高三化学一轮复习 工艺流程解题策略 课件.pptx
工艺流程解题策略,方法的传授不可以一次完成,需要有心人不断去揣摩内化,年年题相似 岁岁坑不同 跳出题海 构建思维模型 以不变应万变,一、工艺流程必备知识,工艺流程题分为三大部分,原料预处理、核心化学反应、产品分离提纯,（一）原料预处理,1、研磨、粉碎、喷洒、雾化：将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化 目的：增大反应物的接触面积，加快反应速率增大接触面积：固体粉碎、研磨； 液体喷洒； 气体用多孔分散器等2、浸出(即浸取/溶解)：向固体中加入适量溶剂，使可溶性的物质溶解或反应进入溶液。 (1) 水浸：用水溶解，使原料变成离子进入溶液。(2) 酸浸：用酸溶解使固体变成可溶性的离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。(3) 碱浸：用碱溶解除去杂质或除去表面的氧化膜或油污(酯)。例如：除去铝片氧化膜，溶解 铝、二氧化硅等。(4) 醇浸：提取有机物。3、浸出率(浸取率)：实际浸取量与理论浸取量的比值 。 提高浸出率的方法：适当升温(加热)、搅拌、粉碎(研磨)、增大反应物(酸、碱)的浓度。4、灼烧(焙烧、煅烧)：改变固体物质的结构和组成，使其可溶于酸碱或水，或使固体物质在 高 温下氧化、分解。 如：金属硫化物，使S元素SO2 ，从海带中提取碘时灼烧就目的是除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。,（二）核心化学反应-反应条件的控制,1、控制体系的温度(1) 加热或高温：加速溶解、加快反应速率或促进平衡移动。(2) 保持低温：防止某物质在某温度时挥发、分解。(3) 控范围：温度过低：反应速率太慢 温度过高：a、会分解 (如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等) b、会挥发 (如：醋酸、HCl、液溴、乙醇等) c、 浸出率(产率)会降低 d、I2 会升华 e、催化剂逐渐失活2、控体系的环境氛围(1) 干燥的酸性气流氛围:制备无水晶体时抑制水解并带走因分解产生的水汽。如：在 干燥的HCl 气流中制备无水FeCl3晶体。(2) 还原性氛围：防止(还原性物质)被氧化如：加入Fe 粉防止 Fe2+被氧化。3、加过量试剂：使反应进行完全(或增大转化率、产率)等。,1、调pH除杂：控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀，过滤除去； 调节 pH 所需的物质一般应满足两点： 能与 H反应，使溶液 pH 值增大；不引入新杂质 如：Cu2溶液中混有Fe3，可加入 CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3 来调节溶液 的 pH 值，使Fe3的水解平衡正向移动，转化为 Fe(OH)3沉淀而除去。,（三）产品分离提纯,2、蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl（适用于只有一种溶质）3、冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的物质、易水解的物质或含结晶水的化合物（适用于只有一种溶质）。如：KNO3、FeCl3、CuSO45H2O。4、蒸发浓缩、冷却结晶：溶解度随温度变化较大的物质是主体，溶解度随温度变化不大的物质是杂质（或溶解度随温度升高而减小的物质是杂质，如:Ca(OH)2）。 例：KNO3(NaCl)：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。,5、蒸发浓缩、趁热过滤：溶解度随温度变化不大的物质是主体（滤渣），溶解度随温度变化较大的物质是杂质（滤液）（此类问题要注意分清保留的主体是滤液还是滤渣） 例：NaCl (KNO3)：蒸发结晶，趁热过滤、洗涤、干燥 (杂质留在母液中) 。6、重结晶(冷却结晶)：将晶体溶于溶剂，又重新从溶液中结晶的过程 利用混合物(一般为两种物质组成的混合物)中各组分在某溶剂中溶解度不同。,7、其他（1）趁热过滤的目的：过滤一种晶体的过程中，防止因降温而析出另一种晶体杂质，影响产品的纯度。 如：NaCl (KNO3)；（2）过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的是什么)? 洗去晶体表面吸附的可溶性的杂质离子 (Na、Cl等),（3）洗涤沉淀的方法是什么？ 沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复 23 次（4）怎样判断沉淀是否洗涤干净？（硫酸钡表面附着Cl-） 取最后一次洗涤液少量于试管中，先加稀 HNO3 再加AgNO3 溶液，若无白色沉淀，则证明沉淀已洗涤干净。,（5）用特定试剂洗涤晶体a、冰水洗涤晶体：既能洗去晶体表面的杂质离子，又能防止晶体在洗涤过程中因溶解而损耗。b、NaClO3(KCl）:用饱和NaClO3溶液洗涤。用物质本身的饱和溶液洗涤可以使因溶解造成的损失降到最低（同离子效应）,c、有机溶剂洗涤晶体：既能防止晶体在洗涤过程中的溶解而损失，又能除去晶体表面的水分和可溶性的杂质，有机溶剂易挥发，晶体容易干燥。例如：乙醇。实例：用酒精洗涤硫酸亚铁铵晶体 a:既降低晶体因溶解而造成的损失，b:可以除去表面的水分，c:酒精易挥发，易干燥。,（6）减压蒸发（蒸馏/干燥）：减压，水的沸点降低，低于晶体的分解温度，可 以防止晶体分解（7）离子的检验方法：取、加、若、则。 以SO42的检验为例：取少量样品于试管中，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液， 若有白色沉淀产生，则证明有SO42。,例1工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属，回收流程如下：,已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下：,(2) 为了除去 CaSO4，将浊液加 热到 80 _。（操作）,趁热过滤防止降温杂质析出，影响产品纯度防止降温产品析出造成损失,趁热过滤,例2：,2 Fe3+ + 2 OH = 2 Fe2+ + O2 + 2H+,从图1可知，020 min，4050，升高温度化学反应速率应该加快； 但是50时，温度升高羟基自由基发生猝灭（或温度升高过氧化氢分解产生氧气），导致c(OH)下降，所以，温度从40上升到50，反应速率基本不变。 （2分）,例3 亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下： (4)NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO23H2O。上述生产中由NaClO2溶液得NaClO23H2O粗晶体的实验操作依次是_(填字母序号)。A.蒸馏 B.蒸发 C.灼烧 D.过滤 E.冷却结晶要得到更纯的NaClO23H2O晶体必须进行的操作是_(填操作名称),重结晶,B E D,例4、某实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔(NH4)2SO4FeSO46H2O的实验：,问题：反应后的溶液经蒸发等操作所得固体，用乙醇洗涤的目的是_？,解析：由于莫尔盐属于无机盐，在水中的溶解度大于在乙醇中，用乙醇洗涤可以降低莫尔盐因为溶解而造成损失；其次，由于水易溶于乙醇，用乙醇可以除去水，并把可晶体表面的杂质“冲走”；另外，酒精易挥发，很容易使晶体保持干燥。,可降低莫尔盐因为溶解而造成损失；可除去表面的水分和一些杂质；酒精易挥发，晶体容易干燥。,例5：,4.7,Al(OH)3、Fe(OH)3,升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体,例6：CoCl26H2O是一种饲料营养强化剂。可由水钴矿主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等制取，其工艺流程如下：已知CoCl26H2O熔点为86，加热至110120时，失去结晶水生成CoCl2,问题：实验操作“操作1”为_、_、过滤和减压烘干；制得的CoCl26H2O在烘干时需减压烘干的原因是_。,蒸发浓缩,冷却结晶；,降低烘干温度，防止产品分解；,解析：减压，水的沸点降低，而晶体的分解温度高于减压后水的沸点温度，在除去水的同时，可以防止晶体分解。,原料(固体混合物),浸出,过滤,除杂,分离得产品,沉淀剂、氧化剂、还原剂、萃取剂、酸溶液、碱溶液、酸碱调PH,滤渣,酸溶液、碱溶液、氧化剂、还原剂,试剂选择、陌生方程式书写、速率平衡、实验操作,影响浸出（速）率的因素,滤渣的成分,基本分离除杂操作(沉淀、结晶、萃取分液),二、工艺流程题结构特点和考察要点,1、粗读题头-懂“目的”(粗读题头的文字描述，明确原料成分和生产目的),三、读题技巧-三步一回头,2、略看流程-建“印象”(心中建立流程的大体走向，判断工艺复杂与否),4、细读流程-思“转化”(结合设问回头细读流程，按要求填空),3、速读设问-拿“分数”(与流程无关的的空先填上，再做与流程、信息有关的题目),例7,四、典例分析,+3,NaOH溶液；Na2CO3溶液,Cl2,2NaClO3+SO2+H2SO42NaHSO4+2ClO2,2NaOH+H2O2+2ClO22NaClO2+O2+2H2O,1：2,O2,1gNaClO2的物质的量,1/90.5 mol,电子转移数目相等，NaClO2Cl4e，Cl22Cl2e,1.57,防止思维定势,看操作断产物,例8,+3,Al(OH)3 CoCO3 Li2SO4,2Al+2OH+2H2O2AlO2+3H2,2LiCoO2+H2O2+3H2SO4,Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O,2H2O2,2H2O+O2,有氯气生成、污染较大,CoSO4+2NH4HCO3CoCO3+（NH4）2SO4+CO2+H2O,课堂小结,1、粗读题头-懂“目的”2、略看流程-建“印象”2、速读设问-拿“分数”3、细读流程-思“转化”,一、读题技巧,(三看),看”箭头进出”：(理解反应物、生成物、回收、循环等概念),看”操作方法”：区分物理过程还是化学变化，以此判断产物(物理操作：蒸馏、结晶、过滤、分液等),看”中心元素走向”：(建立相关产物转化关系模型),关注价态变化：(非)氧还,转化关系,先关注首尾全局，再关注中间环节先关注元素走向，再关注价态变化,二、思路强化,1、关注流程中”箭头”的指引作用。2、体会流程中“操作”的提示作用。3、建立”结合流程、信息分析产物”的意识，避免定势思维的干扰。 例如：不能认为H2O2一直作氧化剂，有的时候还做还原剂。 4、物质的转化和走向是题目的主线，要学会用横线、圆圈、箭头等方式标记 关键信息，简化流程，紧扣步骤目的，综合分析物质的变化及走向。5、电解原理一般规律：阳极出”氧卤”，阴极出”金氢” 反思维定势：流程中设计电解，常出现一极正常，一极反常。,课后建议,1、工艺流程题虽然会涉及一些陌生物质，但常见物质的转化关系仍是问题的主体，如果对常见物质的性质保持敏感，会大大提升分析问题的效率和准确性。2、以常见元素为索引，熟悉常见物质的性质是提升做题能力的最佳方法。（1）常见元素：H B C N O Cl Br I Na Mg Al Ca Cr Mn Fe Cu Zn Ag Ba Pb（2）对常见物质造句，熟悉物质的性质例如：.是一种具有.（氧还性质、离子平衡性质、特色性质）的物质。 H2O2是一种具有氧还性、微弱电离能力、受热易分解的物质。,
