-化工流程圖解題技巧

1、 化工流程圖解題技巧及練習(xí)  一、無機化工流程題的特點 1、工業(yè)生產(chǎn)流程的主要框架:原料I預(yù)處理II分離提純III核心反應(yīng)產(chǎn)品   2、試題本質(zhì)：想辦法從混合物中提取純凈物。 3、 考察內(nèi)容：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、產(chǎn)品分離提純。 （1）據(jù)流程圖或題目提供的反應(yīng)物和部分生成物書寫情景方程式； （2）濾渣的成分； （3)濾液的成分；（4） 核心反應(yīng)條件的控制和原因； （5）選擇化學(xué)除雜試劑及原因; （6)調(diào)PH值的范圍及試劑的選擇;（7）相關(guān)實驗儀器；（8)相關(guān)計算.等等.

2、 二、解題技巧 （一）讀題 1、先粗讀：明確原料、明確雜質(zhì)、明確目標產(chǎn)品。先不必把每個環(huán)節(jié)的原理都搞清楚。  針對問題再精讀：分析細節(jié)，根據(jù)問題去研究某一步或某一種物質(zhì)。  第三，要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達的規(guī)范性. 【注】:在答題時應(yīng)注意：前一問回答不了，并不一定會影響回答后面的問題。 2、讀流程圖的方法：抓箭頭：主線主產(chǎn)品；支線副產(chǎn)品；回頭循環(huán)品。 3、思考要有方向在基礎(chǔ)理論框架下結(jié)合實際問題進行思考.常用思考方法： 反應(yīng)原理：復(fù)分解、氧還反應(yīng)發(fā)生的條件，書寫原則等 提高原料利用率:利用好副產(chǎn)

3、品、循環(huán)使用原料、能量盡可能利用。 快速反應(yīng):化學(xué)反應(yīng)速率（措施有粉碎、加熱、增大濃度、攪拌等） 提高產(chǎn)率：化學(xué)平衡向右移動。24417 5F61 彡34156 856C 蕬$jGS21823 553F 唿 提高產(chǎn)品純度：產(chǎn)品的分離、提純等實驗基本操作問題. 綠色環(huán)保:反應(yīng)物盡可能無毒無害無副作用，“三廢"的處理，涉及綠色化學(xué)問題。 工業(yè)成本低:原料廉價、資源豐富。（二）、樣品的預(yù)處理 1、礦樣的預(yù)處理方法: （1）原料的預(yù)處理 粉碎的目的：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率(反應(yīng)快）；或使反應(yīng)更完全. 煅燒的目的：(A）除去有機物雜質(zhì)或者碳的雜質(zhì)（如題意告知該礦樣中含C或有機物雜質(zhì))； 或

4、（B）使一些具有還原性的物質(zhì)被空氣中氧氣氧化、分解（思考樣品成分中是否有具有還原性的物質(zhì)， 且看在整個流程中是否需要被氧化）； 或(C）改變礦樣的結(jié)構(gòu)，使其在后面的酸溶（或堿溶或水溶）中更易溶解. 溶解:有酸溶、堿溶、水溶；又叫酸浸、堿浸、水浸) 酸浸目的：與酸反應(yīng)，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。 堿浸目的:與堿反應(yīng)，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。 水浸目的：使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去的溶解過程。 （2）【有關(guān)名詞】： 浸出：固體加水(酸)溶解得到離子。 浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少。 【思考】提高浸出率的措

5、施通常有哪些?-粉碎、攪拌、升溫、增大酸(或堿）濃度.27458 6B42 歂Y30137 75B9 疹27181 6A2D 樭O28882 70D2 烒38090 94CA 鉈 2、植物樣品的預(yù)處理方法： 灼燒:(如海帶中碘的提取、茶葉中鐵含量的測定)，灼燒成灰之后，再用水浸，為了加快其溶解速率可以加熱、不斷攪拌;然后再過濾，過濾之后如果得到的濾液中還有灰燼，可以再過濾一次. 研磨成汁：提取植物樣品中的有機物所用方法；（如波菜中草酸含量的測定），研磨成汁之后，如該有機物可溶于水，研磨之后，可用水浸??；如該有機物不溶于水，就用有機溶劑（乙醇或苯、四氯化碳)來萃取。三、控制反應(yīng)條件（重要) 1、

6、調(diào)節(jié)pH值的目的:控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)PH值除雜：(一般是除Fe2+、Fe3+）（1） 、除Fe2+要將其氧化成Fe3+，氧化劑可選擇H2O2、Cl2、HNO3、NaClO或氯水，到底選擇誰，要據(jù)具體的題景來選擇；（2） 調(diào)PH值所加試劑：一般是含被提純物質(zhì)中的金屬陽離子對應(yīng)的a、金屬；b、金屬氧化物；c、金屬氫氧化物;d、金屬碳酸鹽（總之,這些物質(zhì)要能與H+反應(yīng),又難溶于水，這樣可即使過量而又不會引入新的雜質(zhì)離子），有時候也可能加NaOH或氨水來調(diào)PH值，要據(jù)題意具體分析(一般是加的Na+、NH4+不會在后續(xù)的程序中難以分離）（3)PH值的調(diào)節(jié)范圍：據(jù)題意告知

7、的某離子完全沉淀或開始沉淀的PH值數(shù)據(jù)來選擇,不能隨意更改,應(yīng)該是題目中原始數(shù)據(jù)的組合。例如:已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH（如下表所示)物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe（OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9。6 Mn(OH）2 8。3 9.8 問題：若要除去Mn2溶液中含有的Fe2,應(yīng)該怎樣做？ 【答】先加雙氧水把Fe2氧化成Fe3，再調(diào)節(jié)3。7PH8.3 【注】調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：G22547 5813 堓32370 7E72 繲527905 6D01 潔i、能與H反應(yīng)，使溶液pH值增大; ii、不引入新雜質(zhì)。 例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3,可加入C

8、uO、Cu(OH）2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值 。 2、保持酸過量（酸化)的目的：通常是抑制某金屬陽離子的水解。 3、溫度的控制的目的(可用水浴或冰水浴或油浴來控制） a、冰水浴目的：通常防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)或溶解; b、水浴目的：通常防止某種物質(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，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中,將CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的溫度為（30+2）,可得NaHCO3晶體，溫度控制在這個范圍，目的就是防止NaHCO3分解。而在Br2的制取過程中，出溴口的溫度控制在8090,目的就是要使Br2揮發(fā)出來而又減少

9、水蒸氣混入Br2中. c、使催化劑的活性達到最好：如工業(yè)合成氨或工業(yè)SO2氧化為SO3時，選擇的溫度是500左右，原因之一就是使催化劑的活性達到最高。 d、防止副反應(yīng)的發(fā)生：如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在170，原因是就是在140時會有乙醚產(chǎn)生。 e、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(shè)備的要求,達到綠色化學(xué)的要求。 4、加熱的目的:加快反應(yīng)速率，或促進平衡向某個方向移動?；蚣铀倌彻腆w的溶解。5、降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時分解或溶解，或為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動。 四、物質(zhì)的分離和提純的方法及目的 結(jié)晶（重結(jié)晶)：固體物質(zhì)從溶液中析出的過程. 過濾：固、液分離（

10、主要儀器：漏斗、燒杯、玻璃棒) 趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時會析出。 洗滌:通常有水洗、冰水洗滌、醇洗. 水洗目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子（適用于溶解度小的溶質(zhì)）.27989 6D55 浕130668 77CC 矌33263 81EF 臯39960 9C18 鰘22185 56A9 嚩29413 72E5 狥< 冰水洗滌目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。 (適用于高溫溶解度大、低溫溶解度小的溶質(zhì)）。 醇洗目的：（常用于溶解度較大的溶質(zhì)）洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。(若對溶解度小的溶質(zhì)進行醇洗，則是為了洗去雜質(zhì)離子，并使盡快干燥。

11、蒸餾：液、液分離（主要儀器:蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、尾接管） 蒸發(fā)：利用加熱的方法，使溶液中溶劑不斷揮發(fā)而析出溶質(zhì)（晶體）的過程.(實驗儀器：蒸發(fā)皿、鐵架臺、玻璃棒、坩堝鉗、酒精燈)?！咀ⅰ空舭l(fā)反應(yīng)時的氣體氛圍：例如MgCl26H2OMgCl2，應(yīng)在HCl氣體氛圍下蒸發(fā)溶劑，以防其水解。 萃取:用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。 分液：互不相溶的液體間的分離（主要儀器：分液漏斗) 升華:將可直接氣化的固體分離出來。 鹽析:加無機鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。 灼燒：高溫條件下固體物質(zhì)的燃燒。主要儀器:坩堝. 煮沸：目的通常是是除去溶解在水中的氣體(通常為O2）；或是為了促進水解，聚沉后便

12、于過濾分離。 【注】結(jié)晶方法一般為2種： 一種是蒸發(fā)結(jié)晶（適用于溶質(zhì)的溶解度隨溫度變化而變化不大的)。 一種是降溫結(jié)晶（適用于溶質(zhì)的溶解度隨溫度變化而變化較大的)。 （后者具體形式又分為冷卻結(jié)晶。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶。) （1）當(dāng)溶液是單一溶質(zhì)時 當(dāng)溶質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大：（如NaCl）:蒸發(fā)結(jié)晶。31030 7936 礶(<23078 5A26 娦U32454 7EC6 細28436 6F14 演 溶質(zhì)的溶解度隨溫度降低而變化較大：（如KNO3)：冷卻結(jié)晶（高溫下先配成飽和溶液)。 溶質(zhì)的溶解度隨溫度降低而變化較大，要從稀溶液得到帶結(jié)晶水的晶體(如CuS

13、O4·5H2O):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： A、要使受溫度影響最大、溶解度最大的溶質(zhì)最先結(jié)晶析出（如除去KNO3中的少量NaCl）：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（過濾、洗滌、干燥）。 B、要使受溫度影響最小、溶解度最小的溶質(zhì)最先結(jié)晶析出: （如除去NaCl中的少量KNO3)：蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、(洗滌、干燥）。 C、要使受溫度影響大、溶解度大的溶質(zhì)留在濾液中:必須趁熱過濾。 五、核心反應(yīng)方程式的書寫方法 1、據(jù)箭頭找出反應(yīng)物、生成物或據(jù)題目提供的信息找出反應(yīng)物或部分生成物; 2、分析其化合價的變化，確定發(fā)生的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)還是氧化還原反

14、應(yīng)。 3、據(jù)配平的需要確定在反應(yīng)物或生成物中加水、加H+或OH-. a、水可在反應(yīng)物中或生成物中據(jù)需要隨意添加； b、可據(jù)電荷守恒確定在反應(yīng)物或生成物中加H+或OH或H2O,H+、OH-不能隨意添加，必須據(jù)題意。如反應(yīng)在酸性環(huán)境下進行，可在反應(yīng)物或生成物據(jù)需要加H+或H2O，但絕對不能加OH ；如在堿性環(huán)境下反應(yīng)，在反應(yīng)物或生成物中據(jù)需要加OH或H2O,但絕對不能加H+。 六、常見文字敘述規(guī)范套路（重要) 如何進行滴定終點的判斷? 答：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r，溶液顏色由××顏色變?yōu)?顏色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色. （注:只寫“變色”或“褪色"不得分） 洗滌沉淀的方法

15、：往漏斗中加入蒸餾水至沒過沉淀物，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。 30584 7778 睸N33794 8402 萂40491 9E2B 鶇22716 58BC 墼y39152 98F0 飰檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取最后一次的洗滌液，滴加××試劑(可與雜質(zhì)的某些離子發(fā)生沉淀反應(yīng))，如果沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；否則說明沉淀未洗滌干凈. 【注】這種情況因為離子濃度較低，應(yīng)該選用反應(yīng)靈敏的特征反應(yīng)。此時一般不用焰色反應(yīng)實驗檢驗(離子濃度低、效果不好）.檢驗沉淀是否完全的方法：靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加××試劑,若沒有沉淀生成，說明沉淀完全；若

16、出現(xiàn)沉淀則說明沉淀未完全。 如何進行萃取操作？ 答：在分液漏斗中加溶液和萃取劑，右手堵住漏斗上口塞，左手握活塞，倒轉(zhuǎn)用力振蕩，放氣,正立放鐵圈上靜置。 如何進行分液操作? 答：讓分液漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁，打開分液漏斗上口玻璃塞,打開活塞，讓下層液體從下面流出到分界面,再關(guān)閉活塞，上層液體由上口倒入另一燒杯。 如何進行焰色反應(yīng)的操作？ 答：先將鉑絲沾鹽酸在酒精燈火焰上灼燒， 反復(fù)幾次,直到與酒精燈火焰顏色接近為止，然后用鉑絲沾取少量待測液，到酒精燈火焰上灼燒,觀察火焰顏色，如為黃色，則說明溶液中含Na元素；若透過藍色鈷玻璃呈紫色，則說明溶液中含 K元素。 過濾的方式有幾種？降溫結(jié)晶主要包括哪些步

17、驟？ 答：過濾、趁熱過濾；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。 如何進行結(jié)晶蒸發(fā)操作？ 答:將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，并用玻璃棒攪拌,待有大量晶體出現(xiàn)時停止加熱，利用余熱蒸干剩余水分.【注意】：31561 7B49 等34240 85C0 藀23609 5C39 尹22631 5867 塧38983 9847 顇38536 9688 隈! 在寫某一步驟是為了除雜是，應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”，只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不給分的。 看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式還是離子方程式，注意配平。【走近真題】27。鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某離子電池正極材料有鈷酸鋰 (LiCoO

18、2）,導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充點時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi+xe=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件為給出）。回答下列問題：(1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_。（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。（3）“酸浸”一般在80下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是 。（4）寫出“沉鈷"過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_ _。(5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式_。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_(填化學(xué)式）。【分析】第（2）問“正極堿浸”的離子方程式，只要提取到信息“鋁箔”,就能得出2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2 (以人教版為例）；“酸浸&q