高考化学一轮复习45化工流程二教案文档格式.docx
《高考化学一轮复习45化工流程二教案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习45化工流程二教案文档格式.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3.解工业流程题必备知识
（1）常用思考方法。
①反应原理；
②提高原料利用率；
③快速反应；
④提高产率；
⑤提高产品纯度；
⑥绿色环保；
⑦工业成本低。
（2）控制反应条件。
①调节pH值的目的：
控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
调pH值所加试剂：
一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的金属、金属氧化物、金属氢氧化物或金属碳酸盐（总之，这些物质要能与H+反应，又难溶于水，这样可即使过量而又不会引入新的杂质离子），有时候也可能加NaOH或氨水来调pH值，要据题意具体分析（一般是加的Na+、NH4+不会在后续的程序中难以分离）。
pH值的调节范围：
据题意告知的某离子完全沉淀或开始沉淀的pH值数据来选择，不能随意更改，应该是题目中原始数据的组合。
（3）物质的分离和提纯的方法。
①结晶（重结晶）；
②过滤；
③趁热过滤；
④洗涤（水洗，冰水洗涤，醇洗）；
⑤蒸馏：
液、液分离（主要仪器：
蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管）；
⑥蒸发（实验仪器：
蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯）；
⑦萃取；
⑧分液（主要仪器：
分液漏斗）；
⑨升华；
⑩盐析：
加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。
⑪灼烧：
高温条件下固体物质的燃烧（主要仪器：
坩埚）；
⑫煮沸：
目的通常是除去溶解在水中的气体（通常为O2），或是为了促进水解，聚沉后便于过滤分离。
4.常见文字叙述规范套路（重要）
（1）如何进行滴定终点的判断？
答：
当滴入最后一滴标准液时，溶液颜色由×
×
颜色变为##颜色，且半分钟内不恢复原色。
（注：
只写“变色”或“褪色”不得分）
（2）洗涤沉淀的方法：
往漏斗中加入蒸馏水至没过沉淀物，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。
（3）检验沉淀是否洗涤干净的方法：
取最后一次的洗涤液，滴加×
试剂（可与杂质的某些离子发生沉淀反应），如果没有沉淀生成，说明沉淀洗涤干净；
否则说明沉淀未洗涤干净。
这种情况因为离子浓度较低，应该选用反应灵敏的特征反应。
此时一般不用焰色反应实验检验）。
（4）检验沉淀是否完全的方法：
静置，向上层清液中继续滴加×
试剂，若没有沉淀生成，说明沉淀完全；
若出现沉淀则说明沉淀未完全。
（5）如何进行萃取操作？
在分液漏斗中加溶液和萃取剂，右手堵住漏斗上口塞，左手握活塞，倒转用力振荡，放气，正立放铁圈上静置。
主要考查方面：
一、以物质制备为目的的化学工艺流程
1．原料处理阶段的常见考查点
（1）加快反应速率
（2）溶解：
通常用酸溶。
如用稀硫酸、盐酸、浓硫酸等。
（3）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查点
（1）调pH除杂
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
如若要除去Al3＋、Mg2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
②调节pH所需的物质一般应满足两点：
一能与H＋反应，使溶液pH增大；
二不引入新杂质。
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。
（2）加热：
加快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。
（3）降温：
防止某物质在高温时溶解（或分解）；
使化学平衡向着题目要求的方向移动。
3．获得产品阶段的常见考查点
（1）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；
乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。
（2）蒸发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。
（3）蒸发浓缩、冷却结晶：
如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；
同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。
（4）蒸发结晶、趁热过滤：
如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。
例1.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。
工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。
由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl形式存在，写出相应反应的离子方程式：
________。
（3）TiO2·
xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·
xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·
xH2O转化率最高的原因______________________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。
（5）若“滤液②”中c（Mg2＋）＝0.02mol·
L－1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3＋）＝1.0×
10－5mol·
L－1，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？
_______________（列式计算）。
FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×
10－22、1.0×
10－24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式：
__________________。
【答案】
（1）100℃、2h,90℃、5h
（2）FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O
（3）低于40℃，TiO2·
xH2O转化反应速率随温度升高而增加；
超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·
xH2O转化反应速率下降
（4）4
（5）Fe3＋恰好沉淀完全时，c（PO）＝mol·
L－1＝1.3×
10－17mol·
L－1，c3（Mg2＋）·
c2（PO）值为0.013×
（1.3×
10－17）2≈1.7×
10－40<
Ksp[Mg3（PO4）2]，因此不会生成Mg3（PO4）2沉淀
（6）2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O
[学审题析题]
例2.重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·
Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·
Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2
上述反应配平后FeO·
Cr2O3与NaNO3的系数比为________。
该步骤不能使用陶瓷容器，原因是______________________________________________________。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变________（填“大”或“小”），原因是____________（用离子方程式表示）。
（4）有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a．80℃ b．60℃
c．40℃d．10℃
步骤⑤的反应类型是________________。
（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为________________。
（1）2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
（2）Fe Al（OH）3
（3）小 2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O
（4）d 复分解反应
（5）×
100%
【解析】
（1）1molFeO·
Cr2O3参与反应共失去7mol电子，而1molNaNO3参与反应得到2mol电子，根据得失电子守恒，二者的系数比为2∶7。
由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。
（2）步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣1，所以滤渣1中含量最多的金属元素是Fe。
结合流程图可知，滤渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅杂质。
（3）滤液2中存在平衡：
2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，H＋浓度越大（pH越小），越有利于平衡正向移动，所以步骤④应调节滤液2的pH使之变小。
（4）根据题图，可知温度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，即在10℃左右时得到的K2Cr2O7固体最多。
故d项正确。
步骤⑤中发生的反应为Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，其属于复分解反应。
（5）该铬铁矿粉中Cr2O3的物质的量为，根据Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理论质量m0＝×
294g·
mol－1×
10－3kg·
g－1＝kg，所以产品的产率为×
100%＝×
100%。
二、以分离提纯为目的的化学工艺流程
1.物质分离提纯的原则
（1）不增：
不引入新的杂质。
（2）不减：
不减少被提纯的物质。
（3）易分离：
被提纯物与杂质易于分离。
（4）易复原：
被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。
2．常用的提纯方法
水溶法
除去可溶性杂质
酸溶法
除去碱性杂质
碱溶法
除去酸性杂质
氧化剂或还原剂法
除去还原性或氧化性杂质
加热灼烧法
除去受热易分解或易挥发的杂质
调节
升级会员 