导图社区 高中化学-化工流程与实验
这是一篇关于高中化学-化工流程与实验的思维导图，主要内容有工业流程、实业、示例、评价与处理等。
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化工流程与实验
工业流程
流程
预处理
粉碎、雾化
增大接触面积、充分反应、加快速率
焙烧
改变物质结构便于酸浸
（矿渣包含γ-Al2O3）
无氧焙烧的目的是改变矿物结构，将γ-Al2O3转化为α-Al2O3
将还原性物质（C、S）氧化除去
除去碳及有机物
粗提取
浸取
酸浸
酸浸时加入过量强酸的目的是
抑制抑制金属水解
提高浸取率，使原料充分溶解
提高氧化剂的氧化性
碱浸
盐浸
除杂
调pH
改变离子形态
溶液中含有Fe2+，加入过氧化氢
目的是将Fe2+氧化为Fe3+便于水解沉淀除去
加入过氧化氢后温度不能过高，理由是过氧化氢受热易分解
溶液中含有Fe3+，即使没有升温过氧化氢仍然大量分解，原因是Fe3+作催化剂
加沉淀剂
加热除挥发性物质
煮沸的目的是除CO2、HCl
制备
投料
滤液主要成分为CaCl2，目的是制备碳酸钙
加入碳酸铵的同时加入少量氨水的目的是
抑制碳酸铵的水解，促进Ca2+的沉淀
向反应体系（如固体体系、液体体系）中通入气体参与反应，除了参与反应本身的作用外，还有的作用是
起搅拌作用，加快反应速率
对Al2O3高温灼烧制备AlN
反应后继续通一段时间氧气的目的是
除去过量的碳，提高AlN纯度
浓硫酸如果过量会导致产物产率下降，原因是
产物与浓硫酸反应生成硫酸氢盐
反应条件
保护
还原性环境
加入过量铁粉/尿素等
防止还原性产品被氧化
通入还原性气体排空
pH
酸性环境防止金属水解
控制温度
分离
结晶
氯化物产品蒸发结晶需要在HCl气流下进行
目的是抑制水解
有机物产品进行结晶时要蒸出溶液中乙醇等有机溶剂，目的是
降低有机产品溶解度提高产率
过滤
减压过滤
装置
使用
优点
过滤速度较快，得到产品较干燥
再过滤
过滤后用滤液冲洗烧杯中残留的晶体，再次过滤，目的是减少损失，提高产品产率
用滤液而不是冷水，目的是减少产品的溶解损失
萃取
正萃取
反萃取
液化
对一个收集容器进行冰水浴的目的是
使得SO3、NO2、NH3等易液化气体液化
分液
蒸馏
升华
电解
以石墨作电极的电池若氧离子在负极失去电子，则负极产生的气体可能有
O2、CO、CO2
提纯
实验
制备实验
粗制备
装置搭建
装置选择
检查装置气密性
该装置检验气密性的方法是
关闭K，在C中加入少量水，浸没长导管口，用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成水柱，则证明装置的气密性良好
控制氯气和空气反应体积比的方法是
通过观察b中产生气泡的速率调节通入空气的流速
装置b的作用是
便于观察气泡，控制气体流速
便于气体充分混合
判断c中反应完全的现象是
c中导管出现大量气泡
反应时温度计玻璃泡在液面以下
分液漏斗插入液面内的作用
有利于液体充分混溶
防止挥发性气体从分液漏斗中逸出
尾气处理
反应结束后向装置中持续通入一段时间氮气，目的是
将装置内的污染性气体充分送入尾气吸收装置吸收
已知3-苯基乳酸微溶于水。溶液中制备3-苯基乳酸后加入乙酸乙酯的作用是
溶解未溶解的3-苯基乳酸，同时萃取水中微量的3-苯基乳酸
蒸馏时温度计玻璃泡在支管口处
蒸馏为了提高产品产率在接收瓶处采取的措施
对接收瓶进行冷水浴减少产品气体挥发
操作
重结晶
溶解
溶解后向烧杯中加入少量蒸馏水的目的是
减少产品因溶解不充分造成的损失
溶解后向溶液中加入活性炭的目的是
吸附色素等杂质
蒸发浓缩
趁热过滤
冷却结晶
纯度测定
探究实验
实例
高炉炼铁
原理
评价
成本
原料成本
调节环境的酸碱避免中和损失
进行副产物的循环利用
工业用酸的成本
硫酸
原料直接能从自然界中获取，成本低
盐酸
用氯气和氢气化合，两个原料都要通过电解得到，能耗大，成本高
能耗
保证生产效率的前提下尽量低温生产
使用催化剂等降低所需的反应温度
污染
使用过氧化氢绿色氧化剂
避免污染性气体（Cl2，NOx，SO2，H2S等）的产生与使用
效益
产率
原子利用率
处理
处理方法
浸取/投料
提高浸取率/浸取速率的措施
粉碎、搅拌、升温、增加酸/碱浓度
酸的选择
硝酸
氧化性
易挥发；反应产生污染性NOx
此可为不用硝酸的理由
*氧化酸浸，硝酸可用硫酸+过氧化氢替代
稀硫酸
一般不体现氧化还原性
还原性
易挥发；反应产生污染性Cl2
此可为不用盐酸的理由
*还原酸浸，盐酸可用硫酸+过氧化氢替代
酸的量
过量
有利于产物充分浸出
抑制金属离子水解
增加硝酸/硫酸的氧化性
增加盐酸的还原性
不过量
防止杂质随产物一同浸出（如硝酸和Pb、Ag）
碱浸/碱熔
碱浸/碱熔后调pH为中性除去Al、Si
除油污
除铝片的氧化膜
加盐
干燥盐（生石灰、MgSO4、CaCl2、NaCl）
吸水干燥
非干燥盐
NaCl
过滤时增大水层极性，降低有机物溶解度
分液时增大水层密度，利于分层
反应催化剂
Na2CO3
去油污
NH4Cl
当酸用，除去金属表面氧化膜
金属高温加热时可能用该粉末
加还原剂
防止还原性产物被氧化损失
氧化二价铁
调节pH
调节pH后持续加热/搅拌
作用是使胶体聚沉易于过滤分离
F-
除Ca、Mg
S 2-
除Cu等
*沉淀转化：MnS->CuS
作用是生成更难溶的CuS便于除杂
HCO3-
作用是调节pH与金属离子生成MCO3沉淀
不加CO3 2-的原因是碱性太强容易生成氢氧化物
搅拌
作用
散热
防暴沸
加快反应速率
蒸发
蒸发结晶
无结晶水
氯化水解盐
在干燥HCl气流保护下蒸干
或与SOCl2液体共热
加热促进SOCl2水解，产生HCl抑制氯化盐水解
玻璃棒搅拌，蒸发皿出现大量固体时停止加热，用余热蒸干，无需过滤
有结晶水
玻璃棒搅拌，液体表面出现晶膜时停止加热
蒸发后已部分水解，故要加入过量盐酸，再冷却热饱和溶液得到带结晶水的盐
加入碎瓷片、沸石、分子筛、玻璃纤维等
吸收多余热量，提供气化中心
搅拌器搅拌散热
间接加热（水浴、油浴）
降低反应速率
加入碎瓷片
液体中
固体中
催化剂
积蓄热量促进反应发生
如果忘记加入，应冷却后补加
方法
增大溶解度
除去溶解气体
抽滤
加速过滤，得到较干燥的晶体
注意事项
洗涤液从抽滤瓶上口倒出
过滤溶液为强酸/强碱/强氧化性时用玻璃纤维替代滤纸，或用砂芯漏斗替代布氏漏斗
子主题
洗涤
沿玻璃棒向漏斗中加洗涤剂至浸没沉淀，待水滤出后重复2-3次
试剂选用
冷水
热水
醇
减少溶解损失
乙醇易挥发，带走表面水易于干燥
饱和溶液
洗涤的作用
除去易溶于洗涤剂的杂质
洗涤检验
取最后一次洗涤液于试管中进行离子检验
干燥
低温烘干/减压烘干
降低烘干所需温度，防止失去结晶水或产物分解
灼烧
仪器：坩埚、高温炉
不用碳还原氧化铁的原因
生成物混有碳杂质
生成CO污染空气
固体混合物单独研碎再混合
灼烧前用酒精润洗，便于灼烧
注意通风防止火灾
常见吸收剂
固体（用球形干燥管）盛装
碱石灰
无水CaCl2
P2O5
*Na2O
不能用于吸收水蒸气，因为其吸水变为糊状，不利于气体排出
环境控制
酸碱性
强酸性环境
有利于抑制水解
有利于溶解金属
有利于氧化性物质发挥作用
强碱性环境
有利于促进水解
有利于吸收酸性气体
沉淀算pH范围
对于M(OH)n
氧化还原性
有利于保护还原性离子不被氧化
其他离子环境
S2-环境
除Cu2+、Ni2+等
氨环境
络合作用溶解Cu2+、Ag+等
气体环境
保护气
排空气防止可燃性气体爆炸
防止反应过程中水解氧化
将气体送到后续装置中使其被完全吸收
防止倒吸
防止末端进入空气使产物氧化水解
气体流速
获得平稳气流
减慢反应速率
反应物分次加入等
控制反应温度
水浴等
气体验纯
可燃性气体点燃前在尾管验纯
溶液中鼓入气体
观察气体流速
起搅拌作用加速反应
（N2）赶走溶液内溶解的气体
低温
反应物分次加入/缓慢加入反应物
冰水浴
搅拌散热
饱和食盐水代替水
抑制水解
减慢速率
平衡移动
防分解
防挥发/增大气体溶解度
降低固体溶解度分离杂质/析出产物
使SO3、NO2、NH3等易液化的产物液化
高温
浓硫酸分次加入
加热
促进平衡移动
促进水解生成沉淀
促进胶体聚沉
控制反应速率
提高反应速率
降低温度
缓慢通入气体
