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无机化工流程

作者: admin 时间:2020-11-20 来源:http://aspenuro.com
摘要:无机化工流程_学习总结_总结/汇报_实用文档。无机化工流程 2020/11/16 无机化工流程 重要考点1 重要考点2 实验流程图 真实化工背景流程图 无机化工流程 【重要考点1】 实验流程图 1.工...

  无机化工流程_学习总结_总结/汇报_实用文档。无机化工流程 2020/11/16 无机化工流程 重要考点1 重要考点2 实验流程图 真实化工背景流程图 无机化工流程 【重要考点1】 实验流程图 1.工业流程常见的操作 (1)原料的

  无机化工流程 2020/11/16 无机化工流程 重要考点1 重要考点2 实验流程图 真实化工背景流程图 无机化工流程 【重要考点1】 实验流程图 1.工业流程常见的操作 (1)原料的预处理 ①溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ②灼烧:如从海带中提取碘 ③煅烧:改变结构,使一些物质能分解,并使一些 杂质高温下氧化、分解。如煅烧高岭土。 无机化工流程 (2)控制反应条件的方法 ①pH的控制: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 ②蒸发、反应时的气体氛围 ③加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 ④降温反应的目的:防止某物质在高温时会溶解或为使化 学平衡向着题目要求的方向移动 ⑤趁热过滤:防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗 涤过程中的溶解损耗 ⑦有机物(乙醇、等)洗涤:洗去表面的杂质离子,降 低晶体的溶解度 无机化工流程 2.工业流程常见名词 浸出:固体加水(酸)溶解得到离子 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少 酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液, 不溶物通过过滤除去的溶解过程 水洗:通常为除去水溶性杂质 水浸:与水接触反应或溶解 无机化工流程 【典型例题1】(2012·泰州期末)Fe(NO3)3·9H2O易溶 于水,微溶于硝酸,用作催化剂和媒染剂。工业上 用细铁屑与硝酸反应制备,主要流程如下: 无机化工流程 (1)铁屑与硝酸反应时温度控制在40~50℃,不宜 过高的原因是____________________________。 (2)制备过程中需控制加入铁屑的量,当观察到 ____________________的现象时应停止加入铁屑。 (3) 上 述 流 程 图 中 “ 加 热 ” 操 作 的 主 要 目 的 是 ___________________________________。 (4)制得的Fe(NO3)3·9H2O用20%HNO3洗涤的目 的是____________________________。 无机化工流程 (5)某兴趣小组在实验室用右图装置 制 取 Fe(NO3)3( 固 定 所 用 仪 器 和 加 热 装置未画出)。 ①该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方 式用____________加热。 ②装置中圆底烧瓶上方长导管的作用 是__________________________。 ③请在图中虚线框中画出尾气吸收装 置(提示:碱液可快速、充分吸收产 生的氮氧化物气体)。 无机化工流程 解析: (1)HNO3的特点之一是不稳定性,即见光分解, 所以在加热时更易分解。 (2)要制得Fe3+,故加入的铁粉的量不能过量, 否则会生成Fe2+。此处可以回答观察反应的气 泡,也可以答成反应溶液的颜色变化等。 (3)从流程图看,加热出来的箭头指向了碱液, 故应为吸收反应出来的尾气。 无机化工流程 (4)为降低溶解性。 (5)反应的温度为40~50℃,可采用水浴加热 的方式。碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化 物,所以若直接插入碱液中,可能会造成倒吸。 可采用一个倒置的漏斗进行吸收。也可以用一 个四氯化碳和碱液的试剂瓶,因为氮氧化物不 溶于四氯化碳,但是经过上层碱液时可以被吸 收。 无机化工流程 答案: (1)硝酸易挥发、易分解,温度高会加快硝酸的 挥发和分解 (2)反应器中产生气泡的速率明显变慢(其他合理 答案也可以) (3)逐出溶液中溶解的氮氧化物气体 (4) 洗 涤 除 去 晶 体 表 面 附 着 的 杂 质 , 用 20% HNO3洗涤可降低洗涤过程中晶体的损耗 (5)①水浴 ②导气兼冷凝回流 ③防倒吸装置 (图略) 无机化工流程 流程图中一般会蕴含着很多有用的信息, 如框图中说明的文字,箭头的指向等。这些 均是解题的重要论据。 无机化工流程 【变式1】(扬州期末)重铬酸钾是(K2Cr2O7)工业生 产和实验室的重要氧化剂,实验室模拟工业法用铬 酸 钠 (Na2CrO4 , 其 中 有 杂 质 Na2SiO3 和 NaAlO2) 制 K2Cr2O7的主要流程如下: (1)操作①目的是___________________________。 (2)操作②酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-的离子方程 式(该过程可逆):___________________________。 无机化工流程 解析: (1)调节pH后面的操作为过滤,硅酸钠和偏铝酸钠 可以转化成相应的硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀。 (2)CrO42-在酸性条件下可生成Cr2O72-和水。 答案: (1)使硅酸钠和偏铝酸钠转化为沉淀而除去 (2)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O 无机化工流程 (3)已知K2Cr2O7的溶解度:S373K=94.1 g,S273K=4.6 g。 操作③的步骤为:向酸化后的混合液中加入KCl,加 热蒸发使NaCl结晶析出后______(填操作),再将滤液 ____ (填操作),得K2Cr2O7晶体。 (4)K2Cr2O7可用于测定工业废水中的化学耗氧量(化学 耗氧量即COD:每升水样中还原性物质被氧化所需要 的O2质量)。某工业废水样100.00 mL,酸化后加入 0.01667 mol·L-1的K2Cr2O7溶液,使水样中还原性物 质完全氧化(还原产物为Cr3+)。再用0.1000 mol·L-1的 FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-。则计算废水样的COD 需要测定的数据有____________________。 无机化工流程 解析: (3)Na2Cr2O7中加入KCl可转化成K2Cr2O7和NaCl。而 K2Cr2O7的溶解度随温度的变化较大,加热时K2Cr2O7 的溶解度增大,趁热过滤,可使大量的K2Cr2O7溶解于 水中,在冷却时,即可得大量的晶体。 (4)K2Cr2O7与两方面反应,一是与水样中还原性物质 反应,二是与FeSO4反应。所以用K2Cr2O7的总量减去 与FeSO4反应的Cr2O72-的量,即可得与还原性物质反 应消耗的K2Cr2O7的量,也可折算出废水的COD。 答案: (3)趁热过滤 冷却结晶 (4)K2Cr2O7溶液体积、FeSO4溶液体积 无机化工流程 【重要考点2】 线.明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析 每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与 实际问题思考→注意答题的模式与要点 2.工业生产流程主线与核心的分析: 无机化工流程 3.规律 ①主线主产品 ②分支副产品 ③回头为循环 核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、 生产条件的控制 无机化工流程 【典型例题2】(2012镇江期末)锌钡白是一种白色颜料。 工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成: BaS+ZnSO4 ZnS↓+BaSO4↓。以下是工业生 产流程。请回答有关问题: Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯 有 关 资 料 : 已 知 Zn(OH)2 与 Al(OH)3 相 似 , 能 溶 于 过 量的NaOH溶液生成Na2ZnO2; 菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、 Cu2(OH)2CO3等。 无机化工流程 (1)② 中 使 用 的 氧 化 剂 最 好 是 下 列 的 ______( 填 序 号 ) , 理 由 是 ______________________________。 A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.浓HNO3 (2)写出反应④的离子方程式:__________________。 (3)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤________产生的________ 可以用于步骤__________(其中步骤选填①、②、③、④、⑤)。 无机化工流程 解析:(1)H2O2的优点是还原产物是H2O,不会带入 新的杂质离子; (2)滤液的主要成分是Na2ZnO2,通入过量的二氧化 碳,按照NaAlO2和过量CO2反应的方程式来书写; (3) 在 菱 锌 矿 中 加 入 稀 硫 酸 会 产 生 CO2 , 但 在 Na2ZnO2溶液酸化步骤中,需要通入CO2,所以① 产生的CO2可用于④的酸化; 答案: (1)B 不会引入新的杂质离子 (2)ZnO+2CO2+2H2O (3)① CO2 ④ Zn(OH)2↓+2HCO 无机化工流程 Ⅱ.BaS溶液的制备 有关数据: Ba(s)+S(s)+2O2(g)===BaSO4(s) DH=-1473.2 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)===CO(g) DH=-110.5 kJ·mol-1 Ba(s)+S(s)===BaS(s) DH=-460 kJ·mol-1 (4)煅烧还原的热化学方程式为_______________。 (5)经检验BaS的水溶液呈碱性,原因是(用离子方程 式表示)________________________________。 无机化工流程 Ⅲ.制取锌钡白 (6)Ⅰ中步骤⑤使用硫酸的量要适当,如果所得溶液 的酸性过强,产生的后果是___________________。 解析: (4)煅烧还原的方程式是BaSO4+4C BaS+4CO↑,设 三个反应依次为①②③,依据盖斯定律,把①变形为 BaSO4(s) Ba(s)+S(s)+2O2(g) DH=+1473.2 kJ·mol-1, 设为④,然后根据④+②×4+③就可以得到目标方程式; (5)因为S2-在溶液中发生水解反应S2-+H2O 而使溶液呈碱性; HS-+OH- (6)H2S是一种有毒气体。 无机化工流程 答案: (4)BaSO4(s)+4C(s) BaS(s)+4CO(g) DH=+571.2kJ·mol-1 (5)S2-+H2O HS-+OH(6)酸性过强,与BaS溶液混合可能产生H2S气体污染, 或锌钡白的产率会降低 无机化工流程 工业流程图中设置的考点与无机 物质反应以及化学反应原理紧密相连。 如无机物间的反应方程式书写,氧化 还原反应、盐类水解、热化学以及电 化学均可以设置题目,所以得分仍需 要有扎实的基本功。 无机化工流程 【变式2】(苏州期末)高锰酸钾是锰的重要化合 物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制 备高锰酸钾的一种工艺流程。 (1)KMnO4 稀 溶 液 是 一 种 常 用 的 消 毒 剂 。 其 消 毒机理与下列______(填序号)物质相似。 A.75%酒精 B.双氧水 C.苯酚 D.84消毒液(NaClO溶液) 无机化工流程 (2)写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生 的主要反应的化学方程式:_____________________。 (3)向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4,该反应 中的还原剂是________。 (4)上述流程中可以循环使用的物质有石灰、二氧化碳、 _____和_________(写化学式)。 (5)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1mol MnO2可制得_______mol KMnO4。 无机化工流程 解析: (1)KMnO4具有强氧化性,H2O2和NaClO也具有强氧化性。 (2)从流程图看,箭头进入的为反应物,指出的为生成物。 不难得出MnO2和KOH以及O2为反应物,而K2MnO4为生 成物,依据原子守恒和得失电子守恒配平即可。 (3)K2MnO4中Mn为+6价,反应后生成KMnO4中的Mn为 +7,失去电子,故作为还原剂。 (4)流程图中产生的KOH和MnO2可以循环作为第一步反应。 (5) 找 出 物 质 的 量 之 间 的 关 系 为 : 3MnO2 ~ 3K2MnO4 ~ 2KMnO4,所以1 mol MnO2可得2/3 mol KMnO4。 无机化工流程 答案: (1)BD (2) 2MnO2+4KOH+O2 (3) K2MnO4 (4) KOH MnO2 (5) 0.67(或 ) 2K2MnO4+2H2O 无机化工流程 实战高考 § 2012江苏16.(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能 净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO3)2,其部分工艺流程如下: § (1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g) 其平衡常数表达式为K= 。 N2O3(g), § (2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸 收塔顶部喷淋),其目的是 ;滤渣可循环利用,滤 渣的主要成分是 (填化学式)。 § (13,则)该会工导艺致需控制NO和NO2物质;的若量n(之NO比)接:近n(1N:O1)<。1若:n1(N,则O会) :导n(NO)>1: 致 。 § (4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解,产物之 一是NO,其反应的离子方程式 。 无机化工流程 § 【参考答案】 § (1)k=c(N2O3)/c(NO)·c(NO2) § (2)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 § (3)放气体中NO含量升高 § 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 § (4)3NO2-+2H+=NO3-+2NO↑+H2O 无机化工流程 实战高考 § 16.(12分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体 (FeCl3·6H2O)的工艺流程如下: § 回答下列问题: § ( 2S1O)3,在该一反定应条的件平下衡,常SO数2表转达化式为为SOK3=的反应为2;SO过2+量O的2SO2与 NaOH溶液反应的化学方程式为 。 § (2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的 是 、 。 § (3)通氯气氧化后时,发生的主要反应的离子方程式 为 ;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中 污染空气的气体为 § (写化学)。 无机化工流程 3rew 演讲完毕,谢谢听讲! 再见,see you again 2020/11/16 无机化工流程



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