/mol已知：资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点／℃58136181（升华）3161

412熔点／℃-69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶难溶高中化学例3.（17年北京高考）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：高中化学（1）④

氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点／℃58136181（升华）3161412熔点／℃-69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶难溶则滤渣中含有

Mg_C_l_2、A_lCl3_、_F_e_C_l。3资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质主要TiCl4，有SiCl4

、少量AlCl3、FeCl3、MgCl2高中化学（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点／℃58136181（升华）3161412熔点／℃-69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶难溶主要TiCl4，有SiCl4

、少量AlCl3、FeCl3、MgCl2，T2应控制在

高于1。36℃，低于181℃T1<

T2物质a是

SiCl4高中化学蒸发结晶冷却结晶受热或灼烧易分解加热蒸发后得不到相应的盐加热蒸发更易被氧化加热蒸发时易失结晶水溶解度随温度变化不明显，化学性质稳定NH4HCO3、

NaHCO3FeCl3、CuCl2、

AlCl3、Na2SO3、FeSO4

•

7H2OCuSO4•5H2O、Na2CO3•

10H2O如:

NaCl如:

KNO3溶解度随温度变化明显，且温度越高S越大2.

常用的分离方法（5）由溶液获得晶体高中化学【思考2】如何由MgCl2﹒6H2O获取无水MgCl2？将MgCl2﹒6H2O放在HCl气流中加热蒸干（5）由溶液获得晶体【思考1】现有一瓶MgCl2溶液，如何获取MgCl2﹒6H2O晶体

？蒸发浓缩、

冷却结晶、

过滤结晶法的常规操作保持溶液为酸性环境（至液面出现少量晶膜）高中化学溶解度/gKNO3NaCl20

℃33.036.0100

℃24639.1冷却结晶

法【思考3】如何从含有少量NaCl的KNO3溶液中获取KNO3？假设：该溶液70

℃，其中含水200

g、

KNO3

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g、NaCl20g，且不饱和。操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。思考：

当蒸发走100g

水时，氯化钠饱和吗？降温到20

℃，氯化钠会析出吗？如果原溶液中含有37

g

氯化钠，蒸发浓缩时仅失100

g

水，温度降至20℃，会有氯化钠析出吗？如果有怎么去除？ 1

g高中化学溶解度/gKNO3NaCl20

℃33.036.0100

℃24639.1思考：当溶液中还余10

g水时，晶体中会有硝酸钾吗？该过程可否把溶液蒸干？类似于海水晒盐蒸发结晶

法【思考4】如何从含有少量KNO3的NaCl溶液中获取NaCl呢

？假设：该溶液20

℃，其中含水120

g、KNO35

g、NaCl有39.1

g，且不饱和。操作：加热蒸发至出现大量晶体，趁热过滤、洗涤、干燥。高中化学知

识

回

顾例4.

粗苯甲酸的提纯（含有少量易溶性杂质NaCl和不溶性杂质沙子）操作：①

加水加热溶解（至白色固体恰好消失

）②

趁热过滤（滤去沙子）③

冷却结晶④

过滤、洗涤、干燥（得苯甲酸晶体，少量NaCl杂质留在母液里）溶解度/g苯甲酸NaCl25

℃0.3436.195

℃6.839.0高中化学FeSO4、H2SO4/△过滤(过程Ⅰ)含铅废料滤液PbSO4粗品滤液1PbO粗品高纯PbO10%NaOH溶液/△冷却、过滤(过程Ⅱ)过程Ⅲ经典考

题例5．(2016年北京高考)以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：PbO的提纯高中化学答案：向PbO粗品中加入一定量的