化工流程题2019届一轮复习精装版

第 1 页 2019 届高考专题届高考专题化学工艺流程题化学工艺流程题 无机化学工艺流程图题以真实的工业生产过程为背景 考察学生运用化学知识来解决工业生产 中实际问题的能力 知识落点 基本理论 元素化合物 化学实验基本理论 元素化合物 化学实验 一 题目呈现形式 一 题目呈现形式 资料卡 生产工艺流程图 表格 图像 二 工艺流程图中的几个过程的划分 二 工艺流程图中的几个过程的划分 模板 模板 I 原料预处理的目的及方法 原料预处理的目的及方法 目的 不溶物转化为可溶性离子目的 不溶物转化为可溶性离子 方法 1 粉碎或研磨 增大固液 或固气或固固 接触面积 加快反应 溶解 速率 增大原料的 转化率 或浸取率 方法 2 煅烧或灼烧 不易转化的物质转为容易提取的物质 其他矿转化为氧化物 除去有机物 除去热不稳定的杂质 如 金属硫化物煅烧后转化为氧化物 方法 3 酸浸 溶解 去氧化物 膜 方法 4 碱溶 溶解铝 氧化铝 二氧化硅 去油污 II 分离和提纯的 分离和提纯的目的及各种方法目的及各种方法 目的目的 1 除杂 常以固液分离形式分开杂质元素和目标元素 除杂 常以固液分离形式分开杂质元素和目标元素 方法 1 调 pH方法 2 氧化还原 目的目的 2 目标元素转化为所需的形式 目标元素转化为所需的形式 方法 1 氧化还原方法 2 溶液中平衡移动方法 3 根据元素化合物的性质反应 III 产品的获得方法 产品的获得方法 方法 1 溶液中获得晶体 蒸发结晶 蒸发浓缩 冷却结晶 方法 2 锻烧法 方法 3 电解法 三 常见关键词 三 常见关键词 研 磨 增大固体物质间接触面积 加快反应 溶解 速率 煅 烧 并使一些杂质高温下氧化 分解 改变结构 使一些物质能溶解 溶 解 通常用酸溶 也可以水溶或用有机溶剂溶解 酸 浸 在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去的溶解过程 第 2 页 浸 出 固体加水 酸 溶解得到离子 浸出率 固体溶解后 离子在溶液中的含量的多少 四 化学工艺流程题设问方式 四 化学工艺流程题设问方式 知识落点 基本理论 元素化合物 化学实验 基本理论 元素化合物 化学实验 设问方向考查内容考查方式 将原料转化为产品的生产将原料转化为产品的生产 原理原理 元素化合物性质 离子反应 元素化合物性质 离子反应 氧化还原反应 平衡移动 氧化还原反应 平衡移动 溶解度 电解溶解度 电解 方程式书写 原理与文字叙述方程式书写 原理与文字叙述 除杂 分离和提纯产品除杂 分离和提纯产品实验操作实验操作 仪器名称 实验方法选择 操作仪器名称 实验方法选择 操作 过程描述 废渣的成份 滴定计过程描述 废渣的成份 滴定计 算算 提高产量和效率化学反应平衡 溶解平衡计算转化率 产率 纯度 节能减排 循环利用元素化合物性质 选择尾气处理的药品 找出循环 利用的物质 综合利用原电池 电解池 电极反应式书写 转移电子计算 恢复电解质溶液 五 核心反应方程式的书写方法 五 核心反应方程式的书写方法 1 据箭头找出反应物 生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物 据箭头找出反应物 生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物 2 分析其化合价的变化 确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应 分析其化合价的变化 确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应 3 据配平的需要确定在反应物或生成物中加水 加 据配平的需要确定在反应物或生成物中加水 加 H 或或 OH 六 解题思路 六 解题思路 第一 浏览全题 确定该流程的目的 由何原料获得何产物 有何副产物 记住题中给出的理化性 质 第二 粗读流程图 尽量弄懂流程图每步的目的 宏观把握整个流程 但不必将每一种物质都推出 第三 精读试题 根据问题去精心研究某一步或某一种物质 第四 要看清所问问题 不能答非所问 并注意语言表达的科学性 注意事项注意事项 答题时 不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚 只要把握住主要的考查方 向 理清每个环节的目的和结果 再根据题中的具体设问 结合题中提取的信息和头脑中原有的知 识和技能 进行针对性作答即可 切不可拘泥于流程图中的每个细节 把时间和精力过多用于流程 分析 使解题误入歧途 前一问回答不了 并不一定会影响回答后面的问题 第 3 页 2016 2018 年高考中的化学工艺流程题 有删减 年高考中的化学工艺流程题 有删减 2018 I 27 焦亚硫酸钠 Na2S2O5 在医药 橡胶 印染 食品等方面应用广泛 回答下列问题 1 生产 Na2S2O5 通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得 写出该过程的化学方程式 2 利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为 pH 4 1 时 中为 溶液 写化学式 工艺中加入 Na2CO3固体 并再次充入 SO2的目的是 2018 II 26 14 分 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家 一种以闪锌矿 ZnS 含有 SiO2和少量 FeS CdS PbS 杂质 为原料制备金属锌的流程如图所示 相关金属离子 c0 Mn 0 1 mol L 1 形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下 金属离子Fe3 Fe2 Zn2 Cd2 开始沉淀的 pH1 56 36 27 4 沉淀完全的 pH2 88 38 29 4 回答下列问题 1 焙烧过程中主要反应的化学方程式为 2 滤渣 1 的主要成分除 SiO2外还有 氧化除杂工序中 ZnO 的作用是 若不通入氧气 其后果是 3 溶液中的 Cd2 可用锌粉除去 还原除杂工序中反应的离子方程式为 4 电解硫酸锌溶液制备单质锌时 阴极的电极反应式为 沉积锌后的电解 液可返回 工序继续使用 2018 III 27 KIO3是一种重要的无机化合物 可作为食盐中的补碘剂 回答下列问题 1 KIO3的化学名称是 2 利用 KClO3氧化法 制备 KIO3工艺流程如下图所示 第 4 页 酸化反应 所得产物有 KH IO3 2 Cl2和 KCl 逐 Cl2 采用的方法是 滤液 中的溶质主 要是 调 pH 中发生反应的化学方程式为 第 5 页 2017 I 27 14 分 Li4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料 可利用钛铁矿 主要成 分为 FeTiO3 还含有少量 MgO SiO2等杂质 来制备 工艺流程如下 回答下列问题 1 酸浸 实验中 铁的浸出率结果如下图所示 由图可知 当铁的浸出率为 70 时 所采用的实验条件为 2 酸浸 后 钛主要以 TiOCl42 形式存在 写出相应反应的 离子方程式 3 TiO2 xH2O 沉淀与双氧水 氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示 分析 40 时 TiO2 xH2O 转化率最高的原因 4 Li2Ti5O15中 Ti 的化合价为 4 其中过氧键的数目为 5 若 滤液 中 c Mg2 0 02mol L 1 加入双氧水和磷酸 设溶液体积增加 1 倍 使 Fe3 恰好 沉淀完全即溶液中 c Fe3 1 0 10 5mol L 1 此时是否有 Mg3 PO4 2沉淀生成 列式计 算 FePO4 Mg3 PO4 2的 Ksp分别为 1 3 10 22 1 0 10 24 6 写出 高温煅烧 中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式 2017 II 26 14 分 水泥是重要的建筑材料 水泥熟料的主要成分为 CaO SiO2 并含有一定 量的铁 铝和镁等金属的氧化物 实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示 回答下列问题 1 在分解水泥样品过程中 以盐酸为溶剂 氯化铵为助溶剂 还需加入几滴硝酸 加入硝酸的 目的是 还可使用 代替硝酸 2 沉淀 A 的主要成分是 其不溶于强酸但可与一种弱酸反应 该反应的化学方程 式为 3 加氨水过程中加热的目的是 沉淀 B 的主要成分为 写化学 式 4 草酸钙沉淀经稀 H2SO4处理后 用 KMnO4标准溶液滴定 通过测定草酸的量可间接获知钙的 含量 滴定反应为 MnO4 H H2C2O4 Mn2 CO2 H2O 实验中称取 0 400 g 水泥样品 滴定 第 6 页 时消耗了 0 0500 mol L 1的 KMnO4溶液 36 00 mL 则该水泥样品中钙的质量分数为 第 7 页 2017 III 27 15 分 重铬酸钾是一种重要的化工原料 一般由铬铁矿制备 铬铁矿的主要成 分为 FeO Cr2O3 还含有硅 铝等杂质 制备流程如图所示 回答下列问题 1 步骤 的主要反应为 FeO Cr2O3 Na2CO3 NaNO3Na2CrO4 Fe2O3 CO2 NaNO2 高温 上述反应配平后 FeO Cr2O3与 NaNO3的系数比为 该步骤不能使用陶瓷容器 原 因是 2 滤渣 1 中含量最多的金属元素是 滤渣 2 的主要成分是 及含硅杂质 3 步骤 调滤液 2 的 pH 使之变 填 大 或 小 原因是 用 离子方程式表示 4 有关物质的溶解度如图所示 向 滤液 3 中加入 适量 KCl 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤得到 K2Cr2O7固体 冷却到 填标号 得到的 K2Cr2O7固体产品最多 a 80 b 60 c 40 d 10 步骤 的反应类型是 5 某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉 含 Cr2O3 40 制备 K2Cr2O7 最终得到产品 m2 kg 产率为 2016 I 28 14 分 NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂 也常用来漂白织物等 其一种生产工艺如下 回答下列问题 2 写出 反应 步骤中生成 ClO2的化学方程式 3 电解 所用食盐水由粗盐水精制而成 精制时 为除去 Mg2 和 Ca2 要加入的试剂分别为 电解 中阴极反应的主要产物是 4 尾气吸收 是吸收 电解 过程排出的少量 ClO2 此吸收反应中 氧化剂与还原剂的物质的量之比 第 8 页 为 该反应中氧化产物是 第 9 页 2016 III 26 14 分 过氧化钙微溶于水 溶于酸 可用作分析试剂 医用防腐剂 消毒剂 以下 是一种制备过氧化钙的实验方法 回答下列问题 一 碳酸钙的制备 石灰石 含少量铁的氧化物 1 步骤 加入氨水的目的是 小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大 有利于 2 右图是某学生的过滤操作示意图 其操作不规范的是 填标号 a 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b 玻璃棒用作引流 c 将滤纸湿润 使其紧贴漏斗壁d 滤纸边缘高出漏斗 e 用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 二 过氧化钙的制备 CaCO3滤液 白色结晶 3 步骤 的具体操作为逐滴加入稀盐酸 至溶液中尚存有少量固体 此时溶液呈 性 填 酸 碱 或 中 将溶液煮沸 趁热过滤 将溶液煮沸的作用是 4 步骤 中反应的化学方程式为 该反应需要在冰浴下进行 原因是 5 将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水 乙醇洗涤 使用乙醇洗涤的目的是 6 制备过氧化钙的另一种方法是 将石灰石煅烧后 直接加入双氧水反应 过滤后可得到过氧化钙产品 该工艺方法的优点是 产品的缺点是 2016 III 28 14 分 以硅藻土为载体的五氧化二钒 V2O5 是接触法生产硫酸的催化剂 从废钒 催化剂中回收 V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用 废钒催化剂的主要成分为 物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3 质量分数 2 2 2 92 8 3 122 2860 651 2 1 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线 回答下列问题 1 酸浸 时 V2O5转化为 VO2 反应的离子方程式为 同时 V2O4转化成 VO2 废渣 1 的主要成分是 2 氧化 中欲使 3 mol 的 VO2 变为 VO2 则需要氧化剂 KClO3至少为 mol 3 中和 作用之一是使钒以 V4O124 形式存在于溶液中 废渣 2 中含有 4 离子交换 和 洗脱 可简单表示为 4ROH V4O124 R4V4O12 4OH ROH 为强碱性阴离 子交换树脂 为了提高洗脱效率 淋洗液应该呈 性 填 酸 碱 或 中 5 流出液 中阳离子最多的是 6 沉钒 得到偏钒酸铵 NH4VO3 沉淀 写出 煅烧 中发生反应的化学方程式 第 10 页 第 11 页 近三年高考真题答案 近三年高考真题答案 2018 I 27 1 2NaHSO3 Na2S2O5 H2O 2 NaHSO3 得到 NaHSO3过饱和溶液 2018 II 26 14 分 1 2ZnS 3O22ZnO 2SO2 2 PbSO4 调节溶液的 pH 无法除去杂质 Fe2 3 Zn Cd2 Zn2 Cd 4 Zn2 2e Zn 溶浸 2018 III 27 1 碘酸钾 2 加热 KCl KH IO3 2 KOH 2KIO3 H2O 或 HIO3 KOH KIO3 H2O 2017 I 27 14 分 1 100 2h 90 5h 2 FeTiO3 4H 4Cl Fe2 TiOCl42 2H2O 3 低于 40 TiO2 xH2O 转化反应速率随温度升高而增加 超过 40 双氧水分解与氨气逸出 导致 TiO2 xH2O 转化反应速率下降 4 4 5 Fe3 恰好沉淀完全时 c mol L 1 1 3 10 17 mol L 1 3 4 PO 22 5 1 3 10 1 0 10 c3 Mg2 c2 PO43 0 01 3 1 3 10 17 2 1 7 10 40 Ksp Mg3 PO4 2 因此不会生成 Mg3 PO4 2沉淀 6 2FePO4 Li2CO3 H2C2O4 高温 2LiFePO4 H2O 3CO2 2017 II 26 1 将样品中可能存在的 Fe2 氧化为 Fe3 H2O2 2 Si