2016年高考化学备考优生百日闯关系列专题09工艺流程题(含解析)资料.doc

专题09 工艺流程题1【2015天津卷】废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：（1）反应是将Cu转化为Cu(NH3 )42+，反应中H2O2 的作用是 。写出操作的名称： 。（2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3 )42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式： 。操作用到的主要仪器名称为 ，其目的是（填序号） 。a富集铜元素 b使铜元素与水溶液中的物质分离c增加Cu2在水中的溶解度（3）反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。若操作使用右图装置，图中存在的错误是 。（4）操作以石墨作电极电解CuSO4 溶液。阴极析出铜，阳极产物是 。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 。循环使用的NH4Cl在反应中的主要作用是 。【答案】（1）作氧化剂 过滤 （2）Cu(NH3 )42+2RH2NH4+2NH3+CuR2 分液漏斗 a b（3）RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多（4）O2 H2SO4 加热浓缩 冷却结晶 过滤（5）H2SO4 防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀【考点定位】本题主要考查物质的制备流程的分析判断，离子方程式的书写，基本操作的判断等【名师点睛】对于工业流程的分析是该问题的难点。将该工业流程转化为化学的问题及掌握基本的化学知识是解题的关键。包括反应原理的判断、基本操作的判断、仪器的选择、物质或操作作用的分析、电解反应原理的应用、操作方案的设计、误差分析、物质质量分数的计算等。这类题目距离生活较远，因此学生会感到无从下手。从流程图中可分析问题的答案，如经过操作1将溶液与残渣分离，则该操作一定是过滤，从溶液中得到固体的操作一定需蒸发浓缩的步骤等，根据加入某物质前后反应物质的成分变化判断发生的化学反应及该物质的作用，所以本题以化学工业为载体，考查学生的分析问题与解决问题的能力为主。2【2015福建卷】无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180（升华）300（升华）1023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 （只要求写出一种）。步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。已知：Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) H1=+1344.1kJ mol-12AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) H2=+1169.2kJ mol-1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。步骤经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为 。结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是 。【答案】（1）Al3+3H2OAl(OH)3+3H+（2）防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率。Fe或铁 ；Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) H=+174.9kJ/mol；NaCl、NaClO、NaClO3 ；除去FeCl3，提高AlCl3纯度。【考点定位】考查盐的水解、反应条件的控制、热化学方程式的书写、物质反应充分的确定及化学试剂的作用的判断的知识。【名师点睛】离子方程式、热化学方程式都是化学用语，是学习化学的基础。要掌握反应规律。在分析该题目，书写盐水解的离子方程式时，要知道，盐水解的程度是微弱的，水解产生的物质很少，不能形成沉淀或气体，因此写离子方程式应该不能写沉淀符号或气体符号，要用可逆号“”，不能使用等号“=”，要掌握盐的水解规律是：有弱才水解，谁弱谁水解，谁强显谁性。在进行热化学方程式书写时，要注意物质的存在状态、物质的多少与能量相对应。注意热化学方程式的系数只表示物质的量，因此可以用分数系数，也可以用整数系数。反应放出的热量多少，只与反应物质 起始状态和终了状态有关，与反应的物质多少有关，而与反应途径无关。利用盖斯定律进行反应热的计算，不仅可以计算能够直接发生反应的物质的反应热，也可以计算不能直接反应的或不容易测定的反应的反应热。在进行反应条件的控制、化学试剂的选择使用时，从固体物质的表面积的大小、盐的水解等多个对化学反应速率影响的角度分析，从参加反应的物质及可能发生的反应判断溶液的成分。掌握物质的化学性质、盐的水解规律、化学反应速率的影响因素是解决本题的关键。从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下：（1）答是所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学式等方程；式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；正确使用等号或可逆符号；沉淀、气体、水溶液等符号要标明。（2）准确、规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑：反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。（3）注意答题的完整性：要答到对产品生产的影响这一步！除杂：除去中的（只写“除杂”一类是不给分的）干燥：除去气体中的水蒸气，防止（4）注意归纳答题的套路：增大原料浸出率（离子在溶液中的含量多少）的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速（浓度、压强），增大气液或固液接触面积加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向（一般是有利于生成物生成的方向）移动温度不高于的原因 适当加快反应速率, 但温度过高会造成（如浓硝酸）挥发/（如H2O2、NH4HCO3）分解/(如Na2SO3)氧化或促进（如AlCl3）水解等，影响产品的生成从滤液中提取一般晶体（溶解度随温度升高而增大的晶体）的方法【蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤（冰水洗、热水洗、乙醇洗）、干燥】从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法（蒸发浓缩、趁热过滤 、洗涤、干燥）溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀（调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定、范围过小的后果或过大的后果）减压蒸馏（减压蒸发）的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）受热分解挥发检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清夜中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2-3次检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若-，则沉淀洗涤干净冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的（如氧气）防止某物质被氧化1、选取无机化工流程的片段，结合中学化学知识设计问题，一般需要用化学反应原理解释、分析化工问题。2、流程与实验相结合的模式，即以制备某物质的流程为载体，将中学教材中的气体制备联系起来命题。3、考查课本中重要的化工原理。4、结合实际生产和流程图设计问题，考查元素及化合物知识等。从生产目的出发，读懂流程图明确原料和产品（包括副产品），即箭头进出的方向，指入的加入的物质（反应物），指出的是生成物（产物）。既要看框内的物质，也要看框外的物质和操作，里外结合，边分析，边思考，从易出着手。初步分析流程步骤，了解操作过程依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应知其然；依据有关反应原理，明确操作目的（如沉淀反应、除杂、分离等）知其所以然结合问题中提供的信息，规范答题联系储存的知识，有效地进行信息的利用，回答问题。如对反应条件的分析可以从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效率有何影响，对设备有何要求及环境保护等可归纳为：阅读题目，明确解题要求审题析题答题明确原料和产品（包括副产品），即箭头进出方向认真审题，获取有用信息（1）紧扣信息，弄清流程中每一步发生了什么反应。（2）弄清有关反应原理，明确目的（如沉淀反应、除杂、分离等）（3）全盘细审流程图，得出关键信息（4）根据制备物质的稳定性或溶解性等信息，关注对应信息：若为受热易分解的物质，则需要关注温度的控制；若制备的物质是会水解的盐，要防止水解；如果制备的物质是强氧化剂或强还原剂，则需要关注他是否发生氧化还原反应，防止与氧化性或还原性的物质接触；如果制备的物质易吸水或潮解，要防止与空气中的水整齐接触；如果涉及制备的物质的溶解度信息，要注意对比它们的溶解度随温度变化而变化的情况。规范作答对于图像信息的分析须谨慎，回答问题时，表述要准确。如果确定范围，应根据题意，确定准确范围。1硫酸锰可作为饲料添加剂用于增肥，也可用于某些化学反应的催化剂，易溶于水，不溶于乙醇。工业上常用软锰矿（主要成分为MnO2，含有MgSO4等杂质）制备硫酸锰，其简化流程如下： （1）为了加快软锰矿与硫酸、黄铁矿反应的速率，工业上除采用粉碎软锰矿的方法，还可以用哪些方法。（写两种） （2）流程中黄铁矿（主要含FeS2)和FeSO4的作用都是作还原剂，请写出FeSO4与软锰矿反应的离子方程式。 （3）双氧水和氨水的作用分别是 （4）操作II包括、洗涤、干燥，可制得MnSO4H2 O粗产品洗涤中最好选用 A稀硫酸B水C乙醇D浓硫酸【答案】（1）加热、搅拌（答案合理即可，2分） （2）MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O （3分）（3）双氧水氧化Fe2+转化为Fe3+；氨水使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去（2分）（4）蒸发浓缩（1分）冷却结晶（1分） 过滤（1分） C （1分）【考点定位】本题考查化学流程的分析、基本操作。 【名师点睛】无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思路为：明确整个流程及每一部分的目的仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质结合基础理论与实际问题思考注意答题的模式与要点。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：反应物是什么；发生了什么反应；该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。2碳酸铈Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO3，该化合物中，Ce的化合价为 。（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO2)，其在酸浸时发生反应的离子方程式为 。（3）试剂X是 。（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物一氢氧化铈()，其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈()。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为 。（5）取(4)中得到的Ce(OH)4产品（质量分数为97%)1.00 g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1的FeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+），则需要滴加标准溶液的体积为 mL。【答案】(10分)（1）+3 (2分) （2）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+ +O2+4H2O (2分)（3）Na2CO3(2分,或其他合理答案）； （4）4Ce(OH)3 +O2+2H2O=4Ce(OH)4 (2分) （5）46.63(2分)【考点定位】考查元素化合物知识工业生产应用的知识。【名师点睛】氧化还原反应是一类非常重要的化学反应，其特征是元素化合价的升高与降低，因此判断化合物中元素的化合价是关键，可根据在任何化合物中所有元素正负化合价的代数和为0，结合常见元素的化合价进行判断，对于氧化还原反应的有关计算，可根据反应前后电子转移数目相等及元素的原子个数不能计算，若是离子反应则同时还要符合电荷守恒。充分利用题目提供的各种物质的相互转化关系及氧化还原反应的有关守恒进行，就可以准确、快速将问题得以解答。3【2015新课标卷】氯化亚铜（CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：（1） 步骤中得到的氧化产物是_，溶解温度应控制在6070度，原因是_。（2） 写出步骤中主要反应的离子方程式_。（3） 步骤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_（写名称）。（4） 上述工艺中，步骤不能省略，理由是 。（5） 步骤、都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_（填字母）A分馏塔 B离心机 C反应釜 D框式压滤机（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于若两的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a mol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O72-被还原为Cr3+，样品中CuCl的质量分数为_。【答案】（15分）（1）CuSO4或Cu2+； 温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解（2）2Cu2+SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+（3）硫酸（4）醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化（5）B、D（6）【考点定位】考查对工业流程的分析、物质制备原理的分析判断、质量分数的计算；试题难度为较难等级。【名师点晴】（1）、（2）问考查工业情景下的化学方程式的书写，注意考查考生氧化还原反化合价升降的预判和介质与主反应耦合的技巧，但反应并不难。（6）问中的计算要注意电子得失守恒、单位换算等问题。掌握氧化还原反应中电子得失数目与元素化合价升降数目相等，在反应过程中元素守恒是解决本题的关键。4【2015新课标卷】苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：相关化合物的物理常数物质相对分子质量密度（g/cm-3）沸点/异丙苯1200.8640153丙酮580.789856.5苯酚941.0722182回答下列问题：（1）在反应器A中通入的X是 。（2）反应和分别在装置 和 中进行（填装置符号）。（3）在分解釜C中加入的Y为少置浓硫酸，其作用是_，优点是用量少，缺点是_。（4）反应为(填“放热”或“吸热”）反应。反应温度控制在50-60，温度过高的安全隐患是 。（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是 （填编号。已知苯酚是一种弱酸）。a. NaOH b. CaCO c. NaHCO d. CaO（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为 和 ，判断的依据是 。（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是 。【答案】（1）氧气（或空气） （2）A；C （3）催化剂（提高反应速率）；腐蚀设备（4）放热；可能会导致（过氧化物）爆炸（5）c （6）丙酮、苯酚；苯酚的沸点高于丙酮（7）原子利用率高【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程图的分析与应用，涉及试剂的选择、物质的分离与提纯、反应条件控制、实验方案设计与探究。【名师点晴】化学工艺流程题是近年高考备受关注的一种题型，该类型是将化工生产过程中的主要生产阶段用框图形式表示出来，并根据生产流程中涉及的化学知识步步设问，构成与化工生产紧密联系的工艺流程题。主要有实验型化工流程题、原理型化工流程题、元素化合物型化工流程题三种形式。主要是考查了学生对知识理解、综合运用能力，培养学生知识素养和能力素养，能熟练应用所学知识解决问题的能力。建议复习中注意课本上与化工生产有关的问题，对每一步所包含的原理、涉及的反应、可能的副产品、以及条件的选择分析到位。5【2015山东卷】工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2（1）中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有_(填化学式)。（2）中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。（3）母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a转入中和液 b转入结晶操作 c转入转化液 d转入结晶操作（4）若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为_吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。【答案】（1）NaNO3 （2）防止NaNO2的析出；溶碱 （3）将NaNO2氧化为NaNO2；c、d；（4）1.59【考点定位】本题通过化学工艺流程考查了化学在工业实践中的应用，包含了物质的推断、操作的作用的分析和选择、化学计算。【名师点睛】解答本题的关键是应用所学基础知识，涉及了元素化合物的相关知识、溶质的析出、原料的综合利用，结合工艺流程图，正确分析化学工艺流程各环节的反应和作用，根据化学方程式，结合题目所给信息进行计算。6.钡盐生产