第二单元　研究物质的实验方法教学目标设计

化工工艺流程题解法探究学案

无锡市立人高级中学张旭东

教学目标: 1.通过阅读、交流讨论来认识化工工艺流程题的解法，培养学生应用化学知识和原理解决实际化学问题的能力。

2.通过层层问题的探究与实践，培养学生对信息的获取和加工能力、化学语言的表达能力。

3.通过多角度来认识化工工艺流程，在质疑、体会、反思、实践中提升学科的核心素养。

【试题研判】

从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：

(1)从废钒催化剂中回收V2O5时先要对废料进行研磨，其目的是

，步骤①中废渣的主要成分是

(2)②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）2RAn（有机层）

+ nH2SO4 (水层)，③中X试剂为 。实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是 。

(3)请完成①中的反应离子方程式

，

请完成④中的反应离子方程式：

□ClO3- + □VO2+ +□H+=□VO3+ + □ +□

(4)25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：

pH 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1

钒沉淀率% 88.1 94.8 96.5 98.0 98.8 98.8 96.4 93.1 89.3 结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 。

（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 。

【归纳总结】

1.

2.

3.

4.

5.

【试题实战】

（江苏学测）某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）可用于制备FeCO3，其流程如下：

H2SO4

FeS2

（NH4）2CO3

烧渣

酸溶

过滤

还原

过滤

沉淀

过滤

FeCO3

滤渣

S、少量FeS2

滤液

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O =15Fe2+ + 2SO42

+ 16H+

—

（1）加入FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的试剂为

▲

。

（2）所得FeCO3需充分洗涤，检验是否洗净的方法是

▲

。“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是

▲

。

（3）①写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：

▲

。

(苏州)Na2S2O3·5H2O是常用的脱氧剂、定影剂和还原剂。它是无色易溶于水的晶体，不溶于乙醇，Na2S2O3·5H2O在40～45℃熔化，48℃分解。下图是有关物质的溶解度曲线：

已知：Na2SO3＋S=====Na2S2O3，制备Na2S2O3·5H2O的实验流程如下：

△

(1) 趁热过滤的原因是____________。趁热过滤后滤渣的主要成分是____________(写化学式)。

(2) 结晶的方法是____________(填“冷却结晶”或“蒸发结晶”)。

(3) 洗涤抽滤后得到的晶体，可采用的洗涤液是________。

A. 无水乙醇

B. 饱和NaCl溶液

C. 水

7H2O)是一种重要的化工原料，可用作制革、炸药、造纸、瓷（南京）硫酸镁晶体(MgSO4·器等。以菱镁矿(主要成分是碳酸镁，含少量FeCO3和不溶性杂质)为原料制取硫酸镁晶体的流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子

开始沉淀

完全沉淀

Mg2＋

9.1 11.1 Fe2＋

7.6 9.7 Fe3＋

1.9 3.2

(1) “氧化”步骤中，“沉淀”步骤中，加入H2O2溶液的目的是________(用离子方程式表示)。用氨水调节pH的范围是________。

(2) “过滤”所得滤液中含有的阳离子为Mg2＋、________。

(3) “结晶”步骤中需蒸发浓缩滤液，使用的实验仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、玻璃棒、___________________________________。