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1、目标分析法在化学工艺流程中的应用,盐城中学2017届高三化学二轮复习,盐城中学 周莉,化学工艺流程以真实的工业生产过程为背景，根据生产流程中有关的化学知识步步设问，将中学化学与化工生产很好地融合在一起，以工艺流程为载体，综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用的能力，充分体现了化学学科知识的实用性。,化学工艺流程,1,2,3,工艺流程题的结构,简单介绍该生产工艺的原料、产品（包括副产品）,用流程图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来,将生产过程中涉及到化学知识设计成问题,化学工艺流程,例1硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO45H2O）的
2、生产流程示意图：,原料的预处理,原料的净化除杂,产品的分离提纯,化学工艺流程,化学工艺流程,SO42-,Ca(OH)2,SO42-,Cu2+,Ca2+,CuSO4aq,原料的预处理,原料的净化除杂,分离提纯获得产品,请回答下列问题： （1）红棕色滤渣的主要成分是 。 （2）写出浸出过程中Cu被氧化的离子方程式 ：。,Fe(OH)3,3Cu8H+2NO3 = 3Cu2+2NO4H2O,化学工艺流程,原料的预处理,原料的净化除杂,产品的分离提纯,（3）操作的温度应该控制在 左右。 （4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作应为 、 、洗涤、干燥。,100,冷却结晶,过滤,化学工艺流程,实验药品：铜丝20
3、 g、氯化铵20 g、65%硝酸10 mL、36%盐酸15 mL、水。,例2氯化亚铜在工业上应用广泛。氯化亚铜（CuCl）为白色晶体，不溶于硫酸、稀硝酸和醇，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸并生成配合物。实验室可利用下列流程模拟某工业生产CuCl。,化学工艺流程,（1）反应为NH4CuCl2的分解反应，写出该反应的化学方程 式为 ，用95%乙醇代替蒸馏水 洗涤的主要目的 （任写一条）。,NH4CuCl2 = CuClNH4Cl,避免CuCl溶于水而造成损耗,例2氯化亚铜在工业上应用广泛。氯化亚铜（CuCl）为白色晶体，不溶于硫酸、稀硝酸和醇，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸并生成配合物。实验室可利用下
4、列流程模拟某工业生产CuCl。,化学工艺流程,（2）工业化生产时，95%乙醇可通过 的方法回收并循 环利用，而NH4Cl、 （填化学式）可直接循环利用。,HNO3,蒸馏,例2氯化亚铜在工业上应用广泛。氯化亚铜（CuCl）为白色晶体，不溶于硫酸、稀硝酸和醇，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸并生成配合物。实验室可利用下列流程模拟某工业生产CuCl。,化学工艺流程,（3）实验室用下图1装置制备CuCl。,实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，最宜选择下图2装置中的 （填字母序号）。,图1,图2,实验开始前，反应物混合后温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是 。,B,NH4Cl溶
5、于水吸收大量热，造成反应液温度降低,化学工艺流程,图1,图2,电炉加热升温至50 时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当时才能停止通入氧气；待冷却至室温后，再打开瓶塞，沿a口或c口倾出棕色反应液于1000mL大烧杯，加水500 mL，即有大量白色沉淀析出。,烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色,化学工艺流程,化学工艺生产主要解决的矛盾，归纳起来主要有六方面问题： 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 生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题,
6、化学工艺流程,(2015江苏，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等) 为原料可制备轻质CaCO3,A.搅拌浆料 B.加热浆料至100 C.增大氨水浓度 D.减小CO2通入速率,能提高其转化速率的措施有_(填序号),化学工艺流程,链接高考,CaSO42NH3H2OCO2=CaCO32NH4+SO42-+H2O,AC,（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42) 随时间变化见右图。清液pH11时CaSO4转化的离子方程式,(2015江苏，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等) 为原料可制备轻质CaCO3,化学工艺流程,链接高考,（
7、2）当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量 浓度最大的两种阴离子为 和 (填化学式)； 检验洗涤是否完全的方法是 。,SO42,HCO3,取少量最后一次的洗涤液于试管中， 向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液， 若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全,(2015江苏，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等) 为原料可制备轻质CaCO3,化学工艺流程,链接高考,（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体， 随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2)增大的原因_。,浸取液温度上升，溶液中c(H)增大， 促进固体中Ca2浸出。,学以致用,化学工艺流程,1.湿
8、法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co） 等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：,下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH,（1）浸出过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌， 原因是防止将Cu氧化浸出，其离子方程式是 。,2Cu+O2+4H+=2Cu2+2H2O,学以致用,化学工艺流程,1.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co） 等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：,下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH,（2）除钴过程中，锌粉会与As2O3形成微电池产生 AsH3。该微电池的正极反应式为 。,As2O3+12H+12e-=2AsH3+
9、3H2O,学以致用,化学工艺流程,1.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co） 等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：,下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH,3.3-7.2,13,（3）除铁时先加入适量KMnO4，再加入ZnO调节pH 除铁时，理论上参加反应的物质n(KMnO4):n(Fe2+)= 。 除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为 。,学以致用,化学工艺流程,1.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co） 等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：,下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH,（4）若上述流程中投入的KMnO4不足量
10、，则待电解溶液中 有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证： 。,取样加入H2O2后再滴入KSCN溶液， 若溶液变红，则待电解液中含Fe元素,学以致用,化学工艺流程,1.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co） 等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：,下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH,H2SO4,（5）净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是 。,2. 烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。,学以致用,(1)酸浸时反应的
11、化学方程式为 ； 滤渣的主要成分为_(填化学式)。,2Al2O3 +3H2SO4=2Al2SO4+3H2O,SiO2,化学工艺流程,2. 烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。,学以致用,化学工艺流程,(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6 2x。滤渣的主要成分为 (填化学式)；,若若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，原因是 (离子方程式),CaSO4,3CaCO3+ 2Al3+3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2,2. 烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。,学以致用,化学工艺流程,(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量， 其主要原因是 ； 与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH 将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。,溶液中的部分SO32-被氧化成SO42-,减小,
