化工流程题的解题技巧 学生使用版

化工流程题的解题技巧

1．中学阶段常见的化工流程 (1)饱和NaCl 溶液――→

通入足量NH 3――→通入过量CO 2――→过滤

NaHCO 3晶体――→△

Na 2CO 3

(3)铝矿石

――→足量NaOH 溶液――→过滤

滤液――→通入足量CO 2Al(OH)3――→△Al 2O 3――→电解

Al

(4)海水――→石灰乳

过滤Mg(OH)2――→盐酸

MgCl 2·6H 2O ――→△

HCl

MgCl 2――→电解

Mg

2．对原料预处理的常用方法

(1)研磨——减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。 (2)水浸——与水接触反应或溶解。

(3)酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。 (4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。

(5)煅烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。

3．控制反应条件的常用方法

(1)调节溶液的pH 。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH 所需的物质一般应满足两点：

①能与H ＋

反应，使溶液pH 增大； ②不引入新杂质。

例如：若要除去Cu 2＋

中混有的Fe 3＋

，可加入CuO 、Cu(OH)2、Cu 2(OH)2CO 3等物质来调

节溶液的pH ，不可加入NaOH 溶液、氨水等。

(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。 (3)控制压强。改变速率，影响平衡。

(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡需要的时间。 (5)趁热过滤。防止某物质降温时析出。

(6)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。

4．避免工艺流程中产生杂质的方法

(1)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱法中的NaHCO3。

(2)如果产物是一种易水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。

(3)如果产物是一种强氧化剂(或强还原剂)，则要防止它们与还原性(或氧化性)强的物质接触。

(4)如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水而变质的物质，则要注意在制备过程中除去CO2或水，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。

5．规范答案的文字叙述

(1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。

(2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤—干燥。

(3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去××杂质”，只写“除杂”等一类笼统的回答是不给分的。

(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。

[典例印证]

(2010·安徽高考)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。

[答案](1)Al(OH)

3

(2)4LiMn2O4＋4H＋＋O2===8MnO2＋4Li＋＋2H2O

(3)烧杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘(其他合理答案均可)

(4)6.4(或6.36)

[专题集训]

1．工业炼镁排放大量废渣，其主要成分是MgCl2、KCl和少量MgO、BaCl2、FeCl3、CuCl2。利用该废渣生产硫酸镁和光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)的工艺流程如下：

(1)将废渣破碎的目的是________________________________________。

(2)调节pH至7的目的是_______________________________________________。

调节pH的过程中，MgO发生反应的离子方程式为______________________________ ________________________________________________________________________。

(3)调节pH时能否使用NaOH溶液？________，原因是：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)滤渣2的成分为_____________________________________________。

答案：(1)增大废渣与硫酸的接触面积，提高浸出率

(2)除去Fe3＋和Cu2＋MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O

(3)不能使用NaOH溶液会引入Na＋，后续环节无法除去

(4)Fe(OH)3、Cu(OH)2

2．(2010·福建高考)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：