(公开课)无机化工流程题的解题策略课件.ppt

1、无机化工流程题无机化工流程题 解题策略解题策略我们能否再站高一些？居高临下来俯视32题？以物质制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操作、化学反应原理的知识为考察目标。1、考的是什么？核心考点：元素核心考点：元素+原理原理+实验实验因此，注意两个问题：因此，注意两个问题：（1）操作过程中要运用哪些实验基本操作？）操作过程中要运用哪些实验基本操作？（2）反应过程必须符合哪些基本的反应原理？）反应过程必须符合哪些基本的反应原理？用什么？要什么？干什么？原料核心反应产品副产物排放物核心辅料产品分离产品分离与提纯与提纯原料预原料预处理处理循环利用循环利用前期前期中期中期后期后期控制条件

2、控制条件2、化工流程的结构特点是什么？例、硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌例、硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿主要成分是矿生产硫酸锌，菱锌矿主要成分是ZnCO3，并含少量的，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如等，生产工艺流程示意如下：下：目的目的ZnCOZnCO3 3FeFe2 2O O3 3 FeCOFeCO3 3MgOMgOCaOCaO第一步：第一步：对照原料（首）和产品（尾），确定核心反应对照原料（首）和产品（尾），确定核心反应和对应的核心辅料，找出流程主线。和对应的核心辅料，找出流程主线。ZnSOZnSO4

3、 47H7H2 2O O核心辅料核心辅料H2 2SOSO4 4核心辅料核心辅料原料原料产品产品第二步：第二步：以核心辅料为界，把流程划分为原料预处理、核心反应以核心辅料为界，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品的分离提纯三个阶段，分段剖析，明析细节，贯通全程。和产品的分离提纯三个阶段，分段剖析，明析细节，贯通全程。预处理预处理转化转化核心辅料核心辅料产品产品硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿主要成分是硫酸锌，菱锌矿主要成分是ZnCO3，并含少量的，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示

4、意如下：等，生产工艺流程示意如下：如果是你来出题，你会设计什么问题？如果是你来出题，你会设计什么问题？根据上图回答下列问题：根据上图回答下列问题：（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是）将菱锌矿研磨成粉的目的是_。（2）根据得失电子数相等配平：）根据得失电子数相等配平：Fe(OH)2+ClO+Fe(OH)3+Cl。（3）“滤液滤液3”之前调节之前调节PH可以加入可以加入_硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿主要成分是硫酸锌，菱锌矿主要成分是ZnCO3，并含少量的，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流

5、程示意如下：等，生产工艺流程示意如下：根据上图回答下列问题：根据上图回答下列问题：(4)工业上从工业上从“滤液滤液3”制取制取MgO过程中，合适的反应物是过程中，合适的反应物是 _(选填序号选填序号)。a大理石粉大理石粉b石灰乳石灰乳c纯碱溶液纯碱溶液d烧碱溶液烧碱溶液（5）“滤液滤液4”之后的操作依次为之后的操作依次为_、_、_、干燥。、干燥。（6）分析图中数据，菱锌矿粉中）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于的质量分数不低于_%。硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌可作食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿主要成分是硫酸锌，菱锌矿主要成分是

6、ZnCO3，并含少量的，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：等，生产工艺流程示意如下：练1(2012高考广东)难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO42-2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：预处理预处理除杂除杂得到产品得到产品循环利用循环利用原料原料产品产品（节选）难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24

7、SO42-2H2O(1)滤渣主要成分有滤渣主要成分有_和和_以及未溶杂卤石。以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出溶液能溶解杂卤石浸出K的的原因：原因：_。(3)“除杂除杂”环节中，先加入环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入再加入_溶液调滤液溶液调滤液pH至中性。至中性。预处理预处理除杂除杂得到产品得到产品核心辅料核心辅料核心辅料核心辅料循环利用循环利用循环利用循环利用加快化加快化学反应速率，分离学反应速率，分离NH4Cl与与K2SO4 防止防止KNO3结晶，提高结晶，提高KNO3的产率的产

8、率 核心辅料核心辅料核心辅料核心辅料循环利用循环利用循环利用循环利用加入加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有中混有KCl CaSO4、KNO3 核心辅料核心辅料核心辅料核心辅料循环利用循环利用循环利用循环利用练3(2013高考浙江卷)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似，请回答下列问题：(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有_。A去除油污B溶解镀锌层 C去除

9、铁锈 D钝化预处理预处理调节比例调节比例得到产品得到产品A、B(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是_。(3)由溶液B制取Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，其原因是(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？_(填“能”或“不能”)，理由是_。预处理预处理转化转化得到产品得到产品过滤、洗涤、灼烧过滤、洗涤、灼烧N2气氛下，防止气氛下，防止Fe2被氧化被氧化胶体粒子太小，能透过滤纸胶体粒子太小，能透过滤纸不能不能(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.010 00 molL1的K2Cr

10、2O7标准溶液250 mL，应准确称取_g K2Cr2O7(保留4位有效数字，已知MK2Cr2O7294.0 gmol1)。(6)滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将_(填“偏大”、“偏小”、或“不变”)。预处理预处理调节比例调节比例得到产品得到产品0.735 0偏大偏大想一想考了些什么？你觉得自己还有哪些地方是有所欠缺的？应该在哪些地方再努力一下？(1)流程的呈现主要有以物质转化为主线，以操作过程为主线，甚至有时候会以设备为主线。规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：元素+原理+实验总结无机化工流程题的特点：

11、(2)这类题常围绕以下几个知识点进行设问：反应速率与平衡理论的运用反应物颗粒大小、反应速率、原料的利用率、温度、物质的稳定性等 氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；利用控制pH分离除杂；实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；环境保护与绿色化学评价。(1)基本步骤从题干中获取有用信息，了解生产的产品。然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A.反应物是什么？发生了什么反应？B该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务

12、。从问题中获取信息，帮助解题。解答无机化工流程试题的程序：(2)流程具体分析：化工过程加某物质的可能作用：参与反应：作为原料参加反应、作为除杂试剂、作为除污染试剂提供氛围：如氧化或还原性氛围、酸碱性氛围调节pH值、温度氛围如提供能量维持高温、作溶剂如调节溶解度。满足定量要求：如提供合适的元素比例，以符合产品的需要。1、某些暂时琢磨不透的环节，可、某些暂时琢磨不透的环节，可“跳过去跳过去”而而“难得糊涂难得糊涂”，如有必要，可如有必要，可“顺藤摸瓜顺藤摸瓜”或带着问题回头来进行或带着问题回头来进行有针对性的分析。有针对性的分析。2、先易后难：先回答与工艺流程非密切相关、先易后难：先回答与工艺流程

13、非密切相关的问题，确保易拿的分数先拿，增强答题信心。的问题，确保易拿的分数先拿，增强答题信心。最后，还是觉得题目太难了怎么办？突破工艺流程题的三大障碍突破工艺流程题的三大障碍 知识知识 欠缺欠缺梳理常见考点梳理常见考点工艺流程工艺流程工艺工艺意义意义预处理预处理阶段阶段核心反核心反应阶段应阶段产品分离产品分离提纯阶段提纯阶段预处理预处理转化转化产品产品研磨研磨增大反应物接触面，以增大反应速率，并使反应更充分酸浸酸浸溶解金属、金属氧化物、某些盐等控制控制pH营造酸性氛围，以利于漂白粉发挥氧化作用控制控制pH使Zn2+形成氢氧化物沉淀而分离加入氧化剂加入氧化剂将将FeFe2+2+氧化转化为氧化转化

14、为FeFe3+3+过滤过滤进行固液分离结晶结晶一般为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤，干燥知识拓展知识拓展:对相关知识点进对相关知识点进行补充和拓展行补充和拓展如：趁热过滤与热滤装置如果热的溶液析出某种晶体后，在温度下降时容如果热的溶液析出某种晶体后，在温度下降时容易析出另一种晶体，则需要在保温条件下尽快完成过易析出另一种晶体，则需要在保温条件下尽快完成过滤，即趁热过滤（也叫保温过滤）。滤，即趁热过滤（也叫保温过滤）。趁热过滤可将普通漏斗先置于热水浴中或蒸气中趁热过滤可将普通漏斗先置于热水浴中或蒸气中预热，也可使用热滤装置。预热，也可使用热滤装置。热虑装置就是在普通过滤器外套上一个热滤漏斗。热虑

15、装置就是在普通过滤器外套上一个热滤漏斗。如：趁热过滤与热滤装置含义含义装置装置如：抽滤为使结晶和母液迅速有效地分离和有利于干燥，一般常用抽气过滤（也称减压过滤）。减压过滤装置包括布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶和水流泵（或抽气泵）。在停止抽滤时，应先将安全瓶上的玻璃阀打开接通大气（如果没有玻璃阀，则需要拆开瓶与水流泵之间的橡皮管），再关闭水流泵，以免水倒吸到抽滤瓶内。若固体需要洗涤时，可将少量溶剂洒到固体上，静置片刻，再将其抽干。含义含义置装置装悟悟如何教？悟悟如何教？如：与沉淀和结晶有关的知识链如：与沉淀和结晶有关的知识链范式范式+套路套路:由点及面，由点及面，把相关知识串成知识链把相关知识串成知识

16、链1、如何选择结晶方法？结晶方法的选择主要取决于溶质的溶解度随温度变化的情况：溶液类型溶液类型溶解度与温度的关系溶解度与温度的关系结晶方法结晶方法溶解度随温度的升高变化不大（如NaCl及NaCl型溶质）蒸发结晶溶解度随温度的升高变化较大（如KNO3及KNO3型溶质）蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶少数物质的溶解度随温度的升高而减小如Ca(OH)2蒸发结晶A溶液中（含少量B杂质）提取A蒸发浓缩（结晶），趁热过滤B溶液中（含少量A杂质）提取B蒸发浓缩，冷却结晶，过滤单一溶质的单一溶质的溶液溶液多溶质溶液（设多溶质溶液（设A为为NaCl型溶质，型溶质，B为为KNO3型溶型溶质）质）（1 1）溶解度

17、随温度升）溶解度随温度升高而明显增加，如高而明显增加，如NaNONaNO3 3、KNOKNO3 3等。等。（2 2）溶解度受温度影）溶解度受温度影响不明显，如响不明显，如NaClNaCl。（3 3）溶解度曲线有折）溶解度曲线有折点，主要是由于物质的点，主要是由于物质的组成有所改变，例如：组成有所改变，例如：硫酸钠在硫酸钠在305K305K以下析出以下析出NaNa2 2SOSO4 410H10H2 2O O，在，在305K305K以上析出以上析出NaNa2 2SOSO4 4。（4 4）少数物质的溶解）少数物质的溶解度随温度升高反而减小，度随温度升高反而减小，例如例如Ca(OH)Ca(OH)2 2

18、、CeSOCeSO4 4等。等。2、如何检验沉淀是否完全？将反应混合物静置后，取少许上层清液，滴加将反应混合物静置后，取少许上层清液，滴加少量沉淀剂，若没有沉淀生成，则证明沉淀完少量沉淀剂，若没有沉淀生成，则证明沉淀完全。或向清液中滴加少许被沉淀的试剂，若产全。或向清液中滴加少许被沉淀的试剂，若产生沉淀，则证明沉淀完全。生沉淀，则证明沉淀完全。3、如何洗涤沉淀？将沉淀转移到过滤器中，向过滤器中加入适量蒸将沉淀转移到过滤器中，向过滤器中加入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀，放出蒸馏水，重复操作馏水至刚好浸没沉淀，放出蒸馏水，重复操作23次。洗涤沉淀的目的是洗去沉淀表面吸附的次。洗涤沉淀的目的是洗去沉淀表

19、面吸附的杂质和母液。杂质和母液。难溶物性的沉淀可直接用蒸馏水洗涤，易溶性的难溶物性的沉淀可直接用蒸馏水洗涤，易溶性的沉淀（如碳酸钠晶体），为了减少晶体因溶解而沉淀（如碳酸钠晶体），为了减少晶体因溶解而导致的损失，可用相应的饱和溶液或酒精洗涤。导致的损失，可用相应的饱和溶液或酒精洗涤。4、如何检验沉淀是否洗涤干净？取最后一次洗涤液，根据沉淀可能吸附的杂质离取最后一次洗涤液，根据沉淀可能吸附的杂质离子，加入合适的检验试剂，若没有特征现象出现，子，加入合适的检验试剂，若没有特征现象出现，则证明沉淀已洗涤干净。则证明沉淀已洗涤干净。5、何时干燥沉淀或烘干沉淀？何时灼烧沉淀？（1）若是为了除去沉淀中的水

20、分）若是为了除去沉淀中的水分即干燥，可将沉淀置于干燥器（如即干燥，可将沉淀置于干燥器（如图图1）中用干燥剂干燥或置于蒸发）中用干燥剂干燥或置于蒸发皿、烘箱中加热烘干。对于易分解皿、烘箱中加热烘干。对于易分解的物质如金属氢氧化物或带有结晶的物质如金属氢氧化物或带有结晶水的物质，应低温烘干或减压烘干水的物质，应低温烘干或减压烘干或鼓风风干、自然风干、晾干。取或鼓风风干、自然风干、晾干。取放蒸发皿必须使用坩埚钳。放蒸发皿必须使用坩埚钳。（2）若是为了使沉淀在高温下发生分）若是为了使沉淀在高温下发生分解或失去结晶水，则将沉淀置于坩埚中解或失去结晶水，则将沉淀置于坩埚中灼烧（如图灼烧（如图2），灼烧温度

21、一般在），灼烧温度一般在800 以上。坩埚应放在三脚架上的泥三角以上。坩埚应放在三脚架上的泥三角上加热，取放坩埚必须使用坩埚钳，加上加热，取放坩埚必须使用坩埚钳，加热完坩埚应放在石棉网上冷却。热完坩埚应放在石棉网上冷却。（3）若是对易水解的含水晶体进行加热脱水以制取）若是对易水解的含水晶体进行加热脱水以制取无水晶体，应采取必要的放水解措施（如用无水晶体，应采取必要的放水解措施（如用FeCl36H2O制无水制无水FeCl3，应在，应在HCl氛围中加热）。氛围中加热）。（4）干燥、烘干、灼烧的程度均是至最后两次称量）干燥、烘干、灼烧的程度均是至最后两次称量的质量相差小于的质量相差小于0.1g（托盘

22、天平的精度为（托盘天平的精度为0.1g，当两，当两次称量的差值小于次称量的差值小于0.1g时无法读出）或恒重。时无法读出）或恒重。6、如何进行蒸发结晶？（1）边加热边搅拌，当接近蒸干时，）边加热边搅拌，当接近蒸干时，停止加热，用余热蒸干。停止加热，用余热蒸干。（2）若是使易水解的盐结晶析出，应）若是使易水解的盐结晶析出，应采取防水解的措施。如蒸发采取防水解的措施。如蒸发FeCl3溶液溶液的过程中应保持一定的酸度。的过程中应保持一定的酸度。（3）对于易分解的晶体，可采取减压）对于易分解的晶体，可采取减压或低温蒸发结晶（如或低温蒸发结晶（如NaHCO310H2O）7、从溶液中得到干燥的晶体或沉淀一

23、般需要经过哪些基本步骤？完整的步骤一般包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗完整的步骤一般包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤沉淀、干燥沉淀五个基本步骤，尤其是涉及沉淀质涤沉淀、干燥沉淀五个基本步骤，尤其是涉及沉淀质量的定量测量实验，则沉淀的洗涤与干燥必不可少。量的定量测量实验，则沉淀的洗涤与干燥必不可少。范式范式+套路套路:由点及面，把相关知识串成知识链由点及面，把相关知识串成知识链悟悟如何教？悟悟如何教？如：与沉淀和结晶有关的知识点如：与沉淀和结晶有关的知识点2、如何检验沉淀是否完全？3、如何洗涤沉淀？4、如何检验沉淀是否洗涤干净？5、何时干燥沉淀或烘干沉淀？何时灼烧沉淀？6、如何进行蒸发结晶？7

24、、从溶液中得到干燥的晶体或沉淀一般需要经过哪些基本步骤？1、如何选择结晶方法？如果我是学生，如果我是学生，我想说：我想说：1.1.不要没完没了地不要没完没了地“烤烤”，考一次要管一段，考，考一次要管一段，考试要有科学性、时效性、指导性。试要有科学性、时效性、指导性。2.2.不要没完没了地讲，不要没完没了地讲，要学会倾听。你讲的该会要学会倾听。你讲的该会的已经会了，不会的就这么讲还是不会。的已经会了，不会的就这么讲还是不会。3.3.一轮复习讲一轮复习讲“共性共性”，二轮复习要张扬，二轮复习要张扬“个个性性”。我缺什么你补什么，我才能健康。我缺什么你补什么，我才能健康。4.4.不要只研究死的题目，不要只研究死的题目，而更要研究活着的我而更要研究活着的我5.5.我已经很着急了，您要我已经很着急了，您要淡定淡定，心态平和了状态，心态平和了状态才好。才好。“高考在某种意义上说就是心理素质的竞高考在某种意义上说就是心理素质的竞争争”。每天告诉自己一次，我真的很不错用最少的悔恨面对过去用最少的浪费面对现在用最多的梦想面对未来 石灰乳原料丰富，成本低石灰乳原料丰富，成本低 MgCl2 过滤过滤 洗涤洗涤 制备干燥的制备干燥的HCl气体气体 方方 法法 技技 巧巧