《归纳与整理》教学设计(广东省市级优课)-化学教案

无机化工流程图成分分析与解题方法广州市培英中学赵琴本节课需要重点掌握的内容：学会分析和总结物质成分的方法、物质分类的方法及元素化合价标示的方法总结答题模式：规律：主线主产品，分值副产品，回头为循环1.对原料预处理的方法和作用研磨：增大固体与液体或气体间接触面积,加快反应速率.水浸：与水接触反应或溶解酸浸：与酸接触或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去.搅拌：加快反应（溶解）速率,使反应充分进行,提高原料利用率.灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化.2.常用的分离操作：过滤、萃取和分液、结晶、蒸馏和分馏等趁热过滤：联系物质的溶解性考虑检验沉淀是否完全的方法：静置向上层清液中继续滴加原试剂，如出现…沉淀洗涤：冰水、热水、乙醇（溶解性）乙醇洗涤：一是降低因溶质的溶解而引起的损耗。二是乙醇易挥发，利于干燥同时可防止溶质与水反应洗涤沉淀方法：将固体转入过滤器中加水至浸没沉淀，待水自然流下后重复以上操作2-3次检验沉淀是否洗净方法：取最后一次洗涤液少许于试管中，加………3.控制反应条件：①pH的控制②蒸发、反应时的气体氛围。③改变温度④趁热过滤⑤冰水洗涤⑥有机物洗涤获得产品阶段的常见考点：（1）当溶液是单一溶质时①所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3)：蒸发、结晶②所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O)：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（洗涤、干燥）（2）当溶液中有两种或以上溶质时①要得到溶解度受温度影响小的溶质：蒸发浓缩(结晶)，趁热过滤如NaCl（KNO3）②要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤如KNO3（NaCl）高考题回顾1.（2017国乙27）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：回答下列问题：☆(2)“酸浸”后，钛主要以TiOCleq\o\al(2－,4)形式存在，写出相应反应的离子方程式：__________。(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率/%9295979388分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因____________________。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。(5)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？________(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。☆(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式：_______。2.（2017国甲26）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：☆(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_____________________，还可使用____________代替硝酸。☆(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_______________。☆(3)加氨水过程中加热的目的是______。沉淀B的主要成分为____、_____(写化学式)。草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：MnOeq\o\al(－,4)＋H＋＋H2C2O4→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500mol·L－1的KMnO4溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数为____________。3.（2017国丙27）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：☆(1)步骤①的主要反应为FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3eq\o(→,\s\up7(高温))Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_________________。☆(2)滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。☆(3)步骤④调滤液2的pH使之变________(填“大”或“小”)，原因是_________(用离子方程式表示)。☆(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a．80℃b．60℃c．40℃d．10℃步骤⑤的反应类型是________。某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为。4.（2016国乙28）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：☆(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。☆(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。☆(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。☆(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)5.（2016国丙28）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~2<1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：☆（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。☆（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。☆（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。☆（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O124−R4V4O12+4OH−（ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____（填“酸”“碱”“中”）性。☆（5）“流出液”中阳离子最多的是________。☆（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：________。6.（2016北京27）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：☆（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________。☆（2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2++PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2Oii:……①写出ii的离子方程式：________________。②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。b.______________。☆（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是_____(选填序号)。A．减少PbO的损失，提高产品的产率B．重复利用NaOH，提高原料的利用率C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率②过程Ⅲ的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：_______________________。7.（2015国乙27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：回答下列问题：☆（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有（写出两条）。☆（2）利用的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是________________（化学式）。☆（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是。然后在调节溶液的pH约为5，目的是。☆（4）“粗硼酸”中的主要杂质是（填名称）。☆（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为。☆（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程。8.（2015国乙36）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系。在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：☆（1）步骤①中得到的氧化产物是，溶解温度应控制在60～70℃，原因是。☆（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式。☆（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是（写名称）。☆（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是。（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有（填字母）。A．分馏塔B．离心机C．反应釜D．框式压滤机（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O72-被还原为Cr3+。样品中CuCl的质量分数为。9.（2015天津09）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，流程简图如下：

回答下列问题：

☆(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42＋，反应中H2O2的作用是。写出操作①的名称：。

☆(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：。操作②用到的主要仪器名称为，其目的是（填序号）。

a．富集铜元素b．使铜元素与水溶液中的物质分离

c．增加Cu2＋在水中的溶解度

☆(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。若操作③使用右图装置，图中存在的错误是。

☆(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。

☆(5)流程中有三处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。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的