化学工艺流程（教师版）.doc

海门市四甲中学高三化学学科一体化讲义化学工艺流程专题编制：瞿正东 审核：丁世豪 审批： 2012-2-26一、高考回顾1、（09江苏卷）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钾和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高其主要流程如下： ⑴反应Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3＋ A．锌粉 B．铁屑 C．KI溶液 D．H2⑵反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是 ⑶工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 ⑷反应Ⅳ常被用于电解生产 (NH4)2S2O8(过二硫酸铵)电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为 。

2、（10江苏卷）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：（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝ ；过量的SO2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 （写化学式）二、化工流程题型的结构及解题顺序1．化工流程线路示意图原料无机矿物核心化学反应目标产物原料预处理除杂、净化产品的 分离提纯反应条件的控制原料的循环利用箭头：箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，返回线一般表示物质循环使用2．涉及问题①原料的预处理②反应条件的控制（浓度、温度、压强、催化剂、原料配比、pH、溶剂等）。

③反应原理（化学平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡、化学反应速率、反应热、 电化学等）④物质的分离提纯（过滤、结晶和重结晶、蒸馏、萃取、分液、洗气等）⑤绿色化学问题（物质循环利用、废物的处理、原子利用率、 能量充分利用）⑥化工安全（防污染、防爆、防中毒等）⑦产率、纯度计算三、相关知识储备1．常见与工业生产有关的化学反应——传统工业不能丢① 工业制粗硅 ②制漂白粉 ③工业制硫酸 ④合成氨工业 ⑤工业制硝酸 ⑥氯碱工业 ⑦工业制玻璃 ⑧工业制纯碱 ⑨工业制水煤气 ⑩工业制Na、Mg、Al等活泼金属 2、工业流程题中常用的关键词关键词释义酸溶解、去氧化物（膜）、抑制金属离子的水解、除去杂质离子等碱去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）控制PH值促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离温度影响反应速率、化学平衡、溶解度、热稳定性（H2O2、浓HNO3、NaHCO3、铵盐、结晶水）、挥发性、催化剂的活性达到最高、发生副反应等趁热过滤防止滤液中溶质析出而损失蒸发结晶若溶质稳定，则通过蒸发结晶得到相应晶体（如NaCl）加热浓缩冷却结晶蒸发部分溶剂，提高溶液的浓度，再降温减小溶质的溶解度使其析出。

通常用于受热易分解、带结晶水、易氧化或易水解的溶质研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末状，或将液体雾化，增大接触面积，提高反应速率，使反应充分进行浸取向固体中加入适量溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等灼烧（煅烧）高温下使固体分解、反应或改变晶体结构煮沸促进水解，聚沉后利于过滤分离、除去溶解在溶液中的气体，如氧气沉淀的洗涤方法是将沉淀置于过滤器中，加入蒸馏水至浸没沉淀，待水滤完后，重复上述操作2～3次不能用玻璃棒搅拌）检验沉淀是否洗净原理是检验沉淀表面是否有滤液成分，应该取最后一次洗涤液，加入合适的试剂，根据现象得出结论实质是滤液中离子的检验）四、典型例题分析1．（14分）工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质），并用来生产Zn(NO3)2·6H2O晶体，其工艺流程为：有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH3.31.56.54.25.4沉淀完全的pH5.23.79.76.78.0⑴在“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是 （要求写两条）。

⑵上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 ⑶在“除杂I”步骤中，需再加入适量H2O2溶液，H2O2与Fe2+反应的离子方程式为 为使Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀完全，而Zn(OH)2不沉淀，应控制溶液的pH范围为 检验Fe3+是否沉淀完全的实验操是 ⑷加入Zn粉的作用是 操作A”的名称是 16．（12分）KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：搅拌反应Ⅰ饱和(NH4)2SO4母液过滤蒸发浓缩冷却结晶过滤反应Ⅱ反应Ⅳ反应Ⅲ冷却结晶过滤KClNH4HCO3CaCO3KNO3(s)滤液Ca(NO3)2溶液CO2HNO3溶液NH4ClCaSO4CO2（1）反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1︰2，该反应的化学方程式为 。

2）反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是 ；从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是 3）检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水， 4）整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4外，还有 （填化学式）五、巩固练习1、（12分）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染已知高铁酸盐热稳定性差，工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示：⑴在农业生产中，滤液1可用作 ⑵上述氧化过程中，发生反应的离子方程式是： ，控制反应温度30℃以下的原因是： 。

⑶结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是： ⑷某温度下，将Cl2通入KOH溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，经测定ClO－与ClO3－离子的物质的量之比是1：2，则Cl2与氢氧化钾反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为 ⑸实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率的实验数据分别如图1、图2所示为了获取更多的高铁酸钾，铁盐的质量分数应控制在 附近、反应时间应控制在 高铁酸钾产率（%）Fe(NO3)3质量分数（%）图1 铁盐质量分数与高铁酸钾产率的关系01020304050204060高铁酸钾产率（%）时间（分钟）图2 反应时间与高铁酸钾产率的关系0204060801002040601201402．（10分）碳酸锶大量用于生产彩色电视显像管的荧光屏玻璃工业上常以天青石（主要成分为硫酸锶，含少量硫酸钡、二氧化硅等不溶性杂质）为原料制取碳酸锶其工艺流程如下：(已知：Ksp(SrSO4)=3.2×10-7、Ksp(SrCO3)。