高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)-化工流程題教案-新人教版

化工流程題

授課班級(jí)1課時(shí)安排授課人

課題化工流程題

課型復(fù)習(xí)課

教新課標(biāo)要求利用元素與化合物的知識(shí)解決化工流程中的實(shí)際問(wèn)題

學(xué)

目

知識(shí)目標(biāo)利用元素與化合物的知識(shí)解決化工流程中的實(shí)際問(wèn)題

標(biāo)

分

學(xué)以致用

析德育目標(biāo)

重、難

利用元素與化合物的知識(shí)解決化工流程中的實(shí)際問(wèn)題

點(diǎn)闡釋

學(xué)法指導(dǎo)講練結(jié)合

教具設(shè)計(jì)

問(wèn)題引導(dǎo)

教學(xué)過(guò)程

二次備課

解題策略

化工流程中常見的操作與名詞

化工流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程：

原料處理——A分離提純——?獲得產(chǎn)品

(1)原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞

①加快反應(yīng)速率

②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等

水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解

浸出：固體加水(酸)溶解得到離子

浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更W，轉(zhuǎn)化)

酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程

③灼燒、焙燒、煨燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解

④控制反應(yīng)條件的方法

(2)分離提純階段的常見考點(diǎn)

①調(diào)pH值除雜

a.控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化牛勿沉淀

例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如F表所示

物質(zhì)開始沉淀沉淀完全

Fe(0H)32.73.7

Fe(0H)27.69.6

Mn(0H)28.39.8

若要除去出2+溶液中含有的Fe?+,應(yīng)該怎樣做？

提示：先用氧化劑把Fe"氧化為Fe'+,再調(diào)溶液的pH到3.7。

b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：

能與H*反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。

例如：若要除去加+溶液中混有的Fet可加入CuO、Cu(0H)2、CuKOH)2cOs等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液

的pH值。

②試劑除雜

③加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)

如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如：侯氏制

堿中的NaHCCk還有如HA、Ca(HCOjz、KMnO」、AgNO；)>HNOK濃)等物質(zhì)。

④降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)

⑤萃取

(3)獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)

①洗滌(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。

②蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCLAlCh、MgCb等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在

HC1的氣流中加熱，以防其水解。

③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNOs中的少量NaCl。

④蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾：如除去NaCl中的少量KNO*

⑤重結(jié)晶

(4)其他常見考點(diǎn)

0七學(xué)方程式②實(shí)驗(yàn)儀器③計(jì)算④B息

二、熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用

例1難溶性雜鹵石(K2so「MgSO,?2CaS0,?2H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：

KiSOi?MgSO,?2CaS0,?2HiO(s)2Ca++2K++Mg2++4S0r+2H20

為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)z溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：

Ca(OH)?溶液濾清I-母液

?一盅一盅卜濾液一底素卜像魯鬻、卜金一,

(1)濾渣主要成分有和以及未溶雜鹵石。

(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)z溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因：?

(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過(guò)濾，再加入溶液

調(diào)濾液pH至中性。

(4)不同溫度下，C的浸

373K

323K

288K

y.

溶浸時(shí)間

出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系見右圖。由圖可得，隨著溫度升高，

①________________，

②。

(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過(guò)程中會(huì)發(fā)生：CaSO」(s)+C屆-CaCO^s)+SOf

已知298K時(shí),A：p(CaC03)=2.80XlO^mol2?L-2,^(CaSO,)=4.90X10-mol2?L-2,求此溫

度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)｛(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

答案⑴Mg(0H)2CaSO.

(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg/與OIF結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，Mg，+濃度減小，平衡正向移動(dòng)，K+

增多

⑶H2SO1

(4)◎容浸平衡向右移動(dòng)②K+的溶浸速率增大

(5)CaSOi(s)+COrCaCOj(s)+S01的平衡常數(shù)K=；(、(；，據(jù)公(CaSO,)、魚(CaCO3)可

,/QpCaSO42f《pCaCCh1-cSOiCaSO；

知，C(S。；)則有＜=R

JCpCaCCh

4.90X10T.

9=L75X1()

2.80X10-O

方法技巧要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)一

根據(jù)什么理論一有什么變化一得出什么結(jié)論。

遷移應(yīng)用1KN6是重要的化工產(chǎn)品，下面是?種已獲得專利的KNG制備方法的主要

步驟:

______________CaSO]

飽和(NHJSO4母液濾液

蒸發(fā)

卻

KC1冷

濃縮,I,II

晶

攪拌過(guò)結(jié)

冷卻

L濾

NH’HCOT反應(yīng)nH反應(yīng)NF*過(guò)

反應(yīng)I結(jié)晶

過(guò)濾NHC1

ICaCOj4

KNO3(S)

co2

HNO3溶液f辰薊｝Ca(NO))2溶液

co2

⑴反應(yīng)I中，CaSO」與NHHCQ；的物質(zhì)的量之比為1：2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

(2)反應(yīng)II需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是；

從反應(yīng)IV所得混合物中分離出CaSO,的方法是趁熱過(guò)濾，趁熱過(guò)濾的目的是

⑶檢驗(yàn)反應(yīng)II所得K2sol中是否混有KC1的方法是：取少量K2s0,樣品溶解于水,

(4)整個(gè)流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(NH,)￡0,外，還有________(填化學(xué)式)。

答案⑴CaS0,+2NHHC03=CaC031+(NH^SO.+HaO+Cat

⑵加快化學(xué)反應(yīng)速率，分離NHC1與K2s0,防止KNO,結(jié)晶，提高KNOa的產(chǎn)率

(3)加入Ba(N03)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNQ,溶液，若有沉淀生成,

說(shuō)明K2s0,中混有KC1

(4)CaSOnKNOs

熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用

例2鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是A1O和少量的SiG、Fe。雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁

的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Ab(SO)：,和錢明機(jī)晶體[NHA1(SO,)2?12壓0]

的工藝流程如圖所示：

過(guò)量鹽酸過(guò)量燒堿足量CO2足量稀硫酸

固體a紅褐色濾液c|俅明磯I

固體b|篇〉

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴固體a的化學(xué)式為,IH中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

_________________________________________________________________________O

⑵由V制取錢明磯溶液的化學(xué)方程式為,從鏤明磯溶液中獲得鏤明磯晶體的實(shí)驗(yàn)操

作依次為(填操作名稱)_______、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌。

(3)以1000kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取AL(SO)3,需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密

度1.84g?cnT)______L(保留一位小數(shù))。

(4)若同時(shí)制取錢明磯和硫酸鋁，通過(guò)控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的錢

明機(jī)和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1：1,則投料時(shí)鋁土礦中的AL。；和HzSO,的物質(zhì)的量之比為

答案⑴Si02[Al(OH)r+CO2=HCO7+A1(OH)31

(2)A1O+4H2soi+2NH3=2NH1A1(SO,)2+3改蒸發(fā)濃縮

(3)575.4

(4)3:10

方法技巧首尾分析法：對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題，首先

對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從對(duì)比分析中找

出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離提

純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題，逐一推敲解答。關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原料與

產(chǎn)品的組成，從中找出將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用

的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問(wèn)題也就可以解答

了。

遷移應(yīng)用2鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某

學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na+、M/+、口一、Br一等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來(lái)提

取鎂，主要過(guò)程如下：

，溶液||MgC.6H20]③“Mg,"

|鹽鹵|噂一②④

.Mg(OH)?產(chǎn)缸|Mg—溶液][Mg]

回答下列問(wèn)題：

(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg(0H)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是。

⑵從過(guò)程①得到的Mg(OH)z沉淀中混有少量的Ca(0H)2,除去少量Ca(0H),的方法是先將沉淀

加入到盛有溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)、(填操作方法)可得純凈

的Mg(0H)2。

⑶下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程③的實(shí)驗(yàn)裝置圖：

其中裝置A的作用是。

（4）寫出過(guò)程④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答案（1）石灰乳原料豐富，成本低

（2）MgCL過(guò)濾洗滌

（3）制備干燥的HC1氣體

通由

（4）MgCk（熔融）型里Mg+Cl2f

熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用

例3近年來(lái)，硫化銅礦的濕法冶煉技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展?，F(xiàn)有一種催化氧化酸浸硫化銅礦

的冶煉法，其工藝流程如圖1所示:

濾液

海

反

過(guò)一一過(guò)一綿

應(yīng)銅

濾濾

2

硫黃硫黃

FeSO4-7H2O

圖1CuS礦濕法煉銅匚藝流程示意圖

反應(yīng)溫度、固液比、反應(yīng)時(shí)間、氯離子濃度都對(duì)銅的浸出率有較大的影響，下面是實(shí)驗(yàn)得出

的這幾種因素對(duì)銅的浸出率影響的變化曲線圖（如圖2?圖5所示）。

圖2銅的浸出率隨反應(yīng)

溫度的變化關(guān)系

圖4銅的浸出率隨反應(yīng)圖5銅的浸出率隨氯離

時(shí)間的變化關(guān)系子濃度的變化關(guān)系

回答下列問(wèn)題：

⑴火法煉銅的主要反應(yīng)：①2CuFeS2+4O2=Cu2s+3SO2+2FeO（爐渣）；②2魚必十

1200℃1200℃

302=2CU2O+2SO;；?SCuzO+CuaS=6CU+S&t；則由1molCuFeSz生成1molCu,

共消耗mol在反應(yīng)③中氧化劑為________,當(dāng)有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，生

成S0?的體積為（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

（2）寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：,濕法煉銅與火法煉銅相比，優(yōu)點(diǎn)是

__________________________________________________________O

（3）從溶液中得到FeSO,-7112G晶體的操作是;

實(shí)驗(yàn)時(shí)常用乙醇洗滌晶體，優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)要求，從下表中得出的最佳工藝條件為(填

序號(hào))。

選項(xiàng)固液比c(Cl~)/mol,L1反應(yīng)時(shí)間/h

A1001：5.50.77

B951：50.86

C1101：60.98

答案⑴2.5Cu。Cu2s1.12L

⑵2CuS+02+2H2S0」篋蟹%CuS0i+2FW+2s污染小，同時(shí)得到副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃,

資源得到充分利用

(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗去晶體表面的水和雜質(zhì)離子，同時(shí)減少晶體的損失

(4)B

遷移應(yīng)用3實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiG等)制備聚鐵(堿式硫

酸鐵的聚合物)和綠磯(Fe$Q「7H20),主要工藝流程如下。

—?固體W(S、SiO?等)簪

出海①足，。2

玩"H2sO溶液

4.L贊x￥溶液Z竽懿亍聚鐵

溶液Y/綠磯

(1)將過(guò)程②產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是o

A.品紅溶液B.紫色石蕊試液

C.酸性KMnOi溶液D.漠水

(2)過(guò)程①中，F(xiàn)eS、6和4SO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為」

(3)過(guò)程③中需加入的物質(zhì)是。

(4)過(guò)程④中，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)需使用的儀器除酒精燈、三腳架外，還需要o

(5)過(guò)程⑤調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的(填序號(hào))。

A.稀硫酸B.CaCQ(C.NaOH溶液

(6)過(guò)程⑥中，將溶液Z加熱到70?80C,目的是。

(7)實(shí)驗(yàn)室為測(cè)量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。①用分析天平稱取

2.7000g樣品；②將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過(guò)量的BaCL溶液；⑨i濾、洗滌、干燥,

稱重得固體質(zhì)量為3.4950go若該聚鐵的主要成分為[Fe(OH)(SO,)].,則該聚鐵樣品中鐵元

素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)

答案(l)ACD

(2)4FeS+30z+6im=2Fe2(SO)3+6HQ+4S

⑶鐵粉(4)蒸發(fā)皿、玻璃棒(5)C(6)促進(jìn)Fe，+的水解

(7)31.1%

解析SG具有漂白性，能使品紅褪色，SO?有還原性，能被酸性KMnO,溶液、淡水氧化，而使

它們褪色。溶液X為Fe2(SO,)3,需加入還原劑將Fe'+還原為Fe",又不帶入雜質(zhì)離子，故需

加入鐵粉。過(guò)程⑤中需將酸消耗而調(diào)高pH,而CaCG跟硫酸反應(yīng)會(huì)生成微溶于水的CaSOi而阻

3.4950g

止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。由聚鐵的化學(xué)式可知：n(Fe3+)=/7(S0t)=/7(BaS0)

l233g,mol1

1

.fiLVLi—士r八w,0.015molX56g,mol

0.015mol,所以聚鐵樣品中鐵兀素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=------,