專題化學(xué)工藝流程專題

1、專題 化學(xué)工藝流程專題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、學(xué)會分析化學(xué)工藝流程題的一般方法，2、歸納工藝流程題的常見問題類型和解答思路。3、能用基本理論、元素化合物、實(shí)驗(yàn)等化學(xué)知識科學(xué)、規(guī)范表達(dá)?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】分析方法、答題思路、規(guī)范表達(dá)?！緦W(xué)習(xí)過程】一、 樣題研究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律思考：工業(yè)流程圖中一般可以分為幾個(gè)階段？閱讀工業(yè)流程圖的合理方法是什么？工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心的分析如下圖：【流程閱讀方法指導(dǎo)】第一，瀏覽全題，確定該流程的目的由何原料獲得何產(chǎn)物(副產(chǎn)物)，對比原料和產(chǎn)物。第二，精讀局部，明確反應(yīng)原理確定各步反應(yīng)物、產(chǎn)物(正、逆向推斷法結(jié)合)。盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出。第三，針對問題再讀圖，明確

2、要求結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題，科學(xué)表述、規(guī)范書寫例題：聚硅硫酸鐵（PFSS）是新型無機(jī)高分子混凝劑，廣泛應(yīng)用于水的凈化處理。PFSS化學(xué)組成可表示為：Fe2(OH)n(SO4)3n/2(SiO2)xm，由鋼渣合成PFSS主要工藝流程如下：(1)酸浸時(shí)，采用100140和23h，其目的是 。 (2)氧化時(shí)，需將溶液冷卻到40以下，其目的是 。開始沉淀pH沉淀完全pH Al3+ 3.5表1 4.7 Fe3+ 1.9 3.2 (3)除Al3+時(shí)，先調(diào)節(jié)pH值到 。（參見表1），得Fe(OH)3沉淀，過濾除去濾液，再用硫酸溶解Fe(OH)3得硫酸鐵溶液。(4)Na2Si03溶液可由Si02渣除雜后與35

3、%的NaOH溶液反應(yīng) 制備，該反應(yīng)的離子方程式為 。【問題規(guī)律】(1)加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動。(2)降溫的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)分解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動。(3)控制pH在一定范圍的目的：使某些離子沉淀，而其他離子不沉淀。1酸性條件下，錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式。SnSO4是一種重要的硫酸鹽，廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè)，其制備路線如下：酸溶鹽酸反應(yīng)I碳酸鈉過濾濾液漂洗SnCl2硫酸攪拌錫粉反應(yīng)氣體SnSO4蒸發(fā)結(jié)晶回答下列問題：SnCl2用鹽酸而不用水直接溶解的原因是 ，加入Sn粉的作用是 。反應(yīng)I生成的沉淀為SnO，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程

4、式： 。檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)“漂洗”干凈的方法： 。反應(yīng)硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn2+)=1.0molL1，則應(yīng)控制溶液pH 。已知：KspSn(OH)2=1.01026。【問題規(guī)律】(1)溶液的配制需考慮物質(zhì)的性質(zhì)，如是否易水解、易被氧化等。(2)檢驗(yàn)沉淀洗凈方法：先分析洗滌除去的離子，再選擇合適的試劑，如洗Cl-，可用硝酸酸化的AgN03溶液。取最后一次洗滌液少許于試管中，加入溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已經(jīng)洗凈。(3)結(jié)晶操作方法：受熱易分解的晶體(包括結(jié)晶水合物)：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；一般晶體：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾。2、以硫酸工業(yè)的SO2尾氣、氨水、石灰石、焦炭

5、、碳酸氫銨和氯化鉀等為原料，可以合成有重要應(yīng)用價(jià)值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質(zhì)。合成路線如下：焦炭CaCO3 空氣CaS反應(yīng)IIICaSO4 反應(yīng)ICOCO2KCl碳酸氫銨 氨氣二氧化硫尾氣K2SO4反應(yīng)V反應(yīng)IVCaCO333333 NH4Cl氨水（NH4)2SO3 H2O反應(yīng)II生產(chǎn)中，向反應(yīng)II中的溶液中加入適量還原性很強(qiáng)的對苯二酚等物質(zhì)，其目的是 。下列有關(guān)說法正確的是 。高溫A 反應(yīng)中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣B 反應(yīng)III中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO44C = CaS4CO C反應(yīng)IV需控制在6070,目的之一是減少碳酸氫銨的分解D反應(yīng)V中的副產(chǎn)物氯化

6、銨可用作氮肥 反應(yīng)V中選用了40%的乙二醇溶液，溫度控制在25，此時(shí)硫酸鉀的產(chǎn)率超過90%，選用40%的乙二醇溶液原因是 。（NH4)2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，同時(shí)生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)。寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式 ?！締栴}規(guī)律】(1)加入過量試劑的目的：使反應(yīng)物完全反應(yīng)。(2)能循環(huán)利用的物質(zhì)：既是原料又是某些反應(yīng)的產(chǎn)物?！居懻摎w納】化工流程圖考查的主要問題有哪些： 1、2、3、二、設(shè)計(jì)研究，反思問題CoCl26H2O是一種飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑。一種利用水鈷礦主要成分為Co2O3、Co(OH)3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等制取CoCl26

7、H2O的工藝流程如下：已知：浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2開始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖8請根據(jù)以上流程和信息，設(shè)計(jì)問題問題1：問題2：問題3：三、答案研究，形成規(guī)范：評價(jià)答題情況，在評價(jià)思考中進(jìn)行提升。四、對照目標(biāo)，鞏固檢測1（2011年江蘇）以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl36H2O）的工藝流程如下：回答下列問題：

8、（1）在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ；過量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 （2）酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是 、 。（3）通氯氣氧化時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 ；該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為 （寫化學(xué)）。2、（2012年江蘇）利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO3)2，其部分工藝流程如下：(1)一定條件下，NO與NO2存在下列反應(yīng)：NO(g)NO2(g) N2O3(g)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。(2)

9、上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋)，其目的是 ；濾渣可循環(huán)利用，濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。(3)該工藝需控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO2)1：1,則會導(dǎo)致 ；若n(NO) ：n(NO2)1：1,則會導(dǎo)致 。(4)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應(yīng)的離子方程式 。例題(1)提高鐵元素的浸取率（寫成“提高反應(yīng)速率”、“加速完全溶解”等合理答案不扣分，2分） (2)防止H2O2分解損失（2分） (3)3.23.5（2分） (4) SiO2+2OH=SiO32+H2O

10、(2分)1、抑制Sn2+水解 防止Sn2+被氧化SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2+2NaCl取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO3溶液，若無沉淀，則說明洗滌干凈小于12、防止亞硫酸銨被氧化（1分） ABCD（4分） K2SO4在有機(jī)溶劑乙二醇中溶解度小，能充分析出（2分） 4(NH4)2SO32NO24(NH4)2SO4N2（2分）二、設(shè)計(jì)研究，反思問題(1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。(2)NaClO3的作用是 。(3)加Na2CO3調(diào)pH至5.2所得沉淀為 。(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖8。萃取劑的作用是 ；其使用的適宜pH范圍是 。 A2.02.5 B3.03.5 C4.04.51 （1） SO2+NaOH=NaHSO3（2）提高鐵元素的浸出率