【60分钟搞定系列】工业流程类实验

网络课程内部讲义60分钟搞定工业流程类实验教师：高东辉温馨提示：本讲义为A4大小，如需打印请注意用纸尺寸环境，从我做起提倡使用电子讲义爱护环境，从我做起，提倡使用电子讲义环境，从我做起提倡使用电子讲义“在线名师”→资料室免费资料任你下载第1页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司60分钟搞定工业流程类实验一、基本理论1、物资分离的方法：过滤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、洗气。2、重要的工业原则：经济型、可行性。3、离子检验方法。二、典型例题1、海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式；用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。写出用电解法制取金属镁的化学方程式。（2）Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。________________________________________________________________________。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解时：_________________________________________________________；过滤时：_________________________________________________________；蒸发时：_________________________________________________________。1、（1）MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑或Mg(OH)ClMgO+HCl↑；MgCl2Mg+Cl2↑（2）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤。（3）搅拌，加速溶解；使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。通电“在线名师”→答疑室随时随地提问互动第2页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司2、海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。试回答下列问题：（1）蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法。你认为蒸馏法海水淡化最理想的能源是▲。（2）从海水中可得到多种化工原料和产品。下列是海水资源利用的流程图。①流程图中操作a的名称为▲。②工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯缄，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。气体A、B是CO2或NH3，则气体B应是▲。（填化学式）③镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。a.若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：▲。b.操作b是在▲气氛中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写出有关反应的化学方程式▲。c.在母液苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物质。用沉淀法测定苦卤中Mg元素的含量（g/L），实验过程中应测定的数据有▲。⑴太阳能等（1分）。⑵①蒸发结晶（或蒸发1分）②CO2（1分）③a.用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠。（2分）（答焰色反应也给分）b.HCl（或氯化氢）（1分）MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O（2分）c.苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量（2分）“在线名师”→资料室免费资料任你下载第3页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司3、海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：（1）请列举海水淡化的一种方法：。（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、、、或H2。（3）步骤I中已获得Br2，步骤II中又将Br2还原为Br-，其目的为。（4）步骤II用SO2水溶液吸收Br2，吸收速率可达95%，有关该反应的离子方程式．．．．．为。由此反应可知，除保护环境外，在工业生产中还应解决的问题是。（5）某化学研究性学习小组为了了解从工业溴水中提纯溴的方法，查阅有关资料知Br2的沸点为59°C。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观了有关生产过程后，设计了如下装置简图在实验室模拟工业提纯过程：请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称是。②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是。③若实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中需精确控制温度计（填―a‖或―b‖）的温度为°C时所收集的馏分即为纯溴。④C中所得深的颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。（1）蒸馏法渗析法离子交换法（2）Cl2、NaOHNaClO（3）富集Br2、提高Br2的浓度（4）SO2+H2O+Br2=4H++Br-+SO42—强酸对设备的腐蚀（5）①冷凝管②Br2会与橡胶反应，腐蚀橡胶③b59④深红棕色分液或蒸馏“在线名师”→答疑室随时随地提问互动第4页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司4、坐落在山东沿海地区的潍坊纯碱厂是我国重点大型企业，其生产工艺沿用我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：①上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。②沉淀池中发生的化学反应方程式是。③写出上述流程中X物质的分子式。④使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。⑤向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。A．增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出B．使NaHCO3更多地析出C．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度①联合制碱法或侯德榜制碱法，化肥或电解液或焊药等②NH3＋CO2＋H2O＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓③CO2④I⑤A、C5、以黄铜矿（主要成份为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：已知：①4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀pH4.71.56.5完全沉淀pH6.73.79.7⑴试剂a是，试剂b是。⑵操作X应为蒸发浓缩、、、、。⑶反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7～4的目的是；⑷反应Ⅴ的离子方程式为。答案：⑴Fe（或铁）稀硫酸（或稀H2SO4）⑵冷却结晶过滤洗涤干燥⑶使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀⑷Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋黄铜矿粉反应Ⅰ过量稀H2SO4不断通入O2反应ⅡCuOSiO2反应ⅢFe(OH)3反应Ⅳ试剂b反应Ⅴ滤液试剂a过滤绿矾操作X细菌过滤过滤过滤调pH为3.7～4试剂b过滤Cu试剂a细菌“在线名师”→资料室免费资料任你下载第5页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司6、高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：已知：①2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）②6KOH+3Cl25KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）③2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O回答下列问题：⑴该生产工艺应在（填―温度较高‖或―温度较低‖）情况下进行；⑵写出工业上制取Cl2的化学方程式；⑶K2FeO4具有强氧化性的原因；⑷配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6gKOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），它的物质的量浓度为；⑸在―反应液I‖中加KOH固体的目的是A．与―反应液I‖中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClOB．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率C．为下一步反应提供反应物D．使副产物KClO3转化为KClO⑹从―反应液II‖中分离出K2FeO4后，会有副产品（写化学式），它们都是重要的化工产品，具体说出其中一种物质的用途。答案：⑴温度较低⑵2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑⑶Fe元素的化合价显+6价，易得电子⑷10mol/L⑸AC⑹KNO3KCl，KNO3可用于化肥，炸药等(KCl在食品工业中用作代盐剂、营养增补剂；在医疗上用于低钾血症的防治)“在线名师”→答疑室随时随地提问互动第6页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司7、胆矾是一种常见的化合物，工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。现有废铜（主要杂质为Fe）来制备胆矾。有人设计了如下流程：pH值控制可参考下列数据物质开始沉淀时的pH值完全沉淀时的pH值氢氧化铁2.73.7氢氧化亚铁7.69.6氢氧化铜5.26.4请根据上述流程回答下列问题：（1）A物质可选用_____（填字母）。a．稀H2SO4b．浓H2SO4/c．浓FeCl3溶液d．浓HNO3（2）I中加H2O2的目的_____________________________________________。（3）II中加Cu2（OH）2CO3的目的是___________________________________________；其优点是____________________________________________________________。（4）III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为________________________。（5）V中加H2SO4调节pH=1是为了____________________________________________。（6）V到VI的操作是（7）某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想，需作改进，其理由是__________。如何改进___________________。答案：.（1）b；（2）将亚铁离子氧化为铁离子；（3）中和过量的硫酸，调节溶液的pH，使Fe3+水解完全而沉淀；不引入新的杂质；（4）Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+；（条件：加热）（5）抑制Cu2+的水解（6）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（7）产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率低；加热，并在稀硫酸中通入氧气。（其它合理答案，酌情给分）“在线名师”→资料室免费资料任你下载第7页在线学习网址：客服热线：4000-150-750（9：00—20：00everyday）版权所有北京天地精华教育科技有限公司8、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2