无机工艺流程专题Word版
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无机化学工艺流程主备人:审核人:1、无机化学工艺流程题的设计思路:2、无机化学工艺流程题的一般解题步骤:第一步:浏览全题,确定该流程的目的——由何原料获得何产物,对比原料和产物;第二步:精读局部,明确反应原理——确定各步反应物、产物(正、逆向推断法结合),尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。
第三步:针对问题再读图,明确要求——结合基础理论和实际问题,科学表述,规范书写。
3、无机化学工艺流程题中涉及的问题:⑴原料的预处理①溶解:对金属及其氧化物通常采用酸溶,如用硫酸、盐酸、硝酸等,有时也常用碱溶(如铝及氧化铝等物质)。
(用酸或碱溶解盐主要是为了抑制盐水解)浸出:固体加水(或酸)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;②研磨:增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分。
③灼烧、煅烧:使物质高温下分解,或高温氧化等。
⑵控制反应条件的方法①pH的控制:调节溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
②加热的目的:加快反应速率或促进化学平衡的移动。
③降温的目的:防止某物质在高温下会分解,或为使平衡向需要的方向移动。
④趁热过滤:防止某物质降温时会析出。
⑤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。
⑥利用有机溶剂(乙醇、乙醚等)洗涤:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度,使晶体快速干燥。
⑦结晶过程的一般操作:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
例1、聚硅硫酸铁(PFSS)是新型无机高分子混凝剂,广泛应用于水的净化处理。
PFSS 化学组成可表示为:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2(SiO2)x]m,由钢渣合成PFSS主要工艺流程如下:⑴酸浸时,采用100~140℃和2~3h,其目的是。
⑵氧化时,需将溶液冷却到40℃以下,其目的是。
⑶除Al3+时,先调节pH值到(参见右表),得Fe(OH)3沉淀,过滤除去滤液,再用硫酸溶解Fe(OH)得硫酸铁溶液。
专题工艺流程2018年高考题1.(2018江苏,19,15分) 以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃, Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。
NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。
实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是;使用冷凝管的目的是。
(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。
实验中确定何时停止通SO2的实验操作为。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案:,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
1.(1)3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3- +3H2O(3分)〓缓慢通入Cl2(2分)(2)NaClO碱性溶液(2分)减少水合肼的挥发(2分)(3)①测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2(2分)②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34 ℃条件下趁热过滤(4分)【解析】本题考查物质制取的实验知识,考查的化学核心素养是科学探究与创新意识。
(1)由题给条件,反应物为Cl2和NaOH,生成物为NaClO3、NaCl、H2O,根据离子方程式书写规则、原子守恒、电荷守恒以及得失电子守恒得该离子反应为:3Cl2+6OH-===5Cl-+ClO3-+3H2O;Cl2与碱反应放热,所以要控制温度还要控制通入氯气速度。
突破点14无机化工工艺流程提炼1化工工艺流程中常见操作1.研磨增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高原料利用率。
2.焙烧高温下使固体原料分解、反应或改变结构。
3.浸出水浸:使可溶性的有用成分从固体原料混合物中转移到溶液中。
酸浸:使金属、金属氧化物或盐转化成可溶于水的物质进入溶液。
碱浸:除去油污、溶解酸性氧化物、铝及其氧化物。
对于非金属矿物,通常用稀醇溶液浸取,水中加入乙醇是为了降低溶剂的极性,提高非金属单质的溶解程度。
4.加热煮沸排除溶液中溶解的气体。
5.洗涤水洗:通常是为了除去水溶性杂质,适用于不溶于水的固体物质或液体物质的洗涤。
冰水洗涤:通常是为了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。
有机物(乙醇)洗涤:通常是为了减少晶体在洗涤过程中的溶解损失,便于固体的干燥。
提炼2化工工艺流程中条件控制1.调节溶液的pH其目的主要是:防止“某离子”的水解,防止“某离子”的沉淀,确保“某离子”完全沉淀,防止“某些物质”的溶解等。
调节pH所需的物质一般应满足两点:①能与H+(或OH-)反应,使溶液的pH增大(或减小);②不引入新的杂质。
2.控制温度(1)升温:加快反应速率,加速某固体的溶解,促进平衡向吸热方向移动,使某些物质汽化或升华,防止堵塞导管等。
(2)降温:防止某物质在高温时分解、挥发、升华或促进平衡向放热方向移动。
3.控制压强改变反应速率,影响化学平衡。
4.趁热过滤过滤是为了得到产品或除去杂质,在除杂时,有些产品在温度较低时会结晶析出,从而混在杂质中,造成损失,故“趁热”是为了让产品溶解,防止其结晶析出,因此趁热过滤的目的可从两方面回答:一是提高纯度,二是减少结晶损失。
5.加入物质①加碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等。
②加沸石或碎瓷片:防止液体暴沸。
③加有机溶剂:萃取某些物质,或降低某些物质的溶解度。
提炼3 化工工艺流程中常涉及的化学反应原理和化学思想1.沉淀溶解平衡的相关应用形成沉淀时所需某种离子的最小浓度、沉淀转化的条件。
无机化工工艺流程无机化工是指以无机原料为主要原料,在一定的工艺条件下,通过物理或化学方法进行加工、转化、分离等一系列操作,生产各种无机化工产品的工艺过程。
下面将介绍几种常见的无机化工工艺流程。
1.硫酸工艺流程硫酸是一种重要的无机化工产品,广泛应用于冶金、化工、电子、环保等行业。
硫酸的生产工艺主要包括硫磺燃烧工艺和硫铁矿热法工艺两种。
以硫磺燃烧工艺为例,其工艺流程如下:硫磺→磺磺容器→气体先后通过富硝酸钡床和浓硫酸吸收器→去湿塔→浓硫酸。
2.氯碱工艺流程氯碱是指氯气和碱性物质(如氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等)产生的化学反应。
氯碱工艺主要包括氨碱工艺和氯碱电解工艺两种。
以氨碱工艺为例,其工艺流程如下:氨气和炼焦气体→炉尾烟气处理装置→煤气→冷凝→硫粉→脱硫装置→制氢→氧化→水神经塔→浓氨碱液。
3.硅酸盐工艺流程硅酸盐是由硅酸盐矿石经过碱熔或盐酸浸取法提取而得的化合物。
硅酸盐的生产工艺主要包括玻璃制造工艺和陶瓷制造工艺两种。
以玻璃制造工艺为例,其工艺流程如下:石英矿石、烟煤→一系列预处理步骤(如破碎、磁选、除铁、煅烧等)→玻璃熔炼炉→玻璃浴→玻璃鼓包→玻璃冷却、切割和加工。
4.硝酸工艺流程硝酸是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、化工、煤炭等领域。
硝酸的生产工艺主要包括铵硝酸工艺和硫酸硝酸工艺两种。
天然气→压缩机→压氧体→反应器→分离器→焙烧器→冷却器→分离器→浓硝酸。
5.氧化铝工艺流程氧化铝是一种重要的无机金属材料,主要用于冶金、建筑、电力等领域。
氧化铝的生产工艺主要包括贵金属电解工艺和碳电极电解工艺两种。
以碳电极电解工艺为例,其工艺流程如下:铝石(主要成分为氧化铝)→磨碎→矿石→碳负极→电解池→铝液→铸锭机→铝锭。
以上仅为几种常见的无机化工工艺流程的简单介绍,不同的无机化工产品具体的生产过程可能有所不同。
无机化工工艺的优化和改进将有助于提高产品质量、降低生产成本,并在环保方面做出更多贡献。
无机化学工艺流程主备人:审核人:1、无机化学工艺流程题的设计思路:2、无机化学工艺流程题的一般解题步骤:第一步:浏览全题,确定该流程的目的——由何原料获得何产物,对比原料和产物;第二步:精读局部,明确反应原理——确定各步反应物、产物(正、逆向推断法结合),尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。
第三步:针对问题再读图,明确要求——结合基础理论和实际问题,科学表述,规范书写。
3、无机化学工艺流程题中涉及的问题:⑴原料的预处理①溶解:对金属及其氧化物通常采用酸溶,如用硫酸、盐酸、硝酸等,有时也常用碱溶(如铝及氧化铝等物质)。
(用酸或碱溶解盐主要是为了抑制盐水解)浸出:固体加水(或酸)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;②研磨:增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分。
③灼烧、煅烧:使物质高温下分解,或高温氧化等。
⑵控制反应条件的方法①pH的控制:调节溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
②加热的目的:加快反应速率或促进化学平衡的移动。
③降温的目的:防止某物质在高温下会分解,或为使平衡向需要的方向移动。
④趁热过滤:防止某物质降温时会析出。
⑤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。
⑥利用有机溶剂(乙醇、乙醚等)洗涤:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度,使晶体快速干燥。
⑦结晶过程的一般操作:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
例1、聚硅硫酸铁(PFSS)是新型无机高分子混凝剂,广泛应用于水的净化处理。
PFSS化学组成可表示为:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2(SiO2)x]m,由钢渣合成PFSS主要工艺流程如下:⑴酸浸时,采用100~140℃和2~3h,其目的是。
⑵氧化时,需将溶液冷却到40℃以下,其目的是。
⑶除Al3+时,先调节pH值到(参见右表),得Fe(OH)3沉淀,过滤除去滤液,再用硫酸溶解Fe(OH)3得硫酸铁溶液。
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化学工艺流程题的打破一、化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面:1.将原料转变成产品的生产原理问题;2.除杂、分别和提纯产品等问题;3.提升产量和效率问题;4.节能减排,“绿色化学”,循环利用等生产问题;5.生产设施、流程和生产成本等工艺问题。
化工流程题一般就环绕这几个方面设问求解,我们需要运用相关物质的性质和物质间互相作用的基本知识,还要掌握一些分别提纯物质的基本实验技术,重点是还要拥有剖析生产工艺流程的方法和能力。
这种试题起点高、落点低,试题多以化工生产、能源、资料、环境等生产、生活方面的常有化学事物为背景,要求明确,设问层次清楚,以无机或有机化合物的构成、性质、变化等内容为载体,要求考生运用所学化学知识、原理和技术从化学视角对待、剖析或解决生产、生活实质中的简单化学识题。
解答所需知识、方法都是化学的中心内容。
所以,答题时,不要力争把生产流程图中的每个细节都弄清楚,只需掌握住主要的考察方向,理清每个环节的目的和结果,再依据题中的详细设问,联合题中提取的信息和脑筋中原有的知识和技术,进行针对性作答即可,切不行拘泥于流程图中的每个细节,把时间和精力过多用于流程剖析,使解题误入歧路。
二、整体的学习程序:详细→ 抽象→ 详细1、抽象出工艺流程模板2、学习课本上的详细工艺流程( 1)侯氏纯碱工艺( 2)工业合成硫酸(3)工业合成硝酸3、详细试题中的几个过程的区分对一些线型流程工艺(从原想到产品为一条龙生产工序)试题,第一对照剖析生产流程表示图中的第一种物质原资料与最后一种物质产品,从对照剖析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转变成产品的基来源理和除杂分别提纯产品的化工工艺,而后再联合题设的问题,逐个斟酌解答。
给出各样不一样中心反响原理的工艺流程的流程图,指导学生剖析工业流程的主线和中心步骤。
在分析过程中关注以下几个方面:(1)明的确验的目的(2)抓住几条线索线索考察重视主要目的主要制备物质中心化学反响产物又多又纯杂质分别提纯杂质分别完全协助试剂协助主要物质转变或分别杂质循环利用三、中心知识点打破不一样的学生在达成工艺流程题时碰到的难点是不一样的,经过学生易错题的剖析,针对性的做了一下的中心知识点的打破教课。
无机化学工艺流程专题复习【考大纲求】1.认识科学、技术、社会的互相关系( 如化学与生活、资料、能源、环境生命过程、信息技术的互相关系等) 。
2.认识在化工生产中依照“绿色化学”思想的重要性。
【考纲解读】无机化工生产流程图题是一道综合题,综合考察元素化合物、基本观点和理论、实验与研究等有关知识,综合考察学生化学实验与探究能力、剖析和解决 ( 解答 ) 化学识题的能力和获得化学信息的能力,突出了对学生剖析与综合、类比与比较、判断和推理等思想能力的要求,突显了对“三维”目标和“STSE”的考察,充足表现了新课程的思想和理念。
【考察内容】1.元素及其化合物①纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等;②环绕铁、铜、铝、氯、硫、磷等元素的单质或化合物的工业制备及这些元素及其化合物间的互相转变。
2.基本实验操作化工生产过程中分别提纯、除杂主要包含过滤、清洗、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、分液等基本实验操作。
3.化学反响原理从化学反响原理的角度选择原料、控制条件和选择设施等,是化工生产的基本思路。
化学反响原理的有关知识包含化学均衡理论、电离均衡理论、水解均衡理论、溶解均衡理论、电化学原理、化学反响与能量等,同时做到能综合运用这些知识剖析化工生产中化学反响的状况。
【试题设问的角度】1.从实验的角度设计问题,如:基本实验操作、分别提纯、除杂等。
2.从化学反响原理的角度设计问题,如:原料的选择、条件的选择、利用信息对所加物质的用途进行剖析、化学反响的剖析等。
3.从环境保护的角度设计问题,如:废物办理、绿色化学等。
【课时安排】 6 课时第一课时:海水资源的开发利用第二课时:工艺流程题解题思路第三课时:工艺流程题的复习第四课时:工艺流程题加强训练第五课时:工艺流程题加强提高训练第六课时:过关检测第一课时:海水资源的开发利用【学生能力发展目标】1.学生阅读必修二课本 92 页,正确复述出海水综合开发利用的形式有哪些?2.小组议论沟通剖析从海水中提取镁、溴和碘的工艺流程,并能写出中心的反响方程式。
2B312012掌握无机结合料稳定基层施工技术一、无机结合料稳定类(也称半刚性类型)包括内容与适用范围(一)包括内容1.水泥稳定土:包括水泥稳定级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石、各种粒状矿渣等。
2.石灰稳定土:包括石灰稳定级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石、各种粒状矿渣等。
3.石灰工业废渣稳定土:可分为石灰粉煤灰类与石灰其他废渣类两大类。
除粉煤灰外,可利用的工业废渣包括煤渣、高炉矿渣、钢渣(已经过崩解达到稳定)与其他冶金矿渣、煤矸石等。
(二)适用范围1.水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但水泥稳定细粒土不能用做二级和二级以上公路高级路面的基层。
2.石灰稳定土适用于各级公路的底基层,以与二级和二级以下公路的基层,但石灰土不得用做二级公路的基层和二级以下公路高级路面的基层。
3.石灰工业废渣稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但二灰,二灰土和二灰砂不应做二级和二级以上公路高级路面的基层。
二、对原材料的技术要求1.水泥:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可做结合料,但应初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。
2.石灰:石灰质量应符合相关规定的Ⅲ级以上消石灰或生石灰的技术指标。
应检验石灰的有效钙和氧化镁含量。
3.粉煤灰:粉煤灰中Si02、Al2O3和Fe2O3的总含量应大于70%,烧失量不宜大于20%,比表面积宜大于2500cm2/g(或90%通过0.3mm筛孔,70%通过0.075mm筛孔)。
4.集料:集料压碎值除应符合表2B312012-1压碎值要求,还要满足级配要求的规定。
5.无机结合料稳定细粒土时,细粒土的技术要求应符合表要求。
6.水泥稳定类材料的压实度(按重型击实标准)与7d(在非冰冻区25℃、冰冻区20℃条件下湿养6d、浸水1d)龄期的无侧限抗压强度应满足要求。
7.水泥剂量:水泥剂量应通过配合比设计试验确定,但设计水泥剂量宜按配合试验确定的剂量增加0.5%~1%,对集中厂拌法宜增加0.5%,对路拌法宜增加1%。
无机工艺流程专题1、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为________。
(2)第③步反应的离子方程式是______________________________________。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:_________________。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g,第③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L-1的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有________g Na2CO3参加了反应。
2、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:Fe(OH)2+________+________===Fe(OH)3+Cl-(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是____________________。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________。
Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH 10.4 6.4 --沉淀完全的pH 12.4 8.0 --开始溶解的pH -10.5 --K sp 5.6×10-12- 6.8×10-6 2.8×10-9(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
一、填空或选择✧硫酸的制造方法有:铅室法、塔式法和接触法;其中接触法常用。
✧硫铁矿制酸工艺有沸腾焙烧、电除尘、酸洗净化、电除雾、塔式干吸、两转两吸✧硫铁矿是中国硫酸生产的主要原料,硫铁矿的主要成分是二硫化铁(FeS2)✧接触法制硫酸的三个基本工序:焙烧、转化、吸收✧硫铁矿是处理方法有:硫铁矿的破碎、筛分、配矿、脱水✧硫铁矿焙烧反应是一个气-固相非催化反应✧提高硫铁矿焙烧反应速率的途径有:1、提高反应温度,2、减小矿料粒度,3、提高气体与矿粒的相对运动速度,4、提高入炉气体的氧含量。
✧硫铁矿焙烧炉有:块矿炉、机械炉、沸腾炉,其中现代工业均使用沸腾炉✧焙烧工段的主要作用是制出合格的SO2炉气,并清除炉气中的矿尘✧影响沸腾炉焙烧温度的主要因素有投矿量、矿料的含硫量和水分,以及风量。
✧调节炉底压力可采用调节风量和投矿量两个措施✧炉气的冷却方式有:1、绝热降温(只降温不移热量)2、移热降温✧净化工序由洗涤设备、除雾设备和除热设备组成✧炉气净化流程分湿法和干法两类,目前湿法用得最普遍。
湿法因洗涤液不同分为酸洗和水洗两种,以酸洗为主✧要提高SO2的平衡转化率可降低反应温度、提高系统压力和使用富氧焙烧等措施,还可以移去生成物SO3✧钒催化剂以五氧化钒为主要活性组分,以碱金属(主要是钾)硫酸盐为助催化剂,以硅胶、硅藻土、硅酸铝等作载体✧钒催化剂的毒物有砷、氟、酸雾和水分,还有矿尘✧SO2转化为SO3是从经典的气-固相催化理论走向气-液相催化理论。
✧一般,换热方式有冷激式、间接换热式、冷激与间接换热组合式。
其中冷激式又分原料气冷激和空气冷激两种,冷激与间接换热组合式用得最多✧经两次转化后,SO2的转化率可表示为:X f=X1+(1-X1)X2,其中X1、X2、X f表示第一、第二、最终转化率✧氮肥、磷肥与钾肥是三大营养元素肥料,称为大量元素肥料。
硫肥、钙肥和镁肥称为中量营养元素肥料。
硼、锌、铁、锰、铜、钼等称为微量元素肥料。
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专题复习工艺流程题一、化工流程命题立意及考点工艺流程是近几年高考的热点,它是传统“无机框图题”的变革与创新。
以化工生产为背景,用框图的形式表述生产流程,是化学与生产、生活联系的重要体现,体系全,考点多核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯等.知识落点:信息方程式书写、化学用语的表达、生产条件的控制、物质的分离等。
能力考查:获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力.二、试题特点1。
形式为流程图题2。
作答量有7—9空左右3.结合性质设置基础的知识提问(如滤碴或液成分、酸碱性(pH)、原因等问题)4。
书写化学方程式,或离子方程式,或电极反应式5。
小计算,氧化还原反应计算,或转化率计算三、解题策略1、工艺流程题的结构规律是“主线主产品,分支副产品,回头为循环”. 2. 解答基本步骤(1)读题头,得目的,划原料,明产品,解决“干什么” (2)读题问,逐空填答,用语要规范,解决“怎么写”四、化工流程常见考点答题命题点一 原料的预处理关键词 释义研磨、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、醇溶等原料预处理产品分离提纯反应条件控原料循环利用排放物的无害化处理答题模板:(1)粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
无机工艺流程专题1、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为________。
(2)第③步反应的离子方程式是______________________________________。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:_________________。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g,第③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L-1的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有________g Na2CO3参加了反应。
2、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:Fe(OH)2+________+________===Fe(OH)3+Cl-(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是____________________。
(4)Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.4 6.4--沉淀完全的pH12.48.0--开始溶解的pH-10.5--K sp 5.6×10-12- 6.8×10-6 2.8×10-9(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
a.大理石粉b.石灰乳 c.纯碱溶液d烧碱溶液(6)“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。
3、已知H2CrO4是一种强酸,S(CaCrO4)=17 g/100 g H2O。
下图是工业上以铬酸钠为原料制备铬酸酐的流程。
(1)反应①中通入NH3与CO2存在先后顺序,应先通入______________气体,理由是____________________________________________________,写出反应的化学方程式________________________________________________。
(2)第⑤步反应中酸溶时能否用盐酸代替硫酸?______(填“可以”或“不可以”),理由是________________________________________________________________________。
(3)写出苛化蒸氨的离子方程式_________________________________________。
(4)为了减轻环境污染又做到原料的充分利用,生产中可循环利用的物质是______________________。
4、以重晶石(主要成分为BaSO4)为主要原料制备立德粉(ZnS和BaSO4的混合物)的工艺流程如图:(1)焙烧时,焦炭需过量,其目的是_________________________________________。
(2)焙烧过程中发生的反应之一是4CO(g)+BaSO4(s)BaS(s)+4CO2(g) ΔH<0,该反应的平衡常数表达式为_______________________。
下列条件可以使平衡常数增大的是________。
A.降温B.加压 C.加催化剂 D.移出CO2 E.增大BaSO4的量(3)反应器中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
(4)用工业级氧化锌(含少量FeO和Fe2O3杂质)和硫酸制取硫酸锌溶液时,需先后加入H2O2溶液和碳酸锌精制,加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为________________________,加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe3+转化为红褐色沉淀,写出该反应的化学方程式:________________________________。
5、磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。
某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的盐)、炭粉等为原料生产磷酸亚铁锂。
其主要工艺流程如下。
已知:2LiAl(SiO 3)2+H 2SO 4(浓)===========250~300 ℃Li 2SO 4+Al 2O 3·4SiO 2·H 2O ↓。
温度/℃ 20 40 60 80 溶解度(Li 2CO 3)/g 1.33 1.17 1.01 0.85 溶解度(Li 2SO 4)/g34.232.831.930.7(1)从滤渣Ⅰ可得到Al 2O 3,如图所示。
请写出生成沉淀的离子方程式________。
滤渣Ⅰ―→溶液(含Al 3+)――→过量试剂a沉淀――→灼烧Al 2O 3 (2)滤渣Ⅱ的主要成分是______________(填化学式)。
(3)向滤液Ⅱ中加入饱和Na 2CO 3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是_________________________。
(4)写出在高温下制得磷酸亚铁锂的化学反应方程式_____________________________。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为FePO 4+Li放电充电LiFePO 4,电池中的固体电解质可传导Li+。
试写出该电池放电时的正极反应:________。
若用该电池电解足量饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有4 480 mL 气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为________。
6.铬铁矿的主要成分的化学式为FeO·Cr 2O 3,还含有SiO 2、Al 2O 3等杂质。
工业上常采用固体碱熔氧化法用铬铁矿粉制备重铬酸钾,流程为 已知:①NaFeO 2遇水强烈水解;②重铬酸钾为橙红色针状晶体,溶于水,不溶于乙醇,有强氧化性; ③2CrO 42-+2H+Cr 2O 72-+H 2O(1)灼烧操作一般在坩埚中进行,下列物质适合用来制作此实验坩埚材料的是________。
A .铁 B .氧化铝 C .石英D .陶瓷(2)①铬铁矿经粉碎处理的目的是________________________________________________; ②写出Cr 2O 3和纯碱、氧气反应生成Na 2CrO 4的化学方程式为__________________________; ③NaFeO 2水浸时强烈水解生成氢氧化铁沉淀,离子方程式为___________________________。
(3)滤液1的成分除Na 2CrO 4、NaOH 外,还含有______________________________________(填化学式)。
(4)通过途径1从Na 2CrO 4溶液获得K 2Cr 2O 7晶体,操作步骤有:“酸化”→加KCl 固体→蒸发浓缩→操作a→过滤→洗涤→干燥。
①“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_____________________________________;②操作a的名称______________________________________________________________。
7.(12分)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下:(1)氯化过程控制电石渣过量,在75℃左右进行。
氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。
①生成Ca(ClO)2的化学方程式为▲ 。
②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有▲ (填序号)。
A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解(2)氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为▲ (填化学式)。
②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] ▲ 1∶5(填“>”、“<”或“=”)。
(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3,若溶液中KClO3的含量为100g▪L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是▲ 。
8.(8分)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。
实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。
回答下列问题:(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用___(填标号)。
a.HCl 溶液 b.H 2SO 4溶液 c.氨水 d.NaOH 溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________。
(3)沉淀B 的化学式为________;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是__________。
9.硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿(主要成分为2252Mg B O H O和34Fe O ,还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如图所示:回答下列问题: (1)写出2252Mg B O H O与硫酸反应的化学方程式_____________。
为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用_______的磁性,可将其从“浸渣”中分离。
“浸渣”中还剩余的物质是______(化学式)。
(3)“净化除杂”需先加22H O 溶液,作用是_______。
然后在调节溶液的pH 约为5,目的是_________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(4NaBH ),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。