高考化学工艺与流程.ppt

高考化学工艺与流程 探究解题思路 呈现形式：流程图、表格、图像 设问方式：措施、成分、物质、原因 能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力 知识落点：基本理论、元素化合物、实验 【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下： 原 料：矿石（固体） 预处理：酸溶解（表述：“浸出”） 除 杂：控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀 核心化学反应是：控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀 一、工业生产流程主线与核心 二、熟悉工业流程常见的操作与名词 1、预处理 将金属元素从固相（矿物质）转化为液相（溶液），以便处理。 研磨：增大接触面积，加快反应速率。 除金属表面油污：Na2CO3溶液。 搅拌：使反应物充分接触，加快反应速率。 2、除杂、提纯的方法与目的 （1）除杂方法 基本原则就是“除杂不加杂，简单易行”。一般采用沉淀法和气体法。 ①常见物质除杂法 ② 调pH值沉淀法 调pH值的目的：促进或抑制水解 调pH值的方法：加酸性或碱性物质（未必是酸和碱），注意不能引入杂质离子（产品中没有的） pH值的控制范围：一种物质完全沉淀点，与另一种物质完全不沉淀点 （2）过滤 ①检验沉淀已完全的方法 取少许上层清液滴入一滴沉淀剂若出现沉淀则沉淀未完全若不出现沉淀则沉淀完全 ②判断沉淀已洗净的方法 常见离子的检验 Fe3+的检验：a.向试液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色;b. 加NaOH溶液产生红褐色沉淀 Fe2+的检验： H+的检验： Al3+的检验： Na+、K+的检验： Cu2+的检验 NH4+ 的检验：向试液中加入NaOH溶液，加热，产生刺激性气味、使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 Cl-的检验： SO42-的检验： OH-的检验： CO32-的检验： NH3的检验 SO2的检验 Cl2的检验 ③、趁热过滤 ：两种溶质，一种在较高温度时溶解度小，易析出；一种溶解度大，不易析出。 目标要得到溶解度大的物质：防止温度降低，析出溶质晶体，造成物质损失，提高产率 目标要除去溶解度小的物质：除去滤渣，防止滤液中溶质析出 ④、用有机溶剂洗涤晶体： a、除去晶体表面水分，减少溶解损耗;b、有机物易挥发，便于干燥 （3）反应条件的选择 ①、试剂用量控制 控制流速：控制用量，从而控制产物种类、反应产生的热量。 对于产物中主要元素不止一种的物质，还需加试剂控制两种元素的比例。 ②反应温度选择 水浴加热的优点：受热均匀，便于控制温度。 控制一定温度的目的： a、加快反应速率：b、防止温度过高，物质挥发、分解 易挥发物质：浓盐酸、浓硝酸、有机物。 易分解物质：H 2O2、硝酸、KMnO4、NH4Cl、难溶的碱(Mg(OH)2,Fe(OH)3,等)，次氯酸 3、结晶的相关操作 （1）结晶的方法 ： ⅰ、蒸发结晶 ⅱ、降温结晶（加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥） 观察溶解度曲线，当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分离出陡升型，可以用降温结晶的方法分离，若要分离出缓升型的溶质，可以用蒸发结晶的方法,也就是说，蒸发结晶适合溶解度随温度变化不大的物质，如：氯化钠。 蒸干后不变质的盐溶液可采用蒸发结晶，要水解的盐采用降温结晶。 在结晶过程中加入某种试剂：利用同离子效应，促进晶体析出。 4、其他 （1）、工艺流程的优缺点评价 ①循环利用，节约成本 ※能循环利用的物质的判断：闭合回路，有进有出 ②原料价格低廉 ③原子利用率高，绿色化学 ④没有污染，没有有毒有害物质产生 （2）、方程式的书写 结合题目信息，确定反应物、产物 利用化合价升降，判断主要产物、配平 利用元素守恒，结合介质酸碱性，书写辅助产物、观察配平。 ※ 产物不能与反应物反应；注意介质的酸碱性； 三、化工生产的主要操作： 过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。 其中结晶应注意： （1）当溶液是单一溶质时 ①所得晶体不带结晶水（如NaCl、K NO3）： 蒸发、结晶 ②所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、摩尔盐即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]）： 蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤 （2）当溶液中有两种或以上溶质时 要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤 要得到溶解度受温度影响大的： 蒸发