高考新沖破化學(xué)工藝流程題：高三二輪復(fù)習(xí)化學(xué)工藝流程-課件-(1)教學(xué)教材

高考新沖破化學(xué)工藝流程題：高三二輪復(fù)習(xí)化學(xué)工藝流程-課件-(1)重要考點(diǎn)命題規(guī)律1.通過對科學(xué)實(shí)驗(yàn)中化學(xué)現(xiàn)象以及相關(guān)模型、圖形和圖表等的觀察，運(yùn)用分析、比較、概括、歸納等方法對所獲取的信息進(jìn)行初步加工和應(yīng)用。2.綜合運(yùn)用相關(guān)知識和科學(xué)方法，解決生產(chǎn)、生活實(shí)際和科學(xué)研究中的簡單化學(xué)問題。3.用正確的化學(xué)用語及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)化學(xué)問題解決的過程和成果，并做出正確解釋。此類題情景新，綜合性強(qiáng)，思維量大，難以押題，區(qū)分度大。化學(xué)工藝流程的主線原材料原材料的預(yù)處理化學(xué)反應(yīng)分離提純目標(biāo)產(chǎn)物化學(xué)工藝流程考什么？規(guī)律:主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點(diǎn)：原材料預(yù)處理、生產(chǎn)條件的控制、物質(zhì)的分離操作原材料的預(yù)處理酸浸(酸洗)——加酸使原材料溶解變成可溶性鹽，不溶物通過過濾除去水浸——與水接觸反應(yīng)或溶解水洗——除去水溶性雜質(zhì)粉碎——增大表面積，加快反應(yīng)速率,提高轉(zhuǎn)化率煅燒(灼燒、焙燒)——使物質(zhì)在高溫下氧化、分解堿浸(堿洗)——除去油污或氧化膜;溶解鋁和二氧化硅反應(yīng)條件控制加熱——加快反應(yīng)速率；加速固體溶解；平衡向吸熱方向移動降溫（冰水中）——防止物質(zhì)在高溫時(shí)溶解；使化學(xué)反應(yīng)速率下降；使化學(xué)平衡向放熱方向移動控溫——溫度過高，物質(zhì)會分解或揮發(fā)溫度過低，物質(zhì)無法揮發(fā)或者反應(yīng)趁熱過濾——防止某物質(zhì)降溫時(shí)會析出晶體冰水洗滌——洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗酸性氛圍——防止水解（鹽溶液配制、濃縮）pH值的控制——控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀產(chǎn)品的分離和提純（1）過濾基本操作：一貼二低三靠當(dāng)溶液為單一溶質(zhì)時(shí)：所得晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl、KNO3等：所得晶體帶結(jié)晶水，如膽礬等：蒸發(fā)結(jié)晶；將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。當(dāng)溶液為兩種以上溶質(zhì)時(shí)：要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過濾,洗滌,干燥蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌,洗滌（2）結(jié)晶（3）重結(jié)晶化學(xué)工藝流程規(guī)范答題要求（4）洗滌洗滌：取洗滌后小燒杯中的最后一次洗滌液，（若要檢驗(yàn)氯離子）滴加AgNO3和稀硝酸，若無沉淀產(chǎn)生，則證明洗滌干凈。向過濾器中的濾渣滴加蒸餾水至浸沒濾渣，靜置；重復(fù)操作2-3次；檢驗(yàn)：（5）干燥在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干（6）灼燒固體在坩堝中進(jìn)行加熱（7）分液打開分液漏斗活塞，下層液體從下口放出；上層液體從上口倒出（8）重復(fù)操作無機(jī)工業(yè)流程題的分析考點(diǎn)分布廣泛能力立意設(shè)問流程難看懂與工業(yè)流程非緊密相關(guān)的考查內(nèi)容難點(diǎn)與工業(yè)流程緊密相關(guān)的考查內(nèi)容難點(diǎn)分頭突破整體意識：﹡﹡﹡﹡兩種意識﹡﹡﹡﹡快速瀏覽全題①流程的目的（特別是流程中的始末物質(zhì)）②題目設(shè)問情況例1、：鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。（6）在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有______(填化學(xué)式)。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3例2、：鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題：某研究性學(xué)習(xí)小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：Al(OH)3？例3、：四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：該工藝流程中存在的不足之處是產(chǎn)生三廢。局部意識：﹡﹡﹡﹡兩種意識﹡﹡﹡﹡（1）設(shè)問一般相對獨(dú)立，無連帶效應(yīng)，一個(gè)問題解決不了不會影響下一個(gè)問題的解決。（2）題中基本上都有與流程無關(guān)的問題，可直接作答；對于超綱知識，題目中要么有信息提示，要么與解答題目無關(guān)。定位意識：例4、：回答下列問題：（1）LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為_________。（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________。（3）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是_____________。（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式______________________。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_________。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有__________(填化學(xué)式)。實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)化合價(jià)氧化還原反應(yīng)原電池反應(yīng)元素化合物離子反應(yīng)化學(xué)方程式原電池工作原理充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6原料目標(biāo)產(chǎn)物原料的預(yù)處理反應(yīng)條件的控制產(chǎn)品的分離提純成本環(huán)保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡

核心反應(yīng)123、核心反應(yīng)——陌生方程式的書寫關(guān)注箭頭的指向：箭頭指入———反應(yīng)物箭頭指出———生成物氧化還原反應(yīng)：熟練應(yīng)用氧化還原規(guī)律①判斷產(chǎn)物②配平非氧化還原反應(yīng)：結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)實(shí)際判斷產(chǎn)物1例5、：（3）已知1molCH4在燃料反應(yīng)器中完全反應(yīng)生成氣態(tài)水時(shí)吸熱160.1kJ，1molCH4在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放熱802.3kJ。寫出空氣反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)ΔH=？CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=＋160.1kJ/mol

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=－802.3kJ/mol

（－962.4kJ/mol）

例6、：二氧化氯（ClO2）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。（1）氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。②該法工藝原理示意圖如右。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有H2、Cl2（填化學(xué)式），發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為______________________。Cl2HClNaClO3+HCl——ClO2↑+H2/Cl2↑(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2ONaClNaClO3氧化還原規(guī)律例7、：鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題：某研究性學(xué)習(xí)小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：（2）第③步反應(yīng)的離子方程式是

。Li+LiMn2O4+O2——Li++MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O瞻前顧后例7、：鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。（3）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑瞻前顧后全面LiCoO2+H2SO4+H2O2——Li2SO4+CoSO4例7、：鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（√）

全省38.3%考生這樣作答：

CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4（×）反應(yīng)實(shí)際例8、：以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：2KCl+(NH4)2SO4=K2SO4↓+NH4Cl(NH4)2SO4FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O

提示核心反應(yīng)——陌生方程式的書寫1關(guān)注箭頭的指向（聚焦局部）前后追溯物質(zhì)（放大局部）氧化還原規(guī)律反應(yīng)實(shí)際（物質(zhì)性質(zhì)、試劑用量）全面考慮原料目標(biāo)產(chǎn)物原料的預(yù)處理反應(yīng)條件的控制產(chǎn)品的分離提純成本環(huán)保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡

核心反應(yīng)123增大固體樣品與液體（或氣體）的接觸面積，加快反應(yīng)速率。原料的預(yù)處理浸出：研磨：（水浸、酸浸、堿浸）使原料中的**溶解（物理溶解或與浸取液接觸反應(yīng)），可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去。灼燒：攪拌：使反應(yīng)物充分接觸，增大反應(yīng)（或溶解）速率。（焙燒、煅燒）除去可燃性的雜質(zhì)（或使原料初步轉(zhuǎn)化）雜質(zhì)高溫下氧化、分解2.1溫度:反應(yīng)速率物質(zhì)的溶解度物質(zhì)的熱分解與揮發(fā)弱離子的水解（平衡）平衡的移動（提高轉(zhuǎn)化率）溫度、pH、保護(hù)氣pH：物質(zhì)的沉淀與溶解弱離子的水解反應(yīng)條件的控制2.2保護(hù)氣：隔絕空氣（主要是O2、H2O）弱離子的水解例9、：以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O

（3）反應(yīng)Ⅰ需控制反應(yīng)溫度低于35℃，其目的是________。防止NH4HCO3分解（或減少Fe2+的水解）反應(yīng)速率物質(zhì)的溶解度物質(zhì)的熱分解與揮發(fā)弱離子的水解（平衡）例10、：鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生產(chǎn)BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2，其部分工藝流程如下：（2）酸溶時(shí)通?？刂品磻?yīng)溫度不超過70℃，且不使用濃硝酸，原因是________、______。防止反應(yīng)速率過快濃HNO3易揮發(fā)、分解反應(yīng)速率物質(zhì)的溶解度物質(zhì)的熱分解與揮發(fā)弱離子的水解（平衡）平衡的移動（提高轉(zhuǎn)化率）例11、：以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示。回答下列問題：（3）“冷卻結(jié)晶”過程中，析出NH4Cl晶體的合適溫度為__________。35℃（33~40℃均可得分）2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl↓+Na2SO4產(chǎn)品的分離提純過濾、結(jié)晶、蒸餾、萃取分液趁熱過濾——考慮溶解度沉淀的洗滌——水（冰水、熱水）、有機(jī)物（乙醇、乙醚）（主要考慮溶解度）降低因溶質(zhì)的溶解而引起的損耗；乙醇易揮發(fā)，有利于干燥，同時(shí)可防止溶質(zhì)與水反應(yīng)生成結(jié)晶水合物。2.3沉淀的洗滌方法——

加入蒸餾水（或其他溶劑）至浸沒固體，濾凈，重復(fù)2~3次。檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法分析清楚溶液中的成分蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶重結(jié)晶結(jié)晶：原料目標(biāo)產(chǎn)物原料的預(yù)處理反應(yīng)條件的控制產(chǎn)品的分離提純成本環(huán)保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡

核心反應(yīng)123成本意識：效率意識：環(huán)保意識：浸出率、轉(zhuǎn)化率、利用率、原料價(jià)格、能耗的控制、原料、能量的循環(huán)利用生產(chǎn)速率、催化劑的使用、反應(yīng)條件的選擇3生產(chǎn)實(shí)際：三個(gè)意識綠色化學(xué)：無污染、無腐蝕、

“三廢”(廢氣、廢渣、廢水)的處理。（必修2課本P106）“鹵塊”的主要成分是MgCl2，此外還含F(xiàn)e3+、Fe2+和Mn2+等離子。若以它為原料按下圖所示工藝流程進(jìn)行生產(chǎn)，可制得輕質(zhì)氧化鎂。若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)，而且成本較低，請根據(jù)表1和表2提供的資料，填寫空白。表1生成氫氧化物沉淀的pH表2原料價(jià)格表物質(zhì)開始沉淀沉淀完全物質(zhì)價(jià)格（元·噸-1

）Fe(OH)32.73.7漂液（含25.2%NaClO）450Fe(OH)27.69.6﹡雙氧水（含30%H2O2）2400Mn(OH)28.39.8燒堿（含98%NaOH）2100Mg(OH)29.611.1純堿（含99.5%Na2CO3）600﹡Fe2+氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化成為Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。？？？Mg2+Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+Fe3+Mn2+Mg2+Fe(OH)3、Mn(OH)2漂液燒堿純堿例1、：鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等?？捎名}酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是_________。有氯氣生成，污染較大污染：廢渣、廢液（酸、堿、重金屬鹽）、廢氣（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）很多學(xué)生答不出循環(huán)利用：箭頭指回為循環(huán)（實(shí)質(zhì)就是降低成本）（福建卷·24）（上海卷·26A）例12、：從廢釩催化劑（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一種生產(chǎn)工藝流程示意圖如下，請回答下列問題：（1）步驟①中廢渣的主要成分是______________，③中X試劑為_________________。（2）實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行萃取分液操作時(shí)，注入萃取劑，充分振蕩，將分液漏斗于鐵圈上靜置，當(dāng)液體分層后，接下來的操作是_______________________________________________。（3）②、③的變化過程可簡化為（下式R表示VO2+，HA表示有機(jī)萃取劑）。[來源R2(SO4)n(水層)+2nHA（有機(jī)層）2RAn（有機(jī)層）+nH2SO4(水層)為提高②中萃取百分率，應(yīng)采取的措施是____________________________________。（4）請完成④中的反應(yīng)離子方程式：

（5）25℃時(shí)，取樣進(jìn)行試驗(yàn)分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1釩沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3結(jié)合上表，在實(shí)際生產(chǎn)中，⑤中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的最佳pH值為__________________。（6）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_________________________________。原材料原材料的預(yù)處理化學(xué)反應(yīng)分離提純化學(xué)工藝流程的主線:例12、：從廢釩催化劑（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一種生產(chǎn)工藝流程示意圖如下，請回答下列問題：（1）步驟①中廢渣的主要成分是______________，③中X試劑為_______