化工合成专题课件

一、考频分析 化学工艺流程试题近年已成高考命题热点并呈上升的趋势，如2011·四川卷T29,2011·山东卷T30,2011·江苏卷T16,2011·安徽卷T27,2011·福建卷T24等

二、常见的化学流程图示例化学工艺流程——金属及其化合物的制备与提纯一、考频分析化学工艺流程——金属及其化合物的制备与提化工合成专题课件例1：工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：

（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。A

，B

。

（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、

、沉淀、

、

、冷却结晶、

、烘干。

（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是

。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是

。例1：工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列3（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是

（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：

。

（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：

。

（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是

（填写化学式）41．流程图分析。原材料和目标产物分别是什么物质？在生产过程中还涉及到哪些副产物？这些产物含有哪些物质（或离子）？它们之间存在什么联系？

2．生产过程中进行了哪些工艺操作和处理方法（包括化学方法和物理方法），各步操作和处理方法的作用是什么？处理后的结果怎样？

整个流程可以看成由三部分组成：I：原料的预处理。II：物质的分离提纯（题目的关键部分）。III：产品获得。1．流程图分析。原材料和目标产物分别是什么物质？在生产过程中5IIIIII主要成分NaCl，还含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀分离出CaCO3、Mg(OH)2沉淀在溶液中通入NH3和过量的CO2，使溶液生成NaHCO3和NH4Cl。分离NaHCO3和NH4Cl。使NaHCO3发生分解生成Na2CO3I：原料的预处理II：物质的分离提纯III：产品获得IIIIII主要成分NaCl，还含有Ca2+、Mg2+加入C63．整个流程中，进行了几步化学反应？各步化学反应物质怎么变化？化学方程式怎么写？是否有涉及到课本中没有学过的化学方程式？如果有，怎么写？整个流程中，包括NH3的循环利用，共进行了4步反应，分别是：（1）Ca2++CO32-=CaCO3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓（2）Na++CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4+（3）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（4）NH4++OH-=NH3↑+H2O3．整个流程中，进行了几步化学反应？各步化学反应物质怎么变化74．题目中提供了哪些信息？如何整理这些信息？在解决问题时，哪一步用到这些信息？本题提供的信息不多，只在问题（1）中说明：“沉淀剂A来源于石灰窑厂”，从中可以判断出A是Ca(OH)2或CaO。4．题目中提供了哪些信息？如何整理这些信息？在解决问题时，哪85．在问题的解决中，是否涉及到分析、设计、评价、计算等问题？如果有，如何解决这些问题？（1）实验室提纯粗盐的实验操作。（2）碳酸化时没有析出碳酸钠晶体的原因分析。（3）纯碱中碳酸氢钠质量分数的计算。（本题的计算是化工生产中的一个特例）5．在问题的解决中，是否涉及到分析、设计、评价、计算等问题？9答案（1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO3

（2）溶解过滤蒸发过滤（3）有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大（4）NH4Cl取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子（5）NH4++OH-=NH3↑+H2O（6）ω(NaHCO3)=84(m1－m2)/31m1答案（1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO310

三、分类例析 类型一从分离提纯某些物质为主题的工艺流程

这类试题实质是对混合物的除杂、分离、提纯操作的考查。解题思路是：从试题中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，加入某一试剂后，能与什么物质反应，反应条件如何？生成什么产物，怎样操作才能将杂质除去(注重信息的提取与加工)；然后找出合理答案并结合基础知识和题目信息进行验证。 三、分类例析

过氧化钙(CaO2)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。如图所示是以大理石(主要杂质是氧化铁)为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。过氧化钙(CaO2)难溶于水，生成氢氧化物的pH： 请回答下列问题： (1)操作①应包括下列操作中的________(填序号)。 A．溶解B．过滤C．蒸馏D．分液 E．蒸发结晶生成氢氧化物的pH： 请回答下列问题：化工合成专题课件化工合成专题课件 (4)在无水CaCl2中加入H2O2，生成CaO2反应为CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl。反应一段时间后加入NaOH调节溶液pH至9～11，目的是反应平衡向右移动，从而生成CaO2沉淀 【答案】

(1)ABE(2)除去Fe3＋(3)是 (4)CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl加入NaOH溶液使上述反应平衡向右移动，有利于CaO2沉淀的生成。 (4)在无水CaCl2中加入H2O2，生成CaO2反应为C 1．(2011·广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：

(注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华) 1．(2011·广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的 (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①__________________和②_________________________。 (2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在______。 (3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_____________________________________________。 (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为_____________________________________。 (5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_______________________________________。 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀化工合成专题课件化工合成专题课件 类型二物质制备为主题的工艺流程这类试题实质就是用某些原料来制备某一产品的过程，它可能会包含除杂、分离和提纯实验。解题思路是：先明确产品的性质，从题目中获取有用信息；然后根据实验目的，寻找制备过程所需的原料，确定制备原理，分析有没有副产品，如果有，最后的步骤就是分离提纯。 类型二物质制备为主题的工艺流程

(2011·福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

(2011·福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天 回答下列问题： (1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋ 加入铁屑的作用是________________________________。 (2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在________范围。 回答下列问题： (3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140kJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_________________________________。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是______(只要求写出一项)。 (3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中 (6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用________方法。 【精讲精析】

以化学流程为载体考查了胶体知识、溶度积常数、化学平衡常数的含义、热化学方程式的书写、物质的提纯等方面的知识，能较好地考查考生的观察能力及处理数据的能力。(1)由流程图知，加铁是为了将Fe3＋还原成Fe2＋，将TiO2＋还原成Ti3＋，由题中所给三个方程知Ti3＋还原性强于Fe2＋，故Ti3＋的存在还可避免Fe2＋被氧化(因为要得到绿矾)。

(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4化工合成专题课件 【答案】(1)将Fe3＋还原为Fe2＋，生成Ti3＋，保护Fe2＋不被氧化 (2)10－9～10－7m(或其他合理答案) (3)2.79×103 (4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81kJ/mol (5)产生三废(或其他合理答案) (6)蒸馏(或分馏、精馏) 【答案】(1)将Fe3＋还原为Fe2＋，生成Ti3＋，保 2．(2012·湛江一中质检)工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示： 试根据上图转化回答下列问题： (1)工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是______________________________________。 2．(2012·湛江一中质检)工业上以废铜为原料经一系列化 (2)还原过程中的产物为Na[CuCl2]，试写出反应的化学方程式________________。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl↓)____________________________________。 (3)还原过程中加入少量盐酸的作用是_______________________，加入NaCl且过量的原因是____________________________________________________。 (4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是____________。 (5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式____________________________________________________。 (2)还原过程中的产物为Na[CuCl2]，试写出反应的化 【解析】

(1)主要从原料经济性的角度来回答。(2)产物Na[CuCl2]中Cu的化合价为＋1，因此还原过程发生的是归中反应。(3)主要考查盐类水解和化学平衡知识。(4)产品用水和酒精洗的效果是不同的，酒精沸点低，易挥发，易晾干。(5)反应中CuCl2被还原为CuCl，则SO2的氧化产物必为H2SO4。 【解析】(1)主要从原料经济性的角度来回答。(2)产物N化工合成专题课件化工合成专题课件

一、考频分析 化学工艺流程试题近年已成高考命题热点并呈上升的趋势，如2011·四川卷T29,2011·山东卷T30,2011·江苏卷T16,2011·安徽卷T27,2011·福建卷T24等

二、常见的化学流程图示例化学工艺流程——金属及其化合物的制备与提纯一、考频分析化学工艺流程——金属及其化合物的制备与提化工合成专题课件例1：工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：

（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。A

，B

。

（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、

、沉淀、

、

、冷却结晶、

、烘干。

（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是

。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是

。例1：工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列36（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是

（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：

。

（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：

。

（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是

（填写化学式）371．流程图分析。原材料和目标产物分别是什么物质？在生产过程中还涉及到哪些副产物？这些产物含有哪些物质（或离子）？它们之间存在什么联系？

2．生产过程中进行了哪些工艺操作和处理方法（包括化学方法和物理方法），各步操作和处理方法的作用是什么？处理后的结果怎样？

整个流程可以看成由三部分组成：I：原料的预处理。II：物质的分离提纯（题目的关键部分）。III：产品获得。1．流程图分析。原材料和目标产物分别是什么物质？在生产过程中38IIIIII主要成分NaCl，还含有Ca2+、Mg2+加入CaO和Na2CO3，使Ca2+、Mg2+生成沉淀分离出CaCO3、Mg(OH)2沉淀在溶液中通入NH3和过量的CO2，使溶液生成NaHCO3和NH4Cl。分离NaHCO3和NH4Cl。使NaHCO3发生分解生成Na2CO3I：原料的预处理II：物质的分离提纯III：产品获得IIIIII主要成分NaCl，还含有Ca2+、Mg2+加入C393．整个流程中，进行了几步化学反应？各步化学反应物质怎么变化？化学方程式怎么写？是否有涉及到课本中没有学过的化学方程式？如果有，怎么写？整个流程中，包括NH3的循环利用，共进行了4步反应，分别是：（1）Ca2++CO32-=CaCO3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓（2）Na++CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4+（3）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（4）NH4++OH-=NH3↑+H2O3．整个流程中，进行了几步化学反应？各步化学反应物质怎么变化404．题目中提供了哪些信息？如何整理这些信息？在解决问题时，哪一步用到这些信息？本题提供的信息不多，只在问题（1）中说明：“沉淀剂A来源于石灰窑厂”，从中可以判断出A是Ca(OH)2或CaO。4．题目中提供了哪些信息？如何整理这些信息？在解决问题时，哪415．在问题的解决中，是否涉及到分析、设计、评价、计算等问题？如果有，如何解决这些问题？（1）实验室提纯粗盐的实验操作。（2）碳酸化时没有析出碳酸钠晶体的原因分析。（3）纯碱中碳酸氢钠质量分数的计算。（本题的计算是化工生产中的一个特例）5．在问题的解决中，是否涉及到分析、设计、评价、计算等问题？42答案（1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO3

（2）溶解过滤蒸发过滤（3）有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大（4）NH4Cl取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子（5）NH4++OH-=NH3↑+H2O（6）ω(NaHCO3)=84(m1－m2)/31m1答案（1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO343

三、分类例析 类型一从分离提纯某些物质为主题的工艺流程

这类试题实质是对混合物的除杂、分离、提纯操作的考查。解题思路是：从试题中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，加入某一试剂后，能与什么物质反应，反应条件如何？生成什么产物，怎样操作才能将杂质除去(注重信息的提取与加工)；然后找出合理答案并结合基础知识和题目信息进行验证。 三、分类例析

过氧化钙(CaO2)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。如图所示是以大理石(主要杂质是氧化铁)为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。过氧化钙(CaO2)难溶于水，生成氢氧化物的pH： 请回答下列问题： (1)操作①应包括下列操作中的________(填序号)。 A．溶解B．过滤C．蒸馏D．分液 E．蒸发结晶生成氢氧化物的pH： 请回答下列问题：化工合成专题课件化工合成专题课件 (4)在无水CaCl2中加入H2O2，生成CaO2反应为CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl。反应一段时间后加入NaOH调节溶液pH至9～11，目的是反应平衡向右移动，从而生成CaO2沉淀 【答案】

(1)ABE(2)除去Fe3＋(3)是 (4)CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl加入NaOH溶液使上述反应平衡向右移动，有利于CaO2沉淀的生成。 (4)在无水CaCl2中加入H2O2，生成CaO2反应为C 1．(2011·广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：

(注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华) 1．(2011·广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的 (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①__________________和②_________________________。 (2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在______。 (3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_____________________________________________。 (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为_____________________________________。 (5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_______________________________________。 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀化工合成专题课件化工合成专题课件 类型二物质制备为主题的工艺流程这类试题实质就是用某些原料来制备某一产品的过程，它可能会包含除杂、分离和提纯实验。解题思路是：先明确产品的性质，从题目中获取有用信息；然后根据实验目的，寻找制备过程所需的原料，确定制备原理，分析有没有副产品，如果有，最后的步骤就是分离提纯。 类型二物质制备为主题的工艺流程

(2011·福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

(2011·福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天 回答下列问题： (1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋ 加入铁屑的作用是________________________________。 (2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在________范围。 回答下列问题： (3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140kJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_________________________________。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是______(只要求写出一项)。 (3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中 (6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用________方法。 【精讲精析】

以化学流程为载体考查了胶体知识、溶度积常数、化学平衡常数的含义、热化学方程式的书写、物质的提纯等方面的知识，能较好地考查考生的观察能力及处理数据的能力。(1)由流程图知，加铁是为了将Fe3＋还原成Fe2＋，将TiO2＋还原成Ti3＋，由题中所给三个方程知Ti3＋