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时间:2020-08-08
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1、化工流程题常见文字叙述题答题方法一、在化学工业中应考虑的问题,可以归纳如下:①化学反应原理——化学原理在实际工业上是否可行②成本要低——原料的选取使用、设备的损耗、能源等,这是整个过程都需考虑的问题③原料的利用率要高——利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用④生产过程要快——化学反应速率⑤产率要高——化学平衡⑥产品要纯——产品的分离、提纯⑦安全环保问题——防爆炸、防堵塞、防倒吸、防污染等二、工艺流程题文字描述答题思路1、浸出前研磨、粉碎:目的是增大反应物的接触面积,加快反应(溶解)速率,提高浸出率(或原料转化率)2.酸浸时入过量的酸的可能原因:①使反应更充分,提高
2、浸出率②抑制水解③为后续工艺提供酸性环境④防止溶液吸收空气中CO2*锰主要用于钢铁工业生产锰合金钢,锰的化合物有+2、+4、+6、+7等多种变价,以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料经过一系列反应生产金属锰和高锰酸钾的工艺流程如下:(1)酸溶浸过程中,硫酸需稍过量,除保证反应充分进行外,其他作用还有:提供除杂1时所需要的酸性环境;抑制锰离子水解(任写一条)。3.提高浸出率的措施:①升温②增大反应物浓度③搅拌④粉碎⑤延长浸出时间4.(1)调节溶液的PH:控制溶液的酸碱性或PH使某些金属离子形成氢氧化物沉淀(一般是除Fe2+、Fe3+)
3、①除去Fe2+要将其氧化成Fe3+,氧化剂可以选择O2、H2O2、Cl2、HNO3、NaClO、MnO2等,到底选择谁,要根据具体的情况来选择②调节PH所加试剂:一般是含被提纯物质的金属阳离子对应金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐(总之这些物质要能与H+反应,又难溶于水,这样即使过量又不会引入新的杂质离子),有时候也可能加NaOH或氨水或NaHCO3或Na2CO3来调节PH,要根据题意具体分析。例如:CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值:加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。加入CuO的原因:加CuO消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水
4、解,生成Fe(OH)3沉淀析出(或调节溶液PH,使Fe3+沉淀完全)调pH值使得Cu2+(4.7-6.2)中的Fe3+(2.1-3.2)沉淀,pH值范围是:3.2-4.7。原因:调节溶液的pH值至3.2-4.7,使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀,且不会引入新杂质*我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开始沉淀的pH1.
5、56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有:PbSO4,氧化除杂工序中ZnO的作用是:调节溶液PH,使Fe3+沉淀完全,若不通入氧气,其后果是:无法除去杂质Fe2+*废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下:开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Zn2+5.98.9(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀pH
6、(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:①向滤液中加略过量的30%的H2O2,使其充分反应;②向反应后的溶液中滴加1.0mol/L的氢氧化钠溶液,调节PH约为5(或3.2≤PH<5.9);③过滤;④向滤液中滴加1.0mol/L的氢氧化钠溶液,调节PH约为10(或8.9≤PH<11);⑤过滤、洗涤、干燥⑥900℃煅烧。5.控制温度原因分析的思考点:①反应速率②平衡移动方向③物质的溶解度,热稳定性,挥发性和水解*TiO
7、2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率%9295979388分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因:低于40℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度的升高而增加,超过40℃,双氧水分解与氨气的逸出导致TiO2·xH2O转化率下降。*2018高考北京卷节选:H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:温度高于80℃,H2O2分解速率加快,导致H2O2浓度降低
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