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化学工艺流程题解题思路指导课件

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化学工艺流程题解题思路指导课件_第1页
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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,化学工艺流程题解题思路指导,化学工艺流程题解题思路指导,化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图的创新它以现代工业生产为依托,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理,紧扣信息,抓住关键、准确答题化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形,例题:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO,3,,MgSiO,3,,CaMg(CO,3,),2,,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等,回收其中镁的工艺流程如下:,沉淀物,Fe(OH),3,Al(OH),3,Mg(OH),2,pH,3,4,5,2,12,4,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1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有,(写两条),(2)滤渣I的主要成分有,。

3)从滤液中可回收利用的主要物质有,1,,题头,:,介绍原材料2,,题干,:,用框图形式将主要产工艺流程表示出来3,,题尾:设问,一,无机工业流程图的构成特点,例题:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3,二、,设问特点,1,,以点的形式设问即不需要理清工业生成流程图的主线即可以答题2,,以线的形式设问即必须先理解工业生产流程图主线与核心部分才能答题1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有,(写两条),(2)滤渣I的主要成分有,二、设问特点1,以点的形式设问2,以线的形式设问1)“,三、工业流程图主线与核心,原料预处理,产品分离提纯,反应条件控制,四、化学工艺流程题的设问角度,成本,产率,环保,安全,三、工业流程图主线与核心 原料预处理产品分离提纯反应条件控,1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有,(两条),例题:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO,3,,MgSiO,3,,CaMg(CO,3,),2,,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等,回收其中镁的工艺流程如下:,(一)原料预处理的解题思路,思考方向:让更多的镁的化合物能与硫酸反应。

即反应时间、反应速率,1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有,原料预处理的常用方法总结,研磨,增大反应物接触面积,加快反应速率水浸,与水反应或溶解,使原料变成可溶性离子酸浸,碱浸,与酸(碱)接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶性物质过滤分离灼烧,煅烧,改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质,在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土除去可燃性杂质或使原料初步转化粉碎,原料预处理的常用方法总结研磨 增大反应物接触面积,加快反应速,(,2015,石家庄二模)稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域一种从废弃阴极射线管(,CRT,)荧光粉中提取稀土元素钇(,Y,)的工艺流程如下:,已知:,废弃,CRT,荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出):,成分,含量,/%,Y,2,O,3,ZnO,Al,2,O,3,PbO,2,MgO,预处理前,24.28,41.82,7.81,1.67,0.19,预处理后,68.51,5.42,4.33,5.43,0.50,(,1,)步骤,I,中进行原料预处理的目的为,_,除去,ZnO,和,Al,2,O,3,降低后续除杂困难,(2015石家庄二模)稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛,(二)常用的控制中心反应的条件,(,2009,江苏卷,16,)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。

其主要流程如下:,(,3,)反应,需控制反应温度低于,35,,其目的是,_,防止,NH,4,HCO,3,分解,(或减少,Fe,2+,的水解),反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解(平衡),(二)常用的控制中心反应的条件(2009江苏卷16)以氯化,例题,3,:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO,3,,MgSiO,3,,CaMg(CO,3,),2,,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等,回收其中镁的工艺流程如下:,沉淀物,Fe(OH),3,Al(OH),3,Mg(OH),2,pH,3,4,5,2,12,4,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2)滤渣I的主要成分有,金属离子的沉淀或溶解,例题3:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO,(1)调节溶液的pH能与H,反应,使溶液pH变大,便于沉淀某些金属离子不引入新杂质),例如若要除去Cu,2,中混有的Fe,3,,最好加入CuO、Cu(OH),2,或Cu,2,(OH),2,CO,3,等物质来调节溶液的pH2)控制温度考虑因素:反应速率;物质溶解度,热稳定性和挥发性;平衡移动方向,(3)控制压强,。

改变速率,影响平衡移动方向4)使用合适的催化剂加快反应速率,提高生产效率工艺流程常用的控制反应条件的方法总结,(1)调节溶液的pH能与H反应,使溶液pH变大,便于沉淀,(,2010,江苏卷,16,),钡盐行业生产中排出大量的钡泥,主要含有,BaCO,3,、,BaSiO,3,、,BaSO,3,、,Ba(FeO,2,),2,等,某主要生产,BaCl,2,、,BaCO,3,、,BaSO,4,的化工厂利用钡泥制取,Ba(NO,3,),2,,其部分工艺流程如下:,(,2,)酸溶时通常控制反应温度不超过,70,,且不使用浓硝酸,原因是,_,、,_,防止反应速率过快;,HNO,3,易分解,(2010江苏卷 16)钡盐行业生产中排出大量的钡泥主,练一练:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO,3,,MgSiO,3,,CaMg(CO,3,),2,,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等,回收其中镁的工艺流程如下:,沉淀物,Fe(OH),3,Al(OH),3,Mg(OH),2,pH,3,4,5,2,12,4,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1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有,(写两条),(2)滤渣I的主要成分有,。

3)从滤液中可回收利用的主要物质有,适当提高反应温度、增加硫酸的浓度,Fe(OH),3,、Al(OH),3,Na,2,SO,4,练一练:某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO,(三)核心反应,陌生方程式的书写,氧化还原反应:,熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平,非氧化还原反应:,结合物质性质和反应酸碱环境判断产物形式,(三)核心反应陌生方程式的书写氧化还原反应:,(,2013,年全国新课标卷,I,),27,锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用某锂离子电池正极材料有钴酸锂(,LiCoO,2,),导电剂乙炔黑和铝箔等3,)“酸浸”一般在,80,下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应 的化学方程式,_,;,2LiCoO,2,+3H,2,SO,4,+H,2,O,2,Li,2,SO,4,+2CoSO,4,+O,2,+4H,2,O,、,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,瞻前顾后,全面,(2013年全国新课标卷I)27锂离子电池的应用很广,其,(,2013,年全国新课标卷,I,),27,锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用某锂离子电池正极材料有钴酸锂(,LiCoO,2,),导电剂乙炔黑和铝箔等。

4,)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式,_,CoSO,4,+2NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+H,2,O+CO,2,(),全省,38.3%,考生这样作答:,CoSO,4,+NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+NH,4,HSO,4,(,),反应实际,(2013年全国新课标卷I)27锂离子电池的应用很广,其,(,2013,福建卷),24,二氧化氯(,ClO,2,)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂1,)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产,ClO,2,方法该法工艺原理示意图如右其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(,NaClO,3,)与盐酸反应生成,ClO,2,工艺中可以利用的单质有,H,2,、,Cl,2,(填化学式),发生器中生成,ClO,2,的化学方程式为,_,Cl,2,HCl,2NaClO,3,+4HCl=2ClO,2,+Cl,2,+2NaCl+2H,2,O,NaCl,NaClO,3,氧化还原规律,(2013福建卷)24二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱,(四)产品的分离提纯,过滤、结晶、蒸馏、萃取分液,过滤:,趁热过滤,考虑溶解度,沉淀的洗涤,水(冰水、热水)、,有机物(如乙醇、乙醚),(主要考虑溶解度),降低因溶质的溶解而引起的损耗;乙醇易挥发,有利于干燥,同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。

沉淀的洗涤方法,加入蒸馏水(或其他溶剂)至浸没固体,,让水自然流下,重复,23,次检验沉淀是否洗净的方法,分析清楚溶液中的成分,(四)产品的分离提纯过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤:趁热过滤,(,2013,年全国新课标卷,II,),27,氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗纯化工业级氧化锌,(,含有,Fe(),、,Mn(),、,Ni(),等杂质,),的流程如下:,提示:在本实验条件下,,Ni(),不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是,MnO,2,3,)反应形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是,取少量水洗液于试管中,滴入,12,滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净2013年全国新课标卷II)27氧化锌为白色粉末,可用,结晶:,蒸发结晶,蒸发浓缩、冷却结晶,NaCl,思考:分离,NaCl,和,KNO,3,的固体混合物方法及具体操作,提取溶解度随温度变化较大的溶质,易水解的溶质,结晶水合物,搅拌溶解、蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶,重结晶,结晶:蒸发结晶NaCl思考:分离NaCl和KNO3的固体混合,(五)基本化工理念,生产实际,产率高、速率快,产品纯度高,成本低、循环利用,无污染,多快好省,(五)基本化工理念生产实际产率高、速率快多快好省,(必修,2,课本,P,106,,根据,1997,年高考试测题改编),“卤块”的主要成分是,MgCl,2,,此外还含,Fe,3+,、,Fe,2+,和,Mn,2+,等离子。

若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁若要求产品尽量不含杂质,而且成本较低,请根据表,1,和表,2,提供的资料,填写空白表,1,生成氢氧化物沉淀的,pH,表,2,原料价格表,物质,开始沉淀,沉淀完全,物质,价格(元,吨,-1,),Fe(OH),3,2.7,3.7,漂液(含,25.2%NaClO,),450,Fe(OH),2,7.6,9.6,双氧水(含,30%H,2,O,2,),2 400,Mn(OH),2,8.3,9.8,烧碱(含,98%NaOH,),2 100,Mg(OH),2,9.6,11.1,纯碱(含,99.5%Na,2,CO,3,),600,Fe,2+,氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化成为,Fe,3+,,生成,Fe(OH),3,沉淀除去Mg,2+,Fe,3+,Fe,2+,Mn,2+,Mg,2+,Fe,3+,Mn,2+,Mg,2+,Fe(OH),3,、,Mn(OH),2,漂液,烧碱,纯碱,(必修2课本P106,根据1997年高考试测题改编)表1,(,2013,年全国新课标卷,。

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