高三二轮复习化学工艺流程.ppt

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1、高考二轮备考 化工流程,举例1：无机化工流程,20102012安徽工艺流程题命题分析,考试说明：增加了13年新课标卷I 27题（锂离子电池）、 卷II 27题（纯化氧化锌）,2013年高考工业流程题：,化学工艺流程题自查：,（1）对工艺流程题有没有整体、清晰的认识？,（4）方程式书写和计算有无得分把握？,（2）对工艺流程相关知识点是清清楚楚，还是模模糊糊？,（3）叙述性问题是否能抓住要点？,了解化学工艺流程的主线；,了解化学工艺流程考什么？,了解规范答题的要求；,氧化还原专题复习。,化学工艺流程的主线,化学工艺流程考什么？,规律: 主线主产品、分支副产品、回头为循环。,核心考点：原材料预处理、

2、生产条件的控制、物质的分离操作,原材料的预处理,酸 浸 (酸洗),加酸使原材料溶解变成可溶性盐，不溶物 通过过滤除去,水 浸,与水接触反应或溶解,水 洗,除去水溶性杂质,浸 出,固体加水（酸或碱）溶解得到离子,粉 碎,增大表面积，加快反应速率,煅 烧 (灼烧),使物质在高温下氧化、分解,碱 浸 (碱洗),除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅,反应条件控制,加 热,加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动,降 温 （冰水中）,防止物质在高温时溶解；使化学反应速率下降； 使化学平衡向放热方向移动,控 温,温度过高，物质会分解或挥发 温度过低，物质无法挥发或者反应,趁热过滤,防止某物质降温时会析

3、出晶体,冰水洗涤,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,酸性氛围,防止水解,H值 的控制,控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成 氢氧化物沉淀,产品的分离和提纯,（1）过 滤,基本操作：一贴二低三靠,当溶液为单一溶质时： 所得晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等： 所得晶体带结晶水，如胆矾等：,蒸发结晶；,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。,当溶液为两种以上溶质时： 要得到溶解度受温度影响小的溶质： 要得到溶解度受温度影响大的溶质：,蒸发浓缩结晶，趁热过滤,蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤,（2）结 晶,（3）重 结 晶,化学工艺流程规范答题要求,（4）洗 涤,洗涤：,取洗涤后小

4、烧杯中的最后一次洗涤液，（若要检验氯离子）滴加AgNO3和稀硝酸，若无沉淀产生，则证明洗涤干净。,向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没滤渣，静置；重复操作2-3次；,检验：,（5）干 燥,在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干,（6）灼 烧,固体在坩埚中进行加热,（7）分 液,打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出,（8）重复操作,无机工业流程题的分析,考点分布广泛 能力立意设问,流程难看懂,与工业流程非紧密相关的考查内容难点,与工业流程紧密相关的考查内容难点,分头突破,整体意识：,两种意识 ,快速浏览全题 流程的目的（特别是流程中的始末物质） 题目设问情况,（2013年全国新课标卷I

5、 ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。,（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式)。,Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3,（2010安徽卷） 27锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,Al(OH)3,？,（2011福建卷） 24

6、四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：,该工艺流程中存在的不足之处是产生三废。,局部意识：,两种意识 ,（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题 解决不了不会影响下一个问题的解决。 （2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接 作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示， 要么与解答题目无关。,定位意识：,（2013年全国新课标卷I ）27回答下列问题： （1）LiCoO2中，Co元素的化合价为_。 （2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。 （3）“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤

7、中发生的所有氧化 还原反应的化学方程式_；可用盐酸 代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_。 （4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。 （5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出 放电时电池反应方程式_。 （6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因 是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物 有_(填化学式)。,实验方案评价,化合价,氧化还原反应,原电池反应,元素化合物,离子反应,化学方程式,原电池工作原理,充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6,原料,目标产物,原料的 预处理,反应条件的 控制,产品的

8、分离提纯,成本,环保,建 模 ,核心反应,1,2,3,、核心反应陌生方程式的书写,关注箭头的指向：,箭头指入反应物 箭头指出生成物,氧化还原反应： 熟练应用氧化还原规律判断产物配平 非氧化还原反应： 结合物质性质和反应实际判断产物,1,（2012四川卷）29（3）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1 kJ，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式： 。,CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) H=？,CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) H=160.

9、1 kJ/mol,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,（962.4 kJ/mol）,（2013福建卷）24二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 （1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。 该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。 工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为_。,Cl2,HCl,NaClO3+HClClO2+H2 /Cl2(?)+NaCl 2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2Na

10、Cl+2H2O,NaCl,NaClO3,氧化还原规律,（2010安徽卷） 27.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,（2）第步反应的离子方程式是 。,Li+,LiMn2O4+O2Li+MnO2 4LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O,瞻前顾后,（2013年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（3）“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧

11、化还原反应 的化学方程式_；,2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、 2H2O2 2H2O+O2,瞻前顾后,全面,LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4,（2013年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。,CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2（）,全省38.3%考生这样作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）,反应实际

12、,（2009江苏卷）16以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,2KCl+(NH4)2SO4=K2SO4+NH4Cl,(NH4)2SO4,FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O,提示,核心反应陌生方程式的书写,1,关注箭头的指向（聚焦局部） 前后追溯物质（放大局部） 氧化还原规律 反应实际（物质性质、试剂用量） 全面考虑,原料,目标产物,原料的 预处理,反应条件的 控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模 ,核心反应,1,2,3,增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率

13、。,原料的预处理,浸出：,研磨：,（水浸、酸浸、碱浸） 使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。,灼烧：,搅拌：,使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。,（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）杂质高温下氧化、分解,2.1,温度:,反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡）,温度、pH、保护气,pH：,物质的沉淀与溶解 弱离子的水解,反应条件的控制,2.2,保护气：,隔绝空气（主要是O2、H2O） 弱离子的水解,（2009江苏卷 16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，

14、原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O,（3）反应需控制反应温度低于35 ，其目的是_。,防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）,反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡）,（2010江苏卷 16） 钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：,（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ，且不使用浓硝酸，原因是_、_。,防止反应速率过快

15、浓HNO3易挥发、分解,反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡）,（2007广东卷21）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题：,（3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为_。,35（3340均可得分）,2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl+Na2SO4,产品的分离提纯,过滤、结晶、蒸馏、萃取分液,趁热过滤考虑溶解度,沉淀的洗涤水（冰水、热水）、 有机物（乙醇、乙醚） （主要考虑溶解度）,降低因溶质的溶解而引起的损耗； 乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成

16、结晶水合物。,2.3,沉淀的洗涤方法 加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体， 滤净，重复23次。,检验沉淀是否洗净的方法,分析清楚溶液中的成分,蒸发结晶 蒸发浓缩、冷却结晶 蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶 重结晶,结晶：,原料,目标产物,原料的 预处理,反应条件的 控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模 ,核心反应,1,2,3,成本意识：,效率意识：,环保意识：,浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗的控制、 原料、 能量的循环利用,生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择,3,生产实际：三个意识,绿色化学：无污染、无腐蚀、 “三废”(废气、废渣、废水)的处理。,（必修2课本P106，根据1997

17、年高考试测题改编） “卤块”的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白。,Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。,？,？,？,Mg2+ Fe3+ Fe2+ Mn2+,Mg2+ Fe3+ Mn2+,Mg2+,Fe(OH)3、Mn(OH)2,漂液,烧碱,纯碱,（2013年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导

18、电剂乙炔黑和铝箔等。,可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_。,有氯气生成，污染较大,污染：废渣、 废液（酸、碱、重金属盐）、 废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）,很多学生答不出,循环利用：,箭头指回为循环 （实质就是降低成本）,（2013 福建卷24）,（2005 上海卷26A）,（2013安徽淮南一模）（14分）从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：,（1）步骤中废渣的主要成分是_，中X试剂为_。 （2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体

19、分层后，接下来的操作是_。,（3）、的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。来源,R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层） 2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层) 为提高中萃取百分率，应采取的措施是_。,（4）请完成中的反应离子方程式： （5）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：,结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH值为_。 （6）该工艺流程中，可以循环利用的物质有_。,化学工艺流程的主线:,（2013安徽淮南一模，14分） 从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一

20、种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：,（1）步骤中废渣的主要成分是_，中X试剂为_。 （2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是_ _。,SiO2,H2SO4,打开分液漏斗上口塞子（或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔）；,先打开活塞放出下层液体，后将上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中,（3）、的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。来源,R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层） 2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层) 为提高中萃取百分率，应采取的措施是_。,（4）请完成中的反应离子方程式： （5）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：,结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH值为_。 （6）该工艺流程中，可以循环利用的物质有_。,加入碱中和硫酸使平衡正移,或多次连续萃取,1.7-1.8,氨气、有机萃取剂,总结:,