专题十化工流程.ppt

1.实验操作：,a.如何操作根据实验目的，再结合已有的知识，来进行操作。例1：把沙石从一杯水中分离出来，应进行_操作（填写操作名称）。,剖析：实验的目的就是把沙和水分离开来，所以我们在明确了实验目的后，就可以马上想到过滤这一操作。答案：过滤,补充：一些常见的操作：1.过滤：把易溶物和难溶物分开。如，NaCl（CaCO3）。把不溶固体和液体分开。如，水（沙）。2.蒸发：用加热使液体会挥发来减少溶液中的溶剂，使溶质从溶液中析出。如，NaCl（水）。3.结晶:结晶的措施一般分为两种:一种是通过蒸发,减少一部分溶剂而使溶液浓缩达到过饱和析出晶体（这种方法主要用于溶解度随温度下降而减少不多的物质）。如，NaCl、KCl等。另一种是降低温度使溶液冷却达到过饱和而使晶体析出（这种方法主要适用于溶解度随温度下降而显著减少的物质）。如，KNO3、NaNO3等。,4.蒸馏：分离沸点不同的混合液体。如，水（乙醇）。5.萃取：利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。如，用CCl4溶液从碘水中提取碘单质。6.分液：分离互不相溶的液体。如，水（CCl4溶液）,7.调节值：使溶液的值发生变化。目的：1.使某些物质完全溶解；2.除去某些杂质（使杂质变成沉淀或气体）；3.使某些需要在酸性（或碱性）条件下才能进行的反应得以进行。如，除去CuCl2溶液中混有的FeCl3杂质，可通过调节值使Fe3+完全沉淀而不沉淀。8.提高溶解率：使某些物质大量溶解于溶解液中。常见的操作有：1.适当提高溶液的温度；2.适当增加溶解液的浓度；3.延长溶解时间；4.增大固液接触面积。如，用稀硫酸溶解镁，为了提高镁的溶解率，可用以上的四种操作。,操作过程中还会涉及到试剂的选择和仪器的选择。试剂选择的要求：1.所选试剂必须要达到实验操作的目的；2.所选试剂要尽量减少污染；3.所选试剂的量要控制好，要做到既能达到效果又能避免浪费；4.在除杂时所选试剂不能引入新杂质。一些操作对应的仪器：1.过滤。所涉及的仪器有铁架台、漏斗、烧杯和玻璃棒。2.蒸发。所涉及的仪器有三脚架、泥三角、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒和坩埚钳。3.重结晶。所涉及的仪器有铁架台、烧杯、玻璃棒和酒精灯。（需要做趁热过滤操作时则还需要漏斗）4.蒸馏。所涉及的仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、锥形瓶、铁架台、温度计和牛角管。5.萃取和分液。所涉及的仪器有分液漏斗和烧杯。,1.实验操作：,b.进行操作的原因从两个方面入手：一、操作是否符合实验操作的客观规律；二、操作能否达到实验目的。例2:能否用NaHCO3溶液除去CO2中的SO2？,剖析：该题的解题方法就是要从操作能否达到实验目的来入手的。虽然NaHCO3溶液能和SO2反应，但NaHCO3溶液同时也会和CO2反应，所以加入NaHCO3溶液不能达到实验目的。,1.实验操作：,c.进行操作的目的。根据已知的操作，结合已有的知识，从而推断出进行某操作的目的。例：向CuO和Al2O3混合物中加入过量的NaOH溶液，该操作的目的是什么？,剖析：由于Al2O3能溶于加入过量的NaOH溶液，而CuO不能溶于加入过量的NaOH溶液，所以加入过量的NaOH溶液是为了除去混合物中的Al2O3。,例题变迁一:,1.氯化铜晶体（CuCl2H2O）中含FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。,下列氧化剂中最适合做本实验氧化剂X的是_（填序号）。A.NaClOB.H2O2C.KMnO4D.I2物质Y的化学式是_。,2.亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：,SO2和空气混合气,稀H2SO4,溶解,配料,ClO2发生器,吸收塔,过滤,滤液,NaClO23H2O,（1）NaClO2在碱性溶液中比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是_。（2）吸收塔中为防止产物NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是_（填序号）A.Na2O2B.Na2SC.FeCl2D.KMnO4（3）从滤液中得到NaClO23H2O粗晶体的实验操作依次是（）A.蒸馏B.蒸发浓缩C.灼烧D.过滤E.冷却结晶要得到更纯的NaClO23H2O晶体还必须进行的操作是_（填操作名称）。,2.方程式的书写:,（一）氧化还原反应a.一些氧化还原反应需要在酸性或者碱性条件下才能进行。如，KMnO4溶液与Fe2+的反应，反应前必须加入酸来酸化溶液，这样反应才能进行。当然，有些题目它会给你一些暗示或明示的。所谓暗示，就是题目中往往在这种反应前加入某酸或某碱。,例：如下图所示，请写出“净化除铁”中加入H2O2时反应的离子方程式。,盐酸,含钴废液（含少量铁）,酸浸（加热）,净化除铁,H2O2,剖析：在酸浸过程中，为确保含钴废料完全溶液，所以加入的酸需要过量。因此导致溶液呈酸性，即题目在暗示你，在写“净化除铁”中加入H2O2时反应的离子方程式要把H+加上。答案：2H+H2O22Fe2+2Fe3+2H2O,b.值得注意的是，在溶液中进行的反应，在难以配平之时，水或许是关键。所以在遇到这种情况时，我们可以把水放入方程式中，试着去配平。例：向CuCl2溶液中通入SO2，振荡静置后，试管底部有CuCl沉淀生成，请写出该反应的化学方程式。,剖析：因为Cu2+被还原成Cu+，所以SO2则被氧化成SO42-。先用氧化还原配平法把部分物质配好。2CuCl2SO22CuClSO42-根据守恒Cl，则：2CuCl2SO22CuClSO42-2Cl-根据电荷守恒，我们可以猜测左边还有阴离子或者右边还有阳离子。除上述的离子之外,溶液中还含有OH-和H+。但溶液中的OH-是由水电离出的，且水是不能拆分的，所以左边不含有OH-，所以只能是右边还有由水电离出的H+，即水作反应物。把水代入方程式中，经检验化学方程式已经配平。答案：2H2O2CuCl2SO22CuClH2SO42HCl,（二）非氧化还原反应多数都是考查复分解反应。其一般的表达式：ABCDCBD例：某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀，同学甲认为沉淀可能是CuCO3。则根据同学甲的观点，该反应的化学方程式是什么？,剖析：该反应不涉及化合价的升降，所以不能用氧化还原配平法来解决。关键之处在于“沉淀”二字，所以可判断该反应很可能是复分解反应，根据ABCDCBD，所以由类比得Na2CO3CuSO4Na2SO4CuCO3。答案：Na2CO3CuSO4Na2SO4CuCO3,3.考查溶液的成分和滤渣的成分：,a.跟着化工流程图的步骤看下去，观察那种离子没有离开溶液，然后把没有离开溶液的阳离子和阴离子结合起来，这便是溶液的成份。b.跟着化工流程图的步骤看下去，观察在过滤前加入了什么试剂，使什么物质变成了沉淀。,例题变迁二:,1.有一瓶混合溶液，其溶质是苛性钠和Na2SO3，某同学往其中滴加少量的溴水，振荡后发现溶液变为无色，请用离子方程式解释其中的原因：_。2.往KMnO4溶液中通SO2，结果发现KMnO4溶液的紫红色褪去，试用化学方程式解释：_。3.某同学把ZnCO32Zn(OH)26H2O加热到一定温度后制得了活性ZnO，试写出该反应的化学方程式：_。,综合训练：,1.（2009广东高考）（有所改动）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中的镁的工艺流程如下：,部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的PH见上表，请回答下列问题：,“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有_（要求写出两条）。滤渣I的主要成分有_。从滤液中可回收利用的主要物质有_。,2.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备及，步骤如下：,孔雀石,SiO2,溶液A,CO2,NH3H2O,CaCl2溶液,CaCO3,试剂,溶液B,Fe(OH)3,溶液C,CaSO45H2O,请回答下列问题：溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂_（填代号），检验溶液中的最佳试剂为_（填代号）。a.KMnO4b.(NH4)2Sc.H2O2d.KSCN由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发、_、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_。,3.氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。请回答以下问题：（一）电解食盐水的离子方程式为：_。氯气用于生产半导体材料硅的流程如下：,石英砂,焦炭,高温,粗硅,Cl2,四氯化硅,高温,H2,纯硅,（二）石英砂的主要成分的化学式为_，在制备粗硅时，焦炭的作用是_。（三）由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式为：_。,4.（2010广东高考）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：,已知Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。步骤I前，-锂辉石要粉碎成细颗的目的是_。步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_（填“石灰石”、“氯化钙”和“稀硫酸”）以调节溶液PH的到6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_。步骤中，生成沉淀的离子方程式为_。从母液中可回收的主要物质是_。,5.（2011广州一模）亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：,NaClO3,溶解,H2SO4,反应1,SO2,ClO2,母液,反应2,H2O2,NaOH,减压蒸发55,冷却结晶,粗产品,（1）提高“反应1”反应速率的措施有_、_等。（2）“反应2”的氧化剂是_，该反应的化学方程式为_。（3）采取“减压蒸发”而不用“常温蒸发”，原因是_。（4）“母液”中可回收的主要物质是_。（5）“冷却结晶”后经_（填操作名称）即可获得粗产品。,6.（07广东高考）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：,某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si（16.27）、Fe（5.86）、Al（3.42）、Zn（2.68）和Cu（0.86）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的PH见下表，回答以下问题：,（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为：_。（2）滤渣A的主要成分是_。（3）加入MnS的目的是除去_。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为_。（5）从废旧的碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有_（写两种）。,7.物质的分离和提纯有多种方法。物质分离、提纯方案的设计在科学研究和工业生产中占有十分重要的地位。工业上冶炼铝的原料是铝土矿（主要成分为Al2O3，杂质