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无机化工流程解题模板
热点题空1: 原料预处理的常用方法
1.粉碎、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
(1)目的:提高原料转化率、利用率、浸取率,提高产品的产率等
(2)增大接触面积的方法:固体—粉碎、研磨;液体—喷洒:气体一用多孔分散器等
2.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、酸浸、碱浸、盐浸、醇浸等
(1)浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(工业上往往为了追求更多转化)
(2)提高浸出率的措施:①将固体研成粉末,提高接触面积;②适当升温(加热)③增大反应物(酸或碱)的浓度 ④搅拌,使反应更加充分
3.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;酸还能溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等;还有 调节pH、促进水解(沉淀)
4.碱浸:去油污,在碱性溶液中使两性化合物(如Al2O3、ZnO等)溶解。溶解铝、二氧化硅等,不溶物通过过滤除去的过程
5.醇浸:提取有机物,常采用有机溶剂(如乙醚、二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物
6. 灼烧(焙烧、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、物质能溶解等。
如:金属(多)硫化物,使硫元素→SO2↑(再钙基固硫除)煅烧高岭土和石灰石
如:从海带中提出碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质,将有机碘转化为碘盐
(1)煅烧:物质受热分解或发生晶形转变,温度低于熔点高于1200℃;
如:锻炼石灰石、生产玻璃、打铁等,设备如回转窑等
(2)焙烧:物质与空气,氧气或添加剂发生化学反应,以固一气反应为主,温度低于增点,在500~1500℃之间,
如沸腾炉、培烧炉等。可以通过增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流培烧。适当升温等来提高焙烧效率
(3)灼烧:物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程。1000℃左右,如煤气灯、电炉等;
如:灼烧海带、颜色反应、灼烧失重、灼烧残渣等
· 灼烧所需要的仪器:坩埚、泥三角、酒精灯、三脚架、坩埚钳
蒸发所需要的仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、铁架台、坩埚钳
热点题空2:转化过程中pH条件的控制
1.控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性(增强MnO4-、NO3-的氧化性),调节离子的水解程度。
2.调PH除杂:控制溶液的PH使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去
(1)原理:加入的物质能使溶液中的H+反应,降低了H+浓度,使溶液PH增大。
(2)PH控制的范围:杂质离子沉淀完全沉淀时PH值~主要离子开始沉淀时PH(注意端值取)。
(3)需要的物质:含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐,既能与氢离子反应,是PH增大的物质,如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质
(4)实例: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值。(原因:加CuO等消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀析出)
补充:若除去若要除去Cu2+溶液中混有的Fe2+,一般先加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
3.抑制某些离子的水解,防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液,通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相应的无水盐时。由于水解生成的盐酸或硝酸挥发,促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯。
如:有MgCl2·6 H2O制无水氯化镁要在HCl气流中加热,否则
MgCl2·6 H2OMg(OH)2↓+2HCl↑+4H2O
4.控制PH的目的的答题思路
(1)PH调小:抑制某离子水解,防治某离子沉淀
(2)pH调大:确保某离子完全沉淀,防止某物质溶解等
热点题空3 转化过程中温度条件的控制
升高温度(加热)
①加快反应速率或溶解速率;②促进平衡向某个(吸热)方向移动;如:促进水解生成沉淀
③除去受热不稳定的杂质,如H2O2、铵盐、硝酸盐、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质
④使沸点相对较低或易升华的杂质气化。
降低温度
①防止某物质在高温时会挥发(或分解) ;②使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向),从而提高产物的产率;③使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;④降低晶体的溶解度,减少损失。
控温
(常用水浴、冰浴或油浴)
温度过低
反应速率过慢或溶解速率过小
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:如铵盐、H2O2、NaHCO3、氨水等 ③物质会挥发:如浓硝酸、浓盐酸、醋酸、