示例2：工艺流程专题

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,*,高三二轮复习交流,河北正定中学 汪义恒,试题特点：,陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高,以与生产生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，,以流程图为信息背景，,以物质的性质、转化、分离等为考查点，,将元素化合物、反应原理、化学实验等 内容有机融合。,举例：,工艺流程专题,整体意识：,两种意识,快速浏览全题,流程的目的（特别是流程中的始末物质）,题目设问情况,（2013年全国新课标卷I）,27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+,x,Li,+,+,x,e,-,=Li,x,C,6,。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。,（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式)。,Al(OH),3,、,Li,2,SO,4,、,CoCO,3,（,2010,安徽卷）,27,锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn,2,O,4,、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,Al(OH),3,（,2011,福建卷）,24,四氯化钛(TiCl,4,)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO,3,)制备TiCl,4,等产品的一种工艺流程示意如下：,该工艺流程中存在的不足之处是,产生三废,。,局部意识：,两种意识,定位意识,（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题,解决不了不会影响下一个问题的解决。,（2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接,作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，,要么与解答题目无关。,（2013年全国新课标卷I）,27回答下列问题：,（1）LiCoO,2,中，Co元素的化合价为_。,（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。,（3）“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化,还原反应的化学方程式_；可用盐酸,代替H,2,SO,4,和H,2,O,2,的混合液，但缺点是_。,（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。,（5）充放电过程中，发生LiCoO,2,与Li,1-,x,CoO,2,之间的转化，写出,放电时电池反应方程式_。,（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因,是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物,有_(填化学式)。,实验方案评价,化合价,氧化还原反应,原电池反应,元素化合物,离子反应,化学方程式,原电池工作原理,充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+,x,Li,+,+,x,e,-,=Li,x,C,6,梳理历年试题，统计分析考点，构建解题模型。,原料,目标产物,原料的,预处理,反应条件的,控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模,核心反应,、核心反应,陌生方程式的书写,以13年全国新课标卷I非选择题为例：,方程式书共写16个，流程题独占5个。,关注箭头的指向：,箭头指入反应物,箭头指出生成物,氧化还原反应：,熟练应用氧化还原规律判断产物配平,非氧化还原反应：,结合物质性质和反应实际判断产物,（2012四川卷）,29（3）已知1 mol CH,4,在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1 kJ，1 mol CH,4,在氧气中完全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：,。,CaS(s)+2O,2,(g)=CaSO,4,(s),H,=,？,CaSO,4,(s)+CH,4,(g)=CaS(s)+CO,2,(g)+2H,2,O(g),H,=,160.1 kJ/mol,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(g),H,=,802.3 kJ/mol,（,962.4 kJ/mol,）,（,2013,福建卷）,24,二氧化氯（,ClO,2,）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。,（,1,）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产,ClO,2,方法。,该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（,NaClO,3,）与盐酸反应生成,ClO,2,。,工艺中可以利用的单质有,H,2,、,Cl,2,（填化学式），发生器中生成,ClO,2,的化学方程式为,_,。,Cl,2,HCl,NaClO,3,+HClClO,2,+,H,2,/Cl,2,(?),+NaCl,2NaClO,3,+4HCl=2ClO,2,+Cl,2,+2NaCl+2H,2,O,NaCl,NaClO,3,氧化还原规律,（,2010,安徽卷）,27.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn,2,O,4,、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,（2）第步反应的离子方程式是,。,Li,+,LiMn,2,O,4,+O,2,Li,+,+MnO,2,4LiMn,2,O,4,+O,2,+4H,+,=4Li,+,+8MnO,2,+2H,2,O,瞻前顾后,（2013年全国新课标卷I）,27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（3）“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应 的化学方程式_；,2LiCoO,2,+3H,2,SO,4,+H,2,O,2,Li,2,SO,4,+2CoSO,4,+O,2,+4H,2,O、,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,瞻前顾后,全面,LiCoO,2,+H,2,SO,4,+H,2,O,2,Li,2,SO,4,+CoSO,4,（2011广东卷）,32由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：,（3）在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_。,Cl,2,2OH,=Cl,ClO,H,2,O,H,OH,=H,2,O,全面,Cl,2,、,HCl,对于提纯型的流程题，,关注起始原料中的杂质,对于写全方程式尤为重要！,（2013年全国新课标卷II）,27氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质)的流程如下：,提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO,2,。,（1）反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；,Fe,2,和Mn,2,；,MnO,4,3Fe,2,7H,2,O=MnO,2,3Fe(OH),3,5H,3Mn,2,2MnO,4,2H,2,O=5MnO,2,4H,全面,（2013年全国新课标卷I）,27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。,CoSO,4,+2NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+H,2,O+CO,2,（）,全省,38.3%,考生这样作答：,CoSO,4,+NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+NH,4,HSO,4,（,）,反应实际,（2009江苏卷）,16以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,2KCl+(NH,4,),2,SO,4,=K,2,SO,4,+NH,4,Cl,(NH,4,),2,SO,4,FeSO,4,+2NH,4,HCO,3,=FeCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+CO,2,+H,2,O,提示,（2009北京卷）,26以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：,.从废液中提纯并结晶出FeSO,4,7H,2,O。,.将FeSO,4,7H,2,O配制成溶液。,.FeSO,4,溶液与稍过量的NH,4,HCO,3,溶液混合，得到含FeCO,3,的浊液。,.将浊液过滤，用90热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO,3,固体。,.煅烧FeCO,3,，得到Fe,2,O,3,固体。,核心反应,陌生方程式的书写,关注箭头的指向（聚焦局部）,前后追溯物质（放大局部）,氧化还原规律,反应实际（物质性质、试剂用量）,全面考虑,原料,目标产物,原料的,预处理,反应条件的,控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模,核心反应,增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。,原料的预处理,浸出：,研磨：,（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。,灼烧,：,（焙烧、煅烧）,除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）,搅拌：,使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。,2.1,反应条件的控制,温度,:,反应速率,物质的溶解度（溶解度曲线）,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、pH、保护气,2.2,（2009江苏卷 16）,以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,FeSO,4,+2NH,4,HCO,3,=FeCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+CO,2,+H,2,O,（3）反应需控制反应温度低于35，其目的是_。,防止NH,4,HCO,3,分解（或减少Fe,2+,的水解）,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）,（2010江苏卷 16）,钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有BaCO,3,、BaSiO,3,、BaSO,3,、Ba(FeO,2,),2,等。某主要生产BaCl,2,、BaCO,3,、BaSO,4,的化工厂利用钡泥制取Ba(NO,3,),2,，其部分工艺流程如下：,（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70，且不使用浓硝酸，原因是_、_。,防止反应速率过快,浓HNO,3,易挥发、分解,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）,（,2007,广东卷21）,以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题：,（3）“冷却结晶”过程中，析出NH,4,Cl晶体的合适温度为_。,35（3340均可得分）,2NaCl+(NH,4,),2,SO,4,=2NH,4,Cl,+Na,2,SO,4,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）,温度、pH、保护气,pH,：,物质的沉淀与溶解,弱离子的水解,反应条件的控制,2.2,保护气：,隔绝空气（主要是O,2,、H,2,O）,弱离子的水解,产品的分离提纯,过滤、结晶、蒸馏、萃取分液,过滤：,趁热过滤考虑溶解度,沉淀的洗涤水（冰水、热水）、,有机物（乙醇、乙醚）,（主要考虑溶解度）,降低因溶质的溶解而引起的损耗；,乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。,2.3,沉淀的洗涤方法,加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，,滤净，重复23次。,检验沉淀是否洗净的方法,分析清楚溶液中的成分,Cl,-,、CO,3,2-,、SO,4,2-,、Fe,3+,、NH,4,+,结晶：,蒸发结晶,蒸发浓缩、冷却结晶,蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶,重结晶,CuSO,4,5H,2,O、,ZnSO,4,7H,2,O、,CaBr,2,6H,2,O、,Al,2,(SO,4,),3,18H,2,O,2012上海卷,除去CuSO,4,5H,2,O中含有的Cu(NO,3,),2,2009广东卷,除去Mg(ClO,3,),2,中含有的NaCl,2007广东卷,除去NH,4,Cl中含有的Na,2,SO,4,NaCl,题型示例,下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是,选项,目的,分离方法,原理,