无机化工流程题的解题方法PPT学习教案

1、会计学1无机化工流程题的解题方法无机化工流程题的解题方法练习册练习册 P79第1页/共55页第2页/共55页第3页/共55页第4页/共55页第5页/共55页第6页/共55页 1、工业生产流程主线与核心、工业生产流程主线与核心 原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用原料循环利用排放物的无排放物的无害化处理害化处理规律规律: 主线主产品、分支副产品、回头为循环。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、核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、 生产条件的控制生产条件的控制第7页/共55页（2012汕头一模 32）（16分）铁氧体可用于隐形飞机

2、上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：废 电 池酸 浸H2SO4H2O2过 滤弃 去 塑 料 、 碳 棒 、 碳 粉氨 水调 pH除 汞 Fe粉MnSO4 成 分煮 沸1hpH=7 10.5水 热锰 锌 铁 氧 体210 2h 后 处 理（ MnxZn1 xFe2O4） KMnO4溶 液 吸 收吹 出 Fe粉过 滤 并测 滤 液原料预处理除杂、净化主反应第8页/共55页32.（16分）随着社会的发展，铅的冶炼、加工、废铅分）随着社会的发展，铅的冶炼、加工、废铅蓄电池量急剧增加等引起的铅污染应当得到重视与关蓄电池量急剧增加等引起的铅污染应当得到重视与关注。废铅蓄

3、电池回收铅和含铅废水的处理工艺流程如注。废铅蓄电池回收铅和含铅废水的处理工艺流程如下下: 已知：已知：Ksp(PbSO4)=1.610-5 ； Ksp(PbCO3)=3.310-14预处理含铅渣泥PbO2和PbSO4（）Na2SO3 Na2CO3H2O、还原转化废蓄电池洗涤过滤 母液副产品PbCO3溶解PbSiF6Pb电解H2SiF6强酸性（）原料预处理除杂、净化2012汕头二模汕头二模主反应第9页/共55页解题思路：解题思路：结合问题结合问题，明确整个流程及每一部分的目的，明确整个流程及每一部分的目的 分析每步的反应及产物分析每步的反应及产物（特别是与问题相关）（特别是与问题相关） 结合基础

4、理论与实际问题思考结合基础理论与实际问题思考 注意答题有模式与要点注意答题有模式与要点 2、解答无机化工流程试题的程序此类试题的题干通常包括此类试题的题干通常包括文字说明文字说明、工艺（实验）流程工艺（实验）流程以及以及供参考的数据供参考的数据（以表格、图像等呈现）。（以表格、图像等呈现）。每道试题都是由题干和问题构成，题干服务于问题，问每道试题都是由题干和问题构成，题干服务于问题，问题离不开题干。题离不开题干。 第10页/共55页基本步骤基本步骤第11页/共55页二遍读题，注意关联问题。一般只考虑后面提问有关二遍读题，注意关联问题。一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不必清楚，的步骤，其他不必

5、清楚，“难得糊涂难得糊涂”。读取信息要客观评价、筛选读取信息要客观评价、筛选把问题再放入题中前后比对把问题再放入题中前后比对有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果，有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果，“跟跟着感觉走着感觉走”、“顺藤摸瓜顺藤摸瓜”，用已学过的知识来，用已学过的知识来“圆圆”这个结果。这个结果。所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。重组、迁移到本题中来。大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、往有悖所

6、学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本成本 等等。等等。最后要看清楚问什么，不要答非所问最后要看清楚问什么，不要答非所问第12页/共55页3、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）原料预处理主反应分离提纯获得产品第13页/共55页3、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）、工业流程的常见考点（平时要注意积累，再补充）第14页/共55页（2011江门二模）某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下：废渣废气粉碎焙烧酸浸空气盐酸试剂F过滤滤渣滤液BNaCl调节pH至34CuCl2

7、2H2O预处理预处理1 1、粉碎的目的：、粉碎的目的： 。2 2、焙烧的目的：、焙烧的目的： 。3 3、酸浸的目的：、酸浸的目的： 。4 4、调节、调节pH=3-4pH=3-4的原因：的原因： 。 已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为：9.7、3.2、6.4。增大反应物的接触面积，加快反应速率增大反应物的接触面积，加快反应速率使使CuSCuS转化为转化为CuO,FeCuO,Fe2+2+转化为转化为FeFe3+3+使使CuOCuO、FeFe的化合物溶解的化合物溶解使使FeFe3+3+沉淀完全沉淀完全第15页/共55页 反应原理:化学平衡、水解原理、电化学

8、计算 提取信息点 基本理论:离子反应、氧化还原反应（2）、主反应的常见考点）、主反应的常见考点第16页/共55页（ 09江苏）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：反应反应反应反应空气中煅烧FeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)FeCO3(s)稀H2SO4KCl过滤NH4Cl溶液K2SO4(s)(NH4)2S2O8溶液H2(g)Fe2O3(s)CO2(g)（4 4）反应）反应常被用于电解生产常被用于电解生产( (过二硫酸铵过二硫酸铵) )。电解。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示时均用惰性电极，阳极发生

9、的电极反应可表示为为 。（1）反应）反应的离子方程式：的离子方程式：Fe2+ + 2HCO3 = FeCO3+ H2O + CO2 2SO42- 2e- = S2O82-第17页/共55页第18页/共55页第19页/共55页“趁热过滤”的原因是 ； （2012吉林调研）实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)24H2O的流程如下： Cu2(OH)2CO3固固 体体7080的热水的热水Cu(HCOO)24H2O1mol胆矾胆矾2mol小苏打小苏打甲酸甲酸约约50的热水的热水研研磨磨冷却、冷却、操作操作a洗涤洗涤搅搅拌拌趁热过滤趁热过滤冷却、过滤、无水冷却、过滤、无水乙醇洗涤、晾干乙醇洗涤、晾干搅拌搅

10、拌CO2防止降温甲酸铜结晶而损失 用无水乙醇洗涤晶体的目的 。 除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失 分离提纯分离提纯预处理预处理主反应主反应第20页/共55页第21页/共55页（2011江门二模）某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下：废渣废气粉碎焙烧酸浸空气盐酸试剂F过滤滤渣滤液BNaCl调节pH至34CuCl2 2H2O为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线（如图），“趁热过滤”得到的固体是 。Na2SO4 （从题中可以看出溶液中（从题中可以看出溶

11、液中CuCl2 、Na2SO4 的含量相差不大）的含量相差不大）第22页/共55页温度的影响归纳：温度的影响归纳：、趁热过滤（或冰水洗涤）的目的：防止某物质降温时会析、趁热过滤（或冰水洗涤）的目的：防止某物质降温时会析出（或升温时会溶解）而带入新的杂质出（或升温时会溶解）而带入新的杂质、冰水中反应或降温、冰水中反应或降温反应反应的目的：防止某物质在高温时会溶的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使平衡向着题目要求的方向移动解或为使平衡向着题目要求的方向移动、反应中反应中采取加热措施的作用：一般是为了加快反应速率或采取加热措施的作用：一般是为了加快反应速率或加速某固体的溶解加速某固体的溶解第23页

12、/共55页、如题目中要求温度控制在某温度范围内（可用水浴或油浴来、如题目中要求温度控制在某温度范围内（可用水浴或油浴来控制）：一般有以下几个目的：控制）：一般有以下几个目的：A A、防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，将将COCO2 2通入通入NaClNaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（的氨溶液中，保持溶液的温度为（3030+ +2 2），可可得得NaHCONaHCO3 3晶体，晶体，温度控制在这个范围，目的就是

13、防止温度控制在这个范围，目的就是防止NaHCONaHCO3 3晶体晶体分解。而在分解。而在BrBr2 2的制取过程中，出溴口的温度控制在的制取过程中，出溴口的温度控制在80809090，目的就是要使目的就是要使BrBr2 2挥发出来而又减少水蒸气混入挥发出来而又减少水蒸气混入BrBr2 2中。中。B B、使催化剂的活性达到最好：使催化剂的活性达到最好：如合成氨或工业如合成氨或工业SOSO2 2氧化为氧化为SOSO3 3时，时，选择的温度是选择的温度是500500左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。高。C C、防止副反应的发生防止副反应的发生：如乙醇的

14、消去反应温度要控制在：如乙醇的消去反应温度要控制在170170，原因是就是在原因是就是在140140时会有乙醚产生。时会有乙醚产生。D D、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，设备的要求，达到绿色化学的要求达到绿色化学的要求。以上有关温度的总结只能说。以上有关温度的总结只能说是有这种可能来考，具体问题要具体分析。是有这种可能来考，具体问题要具体分析。第24页/共55页环保：绿色化学 成本：原料价格、能耗控制、循环利用 第25页/共55页第26页/共55页（2012广东高考广东高考32）难溶性杂卤石（难溶性杂卤石（

15、K2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于属于“呆矿呆矿”，在水中存在如下平衡：，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(S) 2Ca22KMg24SO422H2O 为能充分利用钾资源，用饱和为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释）用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤溶液能溶解杂卤石浸出石浸出K的原因：的原因： Mg(OH)2 CaSO4加入加入Ca(OH)2溶液，氢氧根与镁离子结合成溶液，氢氧根与镁离子

16、结合成Mg(OH)2，Ca2与与SO42结合成结合成CaSO4而析出，使平衡向右移动，而析出，使平衡向右移动，杂卤石溶解浸出杂卤石溶解浸出K（留在滤液中）。（留在滤液中）。 （3）“除杂除杂”环节中，先加入环节中，先加入 溶液，经搅拌等溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入操作后，过滤，再加入 溶液调滤液溶液调滤液pH至中性。至中性。K2CO3 稀H2SO4 第27页/共55页（4）不同温度下，）不同温度下，K的浸出的浸出浓度与溶浸时间的关系如右图，浓度与溶浸时间的关系如右图，由图可得，随着温度升高，由图可得，随着温度升高， 在同一时间在同一时间K的浸出浓度大的浸出浓度大 K的溶浸速率加快，达的溶

17、浸速率加快，达到溶浸平衡的时间短。到溶浸平衡的时间短。 （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：发生：CaSO4(S)CO32 CaCO3(S)SO42已知已知298K时，时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数，求此温度下该反应的平衡常数K（计算（计算结果保留三位有效数字）。结果保留三位有效数字）。第28页/共55页练习练习:聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其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单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nC

18、l6-n。本实验采用铝。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、）、SiO2（40%50%）、）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土化学性质也有差异，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：中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：高岭土 A酸 适量C

19、aCO3煅烧 浸出 搅拌，调节溶液pH在 4.24.5，过滤蒸发浓缩 Al2(OH)nCl6-n 901000C 已知：Fe3、Al3以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为 3.2、 5.2。第29页/共55页改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。 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_。（2）“浸出浸出”过程中发生反应的离子方程式为过程中发生反应的离子方程式为_。（3）“浸出浸出”选用的酸为选用的酸为_。配制质量分数。配制质量分数15的的A酸需要酸需要200mL30的的A酸（密度约为酸（密度约为1.15g/cm3）和）和_g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、蒸馏