化学人教版高中三年级必修1 化学工艺流程

化学工艺流程专题复习（第一课时）,常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)与常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知识的综合运用。,2017年考纲,注重测量自主学习的能力，重视理论联系实际，关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展1.接受、吸收、整合化学信息的能力（1）（2）通过对自然界、生产和生活中的化学现象的观察，对图形、图表的阅读，并进行初步加工、吸收、有序存储。（3）2.分析和解决化学问题的能力（1）将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题。（2）,2017年高考化学考纲（节选）,无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。要求同学们既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选，增强学生的核心素养。,题型示例铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：,原料预处理除杂、净化,主反应,化工生产流程主线与核心,原料预处理除杂、净化,产品分离提纯,反应条件控制,原料循环利用,排放物的无害化处理,规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。,核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制,用透真题,例1.(浙江理综)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：,下列说法不正确的是()A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B.固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3转化为Al(OH)3进入固体2C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O,解析根据题意，分析得出以下流程：,A项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉，正确；B项，由于SiO2不溶于硫酸，则固体1中一定含有SiO2，为了使溶液中的Al3转化成Al(OH)3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固体2为Al(OH)3，正确；C项，由于Fe2易被氧化、FeSO47H2O易分解，故在从FeSO4溶液中得到FeSO47H2O产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确；D项，若在溶液1Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3溶液中直接加NaOH至过量，得到的为Fe(OH)3，用硫酸溶解得到Fe2(SO4)3溶液，故经结晶不能得到FeSO47H2O，错误。答案D,解题策略-整体浏览、分段分析是做“化工流程”题的主要方法。,一、粗读流程,二：细思转化,原料,目的,三、精准答题,切题,严谨,规范,例2某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下：,1、粉碎的目的：。2、焙烧的目的：。3、酸浸的目的：。4、调节pH=3-4的原因：。,已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为：9.7、3.2、6.4。,增大反应物的接触面积，加快反应速率,使CuS转化为CuO,Fe2+转化为Fe3+,使CuO、Fe的化合物溶解,使Fe3+沉淀完全,解题思路：结合问题，明确整个流程及每一部分的目的分析每步的反应及产物（特别是与问题相关）结合基础理论与实际问题思考注意答题有模式与要点,2、解答无机化工流程试题的程序,小结：此类试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。每道试题都是由题干和问题构成，题干服务于问题，问题离不开题干。,首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）；然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段；接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确；然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时使用参考数据），组织语言回答设问。,基本步骤,宏观把握，理清思路；,善用信息，按需答题，规范作答！,二遍读题，注意关联问题。一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不必清楚，“难得糊涂”。读取信息要客观评价、筛选把问题再放入题中前后比对有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果，“跟着感觉走”、“顺藤摸瓜”，用已学过的知识来“圆”这个结果。所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本等等。最后要看清楚问什么，不要答非所问,例3硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O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：,回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5H2O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外，还可采取的措施有_(写出两条)。,解析Mg2B2O5H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度(升高温度)、浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。,(2)利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_(写化学式)。解析Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3BO3外还有MgSO4由(1)中反应生成、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。,Fe3O4,SiO2和CaSO4,(3)“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_。解析“净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe2氧化为Fe3，然后再通过调节pH促进Fe3、Al3水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。,将Fe2氧化为Fe3,使Al3和Fe3形成氢氧化物沉淀而除去,(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_(填名称)。解析“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的MgSO4。(5)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_。解析NaBH4由Na和BH组成。其中的氢显1价，1价的H具有较强的还原性。,(七水)硫酸镁,(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。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_。解析以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。,2B3MgO,题后反思,整合的思想。即“以元素为载体”，把众多的知识点串联起来，考查学生综合运用知识的能力。不要因试题的“穿新衣，戴新帽”而惊慌失措。“易点得全分，难点能得分，规范得高分”。,精练1【2016北京理综化学27】（12分）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（1）过程中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_。（2）过程中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2+PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2Oii:写出ii的离子方程式：_。,Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,2Fe3+Pb+SO42=PbSO4+2Fe2,精练2实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO47H2O)，主要工艺流程如下：,(2)过程中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为_。(3)过程中需加入的物质是_。解析溶液X为Fe2(SO4)3，需加入还原剂将Fe3还原为Fe2，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。,4FeS3O26H2SO4=2Fe2(SO4)36H2O4S,铁粉,精练3硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下：,(1)步骤中生成PbCl2和S的离子方程式为，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH值在0.51.0，原因是_。,（1）PbS2Fe32Cl=PbCl22Fe2S抑制Fe3、Pb2的水解,精练4由生物质能通过绿色化学途径制取氢气是当前能源发展的一个重要方向。如图表示的是以CaO为吸收体，将生物质经与水蒸气反应制取H2的流程(生物质简写为C)。,其中气化炉和燃烧炉中分别发生的主要反应如表所示：,请回答下列问题：,当生物质的量一定时，随着水蒸气与氧气的投料比的增大，CaCO3的分解率会_(填“增大”、“减小”或“不变”)，原因为_。,减小；当水蒸气与氧气的投料比增大时，将促进反应正向进行，反应的反应程度减小，不利于反应进行，造成CaCO3的分解率减小,解答无机化工流程图题的策略1.粗读题干，挖掘图示图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。,方法技巧总结,2.携带问题，精读信息这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。3.跳跃思维，规范答题答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。,整体浏览、分段分析,审清目的识原料，粗读流程看箭头；火眼金睛辨转化，进出原则记心头；精准答题击要害，化工流程你最牛！,同学，你有哪些心得体会？,化学工艺流程专题复习（第二课时）,3、工业流程的常见考点,反应原理:化学平衡、水解原理、电化学,计算,提取信息点,基本理论:离子反应、氧化还原反应,（2）、主反应的常见考点,精练5以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,（4）反应常被用于电解生产(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为。,（1）反应的离子方程式：,Fe2+2HCO3=FeCO3+H2O+CO2,2SO42-2e-=S2O82-,“趁热过滤”的原因是；,精练6实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)24H2O的流程如下：,防止降温甲酸铜结晶而损失,用无水乙醇洗涤晶体的目的。,除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失,温度的影响归纳：、趁热过滤（或冰水洗涤）的目的：防止某物质降温时会析出（或升温时会溶解）而带入新的杂质、冰水中反应或降温反应的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使平衡向着题目要求的方向移动、反应中采取加热措施的作用：一般是为了加快反应速率或加速某固体的溶解,、如题目中要求温度控制在某温度范围内（可用水浴或油浴来控制）：一般有以下几个目的：A、防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，将CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（30+2），可得NaHCO3晶体，温度控制在这个范围，目的就是防止NaHCO3晶体分解。而在Br2的制取过程中，出溴口的温度控制在8090，目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。B、使催化剂的活性达到最好：如合成氨或工业SO2氧化为SO3时，选择的温度是500左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。C、防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在170，原因是就是在140时会有乙醚产生。D、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。以上有关温度的总结只能说是有这种可能来考，具体问题要具体分析。,精练7某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下：,为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线（如图），“趁热过滤”得到的固体是。,Na2SO4,（从题中可以看出溶液中CuCl2、Na2SO4的含量相差不大）,环保：绿色化学成本：原料价格、能耗控制、循环利用,课堂练习1：工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝,步骤I中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是步骤II中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是,防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率,Fe或铁,_,已知：Al2O3（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）H1=+1344.1kJmol12AlCl3（g）=2Al（s）+3Cl2（g）H2=+1169.2kJmol1由Al2O