归纳与整理ppt配套教案板书设计

识图·明理·解流程

——物质制备与化学工艺流程题

〖学习目标〗

1．认识物质制备工艺流程题的命题方式，初步学会其解法；

2．巩固物质分离提纯的原理和方法

〖学习过程〗

【挑战流程题】（2015新课标I，27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

铁硼矿粉硫酸浸出过滤浸渣净化除杂过滤浸渣蒸发浓缩冷却结晶过滤含镁盐母液粗硼酸

回答下列问题：

⑴

写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_________________________________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_______________________（写出两条）。

⑵

利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是___________（写化学式）。

⑶

“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_____________________。然后在调节溶液的pH约为5，目的是_______________________。

⑷

“粗硼酸”中的主要杂质是_____________（填名称）。

⑸

单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_____________________________________________________。

【小结】

框架

1．识图

反应物和生成物

相关物质的性质

2．明理

⑴

预处理方法

⑵

除杂原理

⑶

分离提纯操作

– 1 –

【再战流程题】侯氏制碱法的生产流程可表示如下，请回答下列问题：

⑴

沉淀池中加入(或通入)有关物质的顺序为__________→___________→___________。

⑵

写出上述流程中X、Y的化学式：X____________，Y_____________。

⑶

写出沉淀池中发生的化学反应方程式________________________________________。

⑷

侯氏制碱法的生产流程中可以循环使用的物质主要为__________、____________。

⑸

从沉淀池中取出沉淀的操作是_____________，为了进一步提纯NaHCO3晶体，可采用______________法。

【反思】

【征服流程题】针对下列工艺流程，请你设置2~3个问题，并尝试解答。

1．（2013新课标II，27）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌（含有Fe(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)等杂质）的流程如下：

稀H2SO4

调pH约为5

Zn 过滤

工业ZnO 浸出液

适量高锰酸钾溶液②

③

①

煅烧

Na2CO3

过滤

过滤

滤液

ZnO 滤饼

⑤

④

提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是MnO2。

2．（2015山东，29）利用钴渣[含(Co(OH)3、Fe(OH)3)等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

网]①H2SO4②Na2SO3NaClO3,O2(NH4)2C2O4钴渣溶解还原浸液铁渣纯化处理CoSO4沉钴CoC2O4煅烧钴氧化物溶液沉淀

– 2 –

【课后巩固】

1．（2015山东）毒重石的主要成分为BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），利用毒重石制备BaCl2•H2O的流程如下：

毒重石NH3•H2O调pH=8NaOH调pH=12.5H2C2O4浸取15%盐酸过滤Ⅰ滤渣Ⅰ过滤Ⅱ滤渣Ⅱ过滤Ⅲ滤渣Ⅲ蒸发、浓缩冷却、结晶BaCl2•2H2O

⑴

毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是____________________________________。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的______________。

a．烧杯

b．容量瓶

c．玻璃棒

d．滴定管

⑵

加入NH3•H2O调pH=8课除去____________ (填离子符号)，滤渣II 中含___________(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量，原因是____________________________。

已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10ˉ7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10ˉ9

开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Ca2+

11.9 13.9 Mg2+

9.1 11.1 Fe3+

1.9 3.2

2．（2015广东）七铝十二钙（12CaO•7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

适量NH4NO3溶液白云石1000℃煅烧煅粉CO2过滤NH3滤液I过滤干燥CaCO3共混CaO•7Al2O31500℃废Al片NaOH溶液Na2CO3溶液Al(OH)3Al2O3Al片搅拌,电解洗涤过滤煅烧

⑴

煅粉主要含MgO和______________，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，

若溶液I中c(Mg2+)小于5×10‾6mol·L‾1，则溶液pH大于_________[Mg(OH)2的Ksp=5×10‾12]；该工艺中不能用（NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是______________________。

⑵

滤液I中的阴离子有______________（忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO2，会生成______________，从而导致CaCO3产率降低。

⑶

用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为

____________________________________________。

⑷

电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为

____________________________________________。

－⑸

一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl－4和Al2Cl7两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为________________________。

– 3 –

3．（2013山东）废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

⑴

电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________。

⑵

净化步骤所得滤饼的主要成分是______________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的____________。

⑶

溶液Ⅰ的主要成分是____________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是__________________________________________。

⑷

将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为__________________________________。

4．（2013新课标I）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe–＝LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

NaOH溶液

滤液

废旧锂离子电池

放电

处理

拆解

正极

碱浸

过滤

滤渣

酸浸

调pH 过滤

滤液

水相（Li2SO4溶液）

萃取

有机相

反萃取

水相（CoSO4溶液）

沉钴

过滤

CoCO3固体

有机相

H2SO4、H2O2

再生回用

滤液

调pH 过滤

Al(OH)3固体

滤渣

滤液

NH4HCO3溶液

回答下列问题：

⑴

LiCoO2中，Co元素的化合价为_______。

⑵

写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________。

⑶

“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_________________________________________________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_________________________________。

⑷

写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式

– 4 –

________________________________。

⑸

充放电过程中，发生LiCoO2与Li1–xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式_______________________________________。

⑹

上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_________________ ________________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________（填化学式）。

– 5 –