簡(jiǎn)介:化學(xué)工藝流程題解題思路指導(dǎo),化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái),并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問(wèn),是無(wú)機(jī)框圖的創(chuàng)新。,它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為依托,與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合,考查物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)、分離提純等基本實(shí)驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用,要求考生依據(jù)流程圖分析原理,緊扣信息,抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題。,,,例題某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MGCO3,MGSIO3,CAMGCO32,AL2O3和FE2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下,部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的PH由見(jiàn)上表。,(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有(寫(xiě)兩條),(2)濾渣I的主要成分有。,(3)從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有。,,1,題頭介紹原材料。,,2,題干用框圖形式將主要產(chǎn)工藝流程表示出來(lái)。,,3,題尾設(shè)問(wèn),一,無(wú)機(jī)工業(yè)流程圖的構(gòu)成特點(diǎn),二、設(shè)問(wèn)特點(diǎn),1,以點(diǎn)的形式設(shè)問(wèn)。即不需要理清工業(yè)生成流程圖的主線即可以答題。,2,以線的形式設(shè)問(wèn)。即必須先理解工業(yè)生產(chǎn)流程圖主線與核心部分才能答題。,(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有(寫(xiě)兩條),(2)濾渣I的主要成分有。,三、工業(yè)流程圖主線與核心,原料預(yù)處理,產(chǎn)品分離提純,反應(yīng)條件控制,四、化學(xué)工藝流程題的設(shè)問(wèn)角度,成本,產(chǎn)率,,環(huán)保,安全,1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有(兩條),例題某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MGCO3,MGSIO3,CAMGCO32,AL2O3和FE2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下,,,(一)原料預(yù)處理的解題思路,思考方向讓更多的鎂的化合物能與硫酸反應(yīng)。即反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)速率,原料預(yù)處理的常用方法總結(jié),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,研磨,增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率。,水浸,與水反應(yīng)或溶解,使原料變成可溶性離子。,酸浸堿浸,與酸(堿)接觸反應(yīng)或溶解,使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液,不溶性物質(zhì)過(guò)濾分離。,灼燒,煅燒,改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解,如煅燒高嶺土。,除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化。,粉碎,(2015石家莊二模)稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源,被廣泛應(yīng)用于電子信息、國(guó)防軍工等多個(gè)領(lǐng)域。一種從廢棄陰極射線管(CRT)熒光粉中提取稀土元素釔(Y)的工藝流程如下,,已知①?gòu)U棄CRT熒光粉的化學(xué)組成(某些不參與反應(yīng)的雜質(zhì)未列出),(1)步驟I中進(jìn)行原料預(yù)處理的目的為_(kāi)____________。,除去ZNO和AL2O3,降低后續(xù)除雜困難,(二)常用的控制中心反應(yīng)的條件,,(2009江蘇卷16)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(guò)二硫酸銨和氧化鐵紅顏料,原料的綜合利用率較高。其主要流程如下,(3)反應(yīng)Ⅰ需控制反應(yīng)溫度低于35℃,其目的是________。,防止NH4HCO3分解(或減少FE2的水解),反應(yīng)速率物質(zhì)的溶解度物質(zhì)的熱分解與揮發(fā)弱離子的水解(平衡),例題3某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MGCO3,MGSIO3,CAMGCO32,AL2O3和FE2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下,部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的PH由見(jiàn)上表。,(2)濾渣I的主要成分有。,,金屬離子的沉淀或溶解,1調(diào)節(jié)溶液的PH。能與H+反應(yīng),使溶液PH變大,便于沉淀某些金屬離子。(不引入新雜質(zhì)),例如若要除去CU2+中混有的FE3+,最好加入CUO、CUOH2或CU2OH2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的PH。,2控制溫度??紤]因素反應(yīng)速率;物質(zhì)溶解度,熱穩(wěn)定性和揮發(fā)性;平衡移動(dòng)方向,3控制壓強(qiáng)。改變速率,影響平衡移動(dòng)方向。,4使用合適的催化劑。加快反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率。,工藝流程常用的控制反應(yīng)條件的方法總結(jié),(2010江蘇卷16)鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥主要含有BACO3、BASIO3、BASO3、BAFEO22等。某主要生產(chǎn)BACL2、BACO3、BASO4的化工廠利用鋇泥制取BANO32,其部分工藝流程如下,(2)酸溶時(shí)通常控制反應(yīng)溫度不超過(guò)70℃,且不使用濃硝酸,原因是________、______。,防止反應(yīng)速率過(guò)快;HNO3易分解,練一練某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MGCO3,MGSIO3,CAMGCO32,AL2O3和FE2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下,部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的PH由見(jiàn)上表。,(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有(寫(xiě)兩條),(2)濾渣I的主要成分有。,(3)從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有。,適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加硫酸的濃度,FEOH3、ALOH3,NA2SO4,(三)核心反應(yīng)陌生方程式的書(shū)寫(xiě),氧化還原反應(yīng)熟練應(yīng)用氧化還原規(guī)律①判斷產(chǎn)物形式②配平非氧化還原反應(yīng)結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)酸堿環(huán)境判斷產(chǎn)物形式,(2013年全國(guó)新課標(biāo)卷I)27.鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LICOO2),導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。,(3)“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行,寫(xiě)出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________;,,,,,2LICOO23H2SO4H2O2LI2SO42COSO4O2↑4H2O、2H2O22H2OO2↑,,,瞻前顧后,全面,,(2013年全國(guó)新課標(biāo)卷I)27.鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LICOO2),導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。,,,,(4)寫(xiě)出“沉鈷”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。,COSO42NH4HCO3COCO3↓NH42SO4H2OCO2↑(√),全省383考生這樣作答COSO4NH4HCO3COCO3↓NH4HSO4(),反應(yīng)實(shí)際,(2013福建卷)24.二氧化氯(CLO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。(1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)CLO2方法。②該法工藝原理示意圖如右。其過(guò)程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NACLO3)與鹽酸反應(yīng)生成CLO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有H2、CL2(填化學(xué)式),發(fā)生器中生成CLO2的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。,CL2,,HCL,,2NACLO34HCL2CLO2↑CL2↑2NACL2H2O,NACL,NACLO3,氧化還原規(guī)律,(四)產(chǎn)品的分離提純,過(guò)濾、結(jié)晶、蒸餾、萃取分液,過(guò)濾,趁熱過(guò)濾考慮溶解度,沉淀的洗滌水(冰水、熱水)、有機(jī)物(如乙醇、乙醚)(主要考慮溶解度),降低因溶質(zhì)的溶解而引起的損耗;乙醇易揮發(fā),有利于干燥,同時(shí)可防止溶質(zhì)與水反應(yīng)生成結(jié)晶水合物。,沉淀的洗滌方法加入蒸餾水(或其他溶劑)至浸沒(méi)固體,讓水自然流下,重復(fù)23次。,檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法,分析清楚溶液中的成分,(2013年全國(guó)新課標(biāo)卷II)27.氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級(jí)氧化鋅含有FEⅡ、MNⅡ、NIⅡ等雜質(zhì)的流程如下,提示在本實(shí)驗(yàn)條件下,NIⅡ不能被氧化;高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MNO2。(3)反應(yīng)④形成的沉淀要用水洗,檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是,取少量水洗液于試管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸鋇溶液,若無(wú)白色沉淀生成,則說(shuō)明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。,結(jié)晶,蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,NACL,,思考分離NACL和KNO3的固體混合物方法及具體操作,提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)易水解的溶質(zhì)結(jié)晶水合物,攪拌溶解、蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾、冷卻結(jié)晶,重結(jié)晶,,(五)基本化工理念生產(chǎn)實(shí)際,產(chǎn)率高、速率快產(chǎn)品純度高成本低、循環(huán)利用無(wú)污染,多快好省,(必修2課本P106,根據(jù)1997年高考試測(cè)題改編)“鹵塊”的主要成分是MGCL2,此外還含F(xiàn)E3、FE2和MN2等離子。若以它為原料按下圖所示工藝流程進(jìn)行生產(chǎn),可制得輕質(zhì)氧化鎂。若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì),而且成本較低,請(qǐng)根據(jù)表1和表2提供的資料,填寫(xiě)空白。,﹡FE2氫氧化物呈絮狀,不易從溶液中除去,所以常將它氧化成為FE3,生成FEOH3沉淀除去。,,,,MG2FE3FE2MN2,MG2FE3MN2,MG2,FEOH3、MNOH2,漂液,燒堿,純堿,(2013年全國(guó)新課標(biāo)卷I)27.鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LICOO2),導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。,可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點(diǎn)是_________。,有氯氣生成,污染較大,,污染廢渣、廢液(酸、堿、重金屬鹽)、廢氣(CL2、BR2、硫和氮的氧化物),很多學(xué)生答不出,沒(méi)有環(huán)保的意識(shí)。,循環(huán)利用,箭頭指回為循環(huán)(實(shí)質(zhì)就是降低成本),(2013福建卷),﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡,,整體與局部(整個(gè)流程,局部具體操作)基本的化工理念(多快好?。┐痤}規(guī)范(按要點(diǎn)答題),解題時(shí)首先要粗讀試題,盡量弄懂流程圖。要明確流程圖中箭頭方向和代表的含義。流程圖中箭頭進(jìn)入的是反應(yīng)物投料,箭頭出去的是生成物產(chǎn)物、副產(chǎn)物,返回的箭頭一般是“循環(huán)利用”的物質(zhì)圖中一般會(huì)出現(xiàn)超綱知識(shí),要讀懂流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問(wèn)中的提示性信息,并在下一步分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用。所以一定要關(guān)注題目的每一個(gè)字眼,但不必要將每一個(gè)物質(zhì)都推出,問(wèn)什么推什么。其次要帶著問(wèn)題去精心研究某一步或某一個(gè)物質(zhì)。在答題時(shí)應(yīng)注意前后問(wèn)題往往沒(méi)有聯(lián)帶效應(yīng),即前一問(wèn)不能回答沒(méi)關(guān)系,不影響后面回答問(wèn)題。遇到做不出來(lái)的問(wèn)題要及時(shí)放棄,以免影響其他問(wèn)題的作答。最后,作答時(shí)一定要看清所提問(wèn)題,不能答非所問(wèn),看清楚是寫(xiě)化學(xué)方程式還是離子方程式,注意配平,注意語(yǔ)言表達(dá)的科學(xué)性。,附2常見(jiàn)的操作與答題,
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