归纳与整理教案1

化工工艺流程专题教案

一、教学目标

1、使学生了解化学工艺流程题常见的考察方向

2、掌握化学工艺流程题的分析方法和技巧

3．培养学生发散、联想、归纳、整合、提炼知识的能力。

二、教学重点：化学工艺流程题的分析方法和技巧。

三、教学难点：隐含信息的挖掘和计算能力的提升。

四、考情分析

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、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，具有较强的实用性和综合性，是近几年高考化学试题的常考题型。

题型解读：

（1）题目结构：分题头、题干和题尾三部分。题头一般是介绍该工艺生产的原材料和目的(包括获得副产品)；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及

(2)呈现形式：流程图、数据表格、图像、实验装置等的化学知识设置系列问题。

(3)设问角度：措施、成分、物质、原因。

五、教学过程

【活动一】领悟高考（课前完成）

1、【08全国三】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：

(1)KIO3的化学名称是________。

(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示：

“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是______________。“调pH”中发生反应的化学方程式为___________________________。

(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式________________________________________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________________，其迁移方向是________。

③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有____________________________(写出一点)。

答案

(1)碘酸钾

(2)加热

KCl

KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O) (3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑) ②K＋

由a到b ③产生Cl2易污染环境等

【回顾】

命题角度

设空方向

1.加快浸出速率的操作

1.以工业废料及矿物为原料通过分离、提纯、制备物质类工艺流程题

2.以给定物质为载体的无机综合题

2.实验条件的选择

3. 浸出或除杂过程中涉及到的化学(离子)方程式的书写

4.陌生物质类别判断、电子式的书写

5.陌生物中元素化合价或化学键数判断

6.分离、提纯操作

7. 物质成分判断

8. 分析流程中某一操作目的

9. 转化率的分析判断

10.Ksp除杂或判断沉淀是否生成中的应用

11. 含量测定

【活动二】回顾化工工艺流程题要考什么，总结解题思路。

1、常见原料的预处理：

水浸：酸浸（碱浸）、煅烧、研磨、水洗、碱洗

2、常见反应条件的控制：

加热、降温、控温、趁热过滤、冰水洗涤（有机物洗涤）、酸性条件、PH控制

3、产品的分离和提纯：结晶、过滤、洗涤、干燥、灼烧、分液

4、工业生产要求：是否污染环境、节约能源、资源再生、安全性、原子经济性

【活动三】学生课堂练习

频数

8 4 16 3 3 7 8 7 2 9 7

难度

0.60 0.51 0.42 0.57 0.46 0.45 0.48 0.40 0.41 0.40 0.39

2、废旧电池的回收处理，既能减少对环境的污染，又能实现资源的再生利用。将废旧锌锰电池初步处理后，所得废料含MnO2、MnOOH、Zn（OH）2及少量Fe等，用该废料制备Zn和MnO2的一种工艺流程如下：

已知：①Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化

②有关Ksp数据如下表所示

化合物

Ksp近似值

回答下列问题：

（1）

还原焙烧过程中，MnOOH与炭黑反应，锰元素被还原为MnO，该反应的化学方程为

。传统的工艺是使用浓盐酸在加热条件下直接处理废料，缺点是

。

（2）酸浸时一般会适当加热并不断搅拌，其作用是

，滤渣1和滤渣2主要成分的化学式依次是

（3）净化时，先通入O2再加入MnCO3，其目的是

；已知净化时溶液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol•L﹣1，调节pH的合理范围是

。

（4）电解制取MnO2时，MnO2在

极产生。

（5）中科院研究人员将MnO2和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池，该电池可将软饮料中的葡萄糖作为燃料获得能量，装置如图所示。此装置中b极的电极反应式为

。

【答案】(1). （1）2MnOOH+C 2MnO+CO↑+H2O↑ (2). 反应过程中产生氯气，造成环境污染 (3). 加快2+3+3+Mn（OH）2

l0﹣13

Zn（OH）2

10﹣17

Fe（OH）3

l0﹣38

酸浸时的反应速率 (4). C、 Fe(OH)3 (5). 先将Fe氧化成Fe，再调节pH使Fe沉淀完全 (6). 3≤pH<5.5 (7). 阳 (8). C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+

【活动四】消化理解，反思总结。

【课后练习】

1、（广元）工业上利用硫铁矿烧造（主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2）为原料制备高档颜料--铁红（Fe2O3），具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）实验室实现“步骤II”中分离操作所用的玻璃仪器有___________、玻璃棒和烧杯等；该步骤是为了除去___________（填相关物质的化学式）。

（2）检验步骤III已经进行完全的操作是______________________________________________。

（3）步骤V的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____________________________；该步骤中反应生成FeCO3的离子反应方程式为____________________________________。

（4）步骤VI中发生反应的化学反应方程式为__________________________________________。

（5）步骤V中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时，若c（Fe2+）=1×10-6mol/L，欲使所得的FeCO3中不含有Fe（OH）2，应控制溶液的pH≤_______（已知：Ksp[Fe（OH）2]=4.9×10-17，lg7=0.8）。

（6）欲测定硫铁矿矿渣中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶”“水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg，测得该样品中Fe元素的质量分数为_________。

2、

（泸县一中）硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿（主要成分为ZnO，还含7H2O的流程如下。

有FeO、CuO、SiO2等杂质）制备ZnSO4·10−38，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10−20

已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×

（1）“滤渣1”的主要成分是 （填化学式）。“酸浸”过程中，为了提高锌元素浸出速率，可采取的措施有：①适当提高酸的浓度，② （填一种）。

（2）“氧化”过程中，发生氧化还原反应的离子方程式是_______________ ____。

（3）“沉淀”过程中，加入ZnO产生Fe(OH)3沉淀的原因是_____________________________。

（4）加入适量ZnO固体，若只析出Fe(OH)3沉淀而未析出Cu(OH)2沉淀，且测得沉淀后的溶液10−14mol/L，此时溶液中c(Cu2＋)的取值范围是____________mol/L。

中c(Fe3＋)＝4.0×

（5）加入适量锌粉的作用是_______________________________。

（6）由滤液得到ZnSO4•7H2O的操作依次为_____________、_____________、过滤、洗涤、干燥。实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、_____________、_____________。

3．（泸县二中）明矾[KAl(SO4) 2 ·12H2O]易溶于水，不易溶于乙醇，在生产、生活中有广泛用途。利用炼铝厂的废料——铝灰（含Al、Al2O3及少量的SiO2、FeO·xFe2O3）制备明矾的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）酸浸时为提高铝的浸取虑，可采取的措施是 （填标号）。

a．改用同浓度的硝酸

b．用硫酸多次浸取c．浸取时间缩短一半

d．适当升高温度

（2）滤渣1的成分是 ；滤渣2经过处理可以制得一种高效的无机高分子混凝剂，其化学式为[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m，则该物质中铁元素的化合价为______ 。

（3）检验滤液A中含有Fe2+的实验方案及现象是 。

（4）已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，当调节溶液的pH=3时，溶液中c(Fe3+)= 。

（5）操作Ⅱ中包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，使用酒精洗涤明矾晶体的目的是 _ ；明矾净水的原理是 （写离子方程式）。

（6）已知在pH=3和加热条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，则上述流程图中加入适量MnSO4发生反应的离子方程式为 。