化工工艺流程PPT课件
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解析
此题 (2) 中 ① 的难度最低，不做详
解。②考查盖斯定律的应用，将图 1 和图 2 的 热化学方程式直接相加即可。 (3) 问 可 以 根 据 得 失 电子 守 恒 来 解 题， 32 g CH3OH(相当于 1 mol 甲醇)作还原剂，失去 6 mol 电子，这样得到 6 mol 电子需要 1.2 mol 硝酸作氧化剂(注：1 mol 硝酸变成 N2 需要得 到 5 mol 电子)， 因此参加反应的还原剂和氧化 剂的物质的量之比是 5∶6。
解析
本题以污水处理为中心，考查了化
学反应方程式的书写、工艺流程分析、除杂、 计算等，最后要求考生根据题意设计一个除杂 实验的实验步骤。 (一)在碱性条件下用铝粉还原 NO2 ，根据 题意知 NO2 被还原的产物为 NH3· H2O，铝元 素被氧化成 AlO－ 2 ，然后进行书写和配平。
－ －
(二)先对污泥处理过程作整体分析，过滤 Ⅰ的目的是除去污泥中的不溶性杂质，然后用 H2O2 将难以沉淀的 Fe2 氧化成易沉淀的 Fe3 ，
＋ ＋
(3)Mg2 Hale Waihona Puke BaiduCa2
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＋
(4)1
＋
3
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1
1.5 mol (三)①通入足量氯气将 Fe2 氧化成 Fe3 溶液的 pH 至 3.2～4.7 ②加入 CuO 调节
迁移应用 1 某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以 NH4 和 NH3· H2O 的形式存在，该废水的处理流程如下： Ⅰ Ⅱ 氨氮废水 ——→ 低浓度氨氮废水 ——→ 含HNO3废水 Ⅲ ——→ 达标废水 (1)过程Ⅰ： 加 NaOH 溶液， 调节 pH 至 9 后， 升温至 30℃， 通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加 NaOH 溶液的作用： ________。
＋ ＋
2 在此过程中 Cr3 被氧化成 Cr2O7 。 调节 pH 至
＋ －
8，通过对照阳离子沉淀的 pH 表可知，此时 Fe3＋和 Al3＋完全沉淀， 通过过滤Ⅱ除去沉淀后，
2 2 溶液中还有 Cr2O 2 、 Ca 、 Mg ，其中的 7
－ ＋ ＋
Ca2 、Mg2 通过钠离子交换树脂可以除去，最
＋
②用化学平衡原理解释通空气的目的： ________________。
＋ (2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4
经过两步反应氧化成 NO3 。 两步反应的能量变 化示意图如下：
－
①第一步反应是 __________ 反应 (选填“放热” 或“吸热”)，判断依据是______________。 ②1 mol NH4 (aq)全部氧化成 NO3 (aq)的热化学 方程式是____________。 (3)过程Ⅲ： 一定条件下， 向废水中加入 CH3OH， 将 HNO3 还原成 N2。 若该过程中有 32 g CH3OH 参加 反应，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比 为________。
热点 1 例 1
废水处理 利用化学原理对工厂排放的废水、
废渣等进行有效检测与合理处理。 (一 )染料工业排放的废水中含有大量有毒 的 NO2 ，可以在碱性条件下加入铝粉除去 (加 热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊 试纸变蓝的气体 )。除去 NO2 的离子方程式为 ____________________。
－ －
(二)某工厂对制革工业污泥中 Cr 元素的回收与再 利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是 Cr3 ， 其
＋
次是 Fe3 、Fe2 、Al3 、Ca2 、Mg2 )：
＋ ＋ ＋ ＋ ＋
常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液 的 pH 见下表： 阳离子 Fe3＋ Fe2＋ Mg2＋ Al3＋ Cu2＋ Cr3＋ 开始沉淀 1.9 7.0 － － 4.7 － 时的 pH 沉淀完全 3.2 9.0 11.1 8 6.7 9(＞9 溶解) 时的 pH
第七章 化学与自然资源的开发利用 第 3 讲 化工工艺流程——废水处理 综合利用
无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一 是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离 提纯产品；三是提高产品的产量和产率；四是减少污染， 注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰 富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用 FeCl3。腐蚀铜板后 的混合溶液中，若 Cu2＋、Fe3＋和 Fe2＋的浓度均为 0.10 mol/L，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除 去 CuCl2 溶 液 中 Fe3 ＋ 和 Fe2 ＋ 的 实 验 步 骤 ： ①___________________；②____________________； ③过滤。(提供的药品：Cl2、浓 H2SO4、NaOH 溶液、 CuO、Cu)。
＋ ＋
成 Fe(OH)3 沉淀而除去。为了不引入新的杂质，氧化时用氯气， 调节 pH 用 CuO。
答案 (一)2Al＋OH ＋NO2 ＋2H2O===2AlO2 ＋NH3· H2O
－ － －
(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次 浸取)、适当延长浸取时间 (只要答出任意一点即可，其他合理 答案也可) (2)Fe3 、Al3
(1) 酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是 ______________(至少写一条)。 (2)调 pH＝8 是为了除去__________(填 Fe3 、
＋
Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。 (3) 钠 离 子 交 换 树 脂 的 原 理 为 Mn ____________(填 Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。
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nNaR―→MRn ＋ nNa ＋ ， 被 交 换 的 杂 质 离 子 是
(4) 试配平氧化还原反应方程式：□Na2Cr2O7 ＋ □SO2＋□H2O===□Cr(OH)(H2O)5SO4＋□Na2SO4； 每生成 1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4 消耗 SO2 的物质的量 为____________。
＋ ＋
2 后用 SO2 还原 Cr2O7 得到最终的产物。还原
－
时，每生成 1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4 时转移电 子的物质的量为 3 mol，需要 SO2 1.5 mol。
(三)欲除去 CuCl2 溶液中的 Fe3 和 Fe2 ，必须先将 Fe2 氧
＋ ＋ ＋
化成 Fe3 ，然后再通过调节 pH 至 3.2～4.7，可以将 Fe3 转化
解析
此题 (2) 中 ① 的难度最低，不做详
解。②考查盖斯定律的应用，将图 1 和图 2 的 热化学方程式直接相加即可。 (3) 问 可 以 根 据 得 失 电子 守 恒 来 解 题， 32 g CH3OH(相当于 1 mol 甲醇)作还原剂，失去 6 mol 电子，这样得到 6 mol 电子需要 1.2 mol 硝酸作氧化剂(注：1 mol 硝酸变成 N2 需要得 到 5 mol 电子)， 因此参加反应的还原剂和氧化 剂的物质的量之比是 5∶6。
解析
本题以污水处理为中心，考查了化
学反应方程式的书写、工艺流程分析、除杂、 计算等，最后要求考生根据题意设计一个除杂 实验的实验步骤。 (一)在碱性条件下用铝粉还原 NO2 ，根据 题意知 NO2 被还原的产物为 NH3· H2O，铝元 素被氧化成 AlO－ 2 ，然后进行书写和配平。
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(二)先对污泥处理过程作整体分析，过滤 Ⅰ的目的是除去污泥中的不溶性杂质，然后用 H2O2 将难以沉淀的 Fe2 氧化成易沉淀的 Fe3 ，
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(3)Mg2 Hale Waihona Puke BaiduCa2
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(4)1
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1.5 mol (三)①通入足量氯气将 Fe2 氧化成 Fe3 溶液的 pH 至 3.2～4.7 ②加入 CuO 调节
迁移应用 1 某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以 NH4 和 NH3· H2O 的形式存在，该废水的处理流程如下： Ⅰ Ⅱ 氨氮废水 ——→ 低浓度氨氮废水 ——→ 含HNO3废水 Ⅲ ——→ 达标废水 (1)过程Ⅰ： 加 NaOH 溶液， 调节 pH 至 9 后， 升温至 30℃， 通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加 NaOH 溶液的作用： ________。
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2 在此过程中 Cr3 被氧化成 Cr2O7 。 调节 pH 至
＋ －
8，通过对照阳离子沉淀的 pH 表可知，此时 Fe3＋和 Al3＋完全沉淀， 通过过滤Ⅱ除去沉淀后，
2 2 溶液中还有 Cr2O 2 、 Ca 、 Mg ，其中的 7
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Ca2 、Mg2 通过钠离子交换树脂可以除去，最
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②用化学平衡原理解释通空气的目的： ________________。
＋ (2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4
经过两步反应氧化成 NO3 。 两步反应的能量变 化示意图如下：
－
①第一步反应是 __________ 反应 (选填“放热” 或“吸热”)，判断依据是______________。 ②1 mol NH4 (aq)全部氧化成 NO3 (aq)的热化学 方程式是____________。 (3)过程Ⅲ： 一定条件下， 向废水中加入 CH3OH， 将 HNO3 还原成 N2。 若该过程中有 32 g CH3OH 参加 反应，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比 为________。
热点 1 例 1
废水处理 利用化学原理对工厂排放的废水、
废渣等进行有效检测与合理处理。 (一 )染料工业排放的废水中含有大量有毒 的 NO2 ，可以在碱性条件下加入铝粉除去 (加 热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊 试纸变蓝的气体 )。除去 NO2 的离子方程式为 ____________________。
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(二)某工厂对制革工业污泥中 Cr 元素的回收与再 利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是 Cr3 ， 其
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次是 Fe3 、Fe2 、Al3 、Ca2 、Mg2 )：
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常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液 的 pH 见下表： 阳离子 Fe3＋ Fe2＋ Mg2＋ Al3＋ Cu2＋ Cr3＋ 开始沉淀 1.9 7.0 － － 4.7 － 时的 pH 沉淀完全 3.2 9.0 11.1 8 6.7 9(＞9 溶解) 时的 pH
第七章 化学与自然资源的开发利用 第 3 讲 化工工艺流程——废水处理 综合利用
无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一 是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离 提纯产品；三是提高产品的产量和产率；四是减少污染， 注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰 富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用 FeCl3。腐蚀铜板后 的混合溶液中，若 Cu2＋、Fe3＋和 Fe2＋的浓度均为 0.10 mol/L，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除 去 CuCl2 溶 液 中 Fe3 ＋ 和 Fe2 ＋ 的 实 验 步 骤 ： ①___________________；②____________________； ③过滤。(提供的药品：Cl2、浓 H2SO4、NaOH 溶液、 CuO、Cu)。
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成 Fe(OH)3 沉淀而除去。为了不引入新的杂质，氧化时用氯气， 调节 pH 用 CuO。
答案 (一)2Al＋OH ＋NO2 ＋2H2O===2AlO2 ＋NH3· H2O
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(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次 浸取)、适当延长浸取时间 (只要答出任意一点即可，其他合理 答案也可) (2)Fe3 、Al3
(1) 酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是 ______________(至少写一条)。 (2)调 pH＝8 是为了除去__________(填 Fe3 、
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Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。 (3) 钠 离 子 交 换 树 脂 的 原 理 为 Mn ____________(填 Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。
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nNaR―→MRn ＋ nNa ＋ ， 被 交 换 的 杂 质 离 子 是
(4) 试配平氧化还原反应方程式：□Na2Cr2O7 ＋ □SO2＋□H2O===□Cr(OH)(H2O)5SO4＋□Na2SO4； 每生成 1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4 消耗 SO2 的物质的量 为____________。
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2 后用 SO2 还原 Cr2O7 得到最终的产物。还原
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时，每生成 1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4 时转移电 子的物质的量为 3 mol，需要 SO2 1.5 mol。
(三)欲除去 CuCl2 溶液中的 Fe3 和 Fe2 ，必须先将 Fe2 氧
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化成 Fe3 ，然后再通过调节 pH 至 3.2～4.7，可以将 Fe3 转化