高考化学“流程图”试题的解答.ppt

高考化学流程题的特点与解答方法 内容概要 一、流程题的结构、考点与解答方法 1、流程题的结构 2、流程题的考点 3、流程题的解答方法 流程题的一般流程与环节 溶解转化 分离与净化 1、溶解前的处理 及目的； 2、试剂的选择 （水、酸、碱等） 3、分步溶解 4、关注溶解环节包 含的化学变化（如 用酸溶解） 4、有些固体混合物 直接反应转化 1、反应原理 （复分解反应、氧化 还原反应） 2、关注特殊反应： 沉淀转化；水解促进 方法等 3、选择试剂 关注产物纯度对试剂 的要求； 4、控制条件 关注PH、温度、定量 5、多次转化 1、基本操作 （蒸发、结晶、 过滤、洗涤、 烘干） 2、基本仪器 1、流程题的结构 混合物的分离、提纯和制备流程。 （1）化学用语：如化学方程式、离子方程式、化学 式、离子符号 （2）原理：平衡（水解平衡、电离平衡、沉淀溶解平 衡、化学反应）、反应速率；化学反应规律等 （3）实验基础：试剂、分离提纯操作、仪器等； （4）元素及其化合物知识：混合物反应（氧化还原、 复分解）转化条件理解和把握； （5）定量计算：含量计算、确定化合物组成的计算； 守恒观和计算基本方法。 2、流程题的常见考点 3、流程题的解答方法 （1）整体审读要有高度明确整个流程及每一部分的目的 。 （2）具体分析要有深度仔细分析每步发生的反应及得到 的产物。 (3) 解答问题要有准确度-区别固定问题、基本问题和情 景问题。 【考点与案例】无需根据流程即可回答的问题 1、粉碎的目的： 加快反应速率和提高反应进行的 程度 2、控制温度的目的： （1）避免反应物或生成物的过热分解 （2）加快反应速率 （3）在分离实验中：防止结晶或冷却分离 3、从溶液中分离出固体的操作： 蒸发浓缩、冷却 结晶、过滤、洗涤、烘干 （注：与“固体加热脱水”不同） 4、过滤的基本玻璃仪器： 漏斗、烧杯、玻璃棒 提高解答问题准确度的方法（1） -从问题的关联度入手 【考点与案例】 1、新情景下方程式的书写、离子方程式的书 写【例题】 2、 多步变化中的微粒守恒与计算 3、化学式的组成 的求算【例题】 4、混合物中反应的理解与应用 5、突破陌生物质的心理障碍 【例题】 提高解答问题准确度的方法（2） -从能力问题的专项训练入手 整体审读要有高度 例（09广东）某工厂生产硼砂过程中产生的固体 废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、 Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下： 分离提纯 预处理分离提纯 还原 具体分析要有深度 固体废料: MgCO3、 MgSiO3、 CaMg(CO3)2、 Al2O3、 Fe2O3等 H2SO4 过滤 滤液： 滤渣： 气体： NaOH pH=5.5 过 滤 滤渣： 滤液： NaOH pH=12.5 过滤 滤液： MgCl2 CO2 CaSO4、H2SiO3未反应完 固体杂质。 Mg2+、Al3+、Fe3+、Ca2+、 SO42-、过量H+ Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg2+、Ca2+、 SO42-、Na+ Mg(OH)2 Ca2+、Na+ SO42- 【2011泉州】以软锰矿（主要成分MnO2）和硫铁矿(主要成分FeS2)为原料制取高纯度MnO2， 可提高矿产资源的附加值。工艺设计流程如下： 回答下列问题： （1）MnO2在酸性条件下具有强氧化性，它可以将FeS2氧化，而本身被还原成Mn2+，反应复杂且速 率缓慢。 下列物质在上述反应中不可能生成的是 A、Fe3 B、H2S C、SO42 D、S 下列措施不能提高反应速率的是 A、使矿粉更碎 B、提高浸泡温度 C、适当提高硫酸浓度 D、改变软锰矿粉与硫铁矿的比例 （2）加入物质X调节滤液的pH5.4以除去Fe3+离子，物质X不宜采用的是 A、MnCO3 B、Na2CO3 C、氨水 （3）滤液中含有杂质Zn2+，加入MnS可除去，反应方程式为：MnS+Zn2+ZnS+Mn2+。反应 完全后，滤液中的Mn2+与Zn2+离子的浓度比是 。（已知Ksp(MnS)2.01010， Ksp(ZnS)4.01022） （4）副产品的化学式是 （5）已知：2MnO(s)+O2(g)2MnO2(s) H1=a kJmol1； MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g) H2=b kJmol1。 写出焙烧碳酸锰的热化学方程式： （6）高温焙烧后仍有部分MnCO3不能转化为MnO2，还需加入热稀硫酸和KClO3溶液进行氧化处 理，反应如下：MnCO3ClO3HMnO2Cl2+CO2+ H2O（未配平），该反应中 MnCO3与ClO3的物质的量之比为 。 返回福建试题 （2010福建卷）24硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌 ，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流 程示意如下： （1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_。 （2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI- (3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式 量为89，化学式是_。 （4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为_。 （5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是_（选填序号）。 a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液 （6）“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤，洗涤，干燥。 （7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于_。 【潜在知识】（1） ZnCO3、 FeCO3在酸中的溶解性；【题中信息】“调PH、漂白粉、氧化除 铁、（2）方程式”的变化原理与日常练习不同，但试题没有深入考查。【延伸思考】（5）小题 中“合适”含义：属于理论层面，即反应原理，不考虑实际情况（因为此处没有任何信息加以限 制与【2011泉州】不同）。（2）中对方程式书写的程序和方法要求较高，值得关注。 返回 （2010四川理综卷）29.（16分）四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛 铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作原料，生 产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下： 请回答下列问题： （1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是_。 （2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式 为：_ 、_ 。 （3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解 。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析 出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用： _。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分 利用滤液中的钛盐、_、_、_（填化学式），减少废物排放。 H2O、FeSO4、H2SO4 加水促进钛盐水解，加 热促进钛盐水解，降低 H+浓度促进钛盐水解 【潜在知识】从物质分类角度看，TiO2、FeO、Fe2O3具有相似的性质。【题中信息】 TiO2参与了硫酸的反应，+4价的钛没有与Fe粉反应，极易水解。滤液3显然是 强酸性溶液，是硫酸亚铁的饱和溶液，则滤液1中反应目的是除+3价铁，不可能 是铁粉与滤液1的成分都充分反应。【延伸思考】滤液3的水解方程式； （2010安徽卷）27.（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂成为重要课题：某 研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上） 进行资源回收研究，设计实验流程如下： （1）第步反应得到的沉淀X的化学式为 。 （2）第步反应的离子方程式是 。 （3）第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。 （4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g第步反应中加入 20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应和完全为Li2CO3, 剩至少有 Na2CO3参加了反应。 答案：（1）Al(OH)3 (2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O (3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ； 滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等 （4）6.4 【潜在知识】新化合物LiMn2O4 的组成与性质（溶解性、还原性等）、 Li2CO3在 硫酸中的溶解性 ；【题中信息】（2）中反应物与产物的成分；（4）题中硫酸的 量的信息对试剂Na2CO3用量的影响；【延伸思考】与2010福建（7）计算考点相 似。均属于定量考查影响守恒关系的因素。 例2（10年广东）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。-锂辉石（主要成分为 Li2OAl2O34SiO2 ）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下： 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）步骤前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_ （2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有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6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸 出液。 （3）步骤中，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_ （1）增加样品与H2SO4的接触面积，加快化学反应速率；（2）石灰石；（3） Fe3、Mg2、Ca2 ；（4）2Li CO32=Li2CO3 （5）Na2SO4母液中的 溶质是、NaOH，可以回收?。 【潜在知识】 对Li2OAl2O34SiO2组成的了解，推测其与硫酸反应的产物【题中 信息】1中浸出渣的成分是什么？PH升高到66.5，氢氧化铁、氢氧化铝和SiO2【 延伸思考】（3）中答案是Fe3+ 还是Fe2+？ 具体分析要有深度 Li2OAl2O34SiO2 H2SO4 浸出液： 浸出渣： H2O2溶液、石灰乳和 Na2CO3 滤渣：滤液：蒸发浓缩 沉淀： Li2CO3 Fe(OH)3、Al(OH)3、 H2SiO3和少量 CaCO3 未反应完固体杂质。 Li+、 Mg2+、Fe2+、Ca2+、Na+、 SO42-、很少量H+ Fe(OH)3 Mg(OH)2 CaCO3 Li+ 、SO42-、Na+ 饱和Na2CO3 Li2SO4 母液： Na2SO4 过 滤 （2011福州市质检）实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等) 制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO47H2O)，过程如下： (1)将过程中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是 ； A品红溶液 B紫色石蕊溶液 C酸性KMnO4溶液 D溴水 (2)过程中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为： ； (3)过程中，需加入的物质是 ； (4)过程中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有 ； (5)过程调节pH可选用下列试剂中的 (填选项序号)； A稀硫酸 BCaCO3 CNaOH溶液 (6)过程中，将溶液Z加热到70一80，目的是 ； (7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。用分析天 平称取2.700g样品；将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；过滤、洗 涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为(Fe(OH)(SO4)n，则该 聚铁样品中铁元素的质量分数为 。(假设杂质中不含铁元素和硫元素) （1）ACD;（2）4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3 +6H2O+4S ;（3）Fe(或铁); （4）蒸发皿、玻璃棒;（5）C （6）促进Fe3+的水解; （7）31.1% 例红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O72H2O）是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮 革工业中作助剂，在化学工业和制药工业中也用作氧化剂，应用领域十分广泛。 验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeOCr2O3）利用以下过程来制取。 步骤中所得溶液显碱性，其中除含有Na2CrO4外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学 式可能是 、 。 步骤需将溶液的pH调至78并煮沸，其目的是 。 步骤中发生反应的离子方程式为： 。 问题与反思： 1、铬铁矿是否含杂质，及杂质是什么在题干中没有说明；但在具体问题中提供信息。 题的信息：从步骤1的反应方程式可知， Na2CrO4 （可能还有过量的Na2CO3 ）；若“还有 铝、硅元素的化合物”则经步骤1氧化后“铝、硅元素的化合物”应为NaAlO2和Na2SiO3 (因为Al2O3和Na2CO3在高温下反应生成NaAlO2和CO2） 2、步骤2获得的溶液是含有 NaAlO2和Na2SiO3 （可能还有Na2CO3 ），要获得Na2CrO4, 要通过调节PH促进。水解沉淀而分离。 3、铬铁矿成分为FeCr2O4 （ FeOCr2O3 ） NaA1O2、Na2SiO3 除去A1O2-、SiO32-等杂质 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 考点问题特征归纳 1、条件的控制： （1）如温度的控制：试剂中涉及到易分解的物质如H2O2、 NH4HCO3等； （2）如酸碱度的控制：通常是调节溶液PH值，涉及到阳离 子沉淀分离；抑制水解（如易水解盐蒸发过程）。试剂的 选择：考虑是否引入杂质？是否利用调节PH？ （3）如反应速率的控制：粉碎的目的；搅拌的作用； （4）防止氧化：如硫酸亚铁的制备 （5）试剂用量：一般过量（有些是给具体数据）， 2、分离提纯的方法 （1）蒸发（浓缩）、（冷却）结晶、过滤、洗涤、干燥（ 烘干、晾干） 3、反应原理：复分解反应、氧化还原反应。（1）理解或推 测反应产物；（2）判断滤液或滤渣的成分 谢谢！ 返回7 【例1】某实验小组为探究ClO、I2、SO42在酸性条件下的氧化性 强弱，设计实验如下： 实验：在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入 少 量的稀硫酸，溶液立即变蓝； 实验：向实验的溶液中加入亚硫酸钠溶液，蓝色恰好完全褪 去。写出实验 中发生反应的离子方程式。 下列离子方程式书写正确吗？ 实验： (1)2I- +ClO- +H+ = I2 + HClO (2)2ClO- +2I- = I2 + Cl2 +2O2- (3)2ClO- +2I- +4H+ = Cl2 +I2 + 2H2O (4) 2ClO- +2I- = 2Cl- +I2 + O2 (5)2ClO- +2I- +4H+ = 2HClO +I2 + H2O 实验： (1)SO32- + I2 = 2l- + SO42- (2) SO32- + I2 +H2O = 2l- + SO42- +H2 【例2】已知NH4CuSO3与足量的2mol/L硫酸 溶液混合微热，产生下列现象：有红色 金属生成 产生刺激性气味的气体 溶液 呈现蓝色。 写出反应的化学方程式。 2NH4CuSO3+2H2SO4 =（NH4）2SO4+CuSO4+2SO2+Cu+2H2O 【例3】TiO2在工业业生产产和日常生活中有重要用途。 I、工业业上用钛矿钛矿 石（FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质杂质 ）经过经过 下述反应应制得： 其中，步骤骤发发生的反应为应为 ：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。 （1）净净化钛矿钛矿 石时时，是否需要除去杂质杂质 FeO？答：_（填“需要”或“不需要”） （2）净净化钛矿钛矿 石时时，需用浓氢浓氢 氧化钠钠溶液来处处理，写出该过该过 程中发发生反应应的化学方程 式。 (1)不需要 （2）Al2O32NaOH2NaAl O2H2O SiO22NaOHNa2SiO3H2O 返回