化工工艺流程模拟实验 实验探究.ppt

* 实验探究 化工工艺流程模拟实验 无机化工实验题，除考查学生综合运用化学反应原理解 决相关工业的实际问题外，另一个重要热点是工业生产 过程的实验室的模拟实验。除注意金属、非金属部分的 解题方法，还应注意实验方法的独特特点。 作为物质制备方案的探究往往从以下几个方面进行考虑：一、实验方案是否科学合理，即从理论上能否制得； 二、原料是否价廉易得；三、实验方案是否简洁；四、 实验过程是否遵循无污染。现代化学中的绿色化学是我 们设计化学实验方案中很重要的思路。同时还要注意常 见的文字叙述套路，如洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水 至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2~3次， 从溶液中得到晶体：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。在写 某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”的回答是不给分的；看清楚是写化 学反应方程式还是离子方程式，注意配平等等。 【实验探究1】七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一 种重要的食品或饲料添加剂、颜料及电子工业的原材 料。其实验室中常采用如下流程来制备： 已知硫酸亚铁的溶解度（S）随温度变化的曲线如图所 示： 回答下列问题： （1）向铁屑中加入热Na2CO3溶液的目的是 。 （2）加入“过量稀硫酸”的实验操作明显不合理，原因 是 。 （3）某同学认为铁屑与硫酸反应不需要精确温度，因此 不必使用热水浴加热，可改用酒精灯直接加热来维持反应 温度，该做法的不妥之处是 。 （4）“趁热过滤”后的滤液有时略显黄色，其原因是 （用离子方程式表示） 。 （5）若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应 控制结晶和过滤的温度（t）范围为 。 （6）已知：FeSO4·7H2O（s） FeSO4(s)+ 7H2O(g) ΔH1=+468.75 kJ/mol FeSO4·7H2O（s） FeSO4·H2O（s）+6H2O(g) ΔH2=+416.35 kJ/mol 写出FeSO4·H2O加热脱水生成无水FeSO4的热化学方程 式： 。 解析 （1）结合实验目的、流程可知向废铁屑中加入热 碳酸钠溶液的目的是利用溶液的碱性，促进油污水解， 以除去铁屑表面的油污。 （2）硫酸过量，铁完全转化为Fe2+，在此环境中易被 氧化成Fe3+而无法制得纯净的硫酸亚铁。 （3）采用酒精灯直接加热，一是不易控制反应温度， 二是因反应中有氢气生成，明火加热可能引起爆炸。 （4）滤液显黄色，是因为过滤时Fe2+被空气中的O2氧 化成Fe3+的结果。 （5）由图知硫酸亚铁饱和溶液温度在56.6℃~64℃之间，溶液中析出的晶体是FeSO4·4H2O。 （6）利用盖斯定律，将反应①减去反应②即可得到FeSO4·H2O受热分解的热化学方程式。 答案 （1）除去废铁屑表面的油污 （2）应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则酸性条件下Fe2+易被氧化为Fe3+ (3)直接加热不易控制反应所需要的温度，温度过高时 Fe2+易被氧化，同时由于反应中有氢气生成，明火加热 不安全 （4）4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O （5）56.6℃t64℃ （6）FeSO4·H2O(s) FeSO4(s)+H2O(g) ΔH=+52.40 kJ/mol 【实验探究2】某种粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、 SO 等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐 制备精盐的方案如下（用于沉淀的试剂稍过量）： 请回答以下问题： （1）为相应操作选择所需仪器（用标号字母填写）： 操作Ⅰ ;操作Ⅳ 。 A.烧杯 B.托盘天平 C.电子天平 D.试管 E.玻璃棒 F.分液漏斗 G.漏斗 H.泥三角 I.酒精灯 J.蒸发皿 （2）操作Ⅲ中常用Na2CO3(aq)、NaOH(aq)、BaCl2(aq)作 为除杂试剂，则加入除杂试剂的顺序为： NaOH(aq)→ → 。 写出除去Fe3+的离子方程式： 。 （3）操作Ⅲ中，判断加入BaCl2已过量的方法是 。 （4）操作Ⅴ应选择的酸是 。若将操作Ⅴ 与操作Ⅳ的先后顺序对调，将会对实验结果产生的影响 是 。 （5）操作Ⅵ是 （选择合理操作的名称，用标号 字母按操作先后顺序填写）。 a.过滤、洗涤 b