高考化学一轮总复习 小专题六 化学工艺流程题的突破策略课件.ppt

小专题六 化学工艺流程题的突破策略 1 常用方法 常用首尾分析法 首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品 从对比分析中找出原料与产品之间的关系 弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺 然后再结合题设的问题 逐一推敲解答 2 基本步骤 1 审题 从题干中获取有用信息 了解生产的产品 并在流程框图上 标出原料中的成分 找出原料中的杂质 审流程图 看箭头 进入的是投料 即反应物 出去的是生成物 包括主产物和副产物 找三线 物料进出线 操作流程线 循环线 2 分析 分析流程中的每一步骤 知道 四个什么 反应物是什么 发生了什么反应 该反应造成了什么后果 对制造产品有什么作用 抓住一个关键点 一切反应或操作都是为获得产品而服务 3 技巧 从问题中获取信息 帮助解题 有时题目中所提的问题 对我们分析流程中某一步的作用有很大帮助 3 思维方向 化工流程题目在流程上一般分为三个过程 1 原料处理阶段操作的主要目的 粉碎 加热 目的是增大反应速率 酸溶 碱溶 水溶 常见化工术语 水浸 浸出 酸浸 溶解 灼烧 焙烧 煅烧 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 2 分离提纯阶段的常见考点 调ph除杂 a 控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀 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 应该先用氧化剂把fe2 氧化为fe3 再调溶液的ph至3 7 注意把溶液的ph调至3 7 并不是加酸调节 而是增大ph 应该加碱或其他与酸反应的物质 b 调节ph所需的物质一般应满足两点 能与h 反应 使溶液ph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 试剂除杂 加入某一试剂 使杂质溶解或沉淀或转化为气体 加热 增大反应速率或促进平衡向某个方向移动 如果在制备过程中出现一些受热易分解 易水解的物质或产物 则要注意对温度的控制 如侯氏制碱法中的nahco3 还有如h2o2 ca hco3 2 kmno4 agno3 hno3 浓 等物质 降温 防止某物质在高温时会溶解 或分解 使化学平 衡向着题目要求的方向移动 萃取 利用萃取原理将混合物进行分离 一般还需通过 分液和蒸馏等方法 3 获得产品阶段的常见考点 洗涤 冰水 热水 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 蒸发 反应时的气体氛围抑制水解 如从溶液中析出fecl3 alcl3 mgcl2等溶质时 应在hcl的气流中加热 以防其水解 蒸发浓缩 冷却结晶 如除去kno3中的少量nacl 蒸发结晶 趁热过滤 如除去nacl中的少量kno3 重结晶 考向1 海水中提取镁 3 制得无水mgcl2 得到的mg oh 2沉淀与盐酸反应生成mgcl2溶液 进一步处理即可得到无水mgcl2 电解可得到镁单质 例1 镁是一种用途很广的金属材料 目前世界上60 的镁从海水中提取 海水的综合利用可以制备金属镁 其流程如下图所示 1 若在空气中加热mgcl2 6h2o 生成的是mg oh cl或mgo 写出相关反应的化学方程式 用电解法制取金属镁时 需要无水氯化镁 在干燥的hcl气流中加热mgcl2 6h2o 能得到无水mgcl2 其原因是 2 mg oh 2沉淀中混有的ca oh 2应怎样除去 写出实验步骤 3 实验室里将粗盐制成精盐的过程中 在溶解 过滤 蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒 分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的 溶解时 过滤时 蒸发时 4 获得hcl的反应为2ch4 o2 4cl2 2co 8hcl 不考虑其他反应 事实上 生产中hcl一直在循环使用 试从理论上分析 是否需要补充hcl 简要说明理由 解析 1 首先分析反应物 生成物的化合价可知 此反应不是氧化还原反应 反应物是mgcl2 6h2o 如果生成物为mg oh cl 根据质量守恒定律 反应的生成物除mg oh cl外 还有hcl和h2o 即mgcl2 6h2o mg oh cl hcl 5h2o 同理 也可以写出生成mgo的化学方程式 4 在工业生产中注重效益 hcl可以循环使用 根据氯元素守恒可知理论上不需要补充hcl 答案 1 mgcl2 6h2o mg oh cl hcl 5h2o mgcl2 6h2o mgo 2hcl 5h2o 在干燥的hcl气流中 加热mgcl2 6h2o 抑制了mgcl2的水解 并带走了mgcl2 6h2o受热时产生的水蒸气 故能得到无水mgcl2 2 加入mgcl2溶液 充分搅拌 过滤 沉淀用水洗涤 3 搅拌 加速溶解 引流 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗 防止外洒 搅拌 防止因局部过热引起液滴或晶体飞溅 4 不需要补充hcl 因为cl2 2hcl mg oh 2 mgcl2 cl2 依氯元素守恒可以看出理论上不需要补充hcl 考向2 铝及其矿物的开发利用 解题指导 做与铝有关的制备和分离提纯类习题时要抓住铝及其化合物的两性 特别是与强碱溶液的反应 例2 铝是一种重要的金属 在生产 生活中具有许多重要的用途 下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程 已知 铝土矿的主要成分是al2o3 此外还含有少量fe2o3 sio2等杂质 溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应 能生成硅铝酸盐沉淀 化学反应方程式为 2na2sio3 2naalo2 2h2o na2al2si2o8 4naoh 回答下列问题 1 写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式 2 滤渣a的主要成分为 滤渣a的用途是 只写一种 实验室过滤时使用玻璃棒 其作用是 3 在工艺流程第三步中 选用二氧化碳作酸化剂的原因是 4 若将铝溶解 下列试剂中最好选用 填编号 理由是 a 浓硫酸 b 稀硫酸 c 稀硝酸 2 fe2o3 na2al2si2o8 作炼铁的原料 或作生产硅酸盐产 品的原料 引流 3 经过足量氢氧化钠溶液的溶解 大部分铝元素均以naalo2的形式存在于滤液中 通入过量二氧化碳可以将naalo2完全转化为al oh 3 4 b 铝与浓硫酸在常温下发生钝化 加热溶解会产生有 毒气体so2 原料利用率低 稀硝酸能溶解铝但会产生no气体 污染空气 硝酸利用率低 而铝与稀硫酸反应速率较快 产生的h2对空气无污染 考向3 其他金属矿物的开发利用 例3 2013年安徽卷 二氧化铈 ceo2 是一种重要的稀土氧化物 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 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 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 取上述流程中得到的ce oh 4产品0 536g 加硫酸溶解后 用0 1000mol l 1feso4标准溶液滴定至终点时 铈被还原为ce3 消耗25 00ml标准溶液 该产品中ce oh 4的质量分数为 解析 1 根据流程图和粉末成分可知 fe2o3溶于稀盐酸生成fecl3 故滤渣a中可能含有fe3 2 根据ce的化合价变化可知 h2o2作还原剂 故反应的离子方程式为2ceo2 h2o2 6h 2ce3 o2 4h2o sio2不溶于盐酸和稀硫酸 所以滤渣b的主要成分为sio2 4 由反应 ce4 fe2 fe3 ce3 可知 n ce4 n fe2 0 1000mol l 1 0 025l 0 0