内容正文:
第1讲 物质的组成、性质和分类
专题7 第五单元
第2讲 化学工艺流程题的解题策略
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内容索引
题空突破一 流程中原料的预处理
题空突破二 流程中反应条件的控制
题空突破三 物质的分离与提纯
题空突破四 流程中的化学计算
真题演练 明确考向
课时精练
1.培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容,并与已有知识块整合重组为新知识块的能力。
2.培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并做出解释的能力。
课程标准
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流程中原料的预处理
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要点梳理
方法 目的
研磨、雾化 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
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
碱浸 除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧 改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土
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1.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:
试回答在“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有____________________________________________(两条即可)。
核心突破
增大硫酸浓度、加热升高温度、边加硫酸边搅拌
解析: 采取措施其目的是让更多的镁的化合物能与硫酸反应。
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2.稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛应用于电子信息、国
防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下:
已知:废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不
参与反应的杂质未列出)
成分含量/% Y2O3 ZnO Al2O3 PbO2 MgO
预处理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19
预处理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50
试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为__________________________。
除去ZnO和Al2O3
解析: 由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得,预处理的目的为除去ZnO和Al2O3。
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流程中反应条件的控制
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1.控制溶液的pH
(1)控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性,或改变水解程度。
(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3+、Mn2+溶液中含有的Fe2+,先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH。
②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、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
要点梳理
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2.控制反应的温度
(1)控制化学反应速率。
(2)控制平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶,如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)使催化剂达到最大活性。
(7)防止副反应的发生。
3.调节反应物的浓度
(1)根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡移动有利于目标产物的生成,减小对后续操作产生的影响。
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(2)反应物过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对
后续操作也会产生影响。
4.控制反应体系的压强
(1)改变化学反应速率。
(2)影响平衡移动的方向。
5.使用催化剂
加快反应速率,提高生产效率。
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1.碳酸锂(相对分子质量为74)广泛应用于
化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、
锂合金等行业。制备流程如下:
已知:碳酸锂的溶解度(g·L-1)见下表。
核心突破
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72
(1)硫酸化焙烧工业反应温度控制在250~300 ℃,主要原因是____________________________________________________________时,硫酸用量为理论耗酸量的115%左右,硫酸如果加入过多则________(填字母)。
a.增加酸耗量 b.增加后续杂质的处理量 c.增加后续中和酸的负担
温度低于250 ℃,反应速率较慢;温度高于300 ℃,硫酸挥发较多