化学工艺流程题的突破刘芙蓉Word下载.docx

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（2）抓住几条线索

线索

考查侧重

主要目的

主要制备物质

核心化学反应

产物又多又纯

杂质

分离提纯

杂质分离彻底

辅助试剂

辅助主要物质转化或分离杂质

循环利用

【课堂练习1】

1、（16分）工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有CdS、Fe

2O3等杂质）为原料生产ZnSO4·

7H2O的工艺流程如下：

（己知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间）

2、（16分）现从锌制品加工企业回收的废渣（含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质）来制取氧化锌，流程如下：

3、电镀污泥中含有

等物质，工业上通过“中温焙烧—钠氧化法”回收

等物质。

已知：

水浸后溶液中存在

等物质

4、以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁昌体（FeCl3·

6H2O）的工艺流程如下：

5、（16分）硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。

下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）3-n/2]m的流程图：

6、（16分）亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。

以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

7、（17分）重晶石（BaS04）是重要的化工原料，制备氢氧化钡晶体（Ba（OH）2·

8H2O）

的流程如下：

8、（16分）硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等）是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。

利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下：

已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示：

针对这具体的8个工艺流程图的分析，让学生落实流程图四个基本过程的模板的理解和应用，能快速整体的理解整个流程。

三、核心知识点突破

很多时候发现学生独立的知识点是过关的，但是一旦体系复杂化，就会导致学生思考不周全，思路发生偏离甚至错误，本人认为是学生在学习化学的过程中忽略了化学学科的特点：

（1）微粒观：

学生经常忘记分析物质存在的形态

（2）变化观：

在流程中物质在辅助试剂的加入时发生了形态或价态的转变

（3）系统观：

主要研究物质不是孤立存在的，而是在一个混合体系中，学生经常忽略了系统中的其他背景物质或离子的存在，同时也忽略了它们会发生变化。

所以在复习备考的时候不能只注重化学知识的传授，学生对于化学学科的特点的理解对他们理解整

个化学学习大有裨益。

不同的学生在完成工艺流程题时遇到的难点是不同的，本人在教学的过程中通过对学生的错题的分析，针对性的做了一下的核心知识点的突破教学。

Ⅰ、盐溶液的分离提纯方法：

结晶法

结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法，大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法，难点在于混合溶液得到晶体的操作。

课堂练习1的8个工艺流程中都涉及晶体的获取，且难度也是按顺序由浅入深，通过学生的分析和老师的指导，引导学生得到结晶方法的选择：

（1）纯物质溶液得到晶体：

蒸发结晶（NaCl型）

蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶（KNO3型和含有结晶水的晶体）

（2）混合溶液（提纯A，B为杂质）：

思维方式同

（1）

（3）混合溶液（分离A和B）：

蒸发结晶，趁热过滤（得NaCl型），将滤液冷却结晶，过滤（得KNO3型）（课堂练习1的第7、8题）

Ⅱ、预处理的各种方法

通过对课堂上学习的工艺流程和课堂练习中8个流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。

（1）粉碎或研磨：

增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转

化率（或浸取率）。

（2）煅烧或灼烧：

不易转化的物质转为容易提取的物质；

其他矿转化为氧化物；

除去有机物；

除

去热不稳定的杂质

（3）酸浸：

溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）

（4）碱溶：

去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）

Ⅲ、平衡原理的应用

在工艺流程中经常会涉及化学反应平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的转化，离子的水解平衡

【课堂练习2】

1．工业上以锂辉石（Li2O·

A12O3·

4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。

其部分工艺流程如下：

①Li2O·

Al2O3·

4SiO2+H2SO4（浓）Li2SO4+Al2O3·

4SiO2·

H2O↓

②某些物质的溶解度（S）如下表所示。

T/℃

20

40

60

80

S（Li2CO3）/g

1.33

1.17

1.01

0.85

S（Li2SO4）/g

34.2

32.8

31.9

30.7

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3。

向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）________________________。

答题模版四句话：

①氢氧根与镁离子结合生成Mg（OH）2沉淀，Ca2+与SO42-结合生成CaSO4沉淀（外因的改变），②使Mg2+浓度减小（对该平衡内在某因素的影响）；

③使杂卤石的溶解平衡向右移动（平衡移动方向）④K+变多（与问题衔接）。

（①选对平衡体系，是难溶性杂卤矿的沉淀溶解平衡；

②按照四句话的模版回答）（该问被《广东高考年报2012》视为2012高考题中一大亮点和创新之处，即考查学生对化学平衡本质的理解）

很多时候题目中已经将外因的改变和最终结果都已经给出，学生需要找到中间的外因改变带来的内因的变化，注意抓住最主要的矛盾。

2．电镀污泥中含有

（1）用H2SO4调节pH值的目的是。

3、由MgCl2·

nH2O晶体获得无水MgCl2的操作是

4、配制硫酸亚铁氨溶液时，需要加入少量稀硫酸的目的

Ⅳ、原电池和电解工业中的电极反应方程式书写

电极方程书写的难点：

环境中用于平衡电荷的离子的选择

不同环境下产物的存在形式的差异

【课堂练习3】

1、镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电镀的主要电极反应式为。

2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极气体，空气与CO2的混合气体为正极气体，制得在650摄氏度下工作的燃料电池。

负极反应式2CO+2CO32--4e-==4CO2正极反应式____________________________

3、磷酸亚铁锂电池总反应为：

，电池中的固体电解质可传

导Li+，试写出该电池放电时的电极反应：

正极：

____________________________________；

负极：

______________________________。

4、一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；

电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。

试写出该电池放电时的电极反应：

Ⅴ、循环利用的物质：

同学理解物质循环利用的目的：

节能减排，“绿色化学”，降低成本等生产问题，提炼出：

一定不会用于循环的物质：

目标产物，杂质

可以用于循环的物质：

辅助试剂、母液

【课堂练习4】

（2013广州一模）（16分）某科研小组以难溶性钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：

（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是、和水。

Ⅵ、温度的控制

1、加热：

加快反应速率或溶解速率；

促进平衡向吸热方向移动；

除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca（HCO3）2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质。

使沸点相对较低的原料气化

2、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（放热方向）

使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离

降低晶体的溶解度，减少损失

3、控温：

（用水浴或油浴控温）

防止某种物质温度过高时会分解或挥发

为了使某物质达到沸点挥发出来

使催化剂的活性达到最好

防止副反应的发生

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。

【课堂练习5】

1、（16分）医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医用二水合氯化钙工艺流程为：

（5）为什么蒸发结晶要保持在160℃：

。

2、实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4·

7H2O），过程如下：

（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的是_______________________；

3、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。

其工艺流程如下：

（4）步骤

的蒸馏过程中，温度应控制在80—90℃。

温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：

Ⅶ、注重文字叙述的规范性

1、洗涤沉淀：

往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。

2、从溶液中得到晶体：

蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤—干燥。

3、在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。

4、检验沉淀是否洗涤干净：

取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加A试剂，振荡

5、检验是否沉淀完全：

静置，往上层清夜中继续滴加A试剂

过滤，取滤液少许于试管中，滴加A试剂

【资料】2009年~2012年高考的化工流程图原题

1．（2012年广东高考32）（17分）难溶性杂卤石（K2SO4·

MgSO4·

2CaSO4·

2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡

为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。

（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：

（3）“除杂”环节中，先加入溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液PH至中性。

（4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14，由图可得，随着温度升高，

①②。

（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：

已知298K时，Ksp（CaCO3）=2.80×

10—9，Ksp（CaSO4）=4.90×

10—5，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。

2.（2011广东高考32，16分）由熔盐电解法获得的粗铝含有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钢材镀铝。

工艺流程如下：

（注

：

NaCl熔点为801℃；

AlCl3在181℃升华）

（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A的过程中，所发生反应的离子方程式为。

（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电镀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

。

3．（2010年广东高考32）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。

以

-锂辉石（主要成分为

Li2O·

4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：

Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；

Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

（1）步骤I前，

-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是。

（2）步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li＋、SO

，另含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋、Na＋等杂质，需在搅拌下加入（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

（3）步骤II中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有。

（4）步骤III中，生成沉淀的离子方程式为。

（5）从母液中可回收的主要物质是。

4．（09年广东高考32）（12分）

某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg（CO3）2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：

沉淀物

Fe（OH）3

Al（OH）3

Mg（OH）2

pH

3．4

5．2

12．4

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：

（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有、

（要求写出两条）

（2）滤渣I的主要成分有。

（3）从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有。

（4）Mg（ClO3）2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：

MgCl2+2NaClO3===Mg（ClO3）2+2NaCl

已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如右图所示：

1将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg（ClO3）2.简述可制备Mg（ClO3）2的原因：

2按①中条件进行制备实验。

在冷却降温析出Mg（ClO3）2过程中，常伴有NaCl析出，原因是：

除去产品中该杂质的方法是：