练习与实践教学设计实例

化工流程专题学案

一、近几年高考化工流程题考点分析

设问方式

考查内容

元素及其化合物性质、离原料转化为产品的

生产原理

子反应、氧化还原反应、化合价规则、物质的命名、热化学知识、化学反应速方程式书写、图表分析、实率与化学平衡、溶解度、验原理及文字表达、实验方水溶液中离子平衡(Kaa、案设计

仪器名称、分离提纯的操作、滴定实验及相关计算

计算转化率、产率、纯度

尾气的处理、实验方案的设计

电极方程式书写及电化学的相关计算

考查方式

Kwb、Khh、Kspsp的应用) 除杂、分离和提纯产品

提高产量和效率

节能减排，循环利用

综合利用

实验仪器和实验操作

化学平衡、溶解平衡

元素化合物性质

电化学知识

从上表分析可以看出，工艺流程题涉及的考点非常广泛，是真正的学科内综合题，可以从全方位考查考生的化学学科知识和解决实际问题的能力，此类试题为命题者多角度设问提供了方便，为考生增加了难度。

二、化工流程题的题型特点

原料处理―→核心反应―→获得产品

1、(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词

2、核心反应常见考点

（1）反应条件控制

（2）陌生方程式的书写

3、获得产品常见考点

（1）物质的分离提纯

（2）结合实际，提高三种意识

三、工艺流程题解题策略

【体会真题】（2017新课标1卷27）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，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的

实验条件为___________________。

（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. 02 mol·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 。

解题三部曲

四、学以致用

1、（2017年江苏卷16）(12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： [来源:Z+xx+k.Com]

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为________________。 （2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。 （4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

2．一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性＞Cl2的氧化性) 从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：

已知：①CoCO3的溶度积为：Ksp=1.0×10-13；

②溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。

（1）

“碱溶”前通常将废料粉碎，其目的是 。

（2）过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为_______________。

（3）过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钴物质的反应化学方程式为(产物中只有一种酸根) 。

在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请分析不用盐酸浸出钴的主要原因_____________________。

(4)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________ (5)将2.0×10-4mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合，此时溶液中的Co2+的浓度为 ，Co2+是否沉淀完全？ （填“是”或“否”）。

五、收获与感悟