化学工艺流程题的解法初探.ppt

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1、 化学工艺 流程题的解法初探钡盐行业生产中排出大量的钡泥钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等等。某主要生产。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的的化工厂利用钡泥制取化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：，其部分工艺流程如下：2010年江苏高考题年江苏高考题16 江苏省是化工大省。新课改后的高考有江苏省是化工大省。新课改后的高考有很强的时代感和实践性。很强的时代感和实践性。化工生产技术的化工生产技术的“工艺流程题工艺流程题”已成为新亮点和主流题型。已成为新亮点和主流题型。来江苏高考该类型题持续出现。来江

2、苏高考该类型题持续出现。常见设问方式举例：常见设问方式举例：1、锂电池正极材料主要成分为钴酸锂（LiCoO2），可以用H2SO4和H2O2的混合液溶解，反应方程式为2LiCoO2+H2O2+3H2SO4Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O，如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的，但不利之处是_。2、SO2通入通入Fe2(SO4)3溶液，反应的离子方程式为溶液，反应的离子方程式为 3、由CuSO4溶液获得CuSO45H2O，需要经过 、操作。4、如何用简单方法判断沉淀已洗涤干净？、如何用简单方法判断沉淀已洗涤干净？5、用98%H2SO4配制500mL20%H2SO4，

3、所需玻璃仪器是：。A、玻璃棒 B、烧杯 C、漏斗D、250mL容量瓶E、500mL容量瓶F、胶头滴管6、加热、加热MgCl26H2O晶体得到无水晶体得到无水MgCl2固体，为什么固体，为什么要在氯化氢气流中进行？要在氯化氢气流中进行？要能成功要能成功应对应对每一每一设问设问必必须经过须经过一系列一系列过过程：程：提取信息提取信息储储存、加工信息存、加工信息问问题题的分解的分解新信息与已有知新信息与已有知识识、待、待解决解决问题问题的整合的整合组织组织文字和化学文字和化学用用语进语进行表达。行表达。(2010福建，福建，24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工

4、业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程等，生产工艺流程示意如下：示意如下：(1)将菱将菱锌矿锌矿研磨成粉末的目的是研磨成粉末的目的是_。(2)完成完成“氧化除氧化除铁铁”步步骤骤中反中反应应的离子方程式：的离子方程式：(3)针铁矿针铁矿(Goethite)是以德国是以德国诗诗人歌德人歌德(Goethe)名字命名的，名字命名的，组组成元素是成元素是Fe、O和和H，相，相对对分子分子质质量量为为89，化学式是，化学式是_。(4)根据下表数据，根据下表数据，调节调节“

5、滤滤液液2”的的pH时时，理，理论论上可上可选选用的最用的最大区大区间为间为_。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3 开始沉淀的开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的开始溶解的pH10.5Ksp5.610126.81062.8109(5)工工业业上从上从“滤滤液液3”制取制取MgO过过程中，合适的反程中，合适的反应应物是物是_(选选填序号填序号)。a大理石粉大理石粉 b石灰乳石灰乳 c纯纯碱溶液碱溶液 d烧烧碱溶液碱溶液(6)“滤滤液液4”之后的操作依次之后的操作依次为为_、_、过滤过滤，洗，洗涤涤，干燥。，干燥。(7)分析分析图图中数据，菱中

6、数据，菱锌矿锌矿粉中粉中ZnCO3 的的质质量分数不低于量分数不低于_。审题视角审题视角(1)了解原料、实验目的。了解原料、实验目的。(2)分析工艺流程。分析工艺流程。(2011苏锡常镇苏锡常镇)工业上用粗氧化铜工业上用粗氧化铜(含杂质含杂质FeO)为原料制取为原料制取氯化铜晶体氯化铜晶体(CuCl22H2O)的生产流程如下：的生产流程如下：物物质质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3完全沉淀完全沉淀时时的的pH9.66.434我也试一试：我也试一试：(1)写出向溶液写出向溶液A中加入中加入NaClO的离子方程式的离子方程式_。(2)沉淀沉淀C的化学式的化学式为为_。(3)实验实验室如何

7、室如何检验检验沉淀沉淀E已洗已洗涤涤干干净净？_。(4)低温蒸低温蒸发发的目的是的目的是_。(5)流程中两次加入了流程中两次加入了CuO，而不是一次性向溶液，而不是一次性向溶液B中加入中加入过过量的量的CuO，其理由是，其理由是_。解析解析(1)实验过程中浓实验过程中浓HCl是过量的，溶液是过量的，溶液A显酸性，加入显酸性，加入NaClO后，后，ClO氧化氧化Fe2到到Fe3，ClO还原到还原到Cl。(2)向溶液向溶液B中加中加CuO，是利用反应，是利用反应CuO2H=Cu2H2O调节溶液的调节溶液的pH，由，由Fe3完全沉淀时的完全沉淀时的pH为为34，则，则C为为Fe(OH)3。(3)主要

8、检验是否有主要检验是否有Cl，用，用AgNO3溶液检验。溶液检验。(4)产物是要含结晶水的产物是要含结晶水的CuCl22H2O，高温晶体容易失去结晶水。，高温晶体容易失去结晶水。(5)利用利用CuO调节调节pH，加适量，加适量CuO，调节，调节pH6.4，生成，生成Cu(OH)2沉淀。沉淀。答案答案(1)2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O(2)Fe(OH)3(3)取最后一次洗涤液少量于试管中，加入取最后一次洗涤液少量于试管中，加入AgNO3溶液，无溶液，无白色沉淀生成，说明已洗干净白色沉淀生成，说明已洗干净(4)抑制抑制Cu2水解或防止晶体中结晶水失去水解或防止晶体中结晶水失去(5)一次性

9、加入过量的一次性加入过量的CuO将导致将导致Fe3和和Cu2同时生成沉淀同时生成沉淀 新课改后的高考有很强的时代感和实践性，化工生产新课改后的高考有很强的时代感和实践性，化工生产技术的技术的“工艺流程题工艺流程题”已成为新亮点和主流题型。要能成已成为新亮点和主流题型。要能成功应对每一设问必须经过一系列过程。解题过程中需要功应对每一设问必须经过一系列过程。解题过程中需要关关注箭头号、注意框内所指，弄清每个方框内的物质、提炼注箭头号、注意框内所指，弄清每个方框内的物质、提炼信息、读懂化工生产流程主线的含义、注重与实际相联系。信息、读懂化工生产流程主线的含义、注重与实际相联系。课堂小结课堂小结1浏览

10、全题，明确实验目的，解决浏览全题，明确实验目的，解决“干什么干什么”首先要仔首先要仔细审读细审读提提炼炼出有效信息。分清每一个出有效信息。分清每一个环节环节(包括反包括反应应和操作和操作)的目的和的目的和结结果，果，这样这样才能判断出最才能判断出最终终所要达到的所要达到的目的。目的。(1)关注箭关注箭头头号。号。有的同学根本看不懂或不注意箭有的同学根本看不懂或不注意箭头头号方向。号方向。不可能推不可能推测测哪些物哪些物质质在混合，哪些物在混合，哪些物质质在反在反应应。(2)注意框内所指。注意框内所指。弄清每个方框内的物弄清每个方框内的物质质成分或操作名称，成分或操作名称，向方框内加入某种向方框

11、内加入某种试剂试剂后在一定操作指引下在后在一定操作指引下在隐隐含的含的仪仪器或器或设备设备中。会中。会发发生哪些反生哪些反应应？生成物是什么？生成物是什么？(3)提提炼炼信息。信息。从从题题中所中所给给陌生的文字材料中提陌生的文字材料中提炼炼出物出物质质的性的性质质、用途等信息。有些信息可能在、用途等信息。有些信息可能在问题问题中根本没涉及。有些中根本没涉及。有些信息信息则则可借以可借以结结合合问题问题帮助理解或者直接答帮助理解或者直接答题题。对对不懂的信不懂的信息或息或问题问题要大胆跳要大胆跳过过。解题步骤归纳解题步骤归纳2明确各步的反应原理和操作目的，解决明确各步的反应原理和操作目的，解决

12、“怎么做怎么做”工业生产流程的设计和实验室方案设计原理相似，只是对工业生产流程的设计和实验室方案设计原理相似，只是对经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求。解题时经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求。解题时应在实验原理的基础上结合实际因素，充分读懂工业生产应在实验原理的基础上结合实际因素，充分读懂工业生产流程每一步的意义。流程每一步的意义。(1)读懂化工生产流程主线的含义读懂化工生产流程主线的含义原料原料核心化学反应核心化学反应所需产品，必须要掌握物质间的反所需产品，必须要掌握物质间的反应、产物分离提纯、除杂试剂的选择以及反应条件的控制应、产物分离提纯、除杂试剂的选择以及反应条件的控

13、制等。了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中等。了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么调用；解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理反应？利用了什么原理(氧化还原？溶解度？溶液中的平氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？衡？)。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？这些物质又是怎样分物质外还产生了什么杂质或副产物？这些物质又是怎样分离

14、、提纯和循环利用的？如何体现离、提纯和循环利用的？如何体现“绿色化学绿色化学”的思想。的思想。(2)注重与注重与实际实际相相联联系系工工业业生生产产中流程比中流程比较较复复杂杂。一般。一般选择选择原原则则是：工是：工艺简单艺简单、生生产产效率高、效率高、污污染小、能耗低。有的同学不太明白染小、能耗低。有的同学不太明白这这些。些。导导致回答不完整甚至完全致回答不完整甚至完全错误错误。因此在。因此在备备考复考复习时习时，要注，要注意意联联系生系生产实际产实际中的各中的各类类反反应应原理，多原理，多选择选择与生活生与生活生产实产实际际相相联联系系(如海水中提溴、海如海水中提溴、海带带中提碘、金属的冶

15、中提碘、金属的冶炼炼、物、物质质成分的成分的测测定等定等)涉及面广的涉及面广的习题习题，以提升分析，以提升分析问题问题、解决、解决问问题题的能力，培养灵活的能力，培养灵活应应用知用知识识的能力。的能力。3必备知识必备知识(1)熟练掌握元素化合物的性质熟练掌握元素化合物的性质首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性。其次分析物首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性。其次分析物质所含元素化合价的可变性质所含元素化合价的可变性(即物质的氧化性和还原性即物质的氧化性和还原性)，判断哪些物质之间能发生反应，生成物是什么。判断哪些物质之间能发生反应，生成物是什么。(2)控制反应条件的方法控制反应条件的方法蒸

16、发、反应时的气体氛围；控制溶液的酸碱度使某些金属蒸发、反应时的气体氛围；控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀离子形成氢氧化物沉淀(大部分利用水解原理大部分利用水解原理)。如。如Fe3、Al3、Mg2的混合物分离，通常采用调节溶液的的混合物分离，通常采用调节溶液的pH除去除去杂质达到提纯目的。在此过程中要选择合适的试剂，不要杂质达到提纯目的。在此过程中要选择合适的试剂，不要引入新杂质。引入新杂质。(3)明确明确结结晶的几种方法晶的几种方法工工业业生生产产中，往往是从多种溶中，往往是从多种溶质质或一种溶或一种溶质质的溶液中提取目的溶液中提取目标标固体固体产产物。需要用到物。需要用到结结晶

17、工晶工艺艺。当溶液是。当溶液是单单一溶一溶质时质时：最：最后所得晶体不后所得晶体不带结带结晶水晶水(如如NaCl、KNO3)；蒸；蒸发浓缩发浓缩(至有晶至有晶膜出膜出现现)、冷却、冷却结结晶、晶、过滤过滤，最后所得晶体，最后所得晶体带结带结晶水晶水(如摩如摩尔尔盐盐)。(4)熟悉化工生熟悉化工生产产中的一些常用名中的一些常用名词词浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。浸出率：加酸使浸出率：加酸使矿矿石溶解后，离子在溶液中的含量多少。石溶解后，离子在溶液中的含量多少。酸浸：是指在酸溶液中反酸浸：是指在酸溶液中反应应使可溶金属离子使可溶金属离子进进入溶液。不溶入溶液。

18、不溶物通物通过过滤过过滤除去。除去。水浸：与水接触反水浸：与水接触反应应或溶解，也可能离子或溶解，也可能离子发发生了水解反生了水解反应应。水洗：通常是水洗：通常是为为了除去水溶性的了除去水溶性的杂质杂质。酸洗：通常指清酸洗：通常指清洁洁金属表面的一种方法。即：将制件浸入硫金属表面的一种方法。即：将制件浸入硫酸等酸的水溶液，以除去金属表面的氧化物等薄膜。酸等酸的水溶液，以除去金属表面的氧化物等薄膜。解读一、化工生产主要解决方面问题：（）解决将原料转化为产品的生产原理；（）除去所有杂质并分离提纯产品；（）提高产量与产率；（）减少污染，考虑“绿色化学”生产；（）原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问

19、题，经济适用；（）生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。解读二、熟悉化工流程常用名词，如“浸出”、“酸溶、酸浸”、“酸洗”、：“水洗”、“絮凝”、“曝气”、“水热处理”等。解读三、了解化工生产的几种常见的处理手段的操作和目的。（）灼烧：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质。如海带中提取碘等。（）加酸：溶解、去氧化物（膜）、调节促进水解（沉淀）。（）加碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、，调节促进水解（沉淀）。（）加氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去的离子，如将转换为。（）加氧化物：调节促进水解（沉淀）。如除去中加。（）控制值：控制离子存在形式。如、的沉淀。（）煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如。（）趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度。