2023届高三化学一轮复习 化工流程 课件

化工流程专题 一、化工流程的一般模型 原料预处理阶段 物质转化及 除杂阶段 产品获得和纯化阶段 二、核心思想方法 1、元素守恒思想。原料中的“核心元素”经多步转化，最终“存留”于目标产物中。 2、物料转化思想。 “方框” ：反应釜 方框中的物质表示反应釜中的“主要物质” 方框之间的“箭头”表示“转化关系” 箭头的上方或下方：加入的试剂或需控制的条件等。 3、绿色环保思想。对环境无害的物质可以直接排放，部分物质需要循环利用，实现资源利用最大化。 【必修1】元素化合物：化合价、氧化性/还原性、离子反应、产率和纯度的计算、实验操作 【必修1】氧化还原反应：陌生方程式的书写、产物判断、得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒 【必修2】元素周期律 / 元素周期表、化学键 【选修4】电化学：电极判断、产物判断、方程式书写 【选修4】弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡、平衡常数相关计算 三、相关知识点 （一）沉淀的生成 1、调节pH法 除杂：NH4Cl(FeCl3) 氨水 除杂：CuCl2(FeCl3) 已知Ksp[Fe(OH)3]=10-38，求使0.1mol/L的FeCl3(aq) 中Fe3+开始沉淀的pH和完全沉淀的pH。 Fe3+ Cu2+ 开始沉淀的pH 1.7 4 完全沉淀的pH 3 6 加入CuO、Cu(OH)2 、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等调节 pH在3~4之间，保证Fe3+沉淀完全，Cu2+还未开始沉淀 7 MgCl2(FeCl2) ①先加入盐酸酸化的H2O2溶液或通入Cl2 ②再加入MgO、Mg(OH)2、MgCO3调节pH 2、沉淀剂法 如：用Na2S和H2S作沉淀剂，除去污水中的重金属离子 调节溶液极性使其沉淀，向CuSO4溶液中加入氨水至过量后加入无水乙醇产生深蓝色沉淀{Cu[NH3]4SO4·H2O} 1、酸碱溶解法 （二）沉淀的溶解 加足量盐酸CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ CaCO3(s) ⇌ Ca2＋(aq)＋CO32-(aq) FeS、MnS、NiS、ZnS：FeS + 2H+ == Fe2+ + H2S↑ 2、盐溶解法：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 3、氧化还原溶解法 不溶于盐酸的硫化物CuS、Ag2S等溶于稀HNO3。 4、配位溶解法：AgCl溶于氨水 3、沉淀的转化 沉淀转化的应用 1、锅炉除水垢（除去水垢中的CaSO4 ） 先加Na2CO3，再加盐酸 CaSO4＋CO32- ⇌ CaCO3＋SO42-， CaCO3＋2HCl = CaCl2＋H2O＋CO2↑ 2、矿物转化 例如：原生铜硫化物变成CuSO4溶液，遇到深层闪锌矿 (ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变铜蓝(CuS)。 Cu2+(aq) ＋ ZnS(s) ＝ CuS(s) ＋ Zn2+ (aq) Cu2+ (aq) ＋ PbS(s) ＝ CuS(s) ＋ Pb2+ (aq) 。 3、利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s) 、 MnS(s)等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。 FeS(s) + Hg2+(aq) ⇌ HgS(s) + Fe2+(aq) 1、原料的预处理 研磨、 雾化 水浸 酸浸 碱浸 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 与水接触反应或溶解（后过滤） 使用酸（HCl/HNO3/H2SO4）溶解固体：金属、金属氧化物（膜）、难溶弱酸盐（注意HNO3的氧化性，Fe3O4难溶于酸） 滤渣：SiO2、（注：H2SO4酸浸有CaSO4沉淀，Ca2+一般用CO32-、F-、C2O42-进行除去） 使用碱溶解固体：溶解金属表面油脂膜、酸性氧化物（SiO2）、Al2O3/Al、某些盐、非金属单质 浸出 浸出率 灼烧、焙烧、煅烧 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 作用： ①除去可燃物 ②是原料发生氧化、分解反应（如金属硫化物） ③改变结构，使一些物质能溶解 固体加水（酸）溶解得到离子 例1、一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 2、常用的控制条件的方法 （1）调节pH值 金属阳离子 Fe3＋ Al3＋ Mn2＋ Mg2＋ 完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4 （2）控制温度： ①低温（冷却）： a、抑制水解 b、防止挥发（如HCl、HNO3等收集AlCl3等） c、防止分解（如H2O2、氨水、NaHCO3、NH4HCO3等铵盐） d、增加气体溶解度，使气体充分吸收、防止气体挥发 ②加热（升温）：