工艺流程专题二轮

1、工艺流程专题工艺流程专题高三二轮复习高三二轮复习【高考题呈现高考题呈现：2015浙江理综化学浙江理综化学】某同学采用硫铁矿焙烧取某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣硫后的烧渣(主要成分为主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3），不考虑其他），不考虑其他杂质杂质)制取七水合硫酸亚铁制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：，设计了如下流程： 下列说法不正确的是（下列说法不正确的是（ ）A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉选用铁粉B固体固体1中一定含有中一定含有SiO2，控制，控制pH是为了使是为了使Al3+转化转化为为Al(OH) 3，进入固体，进入固

2、体2C从溶液从溶液2得到得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解其氧化和分解D若改变方案，在溶液若改变方案，在溶液1中直接加中直接加NaOH至过量，得到的沉淀至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O NaOH 溶液 控制 pH 试剂 X 足量酸 烧渣 固体 1 溶液 2 固体 2 FeSO47H2O 溶液 1 D两条主线：两条主线：1、元素化合物知识、元素化合物知识 2、基本理论与实验操作、基本理论与实验操作高考中的工艺流程题高考中的工艺流程题以与工业生产和日常生活密切相关的物

3、质以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯制备、分离和提纯为为中心中心，以，以流程图流程图为信息为信息背景背景，以物质的以物质的性质、转化、分离性质、转化、分离等为等为考查点考查点，将将元素化合物、反应原理、化学实验元素化合物、反应原理、化学实验等内容有机融合。等内容有机融合。学习目标 1、掌握流程题中陌生方程式的书写 2、了解流程题中原料的预处理方法 3、理解掌握流程题中反应条件的控制及原理 4、了解流程题中产品的分离提纯，准确计算产品的纯度 5、结合生产实际，了解物质的循环利用及工艺流程的成本与环境保护问题例题例题1：（：（2016青岛一模）青岛一模）(14分分)在印染工业中，

4、连在印染工业中，连二亚硫酸钠二亚硫酸钠(Na2S2O4)因能使染好的布褪色，而使因能使染好的布褪色，而使布能重新染色，故而俗称保险粉，其可溶于水，但布能重新染色，故而俗称保险粉，其可溶于水，但不溶于甲醇。工业制备流程如下：不溶于甲醇。工业制备流程如下：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)流程步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制流程步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为_。(2)向锌液中鼓入向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为粒度约为180的锌粉的锌粉(粒度表示晶体或固体颗粒平均粒度表示

5、晶体或固体颗粒平均大小程度的数值大小程度的数值)。若气体。若气体M为常见的化合物，则为常见的化合物，则M的电子式为的电子式为_。分散系。分散系A为为_(填填“溶液溶液”“”“胶体胶体”或或“悬浊液悬浊液”)。 (3)流程步骤中的化学方程式为流程步骤中的化学方程式为_。(4)流程步骤中加入流程步骤中加入NaCl固体的作用为固体的作用为_。过。过滤后用滤后用_洗涤、干燥后可以得到纯净的保险粉洗涤、干燥后可以得到纯净的保险粉。一、元素化合物知识（核心反应）一、元素化合物知识（核心反应）陌生方程式的书写思路陌生方程式的书写思路找物质找物质-关注箭头指向关注箭头指向,前后追溯物质前后追溯物质标变价，看变

6、化标变价，看变化-氧化还原规律与非氧化还原规律氧化还原规律与非氧化还原规律看环境看环境,配守恒配守恒-反应实际反应实际连二亚硫酸钠连二亚硫酸钠(Na2S2O4) 其可溶于水，但不溶其可溶于水，但不溶于甲醇。工业制备流程如下：于甲醇。工业制备流程如下：(3)流程步骤中的化学方程式为流程步骤中的化学方程式为_。一、核心反应一、核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写(1)流程步骤中需在耐高温的坩埚中进行，流程步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为为_。(2)向锌液中鼓入向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷气体，使液态锌雾化，冷却

7、得到粒度约为却得到粒度约为180的锌粉的锌粉(粒度表示晶体或粒度表示晶体或固体颗粒平均大小程度的数值固体颗粒平均大小程度的数值)。若气体。若气体M为为常见的化合物，则常见的化合物，则M的电子式为的电子式为_。分。分散系散系A为为_(填填“溶液溶液”“”“胶体胶体”或或“悬浊液悬浊液”)。二、基本理论与实验操作二、基本理论与实验操作、原料的预处理、原料的预处理-实验操作实验操作增大固体样品与液体（或气体）的接触增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。面积，加快反应速率。原料的预处理小结原料的预处理小结浸出：浸出：研磨研磨,雾化：雾化：（水浸、酸浸、碱浸）（水浸、酸浸、碱浸）使原料中

8、的使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。物通过过滤除去。灼烧灼烧： （焙烧、煅烧）（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）搅拌：搅拌： 使反应物充分接触，增大反应（或溶解）使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。速率。、反应条件的控制、反应条件的控制-基本理论基本理论温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气pH：物质的沉淀

9、与溶解物质的沉淀与溶解弱离子的水解弱离子的水解保护气：保护气：隔绝空气（主要是隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解弱离子的水解反应条件的控制小结反应条件的控制小结连二亚硫酸钠连二亚硫酸钠(Na2S2O4)可溶于水，但不溶于甲醇。可溶于水，但不溶于甲醇。工业制备流程如下：工业制备流程如下：(4)流程步骤中加入流程步骤中加入NaCl固体的作用为固体的作用为_。过滤后用。过滤后用_洗涤、干燥后可洗涤、干燥后可以得到纯净的保险粉。以得到纯净的保险粉。、产品的分离提纯、产品的分离提纯-实验操作实验操作产品的分离提纯小结产品的分离提纯小结-过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤、结晶、蒸馏、萃取分液（1）过

10、滤：）过滤：沉淀的洗涤沉淀的洗涤水（冰水、热水）、水（冰水、热水）、 有机物（乙醇、乙醚）有机物（乙醇、乙醚） （主要考虑溶解度）（主要考虑溶解度）降低因溶质的溶解而引起的损耗；降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。止溶质与水反应生成结晶水合物。沉淀的洗涤方法沉淀的洗涤方法 加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体， 滤净，重复滤净，重复23次。次。检验沉淀是否洗净的方法检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分分析清楚溶液中的成分 Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH

11、4+（2）结晶：）结晶：蒸发结晶蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶重结晶重结晶CuSO45H2O、ZnSO47H2O、CaBr26H2O、 Al2(SO4)318H2O2012上海卷上海卷除去除去CuSO45H2O中含有的中含有的Cu(NO3)22009广东卷广东卷除去除去Mg(ClO3)2中含有的中含有的NaCl2007广东卷广东卷除去除去NH4Cl中含有的中含有的Na2SO4NaCl针对练习：针对练习： 卤块的主要成分是卤块的主要成分是MgCl2,此外还含此外还含Fe3+、Fe 2+、Mg 2+ 等离子。若以它为原料按下图所

12、示工艺流程进行生产等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁，可制得轻质氧化镁如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或用试剂或pH控制可参考下列附表确定。控制可参考下列附表确定。加YpH=9.8过滤卤块溶液溶液滤液沉淀物加盐酸沉淀物沉淀物气体轻质氧化物加X加Z水中煮沸灼烧表1 生成氢氧化物沉淀的pH物 质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6* Mn(OH)2 8.3 9.8 Mg(OH)2 9.6 11.1 表2 工业品价格表工业品 规 格 价格（元/t

13、） 漂 液 含 NaClO 25.2% 450 过氧化氢 30% 2400 烧 碱 98% 2100 纯 碱 99.5% 600 卤 块 含 MgCl2 30% 310 （1）在步骤中加入的物质）在步骤中加入的物质X，最佳选择应，最佳选择应是是_，其作用是，其作用是_。（2）在步骤中加入的物质）在步骤中加入的物质Y应是应是_，之所以要控制，之所以要控制pH=9.8的目的目的是的是_。（3）在步骤中加入的试剂）在步骤中加入的试剂Z应是应是（4）在步骤时发生反应的化学方程式是）在步骤时发生反应的化学方程式是_。 答案（答案（1）漂液）漂液 使使Fe2+氧化成为氧化成为 Fe3+ （2）烧碱）烧碱

14、使除使除Mg2+以外的各种杂质金属离以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。（或使杂质离子（或使杂质离子Fe3+、Mn2+沉淀完全又尽沉淀完全又尽量减少量减少Mg2+损失）损失）（3）纯碱）纯碱（4） MgCO3 + H2O = Mg(OH) 2+ CO2原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应三、生产实际的考查三、生产实际的考查2、产品纯度高、纯度的测定与计算、产品纯度高、纯度的测定与计算- 中和滴定、氧化还原滴定中和滴定、氧化还原滴

15、定3、环保无污染、环保无污染、 循环利用循环利用1、原料的预处理与反应条件的控制、原料的预处理与反应条件的控制- 成本低、速率快、产率高成本低、速率快、产率高箭头指回为循环箭头指回为循环（实质就是降低成本）（实质就是降低成本）循环利用：循环利用：氯化氢电解槽ClO2食盐水氯化氢合成塔二氧化氯发生器补充Cl2NaClCl2（2013福建卷福建卷24）CO2Na2CO3NH3合成氨厂NH3沉淀池食盐水母液循环II煅烧炉（提取副产品）NaClCO2（2005上海卷上海卷26A）针对练习针对练习2.废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石

16、中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：程简图如下：（4）操作以石墨作电极电解）操作以石墨作电极电解CuSO4 溶液。阴极析出铜，阳极产物溶液。阴极析出铜，阳极产物是是 。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是三处的试剂是

17、。 针对练习3 市学案P57 T10(3) 答案（4）O2 、H2SO4 ；加热浓缩 、冷却结晶 、 过滤； （5）H2SO4原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应当堂达标当堂达标(2015江西模拟江西模拟)氯酸镁氯酸镁Mg(ClO3) 2常用作催熟剂、除草剂等，制备少量常用作催熟剂、除草剂等，制备少量Mg(ClO3)26H2O的流程如下的流程如下：卤块的主要成分为卤块的主要成分为MgCl26H2O，含有较多的，含有较多的MgSO4、MgCO3、FeCl2等杂质。等杂质。四种化合物的溶

18、解度四种化合物的溶解度(S)随温度随温度(T)的变化曲线如右图所示。的变化曲线如右图所示。(1) 过滤的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还需要过滤的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还需要。(2) 加加H2O2调节调节pH后过滤所得滤渣的主要成分为后过滤所得滤渣的主要成分为。(3) 试剂试剂X的滴加顺序为的滴加顺序为(填字母填字母)。a. BaCl2溶液，溶液，Na2CO3溶液，过滤后加适量盐酸溶液，过滤后加适量盐酸b. Na2CO3溶液，溶液，BaCl2溶液，过滤后加适量盐酸溶液，过滤后加适量盐酸c. 以上两种顺序都可以上两种顺序都可(4) (4) 加入加入NaClONaClO3 3饱和溶液后发生反应

19、的化学方程式为饱和溶液后发生反应的化学方程式为 再进一步制取再进一步制取Mg(ClOMg(ClO3 3) ) 2 26H6H2 2O O的实验步骤依次为：蒸的实验步骤依次为：蒸发浓缩；趁热过滤；发浓缩；趁热过滤；过滤、洗涤。；过滤、洗涤。(5) (5) 产品中产品中Mg(ClOMg(ClO3 3) ) 2 26H6H2 2O O含量的测定。含量的测定。步骤步骤1 1：准确称量：准确称量4.20 g4.20 g产品配成产品配成100 mL100 mL溶液。溶液。步骤步骤2 2：取：取10.00 mL10.00 mL溶液于锥形瓶中，加入溶液于锥形瓶中，加入30.00 mL 0.200 30.00 mL 0.200 molL-1 NamolL-1 Na2 2S S2 2O O3 3溶液。溶