化工流程分析学案

1、高考实验部分化工流程图分析学案学习目标：基本：能读懂化工流程图。提高：能运用化学原理解读化工流程图，解答问题。最高目标：能综合归纳化工过程，设计出简单的流程图。前言：2011年考试说明在命题指导思想中要求“重点考查考生的信息获取与加工从化学视角分析解决问题和创新思维等能力”， 同时在素养和能力要求中提出“ 解决化学问题（）能够将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。（）能用正确的化学用语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和成果，并做出解释的能力。”这些要求在“化工流程图”题型中都能很好的体现。从2007-2011

2、年上海高考试卷命题情况来看：2007年26、27题；2008年的27题；2009年的27题；2010年27题；2011年27题。这5年的高考习题中，实验题的第2部分都是化学工业或者实验室制取流程图的分析。学习指导：试题往往通过提供文字信息、工业生产流程简图、提供图表和数据设置问题。解读一 ：化工生产主要解决方面问题：（）解决将原料转化为产品的生产原理；（）除去所有杂质并分离提纯产品；（）提高产量与产率；（）减少污染，考虑 “绿色化学”生产；（）原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题，经济适用；（）生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。解读二、熟悉化工流程常用名词，如“浸出”、“酸溶、

3、酸浸”、“酸洗”、“水洗”、等。 解读三 、 了解化工生产的几种常见的处理手段的操作和目的。 （）灼烧：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质。如海带中提取碘等。 （）加酸：溶解、去氧化物（膜）、调节促进水解（沉淀）。（）加碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、，调节促进水解（沉淀）。（）加氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去的离子，如将转换为。 （）加氧化物：调节促进水解（沉淀）。如除去中加。 （）控制值：控制离子存在形式。如、的沉淀。 （）煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如。 （）趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度。 学习实践：从点到面，读懂化工流程图。课堂

4、内评价：写出流程图中各步骤的产物。（尽量完整，详细）学习指导：解题步骤和注意点：（1）首先快速审题，明确实验目的，解决“干什么”。（2）“怎么做”-迅速把握文字材料和方框中有效信息，明确各步的反应原理和操作目的，在相应方框旁写出所含物质的化学式。“明确各步的反应原理”-是指弄清每个方框内的物质成分是什么？向方框内加入某种试剂后会与其中的哪些成分发生反应？生成物是什么？首先从物质类别的通性和具体物质的特性进行判断，其次从物质所含元素化合价的可变性（即物质的氧化性和还原性）入手（3）遇到不懂的信息或问题可以跳过去，到时再说，有些提供的信息可能在问题中根本没涉及，有些信息则可以结合问题帮助理解。（4

5、）可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答，节约审题时间。解题方法：各个击破法试题中常常有很多问题都是各自独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。而且每题中都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。例：2008-27-（1）、（2）、（5）、（6）就问解题法粗读试题，了解大致流程，遇到超纲知识或推不出来的物质，可以先放一下。事实上，超纲知识题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关，不要过多耗时。然后，去看本题要解决的问题，看清问题后再对照题目精读流程图，这一步是有目的、有重点的、带着问题去仔细研究相关步骤或环节，找出与问题相关的信息，一定要关注题目的每一个字眼，尽

6、量弄懂流程图，但不必要将每一个物质都推出，问什么推什么。例：2010-27-（1）、（3）、（4）、（5）全面分析法 这类题目命题本身的意图就是为了拉差距的，就是考查学生对整道题的理解分析，没有什么可讨巧之处。首先要对比分析生产流程示意图中的原材料与产品，尽量读懂工艺流程图每一步的目的，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，前后每一步间的联系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。例：2008-27-（3）、（4）学习实践解答2008年上海化学试卷27小题课堂内评价：讲评习题，统计班级平均分。学生尝试实践：阅读教材P108页

7、第1自然段，画出联合制碱法的工业流程图。课堂小结：略课后练习：(2007)27将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要 等原料。(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： _ 。(3)过滤I操作所得固体中，除CaCO3外还含有 (填化学式)等物质，该固体可用作生产水泥的原料。(4)过滤I操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液

8、中含有CO32 的方法是： 。(5)已知不同温度下K2SO4在100 g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度()02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260 时K2SO4的饱和溶液591 g冷却到0 ，可析出K2SO4晶体 g。(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a熔点较低(29 熔化) b能导电 c能制冷 d无毒(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：_。（2008）27.明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列填空

9、：明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水（每升含有250.28g氨） mL，用规格为 mL量筒量取。氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。检验NH4的方法是 。写出沉淀物中所有物质的化学式 。滤液I的成分是水和 。为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，完善下列步骤：称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量 溶液，产生白色沉淀。 、 、 （依次填写实验操作名称）。冷却、称重。若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为： mol(用含m、n的代数式表示)。Fe(OH)3滤液BA

10、(NH4)2CO3 硝酸操作大理石溶解沉淀反应过滤过滤CaCO3（2009）27实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：（1）溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是 。（2）操作的目的是 ，溶液A（溶质是共价化合物）是 。（3）写出检验滤液中是否含铁离子的方法： （4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式： 写出滤液B的一种用途： （5）CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。 试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞。 仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管 实验步骤： ；加入 ；加入酚酞，用氢氧化钠标准溶

11、液滴定。（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00 mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1 mL溶液为25滴），则相对误差为 （2010）27工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空：1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。 A B 2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为： 取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是 。4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是 （填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是： 。5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入

12、石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为： 滤液D加石灰水前先要加热，原因是 。6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为： （注明你的表达式中所用的有关符号的含义）（2011）27CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象： 、 。（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是 ，除去这种杂质的实验操作

13、称为 。（3）已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+ Na2SO4 称取0.1000 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则0.1000 g该试样中含CuSO4·5H2O g。（4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用 。在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线 所对应的刻度。（5）如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤： 加水溶解加氯化钡溶液，沉淀过滤（其余步骤

14、省略）在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是 （6）如果1.040 g提纯后的试样中含CuSO4·5H2O的准确值为1.015 g，而实验测定结果是l.000 g 测定的相对误差为 。（2011）27. (本题共12分)（1）溶液呈蓝色、有红棕色气体产生（2）Cu(NO3)2,重结晶(3) 0.0980(4) 标准盐酸溶液润洗2-3次粗细交界点（5）称取样品；在上层清夜中继续加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生(6) -1.5% (-1.48%)（2010）27题（2009）27（本题共12分）（1）硫酸钙微溶于水（2）除去溶液中Fe3+ 氨水 （合理即给分）（3）取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+（4）Ca2+CO32- CaCO3 作化肥 （合理即给分）（5）称量 过量的标准盐酸（6）0.1（2008）27(本题共12分)78 100 取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能