无机化工流程 专题复习课件

回答下列问题：
Mg2B2O5·H2O+2H2SO4= 2MgSO4+2H3BO3
（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式________________________。
为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_______________
升高温度；粉碎铁硼矿。
【对点练习】
（5）为什么蒸发结晶要保持在160℃：
。
温度过高CaCl2.2H2O受热会失去结晶水。
二、工艺流程中反应条件的选择与控制问题
(2)pH值的控制
① 促进或抑制水解 ——控制溶液的酸碱性使某些
金属离子(如：Fe3+)或某些阴离子(如：SiO32-形成沉淀)。
② 促进或抑制溶解
防止与原料反应 ③ 抑制副反应 防止与产物反应
调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
一、原材料的预处理 二、反应条件的选择与控制问题
（1）控制温度的目的：
加热升温(可用水浴或油浴来控制) a、加快反应速率；加速固体溶解； b、促进吸热反应，抑制放热反应； c、使催化剂的活性达到最大；
d、使某物质达到沸点而挥发出来；
工艺流程题题型真面目
干什么？ 控制条件
以分离提纯为目的的 以制备物质为目的的
前期
用什么？ 原 料
预处理
原料
中期 核心辅料
核心反应
副产物
循环利用
后期
产品分离 与提纯
要什么？ 产品
排放物
原 料
预处理
核心 反应
分离 提纯
产 物
一.原料预处理的各种方法 1、粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速
率，增大原料的转化率（或浸取率）。 2、煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；
除去有机物；除 去热不稳定的杂质 3、酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
的溶解过程。 4、碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅。
例1【2015全国Ⅰ卷】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为 Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸 (H3BO3)的工艺流程如图所 示。
（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有
。
调节溶液的pH: 1、目的：使溶液中的弱碱金属阳离子形成氢氧化物或弱酸阴离子完全沉淀下来而除去。 2、需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，是 pH增大的物质,如用MgO、Mg（OH）2等等。 3、原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，且不引入新杂质。 4、pH控制的范围：大于等于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH
例题2、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以 -锂辉石（主要成分为 Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：
√ （2）步骤I中，酸浸后得到酸性溶液中含有Li＋、SO42-另含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋、
Ca2＋、Na＋等杂质，需在搅拌下加入
（填“石灰石” 、“氯化钙”或“稀硫酸”）以
其它反应 调PH值应注意事项。 ①范围确定 杂质完全沉淀≤pH＜主体成份形始沉淀pH
②试剂选定 ①调节pH所需的物质一般应满足两点：
能与H＋反应，使溶液pH增大或减小；不引入新杂质。 ②使杂质离子转化为沉淀：用难溶物质除杂； 使主体成份转化为沉淀：用可溶物质除杂。
例题3、稀土元素是周期表中ⅢB族钪、钇和镧系元素之总称。他们都是很活 泼的金属，性质极为相似，常见化合价为＋3价。其中钇(Y)元素是激光和超 导的重要材料。我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)，工业上通过如 下生产流程可获得氧化钇。
1、步骤I前， -锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 增大接触面积提高浸出效率。
2、 MgSO4·7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业
废渣主Leabharlann Baidu成分是MgCO3，另外还有CaCO3、SiO2等杂质。从此废渣中回收MgSO4·7H2O
的工艺如下：第一步用硫酸浸出。
粉碎、升温、适当提高酸的浓度等
控温或降温(可用冰水浴来控制)
a、防止反应物因温度过高而分解或挥发；
b、保进放热反应的发生确；定相关转化中的化学反应 c、抑制水解反应； 关注反应物、生成物的性质 de、、降防低止能某耗些。副反应的发关 关生注 注；反 反应 应的 的条 热件效应(催(化吸剂热、放温热度？))
温度的控制(其他） 1、加热：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的 杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华 的原料气化。 2、降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解) ；使化学平衡向着题目要求的方向移动 （放热方向）；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度， 减少损失。 3、控温：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）防止某种物质温度过高时会分解或挥 发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。 4、降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求 例7、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+ 等杂质）生产医用二水合氯化钙工艺流程为：
已知： ① 该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：
离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe3＋ 2.7
3.7
Y3＋ 6.0
8.2
3.7 ≤pH<6.0
（3）为使Fe3＋沉淀完全，用氨水调节pH＝a时，a应控制在________范围内，
化工流程题 专题复习
化学工艺流程题是高考的必考题型，题目综合性强，难 度大，通常以化工生产流程图的形式，以陌生元素或陌生化 合物知识为载体，综合考查元素化合物知识、氧化还原反应 方程式的书写、实验基本操作、实验步骤的分析、通过化工 原理的分析判断流程中残渣或废液的成分、反应条件的控制 与选择、产率的计算、Ksp的应用、绿色化学思想的体现等， 可以说是真正的学科内综合题，无所不考。