無機化工流程題解答策略(2017屆)1

1、專題復(fù)習(xí)專題復(fù)習(xí)工業(yè)流程題工業(yè)流程題工藝流程題題型真面目工藝流程題題型真面目核心輔料核心輔料副產(chǎn)物副產(chǎn)物排放物排放物循環(huán)利用循環(huán)利用前期前期中期中期后期后期用什么？用什么？要什么？要什么？干什么？干什么？控制條件控制條件原原 料料預(yù)處理預(yù)處理產(chǎn)品分離產(chǎn)品分離與提純與提純原原料料預(yù)處理預(yù)處理分離分離提純提純核心核心反應(yīng)反應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物物原料原料產(chǎn)品產(chǎn)品 核心反應(yīng)核心反應(yīng)以制備物質(zhì)為目的的以制備物質(zhì)為目的的以分離提純?yōu)槟康牡囊苑蛛x提純?yōu)槟康牡募訜嵘郎丶訜嵘郎?可用水浴或油浴來控制可用水浴或油浴來控制) a、加快反應(yīng)速率；加速固體溶解；、加快反應(yīng)速率；加速固體溶解；（1）控制溫度的目的：）控制溫度的目的：

2、c、使催化劑的活性達到最大；、使催化劑的活性達到最大；a、防止反應(yīng)物因溫度過高而分解或揮發(fā)；、防止反應(yīng)物因溫度過高而分解或揮發(fā)；b、促進吸熱反應(yīng)，抑制放熱反應(yīng)；、促進吸熱反應(yīng)，抑制放熱反應(yīng)；控溫或降溫控溫或降溫( (可用冰水浴來控制可用冰水浴來控制) ) 二、反應(yīng)條件的選擇與控制問題二、反應(yīng)條件的選擇與控制問題c、抑制水解反應(yīng)；、抑制水解反應(yīng)；d、使某物質(zhì)達到沸點而揮發(fā)出來；、使某物質(zhì)達到沸點而揮發(fā)出來；b、保進放熱反應(yīng)的發(fā)生；、保進放熱反應(yīng)的發(fā)生；d、防止某些副反應(yīng)的發(fā)生；、防止某些副反應(yīng)的發(fā)生；e、降低能耗。、降低能耗。 一、原材料的預(yù)處理一、原材料的預(yù)處理確定相關(guān)轉(zhuǎn)化中的化學(xué)反應(yīng)確定相關(guān)

3、轉(zhuǎn)化中的化學(xué)反應(yīng)關(guān)注反應(yīng)物、生成物的性質(zhì)關(guān)注反應(yīng)物、生成物的性質(zhì)關(guān)注反應(yīng)的條件關(guān)注反應(yīng)的條件( (催化劑、溫度催化劑、溫度) )關(guān)注反應(yīng)的熱效應(yīng)關(guān)注反應(yīng)的熱效應(yīng)( (吸熱放熱？吸熱放熱？) )(2)pH值的控制值的控制 控制溶液的酸堿性使某些控制溶液的酸堿性使某些金屬離子金屬離子(如：如：Fe3+)或某些陰離子或某些陰離子(如：如：SiO32- -形成沉淀形成沉淀)。 促進或抑制水解促進或抑制水解 抑制副反應(yīng)抑制副反應(yīng)防止與原料反應(yīng)防止與原料反應(yīng)防止與產(chǎn)物反應(yīng)防止與產(chǎn)物反應(yīng)其它反應(yīng)其它反應(yīng)調(diào)調(diào)PH值應(yīng)注意事項。值應(yīng)注意事項。范圍確定范圍確定試劑選定試劑選定二、工藝流程中反應(yīng)條件的選擇與控制問題

4、二、工藝流程中反應(yīng)條件的選擇與控制問題 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與能與H反應(yīng)，使溶液反應(yīng)，使溶液pH增大增大或減小或減??；不引入新雜質(zhì)。；不引入新雜質(zhì)。 使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀：用難溶物質(zhì)除雜；使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀：用難溶物質(zhì)除雜； 使主體成份轉(zhuǎn)化為沉淀：用可溶物質(zhì)除雜。使主體成份轉(zhuǎn)化為沉淀：用可溶物質(zhì)除雜。雜質(zhì)完全沉淀雜質(zhì)完全沉淀pH主體成份形始沉淀主體成份形始沉淀pH 促進或抑制溶解促進或抑制溶解 (2)試劑試劑a是是 , 調(diào)節(jié)溶液調(diào)節(jié)溶液pH至至6的目的是的目的是 。防止防止NH4HCO3與酸反應(yīng)，浪費原料；與酸反應(yīng)，浪費原料；防止防止FeCO3溶

5、解，降低產(chǎn)率。溶解，降低產(chǎn)率?！稗D(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化”操作是用操作是用NH4HCO3使使FeSO4溶液沉淀為溶液沉淀為FeCO3。 (1)”轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化”操作需要控制溫度為操作需要控制溫度為350C，為什么？，為什么？以下流程是工業(yè)上用以下流程是工業(yè)上用FeSO4制備還原鐵粉的工藝制備還原鐵粉的工藝主：主：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3 +(NH4)2SO4+CO2 +H2O副：副：FeSO4+2H2O=Fe(OH)2 +H2SO4H0 適當(dāng)提高溫度，可以加快沉淀反應(yīng)的速度，但若溫適當(dāng)提高溫度，可以加快沉淀反應(yīng)的速度，但若溫度度超過超過350C會引起會引起NH4HCO3分解分解，同時會使，同時會使F

6、e2+的水的水解程度增大，使產(chǎn)品不純解程度增大，使產(chǎn)品不純。氨水氨水(4)步驟的蒸餾過程中，溫度應(yīng)控制在步驟的蒸餾過程中，溫度應(yīng)控制在80 90 。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因：。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因：_。(5)步驟中用硫酸酸化可提高步驟中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是的利用率，理由是_。 酸化可抑制酸化可抑制Cl2、Br2與水反應(yīng)，可提高與水反應(yīng)，可提高Cl2的利用率和的利用率和Br2的產(chǎn)率的產(chǎn)率 P65-2：空氣吹出法是目前空氣吹出法是目前“海水提溴海水提溴”的最主的最主要方法之一。其工藝流程如圖要方法之一。其工藝流程如圖 溫度過高，大量水蒸氣被蒸出，產(chǎn)

7、品中水量增加；溫度過溫度過高，大量水蒸氣被蒸出，產(chǎn)品中水量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低 溫度高于溫度高于90 ，大量水蒸氣被蒸出，產(chǎn)品中中水量增，大量水蒸氣被蒸出，產(chǎn)品中中水量增加；溫度低于加；溫度低于80 ，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低 (1)為提高為提高Cu2Cl2的產(chǎn)率，常在的產(chǎn)率，常在反應(yīng)的溶液中加入適量稀堿溶反應(yīng)的溶液中加入適量稀堿溶液，控制液，控制pH為為3.5。這樣做的目。這樣做的目的是的是 。 (2)保持各反應(yīng)物的最佳配比，保持各反應(yīng)物的最佳配比，改變溫度，測得改變溫度，測得Cu2Cl2產(chǎn)率的變產(chǎn)率的變化如下圖所示。則溶液溫

8、度控制化如下圖所示。則溶液溫度控制在在 時，時，Cu2Cl2的產(chǎn)率的產(chǎn)率已達到已達到94%，當(dāng)溫度高于，當(dāng)溫度高于65時時，Cu2Cl2產(chǎn)率會下降，其原因可產(chǎn)率會下降，其原因可能是能是 。 堿性環(huán)境堿性環(huán)境下，下，OH可中和反應(yīng)生成的可中和反應(yīng)生成的H，有利有利于于反應(yīng)向反應(yīng)向生成生成Cu2Cl2的方向進行，提高的的方向進行，提高的Cu2Cl2產(chǎn)率。產(chǎn)率。但當(dāng)?shù)?dāng)OH濃度偏大時，濃度偏大時，Cu2+能與能與OH結(jié)合，生成沉淀，結(jié)合，生成沉淀，反而降低了反而降低了Cu2Cl2的產(chǎn)率，且造成產(chǎn)物不純。的產(chǎn)率，且造成產(chǎn)物不純。溫度過高，促進了溫度過高，促進了Cu2Cl2的水解的水解 (1)2Cu2+

9、SO32-+2Cl+H2O Cu2Cl2+SO42+2H+ 氯化亞銅是一種重要化式原料，其在空氣中易被氧化為綠色氯化亞銅是一種重要化式原料，其在空氣中易被氧化為綠色的高價銅鹽，在熱水中易發(fā)生水解生成氧化銅水合物而呈紅色的高價銅鹽，在熱水中易發(fā)生水解生成氧化銅水合物而呈紅色5558 (4) 下圖是濾液中下圖是濾液中Fe2轉(zhuǎn)化率隨溫轉(zhuǎn)化率隨溫度度t的變化示意圖：的變化示意圖： 向濾液中加入向濾液中加入NH4HCO3反應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程是：化學(xué)方程是： 。 t1前前Fe2轉(zhuǎn)化率增大的原因是轉(zhuǎn)化率增大的原因是 。 t1后后Fe2轉(zhuǎn)化率下降的原因是轉(zhuǎn)化率下降的原因是 (用用化學(xué)方程式表示化學(xué)方程式表示)

10、 。NH4HCO3=NH3+H2O+CO2 FeSO4+2NH4HCO3 FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O FeSO4與與NH4HCO3的反應(yīng)是的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，使轉(zhuǎn)化率升高吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，使轉(zhuǎn)化率升高 若反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若反應(yīng)為吸熱反應(yīng)若反應(yīng)為吸熱反應(yīng) (4) 下圖是濾液中下圖是濾液中Fe2轉(zhuǎn)化率隨溫轉(zhuǎn)化率隨溫度度t的變化示意圖：的變化示意圖： 向濾液中加入向濾液中加入NH4HCO3反應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程是：化學(xué)方程是： 。 t1前前Fe2轉(zhuǎn)化率增大的原因是轉(zhuǎn)化率增大的原因是 。 t1后后Fe2轉(zhuǎn)化率下降的原

11、因是轉(zhuǎn)化率下降的原因是 。FeSO4+2NH4HCO3 FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O 升高溫度，反應(yīng)速率增大，升高溫度，反應(yīng)速率增大，使轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大。使轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大。 若反應(yīng)為放熱反應(yīng)若反應(yīng)為放熱反應(yīng)若反應(yīng)為放熱反應(yīng)若反應(yīng)為放熱反應(yīng) FeSO4與與NH4HCO3的反應(yīng)是放熱的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，使反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，使Fe2+轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低，而降低，同時溫度升高，由于同時溫度升高，由于NH4HCO3分解，也使分解，也使Fe2+的轉(zhuǎn)化率下降。的轉(zhuǎn)化率下降。（1）強化記憶課本的反應(yīng)）

12、強化記憶課本的反應(yīng)四、流程中各轉(zhuǎn)化產(chǎn)物判斷和化學(xué)方程式的書寫四、流程中各轉(zhuǎn)化產(chǎn)物判斷和化學(xué)方程式的書寫 （3）注意相關(guān)反應(yīng)的條件）注意相關(guān)反應(yīng)的條件1、流程中各轉(zhuǎn)化產(chǎn)物判斷、流程中各轉(zhuǎn)化產(chǎn)物判斷 （2）注意反應(yīng)物及其性質(zhì)）注意反應(yīng)物及其性質(zhì)能否反應(yīng)？生成什么物質(zhì)？能否反應(yīng)？生成什么物質(zhì)？ P84例例(2015福建福建)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為反應(yīng)的離子方程式為_。 (2)工業(yè)上用鋁土礦工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為主要成分為Al2O3，含

13、有，含有Fe2O3、SiO2等等雜質(zhì)雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如圖：制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如圖：Al33H2O=Al(OH)3(膠體膠體)3H物質(zhì)物質(zhì)SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸點沸點/57.6180(升華升華) 300 (升華升華)1 023已知已知步驟步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目氣孔數(shù)目增多，其作增多，其作用是用是_(只要求寫出一種只要求寫出一種)。步驟步驟中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是_。鐵鐵(或或Fe) 防止后續(xù)步驟生成的防止后續(xù)步驟生成

14、的AlCl3水解水解(或增大反應(yīng)物的接觸或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率面積，加快反應(yīng)速率)Al2O3，F(xiàn)e2O3、SiO2已知：已知：Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) H1+1 344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) H2+1 169.2 kJmol1由由Al2O3、C和和Cl2反應(yīng)生成反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為的熱化學(xué)方程式為_。步驟步驟的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為種，其化學(xué)式分別為_。結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)

15、據(jù)分析，步驟結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟中加入鋁粉的目的中加入鋁粉的目的是是_。NaCl、NaClO、Na2CO3除去除去FeCl3，提高，提高AlCl3純度純度Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) H=+174.9 kJmol1Al2O3，F(xiàn)e2O3、SiO2 (1)書本有的，必須儲備！書本有的，必須儲備！ 陌生的，不要怕，陌生的，不要怕，(3) 兩條反應(yīng)規(guī)律要熟記活用兩條反應(yīng)規(guī)律要熟記活用 陰陽離子相結(jié)合，化合價有升必有降陰陽離子相結(jié)合，化合價有升必有降(4) (2)箭頭指入反應(yīng)物，箭頭指入反應(yīng)物，箭頭箭頭指出生成物指出生成物 但有時要看但有時要看

16、前還要看后，兩頭擠！前還要看后，兩頭擠！四、流程中各轉(zhuǎn)化產(chǎn)物判斷和化學(xué)方程式的書寫四、流程中各轉(zhuǎn)化產(chǎn)物判斷和化學(xué)方程式的書寫2、化學(xué)方程式的書寫策略、化學(xué)方程式的書寫策略氧化還原方程式知識儲備氧化還原方程式知識儲備 H2SO4MnCO3反應(yīng)反應(yīng)I反應(yīng)反應(yīng)II反應(yīng)反應(yīng)III反應(yīng)反應(yīng)IV反應(yīng)反應(yīng)VCr(OH)3Na2CrO4K2Cr2O7反應(yīng)反應(yīng)VI電解電解Fe(OH)3Na2FeO4K2FeO4NaClO NaOHKClO3 NaOHNaOHKOHKClMnSO4溶液溶液MnO2H2反應(yīng)反應(yīng)VII酸酸化化廢鉻鐵催化劑廢鉻鐵催化劑 以提銀后含錳廢液中獲得的碳酸錳、廢硫酸及廢鉻鐵催化劑以提銀后含錳廢

17、液中獲得的碳酸錳、廢硫酸及廢鉻鐵催化劑等為原料生產(chǎn)二氧化錳、高鐵酸鉀及重鉻酸鉀，流程如下：等為原料生產(chǎn)二氧化錳、高鐵酸鉀及重鉻酸鉀，流程如下：(l)電解硫酸錳酸性溶液時，陽極的電極反應(yīng)為：電解硫酸錳酸性溶液時，陽極的電極反應(yīng)為： 。(2)反應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式 。(3) 反應(yīng)反應(yīng)V是復(fù)分解反應(yīng)。用離子反應(yīng)方程式表示是復(fù)分解反應(yīng)。用離子反應(yīng)方程式表示Na2CrO4溶液溶液 酸化時化學(xué)平衡的移動：酸化時化學(xué)平衡的移動： 。(4)反應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為：的離子方程式為： 。Mn2+ + 2H2O2e = MnO2 + 4H+ 2CrO42 + 2H+Cr2O72+ H2O 3ClO2Fe(

18、OH)3 + 4OH= 2FeO42 3Cl5H2O3KClO2Cr(OH)3 +4NaOH= 2Na2CrO43KCl5H2O P84對點練對點練1、(2016合肥質(zhì)檢合肥質(zhì)檢)亞氯酸鈉亞氯酸鈉(NaClO2)是一是一種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌。種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是制取亞氯酸鈉的工藝流程：以下是制取亞氯酸鈉的工藝流程：已知：已知：NaClO2的溶解度隨著溫度升高而增大，適當(dāng)條的溶解度隨著溫度升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出；件下可結(jié)晶析出；ClO2氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定氣體在中性和堿性溶液中不能穩(wěn)定存在?；卮鹣铝袉栴}：存在

19、?；卮鹣铝袉栴}：(1)在無隔膜電解槽中用惰性電極電解一段時間，陽極反在無隔膜電解槽中用惰性電極電解一段時間，陽極反應(yīng)為應(yīng)為_；生成；生成ClO2氣體的反應(yīng)中所加氣體的反應(yīng)中所加X(酸酸)為為_。Cl6OH6e=ClO3H2O硫酸硫酸(2)吸收塔內(nèi)的溫度不宜過高的原因為吸收塔內(nèi)的溫度不宜過高的原因為_；ClO2吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)從溶液中得到從溶液中得到NaClO23H2O粗晶體的實驗操作名稱依粗晶體的實驗操作名稱依次是次是_，粗晶體進一步提純的，粗晶體進一步提純的實驗操作名稱是實驗操作名稱是_。(4)a kg 30%的雙氧水理論上最多可制得的雙

20、氧水理論上最多可制得_kg NaClO23H2O。2ClO2H2O22OH=2ClOO22H2O防止防止H2O2分解分解2.55a蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾重結(jié)晶重結(jié)晶 P84對點練對點練1、(2016合肥質(zhì)檢合肥質(zhì)檢)亞氯酸鈉亞氯酸鈉(NaClO2)是一是一種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌。種重要的消毒劑，主要用于水、砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是制取亞氯酸鈉的工藝流程：以下是制取亞氯酸鈉的工藝流程： 周末周末2、氯化亞銅氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)行業(yè),它不溶于它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶

21、于水，可溶于濃鹽和醇，微溶于水，可溶于濃鹽酸和氨水，在潮濕空氣中易水解氧化成綠色的堿式氯化銅酸和氨水，在潮濕空氣中易水解氧化成綠色的堿式氯化銅Cu2(OH)3Cl。以海綿銅。以海綿銅(主要成分是主要成分是Cu和少量和少量CuO)為原為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：的工藝過程如下： (1)寫出溶解過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式：寫出溶解過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式：_ 。 (2)還原過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式：還原過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式：_ 。 (3)析出的析出的CuCl晶體水洗后要立即用無水乙醇洗滌，在真空晶體水洗后要立即用無水乙醇洗滌，在真空干燥機內(nèi)于干燥機內(nèi)于70干燥干燥2h