归纳与整理精品学案

雅礼中学教案

长沙市中(小)学教师统一备课用纸

科目

课题

教

学

目

标

教

材

分

析

时序

课程导入：

化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是近几年高考化学命题的常考题型,全国一卷近4年必考题型。

一、解题策略

化工流程中常见的操作与名词

化工流程题目在流程上一般分为3个过程：

原料处理―→分离提纯―→获得产品

(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词

①加快反应速率

②溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等

水浸：与水接触反应或溶解

浸出：固体加水(酸)溶解得到离子

浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化) 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程

③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解

④控制反应条件的方法

(2)分离提纯阶段的常见考点

①调pH值除杂

a.控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀

例如，已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：

化学

年级

高三年级

班级

13、14 时间

第

10

周

专题2 高考题型宠儿

工艺流程体解题技巧

1．了解工艺流程图题型特点及流程中常用的方法。

2．掌握工艺流程题的解题技巧

重点：掌握工艺流程题的题型特点及解题思路。

难点：对一些未学过的反应的工艺流程题如何突破

教学操作过程设计

1

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物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

＋＋开始沉淀

2.7 7.6 8.3 沉淀完全

3.7 9.6 9.8 若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？

提示：先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH到3.7。

＋＋b.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试剂除杂

③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动

如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱中的NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。

④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动

⑤萃取

(3)获得产品阶段的常见考点

①洗涤(冰水、热水)：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。

②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：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蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。

④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。

⑤重结晶。

(4)其他常见考点

①化学方程式

②实验仪器

③计算

④信息

二、热点题型探究

[例题1]

KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：

2

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(1)反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1∶2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是

________________________________________________________________________；

从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是________________________________________________________________________。

(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法：取少量K2SO4样品溶解于水，________________________________________________________________________。

(4)整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4外，还有__________________(填化学式)。

答案

(1)CaSO4＋2NH4HCO3===CaCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑

(2)加快化学反应速率，分离NH4Cl与K2SO4

防止KNO3结晶，提高KNO3的产率

(3)加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl

(4)CaSO4、KNO3

[例题2]

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，主要工艺流程如下：

(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填字母)。

A.品红溶液

C.酸性KMnO4溶液

B.紫色石蕊溶液

D.溴水

(2)过程①中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

(3)过程③中需加入的物质是________________。

(4)过程④中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要________________。

(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填字母)。

A.稀硫酸

B.CaCO3

C.NaOH溶液

答案

(1)ACD (2)4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S (3)铁粉

(4)蒸发皿、玻璃棒

(5)C 学生练习

3

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[精炼1]

硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：(ⅰ)PbCl2(s)＋2Cl(aq)－－PbCl24(aq)

ΔH＞0 －－(ⅱ)Ksp(PbSO4)＝1.08×108，Ksp(PbCl2)＝1.6×105

(ⅲ)Fe3、Pb2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH值分别为3.2、7.04 ＋＋(1)步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式为____________________________，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH值在0.5～1.0，原因是___________________________________。

(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因__________________________。

(3)写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式________________________________。

(4)请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因_________________________，

滤液3是__________。

(5)铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的

PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为__________________________。

答案

(1)PbS＋2Fe3＋2Cl===PbCl2＋2Fe2＋S

抑制Fe3、Pb2的水解

＋－＋＋＋(2)PbCl2(s)＋2Cl(aq)－2PbCl24(aq)为吸热反应，冰水浴降低温度，平衡逆向移动，使PbCl4不－－断转化为PbCl2晶体而析出

(3)PbCl2(s)＋SO24(aq)－＋＋PbSO4(s)＋2Cl(aq) ＋－(4)2Fe2＋H2O2＋2H===2Fe3＋2H2O

盐酸

(5)PbSO4＋2e===Pb＋SO24

－－

[精练2]

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。

工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括：

酸溶

FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l) 水解

TiOSO4(aq)＋2H2O(l)=====H2TiO3(s)＋H2SO4(aq) 简要工艺流程如下：

90 ℃

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①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是_______________________________________________________________________。

②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是__________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是__________(填化学式)。

答案

①Fe

温度过高会导致TiOSO4提前水解，产生H2TiO3沉淀

②Fe2

Fe2O3 ＋小结：

解答无机化工流程图题的策略

1.粗读题干，挖掘图示

图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。

2.携带问题，精读信息

这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。

3.跳跃思维，规范答题

答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。

作业：

P108、11、12 P305~306

教

学

后

记

5