无机化工生产流程（PPT41页)

解读化学工艺流程题2Ag/α－Al2O3是石油化学工业的一种重要催化剂Ag起催化作用α－Al2O3是载体且不溶于硝酸3(Ⅰ)酸溶(Ⅷ)吸收(Ⅱ)过滤、洗涤(Ⅲ)沉淀(Ⅵ)酸溶(Ⅴ)转化Ag/α－Al2O3HNO3蒸馏水NaClα-Al2O3NOxNaOH溶液AgNO3晶体HNO3AgCl(S)NaNO3溶液Fe2O3FeCl3(Ⅳ)(Ⅶ)流程题1：石油工业催化剂Ag/α－Al2O3的回收利用4流程题2：高效无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁的制取Ⅱ取样分析Ⅳ氧化、水解、聚合Ⅲ还原Ⅰ酸溶产品红褐色溶液FeOFe2O3Fe3O428%H2SO4FeNaClO3H2SO4聚合硫酸铁是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。5流程题3：氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠化盐精制电解脱盐粗盐水NaOHNa2CO3Cl2H210%NaOH、16%NaCl溶液50%NaOH溶液沉渣NaCl晶体6蛇纹石溶解pH＜1Mg(HCO3)2热解碱式碳酸镁HClCa(OH)2SiO2沉淀物A沉淀物BCa(OH)2CO2ⅠⅡ流程题4：由蛇纹石制取碱式碳酸镁7工艺流程题的结构、特点和作用工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括副产品）；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设置成系列问题，构成一道完整的化学试题。其特点与作用有三：一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题作思路进行设问，使问题情境真实，能培养学生理论联系实际，学以致用的学习观；二是试题内容丰富，涉及的化学基础知识方方面面，能考查学生化学双基知识的掌握情况和应用双基知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力；三是试题新颖，一般较长，阅读量大，能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力。8化学工艺流程题的分类从结构上分单线型双（多）线型从目的上分除杂型除杂+制备型制备型9除杂型2011年32题2007年24题10制备型2007年21题2006年22题11除杂+制备型2010年32题除杂制备2008年23题制备除杂12化工流程题通常要达到两个目的：（1）如何利用某些物质制备另一物质；（2）如何从混合物中分离、提纯某一物质。13化工流程题需解决的主要矛盾解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减少污染，考虑“绿色化学”生产（原子经济化、原料循环、过程无害化）；原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。14高考想考什么？呈现形式：流程图、表格、图像设问方式：措施、成分、物质、原因能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识落点：基本理论、元素化合物、实验综上所述，无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以近年来广东高考该类型题持续出现。15化学工艺流程题的解题思路①工业流程题涉及到的制备原理有：电解：热还原法：热分解法：水解法：复分解：工业制备原理金属的冶炼、金属的精炼、氯碱工业金属的冶炼、硅单质的冶炼金属的冶炼、纯碱的制备纳米材料、金属氧化物、碱式盐的制备侯氏制碱法16化学工艺流程题的解题思路②工业流程题涉及到的除杂原理液相水溶液相将杂质变为气相或固相将目标物变为气相或固相——相分离非水液相固相将杂质变为气相或液相将目标物变为气相或液相气相将杂质变为液相或固相将目标物变为液相或固相17工业流程题目在流程上一般分为3个过程：原料处理分离提纯获得产品181.原料处理阶段的常见考点：①加快反应速率②溶解浸出③灼烧焙烧④煅烧⑤反应条件控制192.分离提纯阶段的常见考点：①调pH值除杂②试剂除杂③加热④降温⑤母液（滤液）⑥萃取203.获得产品阶段的常见考点：①洗涤（冰水热水）②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解③蒸发浓缩、冷却结晶④蒸发结晶、趁热过滤⑤重结晶214.其他常见考点：①方程式书写②实验仪器选择③计算④信息点22例1、（09广东，22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原23沉淀物Fe（OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH值见上表。24原料：预处理：除杂：核心化学反应是矿石（固体）酸溶解（表述：“浸出”）控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀固体废料[MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3等]H2SO4过滤滤液：滤渣：气体：NaOHpH=5.5过滤滤渣Ⅰ：滤液：NaOHpH=12.5过滤滤液Ⅱ：MgCl2CO2H2SiO3及其它固体杂质Mg2+、Al3+、Fe3+、SO42-、过量H+Fe(OH)3Al(OH)3Mg2+、SO42-Na+Mg(OH)2SO42-、Na+例题1分析：熟悉工业流程常见的实验方法：①粉碎、研磨：②溶解、浸取：③灼烧、煅烧:通常用水或酸或碱溶解。如用硫酸、盐酸、氢氧化钠等得到可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解如从海带中提取碘、煅烧贝壳、黄铁矿等增大反应物间的接触面积，加快反应速率（1）原料的预处理27例1(09广东化学22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe（OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4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__________________________________________________（要求写出两条）。适当提高反应温度，增加浸出时间，搅拌使反应物充分接触反应，过滤后多次浸取28例2（2010广东理综卷）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g．（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是__________________________________________．增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。29例3（2011东莞期末考试）高岭土化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）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，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程如下：煅烧Al2(OH)nCl6-n高岭土4mol/L的盐酸适量铝粉适量CaCO3溶解除杂过滤滤渣调pH蒸发浓缩根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧”的目的是_________________________________________________。煅烧Al2(OH)nCl6-n高岭土4mol/L的盐酸适量铝粉适量CaCO3溶解除杂过滤滤渣调pH蒸发浓缩煅烧Al2(OH)nCl6-n高岭土4mol/L的盐酸适量铝粉适量CaCO3溶解除杂过滤滤渣调pH蒸发浓缩改变高岭土中氧化铝的结构（1分），使其能溶于酸（1分）（2）控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀（调节溶液pH值且不引入新杂质）例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Cu2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Cu(OH)28.39.831调节pH所需的物质调节pH所需的物质一般应满足两点：①能与H＋反应，使溶液pH值增大；②不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值32②加热:③控温:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动防止某物质在高温时会溶解、水解、分解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动33例4（2010揭阳二模）工业上制取CuCl2的生产流程如下：请结合下表数据，回答问题：（5）由Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl2。采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是。抑制Cu2＋的水解，防止CuCl2晶体中含有Cu(OH)2杂质34例5（07年广东）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：（3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为_____________________。氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤Na2SO4滤液冷却结晶过滤滤液NH4Cl洗涤干燥NH4Cl产品氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤Na2SO4滤液冷却结晶过滤滤液NH4Cl洗涤干燥NH4Cl产品203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/℃203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/℃35℃（33~40℃均可得分）①蒸发浓缩、冷却结晶从溶液中得到固体产品，防止某物质降温时会析出洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗（注意表述清楚）从溶液中得到固体产品，产品溶解度一般随温度变化较大为了使产品更纯，采用多次结晶的方法均称之为(3)产品的分离提纯②蒸发结晶、趁热过滤③洗涤（冰水、酒精）重结晶36例5（07年广东）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：（3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为_____________________。（5）若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是。氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤Na2SO4滤液冷却结晶过滤滤液NH4Cl洗涤干燥NH4Cl产品氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤Na2SO4滤液冷却结晶过滤滤液NH4Cl洗涤干燥NH4Cl产品203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/℃203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/℃35℃（33~40℃均可得分）重结晶37例6（08深圳二模）下图是Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度曲线：Na2Cr2O7·2H2ONa2SO4Na2SO4·10H2OS/g8060402020406080T/℃（5）据此，步骤Ⅴ操作的方法是：将Ⅳ所得溶液______________(填操作)，趁热过滤得到的晶体是_____________(填化学式)；然后将所得溶液_______________(填操作)，得到的晶体是___________。蒸发浓缩Na2SO4冷却结晶Na2Cr2O7·2H2O38(4)常见名词浸出：浸出率：酸浸：水洗：水浸：固体加水（酸）溶解得到离子固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少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解过程通常为除去水溶性杂质与水接触反应或溶解39解题方法的归纳与总结读正文，找信息，灵活运用看框内，看框外，里外结合边分析，边思考，易处着手先局部，后全