工艺流程图专项.pdf
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1、_工艺流程图专项工艺流程图专项一、常见的工业生产流程的主线和核心一、常见的工业生产流程的主线和核心1 1 、规律:主线主产品、分支副产品、回头为可循环、规律:主线主产品、分支副产品、回头为可循环的物质。的物质。2 2 、核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。3 3 、原料处理的方法和作用、原料处理的方法和作用 研磨(粉研磨(粉 碎)碎) :增大接触面积,加快溶解或增大:增大接触面积,加快溶解或增大反应速率。反应速率。 浸浸 出出固体加水(酸或碱)溶解得到离子固体
2、加水(酸或碱)溶解得到离子 水浸:与水接触溶解或反应,可通过延长时间、水浸:与水接触溶解或反应,可通过延长时间、搅拌或适当升温来加速,以提高浸出率。搅拌或适当升温来加速,以提高浸出率。 酸浸:与酸接触反应而溶解,使可溶性离子进入酸浸:与酸接触反应而溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。可通过适当增大酸的浓溶液,不溶物通过过滤除去。可通过适当增大酸的浓度、升温和强力搅拌等加快反应速率。度、升温和强力搅拌等加快反应速率。 碱浸碱浸( (碱洗碱洗) ) 除去油污或氧化膜除去油污或氧化膜 ; ;溶解铝和二氧化溶解铝和二氧化硅硅 过滤过滤: :不溶物通过过滤除去不溶物通过过滤除去 水水 洗洗除
3、去水溶性杂质除去水溶性杂质 灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。 煅烧:改变结构,使一些物质在后续过程中易溶解,并可使一些杂质煅烧:改变结构,使一些物质在后续过程中易溶解,并可使一些杂质( (如有机物如有机物) )在高温在高温下氧化、分解。下氧化、分解。4 4 、实验条件的控制和目的、实验条件的控制和目的调节溶液的调节溶液的 pHpH 值:值: 控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而达到分离的目控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而达到分离的目的,抑制某些离子的水解,防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。如的,抑制某些离
4、子的水解,防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。如FeFe3 3控制体系的温度控制体系的温度控制低温:控制低温:防止物质的分解,如防止物质的分解,如 NaHCONaHCO3 3、NHNH4 4HCOHCO3 3、H H2 2O O2 2、HNOHNO3 3( (浓浓) )等;等;_防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等;防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等;抑制物质的水解;抑制物质的水解;增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸收。增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸收。 采取加热:加速某固体的溶解,加快反应速率;减少气体生成物的溶解并使其逸出,平采取加热:加速某固体的溶解,加快反应速率;减少气体
5、生成物的溶解并使其逸出,平衡向吸热方向移动;衡向吸热方向移动; 控制范围:确保催化剂的催化效果,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益,防止副控制范围:确保催化剂的催化效果,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益,防止副反应发生等。反应发生等。降降 温(冰水中)防止物质在高温时溶解;使化学反应速率下降;使化学平衡向放热方向移温(冰水中)防止物质在高温时溶解;使化学反应速率下降;使化学平衡向放热方向移动动控控 温温温度过高,物质会分解或挥发温度过高,物质会分解或挥发温度过低,物质无法挥发或者反应温度过低,物质无法挥发或者反应趁热过滤,防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。趁热过滤,防止某物质降
6、温时因析出而损耗或带入新的杂质。冰水洗涤冰水洗涤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5 5、 产品的分离和提纯产品的分离和提纯(1 1)过滤)过滤基本操作:一贴二低三靠基本操作:一贴二低三靠(2 2)结晶)结晶当溶液为单一溶质时:当溶液为单一溶质时:所得晶体不带结晶水,如所得晶体不带结晶水,如 NaClNaCl、KNOKNO3 3等:蒸发结晶等:蒸发结晶所得晶体带结晶水,如胆矾等:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。所得晶体带结晶水,如胆矾等:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。当溶液为两种以上溶质时:当溶液为两种以上溶质时:
7、要得到溶解度受温度影响小的溶质:蒸发浓缩结晶,趁热过滤要得到溶解度受温度影响小的溶质:蒸发浓缩结晶,趁热过滤要得到溶解度受温度影响大的溶质:蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。要得到溶解度受温度影响大的溶质:蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。(3 3)重结晶)重结晶(4 4)洗涤)洗涤洗涤:向过滤器中滴加蒸馏水至浸没固体表面,静置,使其自然流下,重复操作洗涤:向过滤器中滴加蒸馏水至浸没固体表面,静置,使其自然流下,重复操作2-32-3 次;次;检验:取洗涤后最后几滴滤液,检验:取洗涤后最后几滴滤液, (若要检验氯离子)滴加(若要检验氯离子)滴加 AgNOAgNO3 3和稀硝酸,若无沉淀产
8、生,和稀硝酸,若无沉淀产生,则证明洗涤干净。则证明洗涤干净。(5 5)干燥)干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干(6 6)灼烧)灼烧固体在坩埚中进行加热固体在坩埚中进行加热_(7 7)分液)分液打开分液漏斗活塞,下层液体从下口放出;上层液体从上口倒出打开分液漏斗活塞,下层液体从下口放出;上层液体从上口倒出(8 8)重复操作)重复操作6 6、 物质分离或提纯常用的化学方法物质分离或提纯常用的化学方法溶解法:利用特殊溶剂把杂质溶解而除去,如溶解法:利用特殊溶剂把杂质溶解而除去,如 Fe(Al)Fe(Al)可用过量的可用过量的 NaOHNaOH 溶液而除去溶液而除去
9、AlAl,COCO2 2(HCl(HCl、H H2 2O)O)先通过饱和食盐水,再通过浓先通过饱和食盐水,再通过浓 H H2 2SOSO4 4。沉淀法:沉淀法:a. a.加合适的沉淀剂加合适的沉淀剂( (要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必须过量,且在后续要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必须过量,且在后续步骤中易除去步骤中易除去) )。b.b.调节溶液的酸碱性。调节溶液的酸碱性。洗涤法:洗涤法:a. a.水洗,水洗,b.b.冰水洗,冰水洗,c. c.有机溶剂洗,其目的是:洗去目标物表面的杂质离子;减有机溶剂洗,其目的是:洗去目标物表面的杂质离子;减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量;防
10、止目标物形成结晶水合物;使晶体快速少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量;防止目标物形成结晶水合物;使晶体快速干燥。干燥。7 7、可循环物质的判断、可循环物质的判断 流程图中回头箭头的物质流程图中回头箭头的物质 生产流程中后面新生成或新分离的物质生产流程中后面新生成或新分离的物质( (不要忽视结晶后的母液不要忽视结晶后的母液) ),可能是前面某一步反,可能是前面某一步反应的相关物质。应的相关物质。8 8绿色化学理念:绿色化学理念:(1 1)环境污染问题;)环境污染问题; (2 2)原子的经济性;)原子的经济性; (3 3)节约能源(包括使用催化剂)节约能源(包括使用催化剂) ;(4 4)原料
11、应是可再生的(或者可循环使用)原料应是可再生的(或者可循环使用) ; (5 5)工艺的安全性)工艺的安全性9 9、 化学工艺流程题自查:化学工艺流程题自查:(1 1)对工艺流程题有没有整体、清晰的认识?)对工艺流程题有没有整体、清晰的认识?了解化学工艺流程的主线;了解化学工艺流程的主线;(2 2)对工艺流程相关知识点是清清楚楚,还是模模糊糊?了解化学工艺流程考什么?)对工艺流程相关知识点是清清楚楚,还是模模糊糊?了解化学工艺流程考什么?(3 3)叙述性问题是否能抓住要点?)叙述性问题是否能抓住要点?了解规范答题的要求;了解规范答题的要求;(4 4)方程式书写和计算有无得分把握?)方程式书写和计
12、算有无得分把握?_1 1、NaClONaClO2 2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:回答下列问题:(1 1)NaClONaClO2 2中中 ClCl 的化合价为的化合价为。(2 2)写出)写出“ “反应反应” ”步骤中生成步骤中生成 ClOClO2 2的化学方程式的化学方程式。(3 3)“ “电解电解” ”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去 MgMg2+2+和和 CaCa2+2+,要加入,要加入的试剂分别为的试剂分别为、。(4 4)“
13、“尾气吸收尾气吸收” ”是吸收是吸收“ “电解电解” ”过程排出的少量过程排出的少量 ClOClO2 2,此吸收反应中,此吸收反应中,氧化剂与还原氧化剂与还原剂的物质的量之比为剂的物质的量之比为,该反应中氧化产物是,该反应中氧化产物是。(5 5)“ “有效氯含量有效氯含量” ”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力相当于多少克 ClCl2 2的氧化能力。的氧化能力。NaClONaClO2 2的有效氯含量为的有效氯含量为。 (计算(计算结果保留两位小数)结果保留两位小数) 。1 1 硼及其化
14、合物在工业上有许多用途硼及其化合物在工业上有许多用途 以铁硼矿以铁硼矿 (主要成分为(主要成分为 MgMg2 2B B2 2O O5 5HH2 2O O 和和 FeFe3 3O O4 4,还有少量还有少量 FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、CaOCaO、AlAl2 2O O3 3和和 SiOSiO2 2等)为原料制备硼酸(等)为原料制备硼酸(H H3 3BOBO3 3)的工艺)的工艺流程如图所示:流程如图所示:回答下列问题:回答下列问题:(1 1)写出)写出 MgMg2 2B B2 2O O5 5HH2 2O O 与硫酸反应的化学方程式与硫酸反应的化学方程式(2 2)利用)利用的磁性,
15、可将其从的磁性,可将其从“ “浸渣浸渣 1”1”中分离中分离“ “浸渣浸渣 1”1”中还剩余的物质是中还剩余的物质是(写化学式)(写化学式) (3 3)以硼酸为原料可制得硼氢化钠()以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBHNaBH4 4) ,它是有机合成中的重要还原剂,其,它是有机合成中的重要还原剂,其_电子式为电子式为(4 4)“ “净化除杂净化除杂” ”需先加需先加 H H2 2O O2 2溶液,作用是溶液,作用是然后再调节溶液的然后再调节溶液的pHpH 约为约为 5 5,目的是目的是(5 5)“ “粗硼酸粗硼酸” ”中的主要杂质是中的主要杂质是(填名称)(填名称) 3 3 工业上可用铬铁矿工
16、业上可用铬铁矿 (主要成分可表示为(主要成分可表示为 FeOCrFeOCr2 2O O3 3, 还含有还含有 AlAl2 2O O3 3、 MgCOMgCO3 3、 SiOSiO2 2等等杂杂 质质 ) 为为 原原 料料 制制 备备 重重 铬铬 酸酸 钾钾 晶晶 体体 和和 绿绿 矾矾 的的 流流 程程 如如 图图 :已知:常见离子沉淀的已知:常见离子沉淀的 pHpH 范围范围开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全FeFe3+3+1.91.93.23.2AlAl3+3+4.24.25.35.3MgMg2+2+8.18.19.49.4SiOSiO3 32 29.59.58.08.0AlOAlO2 21
17、0.210.28.58.5 焙焙 烧烧 过过 程程 中中 主主 要要 发发 生生 反反 应应 : 2FeOCr2FeOCr2 2O O3 3+4Na+4Na2 2COCO3 3+7NaNO+7NaNO3 34Na4Na2 2CrCr2 2O O4 4+Fe+Fe2 2O O3 3+4CO+4CO2 2+7NaNO+7NaNO2 2。(1 1)绿矾的化学式为)绿矾的化学式为。(2 2)焙烧后的混合物中除含有)焙烧后的混合物中除含有NaNa2 2CrCr2 2O O4 4、NaNONaNO2 2和过量的和过量的 NaNa2 2COCO3 3、NaNONaNO3 3外,还外,还含有含有 NaAlON
18、aAlO2 2和和 NaNa2 2SiOSiO3 3等物质,则焙烧过程中等物质,则焙烧过程中 NaAlONaAlO2 2的化学方程式为的化学方程式为。(3 3)固体)固体 Y Y 的主要成分为的主要成分为(填写化学式)(填写化学式) 。(4 4)酸化过程中用醋酸调节)酸化过程中用醋酸调节 pHpH5 5 的目的为的目的为;若;若 pHpH 调节的过低,调节的过低,NONO2 2可可被氧化为被氧化为 NONO3 3,其离子方程式为,其离子方程式为。_(5 5)调节)调节 pHpH5 5 后,加入后,加入 KClKCl 控制一定条件,可析出控制一定条件,可析出 K K2 2CrCr2 2O O7
19、7晶体,说明溶解度晶体,说明溶解度的大小:的大小:K K2 2CrCr2 2O O7 7NaNa2 2CrCr2 2O O7 7(填(填“ “大于大于” ”或或“ “小于小于” ”) 。(6 6)流程中的一系列操作为)流程中的一系列操作为。4 4二硫化钼(二硫化钼( MoSMoS2 2)被誉为)被誉为“ “固体润滑剂之王固体润滑剂之王” ”,利用低品质的辉钼矿(含,利用低品质的辉钼矿(含MoSMoS2 2、SiOSiO2 2以及以及 CuFeSCuFeS2 2等杂质)等杂质) 制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图 1 1:回答下列问题:回答下列问题:(1 1)钼
20、酸铵的化学式为()钼酸铵的化学式为(NHNH4 4)2 2MoOMoO4 4,其中,其中 MoMo 的化合价为的化合价为。(2 2)利用联合浸出除杂时,氢氟酸可除去的杂质化学式为)利用联合浸出除杂时,氢氟酸可除去的杂质化学式为,如改用,如改用 FeClFeCl3 3溶液氧化浸出,溶液氧化浸出,CuFeSCuFeS2 2杂质的浸出效果更好,写出氧化浸出时发生的化学反应方程杂质的浸出效果更好,写出氧化浸出时发生的化学反应方程式式。(3 3)加入)加入 NaNa2 2S S 后,钼酸铵转化为硫代钼酸铵后,钼酸铵转化为硫代钼酸铵 (NHNH4 4)2 2MoSMoS4 4 ,写出(,写出(NHNH4
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