化学工艺流程专题复习.ppt

工艺流程专题,一工艺流程题的特点,二工业流程常见的操作与名词,三知识贮备(中学化学中重要的化工生产原理),四.化工流程题常见的解题方法和答题技巧,一工艺流程题的特点一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题为线索进行设问，使问题情境真实。二是试题内容丰富，涉及化学基础知识的方方面面，能考查考生对化学知识的掌握和应用情况，同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是试题新颖，阅读量、思维含量较大，考查考生的资料收集、处理能力。,该类试题常涉及的知识点有：(1)氧化还原反应的判断。(2)化学方程式或离子方程式的书写。(3)化学反应速率和化学平衡理论的应用。(4)化学反应中的能量变化。(5)与化学实验相结合的实验操作，如除杂、分离、提纯、检验等。(6)环境保护与绿色化学。,水浸：与水接触反应或溶解。浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)。酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。,二熟悉工业流程常见的操作与名词(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词：加快反应速率。溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。,例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示,9.8,8.3,Mn(OH)2,9.6,7.6,Fe(OH)2,3.7,2.7,Fe(OH)3,沉淀完全,开始沉淀,物质,如要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH到 3.7。,(2)分离提纯阶段的常见考点：调pH除杂：a控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。,b调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。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试剂除杂。加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。,降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、使化学平衡向着题目要求的方向移动。萃取。(3)获得产品阶段的常见考点：洗涤(冰水、热水)：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。蒸发加热时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气氛中加热，以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。,（4）过滤、如何检验沉淀已完全？、判断沉淀已洗净的方法、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、用有机溶剂洗涤晶体：除去晶体表面水分，减少溶解损耗有机物易挥发，便于干燥,（3）反应条件的选择、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。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：H2O2、硝酸、KMnO4、NH4Cl、难溶的碱(Mg(OH)2,Fe(OH)3,等)，次氯酸结晶的方法：蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。工艺流程的优缺点评价循环利用，节约成本 能循环利用的物质的判断：闭合回路，有进有出原料价格低廉.原子利用率高，绿色化学，没有污染，没有有毒有害物质产生,硫黄(或黄铁矿),水,空气,S(s)O2(g)=SO2(g),三。知识贮备1熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下),沸腾炉,吸收塔,接触室,400500,过量,以铁为主的催化剂,400500,10 MPa30 MPa,液化,蒸发分离出氧气,氧气,二氧化碳,二氧化碳,碳,H2S,醋酸,铜,氨,CO,CO2,O2,建材和肥料的原料,CO2,H2S,氰化物,氨,索尔维制碱法,食盐,氨,二氧化碳,氨和部分二氧化碳,纯度高,食盐,合成氨,氨碱法,NH3和CO2,NH4Cl,96%,离子交换树脂,Ca2、Mg2,Ca2、Mg2,泥沙及SO42,饱和食盐水,淡盐水,氯气,知识点.玻璃工业,主要原料：石灰石、石英、纯碱。主要原理：（两个反应）主要成分：,技法指导,化工流程类题目中“表述性词汇”的作用 化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。通常用到的表述性词语为：(1)“控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质不稳定易分解和物质转化等。(2)“加过量试剂”常考虑反应完全或增大转化率、产率等。(3)“能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或影响产物的纯度。,(4)“分离”、“提纯”常考虑过滤、蒸发、萃取、分液和蒸馏等常规操作。(5)“溶液呈酸性或碱性”考虑电离或水解产生的H或OH，是促进还是抑制电离或水解。(6)“利用率”常考虑经济性或环保性。(7)“在空气中或在其他气体中”主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。(8)“判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。,(9)“检验某物质的设计方案”通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。(10)“控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。(11)“用某些有机试剂清洗”常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。,2.交叉分析法 有些化工生产选用多组原料，事先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原料生产所需的主流产品。以这种工艺生产方式设计的工艺流程题，为了便于分析掌握生产流程的原理，方便解题，最简单的方法，就是将提供的工艺流程示意图分画成几条生产流水线，上下交叉分析。构成交叉分析的题型，提供的工艺流程中至少有三个因素(多组原料；中间产品；多种产品)和两条或多条生产流水线的化工生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键，在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品)和流水生产的分线，在分析过程中，抓住中间物质的有关联系，逐一破解。,(1)L、M的名称分别是_、_。(2)GH过程中为什么通入过量的空气：_。(3)用电子式表示J：_。(4)写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式：_，要实现该反应，你认为应如何操作：_。,3.分段分析法：对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。,4.目标分析法制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：本题改变了什么条件(或是什么条件)根据什么理论所以有什么变化结论。,例“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：,请回答下列问题：(1)工艺操作、分别为_、_。(2)工业合成氨的化学方程式为_。(3)写出生成“产品”的离子方程式：_。(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是_。(5)副产品的化学式为_。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是_。,解析：(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气。(2)工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。(3)“产品”是硫酸铵，反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨气等，产物除产品硫酸铵外，还有碳酸钙沉淀。(4)氨气溶于水显碱性，实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验，或利用氨气与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。(5)分析框图中各物质的关系可知“副产品”为氧化钙，能够循环使用的物质是二氧化碳。,答案：(1)将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气过滤(2)N23H2 2NH3(3)CaSO4CO22NH3H2O=CaCO32NH4SO4(4)用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaOCO2,高温、高压 催化剂,+,2-,