年高分突破化学第五部分专题四公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

专项四 物质分离与提纯工艺流程第1页第1页第2页第2页命题趋势 物质分离和提纯是化学知识在一个较高层次巩固和应用，题目重在考察混合物分离办法及学生对知识综合理解分析能力。从近五年广东省考试内容来看，物质分离和提纯主要涉及过滤、蒸发、结晶等物理办法分离及化学办法提纯知识。主要在推断、试验探究、工艺流程图题中与其它知识综合在一起出现，分值占比较大。过滤是每年必考内容，主要考察过滤操作所需仪器和玻璃棒作用，普通结合工艺流程图题考察。相关固体和气体混合物分离提纯，要结合物质物理化学性质分析理解，从中找到处理问题办法。流程图题是综合题，能较好地考察学生知识利用能力和综合分析能力，是中考每年必考重点题型，近几年试卷第21题考察大都是流程图题。此题型特点是给出某个生产实际问题处理流程，把书本知识糅合在整个流程当中对学生进行考察。此题型解题办法是理解整个流程原理，紧扣书本知识完毕解答。第3页第3页第4页第4页第5页第5页第6页第6页第7页第7页第8页第8页第9页第9页第10页第10页3.归纳小结常见混合物类型及分离与提纯办法见下表。第11页第11页考点考点1.物质分离与提纯物质分离与提纯十年十年母题集训：母题集训：1.（广东，13，2分）下列除去杂质（括号内）办法正确是（）ACO（CO2）：通过灼热氧化铜BNaOH溶液（Na2CO3）：加适量稀盐酸CNaCl溶液（盐酸）：加热蒸发D铁粉（氧化铜粉末）：加入足量稀盐酸第12页第12页解析：A.CO能与灼热氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故A所采用办法错误；B.NaOH溶液和Na2CO3均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故B所采用办法错误；C.盐酸含有挥发性，加热蒸发能够除去盐酸，能除去杂质且没有引入新杂质，符合除杂原则，故C所采用办法正确；D.氧化铜粉末和铁粉均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故D所采用办法错误。答案：C第13页第13页2.（广东，16，4分）选择一个试剂（适量）除去下列括号中杂质（填化学式）：（1）铜粉（锌粉）（2）二氧化碳（一氧化碳）（3）盐酸（硫酸）（4）硝酸亚铁（硝酸银）第14页第14页解析：本题属于除杂质题，普通除杂质题必须同时满足两个条件：加入试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；反应时不能加入新杂质铜粉与稀盐酸或稀硫酸不反应，锌粉与稀盐酸或稀硫酸反应；二氧化碳（一氧化碳）中杂质一氧化碳能够用加热氧化铜除去；盐酸（硫酸）中杂质硫酸能够用氯化钡除去；硝酸亚铁（硝酸银）中杂质硝酸银能够用铁粉除去。第15页第15页（1）铜粉与稀盐酸或稀硫酸不反应，锌粉与稀盐酸或稀硫酸反应，过滤即可。（2）二氧化碳（一氧化碳）中杂质一氧化碳能够用加热氧化铜除去，二氧化碳与氧化铜不反应。（3）盐酸（硫酸）中杂质硫酸能够用氯化钡除去，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸，过滤即可。（4）硝酸亚铁（硝酸银）中杂质硝酸银能够用铁粉除去，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，过滤即可。答案：（1）HCl或H2SO4 （2）CuO （3）BaCl2 （4）Fe第16页第16页3.（广东，21，9分）粗盐中含泥沙、氯化钙、氯化镁等杂质，某同窗自制简易净水器（如图1）中放置物质顺序错误，使净水效果不抱负第17页第17页（1）请按由上到下顺序重新排列 （填字母）调整后净化盐水仍含可溶性杂质，他设计了下面除杂流程：（2）如图2中环节都需要进行 操作，环节需要进行 操作。（3）已知试剂X是碱溶液，则沉淀I为 （写化学式），下列碱溶液不符合要求是 （填序号）。A氢氧化钠溶液 B氢氧化钡溶液 C氢氧化钾溶液 D氢氧化钙溶液（4）环节除去氯化钙反应方程式是 ；环节中发生中和反应化学方程式是 。第18页第18页解析：解析：（1）按由上到下顺序重新排列应当是：用小卵石除去较大颗粒，再用石英砂除去较小颗粒，再用活性炭除去色素和异味，最后是蓬松棉，起支撑作用。（2）如图2中环节都需要进行过滤操作，环节需要进行蒸发操作。第19页第19页（3）假如试剂X是碱溶液，碱溶液能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁化学式是Mg（OH）2。氢氧化钠溶液和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钠，氢氧化钡和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钡，氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钙，其中氯化钙、氯化钡在加入碳酸钠后，能够转化成碳酸钙、碳酸钡沉淀；而氢氧化钾和氯化镁反应生成氯化钾在加入碳酸钠后无法除去，因此氢氧化钾不符合要求。第20页第20页（4）环节除去氯化钙反应方程式是：CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl，环节中发生中和反应化学方程式是：NaOH+HClNaCl+H2O。答案：（1）BADC （2）过滤；蒸发 （3）Mg（OH）2 C（4）CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl；NaOH+HClNaCl+H2O第21页第21页母题母题变式训练：变式训练：4.下列除去杂质办法正确是（）A B C D选项物质（括号内为杂质）除杂试剂氧化钙（碳酸钙）水铜粉（铁粉）稀盐酸二氧化碳（一氧化碳）澄清石灰水氯化钠溶液（氢氧化钠）稀硫酸第22页第22页解析：A.用水除去氧化钙中碳酸钙不可行，由于氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，原物质质量会减少。B.用稀盐酸除去铜粉中铁粉，正确，由于铁粉能与稀盐酸反应，铜不反应，然后过滤即可分离。C.用澄清石灰水除去二氧化碳中一氧化碳不正确，由于石灰水不一氧化碳不反应，而能和二氧化碳反应，这样会把原物质除去。D.用稀硫酸能除去氯化钠中氢氧化钠，但会带入新杂质硫酸钠，故不可行。答案：B第23页第23页5.选择一个试剂（适量）除去下列括号中杂质（填化学式）（1）一氧化碳（二氧化碳）；（2）氮气（氧气）；（3）氯化钠（碳酸钠）；（4）硝酸亚铁（硝酸铜）。第24页第24页解析：（1）CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，能除去杂质且没有引入新杂质，符合除杂原则。（2）氧气通过灼热铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，能除去杂质且没有引入新杂质，符合除杂原则。（3）要除去氯化钠溶液中碳酸钠，实质就是除去碳酸根离子，可利用碳酸钠溶液与稀盐酸（或氯化钙溶液等）反应生成氯化钠、水和二氧化碳（碳酸钙沉淀和氯化钠），能除去杂质且没有引入新杂质，符合除杂原则。第25页第25页（4）要除去硝酸亚铁溶液中硝酸铜，实质就是除去铜离子，可利用硝酸铜溶液与铁粉反应生成硝酸亚铁溶液好热铜，然后过滤即可，能除去杂质且没有引入新杂质，符合除杂原则。答案：（1）NaOH溶液；（2）Cu；（3）HCl（或CaCl2等）；（4）Fe第26页第26页6.粗盐中含有MgCl2、CaCl2等杂质，工业提纯粗盐工艺流程以下图所表示：第27页第27页（1）Ca(OH)2溶液pH （填“”、“”或“”）7。环节。反应化学方程式为 。（2）环节操作a名称是 。环节加入适量盐酸目的是除去滤液中Na2CO3和 。（3）若环节和环节顺序颠倒，则最后所得精盐水中还含有 。（4）环节中操作b名称是 ，此操作中需要用到玻璃棒，玻璃棒作用是 。第28页第28页解析：解析：（1）Ca（OH）2溶液呈碱性，pH不小于7；Ca（OH）2溶液只能与粗盐水中MgCl2反应，化学反应方程式是：Ca（OH）2+MgCl2CaCl2+Mg（OH）2。（2）通过后，生成沉淀，要进行过滤试验除去沉淀，因此环节操作a名称是过滤；环节中过量氢氧化钙和生成氯化钙与环节中过量碳酸钠反应碳酸钙沉淀、氯化钠、氢氧化钠。化学方程式是：CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl；Ca（OH）2+Na2CO3CaCO3+CaOH，因此环节加入适量盐酸能够除去滤液中环节加入多出Na2CO3和生成NaOH。第29页第29页（3）依据Ca（OH）2可除去MgCl2，Na2CO3可除去CaCl2假如环节和环节顺序颠倒，环节先反应溶液中就有过量碳酸钠，然后完毕环节，这时过量氢氧化钙把上步中多出碳酸钠除去，同时生成氢氧化钠，另外氢氧化钙与氯化镁反应还生成氯化钙，最后环节中加入适量盐酸，反应掉生成氢氧化钠，但不与生成氯化钙反应，因此最后所得精盐水中还含有CaCl2。第30页第30页（4）环节中操作b名称是蒸发，玻璃棒作用是预防液滴飞溅。答案：（1）MgCl2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCl2（2）过滤 NaOH （3）CaCl2 （4）蒸发 预防液滴飞溅第31页第31页考点分析：考点分析：物质分离与提纯常考题型有除杂、混合溶液分离、粗盐提纯。（1）除杂原则是除去杂质，不引入新杂质，保留主要成份。若提纯物质被改变，要恢复。除杂办法有物理办法和化学办法，要依据物质详细性质，灵活选择。（2）混合溶液分离，分离物质原则是：分离后每种物质应保持自己本来状态。在初中阶段分离物质所采用办法有过滤法和结晶法。第32页第32页（3）粗盐提纯类题解题关键是围绕主要成份和杂质，明确除杂先后顺序，然后选择适当物质进行除杂。粗盐提纯中涉及两种操作：过滤和蒸发。过滤目的是除去粗盐中不溶性杂质，蒸发目的是从滤液中得到精盐。第33页第33页考点考点2.工艺流程图题工艺流程图题十年十年母题集训：母题集训：1.（广东，21，8分）Na2SO4是制造纸浆、染料稀释剂、医药物等主要原料某Na2SO4样品中含有少许CaCl2和MgCl2，试验室提纯Na2SO4流程如图1第34页第34页（1）加入NaOH溶液可除去阳离子是 （填离子符号），其反应化学方程式为：。若添加NaOH和Na2CO3添加过量，可加入适量 （填名称）除去。（2）操作a名称是 ，该操作中用到有烧杯，玻璃棒、。（3）溶液M中溶质是Na2SO4和杂质NaCl，观测图2溶解度曲线，则操作b是：先将溶液M蒸发浓缩，在降温结晶、过滤，降温结晶最佳温度范围是 下列，由于Na2SO4溶解度 。第35页第35页解析：（1）加入氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，因此除去是镁离子，反应化学方程式分别为：2NaOH+MgCl2Mg（OH）2+2NaCl；稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，没有带入新杂质；碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳气体，没有带入任何其它杂质；符合除杂原则，故NaOH和Na2CO3假如添加过量了，可在过滤后向滤液中滴加稀硫酸除去。（2）操作a得到是固体和液体，因此是过滤，过滤需要烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台。第36页第36页（3）由于硫酸钠溶解度在30下列比氯化钠小，降温过程中会析出大量硫酸钠。答案：（1）Mg2+；2NaOH+MgCl2Mg（OH）2+2NaCl；稀硫酸；（2）过滤 漏斗（或铁架台）；（3）30；在30下列比氯化钠小（或30下列硫酸钠溶解度受温度影响比氯化钠大）第37页第37页2.（广东，21，8分）下面是工厂苛化法生产烧碱示意图请回答下列问题：第38页第38页（1）X化学式为 。（2）生石灰能够由 （填名称）高温煅烧而得，其反应化学方程式为：（3）操作名称是 ；结晶得到固体烧碱中也许含有少许 （写化学式）；烧碱有强烈腐蚀性，假如不慎将碱液沾到皮肤上，可用较多水冲洗，再涂上稀 溶液。（4）滤液C可加入反应池循环再利用，目的是减少生产成本和预防 。第39页第39页解析：（1）由分析可知x是水，化学式为H2O；（2）生石灰能够由碳酸钙高温分解制，其方程式为：CaCO3 CaO+CO2；（3）由分析知操作是将溶液中溶质氢氧化钠和水进行分离，所采用操作是蒸发结晶，由于反应池中氢氧化钙过量，因此通过这样操作后所得固体中也许含有少许氢氧化钙；假如不慎将碱液沾到皮肤上，可用较多水冲洗，再涂上稀硼酸溶液对碱液进行中和，从而减轻碱液对皮肤腐蚀；第40页第40页（4）由于滤渣来自于氢氧化钠和氢氧化钙溶液，因此经洗涤过滤后所得滤液中一定会含有氢氧化钠和氢氧化钙，直接排放会造成浪费和污染环境；循环再利用，可有效减少生产成本和预防环境污染。答案：（1）H2O；（2）碳酸钙；CaCO3 CaO+CO2；（3）蒸发；Ca（OH）2；硼酸；（4）环境污染第41页第41页3.（广东，21，8分）硫酸铜晶体惯用作农业和渔业杀虫剂、杀菌剂。下列是由废铜料（含铁）生产硫酸铜晶体流程。第42页第42页（1）B化学式为 ，操作a名称是 。（2）反应基本类型为化合反应；反应、化学方程式分别为 ；。（3）已知：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O从环境保护和经济角度分析，对比路径I、，路径I长处有：不产生有害气体和 。第43页第43页解析：解析：（1）依据流程图可推断，黑色固体B应是铜在加热条件下与氧气反应产物；单质A为不与试剂X稀硫酸反应铜，因此，操作a是把不溶性固体和溶液分离开操作。（2）反应为金属单质铜与氧气在加热条件下所发生反应，生成黑色固体氧化铜，两种物质生成一个物质反应；反应为使用稀硫酸把铁反应而除去置换反应；反应则应是黑色固体氧化铜与稀硫酸得到硫酸而发生复分解反应。第44页第44页（3）路径II中产生二氧化硫气体不但会产生污染，并且会使部分硫酸因转化成二氧化硫而造成转化率不高。答案：答案：（1）CuO；过滤；（2）化合反应；Fe+H2SO4=FeSO4+H2；CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；（3）硫酸利用率高第45页第45页4.（广东，21，7分）近年来有些人提出了利用海水（含氯化钠）处理含二氧化硫废气，该办法流程下列：第46页第46页（1）上图中从海水最后得到“NaCl（产品）”过程属于 （填“物理改变”或“化学改变”）。（2）图中反应、属于化合反应是 （填序号）。（3）中反应物是氯化钠和 ，该反应化学方程式为 。（4）反应化学方程式为 。第47页第47页解析：解析：依据反应物和生成物及其质量守恒定律能够书写化学方程式，依据反应物和生成物元素构成能够判断反应类型。（1）从海水最后得到“NaCl（产品）”是反应生成氯化钠，该改变属于化学改变。（2）氯气和氢气反应生成氯化氢反应属于化合反应。（3）中反应物是氯化钠和水。（4）反应化学方程式为：NaHSO3+HClNaCl+H2O+SO2。第48页第48页答案：答案：（1）化学改变 （2）（3）水 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2（4）NaHSO3+HClNaCl+H2O+SO2第49页第49页母题母题变式训练：变式训练：5.竖炉冶铁工艺流程如图所表示：第50页第50页回答下列问题：（1）该工艺流程中，甲烷作用是 ，冶炼出铁水属于 （填“纯净物”或“混合物”）。（2）用化学方程式表示还原反应室内炼铁原理 。（写一个）（3）该工艺流程中，可循环利用物质是 。第51页第51页（4）矿物储量是有限并且不可再生，因此我们必须对金属资源加以保护向含有Zn（N03）2、Cu（N03）2、AgN03废水中加入一定量铁粉，充足反应后过滤，向滤渣里加入稀盐酸，有气泡产生则滤出固体里一定含有 ；滤液里一定含有 。保护金属资源除了能够对废旧金属回收再利用，还能够 。第52页第52页解析：解析：（1）该工艺流程中，甲烷作用是：燃烧室中甲烷燃烧时放出大量热，为氧化铁和一氧化碳反应提供高温；催化反应室中甲烷作为合成气原料。冶炼出铁水在含有碳等物质，属于混合物。（2）在高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应能生成铁和二氧化碳，反应化学方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。第53页第53页（3）该工艺流程中，可循环利用物质是二氧化碳和水。（4）硝酸锌不能和铁反应，硝酸铜、硝酸银和铁反应分别生成硝酸亚铁和铜、硝酸亚铁和银，充足反应后过滤，向滤渣里加入稀盐酸，有气泡产生，阐明滤渣在含有铁，因此滤渣中含有铁、铜和银，滤液里一定含有硝酸锌和硝酸亚铁。保护金属资源除了能够对废旧金属回收再利用，还能够对金属进行防锈处理。第54页第54页答案：（1）燃烧室中甲烷燃烧时放出大量热，为氧化铁和一氧化碳反应提供高温；催化反应室中甲烷作为合成气原料 混合物（2）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2（3）二氧化碳和水（4）铁、铜和银 硝酸锌和硝酸亚铁 对金属进行防锈处理第55页第55页6.科学家提出工业生产回收利用空气中CO2构想：把空气吹入饱和碳酸钠溶液中，溶液可吸收CO2生成碳酸氢钠，加热碳酸氢钠固体又分解放出CO2，在合成塔内CO2与氢气反应生成甲醇（CH3OH）和水。简明生产流程以下图所表示：第56页第56页资料卡片碳酸氢钠分解温度是270，碳酸钠在856熔化，但尚未达到分解温度。请回答下列问题：（1）吸取池中发生了化合反应，化学方程式为 。（2）回收利用空气中CO2，减少大气中CO2浓度，有助于减缓 。（3）合成塔中发生反应化学方程式为 。（4）该流程中能循环利用物质是 （填化学式）。第57页第57页解析：解析：（1）吸取池中发生化合反应反应物是碳酸钠、水、二氧化碳，生成物是碳酸氢钠，用观测法配平，因此方程式是：Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3；（2）二氧化碳含量高易造成温室效应，因此回收利用空气中CO2，减少大气中CO2浓度，有助于减缓温室效应；（3）合成塔中发生反应是：二氧化碳和氢气在催化剂和升温加压下，生成甲醇和水，用观测法配平即可，因此方程式是：CO2+3H2 CH3OH+H2O；第58页第58页（4）分解池中，碳酸氢钠在加热条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳和氢气在催化剂和加温加压下，生成甲醇和水，由于CO2是气体，无缝不钻，无孔不入，因此也会跟着回来点，因此也能循环利用，因此流程中能循环利用物质是：碳酸钠、水和二氧化碳。答案：答案：（1）Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3；（2）温室效应；（3）CO2+3H2 CH3OH+H2O；（4）Na2CO3、H2O、CO2第59页第59页7.小敏设计了一个从空气中分离二氧化碳操作方案，其基本流程如图所表示（部分条件未标出）。第60页第60页（1）操作a名称是 ，此操作需要用到玻璃仪器有 。（2）写出流程中生成碳酸钙和氢氧化钠化学方程式 。（3）整个流程中，除水外，尚有二种能够循环利用物质是 （写化学式）。第61页第61页解析：解析：（1）过滤适合用于分离不溶于液体固体和液体混合物操作，因此操作a名称是过滤，此操作需要用到玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；（2）依据生成物是碳酸钙和氢氧化钠，将其互相互换成份就是反应物碳酸钠和氢氧化钙，因此反应物是碳酸钠和氢氧化钙，生成物是碳酸钙和氢氧化钠，用观测法配平即可，因此方程式为：Ca（OH）2+Na2C03=CaC03+2NaOH；第62页第62页（3）碳酸钠和氢氧化钙反应生成了碳酸钙和氢氧化钠，而在前面空气和氢氧化钠反应生成碳酸钠，因此氢氧化钠能够循环使用；碳酸钙高温生成了氧化钙和二氧化碳，在前面氧化钙与碳酸钠溶液反应，因此氧化钙也能够循环使用。答案：（1）过滤；烧杯、玻璃棒、漏斗；（2）Ca（OH）2+Na2C03=CaC03+2NaOH；（3）NaOH、CaO第63页第63页8.兴趣小组同窗从试验室中搜集一桶含有FeSO4、CuSO4废液他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了下列方案：第64页第64页（1）操作a、b名称是 ，其目的是除去溶液中 。环节中发生反应化学方程式为 。（2）甲同窗提出X可用金属铁，乙同窗认为X可用金属锌，你认为谁意见是正确，理由是 ；加入过量金属X目的是 。（3）滤液1与滤液2构成是否完全相同，。混合在一起蒸发对取得晶体纯度是否有影响，理由是 。第65页第65页解析：解析：（1）对于分离不溶性杂质办法是过滤，故采用办法是过滤，依据质量周恒定律可知环节中发生反应化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2；（2）依据活泼金属能够将不活泼金属溶液中置换出来，铁和锌都能除去硫酸亚铁中硫酸铜杂质，但除杂时要注意“除去杂质，不引入新杂质”原则；（3）滤液1中溶质只含有硫酸亚铁，而滤液2中还含有硫酸硫酸不含有挥发性，蒸发结晶是不会析出，影响试验结果。第66页第66页答案：（1）过滤、难溶物质、Fe+H2SO4=FeSO4+H2；（2）加锌会引入新杂质，得不到硫酸亚铁晶体；使硫酸铜中铜全部置换出来；（3）不同、硫酸不会结晶出来第67页第67页考点分析：考点分析：工艺流程题解题办法指导：1.工艺流程普通为：原料 生产（除杂）产品。出题考点上涉及到试验环节、试验注意事项、操作名称、反应方程式、以及流程生产中涉及到加入药物目的、环境保护问题或可循环利用物质等。2.处理这类题基本办法是从原料涉及到物质入手，围绕产品，设计一系列除杂试验，考生只需弄明流程中每一步所选试剂目的即可。第68页第68页3.试验方案评价答题方向可从下列几种方面考虑：原料起源及价格、原料利用率、反应条件、试验操作是否简便、是否产生有害物质等。可循环利用物质普通可选流程中出现两次物质。第69页第69页