资源简介

(共56张PPT)
化工工艺与流程专题复习
Chemical Technological Process
01
02
03
04
05
目录
教学策略
模型构建
难点突破
考点考向
知识梳理
理清考点考向——关注核心元素
2021年全国甲卷
I
海水中的I元素
理清考点考向——关注核心元素
2021年全国乙卷
I
常见元素Ti
理清考点考向——关注核心元素
2021年山东卷
近三年全国卷怎么考 时间 试卷 题号 情景创设与考点分析
2021 甲卷 26 情景创设：I2的制备方法
考点设计：核心反应原理的书写、氧化还原反应计算、物质的循环利用以及物质的分离提纯
乙卷 26 情景创设：炼铁高钛炉渣回收钛、铝、镁
考点设计：核心反应原理的书写、条件控制和选择、物质的分离提纯
2020 Ⅰ 26 情景创设：由黏土钒矿制备钒酸铵
考点设计：预处理措施、核心反应原理的书写、条件控制和选择、物质的分离提纯
Ⅲ 27 情景创设：废弃的油脂加氢镍催化剂制备硫酸镍晶体
考点设计：预处理措施、核心反应原理的书写、条件控制和选择、物质的分离提纯、Ksp计算
2019 Ⅰ 26 情景创设：以硼镁矿为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程
考点设计：核心反应原理的书写、条件控制和选择、物质的分离提纯、离子的检验
Ⅱ 26 情景创设：以重晶石（BaSO4）为原料生产立德粉
考点设计：核心反应原理的书写、条件控制和选择、氧化还原反应滴定
Ⅲ 26 情景创设：由天然二氧化锰粉与硫化锰矿制备高纯硫酸锰高纯硫酸锰
考点设计：核心反应原理的书写、条件控制和选择、物质的分离提纯
工艺流程考查物质元素载体汇总 时间 试卷 Ti V Cr Mn Fe Ni Cu Zn 其他
2021 甲卷 I
乙卷 √
山东 √ √（杂）
河北 √ √（杂）
湖南 √（杂） 稀土元素Ce
2020 Ⅰ √（杂） K/Mg/Al/Si/N
Ⅱ 含氯消毒剂
Ⅲ √（杂） √ Al
2019 Ⅰ √（杂） Mg/Al/Si/B
Ⅱ √ Ba/S
Ⅲ √ √（杂） √（杂） Mg/Al/Si
关注过渡元素
01
02
03
04
05
目录
教学策略
模型构建
难点突破
考点考向
知识梳理
知识梳理——夯实课本教材基础内容
知识梳理——夯实课本教材基础内容
知识考查的范围包括：
1、元素化合物：
2、基本理论和原理
3、化学实验基本操作：物质分离提纯、反应条件控制
4、工业化学理念：成本控制、物质循环、绿色化学
物质转化的条件及反应。
①化学反应：氧化还原反应、离子反应等
②电化学：原电池、电解池的电极反应
③化学平衡：水解平衡、沉淀溶解平衡等
应对策略
熟悉流程题的一般框架
原料预处理
除杂、净化
反应条件控制
产品分离提纯
原料循环利用
排放物的无害化处理
应对策略
无机矿物
工业废料
核心化
学反应
获取产品
分离提纯
原料的预处理
(1) 粉碎,研磨
(3) 煅烧,灼烧,焙烧
(4) 碱洗,酸浸,碱浸
反应条件的控制
(1) 氧化/还原
(2) pH值的调节
(3) 温度的控制
(4) 防氧化
(5) 防水解
(6) 防分解
(1) 过滤(冷却/趁热)
(2) 萃取/分液
(3) 反萃取
(4) 蒸馏
(5) 离子交换
产物的循环利用
(1) 水洗,酸洗,醇洗
热水洗,冷水洗
(3) 防氧化 防水解
防分解 防倒吸
(4)转化率/产率计算
(5) 浸出率的提高
(2) 蒸发结晶,冷却结
晶, 重结晶
(2) 搅拌
熟悉流程题的核心考点
原料预处理
净化除杂
条件控制
获得产品
知识梳理—剖析工艺流程环节
原料的预处理
粉
磨
浸
烧
[2020山东]
软锰矿预先粉碎的目的是__________________________________ ，
增大接触面积加快反应速率，提高浸取率
[2020-III]
油脂加氢镍催化剂
碱浸
除去油脂,溶解镍催化剂里的铝,氧化铝
原料预处理
净化除杂
条件控制
获得产品
[2020-I]
黏土钒矿
加入30%的H2SO4,加入MnO2酸浸氧化,加热,其原因是_____________
知识梳理—剖析工艺流程环节
原料的预处理
粉
磨
浸
烧
加快酸浸和氧化速率,
促进氧化完全
[2019全国I]
硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)
将硼镁矿转化为H3BO3,过滤除去不溶于铵盐的SiO2、Fe2O3、Al2O3
加(NH4)2SO4溶浸
煅烧
[2019全国II]
BaSO4和C粉混合
将BaSO4改变结构,转化为易溶于水,易反应的BaS,方便与ZnSO4反应
[2019全国III]
MnO2与MnS（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）
加H2SO4溶浸
MnO2+MnS+4H+=2MnSO4+S↓+2H2O,硅仍为SiO2,其余金属转化为离子形式
原料预处理
净化除杂
条件控制
获得产品
知识梳理—剖析工艺流程环节
小结
废金属回收制备盐类
碱溶水洗
块状的矿石
粉碎,研磨,增加与溶液的接触面积,提高浸取率
含有碳酸盐等可热分解的矿石
焙烧,煅烧,灼烧,使其改变结构,变为易溶,易分解或易氧化的物质
含有硫化物的矿石:多数硫化物的极难溶解于水
在空气中煅烧,使其转化为SO2和金属氧化物,变为易溶,易反应易转化的物质.
含有易溶于酸或碱的物质的矿石:先用酸/碱溶浸,再处理
含有容易氧化的硫化物,金属单质:先用氧化剂氧化溶浸,再处理
原料预处理
净化除杂
条件控制
获得产品
知识梳理—剖析工艺流程环节
条件控制
原料的预处理
净化除杂
分离提纯
产率计算
（2020全国Ⅲ） 某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体：
追踪元素：Ni
杂质元素：Al、Fe
如何除去杂质元素？同时保留追踪元素
历
年
杂
质
汇
总
2019全国I
Al203,Fe203,SiO2
Mg2B2O5 H20
MgO,H3BO3
2019全国III
MnO2(MnS)
Al ,Fe ,Si
Mg ,Zn ,Ni
MgSO4
2019江苏
CaSO4 2H2O
Al203,Fe203,SiO2
CaCO3,硫酸铵
试题来源
所含杂质
陌生物质
增加难度杂质
产品
2020全国I
V+3/+4/+5
价化合物
Fe3O4,SiO2
K,Mg铝硅酸盐
NH4VO3
2020全国III
NiSO4·7H2O
镍及氧化物
Al/Fe及氧化物
2020全国乙
TiO2
TiO2 ·XH2O
CaSO4
Al203,Fe203,SiO2,
MgO,CaO
XO,
SiO2, Al2O3,
Fe2O3, FeO
YO
H2SO4溶浸
X2+,Al3+,
Fe3+, Fe2+, Y2+
SiO2
CaSO4
PbSO4
氧化
X2+,Al3+,
Fe3+, Y2+
调pH
pH>3.2
X2+Al3+
Y2+
Fe(OH)3
pH>5.2
X2+
Y2+
Fe(OH)3
Al(OH)3
其他
方法
除去
Y2+
目的：除去Fe2+
条件控制
原料的预处理
净化除杂
获得产品
条件控制
原料的预处理
净化除杂
获得产品
Na2Fe6(SO4)4(OH)12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3
小结
条件控制
原料的预处理
净化除杂
分离提纯
产率计算
Fe3+, Al3+
调节PH沉淀法
Fe2+
氧化、调节PH沉淀法
Mg2+, Ca2+
氟化物沉淀（MgF2、CaF2）
Ca2+,Pb2+
CaSO4
PbSO4
活泼金属置换法（Zn）、重金属硫化物沉淀法（MnS、CuS）
真题赏析
2019年江苏卷 19
反应条件的控制
控制温度、压强
调节PH值
使用保护气
调整初始投料比
选择催化剂
实验室以工业废渣（主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：
（3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是 ____；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
温度控制
真题赏析
2019年全国卷Ⅲ 26
高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_____~6之间。
反应条件的控制
控制温度、压强
调节PH值
使用保护气
调整初始投料比
选择催化剂
萃取、反萃取
分液
过滤
洗涤
结晶
产品的分离提纯
①盐溶液的分离提纯方法：
蒸发结晶: 如粗盐提纯
蒸发浓缩、冷却结晶（趁热过滤）、过滤洗涤干燥
②过滤——固、液分离
③蒸馏——液、液分离
④分液——互不相溶的液体间的分离
⑤萃取（反萃取）——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
⑧沉淀的洗涤（冰水、热水洗涤或醇洗） 以及检验沉淀是否洗净
条件控制
原料的预处理
分离提纯
净化除杂
产率计算
条件控制
原料的预处理
产率计算
净化除杂
分离提纯
01
02
03
04
05
目录
教学策略
模型构建
难点突破
考点考向
知识梳理
化学方程式
的书写
氧化还原反应
复分解反应
真题赏析
2021年全国卷甲卷26
（2）以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物：再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总离子反应方程式为__________________________。
真题赏析
2020年全国卷Ⅰ 26
钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同时还有____离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式___________。
化学方程式
的书写
氧化还原反应
复分解反应
真题赏析
2020年全国卷Ⅲ 27
某弃油脂厂废的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）：
（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。
化学方程式
的书写
氧化还原反应
复分解反应
模拟题赏析
化学方程式
的书写
氧化还原反应
复分解反应
2CrO42-+3SO2+12H2O=2Cr(OH)(H2O)SO4+SO42-+2OH-
模拟题赏析
化学方程式
的书写
氧化还原反应
复分解反应
Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O
10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑
NH4HCO3制备碳酸盐MCO3↓同时生成CO2的 化学方程式、离子方程式的通式：
M2++2HCO3- = MCO3↓+H2O+CO2↑
MSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MCO3↓+H2O+CO2↑
原理分析：
HCO3-
+HCO3-
+M2+
+H2O+CO2↑
MCO3↓
补上NH4+和SO42-,即可得到化学方程式：
电离平衡
沉淀溶解平衡
化学试题曾有”沉钴,沉锰,沉铁(II),沉锶,沉钡,沉钙”等,均控制了pH,不易产生竞争反应,生成MCO3型碳酸盐.
(NH4HCO3):部分+2价金属离子的沉淀剂
回答下列问题：
（1）“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：
__________________________________________________________________。
（2）“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调解pH至11.6，依次析出的金属离子是__________________。
磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺流程条件下，有关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH见下表：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全（c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
非氧化还原型化学方程式书写
调pH除杂
TiO2
SiO2
Al2O3
MgO
CaO
Fe2O3
典例分析2-2021·全国乙卷·26
磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺流程条件下，有关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH见下表：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全（c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
（3）“母液①”中Mg2＋浓度为________________mol·L－1。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是___________。“酸溶渣”的成分是________、__________。
（5）“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是____________________________________。
1.0×10－6
硫酸或H2SO4
SiO2
CaSO4
TiO2＋＋(x＋1)H2O==TiO2·xH2O↓＋2H＋
信息型Ksp的相关计算
试剂选择和滤渣分析，绿色化学思想
水解型离子方程式书写，回归教材
pH至11.6
FeTiO3+4H++4Cl ===Fe2++TiOCl4 +2H2O
2
典例分析2-2021·全国乙卷·26
【例3 · 2021·河北卷】绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如下：
Fe和Cr（或Fe、Cr）
水浸
Mg(OH)2和Fe2O3
16NaHCO3 +4Fe(CrO2)2 +7O2 = 2Fe2O3 + 8Na2CrO4 + 16CO2+ 8H2O
Na2CO3
01
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目录
教学策略
模型构建
难点突破
考点考向
知识梳理
形式一：
形式二：
模型构建—认识工业流程的表现形式
模型构建—工艺流程的三个命题方式
题型模型---能力提炼
类型一　物质制备类化工流程题
2020年
类型一　物质制备类化工流程题
2019年
题型模型---能力提炼
类型二　提纯类化工流程题
题型模型---能力提炼
类型三　理论渗透类化工流程题
2020年
题型模型---能力提炼
Ⅲ
思维模型-四线分析法
试剂线
操作线
杂质线
产品线
关键词
加入什么试剂，发生什么反应，采取什么操作，
得到什么杂质，流出什么溶液，得到什么产品
信息抓取
证据推理
语言表征
评价分析
计算能力
思维模型---分析与推测能力
方法模型-题型设问角度分析
01
02
03
04
05
目录
教学策略
模型构建
难点突破
考点考向
知识梳理
策略1- ---元素守恒观念
策略2- ---前后关联观念
策略3- ---渣液分析与物质循环理念
策略4- ---预处理过程中物质变化观
解题策略与方法
策略5- ---工艺流程评价
【2020·全国卷Ⅲ·27（6）】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是__________。
提高镍的回收率
模型：原料利用率、成本
策略6- ---循环利用理念
【2021·河北适应性化学·16（1）】合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下：
（5）“蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回 工序循环使用。
浸取
返回工序
本着一切反应或操作都是为了获得产品而服务，克服畏难心理，认真读题，善于从题目或问题中获取信息来帮助解题。
20%
50%
快速浏览题目，了解流程目的和题目设问情况。设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。
重视基础，正确建立新信息与已有信息知识的联系，用于答题。注意答题语言的规范性
小结
化工工艺与流程
90%

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