化学组 杨锐钦
一、化工流程题特点
1.工业生产流程题主要框架
II分离提纯 IB~核心反应 卡产品
抓箭头:①主线主产品;②支线副产品;③回头循环品。
2. 试题本质:想办法从混合物中制取纯净物。
3. 核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、 (5)选择化学除杂试剂及 (1 )据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写方程式; 调PH值的范围及试剂的选择;(4)核心反应条件的控制和原因; 原因;(6)绿色化学评价;(7)实验操作和仪器;(8)相关计算… 先粗读:明确原料、明确杂
质、明确目标产品。先不必把4. 读题:
(1) 楚。 (2) (3)
每个环节的原理都搞清 针对问题再精读:分析细节,根据问题去研究某一步或某一
产品分离提纯。
(2)滤液滤渣的成分;(3)
种物质。 第三,要看清所问问
题,不能答非所问,并注意语言表达的规范性。 常见考点
(一) 、样品的预处理
1. 矿样的预处理方法: (1)原料预处理
① 粉碎目的:增大接触面积,加快反应速率;或使反应更完全。
② 煅烧目的:(A)除去有机物杂质或者碳的杂质 ;或(B)使一些具有还原性的物质被空气 中氧气氧化、分解(思考样品成分中是否有具有还原性的物质,
③ 溶解:有酸溶、碱溶、水溶;又叫酸浸、碱浸、水浸。
酸浸目的:与酸反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。 碱浸目的:与碱反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。
水浸目的:使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。 【注】浸出:固体加水(酸)溶解得到离子。
浸出率:转入浸出液中的溶质量与物料原含溶质总量的比值。
提高浸出率的措施通常有粉碎、搅拌、升温、增大酸(或碱)浓度。
且看在整个流程中是否需要
被氧化);或(C)改变矿样的结构,使其在后面的酸溶(或碱溶或水溶)中更易溶解。
2. 植物样品预处理: (1) 灼烧:如海带中碘的提取、茶叶中铁含量的测定,灼烧成灰之后,再用水浸,为 了加快其溶解
速率可以加热、不断搅拌。
(2) 研磨成汁:提取植物样品中的有机物所用方法 (二) 、控制反应条件
(如波菜中草酸含量的测定),研磨 成汁
之后,如该有机物可溶于水,研磨之后,可用水浸取;如该有机物不溶于水,就用有机 溶剂来萃取。
1. 调节pH值目的:控制溶液酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
调节PH值除杂:(常考除Fe、Fe) (1)除Fe^将其氧化成Fe,氧化剂可选择 fQ、 Cl2、HN@ NaCIO或氯水,到底选择谁,要据具体的题景来选择; (2)调PH值所加试剂: 一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的 a.金属、b.金属氧化物、c.金属氢氧化物、d.
金属碳酸盐(总之,这些物质要能与 H反应,又难溶于水,这样可即使过量而又不会引入新 的杂质离子)。例如:若要除去 Cu +溶液中混有的Fe^,可加入CuO CU(OH)2、CuaQHkCO 等物质来调节溶液的 pH值。有时候也可能加 NaOH或氨水来调PH值(要求Na、NH不会在 后续的程序中难以分离),要据题意具体分析(3) PH值的调节范围:根据离子完全沉淀或 开始沉淀的PH值数据来选择,应该是题目中原始数据的组
2+
3+
2
3+
3
+
+
合。
例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 物质 pH 沉淀完全 开始沉淀
Fe(OH)3 Fe(QH)2 Mn(QH)2 若要除去 Mn十溶液中含有的 Fe\应该先加双氧水把Fe十氧化成Fe'^,再调节w PHc。 【注】调节pH所需
2
的物质一般应满足两点:
?能与{反应,使溶液pH值增大; ②不
引入新杂质。
2. 保持酸过量目的:通常是抑制某金属阳离子的水解。
3. 温度控制目的:
(1) 冰水浴目的:通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解。
水浴目的:通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发也可能是为了使某物质达到沸点 挥发出来,具体问题要具体分析。
(2) 使催化剂的活性达到最好:如工业合成氨或工业 500 SQ氧化为SQ时,选择的温度是 C左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最高。
(3)
应温度要控制在 会有乙醚产生。
防止副反应的发生:如乙醇的消去反
170C,原因是就是在140C时
(4) 对于一些工艺来说,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。
4. 加热目的:加快反应速率,或促进平衡向某个方向移动。或加速某固体的溶解。
5. 降温目的:防止某物质在高温时分解或溶解,或为使化学平衡向着题目要求的方向 移动。
(三)、物质的分离和提纯的方法及目的
1. 结晶(重结晶):固体物质从溶液中析出的过程。 (1 )当溶液是单一溶质时:
① 当溶质的溶解度随温度变化不大(如 NaCI):蒸发结晶。 ② 溶质的溶解度随温度降低而变化较大 (如KNQ):冷却结晶(高温下先配成饱和溶液)。 ③ 从稀溶液得到带结晶水的晶体(如 CuSQ? 5fQ)或受热易分解的晶体(如NHCI):蒸
发浓缩(至有晶膜出现),冷却结晶(过滤)。
(2)当溶液中有两种或以上溶质时:
① 要使受温度影响最大、溶解度最大的溶质最先结晶析出 蒸发浓缩、冷却结晶(过滤、洗涤、干燥) 蒸发浓缩、趁热过滤(洗涤、干燥)
。
。
(如除去NaCI中的少量 KNQ):
② 要使受温度影响最小、溶解度最小的溶质最先结晶析出
(如除去KNQ中的少量
NaCI):
2. 过滤:固、液分离(主要仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒)
3. 趁热过滤:防止产品(或杂质)降温时析出导致产率降低(或产品不纯) 4. 洗涤:通常有水洗、冰水洗涤、醇洗。
水洗目的:洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的溶质) 冰水洗涤目的:洗去晶体表面的杂质离子, 于高温溶解度大、低温溶解度小的溶质) 耗并使尽快干燥。
。
。
(适用
并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
醇洗目的:(常用于溶解度较大的溶质)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
5. 蒸馏:液、液分离(主要仪器:蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、 牛角管)。 6. 蒸发:利用加热的方法,使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程(实验
仪器:蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯) 解。
。
【注】蒸发反应时的气体氛围: 例如MgCl2?6H2Q^ MgCb,应在HCI气体氛围下蒸发溶剂, 以防其水
7. 萃取: 用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 互不8. 分液: 相溶的液体间的分离(主要仪器:分液漏斗) 将可9. 升华: 直接气化的固体分离出来。 10. 盐
析:加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。
11. 灼烧:高温条件下固体物质的燃烧(主要仪器:坩埚) 。
12.
为Q);或是为了促进水解, 聚沉
煮沸:目的通常是是除去溶解在水中的气体 (通常