第20讲 化学工艺流程总结 -备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练

备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练 第20讲 化学工艺流程总结 本讲复习目标 1、掌握化学工艺流程原料预处理、分离与提纯方法； 2、掌握化学工艺流程涉及到的常见计算。 夯基·知识精讲 一、化学工艺流程图概览 “无机化工流程”大题的常考点： (1)原料的预处理。 (2)转化过程中反应条件的控制方法 (3)分离、提纯等基本操作。 (4)物质的转化原理。 (5)陌生化学方程式的书写。 (6)加入试剂的作用和循环物质的确定 (7)物质成分的判断(滤渣、循环物质等)。 (8)有关Ksp及含量测定等计算。 无机化工流程中常用术语 研磨、雾化：将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼饶(煅烧)：使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取：向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 酸浸：在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 碱浸：除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 水浸：与水接触反应或溶解 蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出 蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度 水洗：用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 二、化工流程中条件的控制 条件控制 思考角度 固体原料粉碎或研磨、液体原料雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分。 目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等 增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等 焙烧或灼烧 ①除去硫、碳单质； ②有机物转化、除去有机物； ③高温下原料与空气中氧气反应； ④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。 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。 酸浸 ①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的； ②去氧化物(膜) 碱溶 ①除去金属表面的油污； ②溶解两性化合物(Al2O3、ZnO等)，溶解铝、二氧化硅等 水浸 与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中 醇浸 提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物 加热 ①加快反应速率或溶解速率； ②促进平衡向吸热反应方向移动(一般是有利于生成物生成的方向)；如：促进水解生成沉淀。 ③除杂，除去热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质； ④使沸点相对较低或易升华的原料气化； ⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等 降温 ①防止某物质在高温时溶解(或分解)； ②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动； ③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等； ④降低某些晶体的溶解度，使其结晶析出，减少损失等 控制温度在一定范围(综合考虑) 温度过低：反应速率过慢或溶解速率小 温度过高：①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降 ②物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等 ③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等 ④物质氧化，如：Na2SO3等 ⑤物质升华，如：I2 升华 控制温度(常用水浴、冰浴或油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求 反应物用量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率； ②增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行； ③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等 加入氧化剂 (或还原剂) ①氧化(或还原)某物质，转化为目标产物的价态； ②除去杂质离子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去] 加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)； ②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀； ③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋ pH控制 (1)调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出，以达到除去金属离子的目的； ①原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液pH值增大 ②p