2019届一轮复习人教版无机化学工艺流程学案

2019届一轮复习人教版无机化学工艺流程学案

学案三　无机化学工艺流程 ‎【学习目标】‎ ‎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．培养学生发散、联想、归纳、整合、提炼知识的能力。‎ ‎【学习重点】　化学工艺流程题的分析方法和技巧。‎ ‎【学习难点】　隐含信息的挖掘和计算能力的提升。‎ ‎【考情分析】‎ 命题点 五年考情 分析解读 以物质制备为主线的化学工艺流程 ‎2017·全国Ⅲ，T27‎ ‎2016·全国Ⅱ，T28‎ ‎2015·全国Ⅰ，T27‎ 化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，具有较强的实用性和综合性，是近几年高考化学试题的常考题型。‎ 以分离提纯为主线的化学工艺流程 ‎2017·全国Ⅰ，T27‎ ‎2016·全国Ⅲ，T28‎ ‎1．工艺流程题过程解读 ‎(1)读流程图 ‎①箭头：箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。‎ ‎②三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。‎ ‎(2)解题要点 ‎①审题要点：a.了解生产目的、原料及产品，b.了解题目提供的信息，c.分析各步的反应条件、原理及物质成分，d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。‎ ‎②答题切入点：a.原料及产品的分离提纯，b.生产目的及反应原理，c.生产要求及反应条件，d.有关产率、产量及组成的计算，e.绿色化学。‎ ‎2．工艺流程题常见答题方向 工艺操作(结果)‎ 目的评价(或操作名称)‎ 方法措施 研磨(粉碎)‎ 增大接触面积，加快反应(溶解)速率 煅烧(焙烧)‎ 矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质 水浸 利用水溶性把物质进行分离 酸浸(碱浸)‎ 利用物质与酸(碱)反应除掉杂质或把目标物质转化为可溶性离子 控制条件 调节溶液pH 某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解 控制温度 加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析出、挥发等 增大某反应物用量 增大另一反应物的转化率(产率)‎ 某种试剂的选择 是否带入杂质、是否影响产品的纯度 分离提纯 不相溶液体 分液 相溶性液体 蒸馏 难溶性固体 过滤 易溶性固体 蒸发结晶、浓缩冷却结晶 趁热过滤 防止温度降低，某物质析出 冰水洗涤 减少晶体的溶解损失 乙醇、有机溶剂洗涤 减少晶体的水溶性损失 考点指导1　以物质制备为目的工艺流程 ‎【典例1】‎ 题头 挖掘题头信息 ‎(2017·课标全国Ⅰ，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：‎ 题干 分析题干流程 题尾 知道题尾考查哪些问题 回答下列问题：‎ ‎(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的时，所采用的实验条件为____________‎ ‎______________________________________________。‎ ‎(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，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40 min所得实验结果如下表所示：‎ ‎(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过为________________。‎ ‎(5)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02 mol·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＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？‎ ‎________________________________________________________________________(列式计算)。‎ ‎(6)写出“高温煅烧②”中由的化学方程式__________________________________。‎ ‎【审题指导】‎ ‎①分析图像，浸出率达到70%只有‎90 ℃‎、‎100 ℃‎两条曲线。‎ ‎②反应物FeTiO3＋H＋＋Cl－，生成物TiOCl＋Fe2＋，结合原子守恒和电荷守恒写出离子方程式。‎ ‎③可以从温度、浓度、压强等方面考虑转化率的因素，结合考虑双氧水在高温下易分解、氨水中氨气会逸出。‎ ‎④找出元素的常规价态，Li为＋1价，O为－2价，Ti为＋4价，O中O为－1价，化学式变形为Li2Ti5(O2)xO15－2x，从化合价的代数和为零作答2＋4×5－2x－2(15－2x)＝0，计算得出结果x＝4。‎ ‎⑤由Ksp公式入手计算，Qc与Ksp的关系得出结论。‎ ‎⑥流程题已经给出化学反应的反应物是FePO4和Li2CO3、草酸，生成物LiFePO4，分析化合价变化的元素，结合原子守恒和得失电子守恒写出方程式。‎ ‎【答题规范】‎ ‎(1)‎100 ℃‎、2 h或‎90 ℃‎、5 h ‎(2)FeTiO3＋ 4H＋＋ 4Cl－===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O ‎(3)低于‎40 ℃‎，TiO2·xH2O转化率随温度升高而增加；超过‎40 ℃‎，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化率下降 ‎(4)4‎ ‎(5)Fe3＋恰好沉淀完全时， c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。c3(Mg2＋)·c2(PO)值为0.013×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40

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