生产中反应条件的控制课件配套优秀教案设计

《无机化工流程》复习学案

一、学习目标：

1. 化繁为简，初步掌握审题和读图的方法；找出流程图中的核心反应，分析化工流程中的每个环节的目的和结果，学会提取信息，培养较强的心理素质。

2. 巩固元素化合物知识，学会化学方程式和陌生离子方程式的书写，包括氧化还原和非氧化还原方程式，优化解题方法，培养对无机化工流程题的基本解题方法技巧和归纳能力。

3. 通过有梯度的无机化工流程题的习题训练，培养分析逻辑思维能力和信息提取能力。通过对科学、技术、社会的相互关系的了解，激发对化学技术的兴趣，体会化学对人类生活和生产所起的重要作用。

二、学习重点：优化解题思维，学会提取信息，培养较强的心理素质。

三、学习难点：无机化工流程题新情景的适应与新信息的提取，解题应变能力。

四、典例感悟

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：

部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的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）。

【加问】

1、

将固体废料研磨的原因是__________

_____；

2、

实验室研磨固体的实验仪器是________

_；

3、

加入硫酸时发生的化学方程式：

。

【归纳整理】

(1)原料预处理阶段的常见考点

①研磨（粉碎）—减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率。

②煅烧（焙烧）—改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解，如1

煅烧高岭土。

灼烧—除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。

③浸取：

水浸—与水接触发生反应或溶解。

酸浸—与酸接触发生反应或溶解，使金属、金属氧化物或盐转化成可溶于水的物质进入溶液，不溶物通过过滤除去。

碱浸—除去油污、溶解酸性氧化物、铝及其氧化物。

（2）滤渣I的主要成分有

。

【加问】

1、加入硫酸后过滤，所得的滤液中含有的主要离子有

；滤渣的主要成分

。

2、调pH到5.5时，若不用NaOH溶液，可以选择以下

试剂。

A、稀硫酸

B、MgO

C、Mg(OH)2

D、MgCO3

3、写出生成滤渣I的离子方程式：

。

（3）从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物有

。

【加问】

1、为什么要用氢氧化钠溶液调节pH到12.5？___________________

2、从Mg(OH)2到MgCl2溶液需要加入___________。

3、从MgCl2溶液中得到MgCl2·2H2O晶体的操作是_________、____________、过滤、洗涤、干燥。

4、加热烘干MgCl2·2H2O晶体得到无水MgCl2时，选择的方法是____________________。

原因是：_______________________________________________________________________。

5、设计实验证明MgCl2粉末中是否有NaCl？_______________________________________ _______________________________________。

【归纳整理】

(2)除杂与分离提纯阶段的常见考点：

①

调节溶液的pH值：使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的、抑制某些离子的水解、防止某些离子的氧化、防止“某离子”的沉淀、确保“某离子”完全沉淀、防止“某些物质”的溶解等。调节溶液的pH时，“酸”的作用还可以除去氧化物（膜）；“碱”的作用还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅。在题目中常以表格形式给出信息。

A. pH大于某一值或加入碱性物质（能与H反应又不引入新杂质）：

a、使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的；

b、促进某些离子的水解；

c、除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅等。

B. pH小于某一值或加入酸性物质：

a、除去氧化物（膜）；

b、抑制某些离子的水解；

2

＋

c、防止某些能溶于碱性溶液的物质变成别的物质[如HCO3、Al(OH)3等] C.pH处于某一范围：除去某一溶液中的杂质离子。如Cu2溶液中混有的Fe3＋＋＋＋＋

－调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大；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值。

②

控制体系的温度

A.

控制低温（不高于××温度）的原因：

a.

防止物质的分解，如铵盐NH4Cl、NH4HCO3、碳酸氢盐NaHCO3、双氧水H2O2、HNO3(浓)、氨水等；

b.

防止物质的挥发，如盐酸、醋酸、硝酸、氨水等；

c.

防止物质的水解，如Fe3、Al3、Cu2、Mg2等弱碱阳离子，SiO32-、AlO2-等弱酸阴＋＋＋＋离子，如冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；

d.

防止结晶水合物失去结晶水；

e.

增大气体反应物的溶解度，使其被充分吸收；

f.

能耗高。

B. 采取加热（不低于××温度）的原因：

a. 加速某固体的溶解，加快反应速率；

b. 促进物质的水解

c. 使平衡向需要的方向移动；

d. 使某些物质汽化或升华，防止堵塞导管等；

e. 减少气体生成物的溶解并使其逸出；

f. 趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质；

C.

控制某范围内温度的原因：

a.

温度低于××℃时，××××××（参见上述B中的原因解释），温度高于××℃时，××××××（参见上述A中的原因解释）；

b.

确保催化剂的催化效果；

c.

兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益；

d.

防止副反应发生等。

③结晶：

蒸发结晶，趁热过滤：提取溶解度随温度变化不大或减小的物质的溶质。如NaCl、Ca(OH)2。

蒸发浓缩，冷却结晶，过滤：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。

重结晶：对象：固体混合物的提纯

④洗涤：

水洗：洗去晶体表面的杂质离子；

冰水洗涤：a.洗去晶体表面的杂质离子，b.并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。

乙醇（有机物）洗：a.洗去晶体表面的杂质离子，b.并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗，c.乙醇易挥发带走晶体表面的水分，得到较干燥的产物。

⑤蒸发、反应时的气体氛围：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

（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）变化曲线如下图所示：

①

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：

。

【归纳整理】

（3）熟悉教材中化工知识并能迁移运用

纯碱工业（侯氏制碱法）：

NaCl + CO2 +NH3+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥）

2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑（循环使用）

核心要点：溶解平衡的运用，利用溶解度的不同实现工业生产。

由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于NaCl 、NH4Cl等，所以碳酸氢钠以沉淀析出。

又因为低温时，氯化铵的溶解度低于氯化钠的溶解度，故过滤后向母液中加入食盐细粉，又可使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥，再过滤后的母液是饱和NaCl溶液，可循环利用。

优点：使食盐的利用率得到提高；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序，减少可能造成的环境污染。

五、归纳总结

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