高中化学实验解题指导1概要优秀PPT.ppt
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1、1混合物中分别、提纯某一物质2利用某些物质制备另一物质三、化学工艺流程题三、化学工艺流程题中学化学试验解题指导21、除杂、分别、提纯类工艺流程题(1)找出要得到的主要物质是什么,混有哪些须要除去的杂质;(2)细致分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物;原则:留意所加试剂的先后依次凡是加入的试剂都要过量,以达到完全除杂的目的被提纯的物质可短暂转化为其他形式,但最终确定要复原原态如:粗盐(Ca2+,Mg2+、SO42-等)精盐所选试剂:A.Na2CO3、B.NaOH、C.BaCl2、D.盐酸依次:.Na2CO3确定在BaCl2之后;.盐酸最终加入三、化学工艺流程题中学化学试验解
2、题指导31、除杂、分别、提纯类工艺流程题反应类型:.发生复分解反应,溶解或沉淀或沉淀的转化.发生氧化还原反应,主要是一些有变价的元素金属:Fe:FeFe2+Fe3+(FeFeOFe2O3/Fe3O4)Cr:Cr3+Cr2O72-/CrO42-Co:Co2+Co3+Ni:Ni2+Ni3+V:VO+/V2O3VO2+/V2O4(VO2)+/V2O5Mn:Mn2+Mn2O3MnO2Mn2O5MnO42-MnO4-Cu:CuCu+Cu2+1、除杂、分别、提纯类工艺流程题非金属:N:NH3N2N2ONON2O3NO2/N2O4N2O5S:H2SSS2O32-SO2S2O62-SO3/H2SO4Cl:Cl
3、-Cl2ClO-/Cl2OClO2-ClO2ClO3-ClO4-价态规律:(1)性质规律:低价态有还原性,高价态有氧化性(2)反应规律:中间价态低价态+高价态(歧化反应)低价态+高价态中间价态(归中反应)不同元素间发生氧化还原反应:如Fe3+与Cu,MnO2与FeSO4、Cu2S(酸性条件):2FeSO4+2H2SO4+MnO2=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O;Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2MnSO4+2CuSO4+S+4H2O同一元素间:三、化学工艺流程题中学化学试验解题指导4三、化学工艺流程题中学化学试验解题指导51、除杂、分别、提纯类工艺流程题.调整溶液pH,使离子完全
4、沉淀,不使离子沉淀.置换反应,如:Zn置换出Cu、Ni、Cd等.由于不同物质在水中的溶解度不同而析出(通常不生成明显的沉淀),如“侯氏制碱”。NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl(NaHCO3的溶解度较NaCl、NH4Cl的溶解度小得多,从而析出NaHCO3晶体)三、化学工艺流程题中学化学试验解题指导61、除杂、分别、提纯类工艺流程题(3)思索要用什么样的方法(分液、萃取、蒸馏、(趁热)过滤、结晶(重结晶)等)才能将杂质除去。分析每一步所加试剂或操作的目的。分液:原理:两种互不混溶的液体分别开仪器:分液漏斗、铁架台萃取:原理:某种溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解度不同仪器:
5、分液漏斗、铁架台操作:检漏、装液、振荡、静置、分液,蒸馏三、化学工艺流程题蒸馏(分馏):原理:混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,渐渐蒸馏出沸点依次上升的物质,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合仪器:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶、铁架台中学化学试验解题指导7若温度计水银球位置偏高或偏低会造成什么影响?过滤:原理:分别固液不相容的混合物仪器:一般漏斗、玻璃棒、烧杯操作:一贴、二低、三靠三、化学工艺流程题中学化学试验解题指导8三、化学工艺流程题溶解度三、化学工艺流程题结晶:.单一溶质:A.得到溶解度随温度上升而几乎不变更(减小)的溶质:蒸发浓缩至有大量晶体析出,停止加热,利用
6、余热将固体蒸干;如NaCl溶液B.得到溶解度随温度上升而增大的溶质:蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥;如KNO3溶液中学化学试验解题指导10三、化学工艺流程题结晶:.多种溶质:A.得到溶解度随温度上升而增大的溶质蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥KNO3(NaCl)B.得到溶解度随温度上升而几乎不变更(减小)的溶质蒸发浓缩结晶趁热过滤(保温抽滤/加水:防析出晶体;对应酸或碱:防水解)得到溶解度受温度影响小的晶体(如NaCl)NaCl(KNO3)C.得到两种晶体蒸发浓缩结晶趁热过滤(加水)得到溶解度受温度影响小的晶体(如NaCl);滤液:冷却结晶过滤洗涤干燥得到溶解度随温度上升而增大的溶质(如KNO3)K
7、NO3/NaCl)中学化学试验解题指导11三、化学工艺流程题甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300400左右分解。.试验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2。试验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为121.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。(1)过氧化氢比理论用量稍多,其目的是_。(2)反应温度最好限制在30-70之间,温度不宜过高,其主要缘由是_。(3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S
8、溶液,加硫化钠的目的是_。(4)试验时需强力搅拌45min,其目的是_;结束后需调整溶液的pH78,其目的是_。最终经结晶分别、干燥得产品。三、化学工艺流程题、某探讨性学习小组用工业碳酸钙、某探讨性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为主要成分为CaCO3;杂质为:;杂质为:Al2O3、FeCO3)为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合右图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的右图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(起起先沉淀的先沉淀的pH按金属离子浓度为按金属离子浓度为1.0
9、molL-1计算计算),现供应的试剂有:,现供应的试剂有:a.甲酸钠,甲酸钠,b.5molL1硝酸,硝酸,c.5molL1盐酸,盐酸,d.5molL1硫酸,硫酸,e.3%H2O2溶液,溶液,f.澄清石灰水。澄清石灰水。请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的试验步骤:请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的试验步骤:步骤步骤1.称取称取13.6g甲酸钠溶于约甲酸钠溶于约20mL水,配成水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用。待用。步骤步骤2._。步骤步骤3._。步骤步骤4.过滤后,将滤液与甲酸钠溶液混合,过滤后,将滤液与甲酸钠溶液混合,调整溶液调整溶液pH 78,充分搅
10、拌,所得溶液,充分搅拌,所得溶液经蒸发浓缩、经蒸发浓缩、_、洗涤、洗涤、60时时干燥得甲酸钙晶体。干燥得甲酸钙晶体。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Al33.05.0Fe25.88.8三、化学工艺流程题【答案】.(1)使甲醛充分氧化,提高甲醛的利用率和产品纯度(2)H2O2受热易分解,甲醛受热挥发(3)除去重金属离子(4)使反应物充分接触,提高产率;抑制甲酸钙水解(或除去甲酸).步骤2:用稍过量HNO3溶解CaCO3样品步骤3:滴入适量H2O2,利用澄清石灰水调整pH为5左右步骤4:趁热过量三、化学工艺流程题试验室利用电石渣(主要含CaO、CaC2及少量C、SiO2)为原
11、料制备氯酸钾的试验流程及相关物质的溶解度如下:几种物质溶解度与温度的关系温度010203040S(CaCl2)/g59.564.774.5100128SCa(ClO3)2/g209S(KClO3)/g3.35.27.310.213.9三、化学工艺流程题(1)化灰池中CaC2与水反应的化学方程式为_。(2)在80氯化时产生氯酸钙及氯化钙的化学方程式为_;除去溶液中多余的氯气的简洁方法是_。(3)饱和KCl溶液能与氯酸钙反应的缘由是_。(4)滤渣中的成分主要是_(写化学式);从过滤后的溶液中获得KClO3晶体的方法是_、_、洗涤、烘干。三、化学工艺流程题【答案】(1)CaC2+2H2OCa(OH)
12、2+HCCH(2)6Cl2+6Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O;加热溶液(3)KClO3的溶解度比Ca(ClO3)2小(4)C、SiO2;蒸发结晶、趁热过滤三、化学工艺流程题留意:晶体在析出时若含有结晶水时,常常遇到以下情形:(1)若该晶体易失去结晶水:蒸发浓缩至有晶膜出现停止加热,防止失去结晶水;或蒸发至特定温度,得到含有特定结晶水的晶体。(2)若是最终又须要由含结晶水的晶体,再得到固体粉末,同样须要考虑选择适宜的温度,避开流程中消耗热能过多。例题中学化学试验解题指导18三、化学工艺流程题1、(2008广东19)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸
13、钠(纯度约98)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质,提纯工艺路途如下:中学化学试验解题指导19三、化学工艺流程题已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变更的曲线如下图所示(1)滤渣的主要成分为_。(2)“趁热过滤”的缘由是_。(3)若 在 试 验 室 进 行“趁 热 过 滤”,可 实 行 的 措 施 是_(写出1种)。(4)若“母 液”循 环 运 用,可 能 出 现 的 问 题 及 其 缘 由 是_。中学化学试验解题指导20三、化学工艺流程题答案(1)滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3。(2)使 析 出 的 晶 体 为 Na2CO3H2O,防 止 因
14、温 度 过 低 而 析 出Na2CO310H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长。(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤。(4)溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质;缘由:“母液”中,含有的离子有Ca2+,Na+,Cl-,SO42-,OH-,CO32-,当多次循环后,运用离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀。中学化学试验解题指导21三、化学工艺流程题2、物质制备类工艺流程题(1)确定要制备什么物质(目标产物),留意产品的已知的特殊性质或隐含的特殊性质,制备时须要实行特殊的措施。如:.易潮解:制备产品时必需是在无H2O环境中(可以在爱护
15、气或某些特殊的气流中制备,如由AlCl3溶液制备AlCl3固体时可在HCl气流下。.受热易分解的产物:可能要低温烘干、减压烘干、减压蒸发等;.特殊留意元素的化合价,充分利用价态规律:高价态有强氧化性;低价态有还原性;中间价态既有还原性又有氧化性,易发生歧化反应。因此,具有强氧化性、强还原性的物质应避开发生氧化还原反应而引起产物不纯或环境污染等,如制备Na2S晶体时须要在N2爱护气下制备;制备Na2S2O3时应在碱性条件下;酸化Cr2O72-、Co3+时应选用H2SO4酸化,而不用HCl酸化等。中学化学试验解题指导22三、化学工艺流程题(2)分析流程中的各个步骤,从以下几个方面了解流程:加入某些
16、物质或限制反应的条件:有哪些物质参与反应,滤液与滤渣分别是什么,反应方程式是什么?上述措施对制备产品有什么作用,会造成了什么后果?(3)从问题中获得信息,帮助解题。物质制备类型的化学工艺流程题往往也伴随着除杂、分别、提纯的试验操作。中学化学试验解题指导23三、化学工艺流程题1菱锰矿的主要成分是碳酸锰,还含Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某 化 工 厂 用 废 盐 酸(质 量 分 数 约 20%)与 菱 锰 矿 制 备MnCl24H2O(106时失去一分子结晶水,198时失去全部结晶水而成无水物),部分工艺流程如下:中学化学试验解题指导24三、化学工艺流程题(1)废盐酸与菱镁矿中碳酸锰
17、反应的化学方程式为_。(2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示,工业接受的是浸取60min,其可能缘由是_。(3)图中“净化剂X”可能是_。(4)过滤4获得的盐Y,其主要成分是_。(5)浓 缩 结 晶 时,必 需 一 出 现 晶 膜 马 上 停 止 加 热,其 缘 由 是_。中学化学试验解题指导25三、化学工艺流程题解析(3)因为不能引入新的杂质,所以“净化剂X”是MnCO3。(4)依据转化图可知,此时留在溶液中的阳离子除了锰离子外,主要就是镁离子,所以Y是硫酸镁。(5)MnCl24H2O在加热时简洁失去结晶水,导致产品不纯。答案(1)MnCO32HCl=MnCl2CO2H2O(2)6
18、0min后,再延长浸出时间,增大生产成本,而浸出的增量不明显(3)MnCO3(4)硫酸镁(MgSO47H2O)(5)水分很少时,最终得到的可能是失去部分结晶水的氯化锰中学化学试验解题指导26三、化学工艺流程题2、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。中学化学试验解题指导27三、化学工艺流程题(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_(填代号)。a.84消毒液(NaClO溶液)b.双氧水c.二氧化硫d.75%酒精(2)高锰酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不须要棕色试剂瓶的是_(填代号)。a.浓硝酸b.硝酸银
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