化工流程专题复习

1、云安中学化学组云安中学化学组化工流程图题问题主要从以下两点设置：化工流程图题问题主要从以下两点设置：1. 重要化工生产及资源利用：主要涉及元素重要化工生产及资源利用：主要涉及元素化合物性质，化学反应原理（氧化还原反应、化化合物性质，化学反应原理（氧化还原反应、化学平衡、盐类水解、电化学、热化学）等。学平衡、盐类水解、电化学、热化学）等。2. 环境与化学：主要涉及环境与化学：主要涉及“废水、废气、废废水、废气、废渣渣”的来源、对环境的影响和处理方法。的来源、对环境的影响和处理方法。 解题策略解题策略 题中一些有用信息常以框图形式给出，分题中一些有用信息常以框图形式给出，分析时，既要看析时，既要看

2、“框内框内”，也要看，也要看“框外框外”，结，结合原理合原理(反应原理、装置原理、操作原理反应原理、装置原理、操作原理)，还，还得三考虑得三考虑(考虑成本，考虑环保，考虑现实考虑成本，考虑环保，考虑现实)，边分析，边思考。边分析，边思考。 化工流程图题解析一、审题一、审题 带着题设问题研究图中的带着题设问题研究图中的“某一环某一环”二、析题二、析题 :结合原理、相应知识点，且考虑成本、环保、现实结合原理、相应知识点，且考虑成本、环保、现实三、答题三、答题 准确表达准确表达试题试题“长度长度”大，阅读耗时长，如何审题至关重要。大，阅读耗时长，如何审题至关重要。首先，要粗读试题，对于解题无关步骤不

3、必纠缠。首先，要粗读试题，对于解题无关步骤不必纠缠。其次，要带着题设问题精心研究流程图某一步骤或某其次，要带着题设问题精心研究流程图某一步骤或某种物质，弄清哪些问题需要结合流程图来解答，哪些问种物质，弄清哪些问题需要结合流程图来解答，哪些问题和流程图无关，前后问题有没有题和流程图无关，前后问题有没有“联带关系联带关系”。原料预处原料预处理除杂。理除杂。净化净化化工化工工艺工艺流程流程反应条件反应条件的控制的控制原料的循环利用原料的循环利用排放物排放物的无害的无害化处理化处理 原料原料无机矿物无机矿物核心化核心化学反应学反应所需所需产品产品生产生产过程过程生产生产工艺工艺条件条件控制控制循环循环

4、利用利用反应原理反应原理物料流向物料流向反应条件反应条件物质分享物质分享绿色化学绿色化学主副产品主副产品产率计算产率计算呈现形式呈现形式 原料原料无机矿物无机矿物核心化核心化学反应学反应所需所需产品产品生产生产过程过程生产生产工艺工艺条件条件控制控制循环循环利用利用反应原理反应原理物料流向物料流向反应条件反应条件物质分享物质分享绿色化学绿色化学主副产品主副产品产率计算产率计算呈现形式呈现形式2012年广东高考年广东高考(1)滤渣主要成分有滤渣主要成分有 和和 以及未溶杂卤石。以及未溶杂卤石。杂卤石杂卤石溶浸溶浸过滤过滤除杂除杂过滤过滤蒸发浓缩蒸发浓缩冷却结晶冷却结晶硫酸钾硫酸钾母液母液 滤液滤

5、液滤渣滤渣Ca(OH)2溶液溶液32.(17分）难溶性杂卤石（难溶性杂卤石（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： 为了充分利用钾资源，用饱和为了充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液浸杂卤石制备硫酸溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：钾，工艺流程如下：K2SO4MgSO42CaSO42H2O (s) 2Ca2+ + 2K+ + Mg2+ + 4SO42- + 2H2OMg(OH)2 CaSO4 加入加入Ca(OH)2溶液，溶液，OH-与与Mg2+结合结合Mg(OH)2使平衡向右移动使平衡向右移动,杂卤石溶解浸出杂卤石溶解

6、浸出K+ 。 （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溶液能溶解杂卤石溶液能溶解杂卤石 浸出浸出K+的原因的原因 ：K2CO3 H2SO4溶浸达到平衡的时间缩短溶浸达到平衡的时间缩短，反应速率加快反应速率加快平衡时平衡时K+的浸出浓度增大的浸出浓度增大杂卤石杂卤石溶浸溶浸过滤过滤除杂除杂过滤过滤蒸发浓缩蒸发浓缩冷却结晶冷却结晶硫酸钾硫酸钾母液母液 滤液滤液滤渣滤渣Ca(OH)2溶液溶液（3）“除杂除杂”环节中，先加入环节中，先加入 溶液溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶溶液调滤液液调滤液pH至中性。至中性。（4）不同的温度下，不同的温度

7、下，K+的浸出浓度与溶浸的浸出浓度与溶浸时间的关系是图时间的关系是图14，由图可得，随着温度，由图可得，随着温度升高升高 ; 。已知已知298K时，时，Ksp(CaCO3) = 2.8010-9，Ksp(CaSO4) = 4.9010-5，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）。 （5）也有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：也有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s) + CO32-（aq） CaCO3(s) + SO42-（aq）4953423241075. 11080. 21090.

8、 4)()()()(CaCOKCaSOKCOcSOcKspsp(1) /(2)CaSO4 (s) Ca2+(aq) + SO42-(aq) CaCO3 (s) Ca2+(aq) + CO32-(aq) 解解注意单位，单位不对会扣分的。 由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：镀铝。工艺流程如下：（注：注：NaCl熔点为熔点为801；AlCl3在在181升华升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防

9、）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为关的化学方程式为 ； 。 （注：注：NaCl熔点为熔点为801；AlCl3在在181升华）升华）2Al +Fe2O3 Al 2O3+2Fe 高温高温4Al+3SiO2 3Si+ 2Al 2O3高温高温HCl 、AlCl3 NaCl Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O, H+OH-=H2O（2）将将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有

10、外还含有 ；固态；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在存在 . （3）在用废碱液处理）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方的过程中，所发生反应的离子方程式为程式为 , . Na、H2AlHCl、AlCl3 Cl2NaClAlCl3HCl、Cl2（注：注：NaCl熔点为熔点为801；AlCl3在在181升华）升华） （4）镀铝电解池中，金属铝为）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以中铝元素和氯元素主要以AlCl4 和和Al2Cl7形式存在，铝形式存在，铝电极的主要电极反应式为电极的主

11、要电极反应式为 . （5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是材腐蚀，其原因是阳阳Al+7AlCl4-3e-=4Al2Cl7- 致密致密的氧化铝的氧化铝能阻止内部能阻止内部金属继续金属继续 被氧化被氧化，起到防腐，起到防腐的的保护作用保护作用。32 、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已 -锂辉石锂辉石（主要成分为（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备）为原材料制备Li2CO3的工的工艺流程如下：艺流程如下：-锂辉石锂辉石浸取锂浸取锂硫酸硫酸浸出液浸出液浸出渣浸出渣除杂除杂滤液

12、滤液蒸发蒸发浓缩浓缩沉淀沉淀饱和碳酸锂饱和碳酸锂溶液溶液碳酸锂碳酸锂母液母液 I II III已知：已知：FeFe3+3+、AlAl3+3+、FeFe2+2+和和MgMg2+2+以氢氧化物形式完全沉淀时，以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的溶液的p pH H分别为分别为3.23.2、5.25.2、9.79.7和和12.412.4；LiLi2 2SOSO4 4、LiOHLiOH和和LiLi2 2COCO3 3在在303K303K下的溶解度分别为下的溶解度分别为34.2g34.2g、12.7g12.7g和和1.3g1.3g（1 1）步骤）步骤前，前，B-B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是锂辉石要粉碎成细

13、颗粒的目的是 增大固体与液体接增大固体与液体接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。（2 2）步骤）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有中，酸浸后得到的酸性溶液中含有LiLi+ +、SOSO4 42-2-, ,另含另含有有AlAl3+3+、FeFe3+3+、Fe2+Fe2+、MgMg2+2+、CaCa2+2+、NaNa+ +等杂质，需在搅拌下加等杂质，需在搅拌下加入入 ( (填填“石灰石石灰石”、“氯化钠氯化钠”或或“稀硫酸稀硫酸”) )以调节溶液以调节溶液的的PHPH到到6.06.56.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。，沉淀部分杂质离子，然

14、后分离得到浸出液。（3 3）步骤）步骤中，将适量的中，将适量的H H2 2O O2 2溶液、石灰乳和溶液、石灰乳和NaNa2 2COCO3 3溶液依次溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_（4 4）步骤）步骤中，生成沉淀的离子方程式为中，生成沉淀的离子方程式为_（5 5）从母液中可回收的主要物质是）从母液中可回收的主要物质是 .石灰石石灰石2Li+CO32-=Li2CO3Na2SO4-锂辉石锂辉石浸取锂浸取锂硫酸硫酸浸出液浸出液浸出渣浸出渣除杂除杂滤液滤液蒸发蒸发浓缩浓缩沉淀沉淀饱和碳酸锂饱和碳酸锂溶液溶液碳酸锂碳酸锂母液母液 I II IIILi2

15、OAl2O34SiO2SiO2、Al(OH)3 Fe(OH)3FeFe2+2+、MgMg2+2+、CaCa2+2+ Fe2+ Mg2+、Ca2+第二课时第二课时2012年广州二模年广州二模（16分）硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼分）硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：浸出铅浮渣过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：浸出铅浮渣15%硝酸浸出硝酸浸出渣母液浸出液复分解滤渣渣母液浸出液复分解滤渣40%硫酸洗涤硫酸洗涤PbSO4浸出浸出铅浮渣铅浮渣15%硝酸硝酸浸出渣浸出渣母液母液浸出液浸出液复分解复分解滤渣滤渣40%硫酸硫酸洗涤洗涤

16、PbSO4已知铅浮渣的主要成分是已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，还含有少量，还含有少量Ag、Zn、CaO和其和其他不溶于硝酸的杂质。他不溶于硝酸的杂质。25时，时，Ksp(CaSO4)4.910-5，Ksp(PbSO4)1.610-8。PbO2HNO3Pb(NO3)2H2O （1）已知步骤）已知步骤有有NO产生，浸出液中含量最多的阳离子是产生，浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+。分别写出。分别写出PbO、Pb参加反应的化学方程式参加反应的化学方程式 。3Pb8HNO33Pb(NO3)22NO4H2O PbO、PbAg、Zn、CaOAgPb2+ Ca2+ Zn2+PbSO4浸出浸出铅浮渣铅浮渣15%硝酸硝酸浸出渣浸出渣母液母液浸出液浸出液复分解复分解滤渣滤渣40%硫酸硫酸洗涤洗涤PbSO4PbO、PbAg、Zn、CaOAgPb2+ Ca2+ Zn2+PbSO4（2）步骤）步骤需控制硝酸的用量并使需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，目的是稍有剩余，目的是 _ 。（3）母液可循环利用于步骤）母液可循环利用于步骤，其溶质主要是，其溶质主要是_（填一种物质化学式），若母液中残留的（填一种物质化学式），若母液中残留的SO42-过多，循环利用过多，循环利用时可能出现的问题是时可能出现的问题是 。（4）产品）产品PbSO4还