化学工艺流程
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(一)原材料的预处理常见考点与常见名词
1、粉碎:增大接触表面积,加快反应速率
2、酸浸:指在酸溶液中反应使原材料中可溶金属变成离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程。
3、水浸:指与水接触反应或溶解。水浸时采用加热和搅拌操作的目的是使指定物质尽可能多和尽可能快地溶解在溶液中。
4、水洗:水洗通常是为了除去水溶性的杂质(滤液淋洗——减少沉淀的溶解;冷水洗涤——减少沉淀的溶解;酒精洗涤——减少晶体溶解,得到较干燥的沉淀)。
5、酸洗:通常指清洁金属表面的一种方法。一般指将制件浸入硫酸等的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜,是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理。
6、碱浸(碱洗):除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅
7、浸出:固体加入水或酸溶解得到离子。
8、浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)
9、煅烧(灼烧、焙烧);改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解
(二)分离提纯阶段的常见考点
1、调pH值除杂
(1)控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀
例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2
物质开始沉淀沉淀完全2.7 3.7 7.6 9.6 8.3 9.8
若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?
提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。
(2)调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。
若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
2、试剂除杂
3、加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
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:侯氏制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
4、降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动
5、萃取
(三)获得产品阶段的常见考点
1、过滤:基本操作:一贴二低三靠
2、结晶(1)当溶液是单一溶质时,
若所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3):蒸发、结晶;
若所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O、莫尔盐):蒸发浓缩(至有晶膜出现),冷却结晶,过滤。
(2)当溶液中有两种或两种以上溶质时,
若要得到溶解度受温度影响小的溶质:蒸发浓缩(结晶),趁热过滤(如NaCl中含有KNO3);
若要得到溶解度受温度影响大的溶质:蒸发浓缩,冷却结晶、过滤洗涤。(如KNO3中含有NaCl);
4、蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。
3、重结晶5、洗涤(冰水、热水)
目的: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。
操作:向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没滤渣,静置;待蒸馏水滤过后,重复操作2-3次;
检验:取洗涤后小烧杯中的最后一次洗涤液少许于一试管中,(若要检验氯离子)滴加AgNO3和稀硝酸,若无沉淀产生,则证明洗涤干净。
6、干燥:在干燥器隔绝空气的条件下低温烘
7、灼烧:固体在坩埚中进行加热
8、萃取、分液:打开分液漏斗活塞,下层液体从下口放出;上层液体从上口倒出9、重复操作
(四)反应条件的控制
1、灼烧(煅烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质:如海带中提取碘等;
2、酸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)或防止某离子水解。
3、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);
4、氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子,如除去Fe2+,通常加入氧化剂(如H2O2)将其氧化成Fe3+,再调节pH使之沉淀;
5、氧化物:调节pH促进水解(沉淀),如在酸性溶液中可加入CuO,使pH上升;
6、控制pH:控制溶液的酸碱性,促进某离子水解形成氢氧化物使其沉淀,利于过滤分离;
7、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;
8、趁热过滤:防止某物质降温时会析出晶体;减少结晶损失,提高纯度;
9、洗涤:滤液淋洗的目的是减少沉淀的溶解,冷水(冰水)洗涤的目的是洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体或沉淀在洗涤过程中的溶解损耗。酒精洗涤的目的是减少晶体溶解,得到较干燥的沉淀。
10、加热:加快反应速率;加速固体溶解;使化学平衡向吸热方向移动
11、降温(冰水中):防止物质在高温时溶解;使化学反应速率下降;使化学平衡向放热方向移动。
12、控温:温度过高,物质会分解或挥发;温度过低,物质无法挥发或者反应绿色化学理念.