归纳与整理教学设计第二课时

化学工艺流程专题（教案）

教学目标：

1.通过分析、综合的方法，解决简单化学实际问题的能力. 2. 掌握化学工艺流程题的分析方法和技巧. 3.培养将分析和解决问题的过程，学会挖掘文字、图表、模型中隐含信息技巧。

教学重点：化学工艺流程题的分析方法和技巧

教学难点：解决化工流程中的实际问题,达到理论联系实际的作用。

教学方法：提问启发、归纳总结，讲练结合

教学过程：

【导入】请学生们看一个国家专利的文件？？？

【板书】化学工艺流程

【讲述】

化学工艺流程题的常见题型有两类：一是物质制备类工艺流程；二是以物质提纯类工艺流程: 一、工业流程题的思路

二、工业流程题分类: *物质制备类化工流程题

【讲述】核心部分主要是相关的化学反应，弄清原材料和目标产品, 具体分析流程图。原料的处理包括原料的收集、溶解、除杂等，注意控制反应条件和循环利用；最后是得到所需产品，涉及知识有物质的分离和提纯、溶液的排放等。

1.核心反应——陌生方程式的书写

2.原料的预处理（初步分离：起到富集作用）

(1)研磨：

(2)溶解：

3.常用的控制反应条件的方法

(1)调节溶液的pH:①能与H反应，使溶液pH增大；

②不引入新杂质。

例如：若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质＋＋＋来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。

(2)控制温度。

(3)控制压强：改变速率，影响平衡

(4)使用合适的催化剂：加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间

(5)趁热过滤。防止某些物质降温时会析出。

(6)冰水洗涤。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。

*提纯类类化工流程题

1.常用的提纯方法

(1)水溶法：除去可溶性杂质。

(2)酸溶法：除去碱性杂质。

(3)碱溶法：除去酸性杂质。

(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。

(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。

灼烧、焙烧、煅烧区别：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。

焙烧（海带中提取碘）

灼烧：物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程。如灼烧颜色反应、灼烧失重、灼烧残渣等。

灼烧或煅烧（使一些物质高温下氧化，分解；结构改变更易溶解酸浸出）

(6)吹出（利用空气吹出溶液中的气体）

＋(7)调节溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3等。

2.

中间产品，终极产品常用的分离方法

(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。

(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。

(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。

(4)冷却结晶：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。

(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。

(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。

方法汇总：

a\物理方法：

溶解过滤、水洗、结晶、蒸馏

、萃取分液

、升华

、液化

、盐析

、渗析法

、电渗析、离子交换、吸附法、浮选法

b\化学方法：

热分解法，酸、碱处理法

，沉淀法

，氧化还原法、电解法

典型例题：

1.(2015·全国卷Ⅰ，27，14分)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：

回答下列问题：

(1)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外，还可采取的措施有___________(写出两条)。

(2)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)。

(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是____________________________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_____________________________________________________。

(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。

(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。

(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。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：__________________________________________________。

2.(2019·全国卷Ⅰ，26，14分)

对比2015年高考卷

硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5•H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁的工艺流程如下：

(NH4)2SO4溶液

滤渣1

调pH=3.5

硼镁矿粉

过滤1

H3BO3

溶浸

过滤2

调pH=6.5

气体

吸收

Mg(OH)2·MgCO3

沉镁

母液

NH4HCO3溶液

轻质氧化镁

回答下列问题：

（1）在95℃“溶浸”

硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为______________________________。

（2）“滤渣1”的主要成分有__________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含Fe3+离子，可选用的化学试剂是________________。

（3）根据H3BO3的离解反应：H3BO3H++ B(OH)4—，Ka=5.81×10—10，可判断H3BO3是________酸；在“过滤2”前，将溶液pH调至3.5，目的是___ _________________。

（4）在“沉镁”中生成沉淀的离子方程式为________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________________。

作业：. (2016·全国卷Ⅰ，28)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

(1)NaClO2中Cl的化合价为________。

(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_________________________________。

(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分＋＋别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。

(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，该反应中氧化产物是________。

(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_____。(计算结果保留两位小数)