探究工艺流程中的化学实验

探究工艺流程中的化学实验,学习目标,了解工艺流程题的基本结构，掌握解题策略。了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验方案。能综合运用化学实验原理和方法，能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。,工艺流程题是最近几年出现的并逐步取代无机框图推断题的一种新题型。它以目标产物的工业化生产或实验室制备过程为背景，通过流程线将物质制备、分离和提纯串联起来，综合考查化学实验、元素及其化合物和反应原理等知识，具有直观、形象、一目了然的特点。此类试题一般难度较大，是卷化学实验的重头戏。,题型揭秘,课前热身,【2010广东】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：,-锂辉石,浸取锂,硫酸,浸出液,浸出渣,除杂,滤液,滤渣,蒸发浓缩,沉淀,碳酸锂,母液,饱和碳酸钠溶液,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。,（1）步骤前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_。（2）步骤中，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”、“氯化钠”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）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_。（4）步骤中，生成沉淀的离子方程式为_。（5）从母液中可回收的主要物质是_。,增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率,石灰石,Fe2+、Mg2+、Ca2+,2Li+CO32-=Li2CO3,Na2SO4,试题结构,信息,流程,问题,目标产物的重要价值基础原料组成：有效成份无效成份相关物质的性质,题头,基础原料,预处理,中间体化学反应原理,目标产物,物质循环,分离、提纯,反应条件控制,题干,请你分析,聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：,煅烧,高岭土,溶解,15%盐酸,搅拌、过滤,少量铝粉,调节溶液pH4.24.5,适量CaCO3,蒸发浓缩90100,Al2(OH)nCl6n,请你命题,考察内容,1、原料预处理：粉碎/研磨、酸/碱浸、灼/煅烧2、反应条件的控制：温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、试剂选择3、反应原理：离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解平衡4、物质的分离与提纯：过滤、蒸发、分液、蒸馏等5、绿色化学：物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）6、化工安全：防爆、防污染、防中毒等。,实战演练,CoCl26H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl26H2O的一种新工艺流程如下图：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔点86，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.57.63.4完全沉淀4.19.79.25.2请回答下列问题：在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为_。加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是_。操作包含3个基本实验操作，它们是_和过滤。制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因是_。,减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐,5.27.6,蒸发浓缩、冷却结晶,降低烘干温度，防止产品分解,为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100，其原因可能是_。在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl26H2O，采用的方法是_。,将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏,样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水,隐性信息,常见的表述性词语：(1)“控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质不稳定易分解和物质转化等。(2)“加过量试剂”常考虑反应完全或增大转化率、产率等。(3)“能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或影响产物的纯度。(4)“分离”、“提纯”常考虑过滤、蒸发、萃取、分液和蒸馏等常规操作。(5)“溶液呈酸性或碱性”考虑电离或水解产生的H或OH，是促进还是抑制电离或水解。,(6)“利用率”常考虑经济性或环保性。(7)“在空气中或在其他气体中”主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。(8)“判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。(9)“检验某物质的设计方案”通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。(10)“控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。(11)“用某些有机试剂清洗”常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。,错题再练,状元360高考一轮总