無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)流程課件

2012屆高三化學(xué)復(fù)習(xí)解讀化學(xué)工藝流程題1Ag/α－Al2O3是石油化學(xué)工業(yè)的一種重要催化劑Ag起催化作用α－Al2O3是載體且不溶于硝酸2(Ⅰ)酸溶(Ⅷ)吸收(Ⅱ)過(guò)濾、洗滌(Ⅲ)沉淀(Ⅵ)酸溶(Ⅴ)轉(zhuǎn)化Ag/α－Al2O3HNO3蒸餾水NaClα-Al2O3NOxNaOH溶液AgNO3晶體HNO3AgCl(S)NaNO3溶液Fe2O3FeCl3(Ⅳ)(Ⅶ)流程題1：石油工業(yè)催化劑Ag/α－Al2O3的回收利用

3流程題2：高效無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鐵的制取Ⅱ取樣分析Ⅳ氧化、水解、聚合Ⅲ還原Ⅰ酸溶產(chǎn)品紅褐色溶液FeOFe2O3Fe3O428%H2SO4FeNaClO3H2SO4聚合硫酸鐵是一種新型高效的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來(lái)制取聚合硫酸鐵，為控制水解時(shí)Fe3+的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe3+必須先還原為Fe2+。4流程題3：氯堿廠電解飽和食鹽水制取氫氧化鈉

化鹽

精制

電解

脫鹽

粗鹽水NaOHNa2CO3Cl2H210%NaOH、16%NaCl溶液50%NaOH溶液

沉渣NaCl晶體5蛇紋石溶解pH＜1Mg(HCO3)2熱解堿式碳酸鎂HClCa(OH)2SiO2沉淀物A沉淀物BCa(OH)2CO2ⅠⅡ流程題4：由蛇紋石制取堿式碳酸鎂6工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和作用工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的（包括副產(chǎn)品）；題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來(lái)；題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)置成系列問(wèn)題，構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。其特點(diǎn)與作用有三：一是試題源于生產(chǎn)實(shí)際，以解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題作思路進(jìn)行設(shè)問(wèn)，使問(wèn)題情境真實(shí)，能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀；二是試題內(nèi)容豐富，涉及的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)方方面面，能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用雙基知識(shí)解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問(wèn)題的遷移推理能力；三是試題新穎，一般較長(zhǎng)，閱讀量大，能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力。

7化學(xué)工藝流程題的分類(lèi)從結(jié)構(gòu)上分單線型雙（多）線型從目的上分除雜型除雜+制備型制備型8除雜型2011年32題2007年24題9制備型2007年21題2006年22題10除雜+制備型2010年32題除雜制備2008年23題制備除雜11化工流程題通常要達(dá)到兩個(gè)目的：（1）如何利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)；（2）如何從混合物中分離、提純某一物質(zhì)。12化工流程題需解決的主要矛盾

解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理；除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品；提高產(chǎn)量與產(chǎn)率；減少污染，考慮“綠色化學(xué)”生產(chǎn)（原子經(jīng)濟(jì)化、原料循環(huán)、過(guò)程無(wú)害化）；原料的來(lái)源既要考慮豐富，還要考慮成本問(wèn)題；生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便可行等工藝生產(chǎn)問(wèn)題。

13高考想考什么？呈現(xiàn)形式：流程圖、表格、圖像設(shè)問(wèn)方式：措施、成分、物質(zhì)、原因能力考查：獲取信息的能力、分解問(wèn)題的能力、表達(dá)能力知識(shí)落點(diǎn)：基本理論、元素化合物、實(shí)驗(yàn)

綜上所述，無(wú)機(jī)工業(yè)流程圖題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問(wèn)題的能力。所以近年來(lái)廣東高考該類(lèi)型題持續(xù)出現(xiàn)。14化學(xué)工藝流程題的解題思路①工業(yè)流程題涉及到的制備原理有：電解：熱還原法：熱分解法：水解法：復(fù)分解：工業(yè)制備原理金屬的冶煉、金屬的精煉、氯堿工業(yè)金屬的冶煉、硅單質(zhì)的冶煉金屬的冶煉、純堿的制備納米材料、金屬氧化物、堿式鹽的制備侯氏制堿法15化學(xué)工藝流程題的解題思路②工業(yè)流程題涉及到的除雜原理液相水溶液相將雜質(zhì)變?yōu)闅庀嗷蚬滔鄬⒛繕?biāo)物變?yōu)闅庀嗷蚬滔唷喾蛛x非水液相固相將雜質(zhì)變?yōu)闅庀嗷蛞合鄬⒛繕?biāo)物變?yōu)闅庀嗷蛞合鄽庀鄬㈦s質(zhì)變?yōu)橐合嗷蚬滔鄬⒛繕?biāo)物變?yōu)橐合嗷蚬滔?6

工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程：原料處理分離提純獲得產(chǎn)品171.原料處理階段的常見(jiàn)考點(diǎn)：①加快反應(yīng)速率②溶解浸出③灼燒焙燒④煅燒⑤反應(yīng)條件控制182.分離提純階段的常見(jiàn)考點(diǎn)：①調(diào)pH值除雜②試劑除雜③加熱④降溫⑤母液（濾液）⑥萃取193.獲得產(chǎn)品階段的常見(jiàn)考點(diǎn)：①洗滌（冰水熱水）②蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶④蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾⑤重結(jié)晶204.其他常見(jiàn)考點(diǎn)：①方程式書(shū)寫(xiě)②實(shí)驗(yàn)儀器選擇③計(jì)算④信息點(diǎn)21例1、（09廣東，22）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、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：Ⅱ分離提純Ⅰ預(yù)處理Ⅱ分離提純Ⅲ還原22沉淀物Fe（OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH值見(jiàn)上表。23原料：預(yù)處理：除雜：核心化學(xué)反應(yīng)是礦石（固體）酸溶解（表述：“浸出”）控制溶液酸堿性使金屬離子形成沉淀控制條件，調(diào)節(jié)PH，使Mg2+全部沉淀24固體廢料[MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3等]H2SO4過(guò)濾濾液：濾渣：氣體：NaOHpH=5.5過(guò)濾濾渣Ⅰ：濾液：NaOHpH=12.5過(guò)濾濾液Ⅱ：

MgCl2

CO2H2SiO3及其它固體雜質(zhì)Mg2+、Al3+、Fe3+、SO42-、過(guò)量H+Fe(OH)3Al(OH)3Mg2+、SO42-Na+Mg(OH)2SO42-、Na+例題1分析：25熟悉工業(yè)流程常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法：①粉碎、研磨：②溶解、浸?。孩圩茻?、煅燒:通常用水或酸或堿溶解。如用硫酸、鹽酸、氫氧化鈉等得到可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程。改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解。并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解如從海帶中提取碘、煅燒貝殼、黃鐵礦等增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)速率（1）原料的預(yù)處理26例1(09廣東化學(xué)22）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、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：沉淀物Fe（OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4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

__________________________________________________（要求寫(xiě)出兩條）。適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，增加浸出時(shí)間，攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，過(guò)濾后多次浸取27例2（2010廣東理綜卷）碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以β-鋰輝石（主要成分為L(zhǎng)i2O·Al2O3·4SiO2）為原材料制備Li2CO3的工藝流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的PH分別為3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g．（1）步驟Ⅰ前，β-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是__________________________________________．增大固液接觸面積，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率。28例3（2011東莞期末考試）高嶺土化學(xué)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)，化學(xué)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。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[Al2(OH)nCl6-n]。用高嶺土制備堿式氯化鋁的工藝流程如下：煅燒Al2(OH)nCl6-n高嶺土4mol/L的鹽酸適量鋁粉適量CaCO3溶解除雜過(guò)濾濾渣調(diào)pH蒸發(fā)濃縮根據(jù)流程圖回答下列問(wèn)題：（1）“煅燒”的目的是_________________________________________________。改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu)（1分），使其能溶于酸（1分）

29（2）控制反應(yīng)條件的方法①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)溶液pH值且不引入新雜質(zhì)）例如：已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示若要除去Cu2＋溶液中含有的Fe2＋，應(yīng)該怎樣做？物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)3

2.73.7Fe(OH)2

7.69.6Cu(OH)2

8.39.830調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：①能與H＋反應(yīng)，使溶液pH值增大；②不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值

31②加熱:③

控溫:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解、水解、分解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)32例4（2010揭陽(yáng)二模）工業(yè)上制取CuCl2的生產(chǎn)流程如下：請(qǐng)結(jié)合下表數(shù)據(jù)，回答問(wèn)題：（5）由Cu(OH)2加入鹽酸使Cu(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镃uCl2。采用“稍多量鹽酸”和“低溫蒸干”的目的是

。抑制Cu2＋的水解，防止CuCl2晶體中含有Cu(OH)2雜質(zhì)

33例5（07年廣東）以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：（3）“冷卻結(jié)晶”過(guò)程中，析出NH4Cl晶體的合適溫度為_(kāi)____________________。35℃（33~40℃均可得分）

34①

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶從溶液中得到固體產(chǎn)品，防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗（注意表述清楚）從溶液中得到固體產(chǎn)品，產(chǎn)品溶解度一般隨溫度變化較大為了使產(chǎn)品更純，采用多次結(jié)晶的方法均稱(chēng)之為(3)產(chǎn)品的分離提純②蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾③洗滌（冰水、酒精）重結(jié)晶35例5（07年廣東）以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：（3）“冷卻結(jié)晶”過(guò)程中，析出NH4Cl晶體的合適溫度為_(kāi)____________________。（5）若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是

。

35℃（33~40℃均可得分）

重結(jié)晶36例6（08深圳二模）下圖是Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度曲線：Na2Cr2O7·2H2ONa2SO4Na2SO4·10H2OS/g8060402020406080T/℃（5）據(jù)此，步驟Ⅴ操作的方法是：將Ⅳ所得溶液______________(填操作)，趁熱過(guò)濾得到的晶體是_____________(填化學(xué)式)；然后將所得溶液_______________(填操作)，得到的晶體是

___________。蒸發(fā)濃縮Na2SO4冷卻結(jié)晶Na2Cr2O7·2H2O37(4)常見(jiàn)名詞浸出：浸出率：酸浸：水洗：水浸：固體加水（酸）溶解得到離子固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程通常為除去水溶性雜質(zhì)與水接觸反應(yīng)或溶解38解題方法的歸納與總結(jié)讀正文，找信息，靈活運(yùn)用看框內(nèi)，看框外，里外結(jié)合邊分析，邊思考，易處著手先局部，后全盤(pán)，逐步深入

39成本意識(shí)：浸出率、轉(zhuǎn)化率、利用率、原料價(jià)格、能耗的控制、原料、能量的循環(huán)利用效率意識(shí)：生產(chǎn)速率、催化劑的使用、反應(yīng)條件的選擇環(huán)保意識(shí)：綠色化學(xué)效率環(huán)保解決工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題需具備的基本意識(shí)40解讀化學(xué)工藝流程題核心——原理、操作、知識(shí)點(diǎn)再現(xiàn)關(guān)鍵——實(shí)驗(yàn)原理、裝置原理、操作原理三結(jié)合理念——學(xué)以致用，物盡其用，綜合應(yīng)用考慮成本，考慮環(huán)保，考慮現(xiàn)實(shí)41加強(qiáng)做責(zé)任心，責(zé)任到人，責(zé)任到位才是長(zhǎng)久的發(fā)展。7月-237月-23Wednesday,July26,2023人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。05:32:0105:32:0105:327/26/20235:32:01AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。7月-2305:32