归纳与整理名师课堂实录

教案

学习主题

化工流程问题

讲授：王忠华

课时

2课时，第一课时

学习目标

1.通过2017全国卷Ⅲ、2016全国卷Ⅲ等化工流程试题解决，归纳此类问题特点，从试题的结构、设问、考查重点等方面进行解析，学生讨论和方法归纳，掌握解决化工流程问题策略和方法，形成解决问题的角度

2.体验化工流程问题在生产和科研中的应用，培养化学学科素养，培养分析和解决问题的能力

1.利用化学反应原理和实验知识解决由铬铁矿制备重铬酸钾问题

2.解决废钒催化剂回收和生产高锰酸钾流程问题

3.总结处理化工流程问题的一般思路和方法

例1 [2017·全国卷Ⅲ]

重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示: 回答下列问题: (1)

评价任务

学

步骤①的主要FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 反应为Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2

上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为

。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是

。 (2)滤渣1中含量最多的金属元素是

,滤渣2的主要成分是

及含硅杂质。 (3)步骤④调滤液2的pH使之变

(填“大”或“小”),原因是

(用离子方程式表示)。 (4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到

(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a.80 ℃

b.60 ℃

c.40 ℃

d.10 ℃

步骤⑤的反应类型是

。 【知识归纳】

1.

工艺流程题思维主线：

2.

规律：

3.方法归纳：

1）制备过程中原料预处理的5种常用方法

看方法

想目的

减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率

与水接触反应或溶解

与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去

除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质

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,如煅烧高岭土

习

过

程

方法归纳：

2）制备过程中控制反应条件的6种方法

看方法

想目的

常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀

根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动

改变速率,影响平衡

改变反应速率,控制达到平衡所需要的时间

防止某物质降温时析出

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

例2. [2016·全国卷Ⅲ]

以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

物质

2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1 质量分数/% 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线: 学

回答下列问题: (1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+反应的离子方程式为

,同时V2O4转化成VO2+。“废渣1”的主要成分是

。 (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为

mol。 (3)“中和”作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中。“废渣2”中含有

。 (4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROH+ V4O124-R4V4O12+4OH-(ROH为强碱性阴离子交习

过换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈

(填“酸”“碱”或“中”)性。 (5)“流出液”中阳离子最多的是

。 (6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式:

。 【思维建模】

1.审题

2.解题思路

3.高频考点解析

练习[2016·全国卷Ⅰ]

高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是

。 (2)“平炉”中发生反应的化学方程式为

。 (3)“平炉”中需要加压,其目的是

。 (4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。

①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应。反应中生成KMnO4、MnO2和

(写化学式)。 ②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为

,阴极逸出的气体是

。

程

作业：

学后反思：