第十三章实验探究化工工艺流程模拟实验优秀PPT.ppt

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1、第十三章 实验探究化工工艺流程模拟实验第一页，本课件共有19页从溶液中得到晶体：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。在写从溶液中得到晶体：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。在写某一步骤是为了除杂时，应该注明某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去是为了除去XXXX杂质杂质”，只写，只写“除杂除杂”的回答是不给分的；看清楚是写化的回答是不给分的；看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平等等。学反应方程式还是离子方程式，注意配平等等。第二页，本课件共有19页【实验探究实验探究1 1】七水合硫酸亚铁（七水合硫酸亚铁（FeSOFeSO4 47H7H2 2O O）是一）是一 种重要的食品或饲料添加剂、颜料及电子

2、工业的原材种重要的食品或饲料添加剂、颜料及电子工业的原材 料。其实验室中常采用如下流程来制备：料。其实验室中常采用如下流程来制备：第三页，本课件共有19页已知硫酸亚铁的溶解度（已知硫酸亚铁的溶解度（S S）随温度变化的曲线如图所）随温度变化的曲线如图所示：示：第四页，本课件共有19页回答下列问题：回答下列问题：（1 1）向铁屑中加入热）向铁屑中加入热NaNa2 2COCO3 3溶液的目的是溶液的目的是 。（2 2）加入）加入“过量稀硫酸过量稀硫酸”的实验操作明显不合理，原因的实验操作明显不合理，原因是是 。（3 3）某同学认为铁屑与硫酸反应不需要精确温度，因此）某同学认为铁屑与硫酸反应不需要精

3、确温度，因此不必使用热水浴加热，可改用酒精灯直接加热来维持反应不必使用热水浴加热，可改用酒精灯直接加热来维持反应温度，该做法的不妥之处是温度，该做法的不妥之处是 。（4 4）“趁热过滤趁热过滤”后的滤液有时略显黄色，其原因是后的滤液有时略显黄色，其原因是（用离子方程式表示）（用离子方程式表示）。第五页，本课件共有19页（5 5）若需从硫酸亚铁溶液中结晶出）若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSOFeSO4 44H4H2 2O O，应，应控制结晶和过滤的温度（控制结晶和过滤的温度（t t）范围为）范围为 。（6 6）已知：）已知：FeSOFeSO4 47H7H2 2O O（s s）FeSOFeSO4

4、4(s)+(s)+7H7H2 2O(g)O(g)H H1 1=+468.75 kJ/mol=+468.75 kJ/molFeSOFeSO4 47H7H2 2O O（s s）FeSOFeSO4 4H H2 2O O（s s）+6H+6H2 2O(g)O(g)H H2 2=+416.35 kJ/mol=+416.35 kJ/mol写出写出FeSOFeSO4 4H H2 2O O加热脱水生成无水加热脱水生成无水FeSOFeSO4 4的热化学方程的热化学方程式：式：。第六页，本课件共有19页解析解析 （1 1）结合实验目的）结合实验目的、流程可流程可知知向废铁屑向废铁屑中中加入热加入热碳酸钠溶碳酸钠溶

5、液 液的目的是利用溶的目的是利用溶液 液的碱性，促进油污水解，的碱性，促进油污水解，以除去铁屑表面的油污以除去铁屑表面的油污。（2 2）硫酸过量，铁完全转化为）硫酸过量，铁完全转化为FeFe2+2+，在 在此环境此环境中中易被易被氧化成氧化成FeFe3+3+而无法而无法制制得纯净的硫酸亚铁得纯净的硫酸亚铁。（3 3）采用酒精灯）采用酒精灯直直接加热，接加热，一 一是不易控是不易控制制反应温度，反应温度，二是因反应二是因反应中中有氢气生成，明火加热可能引起爆有氢气生成，明火加热可能引起爆炸。炸。（4 4）滤）滤液 液显黄色，是因为过滤时显黄色，是因为过滤时FeFe2+2+被空气被空气中中的的O

6、O2 2氧氧化成化成FeFe3+3+的结果的结果。（5 5）由图）由图知知硫酸亚铁饱和溶硫酸亚铁饱和溶液 液温度温度在 在56.66456.664之之间，溶间，溶液中液中析出的晶体是析出的晶体是FeSOFeSO4 44H4H2 2O O。（6 6）利用盖斯定律，将反应）利用盖斯定律，将反应减去反应减去反应即可得到即可得到FeSOFeSO4 4H H2 2O O受热分解的热化学方程式受热分解的热化学方程式。第七页，本课件共有19页答案答案 （1 1）除去废铁屑表面的油污）除去废铁屑表面的油污（2 2）应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否）应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则

7、酸性条件下则酸性条件下FeFe2+2+易被氧化为易被氧化为FeFe3+3+(3)(3)直接加热不易控制反应所需要的温度，温度过高时直接加热不易控制反应所需要的温度，温度过高时FeFe2+2+易被氧化，同时由于反应中有氢气生成，明火加热易被氧化，同时由于反应中有氢气生成，明火加热不安全不安全（4 4）4Fe4Fe2+2+O+O2 2+4H+4H+4Fe4Fe3+3+2H+2H2 2O O（5 5）56.656.6t t6464（6 6）FeSOFeSO4 4H H2 2O(s)FeSOO(s)FeSO4 4(s)+H(s)+H2 2O(g)O(g)H H=+52.40 kJ/mol=+52.40

8、 kJ/mol第八页，本课件共有19页【实验探究实验探究2 2】某种粗盐中含有泥沙、某种粗盐中含有泥沙、CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、SO SO 等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐制备精盐的方案如下（用于沉淀的试剂稍过量）：制备精盐的方案如下（用于沉淀的试剂稍过量）：第九页，本课件共有19页请回答以下问题：请回答以下问题：（1 1）为相应操作选择所需仪器（用标号字母填写）：）为相应操作选择所需仪器（用标号字母填写）：操作操作 ;操作操作 。A.A.烧杯烧杯 B.B.托盘天平托盘天平 C.C.电子天平电子天平 D.D.试管试管

9、 E.E.玻璃棒玻璃棒F.F.分液漏斗分液漏斗 G.G.漏斗漏斗 H.H.泥三角泥三角 I.I.酒精灯酒精灯 J.J.蒸发皿蒸发皿（2 2）操作）操作中常用中常用NaNa2 2COCO3 3(aq)(aq)、NaOH(aq)NaOH(aq)、BaClBaCl2 2(aq)(aq)作作为除杂试剂，则加入除杂试剂的顺序为：为除杂试剂，则加入除杂试剂的顺序为：NaOH(aq)NaOH(aq)。写出除去写出除去FeFe3+3+的离子方程式：的离子方程式：。第十页，本课件共有19页（3 3）操作）操作中，判断加入中，判断加入BaClBaCl2 2已过量的方法是已过量的方法是 。（4 4）操作）操作应选择

10、的酸是应选择的酸是 。若将操作。若将操作与操作与操作的先后顺序对调，将会对实验结果产生的影响的先后顺序对调，将会对实验结果产生的影响是是 。（5 5）操作）操作是是 （选择合理操作的名称，用标号（选择合理操作的名称，用标号字母按操作先后顺序填写）。字母按操作先后顺序填写）。a.a.过滤、洗涤过滤、洗涤 b.b.蒸发、浓缩蒸发、浓缩 c.c.萃取、分液萃取、分液 d.d.冷却、冷却、结晶结晶第十一页，本课件共有19页答案答案 （1 1）C AEGC AEG（2 2）BaClBaCl2 2 NaNa2 2COCO3 3 FeFe3+3+3OH+3OH-Fe(OH)Fe(OH)3 3（3 3）取所得

11、溶液的上层清液）取所得溶液的上层清液1212滴于滴定板上，再滴入滴于滴定板上，再滴入1212滴滴BaClBaCl2 2溶液，若溶液未变浑浊，则表明溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaClBaCl2 2已过量已过量（4 4）盐酸）盐酸 在此酸性条件下，会有部分沉淀溶解，从而影在此酸性条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度响制得精盐的纯度（5 5）bdabda第十二页，本课件共有19页【实验探究实验探究3 3】孔雀石主要含孔雀石主要含CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3,还含少量还含少量 FeFe、SiSi的化合物。实验室以孔雀石为原料制备的化合物。实验室以孔雀石为原料制备 C

12、uSOCuSO4 45H5H2 2O O及纳米材料及纳米材料G G，步骤如下：，步骤如下：第十三页，本课件共有19页请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）溶液）溶液A A的金属离子有的金属离子有CuCu2+2+、FeFe2+2+、FeFe3+3+。从下列。从下列 所给试剂中选择：实验步骤中试剂所给试剂中选择：实验步骤中试剂最佳为最佳为（填代号），检验溶液（填代号），检验溶液A A中中FeFe3+3+的最佳试剂为的最佳试剂为（填代号）。（填代号）。a.KMnOa.KMnO4 4b.(NHb.(NH4 4)2 2S S c.H c.H2 2O O2 2d.KSCNd.KSCN沉淀沉淀D D中除

13、了过量的中除了过量的CuOCuO外，还存在另一种固体，其化外，还存在另一种固体，其化学式为学式为 。加入。加入CuOCuO的作用是的作用是 。第十四页，本课件共有19页（2 2）由溶液）由溶液C C获得获得CuSOCuSO4 45H5H2 2O O，需要经过，需要经过 操操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是该仪器在此操作中的主要作用是 。（3 3）制备纳米材料）制备纳米材料G G时，应向时，应向CaClCaCl2 2溶液中先通入（或先溶液中先通入（或先加入）加入）（填化学式）。写出该反应的化学方（填化学式

14、）。写出该反应的化学方程式：程式：。（4 4）欲测定溶液）欲测定溶液A A中中FeFe2+2+的溶液，可用的溶液，可用KMnOKMnO4 4标准溶液标准溶液滴定，取用滴定，取用KMnOKMnO4 4标准溶液应使用标准溶液应使用 。取。取A A溶液溶液稀释一定倍数后，用稀释一定倍数后，用KMnOKMnO4 4标准溶液滴定，终点现象为标准溶液滴定，终点现象为 。第十五页，本课件共有19页答案答案 （1 1）c d Fe(OH)c d Fe(OH)3 3 调节溶液的调节溶液的pHpH值，促进值，促进FeFe3+3+的水解的水解（2 2）蒸发、冷却晶体、过滤）蒸发、冷却晶体、过滤 引流引流（3 3）N

15、HNH3 3 2NH2NH3 3+CO+CO2 2+CaCl+CaCl2 2+H+H2 2O CaCOO CaCO3 3+2NH+2NH4 4ClCl(4)(4)酸式滴定管酸式滴定管 溶液变成紫红色并保持半分钟不褪色溶液变成紫红色并保持半分钟不褪色第十六页，本课件共有19页【实验探究实验探究4 4】聚合硫酸铁（聚合硫酸铁（PFSPFS）是一种新型高效的无）是一种新型高效的无 机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物 为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时FeFe3+3+的浓度，的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原

16、料中的防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的FeFe3+3+必须先还原为必须先还原为 FeFe2+2+。实验步骤如下：。实验步骤如下：第十七页，本课件共有19页(1)(1)用用98%98%的硫酸配制的硫酸配制28%28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有筒外，还有 。a.a.玻璃棒玻璃棒 b.b.烧杯烧杯 c.c.烧瓶烧瓶（2 2）步骤）步骤取样分析溶液中取样分析溶液中FeFe2+2+、FeFe3+3+的含量，目的是的含量，目的是 。a.a.控制溶液中控制溶液中FeFe2+2+与与FeFe3+3+含量比含量比b.b.确保铁的氧化物酸溶完全确保铁的氧化物酸溶完全c.c.确定下

17、一步还原所需铁的量和确定氧化确定下一步还原所需铁的量和确定氧化FeFe2+2+所需所需NaClONaClO3 3 的量的量（3 3）完成步骤）完成步骤中的氧化还原反应：补充产物并配平中的氧化还原反应：补充产物并配平 FeFe2+2+ClO +ClO +H H+FeFe3+3+ClCl-+第十八页，本课件共有19页(4)(4)聚合硫酸铁溶液中聚合硫酸铁溶液中SO SO 与与FeFe3+3+物质的量之比不是物质的量之比不是3232。根。根据下列提供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁据下列提供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中产品溶液中SO SO 与与FeFe3+3+物质的量之比。测定时所需的物质的量之比。测定时所需的试剂试剂 。a.NaOH b.FeSOa.NaOH b.FeSO4 4 c.BaCl c.BaCl2 2 d.NaClOd.NaClO3 3需要测定需要测定FeFe2 2O O3 3和和 的质量（填写化合物的化学的质量（填写化合物的化学式）。式）。答案答案 （1 1）ab (2)c (3)6 1 6 6 1 3Hab (2)c (3)6 1 6 6 1 3H2 2O O(4)ac BaSO(4)ac BaSO4 4返回返回第十九页，本课件共有19页