無機化工流程題的解題方法PPT學習教案

1、會計學1無機化工流程題的解題方法無機化工流程題的解題方法練習冊練習冊 P79第1頁/共55頁第2頁/共55頁第3頁/共55頁第4頁/共55頁第5頁/共55頁第6頁/共55頁 1、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心 原料預處理除雜、凈化產(chǎn)品分離提純反應條件控制原料循環(huán)利用原料循環(huán)利用排放物的無排放物的無害化處理害化處理規(guī)律規(guī)律: 主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、 生產(chǎn)條件的控制生產(chǎn)條件的控制第7頁/共55頁（2012汕頭一模 32）（16分）鐵氧體可用于隱形飛機

2、上吸收雷達波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：廢 電 池酸 浸H2SO4H2O2過 濾棄 去 塑 料 、 碳 棒 、 碳 粉氨 水調(diào) pH除 汞 Fe粉MnSO4 成 分煮 沸1hpH=7 10.5水 熱錳 鋅 鐵 氧 體210 2h 后 處 理（ MnxZn1 xFe2O4） KMnO4溶 液 吸 收吹 出 Fe粉過 濾 并測 濾 液原料預處理除雜、凈化主反應第8頁/共55頁32.（16分）隨著社會的發(fā)展，鉛的冶煉、加工、廢鉛分）隨著社會的發(fā)展，鉛的冶煉、加工、廢鉛蓄電池量急劇增加等引起的鉛污染應當?shù)玫街匾暸c關(guān)蓄電池量急劇增加等引起的鉛污染應當?shù)玫街匾暸c關(guān)注。廢鉛蓄

3、電池回收鉛和含鉛廢水的處理工藝流程如注。廢鉛蓄電池回收鉛和含鉛廢水的處理工藝流程如下下: 已知：已知：Ksp(PbSO4)=1.610-5 ； Ksp(PbCO3)=3.310-14預處理含鉛渣泥PbO2和PbSO4（）Na2SO3 Na2CO3H2O、還原轉(zhuǎn)化廢蓄電池洗滌過濾 母液副產(chǎn)品PbCO3溶解PbSiF6Pb電解H2SiF6強酸性（）原料預處理除雜、凈化2012汕頭二模汕頭二模主反應第9頁/共55頁解題思路：解題思路：結(jié)合問題結(jié)合問題，明確整個流程及每一部分的目的，明確整個流程及每一部分的目的 分析每步的反應及產(chǎn)物分析每步的反應及產(chǎn)物（特別是與問題相關(guān)）（特別是與問題相關(guān)） 結(jié)合基礎

4、理論與實際問題思考結(jié)合基礎理論與實際問題思考 注意答題有模式與要點注意答題有模式與要點 2、解答無機化工流程試題的程序此類試題的題干通常包括此類試題的題干通常包括文字說明文字說明、工藝（實驗）流程工藝（實驗）流程以及以及供參考的數(shù)據(jù)供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。每道試題都是由題干和問題構(gòu)成，題干服務于問題，問每道試題都是由題干和問題構(gòu)成，題干服務于問題，問題離不開題干。題離不開題干。 第10頁/共55頁基本步驟基本步驟第11頁/共55頁二遍讀題，注意關(guān)聯(lián)問題。一般只考慮后面提問有關(guān)二遍讀題，注意關(guān)聯(lián)問題。一般只考慮后面提問有關(guān)的步驟，其他不必清楚，的步驟，其他不必

5、清楚，“難得糊涂難得糊涂”。讀取信息要客觀評價、篩選讀取信息要客觀評價、篩選把問題再放入題中前后比對把問題再放入題中前后比對有的步驟不能讀懂，這時主要看這一步的結(jié)果，有的步驟不能讀懂，這時主要看這一步的結(jié)果，“跟跟著感覺走著感覺走”、“順藤摸瓜順藤摸瓜”，用已學過的知識來，用已學過的知識來“圓圓”這個結(jié)果。這個結(jié)果。所給信息一定有用，而且一定用到，有時還需分解、所給信息一定有用，而且一定用到，有時還需分解、重組、遷移到本題中來。重組、遷移到本題中來。大多數(shù)提問用所學知識便可直接回答，但個別地方往大多數(shù)提問用所學知識便可直接回答，但個別地方往往有悖所學知識，這時就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、往有悖所

6、學知識，這時就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成本成本 等等。等等。最后要看清楚問什么，不要答非所問最后要看清楚問什么，不要答非所問第12頁/共55頁3、工業(yè)流程的常見考點（平時要注意積累，再補充）、工業(yè)流程的常見考點（平時要注意積累，再補充）原料預處理主反應分離提純獲得產(chǎn)品第13頁/共55頁3、工業(yè)流程的常見考點（平時要注意積累，再補充）、工業(yè)流程的常見考點（平時要注意積累，再補充）第14頁/共55頁（2011江門二模）某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的工藝流程如下：廢渣廢氣粉碎焙燒酸浸空氣鹽酸試劑F過濾濾渣濾液BNaCl調(diào)節(jié)pH至34CuCl2

7、2H2O預處理預處理1 1、粉碎的目的：、粉碎的目的： 。2 2、焙燒的目的：、焙燒的目的： 。3 3、酸浸的目的：、酸浸的目的： 。4 4、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)pH=3-4pH=3-4的原因：的原因： 。 已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時的pH值分別為：9.7、3.2、6.4。增大反應物的接觸面積，加快反應速率增大反應物的接觸面積，加快反應速率使使CuSCuS轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CuO,FeCuO,Fe2+2+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為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頁/共55頁 反應原理:化學平衡、水解原理、電化學

8、計算 提取信息點 基本理論:離子反應、氧化還原反應（2）、主反應的常見考點）、主反應的常見考點第16頁/共55頁（ 09江蘇）以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸鈉和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：反應反應反應反應空氣中煅燒FeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)FeCO3(s)稀H2SO4KCl過濾NH4Cl溶液K2SO4(s)(NH4)2S2O8溶液H2(g)Fe2O3(s)CO2(g)（4 4）反應）反應常被用于電解生產(chǎn)常被用于電解生產(chǎn)( (過二硫酸銨過二硫酸銨) )。電解。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應可表示時均用惰性電極，陽極發(fā)生

9、的電極反應可表示為為 。（1）反應）反應的離子方程式：的離子方程式：Fe2+ + 2HCO3 = FeCO3+ H2O + CO2 2SO42- 2e- = S2O82-第17頁/共55頁第18頁/共55頁第19頁/共55頁“趁熱過濾”的原因是 ； （2012吉林調(diào)研）實驗室制備甲酸銅晶體Cu(HCOO)24H2O的流程如下： Cu2(OH)2CO3固固 體體7080的熱水的熱水Cu(HCOO)24H2O1mol膽礬膽礬2mol小蘇打小蘇打甲酸甲酸約約50的熱水的熱水研研磨磨冷卻、冷卻、操作操作a洗滌洗滌攪攪拌拌趁熱過濾趁熱過濾冷卻、過濾、無水冷卻、過濾、無水乙醇洗滌、晾干乙醇洗滌、晾干攪拌攪

10、拌CO2防止降溫甲酸銅結(jié)晶而損失 用無水乙醇洗滌晶體的目的 。 除去甲酸并減少甲酸銅晶體損失 分離提純分離提純預處理預處理主反應主反應第20頁/共55頁第21頁/共55頁（2011江門二模）某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的工藝流程如下：廢渣廢氣粉碎焙燒酸浸空氣鹽酸試劑F過濾濾渣濾液BNaCl調(diào)節(jié)pH至34CuCl2 2H2O為了獲得CuCl22H2O晶體，對濾液B進行的操作是：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得到產(chǎn)品。分析有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線（如圖），“趁熱過濾”得到的固體是 。Na2SO4 （從題中可以看出溶液中（從題中可以看出溶

11、液中CuCl2 、Na2SO4 的含量相差不大）的含量相差不大）第22頁/共55頁溫度的影響歸納：溫度的影響歸納：、趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質(zhì)降溫時會析、趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質(zhì)降溫時會析出（或升溫時會溶解）而帶入新的雜質(zhì)出（或升溫時會溶解）而帶入新的雜質(zhì)、冰水中反應或降溫、冰水中反應或降溫反應反應的目的：防止某物質(zhì)在高溫時會溶的目的：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使平衡向著題目要求的方向移動解或為使平衡向著題目要求的方向移動、反應中反應中采取加熱措施的作用：一般是為了加快反應速率或采取加熱措施的作用：一般是為了加快反應速率或加速某固體的溶解加速某固體的溶解第23頁

12、/共55頁、如題目中要求溫度控制在某溫度范圍內(nèi)（可用水浴或油浴來、如題目中要求溫度控制在某溫度范圍內(nèi)（可用水浴或油浴來控制）：一般有以下幾個目的：控制）：一般有以下幾個目的：A A、防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)，也可能是為了使某防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，將將COCO2 2通入通入NaClNaCl的氨溶液中，保持溶液的溫度為（的氨溶液中，保持溶液的溫度為（3030+ +2 2），可可得得NaHCONaHCO3 3晶體，晶體，溫度控制在這個范圍，目的就是

13、防止溫度控制在這個范圍，目的就是防止NaHCONaHCO3 3晶體晶體分解。而在分解。而在BrBr2 2的制取過程中，出溴口的溫度控制在的制取過程中，出溴口的溫度控制在80809090，目的就是要使目的就是要使BrBr2 2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入BrBr2 2中。中。B B、使催化劑的活性達到最好：使催化劑的活性達到最好：如合成氨或工業(yè)如合成氨或工業(yè)SOSO2 2氧化為氧化為SOSO3 3時，時，選擇的溫度是選擇的溫度是500500左右，原因之一就是使催化劑的活性達到最左右，原因之一就是使催化劑的活性達到最高。高。C C、防止副反應的發(fā)生防止副反應的發(fā)生：如乙醇的

14、消去反應溫度要控制在：如乙醇的消去反應溫度要控制在170170，原因是就是在原因是就是在140140時會有乙醚產(chǎn)生。時會有乙醚產(chǎn)生。D D、對于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對、對于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，設備的要求，達到綠色化學的要求達到綠色化學的要求。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說是有這種可能來考，具體問題要具體分析。是有這種可能來考，具體問題要具體分析。第24頁/共55頁環(huán)保：綠色化學 成本：原料價格、能耗控制、循環(huán)利用 第25頁/共55頁第26頁/共55頁（2012廣東高考廣東高考32）難溶性雜鹵石（難溶性雜鹵石（

15、K2SO4MgSO42CaSO42H2O）屬于屬于“呆礦呆礦”，在水中存在如下平衡：，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(S) 2Ca22KMg24SO422H2O 為能充分利用鉀資源，用飽和為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：（1）濾渣主要成分有 和 以及未溶雜鹵石。（2）用化學平衡移動原理解釋）用化學平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵溶液能溶解雜鹵石浸出石浸出K的原因：的原因： Mg(OH)2 CaSO4加入加入Ca(OH)2溶液，氫氧根與鎂離子結(jié)合成溶液，氫氧根與鎂離子

16、結(jié)合成Mg(OH)2，Ca2與與SO42結(jié)合成結(jié)合成CaSO4而析出，使平衡向右移動，而析出，使平衡向右移動，雜鹵石溶解浸出雜鹵石溶解浸出K（留在濾液中）。（留在濾液中）。 （3）“除雜除雜”環(huán)節(jié)中，先加入環(huán)節(jié)中，先加入 溶液，經(jīng)攪拌等溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入操作后，過濾，再加入 溶液調(diào)濾液溶液調(diào)濾液pH至中性。至中性。K2CO3 稀H2SO4 第27頁/共55頁（4）不同溫度下，）不同溫度下，K的浸出的浸出濃度與溶浸時間的關(guān)系如右圖，濃度與溶浸時間的關(guān)系如右圖，由圖可得，隨著溫度升高，由圖可得，隨著溫度升高， 在同一時間在同一時間K的浸出濃度大的浸出濃度大 K的溶浸速率加快，達的溶

17、浸速率加快，達到溶浸平衡的時間短。到溶浸平衡的時間短。 （5）有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會）有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會發(fā)生：發(fā)生：CaSO4(S)CO32 CaCO3(S)SO42已知已知298K時，時，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此溫度下該反應的平衡常數(shù)，求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K（計算（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。第28頁/共55頁練習練習:聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁單體是液態(tài)的堿式氯化鋁Al2(OH)nC

18、l6-n。本實驗采用鋁。本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土，化學組成為：廣、價格廉的高嶺土，化學組成為：Al2O3（25%34%）、）、SiO2（40%50%）、）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)，以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)，化學性質(zhì)也有差異，且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；高嶺土化學性質(zhì)也有差異，且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下：中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下：高嶺土 A酸 適量C

19、aCO3煅燒 浸出 攪拌，調(diào)節(jié)溶液pH在 4.24.5，過濾蒸發(fā)濃縮 Al2(OH)nCl6-n 901000C 已知：Fe3、Al3以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為 3.2、 5.2。第29頁/共55頁改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu)，使其能溶于酸。 根據(jù)流程圖回答下列問題：根據(jù)流程圖回答下列問題：（1）“煅燒煅燒”的目的是的目的是_。（2）“浸出浸出”過程中發(fā)生反應的離子方程式為過程中發(fā)生反應的離子方程式為_。（3）“浸出浸出”選用的酸為選用的酸為_。配制質(zhì)量分數(shù)。配制質(zhì)量分數(shù)15的的A酸需要酸需要200mL30的的A酸（密度約為酸（密度約為1.15g/cm3）和）和_g蒸餾水，配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、蒸餾