《化学工艺流程中的条件控制》课件(吴县中学 毕晓昀)
例谈“化学工艺流程”题中化学反应条件控制
例谈“化学工艺流程”题中化学反应条件控制化学工艺流程是指化学反应中所需的一系列操作步骤和条件控制,包括反应条件、溶剂选择、催化剂等。
在化学工艺流程中,控制化学反应条件是非常重要的,它直接影响到产品的质量、产量以及生产成本。
本文将以化学工艺流程中的化学反应条件控制为主题,探讨其重要性和相关实例。
化学反应条件控制在化学工艺流程中的重要性不言而喻。
化学反应是通过原料进行化学转化来得到所需的产物,而反应条件包括温度、压力、反应物比例、催化剂选择等因素,这些因素直接影响着反应速率、产物选择性以及产物纯度。
在工业生产中,必须对化学反应条件进行精确的控制,以确保反应能够高效进行并获得优质的产品。
以氧化反应为例,氧化反应是指在一定条件下,物质与氧气发生化学反应,产生氧化产物。
氧化反应的条件控制非常重要,一般来说,增加反应温度和氧气分压可以促进氧化反应的进行,但过高的温度和氧气分压可能导致多余的副反应和能量消耗增加。
需要在充分考虑反应速率的基础上,确定适当的反应温度和氧气分压,以获取高产率和优质产品。
化学反应条件的控制也与产品的物理性质和化学性质密切相关。
例如在合成某种化合物时,反应温度和催化剂的选择直接影响产物的结晶形态和晶格结构,从而影响到产品的性能。
在工业化学工艺中,对化学反应条件进行精确的控制,可以实现对产品质量的有效控制和优化。
在化学工艺的实践中,化学反应条件的控制通常通过以下几种途径进行:1. 温度控制:通过加热或冷却设备对反应体系进行温度控制,以保持反应在较理想的温度范围进行。
2. 压力控制:对于需要高压条件的反应,需要采用相应的设备来控制反应体系的压力。
3. 气氛控制:对于氧化反应或气相反应,需要精确控制反应体系的气氛成分和流速。
4. 催化剂控制:选择合适的催化剂及其用量,可以促进反应进行或选择性地影响产物结构。
5. 底物浓度控制:通过精确控制反应物的投料速率和浓度,来控制反应的速率和产物选择性。
《化学工艺流程中的条件控制》汇总.PPT文档共25页
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《化学工艺流程中的条件控制》汇总.
51、山气日夕佳,飞鸟相与还。 ห้องสมุดไป่ตู้2、木欣欣以向荣,泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿,帝乡不可期。 54、雄发指危冠,猛气冲长缨。 55、土地平旷,屋舍俨然,有良田美 池桑竹 之属, 阡陌交 通,鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
化工生产中反应条件的控制课件 PPT
硫
的 生
要使SO3生成得更多(即提高平
产 效 益
衡混合物里SO3的含量)
——化学平衡问题
【讨论1】
反应
条件
2SO2+O2
2SO3(正反应为放热反应)
目的
使SO3生成得快
选择 (从反应速率分析)
使SO3生成得多 (从化学平衡分析)
压强
高压
高压
温度
高温
低温
催化剂
使用催化剂
无影响
浓度
SO2、O2、N2
98.3% 硫酸
黄 铁 矿
空气流
冷的SO2 、O2、N
2
矿渣
炉
热的SO2 、O2、N
2
SO3、SO2、O2、N2
【迁移应用】请解释合成氨适宜条件的选择原因。
合
压强:20MPa---50MPa
成 氨
温度:500ºC左右
的 适
催化剂:铁触媒
宜 条 件
浓度:将氨气液化后及时分离出 来,过量N2
勒·夏特列不仅是一位 杰出的化学家,还是一 位杰出的爱国者。当第 一次世界大战发生时, 法兰西处于危急中,他 勇敢地担任起武装部长 的职务,为保卫祖国而 战斗。
一、理论知识储备
勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的 一个条件(浓度、温度或压强等),平衡 就会向着能够减弱这种改变的方向移动
勒·夏特列原理的应用可以使某些工业生产过程的 转化率达到或接近理论值,同时也可以避免一些并 无实效的方案(如高炉加高的方案),其应用非常广 泛。
增大反应物浓度
增大反应物浓度 减小生成物浓度
请同学们对比下表的实验数据,检查自己的理论 推断是否正确。
高中化学反应条件的控制的资料课件人教版必修2
古 代 : 燧 人 氏 钻 木 取 火 能 量 利 用 率 低
充现 分代 利: 用提 能高 量燃
料 燃 烧 效 率
千方百计找能源——变废为宝
不遗余力夺能源——布翁之意不在萨
““ 萨布 ”” ”翁
之 意 不 在
努力开发新能源
而且不会 逃出你的手心
积极应对能源危机
节约能源, 节省资源,
减少污染
砖结构烟囱定向爆破拆除
前言
烟囱定向爆破拆除的原理是在烟囱根部以倒塌方向为中心,用 爆破方法炸开一个缺口,烟囱在自重的作用下失稳而按预
控制 定方向倒塌破碎,从而达到拆除的目的。下面以七台河市
热电厂三号供热站烟囱拆除为例说明烟囱定向爆破拆除的 过程。
1 工程概况
2 拆除方案选择
爆破缺口
布孔范围和炮眼数目 3 烟囱定向爆破拆除技术设计
莲花酒精灯
酒精喷灯
不锈钢酒精灯
自制酒精喷灯
硅胶制品
美的油烟机金属表面保护膜
塑料保护膜
总装药量Q
4 爆破施工与安全
钻眼机具及爆破器材
装药结构及电爆网络
如何提高煤的
燃烧效率?你 能从几个方面 考虑该问题?
• 要考虑燃料充分燃烧条件 • 要考虑热能利用率
燃烧时空气的用量怎样才算合理?
• 不能过少,因为燃烧不充分 • 不能过多,因为会带走热量 • 要适当过量,以提高燃料的燃烧效率
提高燃料燃烧效率的措施有哪些?
• 尽可能使燃料充分燃烧,提高能量转化率。 关键是燃料与空气充分接触,且空气要适当 过量
• 尽可能充分利用燃料燃烧释放的热能,提高 热能的利用率
思考与交流
请分析下列措施的目的
• 大多数化学实验要用酒精灯等进行加热 • 一些橡胶制品中要添加抑制剂(负催化剂
43化学反应条件的控制PPT课件
判断H2O2分解速率的方法有哪些?
要注意过氧化氢对人体的危害,还要预防瞬间产生 大量氧气,引起实验事故。
2.考虑实验设计依据: (1)确定判断依据----单位时间内氧气产生的体积 (2)设计反应实验装置----测定单位时间氧气产生的体积 (3)排除干扰因素----控制好与实验相关的各项反应条件
3.设计实验方案:
4.实验操作与现象(数据)记录:
5.现象分析与数据处理:
3.设计实验方案: 可用于测量气体体积的仪器 (1)装置设计: 有哪些?
活塞a、b并振荡,溶液能否由无色变为蓝色____不_能_______
(填“能”或“不能”);若塞紧锥形瓶塞并打开a、b通入足
量氧气,溶液能否由无色变为蓝色能_________(填“能”或
“不能”)。
试管1
试管2
a
b
2
4
1
3
A
B
⑶上述转化过程中,葡萄糖的作用是__还__原__剂____,亚甲基蓝 的作用是_催__化___剂__(__或__催__化;剂兼作指示剂)
碰撞理论:
1、什么是有效碰撞? 引起分子间的化学反应的碰撞。 2、什么是活化分子? 具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子。 3、什么是活化能?
所有分子的平均能量与活化分子的平均能量的差叫 活化能。(Ea)
4、催化剂的作用是什么?
降低反应的活化能,使活化分子百分数增加, 反应速率加快
3、过氧化氢分解的影响因素
本次实验目的: 通过比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的
化学反应条件的控制PPT课件(上课用)1
发展要求 说明
课时分配
1、初步了解酶催化剂的特性。 2、初步认识过氧化氢酶的催化作用。 3、设计探究溶液的酸度、温度对过氧化氢酶催化作用的影响。
1、“过氧化氢酶的催化作用”实验虽是一个拓展课题,但该实验 的内容在生物学中学生已有涉及,可利用学生已掌握的生物学知识, 让学生自主地开展该实验的探究活动。 2、“蔗糖的燃烧”为学生研究如何控制反应条件,实验化学变化 提供了一个很好的探究的素材,该反应的基本原理及催化剂的种类 等不做实验现象
(一)探究浓度对反应速率的影响
具体操作: 1、取两张白纸,用黑色记号笔在合适的位置画上粗细、 深浅一致的“+”字。 2、取两个50 ml的锥形瓶,编号为1、2号,向1号锥形 瓶中加入10ml 0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液,向2号锥形瓶 中加入5ml 0.1mol·L-1的Na2S2O3溶液和5 ml蒸馏水,然 后把两个锥形瓶放在划有“+”字的白纸上。 3、另取两支试管,各加入10ml 0.1mol·L-1 H2SO4溶液, 然后同时将该溶液分别倒入1、2号锥形瓶,开始计时, 到溶液出现的浑浊将锥形瓶底部的“+”完全遮盖时, 记录所需的时间,并及时填至表格中。
S2O32- +2H+=SO2↑+S↓+H2O 溶液混合后出现浑浊的快慢,实际上反映了反应速率 的大小。通过实验可以发现,同一温度下,不同浓度 的硫代硫酸钠溶液与硫酸溶液反应,出现浑浊的快慢 不同;反应温度不同时,相同浓度的硫代硫酸钠溶液 与硫酸反应,溶液出现浑浊的快慢也不同。因此,可 以通过控制硫代硫酸钠溶液和硫酸溶液的浓度,反应 的温度来研究反应速率和这些因素的关系。
2、“+”字不必划得太深,太粗,否则实验时间太长, 0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1mol·L-1 H2SO4溶液反应后 的液体呈乳白色, 0.2mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.2mol·L1 H2SO4溶液反应后的液体呈浅黄色。
《化学工艺流程中的条件控制》2020.4.16
的原因:__8_0___℃__后___,___H_2_O_2_分__。解速率大,浓度显著降低
12
练习 1、(2017 全国Ⅰ卷)Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主 要成分为 FeTiO3,还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备,工艺流程如下:
验条件为
。
(3)TiO2•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/℃
30 35 40 45
50
TiO2•xH2O 转化率/%
92 95 97 93 88
分析 40℃时 TiO2•xH2O 转化率最高的原因
。
5
近年高考回顾
4、(2018 全国Ⅰ卷)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用
入的试剂分别为
、
。
4
近年高考回顾
3、(2017 全国Ⅰ卷)Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料,可利用钛 铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备,工艺流 程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为 70%时,所采用的实
回答下列问题: (1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当Байду номын сангаас的
浸出率为 70%时,所采用的实验条件为100℃、2h或90℃、。 5h
(3)TiO2•xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40min 所得实验结果如下 表所示:
化学工艺流程中的条件控制ppt课件
.
1
化学工艺流程中的条件控制
pH控制
温度、压强、及 投料比……的控 制
介质的选择
原料
产品
除杂净化
分离提纯
原料
核心化学反应
所需产品
原料的循环利用
排放物 无害化处理
.
2
情境一:合成氨的条件控制(反应原理
课本P52)
•温已度过知低:,N反2(应g)速+3率H减2(慢g);
2NH3(g) ,
×
HCl(aq)
△
• 7、④Fe2O3判断该过F程eC能l3(否aq实) 现(无水Fe)Cl3
×
• 9 、A 判断离子方程式正误( )
用KIO3 氧化酸性溶液中的KI: 5I-+IO3-+3H2O =3I2+6OH-
• 2防0、止M(节g、选A)l镁被铝空合气金氧化(M。g17Al12 )是一种潜在
• 加步水快骤浴F2加e:与热向H,盛2反S有O应4洁反至净应基铁的本屑速不的率再烧冒杯出中气加泡入为稀止H。2S趁O4热溶过液,
防滤止。溶液中的FeSO4 析出
• 防步止骤(3N:H向4)2滤SO液4·中Fe加SO入4·一6H定2O量晶(N体H溶4)2解SO损4固失体。 • 步骤4:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、冰水洗涤、干
的贮氢材料,可在氩.气保护下,将Mg、Al 14
三、介质选择
• 1、最常用的介质是什么? • 当然是空气和水
• 2、为何不在空气中进行?
– 空气可能带来的隐患:O2氧化、H2O水解 – 所选介质气体有什么好处:比如在HCl气流中加热
FeCl3晶体可以得到无水FeCl3, 是因为HCl可以抑制 水解并带走水汽。
《化学工艺学》化工生产过程及流程 ppt课件
(2)改进操作条件;
(3)催化剂有助于开发新的反应过程,发展新的化工技术; (4)催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。
ppt课件
25
2.4.1 催化剂的基本特征
催化剂有以下三个基本特征:
(1)催化剂是参与了反应的,但反应终了时,催化剂本 身未发生化学性质和数量的变化; (2)催化剂只能缩短达到化学平衡的时间(即加速用), 但不能改变平衡; (3)催化剂具有明显的选择性
乙烯的收率=50%*85.7%*100%=42.9%
例2 丙烷脱氢生产丙烯时,原料丙烷处理量为3000kg/h, 丙烷单程转化率为70%,丙烯选择性为96%,求丙烯产量。 解:丙烯产量=3000*70%*96%*42/44=1924.4(kg/h) ppt课件
11
2.2.3 平衡转化率和平衡产率的计算
ppt课件 32
2.5 反应过程的物料衡算和热量衡算
物料衡算和热量衡算是化学工艺的基础之一,通过物 料、热量衡算,计算生产过程的原料消耗指标、热负荷和
产品产率等,为设计和选择反应器和其他设备的尺寸、类
型及台数提供定量依据;可以核查生产过程中各物料量及 有关数据是否正常,有否泄漏,热量回收、利用水平和热 损失的大小,从而查出生产上的薄弱环节和限制部位,为 改善操作和进行系统的最优化提供依据。
低,也愈有利于产物的后处理,故工业催化剂的选择性应较 高。
ppt课件 28
③寿命 系指其使用期限的长短,寿命的表征是生产单 位量产品所消耗的催化剂量,或在满足生产要求的技术水平
上催化剂能使用的时间长短,有的催化剂使用寿命可达数年
有的则只能使用数月。 催化剂的寿命影响因素:化学稳定性、热稳定性、 机械 稳定性、耐毒性。 ④其他 如廉价、易得、无毒、易分离等。
《化学工艺流程中的条件控制》汇总.25页PPT
61、辍学如磨刀之石,不见其损,日 有所亏 。 62、奇文共欣赞,疑义相与析。
63、暧暧远人村,依依墟里烟,狗吠 深巷中 ,鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几,倏如流电惊。 65、少无适俗韵,性本爱丘山。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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高考工艺流程题中反应条件的控制
高考工艺流程题中反应条件的控制作者:***来源:《中学化学》2024年第01期高考工藝流程题常以工业生产、社会热点、科技前沿为命题情景,体现无情景不命题的思想。
试题主要考查学生元素化合物、化学反应原理相关知识,应用理论知识解决实际生产问题的核心素养,旨在培养学生的安全意识和严谨求实的科学态度。
试题中反应条件的选择主要从以下5个方面考查。
一、温度的控制化工生产工艺中温度控制的作用及温度选择见表1。
例题1 (2015年福建卷节选)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的工艺流程示意图如图1所示,部分物质沸点见表2。
(4)步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为____。
解析温度:该流程图中出现了4次具体的温度,问题(4)设置上也与温度有关。
步骤Ⅰ中焙烧300℃目的是:使固体水分挥发,防止步骤Ⅱ生成的AlCl3水解;焦炭气孔数日增多,目的是增大接触面积,加快反应速率;步骤Ⅱ中焙烧950℃目的是分离出SiCl4、AlCl3、FeCl3气体。
步骤Ⅲ冷却到100℃目的是分离出SiCl4气体得到AlCl3、FeCl固体。
步骤Ⅳ300℃目的是将产品升华得到AlCl3(4)中出现的温度:室温。
步骤Ⅲ的气态混合物冷却至100℃时AlCl3、FeCl3液化;尾气冷却到室温后,SiCl4成为液体。
此时的气体中能与氢氧化钠反应的是Cl2和CO2,分析写出产物。
答案:NaCl、NaClO和Na2CO3二、pH的控制生产过程中,控制溶液pH的作用见表3。
例题2 (2020年新课标Ⅰ节选)黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。
采用图2所示工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH见表4。
解析“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO2+;“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·xH2O;“沉淀转溶”中,V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。
化学工艺流程ppt课件
PPT课件
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①明确目的:从废钒催化剂中回收 V2O5,即除杂质提纯 V2O5。 ②明确原料:明确废钒催化剂的主要成分和杂质。 ③明确流程:该过程涉及酸浸、氧化、中和、过滤、淋洗、煅烧等,应明确 其含义。 核心反应:硫酸酸浸、KClO3 氧化、高 转化为 VO+ 2 ,反应前后钒元素的化合价不变,发生非氧化 还原反应, VO2+变为 VO+ 2 是氧化还原反应。 ⑤信息理解应用:可逆反应,平衡移动。 ⑥考查细节:前面加入了 KClO3 和 KOH。 ⑦关注细节:NH4VO3“煅烧”生成 V2O5,钒元素的化合价没有发生变化。
(3)TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示:
温度/℃
30 35 40 45 50
TiO2·xH2O 转化率/% 92 95 97 93 88
分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高⑥的原因__________________________。
(4)Li2 Ti5O15 中 Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为________。
PPT课件
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(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl24-⑤形式存在,写出相应反应的离子方程式
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
剂,其氧化产物为 CO2,反应的化学方程式为 2FePO4+Li2CO3+H2C2O4===== 2LiFePO4+3CO2↑+H2O。
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【答案】 (1)100 ℃、2 h,90 ℃、5 h (2)FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl24-+2H2O (3)低于 40 ℃,TiO2·xH2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过 40 ℃,双 氧水分解与氨气逸出导致 TiO2·xH2O 转化反应速率下降 (4)4 (5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO34-)=11..30××1100--252 mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1, c3(Mg2+)·c2(PO34-)值为 0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2],因此 不会生成 Mg3(PO4)2 沉淀
《化学工艺流程中的条件控制》汇总.共25页
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过总.
41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
《化学工艺流程中的条件控制》教学案(吴县中学 毕晓昀)
高三化学总复习微型专题《化学工艺流程中的条件控制》教学案吴县中学 毕晓昀 2012年10月情境一:《化学反应原理》P52 工业合成氨已知:N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g) ,△H<0。
工业合成氨温度一般控制在400~500℃,原因是:__________________________________________________________________。
演练1、(2012南京市高三学情调研测试 19 节选)实验室用硫酸铵、硫酸和铁屑制备硫酸亚铁铵晶体(NH 4)2SO 4·FeSO 4·6H 2O 的方法如下: 步骤1:依次用热的碳酸钠溶液.......、蒸馏水洗涤废铁屑。
(使用热的碳酸钠溶液是为了洗去铁屑表面的______________________。
)步骤2:向盛有洁净铁屑的烧杯中加入稀H 2SO 4溶液,水浴加热....,反应至基本不再冒出气泡为止。
趁.热过滤...。
(水浴加热的目的是:_____________________________; 趁热过滤的目的是_________________________________________________。
)步骤3:向滤液中加入一定量(NH 4)2SO 4固体。
步骤4:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、冰水洗涤....、干燥,得到硫酸亚铁铵晶体。
(冰水洗演练2、(2011江苏高考 19 节选)高氯酸按(NH 4ClO 4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取:NaClO 4 (aq)+NH 4Cl(aq)℃90NH 4ClO 4 (aq)+NaCl(aq)。
若 NH 4Cl 用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是:___________________________________。
情境二:(2012无锡零模 16 节选)用金属钴板(含少量Fe 、Ni )制备氯化钴的工艺流程如下:金属钴与盐酸反应极慢,需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。
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综合演练:电解法提取镍(2012 苏锡常镇二模 16)
以铅片为阳极,镍铬钛不锈钢片为阴极,电解含 Ni2+的溶液,在阴极得到镍粉。电解过程中电流 效率与pH的关系如图,回答下列问题: ①pH较低时,电流效率低的原因可能是:____。 。 产生大量的H2 ②电解前需将溶液的pH调至合适的范围,你认为这 个范围是:______。理由是_________________。 C pH低于4时,电流效率太低; pH高于4.5时,用碱量增加, A.3.0~3.5 但电流效率提高不大。 B.3.5~4.0 C.4.0~4.5 D.4.5~5.0
6
一、温度控制
水浴加热
用什么方法?
温 度 控 制
反应自身放热 趁热过滤 冰水冷却……
控制在 什么范围?
加热?冷却?具体范围?
充分利用图、表、数据信息
温度太低可能导致……
为什么?
温度过高可能导致……
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情境二:钴制氯化钴工艺流程(2012无锡零模16)
用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备氯化钴的工艺流程如下:
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演练2:2011年江苏高考题19、(1)
高氯酸按(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成
分,实验室可通过下列反应制取:NaClO4 (aq) +
NH4Cl(aq)
90 ℃
NH4ClO4 (aq)+NaCl(aq) 若 NH4Cl
用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热 就能进行,其原因是_____________________。 NH3与HCl反应放出热量
已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ,△H<0。 工业合成氨温度一般控制在400~500℃,原因是 _______________________________________。 温度过低,反应速率减慢;
温度过高,NH3的产率降低; 此温度范围有利于提高催化剂的活性。
3
温度控制不当可能产生的不良后果
(2012苏锡常镇一模)
阳离子 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH
Fe3+ Mg2+ 2.7 3.7
Al3+
Cr3+ —— 9(>9溶解)
—— —— 11.1 8
使Fe3+、Al3+沉淀完全。 (2)加NaOH调节pH为8的目的是______________。 此时溶液中的阳离子为______________。 但溶液的pH不能超过8,理由是_____________ pH>8会导致Al(OH)3溶解,产物纯度降低。 。
pH 开始沉淀 时 3.3 沉淀完全 沉淀开始溶 沉淀溶解完 时 解 全 5.0 (数据来自于2012年南京、盐城卷 18题) 7.8 12.8
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Al3+
情境三:2012江苏高考题节选
7、④ 判断该过程能否实现( × )
Fe2O3
HCl(aq)
FeCl3(aq)A 判断离子方程式正误( × )
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演练4:制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺
(2012苏锡常镇一模)
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是 加热、搅拌 Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 增大固体颗粒的表面积 (1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有____。 ……
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演练4:制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺
金属钴与盐酸反应极慢,需加入 催化剂硝酸才可能进行实际生产。
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1、“除镍”步骤中,加氨水调pH的意图是_______。
使Co、Fe完全沉淀,Ni转变成[Ni(NH3)6]2+与沉淀分离。
2、“酸溶”步骤中,加盐酸调pH的目的是_______。
使沉淀溶解,转变成离子。
3、“除铁”步骤中,加双氧水的目的是_________, 加纯碱的目的是____________。 将Fe2+氧化成Fe3+,调pH>3.7,使Fe3+沉淀完全。
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2013届高三化学总复习微型专题
感谢您的光临指导!
吴县中学 毕晓昀 bixiaoyun@
Femol· 1. 1 ②滴加1.0 3+ L-1NaOH,调节溶液3. 2 pH到3.2~5.9之间, Fe2+ 5. 8 8. 8 使Fe3+沉淀完全; ③过滤 Zn2+ 8. 9 ④向滤液中滴加1. 05. 9 L-1NaOH,调节溶液pH到 mol· 8. 9~11,使Zn2+沉淀完全。 已知:pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液。 实验中可选用的试剂:30%H2O2、1. 0 mol· -1HNO3 L 、1. 0 mol· -1NaOH。 L 由含Fe2+、Fe3+、Zn2+的溶液制备ZnO 的实验步骤依 次为:① ;② ;③过滤;④ ;⑤过 滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。
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小结:
知识线索: 温度控制 pH控制 介质选择
问题解决: 用什么方法
方法提升: 建立答题框架
控制在什么范围
为什么
明确研究对象
绘制或完善流程图辅助解题
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综合演练:制备过氧化锂Li2O2 (2012盐城摸底)
有利于第一步反应的进行; 减少H2O2的分解; 减少产品的溶解。 步骤1:将一水合氢氧化锂溶解 在65%~67%的过氧化氢溶 减少晶体的溶解,而且易于晾干。 液 ,不断搅拌,用冰冷却反 应溶液。 H2O2的用量增大,同时水的用量也增加, 步骤2:适量加入0℃的乙醇, 产品因溶解造成的损失增大。 形成白色晶体,过滤出晶体, 用无水乙醇洗涤。 减少加热过程中Li2O2的分解,提高产品纯度。 步骤3:产物在100~120℃下, 经过6h真空干燥,得到过氧化锂。
温度过低可能导致:
1. 2. 3. 4. 5.
温度过高可能导致:
1. 2. 3. 4.
速率过慢
吸热反应产率降低 溶解度减小 出现副反应、副产品 ……
速率过快
放热反应产率降低 溶解度增大 出现副反应、副产品 如:H2O2 HNO3 能耗大、生产成本高
5. 6.
……
4
演练1:2012南京市高三学情调研测试 19 节选
4、“除铁”后,又用盐酸调pH的作用是_________。
抑制钴离子水解。
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二、pH控制
从平衡移动 角度考虑 是否存在受到溶液酸碱性 影响的平衡体系? 达到什么目的:促进?抑制? 沉淀?溶解? 部分?全部?
pH 控 制
从分离提纯 角度考虑
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演练3:ZnO的制备
19、 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH ①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;
2013届高三化学总复习微型专题
化学工艺流程中的条件控制
吴县中学 毕晓昀 bixiaoyun@
化学工艺流程中的条件控制
温度、压强、及 投料比……的控 制
pH控制
原料 除杂净化
介质的选择
产品 分离提纯
原料
核心化学反应
原料的循环利用
所需产品
排放物 无害化处理
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情境一:合成氨的条件控制(反应原理课本P52)
步骤1:依次用热的碳酸钠溶液、蒸馏水洗涤废铁屑。 洗去废铁屑表面的油污 步骤2:向盛有洁净铁屑的烧杯中加入稀H2SO4溶液,水浴加热 ,反应至基本不再冒出气泡为止。趁热过滤。 加快Fe与H2SO4反应的速率 步骤3:向滤液中加入一定量(NH4)2SO4固体。 防止溶液中的FeSO4 析出 步骤4:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、冰水洗涤、干燥,得到硫 防止(NH4)2SO4· 6H 酸亚铁铵晶体。 FeSO4· 2O晶体溶解损失
用KIO3 氧化酸性溶液中的KI: 5I-+IO3-+3H2O =3I2+6OH- 20、(节选)镁铝合金(Mg17Al12 )是一种潜在的贮氢材 料,可在氩气保护下,将Mg、Al 单质在一定温 度下熔炼获得。 熔炼过程中通入氩气的目的是: ________________________。 防止Mg、Al 被空气氧化。
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三、介质选择
1、最常用的介质是什么?
当然是空气和水 2、为何不在空气中进行? 空气可能带来的隐患:O2氧化、H2O水解 所选介质气体有什么好处:比如在HCl气流中加热 FeCl3晶体可以得到无水FeCl3, 是因为HCl可以抑制 水解并带走水汽。 3、为何不在水中进行? 水可能带来的隐患:溶解、水解 所选溶剂可能带来的好处:比如用乙醇代替水对产品 进行洗涤,不但可以减少溶解,还易于晾干。