突破01 无机综合及工艺流程讲义-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

3.0 envi 2025-02-05 13 4 1.18MB 12 页 3知币

侵权投诉

无机综合及工艺流程(一)

一、化学工艺流程题的解题要领

1、粗读试题，掌握工艺制备的目的，尽量弄懂流程图。图中一般会出现超纲知识，要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后

续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用

2、要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物 (投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的

箭头一般是“循环利用”的物质

3、要关注题目的每一个字眼，但不必将每一个物质都推出，问什么推什么。要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题

时应注意前后问题往往没有连带效应，即前一问不能回答没关系，不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃，以

免影响其他问题的作答。最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性

(1)流程图一般三大部分(见上图)：原料预处理、核心化学反应、分离提纯

(2)流程中要分析“进” 、“出” 物质和仍然留在溶液中的离子等(否则可能漏掉副产品或干扰离子)

(3)一般默认进的物质过量，确保每一步目标元素利用率或转化率最高，产品产率最高，减少损失

二、常见的化工术语及释义

1、研磨、粉碎、喷洒、雾化：将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物的接触面积，以加快反应速率或使反应

更充分，以提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等目的

增大接触面积：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等

2、浸出(即浸取/溶解)：向固体中加入适量溶剂，使其中可溶性的物质溶解或反应进入溶液。包括水浸、酸浸、碱浸、醇浸等

(1)水浸：与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中

(2)酸浸：通常用酸溶解、去氧化物(膜)，使得可溶性的离子进入溶液中；抑制某些金属离子的水解；除去杂质离子等

如：用硫酸、盐酸、浓硫酸等，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

(3)碱浸：除去油污(酯)/碱煮；去铝片氧化膜；溶解铝、二氧化硅；调节pH、促进水解(沉淀)

(4)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

3、浸出率(浸取率)：实际浸取量与理论浸取量的比值 (固体溶解后，离子在溶液中含量的多少)

4、提高浸出率的方法：适当升温 ( 加热 ) 、搅拌、粉碎 ( 研磨 ) 、增大反应物 ( 酸、碱 ) 的浓度

5、灼烧(焙烧、煅烧)：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解

如：金属(多)硫化物，使S元素→SO2↑ (再钙基固硫除)；煅烧高岭土和石灰石

如：从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐

三、常见的操作与答题策略

1、调pH除杂：控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀；抑制某些离子的水解；防止某些离子的氧化等

(1)目的与答题规范表述：

①分步沉淀：中和/消耗 H+/OH-，调节pH，使××生成××沉淀(过滤分离)

②pH 过小/过大时，无法生成××，降低××产率/效率

③(蒸发/结晶前)调节pH××(强酸性)，防止/抑制××水解

(2)调节pH 所需的物质一般应满足两点：①能与 H＋反应，使溶液 pH 值增大；②不引入新杂质

如：Cu2＋溶液中混有的 Fe3＋，可加入 CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3来调节溶液的 pH 值

加入 CuO 的作用：调节溶液的 pH，使 Fe3＋转化为Fe(OH)3

加热的目的：促进Fe3＋水解

2、蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl

蒸发结晶的标志：当有大量晶体出现时，停止加热，利用余热蒸干

3、冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的物质、易水解的物质或结晶水化合物。如：

KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O

如：KNO3(NaCl)：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

蒸发浓缩的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时

4、重结晶(冷却结晶)：将晶体溶于溶剂，又重新从溶液中结晶的过程

(1)原理：利用混合物(一般为两种物质混合)中各组分在某溶剂中溶解度不同，或在同一溶剂中不同温度时溶解度不同而使它们相

互

分离

(2)随温度变化，溶解度变化不同，通常为：溶质随温度升高，溶解度变化大，杂质随温度升高，溶解度变化小，杂质可能在溶剂

中

溶解度大/小

(3)从溶液中得到干燥晶体或沉淀的步骤：若溶质：溶解度大，且温度升

高，溶解度变化大(一般↑)，采用：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥

溶解度大，且温度升高，溶解度变化小，采用：蒸发结晶，趁热过滤、洗涤、干燥

若杂质：S非常小→要使杂质在趁热过滤时被滤去留滤纸上

S非常大→过滤/趁热过滤时被滤去留在母液中

(4)实例说明： ①NaCl (KNO3)：蒸发结晶，趁热过滤、

洗涤、干燥 (杂质留在母液中) (溶质溶解度大，且温度升高，溶解度变化小)

NaCl 和KNO3混合溶液，若将混合溶液加热蒸发一段时间，析出的固体主要是 NaCl，母液中是 KNO3和少量 NaCl，这样就可

以分离出大部分 KNO3

KNO②3 (NaCl)：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥 (杂质留在母液中) (溶质溶解度大，且温度升高，溶解度变化大)

KNO3和NaCl 混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是 KNO3，母液中是 NaCl 和少量 KNO3，这样

就可以分离出大部分 KNO3

③苯甲酸的重结晶：蒸发浓缩，趁热过滤，冷却结晶，过滤 (杂质留在滤纸) (杂质溶解度非常小)

Ca(OH)④2型：蒸发、结晶 (溶解度小，且温度升高溶解度变小)

5、趁热过滤：防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体

(1)要滤渣(产品)：防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损耗如：NaCl (KNO3)

(2)要滤液(产品)：防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗 (除去溶解度小或难溶的杂质)

6、晶体干燥的方法：自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干（热稳定性较好），低温减压干燥（热稳定性差）

7、在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣

(1)需要滤液时，如何提取母液中的成分

案例 1、在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液中获取NaCl 固体？

加热蒸发，当析出大量

NaCl

晶体时，停止加热，利用余热蒸干

案例 2、若母液是 CuSO4溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？

蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

(2)需要滤渣时，如何得到纯净的滤渣

案例 3、在测定Na2SO4和NaCl 的混合物中 Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量 BaCl2溶液，沉淀 SO，然后过滤、

洗涤、烘干、称量得到 BaSO4的质量，试问：

① 怎样判断 SO 是否沉淀完全？ (离子已除尽的方法)

静置，取少量上层清液于试管中，继续加入 BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则证明 SO 已沉淀完全(或离子已除尽)

②过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)?

洗去晶体表面吸附的可溶性的杂质离子 (Na＋、Cl－等)

③ 沉淀的洗涤方法？

沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复实验 2～3次

④ 怎样判断沉淀是否洗净？

取最后一次洗涤液少量于试管中，加入稀 HNO3酸化的 AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则证明沉淀已洗净

8、特定试剂洗涤晶体

(1)“冰水洗涤”：既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗

(2)有机溶剂(乙醇、丙醇)：既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗，乙醇易挥发，使晶体快速干

燥

如：用酒精洗硫酸亚铁铵晶体可降低晶体因溶解造成损失，可以除去表面的水酒精易挥发，易干燥

9、滴定终点的判断：用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，酚酞作指示剂，滴定终点的判断：当加入最后一滴标准盐酸后，

溶液由红色变为无色，且半分钟内不褪色

10、离子检验的方法：以SO42―的检验为例：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若有白色

沉淀产生，则证明有SO42―

四、循环物质定和副产品的判断

1、循环物质的确定

2、副产品的判断

3、滤渣、滤液成分的确定：要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一种试剂的反应情况：

(1)哪些物质(离子)消失了

(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应

(3)去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处

五、控制反应条件

1、控制体系的温度

(1)控高温：加快溶解/反应速率，或促进平衡移动如：促进水解生成沉淀

(2)控低温：防止××在某温度时会溶解或分解，或促进平衡移动

(3)控范围：综合考虑

①过低：××速率很慢 (溶解/反应)

②过高：a、催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降

b、降低××浸出率/产率

c、××分解 (如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等)

d、××挥发 (如：醋酸、HCl、液溴、乙醇等)

e、I2 升华 →××××

③使反应速率不至于太慢、抑制/促进平衡移动、防止反应物分解、防止副反应发生、使催化剂的催化活性最高等

(4)方法：a、水浴、冰水浴、油浴、沙浴

b、缓慢加入××溶液/通入××气体(若为液溴，采用空气吹出法)

2、控体系的环境氛围

(1)制备无水晶体：干燥的酸性气流氛围下，抑制水解并带走因分解产生的水汽

如：制无水FeCl3：在 HCl 气体氛围下，蒸发浓缩，冷却结晶

(2)还原性氛围：防止××(还原性物质)被氧化如：加入 Fe 粉防止 Fe2+被氧化。

(3)加氧化剂氧化如：加过量 H2O2将Fe2+全部氧化为Fe3+

3、加过量试剂：使反应完全进行(或增大转化率、产率)等

4、加氧化剂：氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子或转化为易于被除去(沉淀)的离子

5、加还原剂：还原某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子

六、陌生方程式的配平 (氧化还原反应方程式的配平：电子得失相等，即化合价升降总数相等)

1、熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物

氧化剂对应还原产物还原剂对应氧化产物

Cl2、ClO－、KClO3 Cl—Fe2＋Fe3＋

O2O2－SO2、SO32-、S2O3

2- SO42-

Fe3＋Fe2＋H2O2O2

KMnO4(H+)、MnO2Mn2＋(紫色褪去) S2－、HS－、H2S S

H2O2(绿色氧化剂) H2O I－I2

K2Cr2O7(H+) Cr3＋H2C2O4CO2

浓H2SO4SO2+H2O CO、C CO2

浓HNO3NO2+H2O NH3N2、NO

稀HNO3NO+H2O

2、配平方法讲与练

①一般氧化还原反应配平

NH3 + Cl2—— N2 + HCl NH3 + O2—— NO + H2O

NH3 + CuO

△

N2+ Cu + H2O P4 + HNO3(浓)

△

H3PO4 + NO2↑+ H2O

②部分氧化还原反应配平

KMnO4 + HCl—— KCl+ MnCl2+ H2O+ Cl2↑ Cu + HNO3(浓) —— Cu (NO3)2 + NO2↑ + H2O

Fe + HNO3(浓)

△

Fe (NO3)3 + NO2↑ + H2O Fe3O4 + HNO3(稀)—— Fe (NO3)3 + NO↑ + H2O

3、 “补缺”的技巧：缺项化学方程式的配平：配平化学方程式时，有时要用 H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒，

总的原则是酸性溶液中不能出现 OH-，碱性溶液中不能出现 H+，具体方法如下：

酸性环境碱性环境

反应物中少氧左边加H2O，右边加H+左边加OH-，右边加H2O

反应物中多氧左边加H+，右边加H2O左边加H2O，右边加OH-

【课后作业】

1、硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的工业原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工业制法如下。请回答：

(1)步骤①中碱液洗涤的目的是__________________________，若将碱液换为酸液，可能产生的问题是________________________

(2)步骤②中B可以是__________ ，加入少量 B的目的是________________

a．CuCl2 　　　b．CuO c．Cu(NO3)2 d．CuSO4

(3)步骤⑥中要用到少量乙醇洗涤，其目的是____________________________________________________________

(4)用硫酸亚铁按晶体配制溶液时，需加入一定量硫酸，目的是________________________________________，工业上常用酸性

KMnO4溶液通过滴定的方法测定硫酸亚铁铵样品的纯度，反应的离子方程式为：________________________________________，

准确量取硫酸亚铁铵溶液时，硫酸亚铁铵溶液应盛放于：__________滴定管中 (填“酸式”或“碱式”)

(5)硫酸亚铁铵晶体的样品中可能含有的杂质离子是_________，实验室的检验方法是：_________________________________

2、CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量 Fe2O3、Al2O3、MnO 等]制取

CoCl2·6H2O的工艺流程如下：

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

突破01 无机综合及工艺流程讲义-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列.doc

共12页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

突破01 无机综合及工艺流程讲义-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: