工艺流程题解题方法-课件.ppt

1、工艺流程题解题方法工艺流程题解题方法1一、题型特点一、题型特点v实验课题：实验课题：v呈现形式：呈现形式：v设问方式：设问方式：v能力考查：能力考查：v知识落点：知识落点：陌生度高陌生度高 能力要求强能力要求强信息量大信息量大 知识覆盖面广知识覆盖面广物质制备、物质回收与提纯、废水处理等物质制备、物质回收与提纯、废水处理等流程图流程图、表格、图像。、表格、图像。基本理论、元素化合物、实验、环境保护基本理论、元素化合物、实验、环境保护反应原理、分离提纯、实验操作及仪器、计算反应原理、分离提纯、实验操作及仪器、计算获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力 2

2、原料原料无机矿物无机矿物核心核心化学反应化学反应所需所需产品产品原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化反应条件的控制反应条件的控制产品的分离产品的分离提纯提纯原料的循环利用原料的循环利用排放物的无害化处理排放物的无害化处理主线主产品、主线主产品、分支副产品、分支副产品、回头为循环回头为循环二、思路分析二、思路分析3（2010安徽卷安徽卷27）（）（14分）分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂成为重要课题：某研锂离子电池的广泛应用使回收利用锂成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研

3、究，设计实验流程如下：覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第步反应得到的沉淀）第步反应得到的沉淀X的化学式为的化学式为 。（2）第步反应的离子方程式是）第步反应的离子方程式是 。（3）第步反应后，过滤）第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有所需的玻璃仪器有 。若。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、。Al(OH)34LiMn2O4+4H+O2=8MnO2+4Li+2H2O 烧杯、漏斗、玻璃棒烧杯、漏斗、玻璃棒 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损玻璃棒下端靠在滤纸的单层处

4、，导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘等漏斗中液面高于滤纸边缘等废旧废旧锂离锂离子电子电池正池正极材极材料料 加过量加过量NaOH溶液溶液过滤过滤滤液滤液通入过量通入过量COCO2 2过滤过滤沉淀沉淀X XLiMn2O4、碳、碳粉粉加稀硫酸、通入空加稀硫酸、通入空气气过滤过滤滤液滤液MnOnO2 2、碳粉、碳粉加一定量加一定量 的碳酸钠的碳酸钠滤液滤液过滤过滤LiLi2 2COCO3 3原料组成原料组成分离提纯分离提纯预处理预处理核心反应核心反应4三、解题步骤三、解题步骤1、认真审题：、认真审题：n明确实验目的，从明确实验目的，从题干题干或或问题问题中获取原料和产品的信息中获取原料和产品的信息

5、2、分析原理：、分析原理：n读懂流程图，了解主要的化学反应和制备原理。读懂流程图，了解主要的化学反应和制备原理。n注意制备过程中所需的原料、条件的控制、物质分离方法注意制备过程中所需的原料、条件的控制、物质分离方法n注意要从成本角度、环保角度、现实角度等考虑实际问题。注意要从成本角度、环保角度、现实角度等考虑实际问题。3、规范答题：、规范答题：语言规范，注重细节语言规范，注重细节5 v溶解：溶解：v灼烧：灼烧：加水、酸或碱溶解，又称浸出，有时加热加水、酸或碱溶解，又称浸出，有时加热1、原料的预处理、原料的预处理四、解题要点四、解题要点四、解题要点四、解题要点62、反应条件的控制、反应条件的控制

6、v温度控制：温度控制：vpH值控制：值控制：v外部环境控制：外部环境控制：防止水解、排除空气防止水解、排除空气控制溶液的酸碱性使某些特定金属离子沉控制溶液的酸碱性使某些特定金属离子沉淀淀控制速率控制速率、平衡移动、考虑反应物的一些性质、平衡移动、考虑反应物的一些性质如：溶液中有如：溶液中有Fe3+、Al3+、Mg2+时调节时调节PH至至5.5 左右除去左右除去Fe3+、Al3+如：利用如：利用MgCl26H2O可制得无水氯化镁，需要在可制得无水氯化镁，需要在HCl气体氛围气体氛围中中 加热。加热。73、产品分离提纯、产品分离提纯v萃取、分液、蒸馏：萃取、分液、蒸馏：v蒸发、蒸发、(大量固体析出

7、大量固体析出)结晶法：结晶法：v蒸发浓缩蒸发浓缩(至有晶膜出现至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤：、冷却结晶、过滤：v加热浓缩结晶、趁热过滤：加热浓缩结晶、趁热过滤：-从溶液中获取固体的方法从溶液中获取固体的方法单一溶质、热稳定性好单一溶质、热稳定性好且所得晶体不带结晶水且所得晶体不带结晶水2、溶液中有两种或两种以上溶质当要得到溶解度受温度影响、溶液中有两种或两种以上溶质当要得到溶解度受温度影响大的溶质时大的溶质时(低温结晶低温结晶)，一般重复，一般重复23次操作（重结晶法）。次操作（重结晶法）。溶液中有两种或两种以上溶质，当要得到溶解度受温度影响溶液中有两种或两种以上溶质，当要得到溶解度受温度影

8、响小的溶质时（小的溶质时（高温结晶高温结晶）碘水中提取碘碘水中提取碘1、单一溶质所得晶体带有结晶水或易分解时；、单一溶质所得晶体带有结晶水或易分解时；8v实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。（3）“趁热过滤趁热过滤”操作中，滤渣的主操作中，滤渣的主要成分是（填化学式）要成分是（填化学式）。（4）“趁热过滤趁热过滤”后，有时先往滤液中加后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶冷却结晶”，目的是目的

9、是 。（5）制得的）制得的KNO3产品中常含产品中常含NaCl，进一步提纯的方法是进一步提纯的方法是 。氯化钾氯化钾硝酸钠硝酸钠混合混合溶解溶解蒸发蒸发浓缩浓缩趁热趁热过滤过滤滤渣滤渣冷却冷却结晶结晶过滤过滤滤液滤液洗涤洗涤干燥干燥KNO3产品产品水水滤液滤液滤渣滤渣0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 温度温度/溶解度溶解度/g 200 200 100 100 KNO3 NaNO3 KCl NaCl NaCl 稀释溶液，防止降温过程中稀释溶液，防止降温过程中NaCl析出，提高产品的纯度；析出，提高产品的纯度；重结晶重结晶 93、产品分离提纯、产品分离提纯v洗

10、涤操作：洗涤操作：v洗涤试剂的选择：洗涤试剂的选择：v检验洗涤是否干净的方法：检验洗涤是否干净的方法：v干燥：干燥：-洗涤和干燥洗涤和干燥往漏斗（过滤器）中加入蒸馏水至浸没沉淀，往漏斗（过滤器）中加入蒸馏水至浸没沉淀，等水自然流下后，重复以上操作等水自然流下后，重复以上操作23次次水、有机溶剂水、有机溶剂取最后一次洗涤液少量取最后一次洗涤液少量 滴加少量检验试剂滴加少量检验试剂 看现象看现象 得结论得结论【注意注意】：问是否洗涤干净和判断洗涤干净的区别：问是否洗涤干净和判断洗涤干净的区别先找出需要检验离子先找出需要检验离子干燥器烘干、自然晾干干燥器烘干、自然晾干104、数据处理或方案评价、数据

11、处理或方案评价方案评价：方案评价：数据处理：数据处理：对环境是否友好、原料利用率或产物的产率、对环境是否友好、原料利用率或产物的产率、经济效益等经济效益等质量守恒、电子守恒等质量守恒、电子守恒等11（2010安徽卷安徽卷27）（）（14分）分）（4）若废旧锂离子电池正极材料含）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为的质量为18.1 g第步反应中加入第步反应中加入20.0mL 3.0molL-1的的H2SO4溶液。假定正极材料中的锂经反应和完全为溶液。假定正极材料中的锂经反应和完全为Li2CO3,则至少有则至少有 gNa2CO3参加了反应。参加了反应。6.4（或（或6.36）废 旧废

12、旧锂 离锂 离子 电子 电池 正池 正极 材极 材料料 加过量加过量NaOH溶液溶液过滤过滤滤液滤液通入过量通入过量COCO2 2过滤过滤沉淀沉淀X XLiMn2O4、碳、碳粉粉加稀硫酸、通入空加稀硫酸、通入空气气过滤过滤滤液滤液MnO2、碳、碳粉粉加一定量加一定量 的碳酸钠的碳酸钠滤液滤液过滤过滤LiLi2 2COCO3 3析：析：n(LiMn2O4)=0.1mol,消耗消耗H+0.1mol,剩余剩余0.02molH+.需要需要Na2CO3：生成碳酸锂：生成碳酸锂0.05mol,跟多余硫酸反应需要跟多余硫酸反应需要0.01mol，所以为，所以为0.06mol Na2CO312 照相用的废定影

13、液中含有照相用的废定影液中含有NaNa、Ag(SAg(S2 2O O3 3)2 2 3 3、BrBr等离等离子。某研究性学习小组拟通过下列实验程序，对某照相公子。某研究性学习小组拟通过下列实验程序，对某照相公司的废定影液进行实验处理，回收其中的银和溴。司的废定影液进行实验处理，回收其中的银和溴。(已知：已知：4H4H+2 Ag(S+2 Ag(S2 2O O3 3)2 2 3 3 =Ag=Ag2 2S+S+SOS+S+SO2 2+SO+SO4 42 2+2H+2H2 2O)O)(4)(4)步骤实验操作时，也常采用加入适量硝酸钾加盖后再步骤实验操作时，也常采用加入适量硝酸钾加盖后再灼热的方法，推测

14、加硝酸钾的目的可能是灼热的方法，推测加硝酸钾的目的可能是_。(5)(5)通过上述回收银的流程中，从绿色化学的要求看，存在通过上述回收银的流程中，从绿色化学的要求看，存在的不足为的不足为_ _ _ 。13仔细阅读仔细阅读 、熟悉流程、熟悉流程小小 结结整体把握整体把握搞懂原理搞懂原理规范答题规范答题提取信息提取信息、运用信息、运用信息掌握要点掌握要点、审题分析、审题分析14(2010江苏高考江苏高考)钡盐行业生产中排出大量的钡泥钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要主要含有含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等等某主要生产某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用

15、钡泥制取的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其，其部分工艺流程如下：部分工艺流程如下：15(1)酸溶后溶液的酸溶后溶液的pH1，Ba(FeO2)2与与HNO3反应的化学方程式为反应的化学方程式为_(2)酸溶时通常控制反应温度不超过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，且不使用浓硝酸，原因是_、_.(3)该厂结合本厂实际，选用的该厂结合本厂实际，选用的X为为_(填化学式填化学式)；中和；中和使溶液中使溶液中_(填离子符号填离子符号)的浓度减小的浓度减小(中和中和引起的溶液体积变化可忽略引起的溶液体积变化可忽略)(4)上述流程中洗涤的目的是上述流程中洗涤的目的是_16解析：解

16、析：本题主要考查钡泥的综合利用，意在考查元素化合物本题主要考查钡泥的综合利用，意在考查元素化合物知识的综合运用知识的综合运用(1)Ba(FeO2)2与与HNO3反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：Ba(FeO2)28HNO3=Ba(NO3)22Fe(NO3)34H2O；(2)温度温度越高反应速率越快，故控制温度不超过越高反应速率越快，故控制温度不超过70是为了防止反应是为了防止反应速率过快，且浓硝酸越浓越易分解，温度高既易挥发，也易速率过快，且浓硝酸越浓越易分解，温度高既易挥发，也易分解，故不用浓硝酸；分解，故不用浓硝酸；(3)X既要能中和硝酸，又不产生新杂既要能中和硝酸，又不产生新杂质，

17、故可用质，故可用BaCO3；中和；中和使溶液中的使溶液中的Fe3形成形成Fe(OH)3沉淀、沉淀、H浓度减小；浓度减小；(4)因为钡盐是重金属盐，有毒，故洗涤的目因为钡盐是重金属盐，有毒，故洗涤的目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染17(1)Ba(FeO2)28HNO3=Ba(NO3)22Fe(NO3)34H2O(2)防止反应速率过快浓防止反应速率过快浓HNO3易挥发、分解易挥发、分解(凡合理答案均凡合理答案均可可)(3)BaCO3Fe3、H(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染(凡合理答案均可凡合理答案均可)18v碳酸钠是

18、造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（纯度约业碳酸钠（纯度约9898）中含有）中含有CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、ClCl-和和SOSO4 42-2-等杂质，提纯工艺路线如下：等杂质，提纯工艺路线如下：v已知碳酸钠的溶解度（已知碳酸钠的溶解度（S S）随温度）随温度v变化的曲线如下图所示：变化的曲线如下图所示：v回答下列问题：回答下列问题：v（1 1）滤渣的主要成分为）滤渣的主要成分为v 。v（2 2）“趁热过滤趁热过滤”的原因是的原因是v 。工业碳酸钠工业碳酸钠溶解溶解除杂除杂滤渣滤渣滤液滤液蒸发浓缩蒸发

19、浓缩结晶结晶过滤过滤母液母液Na2CO3H2O趁热过滤趁热过滤试剂级试剂级Na2CO3检验检验加热脱水加热脱水273 293 313 333 353 373 6050403020100S/gS/gNa2CO3H2O Na2CO37H2O Na2CO310H2O Mg(OH)2、Fe（OH）3、CaCO3 使析出的晶体为使析出的晶体为Na2CO3H2O，防止因温度过低而析出防止因温度过低而析出Na2CO310H2O晶体晶体，令后续的加热脱水耗时长令后续的加热脱水耗时长 19（09年安徽理综年安徽理综26）（）（12分）某厂废水中含分）某厂废水中含5.0010-3molL-1的的Cr2O72，其毒

20、性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为的化合价依次为+3、+2），），设计了如下实验流程：设计了如下实验流程：含含Cr2O72的 酸 性 废的 酸 性 废水水加加FeSO47H2O含含Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液的溶液加加NaOH溶液溶液至至PH为为9，过，过滤滤滤液滤液滤渣滤渣焙烧焙烧Cr0.5Fe1.5FeO4（4）欲使）欲使1L该废水中的该废水中的Cr2O72完全转化为完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入。理论上需要加入 _ g FeSO47H2O。1L废水中的废水中的n(Cr2O72)=5.0010-3mol，根据关系式：，根据关系式：Cr2O724Cr0.5Fe1.5FeO410FeSO47H2O，所以，所以理论上理论上n(FeSO47H2O)=0.05mol，m(FeSO47H2O)=0.05mol278gmol-1=13.9g。20