化工流程题(终稿)课件.ppt

1、解读化学工艺流程题解读化学工艺流程题1 化工流程图题是以元素化合物、反应原理、化工流程图题是以元素化合物、反应原理、实验基础为载体，考查基础知识和阅读信息、实验基础为载体，考查基础知识和阅读信息、运用信息的能力，所以做好这类题的前提是运用信息的能力，所以做好这类题的前提是基础扎实，并在考试中做到认真阅读题目，基础扎实，并在考试中做到认真阅读题目，明确：明确：1、工业目的；、工业目的；2、理解主要信息并善于运用。、理解主要信息并善于运用。通过做题理解化工流程题的通过做题理解化工流程题的和和 2反应原理反应原理反应条件的控制反应条件的控制产品分离产品分离和提纯和提纯环保处理环保处理循环利用循环利用

2、3规律规律主线主产品主线主产品分支副产品分支副产品回头为循环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4硫铁硫铁矿矿烧渣烧渣焙焙烧烧酸浸、酸浸、过滤过滤硫酸硫酸合合成成碳 酸 氢碳 酸 氢铵铵FeCO3固体固体(NH4)2SO4溶液溶液洗涤、洗涤、干燥干燥煅煅烧烧产品产品（铁红（铁红）合成合成KCl产品产品（无氯（无氯钾肥）钾肥）还原剂还原剂原料的预处理原料的预处理核心反应核心反应产品的处理产品的处理5、原料预处理、原料预处理1、原料成分：、原料成分：矿石、工业废渣、工业废水矿石、工业废渣、工业废水2、预处理方法：

3、、预处理方法：（1）灼烧、煅烧或焙烧灼烧、煅烧或焙烧高温：高温：a.可使原料发生结构或组成上的改变（可使原料发生结构或组成上的改变（Al2O3）b.可使原料中的某些杂质转化为气体除去：可使原料中的某些杂质转化为气体除去：有机杂质（海带提碘前期处理）、有机杂质（海带提碘前期处理）、使稳定性较差的物质分解至恒重等等使稳定性较差的物质分解至恒重等等 c.高温下与高温下与O2等空气中的组分或外加的物质反应等空气中的组分或外加的物质反应 （一般涉及氧化还原反应）（一般涉及氧化还原反应）6例题例题1 1：高岭土的化学组成为：高岭土的化学组成为：AlAl2 2O O3 3（25%25%34%34%）、）、S

4、iOSiO2 2（40%40%50%50%）、）、FeFe2 2O O3 3（0.5%0.5%3.0%3.0%）以及少量杂质和水分。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，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。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：制备碱式氯化铝的实验流程如下：（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，使其能溶于酸。改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。7（2）将原料中的某些组分转化为溶液中离子的常见方法）将原料中的某些组分转化为

5、溶液中离子的常见方法及表述：及表述：浸出或浸出或“洗洗”：固体加入水或某种溶液溶解得到离子。固体加入水或某种溶液溶解得到离子。水浸、水洗：水浸、水洗：可溶于水的物质转化为离子。可溶于水的物质转化为离子。酸浸（加酸浸出）、酸洗：酸浸（加酸浸出）、酸洗：能溶于酸的物质（活泼金能溶于酸的物质（活泼金属、碱性氧化物和氧化铝、氢氧化物等等）属、碱性氧化物和氧化铝、氢氧化物等等）碱浸、碱洗：碱浸、碱洗：除去油污（油脂）、能溶于碱的物质除去油污（油脂）、能溶于碱的物质（酸性氧化物和铝及其化合物）。（酸性氧化物和铝及其化合物）。8（例题例题2 2）某炼铁废渣中含有大量某炼铁废渣中含有大量CuSCuS及少量铁的

6、化合物，及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产工业以该废渣为原料生产CuClCuCl2 22H2H2 2O O的工艺流程如下：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：已知：Fe(OH)Fe(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Cu(OH)Cu(OH)2 2沉淀完全时的沉淀完全时的pHpH值分别为：值分别为：9.79.7、3.23.2、

7、6.46.4。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9（1）“浸出浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的 措施有措施有 （要求写出两条）。（要求写出两条）。适当增加硫酸浓度，边加硫酸边搅拌，多次浸取适当增加硫酸浓度，边加硫酸边搅拌，多次浸取适当提高反应温度；延长浸出时间；适当提高反应温度；延长浸出时间；（或其他合理答案）（或其他合理答案）10提高浸出速率提高

8、浸出速率应从反应物接触面积、接触机会、应从反应物接触面积、接触机会、温度、反应物浓度、溶剂性质等方面思考，思温度、反应物浓度、溶剂性质等方面思考，思考时应充分结合试题的实际情景和物质的性质。考时应充分结合试题的实际情景和物质的性质。提高浸出率提高浸出率则要复杂一些，工业生产讲究效率，则要复杂一些，工业生产讲究效率，常常通过提高浸出速率来提高浸出率，此外常常通过提高浸出速率来提高浸出率，此外适适当延长浸出时间、多次浸取当延长浸出时间、多次浸取等也有助于提高浸等也有助于提高浸出率。出率。11 1、反应条件的控制、反应条件的控制（1）控制溶液的酸碱性控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物使某些金

9、属离子形成氢氧化物 或硫化物沉淀：或硫化物沉淀：明确将明确将pH往什么方向调，选择调节往什么方向调，选择调节pH值的试剂值的试剂（2）蒸发、结晶等情况下氛围的控制：蒸发、结晶等情况下氛围的控制：还原性物质的氧化（还原性物质的氧化（Fe2+、SO32-等）、易水解等）、易水解 物质的水解等。物质的水解等。主要包括主要包括“温度控制温度控制”和和“pH控制控制”。二、核心反应二、核心反应 12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如下表所示如下表所示若要除去若要除去Mn2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

10、沉淀完全沉淀完全Fe(OH)3 2.73.7Fe(OH)2 7.69.6Mn(OH)2 8.39.8提示：先用氧化剂把提示：先用氧化剂把Fe2氧化为氧化为Fe3，再调溶液的再调溶液的pH到到3.7。13加热的目的加热的目的降温反应的目的降温反应的目的趁热过滤趁热过滤(XX)(XX)洗涤洗涤 加快反应速率或促进加快反应速率或促进平衡向某个方向移动平衡向某个方向移动 防止某物质在高温防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动求的方向移动防止某物质降温时会析出防止某物质降温时会析出洗去晶体表面的洗去晶体表面的杂质离子杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中并

11、减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗的溶解损耗142 2、推测主化学反应、推测主化学反应 先从化合价判断是否属于氧化还原反应，先从化合价判断是否属于氧化还原反应，如果不是，一般考虑复分解反应或水解反如果不是，一般考虑复分解反应或水解反应。应。（氧化还原反应、复分解反应、水解反应（氧化还原反应、复分解反应、水解反应等）等）15(1)SiCl4水解反应的方程式为水解反应的方程式为 SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl16三、产品的分离提纯三、产品的分离提纯1、运用溶解度差异选择合适的结晶方法进行分离提纯、运用溶解度差异选择合适的结晶方法进行分离提纯2、通过结晶条件（温度、结晶速度等）控制改变物质

12、、通过结晶条件（温度、结晶速度等）控制改变物质的物理性质，得到特殊性能的物理性质，得到特殊性能非化学反应！非化学反应！四、副产物和排放物的处理四、副产物和排放物的处理1、在流程图中循环使用（循环带来的问题？）、在流程图中循环使用（循环带来的问题？）2、在其他生产生活中应用（常识积累）、在其他生产生活中应用（常识积累）3、环保处理（有毒气体、重金属、酸、碱）、环保处理（有毒气体、重金属、酸、碱）17五、关注工业生产与实验室实验的区别五、关注工业生产与实验室实验的区别1、原料应来源广且廉价（海水提镁所用沉淀剂是什么？）、原料应来源广且廉价（海水提镁所用沉淀剂是什么？）2、生产过程尽量降低能耗、生产

13、过程尽量降低能耗（耗能的条件：煅烧等高温条件、电解）（耗能的条件：煅烧等高温条件、电解）3、大批量反应，所以有些在小实验中能实验的操作在、大批量反应，所以有些在小实验中能实验的操作在工业中是不可行的；某些杂质在大批量生产中则变成工业中是不可行的；某些杂质在大批量生产中则变成不可忽视的存在。不可忽视的存在。18熟悉工业流程常见的操作与名词熟悉工业流程常见的操作与名词（1）原料的）原料的预处理预处理溶解溶解灼烧灼烧煅烧煅烧 通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等浓硫酸等如从海带中提取碘如从海带中提取碘如煅烧高岭土如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶改变结构，使一些物质能溶

14、解。并使一些杂质高温下氧解。并使一些杂质高温下氧化、分解化、分解19(2)(2)常见名词常见名词浸出：浸出：固体加水固体加水(酸酸)溶解得到离子；溶解得到离子；浸出率浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少；含量的多少；酸浸酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程；解过程；水洗水洗：通常为除去水溶性杂质；通常为除去水溶性杂质；水浸水浸：与水接触反应或溶解。与水接触反应或溶解。碱浸、碱洗：碱浸、碱洗：除去除去油污油污（油脂）、能溶于碱的物（油脂）、能溶于碱的物质（酸性氧化

15、物和铝及其化合物）。质（酸性氧化物和铝及其化合物）。20注重答案的文字叙述规范注重答案的文字叙述规范(1)洗涤沉淀：洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作待水自然流下后，重复以上操作23次。次。(2)从溶液中得到晶体：从溶液中得到晶体：蒸发浓缩冷却结晶过蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。滤洗涤干燥。(3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为是为了除去了除去XX杂质杂质”，只写，只写“除杂除杂”等一类万金油式等一类万金油式的回答是不给分的。的回答是不给分的。(4)看清楚是写化学反应方程式还是看清楚是写化

16、学反应方程式还是离子方程式，离子方程式，注意配平。注意配平。21(13厦门厦门.4)用电石渣处理酸性含铬用电石渣处理酸性含铬(Cr2 O72-)电镀废水的电镀废水的流程如下：流程如下：步骤(i)发生反应的化学方程式为发生反应的化学方程式为_步骤(ii)发生反应的离子方程式为发生反应的离子方程式为_步骤(III)调节溶液调节溶液pH为为8，则残留，则残留Cr3+3+的浓度为_2212年福建年福建24(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：答案答案23【例例1】(2011福建高考福建高考)四氯化钛四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料是制取航天航空工业材料钛合金的重要钛合金的重要原料。由钛铁矿原料。由钛铁矿(主要成分是主要成分是FeTiO3)制备制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：等产品的一种工艺流程示意如下：2425262728