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1、学而不思则惘，思而不学则殆4.2 化学工艺流程学案导学班级姓名一、化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面：1将原料转化为产品的生产原理问题；2除杂、分离和提纯产品等问题；3提高产量和效率问题；4节能减排，“ 绿色化学 ” ，循环利用等生产问题；5生产设备、流程和生产成本等工艺问题。二、整体的学习程序：具体抽象 具体1、抽象出工艺流程模板2、具体试题中的几个过程的划分（1）明确实验的目的（2）抓住几条线索线索考查侧重主要目的主要制备物质核心化学反应产物又多又纯杂质分离提纯杂质分离彻底辅助试剂辅助主要物质转化或分离杂质循环利用三、核心知识点突破、盐溶液的分离提纯方法：结晶法结晶法有和两种方法。
2、（1）纯物质溶液得到晶体：（NaCl型：溶解度随温度变化小的物质）：结晶（KNO3型： 溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）：（至为止） ，。（2）混合溶液（分离A 和 B） ：要得到溶解度受温度变化小的溶质：要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体：、预处理的各种方法工艺流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。（ 1）粉碎或研磨：。（ 2）煅烧或灼烧：。（ 3）酸浸：。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆（ 4）碱溶：。、平衡原理的应用在工艺流程中经常会涉及化学反应
3、平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的转化，离子的水解平衡练习 1工业上以锂辉石（Li2O A12O3 4SiO2，含少量 Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：（2）已知滤渣 2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液 1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）_。、原电池和电解工业中的电极反应方程式书写练习2、一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。试写出该电池放电时的电极反应：正极： _；负极： _。、循环利用的物质：同学理解物质循环利用的目的：节能减排，“ 绿色化学 ” ，降低成本
4、等生产问题，提炼出：一定不会用于循环的物质：可以用于循环的物质：练习 3、某小组以难溶性钾长石（K2O?Al2O3?6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是、和水。、控制温度的目的1、加热：；。2、降温：；。3、控温：（用水浴或油浴控温）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆；。4、实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量 FeS 、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾 (FeSO4 7H2O)，过程如下：(5
5、)在 中，将溶液Z控制到 7080 的目的是；、注重文字叙述的规范性1、洗涤沉淀：。2、从溶液中得到晶体：。3、在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“ 是为了除去XX 杂质 ” ，只写 “ 除杂 ” 等一类万金油式的回答是不给分的。4、检验沉淀是否洗涤干净：5、检验是否沉淀完全：表达一：或者表达二：、高频问题：注意答题技巧1、 “ 浸出 ” 步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：答：适当提高反应温度、增加浸出时间，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌2、如何提高吸收液和SO2反应速率：答：适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌3、从溶液中得到晶体：答：蒸发浓
6、缩-冷却结晶 -过滤 -洗涤 -干燥4、过滤用到的三个玻璃仪器：答：普通漏斗、玻璃棒、烧杯5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘6、沉淀洗涤操作：答：往漏斗中（工业上改为往过滤器中）加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次7、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含 SO42-)：答：取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀则说明未洗涤干净，若无白色沉淀则说明洗涤干净8、如何从MgCl2 6H2O 中得到无水MgCl2：答：在干燥的HCl 气流中加热，干燥的HCl 气流中抑制了MgCl2的水解，且带
7、走MgCl2 6H2O 受热产生的水汽精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆10、CuCl2中混有 Fe3+加何种试剂调pH 值：答： CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出11、调 pH 值使得 Cu2+（4.7-6.2）中的 Fe3+（2.13.2）沉淀， pH 值范围是：答：3.24.7。原因：调节溶液的pH值至 3.24.7， 使 Fe3+全部以 Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不
8、沉淀，且不会引入新杂质12、产品进一步提纯的操作：答：重结晶13、趁热过滤的原因及操作：答： 减少过滤时间、保持过滤温度，防止杂质析出或防止降温过程中析出而损耗；操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤14、水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过10015、减压蒸发（小心烘干）：答：常压蒸发温度过高，易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止分解16、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去：答：加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤17、蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、酒精灯等答：蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳18、不用其它试剂，检查NH4Cl 产品是否纯
9、净的方法及操作是：答：加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净19、检验 NH4的方法是：答：取 少许，加入NaOH 溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。20、过滤的沉淀欲称重之前的操作：答：过滤，洗涤，干燥，（在干燥器中）冷却，称重21、 “趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”：答：稀释溶液，防止降温过程中析出，提高产品的纯度22、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸馏水的目的：答：为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸，一般再加入少量蒸馏水23、加 NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度，原因：答： N
10、a+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解24、检验 Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是：答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3沉淀完全。25、检验滤液中是否含有Fe3+的方法是：答：滴入少量KSCN溶液，若出现血红色，则证明有Fe3+（或加 NaOH，根据情况而定）26、检验溶液中是否含有Fe2+（当溶液同时存在Fe3+）的方法是：答：滴加几滴高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液紫红色褪去，则证明有Fe2+精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆操作K
11、MnO4 K2CO3操作母液KMnO4粗晶体干燥KMnO4晶体石灰苛化KOH 粉碎MnO2 熔融KMnO4K2CO3MnO2KOH H2OK2MnO4CO2空气课堂练习： 1、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_ _（填代号）。a、84 消毒液（ NaClO溶液）b、双氧水c、二氧化硫d、75%酒精（2）高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_ _（填代号）。a、浓硝酸b、硝酸银c、氯水d、烧碱（3）上述流程中可以循环使用的物质有、（写化学式）
12、 。（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1 mol MnO2可制得mol KMnO4。（ 5）该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号）。a、石灰石b、稀 HCl c、稀 H2SO4 d、纯碱（6）操作的名称是；操作根据KMnO4和 K2CO3两物质在（填性质）上的差异，采用（填操作步骤） 、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。2、实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。回答下列问题：（1）为了加速固体溶解，可采取的措施是：。（2）实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，用酒精灯加热
13、。取用蒸发皿应使用（填仪器的名称）为了防止液滴飞溅，进行的操作是。（3） “趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是（填化学式）。（ 4） “ 趁 热 过 滤 ” 后 ， 有 时 先 往 滤 液 中 加 入 少 量 水 ， 加 热 至 沸 ， 然 后 再 “ 冷 却 结 晶 ” ， 目 的是。（5）制得的KNO3产品中常含NaCl，进一步提纯的方法是。3 （16 分）铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿（Al2O3? 3H2O 的含量约为85%，其余主要为 SiO2、 Fe2O3等）冶炼金属铝的流程如下。氯化钾硝酸钠混合溶解蒸发浓缩趁热过滤滤渣冷却结晶过滤滤液洗涤干燥KNO3产品水滤液滤
14、渣0 20 40 60 80 100 温度溶解度/g200 100 KNO3 NaNO3 KCl NaCl 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆已知拜耳法生产Al2O3? 3H2O 的基本原理为：Al2O3? 3H2O+2NaOH（aq）2NaAlO2 （ aq）+4H2O，Al2O3? 3H2O 也可表示为2 Al(OH)3 （ 1）操作 I 的名称为，赤泥中除含有铝硅酸盐外，还含有的主要物质有（ 2）为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为（任写三点）（ 3）用化学平衡理论解释稀释溶液I
15、 有利于 Al2O3? 3H2O 结晶的原因 _ （ 4）为了析出Al2O3? 3H2O，也可向溶液I中通入过量CO2气体，写出生成Al2O3? 3H2O 的离子方程式：（ 5）为了回收赤泥附着液带走的有用成分，工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液I 的稀释剂，请指出流程图中另一处类似的做法4工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液 X 中含有的金属阳离子是_(填离子符号 )。(2)步骤中可选用_调节溶液的pH(填字母 )。A稀硫酸B氨水C氢氧化钠溶液D高锰酸钾溶液(3)步骤中， FeCO3
16、沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，检验 Fe2的方法是 _ _ 。(4)步骤的反应温度一般需控制在35以下，其目的是_ 。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为_ 。5 （2015 全国卷 1）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为 Mg2B2O5 H2O和 Fe3O4，还有少量 Fe2O3、FeO、CaO 、Al2O3和 SiO2等)为原料制备硼酸 (H3BO3)的工艺流程如图所示：溶出结晶精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆回答下列问题：写出 Mg2B2O5
17、 H2O与硫酸反应的化学方程式_ _。 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_ _（写出两条）。利用 _的磁性，可将其从“浸渣”中分离。 “浸渣”中还剩余的物质是_（化学式） 。“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是 _ _。然后再调节溶液的 pH 约为 5，目的是 _ _。“粗硼酸”中的主要杂质是_ （填名称）。以硼酸为原料可制得硼氢化钠 （NaBH4） ， 它是有机合成中的重要还原剂， 其电子式为 _ _ _。单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程 _ _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名
18、师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆化学工艺流程题的突破答案、 答案：正极： O2+4e-=2O2- 负极： C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O 、答案： Na2CO3 、CO21、答案解析：MnO2与 KOH 混合并在空气中共熔，便可制得墨绿色的锰酸钾熔体：2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 锰酸钾在酸性或中性的环境下，MnO42-会发生反应，生成MnO4-和 MnO2：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2 +2K2CO3；过滤除去不溶于水的MnO2，利用溶解度的不同，采取浓缩结
19、晶的方法使KMnO4从溶液中析出而分离出来。答案： （1）ab （2）d （3）MnO2； KOH （4） 23 （5） cd （6）过滤；溶解度，浓缩结晶。2、答案：解析：（1）搅拌、加热；（2）用玻璃棒不断搅拌滤液坩埚钳；（3）NaCl； （4）稀释溶液，防止降温过程中NaCl析出，提高产品的纯度；（5）重结晶3、 （1）过滤Fe2O3（共 4 分，各 2 分）（2）将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH 的浓度（任答三点即得满分）（3 分）（3）稀释降低了NaOH 的浓度， 有利于 NaAlO2或 NaAl(OH)4的水解， 使平衡向结晶方向移动（或向左移动）（3 分）（4）CO2（过量
20、）+ AlO2-+2H2O = Al（OH）3+HCO3-或2CO2（过量）+ 2AlO2-+4H2O = Al2O3? 3H2O+2HCO3-（3 分）（5）将溶液III 循环使用溶解铝土矿（3 分）4、解析： (1)硫铁矿烧渣 (主要成分为Fe2O3、 FeO、SiO2等)酸浸后过滤， SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2、Fe3。(2)步骤要把pH 调高，步骤还要加NH4HCO3，故使用氨水。若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入Na，所以选B。(4)NH4HCO3受热易分解，高温会促进Fe2水解。答案： (1)Fe2、Fe3(2)B (3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)防止 NH4HCO3分解，减少Fe2水解(5)4FeCO3O2=高温2Fe2O34CO25、 【答案】Mg2B2O5H2O+2H2SO4= 2MgSO4+2H3BO3；减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。 Fe3O4； SiO2和 CaSO4；将 Fe2+氧化为 Fe3+；使 Al3+与 Fe3+形成氢氧化物而除去。（七水）硫酸镁 2H3BO3 =B2O3+3HO B2O3+3Mg = 3MgO+2B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页