《化学工艺流程题复习指导》教学课件共25张PPT
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化学工艺流程题复习指导
化学工艺流程题的主线
（一）生产条件的控制
1、原料的预处理
①溶解
②灼烧
③煅烧
④研磨
⑤煮沸
2、控制反应条件的方法
外界条件对化学反应速率的影响
外界条件对化学平衡转化率的影响
（一）生产条件的控制
（一）生产条件的控制
例：硝酸生产中，500℃时，NH3和O2可能发生如下反应：
①4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) △H<0 K＝1.1XXXXX1026
②4NH3(g)＋4O2(g) 2N2O(g)＋6H2O(g) △H<0 K＝4.4XXXXX1028
③4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) △H<0 K＝7.1XXXXX1034
其中，②、③是副反应。若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是（ ）
A.减小压强 B.降低温度 C.增大O2浓度 D.使用合适的催化剂
D
（一）生产条件的控制
2、控制反应条件的方法
①使用合适的催化剂
②适当升温或降温
③适当加压或减压
④选择合适的投料比
【思考】工业上要提高合成氨的生产效益，应如何选择生产条件？
①使用催化剂：增大化学反应速率
②合适的温度：500℃左右
合成氨催化剂的活性温度，提高反应速率；
③合适的压强：20MPa~50MPa，提高反应物的转化率
④合适的投料比：原料气中N2、H2体积比约为1：2.8
工业制三氧化硫2SO2 + O2 2SO3 却在常压下进行，为什么？
下图是压强对SO2平衡转化率的影响
采用更高的压强，对转化率影响已经很小，但加压所需的成本比获得的利润要多得多,因此工业生产SO3不加压。
（一）生产条件的控制
2、控制反应条件的方法
①使用合适的催化剂
②适当升温或降温
③适当加压或减压
④合适的投料比
⑤反应时的气体氛围
⑥原料的加入方式
K2FeO4在碱性条件下比较稳定
已知K2FeO4具有下列性质：①XXXXXXXXXX；②在0℃－5℃，强碱性溶液中比较稳定；③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下发生分解；④XXXXXXXXXX。
制备K2FeO4时，须将Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中，并且不断搅拌，采用这种混合方式的原因是__________________。
Fe3＋对K2FeO4分解有催化作用
（一）生产条件的控制
2、控制反应条件的方法
①使用合适的催化剂
②适当升温或降温
③适当加压或减压
④合适的投料比
⑤反应时的气体氛围
⑥原料的加入方式
⑦根据题目提供的图像信息推断反应的适宜条件
例： 工业上常用NaClO氧化Fe(NO3)3生产K2FeO4 ，反应温度、原料浓度和配比对K2FeO4的产率都有影响。图1为不同温度下，Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；图2为一定温度下，Fe(NO3)3质量浓度最佳时，NaClO 浓度对 K2FeO4生成率的影响。则生产中最佳温度为_____℃，Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为___________
26
330/275=1.2
（二）核心化学反应的推断
特别关注：
氧化还原反应及元素化合价的变化
溶液的酸碱性
各阶段主要元素的存在形式
（1）滤液1中的阴离子除CO32－外，主要还有______ 、 _______
（2）滤液3的主要溶质是两种盐，化学式为_______ 、_______
例：以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质）为
原料生产Cr2O3的流程如下：
CrO42－
SiO32－
Na2SO4
(NH4)2SO4
酸化
氧化剂
还原剂
非氧化
还原
（三）产品的分离提纯
1、物质的分离和提纯的常用方法:
①结晶或重结晶：重结晶可以使不纯净的固体物质获得纯化。
②过滤
③蒸馏
④分液
⑤萃取或反萃取：反萃取是利用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。
⑥升华
⑦盐析
（三）产品的分离提纯
2、利用控制pH分离除杂；
例如：如何除去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 ，促进Fe3＋的水解平衡正移。
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值增大
②不引入新杂质
（三）产品的分离提纯
3、主要产品的结晶析出，可能有副产品的获得；
实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：
（1）“趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是____________
（2）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是 。
NaCl
不直接蒸发结晶
使用保温漏斗或已预热的布氏漏斗趁热抽滤
趁热过滤：防止KNO3降温时会析出。
（三）产品的分离提纯
4、产品的洗涤提纯：
可以洗去晶体表面的杂质离子
减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
已知K2FeO4具有下列性质：①可溶于水，微溶于KOH溶液，难溶于异丙醇；②在0℃－5℃，强碱性溶液中比较稳定；③XXXXXXXXXX；④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2。
请完成关于K2FeO4粗产品纯化的实验步骤：
（可选用的试剂：NaOH溶液、KOH溶液、蒸馏水和异丙醇）
①将K2FeO4粗产品溶解在__________中，再次在冰水浴中静置结晶后过滤，得到较纯净的K2FeO4；
②将K2FeO4晶体再用少量__________洗涤，低温真空干燥，得到高铁酸钾成品。
异丙醇
（四）原料的循环再利用
1、从流程中需要加入的物质去找：
（四）原料的循环再利用
2、从能构成可逆反应的物质去找：
（四）原料的循环再利用
1、从流程需要加入的物质去找：
2、从能构成可逆反应的物质去找：
3、从过滤后的母液中寻找：
析出晶体经过滤后的液体为母液，母液是该晶体溶质的饱和溶液，应该循环再利用。
化学工艺流程题的核心考点：
生产条件的控制
核心化学反应的推断
产品的分离提纯
原料的循环利用
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