工業(yè)流程題導(dǎo)學(xué)案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載工業(yè)流程題導(dǎo)學(xué)案【知識積累一】化工生產(chǎn)主要解決六方面問題：1、解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理；2、除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品；3、提高產(chǎn)量與產(chǎn)率；4、減少污染，考慮 “綠色化學(xué)”生產(chǎn);5、原料的來源既要考慮豐富，還要考慮成本問題;6、生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題化學(xué)工藝流程題，一般也就圍繞這六個方面設(shè)問求解。要準(zhǔn)確、順利解答工藝流程題，學(xué)生除了必須要掌 握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識以及除雜分離提純物質(zhì)的基本技能外，最關(guān)鍵的問題要具備 分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力?！局R積累二】常見與工業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)傳統(tǒng)工業(yè)不能丟1、工業(yè)制粗硅：2、工業(yè)制CO2

2、：3、工業(yè)合成氨：4、工業(yè)制硝酸：高;溫*SiO£d-2CSi+2CO Tia=urnnC aO-hCOT南混高IE4N0+SH.0(2) 2NO+O2=2NO2_、 3NO2+H2O=2HNO 3+NO高濕5、工業(yè)制硫酸:IO2FeO3-»-8SO£、 SO3+H2O=H2SO46、.工業(yè)制漂白粉：2Ca (OH 2 + 2 Cl 2= Ca Cl 2 + Ca( ClO) 2+2H2O 電解7、氯堿工業(yè)：2NaCl+2H 2O=2NaOH+Cl 2 T+HT8、侯氏制堿法：NaCl + H 2O + NH 3 + CO 2 = NaHCO 3 J +NHC1相

3、關(guān)物質(zhì)化學(xué)式或名稱加碘食鹽中含碘物質(zhì)KIO3半導(dǎo)體材料SiGeSe光導(dǎo)纖維SiO2硅酸鹽工業(yè)玻璃、水泥、陶瓷飲用水凈水劑明祖飲用水消毒劑Cl 2、ClO2、漂白粉、O3、 H 2 O2、 NaClO常用漂白劑活性炭、SO 2、 HClO 、 H 2 O2、 Na 2O2、 O3大氣污染物CO、SO2、 NO 2、 NO常見與生產(chǎn)生活相關(guān)的物質(zhì)【知識積累三】學(xué)習(xí)必備歡迎下載【知識積累四】 工業(yè)流程題中常用的關(guān)鍵詞原材料：礦樣（明磯石、孔雀石、蛇紋石、大理石、鋰輝石、黃銅礦、鎰礦、高嶺土，燒渣），合金（含鐵廢銅），藥片（補(bǔ)血劑），海水（污水）灼燒（煨燒）：原料的預(yù)處理，不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為容易提取

4、的物質(zhì)：如海帶中提取碘酸：溶解、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（沉淀）堿：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（沉淀）氧化劑：氧化某物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為易于被除去（沉淀）的離子氧化物：調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（沉淀）控制PH值：促進(jìn)某離子水解，使其沉淀，利于過濾分離煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣趁熱過濾：減少結(jié)晶損失；提高純度【知識積累五】化工生產(chǎn)的主要操作：過濾、結(jié)晶、重結(jié)晶、洗滌、干燥、灼燒、分液、重復(fù)操作 2-3次等。其中結(jié)晶應(yīng)注意：（1）當(dāng)溶液是單一溶質(zhì)時所得晶體不帶結(jié)晶水（如NaCl、K NO3）:蒸發(fā)、結(jié)晶所得晶體帶結(jié)晶水 （如CuSO4.

5、5H2。、摩爾鹽即硫酸亞鐵?。∟H 4）2SO4 FeSO4 6H2O）:蒸發(fā)濃縮（至 有晶膜出現(xiàn)），冷卻結(jié)晶，過濾（2）當(dāng)溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：濃縮（結(jié)晶），趁熱過濾要得到溶解度受溫度影響大的：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾綠色化學(xué)理念：（1）環(huán)境污染問題；（2）原子的經(jīng)濟(jì)性；（3）節(jié)約能源（包括使用催化劑）；（4）原料應(yīng)是可再生的（或者可循環(huán)使用）；（5）工藝的安全性學(xué)習(xí)必備歡迎下載解題方法：1 .明確整個流程的目的，重視加入的成分和出來的成分差異2 .結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題分析每一步反應(yīng)的原理與條件3 .規(guī)范答題Fe、Al等雜質(zhì)）為原【例】C0CI2 6H2O

6、在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鉆廢料（含少量料制取C0CI2 6H2O的一種新工藝流程:含鉆廢料鹽酸過氧化氫碳酸鈉CoCl鹽酸已知:鉆與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co+ 2HCl=CoCl2+ H2 T110720c時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水CoCl26H2O熔點(diǎn)86 C,易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至 氯化鉆。部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH) 3開始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2請回答下列問題:加入碳酸鈉調(diào)節(jié) pH至a, a的范圍是 。操作I包含 3個基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是

7、和過濾。制得的CoCl2 6H2O需減壓烘干的原因。為測定產(chǎn)品中 CoCl2 6H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的 AgNO溶液，過濾,并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2 6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能【課堂訓(xùn)練】1、鋰被譽(yù)為 金屬味精"，以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè)上常以伊鋰輝礦（主要成分為LiAlSi2O6,還含有Fe。、Mg。、CaO等雜質(zhì)）為原料來制取金屬鋰。其中一種工藝流程如93雁-9R%硫酸（過敏）微酸鈣水覆刎飽和NM5諳微氫氧化物Fe(OH) 3AI(OH) 3Mg(OH) 2開

8、始沉淀pH2. 73. 79. 6完全沉淀pH3. 74. 711已知：部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH :Li 2CO3在不同溫度下的溶解度如下表:溫度/c010205075100U2CO3的溶解度/g1 . 5391 . 4061 . 3291 . 1810. 8660. 728請回答下列問題:學(xué)習(xí)必備歡迎下載 用氧化物形式表示 LiAlSi2O6的組成:(2)反應(yīng)n加入碳酸鈣的作用是 (3)寫出反應(yīng)m中生成沉淀A的離子方程式：,洗滌所得Li2CO3(4)反應(yīng)IV生成Li2CO3沉淀，寫出在實(shí)驗(yàn)室中得到Li2CO3沉淀的操作名稱沉淀要使用(選填 熱水”或 冷水”)你選擇的理由是(

9、5)電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時，陽極產(chǎn)生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是：2、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)的堿式氯化鋁鋁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, OAl 2(OH)nCl6-n本實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)組成為：AI2Q (25334%、SiO2 (40%- 50%、FezQ (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)，化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(shí)驗(yàn)流程如下:少量鋁粉根據(jù)流程圖回答下列問題:學(xué)性質(zhì)有差異，高嶺土 15%鹽酸適量CaCQAl2(OH)nC6 n“煨燒”的目的是配制質(zhì)

10、量分?jǐn)?shù)15%的鹽酸需要200 mL 30 %的濃鹽酸(密度約為 1.15 g cm-3)和g蒸儲水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、“溶解”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為加少量鋁粉的主要作用是“調(diào)節(jié)溶液pH在4.24.5”的過程中，除添加必要的試劑，還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90100C,控制溫度的實(shí)驗(yàn)方法是3、膽磯是一種常見的化合物，工業(yè)上它也是一種制取其它含銅化合物的原料。 來制備膽磯。有人設(shè)計(jì)了如下流程：現(xiàn)有廢銅(主要雜質(zhì)為Fe)含鐵廢銅+A十 Cu式調(diào)節(jié)pH=lVI膽 磯晶體pH值控制可參考下列數(shù)據(jù)物質(zhì)開始沉淀時的pH值完全沉淀時的pH值氫氧化鐵2.73.7氫氧化亞鐵7.

11、69.6氫氧化銅5.26.4請根據(jù)上述流程回答下列問題：(1)A物質(zhì)可選用 (填字母)。a.稀H2SOb.濃H2SO/ Ac.濃FeCl3溶液 d .濃HNO學(xué)習(xí)必備歡迎下載(2) I中加HQ的目的 。(3) II中加Cu2 (OH 2CO的目的是 其優(yōu)點(diǎn)是 _(4) III加熱煮沸時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為(5) V中加HkSO調(diào)節(jié)pH=1是為了(6) V到VI的操作是(7)某工程師認(rèn)為上述流程中所加的A物質(zhì)并不理想，需作改進(jìn)，其理由是 如何改進(jìn)工業(yè)流程題固學(xué)案1 .明磯石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料，明磯石的組成和明磯相似，此外還含有氧化鋁和少量氧化 鐵雜質(zhì)。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下圖所示：

12、明砒石*結(jié)晶鉀?；旌头柿香斓砦颰溶解£化鈉次氫氧化鋁根據(jù)上述圖示，完成下列填空:(1 )明磯石焙燒后用稀氨水浸出。 配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取濃氨水(每升含有251.28g 氨)mL,用規(guī)格為 mL量筒量取。(2)氨水浸出后得到固體混合體系，過濾，濾液中除 、SO”外，還有大量的Nl。檢驗(yàn)NhT的方法是(3)寫出沉淀物中所有物質(zhì)的化學(xué)式 。(4)濾液I的成分是水和 。(5)為測定混合肥料 K2SO、(NHk)2SQ中鉀的含量，請完善下列步驟：稱取鉀氮肥試樣并溶于水，加入足量溶液，產(chǎn)生白色沉淀。、(依次填寫實(shí)驗(yàn)操作名稱)。冷卻、稱重。(6)若試樣為 mg沉淀的

13、物質(zhì)的量為 nmol,則試樣中K2SO的物質(zhì)的量為：mol (用含有m n的代 數(shù)式表示)。2 . (09年上?；瘜W(xué) 27)實(shí)驗(yàn)室用大理石等原料制取安全無毒的殺菌劑過氧化鈣。大理石的主要雜質(zhì)是 氧化鐵，以下是提純大理石的實(shí)驗(yàn)步驟：學(xué)習(xí)必備歡迎下載秫用ANfeCO,大理石T 溶解 H 操作n H"過深卜j沉矗上川 過鼠bocdiF«OH)濾液 B(1)溶解大理石時，用硝酸而不同硫酸的原因是 (2)操作n的目的是 ,溶液 A (溶質(zhì)是共價化合物)是 ，(3)寫出檢驗(yàn)濾液中是否含鐵離子方程式： (4)寫出加入碳酸錢所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 寫出濾液B的一種用途：(5) CaO中一

14、般含CaO試按下列提示完成 CaO含量分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。試劑：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、酚酗： 儀器：電子天平、錐形瓶、滴定管實(shí)驗(yàn)步驟：;加入;加入酚Mt, 用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。(6)若理論上滴定時耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL恰好完全反應(yīng)，實(shí)際操作中過量半滴(1mL溶液為25滴)，則相對誤差為。3 .亞氯酸鈉(NaClQ)是一種重要的含氯消毒劑。以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：160g/LNaClO 2 3H2O已知：NaClQ的溶解度隨溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClQ 3H2QCIO2的沸點(diǎn)為283K, ZC1O2易分解爆炸，常用稀有氣體或空氣稀釋防止爆炸性分解

15、HC1C2在25c時的電離常數(shù)與硫酸的第二步電離常數(shù)相當(dāng)，可視為強(qiáng)酸。(1) 160 g L-NaO聆液的物質(zhì)的量濃度為 。若要計(jì)算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要的一 個數(shù)據(jù)是。(2) ClQ發(fā)生器中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。發(fā)生器中鼓入空氣 的作用可能是 (選填序號)。(a)將SO氧化成SO,增強(qiáng)酸性；(b)稀釋C1O2以防止爆炸；(c)將NaClQ氧化成CIO2(3)吸收塔中為防止產(chǎn)生 NaClQ被繼續(xù)還原成 NaCl,所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除H2Q處，還可以選擇的還原劑是 (填序號)A. N&QB. N&SC. FeCl2D. KMnO(4)在堿性溶液中 NaClQ比較穩(wěn)

16、定，所以吸收塔中應(yīng)維持NaOHF肖過量，判斷 NaOH否過量的簡單實(shí)驗(yàn)方法是。(5)從濾液中得到 NaClQ?3H2O粗晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是 (選填序號)。A.蒸儲B.蒸發(fā)C.灼燒D.過濾E.冷卻結(jié)晶(6)從濾液中得到 NaClQ 3H2O晶體還必須進(jìn)行的操作是 (填操作名稱)。4 .蛇紋石礦可以看作由MgO FezQ、AlzQ、Si6組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實(shí)驗(yàn)步驟如下：蛇紋石MCI Ca(OH)3 Ca(OH)3學(xué)習(xí)必備歡迎下載(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后，溶液里除了Mj外，還含有的金屬離子是 氫氧化物Fe(OH)3Al(OH) 3Mg(OH>開始沉淀pH1.53.39.4A中加入 _ (填入物質(zhì)的化學(xué)式)(2)進(jìn)行I操作時，控制溶液 pH=78 (有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見右表)，Ca(OH)2不能過量，若Ca(OH)