寒假自習(xí)課 2024-2025學(xué)年高一化學(xué)必修第二冊(cè)人教版教學(xué)課件 第八章 以資源開發(fā)利用為背景的工藝流程題

以資源開發(fā)利用為背景的工藝流程題第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1.了解化工生產(chǎn)工藝流程題的結(jié)構(gòu)、解題方法(重點(diǎn))。2.了解化工生產(chǎn)工藝流程中常用原料預(yù)處理的方法。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]化工生產(chǎn)流程綜合分析1.無(wú)機(jī)工藝流程試題結(jié)構(gòu)模型規(guī)律：“主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)”。2.對(duì)原料預(yù)處理的常用方法(1)研磨——減小固體顆粒的體積，增大固體與液體或氣體的接觸面積，加快反應(yīng)速率。(2)水浸——與水接觸反應(yīng)或溶解。(3)酸浸——與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。(4)灼燒——除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)。(5)煅燒——改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。3.解題思路(1)首尾對(duì)比：對(duì)比分析原料與目標(biāo)產(chǎn)物之間的關(guān)系，確定原料中需保留的元素(主元素)和需去除的元素(雜質(zhì))，同時(shí)比較物質(zhì)變化和主要元素化合價(jià)的變化。(2)主元素跟蹤：跟蹤主要物質(zhì)(元素)的轉(zhuǎn)化形式和轉(zhuǎn)化方法，即原料→中間物質(zhì)→目標(biāo)產(chǎn)物。(3)除雜分析：分析原料中的“雜質(zhì)”轉(zhuǎn)化除去過(guò)程，分析每一步驟的目的以及反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)過(guò)程。(4)綜合判斷：根據(jù)題干信息、流程信息、題中設(shè)問(wèn)信息審題、解題(讀完全題再做題)。1.用高分子吸附樹脂提取鹵水中的碘(主要以I－形式存在)的工藝流程如下：12345下列說(shuō)法不正確的是A.經(jīng)①和④所得溶液中，c(I－)后者大于前者B.④的作用是將吸附的碘還原而脫離高分子樹脂C.若②和⑤中分別得到等量I2，則消耗的n(Cl2)∶n(KClO3)＝5∶2D.由⑥得到碘產(chǎn)品的過(guò)程，主要發(fā)生的是物理變化√隨堂檢測(cè)通過(guò)③高分子樹脂吸附，碘得以富集，故經(jīng)過(guò)④所得溶液中c(I－)比經(jīng)過(guò)①的大，A項(xiàng)正確；④中加入的是具有還原性的Na2SO3，Na2SO3與吸附在高分子樹脂上的單質(zhì)碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成化合態(tài)的碘，從而使碘脫離高分子樹脂，B項(xiàng)正確；②中Cl2氧化I－時(shí)，Cl的化合價(jià)由0價(jià)降為－1價(jià)，⑤中KClO3氧化I－時(shí)，Cl的化合價(jià)由＋5價(jià)降為－1價(jià)，由得失電子守恒可知n(Cl2)∶n(KClO3)＝6∶2＝3∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；升華為物理變化，D項(xiàng)正確。12345隨堂檢測(cè)2.海水提鎂的主要流程如下：12345下列說(shuō)法正確的是①試劑M是鹽酸②流程中的反應(yīng)全部都是非氧化還原反應(yīng)③操作b只是過(guò)濾④用海水曬鹽后的飽和溶液加石灰乳制Mg(OH)2

⑤電解熔融MgCl2比電解熔融的MgO制金屬鎂更節(jié)約能量A.①②③④⑤

B.②③C.④⑤

D.①④⑤√隨堂檢測(cè)電解無(wú)水氯化鎂的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，②錯(cuò)誤；操作b應(yīng)是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，③錯(cuò)誤。12345隨堂檢測(cè)3.工業(yè)上以濃縮海水(含較高濃度的Br－)為原料提取溴的部分流程如圖所示：12345(1)反應(yīng)用的Cl2可由右圖所示裝置制取，制取Cl2的化學(xué)方程式為______________________________________，為除去Cl2中揮發(fā)出的HCl，裝置E中所盛溶液是___________。飽和食鹽水隨堂檢測(cè)12345二氧化錳與濃鹽酸共熱生成Cl2；氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小，則除去Cl2中揮發(fā)出的HCl，裝置E中所盛溶液是飽和食鹽水。隨堂檢測(cè)(2)實(shí)驗(yàn)室用右圖所示裝置模擬流程中的部分過(guò)程。①寫出通入Cl2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________。②通入熱空氣的作用是___________________。12345Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－將Br2從溶液中吹出通入熱空氣能將溴吹入吸收塔，提高產(chǎn)量，則通入熱空氣的作用是將Br2從溶液中吹出。隨堂檢測(cè)12345裝置B中的長(zhǎng)導(dǎo)管D起著平衡壓強(qiáng)的作用，當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)過(guò)大時(shí)，會(huì)將溶液壓入長(zhǎng)導(dǎo)管中，可以觀察到的現(xiàn)象是長(zhǎng)導(dǎo)管中液面上升。③裝置B中的長(zhǎng)導(dǎo)管D起著平衡壓強(qiáng)的作用，當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)過(guò)大時(shí)，可以觀察到的現(xiàn)象是_________________。長(zhǎng)導(dǎo)管中液面上升隨堂檢測(cè)(3)“反應(yīng)釜2”中所發(fā)生的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________，其中氧化劑是______。12345Br2被Na2CO3溶液吸收后，Br2反應(yīng)生成Br－和

，加入稀硫酸后，會(huì)發(fā)生歸中反應(yīng)生成Br2，則“反應(yīng)釜2”中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Br－＋＋6H＋===3Br2＋3H2O，在此反應(yīng)中氧化劑是

。隨堂檢測(cè)4.[2022·湖南，17(2)(3)(4)(5)]鈦(Ti)及其合金是理想的高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材料。以鈦渣(主要成分為TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物雜質(zhì))為原料，制備金屬鈦的工藝流程如下：12345隨堂檢測(cè)12345已知“降溫收塵”后，粗TiCl4中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn)：物質(zhì)TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸點(diǎn)/答下列問(wèn)題：(2)TiO2與C、Cl2，在600℃的沸騰爐中充分反應(yīng)后，混合氣體中各組分的分壓如下表：物質(zhì)TiCl4COCO2Cl2分壓/MPa4.59×10－21.84×10－23.70×10－25.98×10－9隨堂檢測(cè)12345①該溫度下，TiO2與C、Cl2反應(yīng)的總化學(xué)方程式為根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，該溫度下C主要生成CO和CO2，根據(jù)同溫同體積下氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物質(zhì)的量之比約是5∶2∶4，所以TiO2與C、Cl2反應(yīng)的總化學(xué)方程式為5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2。__________________________________________。隨堂檢測(cè)12345②隨著溫度升高，尾氣中CO的含量升高，原因是_________________________________________________。隨著溫度升高，CO2與C發(fā)隨著溫度升高，CO2與C發(fā)生反應(yīng)：C＋CO22CO，導(dǎo)致CO含量升高。隨堂檢測(cè)(3)“除釩”過(guò)程中的化學(xué)方程式為_____________________________；“除硅、鋁”過(guò)程中，分離TiCl4中含Si、Al雜質(zhì)的方法是______。123453VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3蒸餾“降溫收塵”后釩元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒配平化學(xué)方程式為3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3；AlCl3、SiCl4與TiCl4沸點(diǎn)差異較大，“除硅、鋁”過(guò)程中可采用蒸餾的方法分離AlCl3、SiCl4。隨堂檢測(cè)(4)“除釩”和“除硅、鋁”的順序______(填“能”或“不能”)交換，理由是________________________________________________________________。(5)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入Mg冶煉Ti的方法相似的是_____。A.高爐煉鐵B.電解熔融氯化鈉制鈉C.鋁熱反應(yīng)制錳D.氧化汞分解制汞12345不能

若先“除硅、鋁”再“除釩”，“除釩”時(shí)需要加入Al，又引入Al雜質(zhì)AC隨堂檢測(cè)12345本工藝中加入Mg冶煉Ti的方法為熱還原法。高爐煉鐵的原理是用還原劑將鐵礦石中鐵的氧化物還原成金屬鐵，屬于熱還原法，故A符合題意；電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的原理是電解法，故B不符合題意；鋁熱反應(yīng)制錳是利用Al作還原劑，將錳從其化合物中還原出來(lái)，為熱還原法，故C符合題意；Hg為不活潑金屬，可以直接用加熱分解氧化汞的方法制備汞，故D不符合題意。隨堂檢測(cè)5.(2021·全國(guó)甲卷，26)碘(紫黑色固體，微溶于水)及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方面?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)I2的一種制備方法如圖所示：①加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為___________________________，生成的沉淀與硝酸反應(yīng)，生成________后可循環(huán)使用。123452AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－AgNO3隨堂檢測(cè)12345由流程圖可知懸濁液中含AgI，AgI可與Fe反應(yīng)生成FeI2和Ag，F(xiàn)eI2易溶于水，在離子方程式中能拆，故加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的銀能與硝酸反應(yīng)生成硝酸銀參與循環(huán)。隨堂檢測(cè)②通入Cl2的過(guò)程中，若氧化產(chǎn)物只有一種，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________；若反應(yīng)物用量比

＝1.5時(shí)，氧化產(chǎn)物為__________；當(dāng)

＞1.5后，單質(zhì)碘的收率會(huì)降低，原因是________________________。12345FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2I2、FeCl3I2被過(guò)量的Cl2進(jìn)一步氧化隨堂檢測(cè)12345通入Cl2的過(guò)程中，因I－還原性強(qiáng)于Fe2＋，Cl2先氧化還原性強(qiáng)的I－，若氧化產(chǎn)物只有一種，則該氧化產(chǎn)物只能是I2，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若反應(yīng)物用量比

＝1.5時(shí)即Cl2過(guò)量，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好將全部I－和Fe2＋氧化，故氧化產(chǎn)物為I2、FeCl3；當(dāng)>1.5即Cl2過(guò)量特別多，多余的氯氣會(huì)與生成的單質(zhì)碘以及水繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，單質(zhì)碘的收率會(huì)降低。隨堂檢測(cè)(2)以NaIO3為原料制備I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入計(jì)量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反應(yīng)得到I2。上述制備I2的總反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。12345先向NaIO3溶液中加入計(jì)量的NaHSO3，生成碘化物即含I－的物質(zhì)；再向混合溶液中(含I－)加入NaIO3溶液，反應(yīng)得到I2，上述制備I2的兩個(gè)反應(yīng)中I－為中間產(chǎn)物，總反應(yīng)為

發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成

和I2，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及元素守恒配平離子方程式即可得：

。隨堂檢測(cè)(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1molI2，消耗的KI至少為___mol。I2在KI溶液中可發(fā)生反應(yīng)：

。實(shí)驗(yàn)室中使用過(guò)量的KI與CuSO4溶液反應(yīng)