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工艺流程答题要点

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 工艺流程题解题指导

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一、常用口诀 1、带结晶,分三步;不带结晶用保护;醇类洗去表面水;析晶降低溶解度。 2、镁铝铁,防水解;还原惰气保亚铁;铁四铝五镁十二,碱性分布来调节。 3、四防一促一提高(防:水解、挥发、分解、氧化,促水解,提高浸出率) 4、流程评价:减损增产;高能污染;原

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一、常用口诀

1、带结晶,分三步;不带结晶用保护;醇类洗去表面水;析晶降低溶解度。

2、镁铝铁,防水解;还原惰气保亚铁;铁四铝五镁十二,碱性分布来调节。

3、四防一促一提高(防:水解、挥发、分解、氧化,促水解,提高浸出率)

4、流程评价:减损增产;高能污染;原子经济;试剂循环,反反复复为富集。

5、条件控制选范围:不宜多,不宜少,得不偿失。

二、题型特点

1、审题:

(1)性质类信息的应用

(2)原料与产品的对比

①元素组成:分离除杂②价态:核心转化

2、流程四大任务:

①原料预处理②除杂并分离③核心转化④产品的分离与提纯

三、原料的预处理

1、煅烧、焙烧、灼烧(区别略去)

(1) 可初步除去S元素、C元素、有机物等杂质

(2) 破坏致密结构,使其更易参与后续反应、浸出

(3) 实现原料的初步转化,如①初步被空气氧化;②难溶性物质转化如BaSO4+C→BaS+4CO(此法往往加入过量焦炭使得熵增更大,有利于反应发生),盐类受热分解成氧化物等

(4) 熔融碳酸钠/氢氧化钠焙烧:二氧化鞋、氧化铝均参加反应

(5) 金属硫化物焙烧:产生二氧化硫,金属元素可以时氧化物,单质等,取决于金属氧化物的稳定 性,如硫化汞在空气中灼烧后产物是单质汞。

2、研磨或雾化:

增大接触面积,加快XXX速率(或效率)

注:扩大接触面积的一些方法①粉碎、研磨;②设法促进固体(气体)溶解;③利用密度差异; ④使用硅胶、石棉绒等载体;⑤气体进行预混合;⑥螺旋状铜丝.............

3、溶浸——沉淀的溶解

(1) 提高溶浸速率(效率)的方法:

粉碎、搅拌、适当升温、适当提高浸取剂的浓度、增大液固比、多次浸取、适当延长浸取时间。

(2) 酸浸:

①硫酸:稳定、难挥发;剩余滤渣可能是二氧化硅、难溶性硅酸盐、部分金属硫化物、一些溶解 度较小的硫酸盐等。

②盐酸:挥发,弱还原性;常用氯离子作为配体可与很多金属离子形成配合物从而促进溶浸。

③硝酸:挥发,氧化性;但有污染物生成,可以氧化剂+硫酸代替。

注:酸浸时加入酸的量需合理控制,否则可造成后续副反应发生(如增大消耗碱的量;氯离子被 氧化等)

(2) 盐浸

用盐溶液代替酸碱实现浸出,如铵盐代替酸(注意可溶物的限制),碳酸盐代替碱去油污等

(3) 碱浸

(4) 氧化还原

 MnO2/PbO2

CuS/Ag2S:

(5) 络合

氨水、氯离子均是常用的络合溶浸剂

如①王水溶浸贵金属时硝酸是氧化剂,盐酸中氯离子则是与金离子络合从而促进溶浸;②铝 和硫酸、盐酸在相同条件下反应,盐酸中速率明显快于硫酸等等

(6) 有机物浸出

(7) 转化后浸出

如PbSO4①转化为碳酸盐②焙烧变成硫化物或氧化物③络合成PbCl42-

(8) 合适浸取条件的选择

四、合适条件的控制

(一)温度

1、温度会影响什么?

(1) 物质性质角度:稳定性(双氧水、氨水、铵盐等);挥发性;溶解性(气体、固体)

(2) 反应原理角度:速率;平衡;催化剂的活性 

如合成氨条件控制中温度在300~500°C的理由:

温度过低,反应速率慢;

温度过高,反应限度减小;

此温度有利于催化剂的活性(催化剂要有合适的工作温度)

(3) 其它:能耗;副反应等

2、控温的方法:

(1)X浴:盐水浴、冰水浴(自身放热)、冷水浴、热水浴、油浴、沙浴等

(2) 降低熔沸点:减压,形成混合物(冰晶石、钠钾合金)

(3) 趁热过热的两种情形:①重结晶时滤去难溶性杂质②蒸发时析出固体后仍有母液剩余

(4) 冰水洗涤

(二)pH

1、pH会影响什么?

(1) 平衡移动:电离、水解、沉淀(如Fe3+与HPO42溶液加入碳酸根)、其它(如铬酸根和重铬酸根 之间的转化)

(2)氧化性:

(3)对电解效率的影响:溶液中的H、OH可在阴阳极放电,浓度过大可能导致影响其它电极反应

2、如何调节?以需调高pH为例(不同方法的优缺点比较,此处方法称直接、间接不太规范,谅解) 

直接法:NaOH、NH3·H2O

间接法:碱性氧化物、难溶氢氧化物、弱酸盐(难溶、可溶)、碱式盐

注:①直接法中NaOH、NH3. H2O从可调节pH大小和引入杂质除去难易角度进行比较

②间接法可调pH有限

③弱酸盐中以碳酸盐为例:可溶性碳酸盐加入后可产生沉淀的种类较复杂,如碳酸盐沉淀, 氫氧化物(双水解)或两者都有(碱式盐),也可能产生其它类型沉淀(如Fe3+和HPO42的溶液

中加入碳酸根可使磷酸氫根电离平衡正移从而产生磷酸铁沉淀),此处将在后续“合理试剂的选 择”处讲解。

④19年全国I卷中Mg2+与CO32生成Mg3(OH)2(CO3)2,同时另一产物为HCO3,不写产生CO2的 原因可以理解为产生碱式盐是水解程度为完全所致。

3、如何测定pH(略去)

(三)介质的选择

工业和化学实验不可避免的要与一些物质接触,如空气、水等,就有可能产生一些影响,因此需 要进行控制。

1、空气

(1) 空气可能产生的影响

①氧气:氧气的来源有两种可能,空气和溶解氧。

②二氧化碳及水:对一些酸性气体的定量检测产生影响等。

(2) 介质选择

①空气中氧

可采取“惰性”气体代替,此气体可来自主动通入,也可以是反应自身产生的气体(此处可 以设计先点哪个酒精灯等问题);

可以添加植物油等相似有机物隔绝;

可以将滴管伸入液面以下减少与空气接触等

②溶解氧

可采用加热、通入“氮气”等方法除去

2、水

(1) 水可能产生的影响 水解、溶解等

(2) 介质选择

水解:干燥的HCl气流(或SOCl2)

溶解:主要出现在滤渣的洗涤上,可采用冰水、无水乙醇、相应的饱和溶液洗涤等方法

综合实验中遇到水解问题:仪器有几个口就分别加上干燥剂即可

注:“控水控氧”是化学实验和流程题中高频考点,控水控氧方法并不复杂,更为重要的是要有 “主动出击”的意识,也即会主动思考是否需要进行控水控氧。如下列这些物质的制取:FeCl3、AlCI3、 SiCl4、PCl3、PCl5、NCl3、NHCl2、NH2Cl、SnCl4、TiCl4、SOCl2、COCl2、SO2Cl2、SnI4等等。

(责任编辑:化学自习室)
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