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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,学案三无机化学工艺流程,【教学目标】,1.,使学生了解化学工艺流程题的常见题型。,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。,【教学重点】,化学工艺流程题的分析方法和技巧。,【教学难点】,隐含信息的挖掘和计算能力的提升。,【考情分析】,命题点,五年考情,分析解读,以物质制备为主线的化学工艺流程,2017,全国,，,T,27,2016,全国,，,T,28,2015,全国,，,T,27,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。,以分离提纯为主线的化学工艺流程,2017,全国,，,T,27,2016,全国,，,T,28,1.,工艺流程题过程解读,(1)读流程图,箭头：箭头进入的是投料(反响物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。,三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。,(2)解题要点,审题要点：a.了解生产目的、原料及产品，b.了解题目提供的信息，c.分析各步的反响条件、原理及物质成分，d.理解物质别离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。,答题切入点：a.原料及产品的别离提纯，b.生产目的及反响原理，c.生产要求及反响条件，d.有关产率、产量及组成的计算，e.绿色化学。,2.,工艺流程题常见答题方向,工艺操作,(,结果,),目的评价,(,或操作名称,),方法措施,研磨,(,粉碎,),增大接触面积，加快反应,(,溶解,),速率,煅烧,(,焙烧,),矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质,水浸,利用水溶性把物质进行分离,酸浸,(,碱浸,),利用物质与酸,(,碱,),反应除掉杂质或把目标物质转化为可溶性离子,控制,条件,调节溶液,pH,某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解,控制温度,加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析出、挥发等,增大某反应物用量,增大另一反应物的转化率,(,产率,),某种试剂的选择,是否带入杂质、是否影响产品的纯度,分离,提纯,不相溶液体,分液,相溶性液体,蒸馏,难溶性固体,过滤,易溶性固体,蒸发结晶、浓缩冷却结晶,趁热过滤,防止温度降低，某物质析出,冰水洗涤,减少晶体的溶解损失,乙醇、有机溶剂洗涤,减少晶体的水溶性损失,【典例,1,】,考点指导,1,以物质制备为目的工艺流程,题头,挖掘题头信息,(2017,课标全国,，,27),Li,4,Ti,5,O,12,和,LiFePO,4,都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿,(,主要成分为,FeTiO,3,，还含有少量,MgO,、,SiO,2,等杂质,),来制备，工艺流程如下：,题干,分析题干流程,【审题指导】,【对点训练】,1.(2021全国卷，27)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如以下图：,答复以下问题：,(1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反响的化学方程式_。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_(写出两条)。,(2)利用_的磁性，可将其从“浸渣中别离。“浸渣中还剩余的物质是_(写化学式)。,(3)“净化除杂需先加H2O2溶液，作用是_。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_。,(4)“粗硼酸中的主要杂质是_(填名称)。,(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要复原剂，其电子式为_。,(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_。,解析,2.(2021海南化学，17)以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO47H2O的过程如以下图：,硼镁泥的主要成分如下表：,MgO,SiO,2,FeO,、,Fe,2,O,3,CaO,Al,2,O,3,B,2,O,3,30%,40%,20%,25%,5%,15%,2%,3%,1%,2%,1%,2%,答复以下问题：,(1)“酸解时应该参加的酸是_，“滤渣1中主要含有_(写化学式)。,(2)“除杂时参加次氯酸钙、氧化镁的作用分别是_、_。,(3)判断“除杂根本完成的检验方法是_。,(4)别离滤渣3应趁热过滤的原因是_,_。,解析硼镁泥主要成分是MgO，还有CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，酸溶时MgO、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反响，SiO2不与硫酸反响，B2O3转化为H3BO3，那么滤渣1为SiO2，次氯酸钙具有强氧化性，参加的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子，MgO促进铁离子、铝离子水解，铁离子、铝离子转化为沉淀，那么滤渣2为Al(OH)3、Fe(OH)3，浓缩过滤得到滤渣3为CaSO4，滤液中含镁离子、硫酸根离子，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答。,答案(1)浓硫酸SiO2,(2)氧化亚铁离子促进铁离子、铝离子转化为沉淀,(3)溶液接近为无色,(4)温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙,【典例2】(2021课标全国，28)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。从废矾催化剂中回收V2O5既防止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：,考点指导2以别离提纯为目的化学工艺流程,物质,V,2,O,5,V,2,O,4,K,2,SO,4,SiO,2,Fe,2,O,3,Al,2,O,3,质量分数,/%,2.2,2.9,2.8,3.1,22,28,60,65,1,2,1,以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：,【解题流程】,解析,【对点训练】,3.,湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、镉,(Cd),、铜、铁、钴,(Co),等金属单质。利用铜镉渣可生产,Cu,、,Cd,及,ZnSO,4,7H,2,O,等，其生产流程如图：,如表是局部金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 molL1计算)：,氢氧化物,Fe(OH),3,Fe(OH),2,Cd(OH),2,Zn(OH),2,开始沉淀的,pH,1.9,7.0,7.2,5.4,沉淀完全的,pH,3.2,9.0,9.5,8.2,请答复以下问题：,(1)提高铜镉渣的“浸出速率的措施有_(写出1条即可)。,(2)Fe的金属性比Co强，该流程中“除钴_(填“能或“不能)用Zn代替Fe，“除钴中Fe发生反响的离子方程式是_。,(3)“除铁操作中参加H2O2的目的是_，,参加ZnO的目的是调节溶液pH，以除去溶液中的铁元素，调节溶液pH的范围为_，“除铁操作中的沉淀成分是_(写化学式)。,(4)“电解操作中，Cd2在_极放电得到金属Cd，电极反响式是_。,(5)“电解后的电解废液是ZnSO4溶液，用该电解废液制备ZnSO47H2O的方法是_。,(6)“除钴后的含钴废渣在空气中煅烧，煅烧后的成分测定如表：,元素,Co,Zn,Cu,Fe,含量,/%,59.00,0.52,0.20,13.16,那么煅烧后所得固体混合物中，钴氧化物的化学式是_,_。,解析(1)升高温度、增大反响物外表积等均可提高反响速率。(2)因Zn的金属性比Fe强，故可用Zn代替铁除钴。除钴中Fe与Co2发生置换反响生成Fe2和Co。(3)H2O2可氧化Fe2，使之转化为Fe3。根据表格中的数据，可知欲除去溶液中的铁元素，需参加ZnO调节溶液pH的范围为3.25.4，此时Fe3完全转化成Fe(OH)3沉淀。(4)电解操作中Cd2在阴极得电子生成单质Cd。(5)从ZnSO4溶液中制备ZnSO47H2O的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(6)由题意知，煅烧后所得固体为钴氧化物、ZnO、CuO、Fe2O3的混合物，设煅烧后所得固体质量为100 g，结合题表中的数据可知，钴氧化物中m(O)100 g59.00 g81 gmol10.52 g65 gmol180 gmol10.20 g64 gmol1160 gmol113.16 g112 gmol121.302 g，那么钴氧化物中n(O)21.302 g16 gmol11.33 mol，n(Co)59.00 g59 gmol11.00 mol，故钴氧化物的化学式为Co3O4。,答案,(1),适当升高浸取液温度,(,或将铜镉渣磨制成粉末等,),(2),能,Fe,Co,2,=Fe,2,Co,(3),将,Fe,2,氧化成,Fe,3,3.2,5.4,Fe(OH),3,(4),阴,Cd,2,2e,=Cd,(5),蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,(6)Co,3,O,4,
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