高三復(fù)習(xí)化學(xué)工藝流程學(xué)案

1、高三復(fù)習(xí)化學(xué)工藝流程學(xué)案4.2 化學(xué)工藝流程學(xué)案導(dǎo)學(xué) 班級 姓名 一、化學(xué)工藝流程題解決的問題主要有以下幾個方面：1將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理問題； 2除雜、分離和提純產(chǎn)品等問題；3提高產(chǎn)量和效率問題； 4節(jié)能減排，“綠色化學(xué)”，循環(huán)利用等生產(chǎn)問題；5生產(chǎn)設(shè)備、流程和生產(chǎn)成本等工藝問題。二、整體的學(xué)習(xí)程序：具體抽象具體 1、抽象出工藝流程模板 2、具體試題中的幾個過程的劃分（1） 明確實驗的目的（2） 抓住幾條線索 線索 考查側(cè)重主要目的主要制備物質(zhì)核心化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物又多又純雜質(zhì)分離提純雜質(zhì)分離徹底輔助試劑輔助主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化或分離雜質(zhì)循環(huán)利用三、核心知識點突破、鹽溶液的分離提純方法：結(jié)晶法結(jié)晶法有

2、 和 兩種方法。（1） 純物質(zhì)溶液得到晶體：（NaCl型：溶解度隨溫度變化小的物質(zhì)）： 結(jié)晶（KNO3型：溶解度隨溫度變化大的物質(zhì)和含有結(jié)晶水的晶體）： （至 為 止）， ， 。（2） 混合溶液（分離A和B）：要得到溶解度受溫度變化小的溶質(zhì)： 要得到溶解度受溫度變化大的物質(zhì)和含有結(jié)晶水的晶體： 、預(yù)處理的各種方法工藝流程中的預(yù)處理分析進行分類，并形成一定的答題模板。（1） 粉碎或研磨： 。（2） 煅燒或灼燒： 。（3） 酸浸： 。（4） 堿溶： 。、平衡原理的應(yīng)用 在工藝流程中經(jīng)常會涉及化學(xué)反應(yīng)平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的轉(zhuǎn)化，離子的水解平衡 練習(xí)1工業(yè)上以鋰輝石（Li2OA12O34SiO2，

3、含少量Ca、Mg元素）為原料生產(chǎn)碳酸鋰。其部分工藝流程如下：（2）已知濾渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向濾液1中加入石灰乳的作用是（運用化學(xué)平衡原理簡述）_。、原電池和電解工業(yè)中的電極反應(yīng)方程式書寫練習(xí)2、一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。試寫出該電池放電時的電極反應(yīng)： 正極：_；負極：_。、循環(huán)利用的物質(zhì)： 同學(xué)理解物質(zhì)循環(huán)利用的目的：節(jié)能減排，“綠色化學(xué)”，降低成本等生產(chǎn)問題，提煉出： 一定不會用于循環(huán)的物質(zhì)： 可以用于循環(huán)的物質(zhì)： 練習(xí)3、某小組以難溶性鉀長石（K2OAl2O3

4、6SiO2）為原料，提取Al2O3、K2CO3等物質(zhì)，工藝流程如下： (4) 上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是 、 和水。、控制溫度的目的1、加熱： ； ； ； 。 2、降溫： ； ； ； 。3、控溫：（用水浴或油浴控溫） ； ； ； ； ； 。4、實驗室用硫酸廠燒渣（主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬(FeSO47H2O)，過程如下： (5)在中，將溶液Z控制到7080 的目的是 ；、注重文字敘述的規(guī)范性 1、洗滌沉淀： 。2、從溶液中得到晶體： 。3、在寫某一步驟是為了除雜時，應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”，只寫“除雜”等一類萬金油式的回答

5、是不給分的。4、檢驗沉淀是否洗滌干凈： 5、檢驗是否沉淀完全：表達一： 或者表達二： 、高頻問題：注意答題技巧1、 “浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有：答：適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間，加入過量硫酸，邊加硫酸邊攪拌2、如何提高吸收液和SO2反應(yīng)速率：答：適當(dāng)提高溫度、增大吸收液或NaClO3的濃度、增大SO2與吸收液的接觸面積或攪拌3、從溶液中得到晶體：答：蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-洗滌-干燥4、過濾用到的三個玻璃儀器：答：普通漏斗、玻璃棒、燒杯5、過濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導(dǎo)致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣6、沉淀洗滌操作：答：往漏

6、斗中（工業(yè)上改為往過濾器中）加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2-3次7、檢驗沉淀Fe(OH)3是否洗滌干凈(含SO42-)：答：取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀則說明未洗滌干凈，若無白色沉淀則說明洗滌干凈8、如何從MgCl26H2O中得到無水MgCl2：答：在干燥的HCl氣流中加熱，干燥的HCl氣流中抑制了MgCl2的水解，且?guī)ё進gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水汽10、CuCl2中混有Fe3+加何種試劑調(diào)pH值：答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促進Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出11、

7、調(diào)pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.13.2）沉淀，pH值范圍是：答：3.24.7。原因：調(diào)節(jié)溶液的pH值至3.24.7，使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不會引入新雜質(zhì)12、產(chǎn)品進一步提純的操作：答：重結(jié)晶13、趁熱過濾的原因及操作：答：減少過濾時間、保持過濾溫度，防止雜質(zhì)析出或防止降溫過程中析出而損耗；操作：已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾14、水浴加熱的好處：答：受熱均勻，溫度可控，且溫度不超過10015、減壓蒸發(fā)（小心烘干）：答：常壓蒸發(fā)溫度過高，易分解；或者減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止分解16、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應(yīng)怎樣

8、除去：答：加入MgCl2溶液，充分攪拌，過濾，沉淀用蒸餾水水洗滌17、蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有 、 、燒杯、酒精燈等答：蒸發(fā)皿、玻璃棒。還有取蒸發(fā)皿用坩堝鉗18、不用其它試劑，檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是：答：加熱法；取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品純凈19、檢驗NH4的方法是：答：取少許，加入NaOH溶液后加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍。20、過濾的沉淀欲稱重之前的操作：答：過濾，洗滌，干燥，（在干燥器中）冷卻，稱重21、“趁熱過濾”后，有時先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”：答：稀釋溶液，防止降溫過程中析出，提高產(chǎn)

9、品的純度22、苯甲酸的重結(jié)晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸餾水的目的：答：為了減少趁熱過濾過程中損失苯甲酸，一般再加入少量蒸餾水23、加NaCl固體減低了過碳酸鈉的溶解度，原因：答：Na+濃度顯著增加抑止了過碳酸鈉的溶解24、檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的試驗操作是：答：取少量上層清液或過濾后的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe(OH)3 沉淀完全。25、檢驗濾液中是否含有Fe3+的方法是：答：滴入少量KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則證明有Fe3+ （或加NaOH，根據(jù)情況而定）26、檢驗溶液中是否含有Fe2+（當(dāng)溶液同時存在Fe3+）的方法是： 答：滴加幾滴高錳酸鉀溶

10、液，若高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，則證明有Fe2+操作KMnO4 K2CO3操作母液KMnO4粗晶體干燥KMnO4晶體石灰苛化KOH粉碎MnO2熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2空氣課堂練習(xí)：1、工業(yè)制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。（1）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是_ _（填代號）。a、84消毒液（NaClO溶液） b、雙氧水 c、二氧化硫 d、75%酒精（2）高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶，下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是_ _（填代號）。a、濃硝酸 b、硝酸銀 c、氯水 d、燒

11、堿（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 、 （寫化學(xué)式）。（4）若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。（5）該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體。若實驗室要制備純凈的CO2，所需試劑最好選擇（選填代號） 。 a、石灰石 b、稀HCl c、稀H2SO4 d、純堿（6）操作的名稱是 ；操作根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在 （填性質(zhì)）上的差異，采用 （填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體。氯化鉀硝酸鈉混合溶解蒸發(fā)濃縮趁熱過濾濾渣冷卻結(jié)晶過濾濾液洗滌干燥KNO3產(chǎn)品水濾液濾渣2、實驗室以氯化鉀和硝酸鈉為原料制備硝酸鉀的實驗流程如下：0 20 40 60

12、80 100 溫度/溶解度/g 200 100 KNO3 NaNO3 KCl NaCl 硝酸鉀等四種物質(zhì)的溶解度隨溫度變化如右圖所示。 回答下列問題：（1）為了加速固體溶解，可采取的措施是： 。（2）實驗室進行蒸發(fā)濃縮操作時，將蒸發(fā)皿置于鐵圈上，用酒精燈加熱。取用蒸發(fā)皿應(yīng)使用 （填儀器的名稱）為了防止液滴飛濺，進行的操作是 。（3）“趁熱過濾”操作中，濾渣的主要成分是（填化學(xué)式） 。（4）“趁熱過濾”后，有時先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”，目的是 。（5）制得的KNO3產(chǎn)品中常含NaCl，進一步提純的方法是 。3（16分）鋁廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)和日常生活中。工業(yè)上由鋁土礦（A

13、l2O33H2O的含量約為85%，其余主要為SiO2、Fe2O3等）冶煉金屬鋁的流程如下。溶出已知拜耳法生產(chǎn)Al2O33H2O的基本原理為： 結(jié)晶Al2O33H2O+2NaOH（aq） 2NaAlO2 （aq）+4H2O，Al2O33H2O也可表示為2 Al(OH)3（1）操作I的名稱為 ，赤泥中除含有鋁硅酸鹽外，還含有的主要物質(zhì)有 （2）為了提高鋁土礦的溶出速率可采取的有效措施為 （任寫三點）（3）用化學(xué)平衡理論解釋稀釋溶液I有利于Al2O33H2O 結(jié)晶的原因_ （4）為了析出Al2O33H2O，也可向溶液I中通入過量CO2氣體，寫出生成Al2O33H2O的離子方程式： （5）為了回收赤泥

14、附著液帶走的有用成分，工業(yè)上將用熱水洗滌后的洗液用作溶液I的稀釋劑，請指出流程圖中另一處類似的做法 4工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)，具體生產(chǎn)流程如下：試回答下列問題：(1)濾液X中含有的金屬陽離子是_(填離子符號)。(2)步驟中可選用_調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母)。A稀硫酸 B氨水 C氫氧化鈉溶液 D高錳酸鉀溶液(3)步驟中，F(xiàn)eCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，檢驗Fe2的方法是_ _。(4)步驟的反應(yīng)溫度一般需控制在35以下，其目的是_。(5)在空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為_。5（2015全國卷1

15、）硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：回答下列問題：寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_ _。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_ _（寫出兩條）。利用_的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是_（化學(xué)式）?！皟艋s”需先加H2O2溶液，作用是_ _。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是_ _?！按峙鹚帷敝械闹饕s質(zhì)是_（填名稱）。以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中

16、的重要還原劑，其電子式為_ _ _。單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程_ _。化學(xué)工藝流程題的突破答案、答案：正極：O2+4e-=2O2- 負極： C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O 、答案：Na2CO3 、CO21、答案解析：MnO2與KOH混合并在空氣中共熔，便可制得墨綠色的錳酸鉀熔體： 2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 錳酸鉀在酸性或中性的環(huán)境下，MnO42-會發(fā)生反應(yīng)，生成MnO4-和MnO2 ：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3；過濾除去不

17、溶于水的MnO2，利用溶解度的不同，采取濃縮結(jié)晶的方法使KMnO4從溶液中析出而分離出來。答案：（1）ab （2）d （3）MnO2； KOH （4）23 （5）cd （6）過濾；溶解度，濃縮結(jié)晶。 2、答案：解析：（1）攪拌、加熱；（2）用玻璃棒不斷攪拌濾液 坩堝鉗；（3）NaCl；（4）稀釋溶液，防止降溫過程中NaCl析出，提高產(chǎn)品的純度；（5）重結(jié)晶3、（1）過濾 Fe2O3 （共4分，各2分）（2）將鋁土礦粉碎、加熱、攪拌、增大NaOH的濃度（任答三點即得滿分）（3分）（3）稀釋降低了NaOH的濃度，有利于NaAlO2或NaAl(OH)4的水解，使平衡向結(jié)晶方向移動（或向左移動）（3分）（4）CO2（過量）+ AlO2-+2H2O = Al（OH）3+HCO3- 或2CO2（過量）+ 2AlO2-+4H2O = Al2O33H2O+2HCO3- （3分） （5）將溶液III循環(huán)使用溶解鋁土礦 （3分） 4、解析：(1)硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后過濾，SiO2為濾渣，濾液中含有的金屬陽離子是Fe2、Fe3。(2)步驟要把pH調(diào)高，步驟還要加NH4HCO3，故使用氨水。若使用氫氧化鈉溶液，產(chǎn)品中容易混入Na，所以選B。(4)N