化工流程专题复习课件.pptx

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1、华蓥中学：杨旭,高考中化工流程题的突破,华蓥中学：杨旭高考中化工流程题的突破,无机化工流程题,夯实基础：,一、试题结构和考查点,二、工艺流程试题总体框架,三、熟悉工业流程常见的操作与名词,四、感悟高考,无机化工流程题夯实基础：一、试题结构和考查点 二、工艺流程试,题尾: 主要是根据流程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。,一、试题结构和考查点:,题头: 一般是简单介绍实验目的和原理或工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；,题干: 主要用框图形式将操作或物质转换之间的关系或原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；,题尾:一、试题结构和考查点:题头: 题干:,试题结构

2、和考查点:,题头、题干和题尾三部分构成。,铝土矿的主要成分是氧化铝，含有少量氧化铁杂质，以下是获得氧化铝的实验步骤：,（1）溶解铝土矿发生的反应是 。过滤1所得滤渣为 。（2）过滤2所得滤液中的离子有 。（3）列举两种氧化铝的用途 。,题尾试题结构和考查点: 题头、题干和题尾三部分构成。,1.反应速率与平衡理论的运用；2.氧化还原反应的判断、方程式书写；3.利用控制pH分离除杂；4.利用溶解度分离；5.常用的分离方法、实验操作；6.流程中的物质转化和循环；7.绿色化学评价等。,知识点具体考查如下：,返回,1.反应速率与平衡理论的运用；知识点具体考查如下： 返回,原料预处理（初次除杂）,产品分离

3、提纯（再次除杂）,反应条件控制（涉及氧化还原反应、调节pH等）,原料循环利用,排放物的无害化处理,二、工艺流程试题总体框架：,原料预处理产品分离提纯 反应条件控制原料循环利用排放物的,规律：,主线主产品分支副产品回头为循环,核心考点： 1.物质的分离操作 2.除杂试剂的选择 3.生产条件的控制,返回,规律：主线主产品核心考点： 返回,三、熟悉工业流程常见的操作与名词,(1).原料的预处理溶解：灼烧：煅烧：粉碎、研磨：,通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,如从海带中提取碘如煅烧高岭土,改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解。,增大表面积，加快后续过程溶解或反应速率。,三、熟悉

4、工业流程常见的操作与名词(1).原料的预处理通常用酸,(2).控制反应条件的方法,.控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀,H值的控制。例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:,若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？,(2).控制反应条件的方法.控制溶液的酸碱性使其某些金属离,调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值 。,调节pH所需的物质一般应满足两点：,.蒸发、反应时的气体氛围.加热的目的.降温反应的目的

5、.趁热过滤.冰水洗涤.乙醇洗涤,加快反应速率或促进平衡向某个方向移动等,防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动等,防止某物质降温时会析出等,洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗等,避免水洗时晶体溶解而损失等,抑制水解等,.蒸发、反应时的气体氛围 加快反应速率或促,浸出：浸出率：酸浸：水洗：水浸：,固体加水（酸）溶解得到离子,固体溶解后，离子在溶液中的含量的百分率,在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程,通常为除去水溶性杂质,与水接触反应或溶解,(3).常见名词,返回,浸出：固体加水（酸）溶解得到离子固体溶解后，离子在溶液中

6、的含,一起lai感受 曾考过的化工流程题,13,四、感悟高考：,一起lai感受13四、感悟高考：,解题步骤及策略:,.明确最终产品及所需原料: .分析原料与最终产品的关系：如化合价如何变化、其它物质是要弃除，还是要转化回收.大致浏览工艺流程： a.主线主产品； b.分支副产品； c.回头为循环。.所加物质的作用： a.改变中心元素化合价； b.分离除杂； c.促使产物更好、更纯的析出总之一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。.着手答题：,从问题中获取信息，帮助解题。,抓住核心元素变化,解题步骤及策略:.明确最终产品及所需原料: 从问题中获取,例1、(14理综全国I)某厂废水中含5.001

7、0-3molL-1的Cr2O72，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程。,感悟高考：,例1、(14理综全国I)某厂废水中含5.0010-3感悟高,(1).第步反应的离子方程式是: 。(2).第步中用PH试纸测定溶液PH的操作是： 。(3).第步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有 。(4).欲使1L该废水中的Cr2O72完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入 g FeSO47H2O。,Cr2O72-+6Fe2+14H = 2Cr3+ +6Fe3+7H2O,将一

8、小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。,Fe(OH)3、Fe(OH)2,13.9,(1).第步反应的离子方程式是:Cr2O72-+6Fe,例2、（10年全国 II）27、锂离子电池的广泛应用，使回收利用锂资源成为重要课题。某 研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,例2、（10年全国 II）27、锂离子电池的广泛应用，使回收,(1).第步反应得到的沉淀X的化学式为 。(2).第步反应的离子方程式是: 。(3).第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液

9、中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。(4).若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g，第步反应中加入20.0 mL 3.0 molL-1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应和完全转化为Li2CO3，则至少有 g Na2CO3参加了反应。,Al(OH)3,4LiMn2O4+4H+O2 = 8MnO2+4Li+2H2O,漏斗、烧杯、玻璃棒,滤纸破损,漏斗中液面高于滤纸边缘,6.36,(1).第步反应得到的沉淀X的化学式为,例3、（2011理综II）27、MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗M

10、nO2（含有较多的MnO和MnCO3杂质）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：,例3、（2011理综II）27、MnO2是一种重要的无机功能,(1).第步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的_（写化学式）转化为可溶性物质。(2).第步反应的离子方程式是 _+ ClO3-+_= MnO2+ Cl2+_(3).第步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）_、_、_，已知蒸发得到固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有_（写化学式）。(4).若粗MnO2样品的质量为12.69g，第步反应后，经过滤得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2（标准状况下），则在第步反应中至少需要_ _

11、mol NaClO3。,MnO和MnCO3,5Mn2+ 2 4H2O 5 8H+,蒸发皿 酒精灯 玻璃棒,NaCl,0.02,(1).第步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的_,例4、（2014年广东理综）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：,（注：SiCl4的沸点为 57.6，金属氯化物的沸点均高于 150）,例4、（2014年广东理综）石墨在材料领域有重要应用，某初级,(1).向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是: 。(2).高温反应后，石墨中氧

12、化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为: 。(3).步骤为：搅拌、_ 、所得溶液IV中的阴离子有: 。(4).由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为: 。 100kg初级石墨最多可获得V的质量为_kg。(5).石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐， 完成图19防腐示意图，并作相应标注。,通入N2作保护气，排尽装置中的氧气，以防氧气在高温下与活性炭和石墨反应。,CO,SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O,静置、过滤,Cl-、 AlO2 -,AlO2 -+2H2O+CH3COOCH2CH3 = CH3CO

13、O-+Al(OH)3+CH3CH2OH,7.8,外加电流阴极保护法,(1).向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是,例5、 （2012安徽理综）亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量（通常 1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：,SO2,SO32-,例5、 （2012安徽理综）亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为,(1).气体A的主要成分是 ，为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入 ；通入N2的目的是: 。(2).写出甲方案第步反应的离子方程式： 。(3).甲方案第步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是: 。(4).若用

14、盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）(5).若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000molL1I2溶液VmL，则 1kg样品中含SO2的质量是 g（用含w、V的代数式表示）。,SO2,碎瓷片,将生成的SO2全部赶出（防止SO2在水溶液中被O2氧化）,SO2+H2O2SO42+2H+,在碱式滴定管中加入1-2mL标准NaOH溶液,将滴定管横过来并转动,让NaOH溶液浸过滴定管内壁,从下面放掉浸洗液,重复操作2-3次,无影响,0.64v/w,(1).气体A的主要成分是 ，为防止煮沸时发,例6、（2013安徽高考）二氧化铈(CeO2)是一种重要的

15、稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：,例6、（2013安徽高考）二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀,(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。(4)取上述流程中得到了Ce(OH)4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+)，消耗25.00mL标准

16、溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为 。,(1)洗涤滤渣A的目的是为了除去 (填离子符号)，检验该离子是否洗净的方法是: 。(2)第步反应的离子方程式是: ，滤渣B的主要成分是。,Fe3+,取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净。,2CeO2 + H2O2 + 6H+ = 2Ce3+ + O2 + 4 H2O,SiO2,不能,分液漏斗,97.01%,(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作为萃取,例7、（2014安徽理综） LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：,已知：

17、HCl的沸点是85.0，HF的沸点是19.5。,例7、（2014安徽理综） LiPF6是锂离子电池中广泛应用,(3)第步分离采用的方法是_；第步分离尾气中HF、HCl采用的方法是_。(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为n mol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol（用含w、n的代数式表示）。,(1)第步反应中无水HF的作用是_、_。反应设备不能用玻璃材质的原因是_（用化学方程式表示）。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的_溶液冲洗。(2)该流程需在无水条件下进行，第步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸

18、，写出PF5水解的化学方程式： 。,溶剂 反应物,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,NaHCO3,PF5+3H2O=H3PO4+5HF,过滤,降温,(3)第步分离采用的方法是_；第步分离,例8、,例8、,增大固体与硫酸接触面积，加快反应速率，提高浸出率。,石灰石,Fe2+ Mg2+ Ca2+,2Li+CO32-= Li2CO3,Na2SO4,增大固体与硫酸接触面积，加快反应速率，提高浸出率。石灰石Fe,例9、聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为

19、：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：,已知：Fe3、Al3以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、 5.2。,例9、聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态,改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。,根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧”的目的是_。（2）“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_。（3）“浸出”选用的酸为_。配制质量分数15的A酸需要200mL30的A酸（密度约为

20、1.15g/cm3）和_g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。（4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有 _ （要求写出三条）。（5）“调节溶液pH在4245”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“蒸发浓缩”需保持温度在90100，控制温度的实验方法是_。（6）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_,Al2O3+6H+ = Fe2O3+6H+ =,盐酸,量筒,230,加热或提高反应温度，将煅烧后的块状固体粉碎，适当增大盐酸浓度，充分搅拌，延长反应时间,H计,水浴加热,改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。 根据流程图回答下列,c,d,CuO的作用是什么？加多少？多余如何除

21、去？,例10、,cdCuO的作用是什么？加多少？多余如何除去？例10、,冷却结晶,引流,NH3H2O,b,注视凹页面的最低处与刻度线,凹页面的最低处与刻度线相平,酸式,滴定终点如何确定？,冷却结晶 引流NH3H2Ob注视凹页面的最低处与刻度线 凹,酸式增大反应物的接触面，加快反应速率,ClO- + H2O,FeO(OH),例11、,酸式增大反应物的接触面，加快反应速率ClO- + H2OFe,8.0pH10.4,b,蒸发浓缩、冷却结晶,125m2/81m1,8.0pH10.4b蒸发浓缩、冷却结晶125m2/81m,适当提高反应温度、增加浸出时间,例12、,适当提高反应温度、增加浸出时间例12、

22、,Fe(OH)3 Al(OH)3,Na2SO4,反应物混合后，Na+和Cl-结合生成溶解度较小的NaCl，结晶析出，从而使反应进行。,降温前溶液中NaCl已经饱和， NaCl的溶解度随温度降低有所减小，故冷却时会析出NaCl。,重结晶,Fe(OH)3 Al(OH)3Na2SO4 反应物混合后，,坩埚,搅拌、适当升高温度,取少量反应后溶液于试管中，滴入23滴淀粉溶液，溶液变蓝色。,例13、,坩埚搅拌、适当升高温度取少量反应后溶液于试管中，滴入23,Ba(FeO2)2 +HNO3=,防止反应速率过快，浓硝酸易挥发、易分解,BaCO3,Fe3+ H+,减少废液中可溶性钡盐对环境的污染,例14、,Ba

23、(FeO2)2 +HNO3=防止反应速率过快，浓硝酸易,Fe(OH)3,Mg(OH)2,例15、,Fe(OH)3Mg(OH)2例15、,SiCl4 + H2O,SiCl4 + H2=,Mg(OH)2,蒸发浓缩、冷却结晶,SiCl4 + H2OSiCl4 + H2=Mg(OH)2,例16、CoCl26H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）为原料制取CoCl26H2O的一种新工艺流程：,已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔点86，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部

24、分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：,例16、CoCl26H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。,请回答下列问题：加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是 。操作包含3个基本实验操作，它们是 和过滤。制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因 。为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100，其原因可能是 。,5.27.6,蒸发浓缩、冷却结晶,降低烘干温度，防止产品分解,样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水,44,沉淀物Fe(OH)3Fe(OH

25、)2Co(OH)2Al(OH),在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoCl26H2O，方法是 。在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为 。原工艺较新工艺也有优点，其主要优点 。,重结晶,减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐,硝酸替代新工艺中的盐酸和过氧化氢，比新工艺流程少，节约成本,返回,在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoCl26H2,基本实验操作突破：,固体灼烧：,酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、搅拌棒、干燥器等,萃取分液：,分液漏斗、烧杯等,一定浓度溶液的配制：,天平（量筒）、烧杯、玻璃棒、容量瓶（注明规格）、 胶头滴管等,中和滴定：滴定管、锥形瓶等（滴定管的检漏、润洗、排气泡等基本操作）,蒸馏：,蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计等,过滤：漏斗、烧杯、玻璃杯（如何洗涤沉淀、如何判断沉淀洗涤干净）,基本实验操作突破：固体灼烧：酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、,祝大家生活愉快，学习进步再 见,祝大家生活愉快，学习进步,