化工流程課件

“化工流程圖”

題的解題方法

（2013屆高考復(fù)習(xí)）

長(zhǎng)樂(lè)僑中劉敏

指導(dǎo)老師陳曉云一、“化工流程圖”題怎么考？要解決的核心問(wèn)題物質(zhì)的分離、提純、制備“化工流程圖”題常常在哪些地方設(shè)問(wèn)？

反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用；氧化還原反應(yīng)的判斷、方程式書(shū)寫(xiě)；利用控制pH分離除雜；利用溶解度分離；常用的分離方法、實(shí)驗(yàn)操作；流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)；Ksp的計(jì)算及綠色化學(xué)評(píng)價(jià)；二、“化工流程圖”題的結(jié)構(gòu)分析1．“化工流程圖”題主要分三部分：（1）題干部分。介紹原材料及所要得到的目標(biāo)產(chǎn)品，以圖表、化學(xué)反應(yīng)方程式、文字表達(dá)等提供解決問(wèn)題的信息。（2）流程圖部分。呈現(xiàn)整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程。（3）問(wèn)題部分。提出了所要解決的問(wèn)題。2、一般流程圖可分為三部分：I：原料的預(yù)處理。II：物質(zhì)的分離、提純（題目的關(guān)鍵部分）。III：產(chǎn)品獲得。三、解答“化工流程圖”題的程序是什么？①首先要通過(guò)閱讀文字說(shuō)明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實(shí)驗(yàn)室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實(shí)驗(yàn)）的目的是什么，還提供了哪些信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？）；②然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段；③接下來(lái)可以先看看設(shè)問(wèn)，使下一步的深入分析重點(diǎn)更明確；④然后再帶著質(zhì)與量的意識(shí)具體分析各個(gè)化學(xué)過(guò)程（必要時(shí)才使用參考數(shù)據(jù)），組織語(yǔ)言回答設(shè)問(wèn)。⑤流程圖的答題模式

分析流程（每一步驟）①反應(yīng)物是什么②發(fā)生了什么反應(yīng)③反應(yīng)造成了什么后果④對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用分析反應(yīng)條件①對(duì)反應(yīng)速率有何影響②對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響③對(duì)綜合生產(chǎn)效益有何影響規(guī)范答題①化學(xué)用語(yǔ)的書(shū)寫(xiě)要規(guī)范(分子式書(shū)寫(xiě)；化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)；完成符號(hào)或可逆符號(hào)；沉淀、氣體、固態(tài)、水溶液等符號(hào)）②評(píng)價(jià)或比較要全面（反應(yīng)物、產(chǎn)物種類(lèi)目標(biāo)產(chǎn)物的分離和提純；反應(yīng)條件、儀器、設(shè)備、步驟）四、關(guān)注一些專(zhuān)用“名詞”原料預(yù)處理1．研磨、粉碎：2．過(guò)濾：3．趁熱過(guò)濾：防止溶液中某物質(zhì)因降溫時(shí)析出（得到混合物中溶解度受溫度影響小的）。4．洗滌：水洗通常是為了除去水溶性的雜質(zhì)除去固體（不溶）的雜質(zhì)，有機(jī)物洗滌減少晶體損失。5、灼燒（煅燒）：6．浸取、酸浸：物質(zhì)的分離、提純7．調(diào)節(jié)pH：加入某些物質(zhì)，用于調(diào)節(jié)溶液的pH，使某些離子生成沉淀。8．蒸發(fā)濃縮：去掉溶液中的水份，使某物質(zhì)結(jié)晶析出（不含結(jié)晶水）。9.冷卻結(jié)晶：降低溶液的溫度，使某物質(zhì)結(jié)晶析出（得到混合物中溶解度受溫度影響大的）。10．升溫、降溫：11．氧化、還原：12、煮沸：IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIII主要成分NaCl，還含有Ca2+、Mg2+I：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIII主要成分NaCl，還含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀I：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIII主要成分NaCl，還含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀分離出CaCO3、Mg(OH)2沉淀I：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIII主要成分NaCl，還含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀分離出CaCO3、Mg(OH)2沉淀在溶液中通入NH3和過(guò)量的CO2，使溶液生成NaHCO3和NH4Cl。I：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIII主要成分NaCl，還含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀分離出CaCO3、Mg(OH)2沉淀在溶液中通入NH3和過(guò)量的CO2，使溶液生成NaHCO3和NH4Cl。分離NaHCO3和NH4Cl。I：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIII主要成分NaCl，還含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀分離出CaCO3、Mg(OH)2沉淀在溶液中通入NH3和過(guò)量的CO2，使溶液生成NaHCO3和NH4Cl。分離NaHCO3和NH4Cl。使NaHCO3發(fā)生分解生成Na2CO3I：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得加入濃H2SO4，除SiO2不發(fā)生反應(yīng)外，其他物質(zhì)都發(fā)生反應(yīng)。主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得加入濃H2SO4，除SiO2不發(fā)生反應(yīng)外，其他物質(zhì)都發(fā)生反應(yīng)。主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。除去SiO2已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得加入濃H2SO4，除SiO2不發(fā)生反應(yīng)外，其他物質(zhì)都發(fā)生反應(yīng)。主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。除去SiO2(1)加入硼鎂泥，調(diào)節(jié)溶液的pH。(2)加入NaClO，氧化Fe2+、Mn2+(3)調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，使Fe3+、Al3+水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金屬離子水解。已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得加入濃H2SO4，除SiO2不發(fā)生反應(yīng)外，其他物質(zhì)都發(fā)生反應(yīng)。主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。除去SiO2除去Fe(OH)3

、Al(OH)3、MnO2(1)加入硼鎂泥，調(diào)節(jié)溶液的pH。(2)加入NaClO，氧化Fe2+、Mn2+(3)調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，使Fe3+、Al3+水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金屬離子水解。已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得加入濃H2SO4，除SiO2不發(fā)生反應(yīng)外，其他物質(zhì)都發(fā)生反應(yīng)。主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。除去SiO2除去Fe(OH)3

、Al(OH)3、MnO2(1)加入硼鎂泥，調(diào)節(jié)溶液的pH。(2)加入NaClO，氧化Fe2+、Mn2+(3)調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，使Fe3+、Al3+水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金屬離子水解。除去CaSO4已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。IIIIIII：原料的預(yù)處理II：物質(zhì)的分離提純III：產(chǎn)品獲得加入濃H2SO4，除SiO2不發(fā)生反應(yīng)外，其他物質(zhì)都發(fā)生反應(yīng)。主要成分是MgCO3，還含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。除去SiO2除去Fe(OH)3

、Al(OH)3、MnO2(1)加入硼鎂泥，調(diào)節(jié)溶液的pH。(2)加入NaClO，氧化Fe2+、Mn2+(3)調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，使Fe3+、Al3+水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金屬離子水解。除去CaSO4析出MgSO4·7H2O晶體已知：Fe3＋、Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2。CoCl2·6H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl2·6H2O的一種新工藝流程：已知：①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑②CoCl2·6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無(wú)毒，加熱至110~120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無(wú)水氯化鈷。③部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開(kāi)始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2請(qǐng)回答下列問(wèn)題：⑴加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是

。⑵操作Ⅰ包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是

和過(guò)濾。⑶制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干的原因

。⑷為測(cè)定產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過(guò)濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100％，其原因可能是

。5.2～7.6蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解變成有毒的無(wú)水氯化鈷。樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水⑸在實(shí)驗(yàn)室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl2·6H2O，方法是

。⑹在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)為

。原工藝較新工藝也有優(yōu)點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)

。重結(jié)晶減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽硝酸替代新工藝中的鹽酸和過(guò)氧化氫，比新工藝流程少，節(jié)約成本【課堂演練】某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O的工藝流程如下：預(yù)處理1、粉碎的目的：

。2、焙燒的目的：

。3、酸浸的目的：

。4、調(diào)節(jié)pH=3-4的原因：

。

已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時(shí)的pH值分別為：9.7、3.2、6.4。增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率使CuS轉(zhuǎn)化為CuO,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+使CuO、Fe的化合物溶解使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀Fe(OH)3【課堂演練】回收再利用鍺產(chǎn)品加工廢料，是生產(chǎn)GeO2的重要途徑，其流程如下圖。（1）Ge2+與氧化劑H2O2反應(yīng)生成Ge4+，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：

。（2）蒸餾可獲得沸點(diǎn)較低的GeCl4，在此過(guò)程中加入濃