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课件网) 工程师视角下化学工艺流程的系统设计 第2课时 分离提纯篇 单元主题：无机化工生产工艺 钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有铅、铜、铁、锰、锌、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 设计任务 学习目标 1、利用教材概括分离提纯常见方法，明确“依据物质性质差异选取方法”的核心。 5、以炼锌废渣提取钴为例，结合矿石杂质和目标元素的性质差异来设计并优化除杂方案。 2、结合粗盐提纯案例，梳理并掌握工艺流程中分离提纯环节的设计思路。 3、结合历年山东卷高考题，归纳真实情境中常见杂质元素的种类，引导学生了解常见杂质元素在真实情境中的转化规律。 4、借助元素周期表预测钴元素的性质，引导学生分析目标元素，为分离提纯方法的选择奠定基础。 01 详探分离提纯，掌握方法、流程 1、查阅高中化学教材，汇总常见分离提纯的方法 教材页码 实例或题目 加入试剂 分离/提纯方法 分离/提纯原理 结合分离提纯的原理思考：选择分离提纯方法的依据是什么？ 选择分离提纯方法时，要综合考虑杂质与目标元素之间的性质差异 溶解性差异 --过滤 --结晶(控温、控水) --萃取 密度差异--分液 熔沸点差异--蒸馏 吸附性差异 --离子交换树脂 -- -- 金属活动性差异 --除去FeSO4溶液中CuSO4 离子沉淀pH差异 --CuCl2溶液(FeCl3) 氧化性还原性差异 --FeCl2溶液(FeCl3) 热稳定性差异 络合反应活性差异 性质差异越大，分离提纯的效果越好 B 将Fe3+转化为Fe2+ C 2、结合典例粗盐提纯，梳理流程设计的基本思路 NaOH Na2CO3 BaCl2 HCl HCl Na2CO3 分析物质组成 对比性质差异 选择除杂试剂 除去引入新杂 确定操作流程 钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有铅、铜、铁、锰、锌、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 分离提纯环节具体任务：保留Co，除去铜、铁、锰、锌等杂质元素 分析物质组成 02 精研矿石杂质，尽知细节 1、分析山东卷高考真题，完成下列表格填空 山东高考真题 原始材料 目标元素 杂质元素 简要叙述每种元素的分离提纯策略 2024年 2023年 2022年 2021年 2020年 软锰矿 Mn Fe、Al、S、Ba 铁元素：酸解、氧化、调pH，转化为Fe(OH)3沉淀，经压滤除掉 铝元素：酸解，调pH，转化为Al(OH)3沉淀，经压滤除掉 硫元素：经软锰矿粉氧化转化为S沉淀，酸解后过滤除掉 钡元素：经软锰矿粉反应后转化为Ba(OH)2溶解在水中，过滤后 与目标元素分离 一般第四 周期 为主 一般 所学典型元素 ①利用氧化还原反应分离提纯 ②利用非氧化还原反应分离提纯 ③通过形成配合物分离提纯 ④直接通过结晶等物理手段来分离提纯 简要叙述每种元素的分离提纯策略 简要叙述每种元素的分离提纯策略 简要叙述每种元素的分离提纯策略 每种元素分离提纯的策略 ①利用氧化还原反应分离提纯 Fe元素—将Fe2+氧化成Fe3+，调节pH沉淀Fe3+为Fe(OH)3（2020年） —通氧气并加碳酸钠焙烧，转化为Fe2O3，过滤除去（2021年） S元素—经FeCl3或软锰矿氧化为S，经过滤除去;(2024年、2020年) ②利用非氧化还原反应分离提纯 Mg元素—浓缩结晶，促进Mg2+水解，以MgO形式过滤除去（2023年） 加入生石灰，以Mg(OH)2形式过滤除去（2023年） Ca元素—酸解时转化CaSO4沉淀，过滤除去（2022年） F元素—酸解，形成HF尾气除去（2022年） Si元素—酸解时SiO2与HF形成H2SiF6，加碳酸钠转化为Na2SiF6沉淀(2022年) ③通过形成配合物分离提纯 Pb元素—热浸时转化为[PbCl4]2-，稀释冷却转化为PbCl2过滤除去（2024年） Ag元素—热浸时转化为[AgCl2]-，过量pb置换转化为粗Ag,经电解精炼为精银（2024年） ④直接通过结晶等物理手段来分离提纯 Na+、 ... ...
