1、1 1 / 4 4 对工艺流程的认识与解决策略对工艺流程的认识与解决策略 学习目标：学习目标： 1.1.结合真实情境中的流程实例，夯实常见金属、非金属及其重要化合物的必备知识，并将其适当拓展。结合真实情境中的流程实例，夯实常见金属、非金属及其重要化合物的必备知识，并将其适当拓展。 2.2.学会正确地运用化学术语表达、分析和解决问题的过程及结果，发展学会正确地运用化学术语表达、分析和解决问题的过程及结果，发展“宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析”、“科学态度与社会科学态度与社会 责任责任”的学科素养。的学科素养。 3.3.在真实在真实、陌生的问题情境下陌生的问题情境下，学会从流程中准确提取有效
2、信息学会从流程中准确提取有效信息，并整合重组为新知识并整合重组为新知识，发展发展“科学探究与创新意识科学探究与创新意识” 的学科素养。的学科素养。 4.4.学会通过流程收集各种证据，并基于证据进行分析推理，结合相关已有知识构建思维模型，发展学会通过流程收集各种证据，并基于证据进行分析推理，结合相关已有知识构建思维模型，发展“证据推理和模型证据推理和模型 认知认知”的学科素养。的学科素养。 主主 题题 学生活动学生活动概括归理概括归理 主主 题题 一一: : 工工 艺艺 流流 程程 题题 的的 类类 型型 例例 1 1（20212021 山东卷山东卷）工业上以铬铁矿工业上以铬铁矿(FeCr(Fe
3、Cr2 2O O4 4，含含 AlAl、SiSi 氧化物等杂质氧化物等杂质) )为主要原料制备红矾钠为主要原料制备红矾钠 (Na(Na2 2CrCr2 2O O7 7 2H2H2 2O)O)的工艺流程如图。回答下列问题：的工艺流程如图。回答下列问题： (1)(1)焙烧的目的是将焙烧的目的是将 FeCrFeCr2 2O O4 4转化为转化为 NaNa2 2CrOCrO4 4并将并将 AlAl、SiSi 氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体 与矿料逆流而行，目的是与矿料逆流而行，目的是_ _。 (2)(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度矿物中相关元素可溶性组分
4、物质的量浓度 c c 与与 pHpH 的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度度 c c1.01.01010 -5-5mol mol L L -1-1时，可认为已除尽。 时，可认为已除尽。 中和时中和时 pHpH 的理论范围为的理论范围为_； 酸化的目的是酸化的目的是_； FeFe 元素在元素在_(_(填操作单元的名称填操作单元的名称) )过程中除去过程中除去。 (3)(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致蒸发结晶时，过度蒸发将导致_；冷却结晶所得母液中，除；冷却结晶所得母液中，除 NaNa2 2CrCr2 2O O7 7外，可在上述流程中外，可在上述流程中 循环利用的
5、物质还有循环利用的物质还有_。 (4)(4)利用膜电解技术利用膜电解技术( (装置如图所示装置如图所示) )，以，以 NaNa2 2CrOCrO4 4为主要原料制备为主要原料制备 NaNa2 2CrCr2 2O O7 7的总反应方程式为：的总反应方程式为： 归纳一：归纳一： 1 1、 工艺流程题工艺流程题 的类型的类型 2 2、 工艺流程题工艺流程题 的解题方法：的解题方法： 2 2 / 4 4 4Na4Na2 2CrOCrO4 4+4H+4H2 2O O 通电 2Na2Na2 2CrCr2 2O O7 7+4NaOH+2H+4NaOH+2H2 2+O+O2 2。则。则 NaNa2 2CrCr
6、2 2O O7 7在在_(_(填填“阴阴”或或“阳阳”) )极室制极室制 得，电解时通过膜的离子主要为得，电解时通过膜的离子主要为_ _。 主主 题题 二二 解解 题题 思思 维维 1 1、正向思维（、正向思维（20202020 山东卷）山东卷） 例例 2 2 用软锰矿用软锰矿( (主要成分为主要成分为 MnOMnO2 2， 含少量含少量 FeFe3 3O O4 4、 AlAl2 2O O3 3) )和和 BaSBaS 制备高纯制备高纯 MnCOMnCO3 3的工艺流程如下的工艺流程如下 （已已 知：知：“反应反应”过程中只发生过程中只发生 MnOMnO2 2与与 BaSBaS 的反应转化为的
7、反应转化为 MnOMnO）：）： 回答下列问题：回答下列问题： (1)MnO(1)MnO2 2与与 BaSBaS 溶液反应转化为溶液反应转化为 MnOMnO 的化学方程式为的化学方程式为_ （2 2）酸解时发生的反应有哪些？）酸解时发生的反应有哪些？ （3 3）碳化过程中发生反应的离子方程式为碳化过程中发生反应的离子方程式为 2 2、逆向思维（、逆向思维（20212021 山东卷）山东卷） 例例 3 3 工业上以工业上以 SOSO2 2和纯碱为原料制备无水和纯碱为原料制备无水 NaHSONaHSO3 3的主要流程如图，下列说法错误的是的主要流程如图，下列说法错误的是 回答：（回答：（1 1）母
8、液的成分是什么？）母液的成分是什么？ （2 2）“中和中和”时发生的反应方程式：时发生的反应方程式： （3 3） “吸收吸收”时发生的反应方程式时发生的反应方程式: : 归纳二：工艺归纳二：工艺 流程题的解题流程题的解题 思维思维 3 3 / 4 4 废渣 加氨水调 pH=9.8 加盐酸调 pH=11.6 焙烧 钒渣 调 pH 加入 NH4Cl Na2CO3 浸取 H2O 精制 废渣 精制 调pH=88.5 加入 CaCl2 沉钒 NaCl 焙烧 成品 废渣 3 3、深刻思维、深刻思维 例例 4 420202020 山东等级模拟考山东等级模拟考2.2.普通立德粉普通立德粉（BaSOBaSO4
9、4ZnSZnS）广泛用于工业生产中广泛用于工业生产中，可利用可利用 ZnSOZnSO4 4 和和 BaSBaS 共沉淀法制备共沉淀法制备。以粗氧化锌以粗氧化锌( (含含 ZnZn、CuOCuO、FeOFeO 等杂质等杂质) )和和 BaSOBaSO4 4为原料制备立德粉的流程为原料制备立德粉的流程 如下：如下： 回答：反应器回答：反应器中加入锌粉的主要目的是中加入锌粉的主要目的是_(_(用离子方程式表示用离子方程式表示) ) 主主 题题 三三 工工 艺艺 流流 程程 切切 块块 剖剖 析析 1 1、 原料预处理阶段原料预处理阶段 思考：思考：原料预处理的目的？原料预处理的目的？ 加快反应速率的
10、方式有哪些？加快反应速率的方式有哪些？ 2 2、 物质的转化及分离阶段物质的转化及分离阶段 例例 5 5（20202020 省二模）省二模）利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣（主要含利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣（主要含 FeOFeOV V2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2 及少量可溶性磷酸盐）生产及少量可溶性磷酸盐）生产 V V2 2O O5 5的工艺流程如下，的工艺流程如下，回答下列问题回答下列问题： 已知：已知： V V2 2O O5 5、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2可与可与 NaNa2 2COCO3 3、NaClNaCl 组成的混合钠盐在高
11、温下反应组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为并转化为 NaVONaVO3 3、 NaAlONaAlO2 2、NaNa2 2SiOSiO3 3等可溶性钠盐。等可溶性钠盐。 AlOAlO 2 2+ + 4H 4H + + = = AlAl 3+3+ + + 2H2H2 2O O （1 1）焙烧焙烧包括氧化和钠化成盐两个过程包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得氧化的目的是获得 V V2 2O O5 5，写出氧化过程写出氧化过程中中 FeOFeOV V2 2O O3 3发生反应发生反应的化学方程式的化学方程式_； 废渣废渣的主要成分是的主要成分是； 精制精制中加盐酸中加盐酸调调p pH H的主
12、要作用是的主要作用是， 加加入入 NHNH3 3H H2 2O O 归纳三：原料归纳三：原料 预处理方式：预处理方式： 归纳四：归纳四： 1 1、 工艺流程中工艺流程中 常见的浸取方常见的浸取方 式：式： 4 4 / 4 4 后发生反应的离子方程式为后发生反应的离子方程式为_。 （2 2） 精制精制中加入中加入 CaClCaCl2 2溶液除去磷酸盐溶液除去磷酸盐， pHpH 过小时影响除磷效果的原因是过小时影响除磷效果的原因是； pHpH 过大时，沉淀量增大的原因是过大时，沉淀量增大的原因是。 例例 6 6(2019(2019 年全国卷年全国卷) ) 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料
13、高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料, ,工业上可由天然工业上可由天然 二氧化锰粉与硫化锰矿二氧化锰粉与硫化锰矿( (还含还含 FeFe、AlAl、MgMg、ZnZn、NiNi、SiSi 等元素等元素) )制备制备, ,工艺如下图所示。回答下工艺如下图所示。回答下 列问题列问题: : 请分析滤渣请分析滤渣 1-41-4 的主要成分？的主要成分？ 例例 7 7 钒钢具有高强度、弹性优良抗磨损、抗冲击等性能钒钢具有高强度、弹性优良抗磨损、抗冲击等性能, ,可用于汽车和飞机制造。可用于汽车和飞机制造。 种从石煤中种从石煤中( (含含 SiOSiO2 2、V V2 2O O3 3、V V2 2O
14、 O5 5和少量和少量FeFe2 2O O3 3) )提取提取 V V2 2O O5 5的流程如下的流程如下: : 思考并讨论：思考并讨论： 加入加入 NaNa2 2SOSO3 3还原的目的是什么？还原的目的是什么？ 加入加入 NaClONaClO3 3氧化的目的是什么？氧化的目的是什么？ 3 3、 产品的获得及处理阶段产品的获得及处理阶段 思考并讨论：在溶液中获得产品的常规操作有哪些？思考并讨论：在溶液中获得产品的常规操作有哪些？ 2 2、 工艺流程中工艺流程中 常见的分离除常见的分离除 杂方式：杂方式： 归纳五：产品归纳五：产品 获得及处理的获得及处理的 常规操作：常规操作： 课课 堂堂 总总 结结
