练习与实践教学实录与评析

工业流程专题

一、教学目标

知识与技能

1.了解化学工艺流程的主线，对工艺流程有整体清晰的认识；

2.

明确化学工艺流程设计的知识点；

3．学会阅读与提取教材知识。

过程与方法

1.通过分析讨论工艺流程的主线和知识点，提高接受、吸收、整合信息的能力；

2.通过比较、归纳知识，形成分析方法，提升思维能力。

情感态度价值观

1. 通过流程的分析，使学生树立严谨的科学态度；

2. 通过课堂讨论,提高学生的表达能力,学会与人合作,共享探究成果。

二、教学重难点

重点：无机工艺流程的主线及知识点。

难点：流程中知识点的提取。

三、教学过程

原料→I预处理→II分离提纯→III核心反应→产品

【原料】在题中标出该工艺流程的目的及原料，并将其对应到框图中

【预处理】

①研磨：增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。

②灼烧：（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）

③浸出：（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不

溶物通过过滤除去。

④搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。

【条件控制】

温度:反应速率、物质的溶解度、物质的热分解与挥发、弱离子的水解（平衡）

pH：物质的沉淀与溶解、弱离子的水解

保护气：隔绝空气（主要是O2、H2O）、弱离子的水解

【分离提纯】

①结晶（重结晶）

②过滤 ③趁热过滤 ④洗涤(水洗,冰水洗涤,醇洗) ⑤蒸馏：液、液分离（主要仪器：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管）

⑥蒸发（实验仪器：蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯）

⑦萃取 ⑧分液（主要仪器：分液漏斗）

⑨升华 ⑩盐析：加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。

11灼烧：高温条件下固体物质的燃烧。主要仪器：坩埚。

○12煮沸：目的通常是是除去溶解在水中的气体（通常为O2）○；或是为了促进

水解，聚沉后便于过滤分离。

【核心反应】

①据箭头找出反应物、生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物。

②分析其化合价的变化，确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应。

③据配平时注意四步骤：写框架、电子转移守恒、电荷守恒，调平。

1、（2017•新课标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）步骤①的主要反应为：FeO•Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3=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．

（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。

（3）步骤④调滤液2的pH使之变 （填“大”或“小”），原因是

a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃

步骤⑤的反应类型是 。

（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为 。 13、（2017年全国1卷）

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，铁的浸出率结果如右图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实 验条件为 。

（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl24形式存在，写出相应反应的离子方程式 。

（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因 。

（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(Mg)=0.02mol·L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe恰好沉淀完全即溶液中c(Fe)=1.0×10mol·L，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、1.0×10。

（6）写出“高温煅烧②”中由式 。

2、（2017年全国3卷）（15分）

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FePO4制备LiFePO4的化学方程-22-243+3+-5-1-1

含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

（1）步骤①的主要反应为：

高温 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3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 。

（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品

m2 kg，产率为