最新化学工艺流程题教案

专题复习

化学工艺流程题教学设计

赤水三中化学组许国兵

教学目标：

1、使学生了解化学工艺流程题的常见题型；

2、掌握化学工艺流程题的分析方法和技巧；

3、学会常见化学工艺流程题的解题方法和挖掘隐含信息技巧；

4、培养学生发散、联想、归纳、整合、提炼知识的能力；

5、训练学生思维的灵活性、变通性，提高学生的类比思维及逻辑推理能力。

教学重点：化学工艺流程题的分析方法和技巧

教学难点：化学工艺流程题的分析方法和技巧

教学方法：复习提问、启发、归纳总结

教学过程：

【导入】同学们，还记得适应性考试的的26题考的是什么吗？

【板书】化学工艺流程题

【讲述】近年高考中工艺流程题备受关注。该类题将化工生产中的主要生产流程用框图形式表示出来，并根据其中涉及的化学知识步步设问，构成与化工生产紧密联系的化学工艺流程题。工艺流程题的结构分题头、流程图和问题三部分。题头一般简单介绍该工艺生产的原材料和生产目的，流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺表示出来，问题部分主要根据生产过程中涉及的化学知识设计一系列问题。该类题目主要以非选择题呈现。（如2015?全国卷ⅠT 27 ）

化学工艺流程题的常见题型有两类：一是以物质制备为载体的工艺流程；二是以物质提纯为载体的工艺流程，今天我们主要学习的是以物质制备为载体的工艺流程。

【板书】考点一以物质制备为载体的工艺流程

1、技巧与方法：学工艺流程题的主线分析方法如下所示：

【讲述】原料的处理包括原料的收集、溶解、除杂等，核心部分主要是相关的化学反应，注意控制反应条件和循环利用；最后是得到所需产品，涉及知识有物质的分离和提纯、溶液的排放等。

这类题的分方法大概分为三步，具体如下：

2、步骤：

（1）弄清题头，知道原材料和目标产品；

（2）分析流程图；

（3）结合问题，具体分析流程图。

例：绿矾(FeSO4?7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：

25 ℃时pH

饱和H2S溶液 3.9

SnS沉淀完全 1.6

FeS开始沉淀 3.0

FeS沉淀完全 5.5

(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3＋，可选用的试剂为________。

A．KSCN溶液B．NaOH溶液

C．KMnO4溶液D．苯酚溶液

（2)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是___________________________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的_______________________。

(3)操作Ⅳ的顺序依次为___________、冷却结晶、_________。

(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；

②______________________________________________。

【答案】(1)AD；（2)除去溶液中的Sn2＋，并防止Fe2＋被氧化、防止Fe2＋生成沉淀；（3)蒸发浓缩、过滤洗涤；（4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗[归纳总结] 看方法·想目的

看方法想目的

研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率

水（酸）

浸与水（酸）接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去

灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质

【讲述】灼烧与煅烧、焙烧的区别

看方法想目的

调节溶液的pH 使某些金属离子（杂质离子）形成氢氧化物沉淀控制温度根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方

向移动

控制压强改变速率，影响平衡

加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间

使用合适的催

化剂

趁热过滤防止某物质降温时析出

冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶

解损耗

1、从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：

已知：①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72－、Fe3＋；②Fe3＋、Cr3＋完全沉淀(c≤1.0×10－5mol?L－1)时pH分别为3.6和5。

(1)“微热”除能加快反应速率外，同时还可以__________________________________，滤渣A为________ (填化学式)。

(2)根据溶解度(S)～温度(T)曲线，操作B的最佳方法为________(填字母序号)。

A．蒸发浓缩，趁热过滤

B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤

(3)酸化后Cr2O72－可被SO32－还原成Cr3＋，离子方程式为：

_______________________________________；酸C为_________，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]＝_________

【小结】解答化工工艺流程题的三种方法：首尾分析法、分段分析法、交叉分析法。

【作业】1、钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁，化学式为FeTiO3)制备Ti等产品的一种工艺流程示意图如下：

已知：①TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中;

②常温下，难溶电解质溶解度与pH关系如图。

③25 ℃时TiO(OH)2溶度积Ksp＝1×10－29。

回答下列问题：

(1)写出钛铁矿酸浸时反应的离子方程式：_________________________。

(2)操作Ⅱ包含的具体操作方法有______________ __________________。

(3)向“富含TiO2＋溶液”中加入Na2CO3粉末的作用是：________________________________________________________，TiO2＋水解的离子方程式为：_____________________________________，当溶液pH＝________时，TiO(OH)2已沉淀完全。

(4)加入铁屑将Fe3＋转化为Fe2＋的原因是__________________________

2．铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

(1)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：

①作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是________、________。

②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式：

_____________________________________________________________________。

③煅烧如果不充分，产品中将有Fe2＋存在，试设计实验检验产品中有无Fe2＋：_____________________________________________________________________ ___________________。（一）常见的酸和碱

1、酸的通性

（1）酸溶液能跟酸碱指示剂起反应。紫色石蕊试液遇酸变红，无色酚酞试液遇酸不变色。注意显色的物质是指示剂。

（2）酸能跟多种活泼金属起反应，通常生成盐和氢气。只有位于金属活动性顺序表中氢前面的金属才能与稀酸（HCl、H2SO4）反应，产生氢气。位于氢后的金属不能与稀酸（HCl、H2SO4）反应，但能与浓硫酸和浓硝酸反应。

例如：①Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O

②3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O

可见，金属和浓硫酸、硝酸反应都没有氢气产生，这就是实验室不能用浓硫酸和硝酸与锌反应制氢气的原因。

（3）酸能跟碱性氧化物反应生成盐和水：H2SO4 + CaO == CaSO4 + H2O

（4）酸能跟某些盐反应生成新酸和新盐：H2SO4 + BaCl2 === BaSO4↓+ 2HCl

（5）酸跟碱起中和反应生成盐和水：H2SO4＋Ba(OH)2 === BaSO4↓（白色沉淀）＋2H2O

常见的酸有盐酸、硫酸和硝酸，它们虽然具有上述五点通性（因为电离出的阳离子都是H＋）。但又各具不同的物理化学性质。

①盐酸是氯化氢的水溶液，是一种混合物。纯净的盐酸是无色的液体，有刺激性气味。工业品浓盐酸因含有杂质（Fe3＋）带有黄色。浓盐酸具有挥发性，打开浓盐酸的瓶盖在瓶口立即产生白色酸雾。这是因为从浓盐酸中挥发出来的氯化氢气体跟空气中水蒸汽接触，形成盐酸小液滴分散在空气中形成酸雾。

②硫酸是一种含氧酸，对应的酸酐是SO3（SO3+H2O==H2SO4）。纯净的硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体，不易挥发。常用的浓硫酸中的H2SO4的质量分数为98%，密度为1.84克／厘米3。稀H2SO4具有酸的通性。浓硫酸除去具有酸的通性外，还具有三大特性：

a、吸水性：浓H2SO4吸收水形成水合硫酸分子（H2SO4?nH2O），并放出大量热，所以浓硫酸通常用作干燥剂。

b、脱水剂：浓硫酸可将有机化合物中的氢原子和氧原子按水分子的构成（H：O＝2：1）夺取而使有机物脱水碳化。纸、木柴、衣服等遇浓硫酸变黑，这就是因为浓硫酸的脱水性使其碳化的缘故。

C、强氧化性：在浓硫酸溶液中大量存在的是H2SO4分子而不是H＋，H2SO4分子具强氧化性。浓硫酸可使金属活动性顺序表氢后面的一些金属溶解，可将C、S等非金属单质氧化，而浓硫酸本身还原成SO2。

但是，冷的浓硫酸不能与较活泼的金属Fe和Al反应。原因是浓硫酸可以使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了里面的金属与浓硫酸继续反应，这种现象在化学上叫钝化。