探究工艺流程中的化学实验

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1、探究工艺流程中的化学实验执教叶书林学习目标了解工艺流程题的基本结构，掌握解题策略。了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验方案。能综合运用化学实验原理和方法，能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。工艺流程题是最近几年出现的并逐步取代无机框图推断题的一种新题型。它以目标产物的工业化生产或实验室制备过程为背景，通过流程线将物质制备、分离和提纯串联起来，综合考查化学实验、元素及其化合物和反应原理等知识，具有直观、形象、一目了然的特点。此类试题一般难度较大，是Ⅱ卷化学实验的重头戏。题型揭秘课前热身【2010·广东】碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石

2、（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：β-锂辉石浸取锂硫酸浸出液浸出渣除杂滤液滤渣蒸发浓缩沉淀碳酸锂母液饱和碳酸钠溶液ⅠⅢⅡ已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_______________________________________________。（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中

3、含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钠”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有___________。（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为______________。（5）从母液中可回收的主要物质是_____________。增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率石灰石Fe2+、Mg2

4、+、Ca2+2Li++CO32-=Li2CO3↓Na2SO4工艺流程题题头题干题尾试题结构信息流程问题目标产物的重要价值基础原料组成：有效成份无效成份相关物质的性质基础原料预处理中间体化学反应原理目标产物物质循环分离、提纯反应条件控制请你分析聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构

5、，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：煅烧高岭土溶解15%盐酸搅拌、过滤少量铝粉调节溶液pH4.2~4.5适量CaCO3蒸发浓缩90℃~100℃[Al2(OH)nCl6－n]请你命题考察内容1、原料预处理：粉碎/研磨、酸/碱浸、灼/煅烧2、反应条件的控制：温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、试剂选择3、反应原理：离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解平衡4、物质的分离与提纯：过滤、蒸发、分液、蒸馏等5、绿色化学：物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）6、化工安全

6、：防爆、防污染、防中毒等。实战演练CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2•6H2O的一种新工艺流程如下图：已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑②CoCl2•6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.57.63.4完全沉淀4.19.79.25.2请回答下列问题：⑴在上述新工艺中，用

7、“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为__________。⑵加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是_________。⑶操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是________和过滤。⑷制得的CoCl2•6H2O需减压烘干的原因是___________。减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐5.2～7.6蒸发浓缩、冷却结晶降低烘干温度，防止产品分解⑸为测定产品中CoCl2•6H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2•6H2O的质量

8、分数大于100％，其原因