高考化学二轮复习ppt课件化学综合实验专题.pptx
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1、 2知 识 框 架实验流程图实验流程图原料处理原料处理实验装置及操作实验装置及操作条件控制条件控制实验目的实验目的除杂、分离除杂、分离物质的制备物质的制备结晶及晶体洗涤结晶及晶体洗涤实验方案实验方案实验装置图实验装置图呈现形式物质的回收物质的回收设问江苏高考19题曲线图曲线图3典 型 例 题11、(、(2019江苏高考江苏高考19题题(15分)分)实验室以工业废渣(主要含实验室以工业废渣(主要含CaSO42H2O,还含少量,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质)为原料制取轻质CaCO3和和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:晶体,其实验流程如下:(1)室温下,反应)室温
2、下,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡,则溶液中达到平衡,则溶液中=Ksp(CaSO4)=4.8105,Ksp(CaCO3)=3109。(2)将氨水和)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为溶液,其离子方程式为 ;浸取废渣时,向;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是溶液中加入适量浓氨水的目的是 。4典 型 例 题1(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在6070,搅拌,反应,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致
3、小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是的转化率下降,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;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有转化率的操作有 。(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:溶液的实验方案:已知已知pH=5时时Fe(OH)3和和Al(OH)3沉淀完全;沉淀完全;pH=8.5时时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和开始溶解。
4、实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2。5典 型 例 题11、(、(2019江苏高考江苏高考19题题(15分)分)实验室以工业废渣(主要含实验室以工业废渣(主要含CaSO42H2O,还含少量,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质)为原料制取轻质CaCO3和和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:晶体,其实验流程如下:流程分析:第一步硫酸钙与碳酸氨反应生成碳酸钙,杂质流程分析:第一步硫酸钙与碳酸氨反应生成碳酸钙,杂质SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3 不参与反应不参与反应;第二步过滤分离滤液和滤渣;最后滤液经一系列;第二步过滤分离
5、滤液和滤渣;最后滤液经一系列操作得操作得(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4晶体,滤渣经一系列操作去除杂质制得轻质晶体,滤渣经一系列操作去除杂质制得轻质CaCOCaCO3 3。6典 型 例 题1 (2)将氨水和)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为溶液,其离子方程式为 ;浸取废渣时,向;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是溶液中加入适量浓氨水的目的是 。分析:分析:COCO3 32-2-的水解平衡:的水解平衡:COCO3 32-2-+H+H2 2O HCOO HCO3 3-+OH+OH-,浸取废渣时,加入,浸取
6、废渣时,加入适量浓氨水会电离出适量浓氨水会电离出OHOH-,抑制,抑制COCO3 32-2-的水解,提高的水解,提高COCO3 32-2-的浓度,有利于反应的浓度,有利于反应CaSOCaSO4 4(s)+CO(s)+CO3 32-2-(aq)CaCO(aq)CaCO3 3(s)+SO(s)+SO4 42-2-(aq)(aq)正向移动,促进正向移动,促进CaSOCaSO4 4的转化。的转化。增加溶液中CO32-的浓度,促进CaSO4的转化浓度7典 型 例 题1(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在在6070,搅拌,反应,搅拌,反应3小时
7、。温度过高将会导致小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是的转化率下降,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;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高提高CaSO4转化率的操作有转化率的操作有 。温度过高,(NH4)2CO3分解,同时加入的浓氨水也会分解产生氨气逸出;分析:在控制变量的情况下,要提高分析:在控制变量的情况下,要提高CaSOCaSO4 4的转化率,只能采取加快搅的转化率,只能采取加快搅拌速率、粉碎等有利于充分反应的方式,但题目显示已经是粉渣的情况拌速率、粉碎等有利于充分反应的方式,但题目显示已经是粉渣的情况下,采取下,采取加快搅拌
8、速率的方法较为合适。搅拌速率的方法较为合适。加快搅拌速率温度接触面积分析:温度过高铵盐会分解且会减小气体的溶解度。分析:温度过高铵盐会分解且会减小气体的溶解度。增大接触面积有利于扩散,防止CaCO3包裹CaSO4导致产品不纯8典 型 例 题1(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:溶液的实验方案:已知已知pH=5时时Fe(OH)3和和Al(OH)3沉淀完全;沉淀完全;pH=8.5时时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐
9、酸和开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2。在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于58.5时,过滤取滤液即为CaCl2溶液。分析:水洗后的滤渣成分为分析:水洗后的滤渣成分为CaCOCaCO3 3、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2,在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入,在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣(滤渣(CaCOCaCO3 3+2HCl=CaCl+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2、AlAl2 2O O3 3+6HCl=
10、2AlCl+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2O O、Fe Fe2 2O O3 3+6HCl=2FeCl+6HCl=2FeCl3 3+3H+3H2 2O O,SiOSiO2 2不反应不反应 ),),待观察不到气泡产生后待观察不到气泡产生后,过滤(除去,过滤(除去SiOSiO2 2),向滤液(),向滤液(CaClCaCl2 2、AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、HClHCl混合溶液)中混合溶液)中分批加入分批加入少量少量Ca(OH)Ca(OH)2 2,用,用pHpH试纸测量溶液试纸测量溶液pHpH,当,当pHpH介于介于5-8.55-8.5AlAl3+3+、FeFe3+3
11、+已已经完全转化为经完全转化为Al(OH)Al(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀沉淀 时,过滤时,过滤取滤液取滤液,即为,即为CaClCaCl2 2溶液。溶液。【流程】滤渣滤渣酸浸酸浸除杂除杂取滤液取滤液过滤过滤9典 型 例 题21010(1)步骤)步骤制备制备NaClO溶液时,若温度超过溶液时,若温度超过40,Cl2与与NaOH溶液反应生成溶液反应生成NaClO3和和NaCl,其离子方程式为,其离子方程式为_;实验中控制温;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是度除用冰水浴外,还需采取的措施是_。(2)步骤)步骤合成合成N2H4H2O的装置如题的装置如题19图图1所示。
12、所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在碱性溶液与尿素水溶液在40 以下反应一段时间后,以下反应一段时间后,再迅速升温至再迅速升温至110 继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是的溶液是_;使用冷凝管的目的是;使用冷凝管的目的是_。典 型 例 题21111(3)步骤)步骤用步骤用步骤得到的副产品得到的副产品Na2CO3制备无水制备无水Na2SO3(水溶液中(水溶液中H2SO3、随随pH的分布如题的分布如题19图图2所示,所示,Na2SO3的溶解度曲线如题的溶解度曲线如题19图图3所示)。所示)。边搅拌边向边搅拌边向Na2CO3溶液中通入溶液中通入SO2制备制备N
13、aHSO3溶液。实验中确定何时停溶液。实验中确定何时停止通止通SO2的实验操作为的实验操作为_。请补充完整由请补充完整由NaHSO3溶液制备无水溶液制备无水Na2SO3的实验方案:的实验方案:_,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。典 型 例 题212典 型 例 题2流程流程分析分析:步骤步骤I I中中ClCl2 2与与NaOHNaOH溶液反应制备溶液反应制备NaClONaClO;步骤步骤IIII中的反应为中的反应为NaClONaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼,;步骤;步骤IIIIII分离出水合肼分离出水合肼溶液
14、;步骤溶液;步骤IVIV由由SOSO2 2与与NaNa2 2COCO3 3反应制备反应制备NaNa2 2SOSO3 3。1313(1)步骤)步骤制备制备NaClO溶液时,若温度超过溶液时,若温度超过40,Cl2与与NaOH溶液反应生成溶液反应生成NaClO3和和NaCl,其离子方程式为,其离子方程式为_;实验中控制温度除用冰水浴外,还需;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是采取的措施是_。典 型 例 题2(1)3Cl2+6OH 5Cl+ClO3+3H2O 缓慢通入Cl2(1 1)温度超过)温度超过4040,ClCl2 2与与NaOHNaOH溶液发生歧化反应生成溶液发生歧化反应生成NaC
15、lONaClO3 3、NaClNaCl和和H H2 2O O。由于。由于ClCl2 2与与NaOHNaOH溶液的反应为放热反应,为了减少溶液的反应为放热反应,为了减少NaClONaClO3 3的生成,应控制温度不超过的生成,应控制温度不超过4040、减慢反应速率。、减慢反应速率。温度1414(2)步骤)步骤合成合成N2H4H2O的装置如题的装置如题19图图1所示。所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在碱性溶液与尿素水溶液在40 以下反应一段时以下反应一段时间后,再迅速升温至间后,再迅速升温至110 继续反应。实验中通过滴液继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是漏斗滴加的溶液是_;使用冷凝管的
16、目的是;使用冷凝管的目的是_。典 型 例 题2(2 2)步骤步骤IIII中的反应为中的反应为NaClONaClO碱性溶液与尿素水溶液反碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼应制备水合肼,由于水合肼具有由于水合肼具有强还原性强还原性、能与能与NaClONaClO剧烈反应生成剧烈反应生成N N2 2,为了防止水合肼被氧化,应逐滴滴加为了防止水合肼被氧化,应逐滴滴加NaClONaClO碱性溶液。碱性溶液。NaClONaClO碱性溶液与尿素水溶液在碱性溶液与尿素水溶液在110110继续反应,继续反应,N N2 2H H4 4HH2 2O O沸点约沸点约118 118,使用冷凝管的目的使用冷凝管的目的:减少
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