2017年高考化学工艺流程题精讲专练

第1页化学工艺流程题精讲高考真题【2016年高考新课标卷】（14分）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、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（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滤液白色晶体稀盐酸、煮沸、过滤氨水和双氧水冰浴过滤（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_。第2页化学工艺流程题以化工生产、能源、材料、环境等方面的常见化学事物为背景，要求明确，设问层次清晰，以无机或有机化合物的组成、性质、变化等内容为载体，要求考生运用所学化学知识、原理和技能从化学视角看待、分析或解决生产、生活实际中的简单化学问题。解答所需知识、方法都是化学的核心内容。一、题设探究1、呈现形式资料卡物质的理化性质，如易潮解、易水解、易与某些物质反应等；流程图生产工艺流程；表格熔沸点、溶解度、KSP等；图像溶解度、反应速率等。2、设问方式设问方式考查内容考查方式将原料转化为产品的生产原理元素化合物性质、离子反应、氧化还原反应、热化学、水解、平衡移动、溶解度、电解方程式书写、与原理文字叙述除杂、分离和提纯产品实验操作仪器名称、实验方法选择、操作过程描述、滴定计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、电解池电极方程式书写，转移电子计算、恢复电解质溶液3、能力考查获取信息的能力、分析解决问题的能力、表达能力。4、知识落点基本理论、元素化合物、实验。因此，我们需要运用有关物质的性质和反应原理的基本知识，还要掌握一些分离提纯物质的基本实验技能，关键是还要具有分析生产工艺流程的方法和能力。二、解题思路1、解题步骤第一，浏览全题，确定该流程的目的即由何原料获得何产物,有何副产物，记住资料卡中给出的理化性质；第二，粗读流程图，尽量弄懂流程图每部的目的,宏观把握整个流程，但不必将每一种物质都推出；第3页第三，精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第四，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。2、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。三、解题方法1、工艺流程模板题头介绍该工艺生产的原材料、目的、原理NISO46H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣除镍外，还含有CU、ZN、FE等杂质为原料获得。工艺流程如下题干用框图形式将操作或物质转化或分离提纯等主要生产工艺流程表示出来题尾根据流程中涉及的化学知识设问1往废渣中加H2SO4酸浸，要充分搅拌，其目的是。2加NA2S的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去CU2的离子方程式。3加6的H2O2时，温度不能过高，其目的是。4除铁方法用H2O2充分氧化后，再用NAOH控制PH值24范围内生成氢氧化铁沉淀。在上述方法中，氧化剂可用NACLO3代替，用NACLO3氧化FE2的离子方程式为。5上述流程中滤液III的溶质的主要成分是。填化学式6操作I包括以下过程过滤，用H2SO4溶解，、过滤、洗涤获得产品。【小结】第4页2、原料的预处理【问题与思考1】以菱镁矿主要成分为MGCO3，含少量FECO3为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下如何提高酸溶过程中镁元素的浸出率【问题与思考2】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的工艺过程如下溶解步骤的温度应控制在6070，原因是【小结】预处理的方法及目的（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）。（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（3）酸浸溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）（4）碱溶去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）（5）控制温度操作目的加热加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除去热不稳定的杂质，如NAHCO3、CAHCO32、KMNO4、I2、NH4CL等物质；使沸点相对较低的原料气化或升华。第5页降温防止某物质在高温时会溶解或分解；使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。控温方法用水浴或油浴控温防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生；降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。3、分离提纯的方法及目的【问题与思考3】如何除去CUCL2溶液中含有少量的FECL2杂质生成氢氧化物沉淀的PHCUOH2FEOH2FEOH3开始沉淀426515沉淀完全679733【问题与思考4】以炼锌厂的烟道灰主要成分为ZNO，另含少量FE2O3、CUO、SIO2、MNO等为原料可生产草酸锌晶体ZNC2O42H2O。有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的PH如下表1“除铁”部分CU2可能被除去时加入ZNO控制反应液PH的范围为。第6页2“除锰”的离子方程式为。3“除铜”的离子方程式为。【问题与思考5】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。工业上从弱碱性卤水主要成份为MGCL2中获取MGCO33H2O的方法如下NAHCO2在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为。【问题与思考6】铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SIO2、AL2O3、少量FE2O3等）为原料制备硫酸铝晶体AL2SO4318H2O和铵明矾NH4ALSO4212H2O的工艺流程如下图所示。高岭土酸熔水浸过滤浓硫酸水滤渣1除铁过滤滤渣2分离1硫酸铝晶体中和结晶铵明矾高岭土酸熔水浸过滤浓硫酸水滤渣除铁过滤滤渣分离硫酸铝晶体中和结晶铵明矾“分离1”操作包含的实验步骤有、冰水洗涤、减压干燥。冰水洗涤的目的是。【跟踪练习】用辉铜矿主要成分为CU2S，含少量FE2O3、SIO2等杂质制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下1下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是填字母。A延长浸取时间B将辉铜矿粉碎C充分搅拌D适当增加硫酸浓度2滤渣的主要成分是MNO2、S、SIO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式_。3“除铁”的方法是通过调节溶液PH，使FE3转化为FEOH3。则加入的试剂A可以是填化学式；“赶氨”时，最适宜的操作方法是。4“沉锰”除MN2过程中有关反应的离子方程式为。5滤液经蒸发结晶得到的盐主要是填化学式。【小结】盐溶液的分离提纯方法结晶法结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法A、纯物质溶液得到晶体第7页蒸发结晶（NACL型溶解度随温度变化小的物质）蒸发浓缩，冷却结晶（KNO3型溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）B、混合溶液（分离A和B）要得到溶解度受温度变化小的溶质蒸发结晶，趁热过滤要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体蒸发浓缩，冷却结晶，过滤过滤固、液分离蒸馏液、液分离分液互不相溶的液体间的分离萃取用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。升华将可直接气化的固体分离出来。盐析加无机盐使溶质的溶解度降低而析出4、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性）（1）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23次。（2）从溶液中得到晶体蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。（3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去杂质”，只写“除杂”不给分。（4）检验沉淀是否洗涤干净取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加试剂，振荡，若没有现象，则沉淀洗涤干净。（5）检验是否沉淀完全表达一静置，往上层清夜中继续滴加试剂；或者表达二过滤，取滤液少许于试管中，滴加试剂。（6）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有答适当提高反应温度，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌（7）如何提高吸收液和SO2反应速率答适当提高温度、增大吸收液或NACLO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌（8）过滤用到的三个玻璃仪器答普通漏斗、玻璃棒、烧杯（9）过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因答玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘（10）如何从MGCL26H2O中得到无水MGCL2第8页答在干燥的HCL气流中加热，干燥的HCL气流中抑制了MGCL2的水解，且带走MGCL26H2O受热产生的水汽（11）调PH值使得CU2（4762）中的FE3（2132）沉淀，PH值范围是答3247。原因调节溶液的PH值至3247，使FE3全部以FEOH3沉淀的形式析出而CU2不沉淀，且不会引入新杂质（12）产品进一步提纯的操作答重结晶（13）趁热过滤的原因及操作答减少过滤时间、保持过滤温度，防止杂质析出或防止降温过程中析出而损耗；（14）水浴加热的好处答受热均匀，温度可控，且温度不超过10015减压蒸发（小心烘干）答常压蒸发温度过高，易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止分解16MGOH2沉淀中混有CAOH2应怎样除去答加入MGCL2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤17蒸发浓缩用到的主要仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚钳。18不用其它试剂，检查NH4CL产品是否纯净的方法及操作是答加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净19检验NH4的方法是答取少许，加入NAOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。20过滤的沉淀欲称重之前的操作答过滤，洗涤，干燥，（在干燥器中）冷却，称重21检验FEOH3是否沉淀完全的试验操作是答取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明FEOH3沉淀完全。（22）CUCL2中混有FE3加何种试剂调PH值答CUO、CUOH2、CUCO3、CU2OH2CO3。原因加CUO消耗溶液中的H的，促进FE3的水解，生成FEOH3沉淀析出第9页化学工艺流程题专练12016湖北黄冈月考金属钛的密度小，强度大，外观像钢，性质像铝，被誉为太空金属和未来钢铁。以钛铁矿主要成分为FETIO3，同时含有少量的FE2O3、FEO等为原料制TIO2，再由TIO2制金属TI的工艺流程如下1在溶液中加入铁屑发生的主要反应的离子方程式为。2晶体A为，浊液需要冷却的原因为。3TIOSO4水解方程式为TIOSO42H2OH2TIO3H2SO4，根据平衡移动原理可采用、等措施，以利于该反应顺利进行。4TIO2可与焦炭、氯气在10001100K温度下反应，该反应氧化剂与还原剂的物质的量相等，则反应的化学方程式为。5工业上常用金属镁在1070K的高温和氩气氛围中还原TICL4的方法制备TI，需要在氩气氛围中进行的理由为。22016江西十校联考重铬酸钾是一种重要的氧化剂，工业上常用铬铁矿主要成分为FEOCR2O3、SIO2、AL2O3为原料生产。实验室模拟工业法用铬铁矿制重铬酸钾K2CR2O7的主要工艺如下试回答下列问题1以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有；铁在周期表中的位置是。2操作的名称是。3固体X的主要成分是，沉淀Y的主要成分是。4流程中酸化所用的酸和钾盐Z最合适的是填字母。A盐酸和氯化钾B硫酸和氯化钾C硫酸和硫酸钾D次氯酸和次氯酸钾酸化反应的离子方程式为。第10页5FEOCR2O3与氯酸钾、氢氧化钠高温反应的化学方程式为。32016山东淄博三模ZNSE是一种光电性能优异的半导体材料，某研究小组用如下方法制备了ZNSE。1SEO2溶于水生成H2SEO3，下列物质与水反应，跟此反应类型相同的是填字母。ANO2BSO2CCAODNA2O2EF22硒酸H2SEO4的水溶液按下式发生一级和二级电离H2SEO4HHSEO；HSE4HSE24，K210120298KNAHSEO4溶液显填“酸性”、“中性”、“碱性”。向H2SEO4溶液中滴加少量氨水，该反应的离子方程式为。已知H2CO3的两级电离常数分别为K142170，K2561011，则KHCO3和KHSEO4两溶液混合后反应的离子方程式为。3肼N2H4与SE23O反应的氧化产物是N2。氧化剂与还原剂的物质的量之比为。4电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，所得产物可直接排入大气。其原理如右图所示，其中B为电源的极，乙池中电极反应式为，为使反应持续进行，须适时向甲池中添加。42016河南商丘期末三草酸合铁酸钾晶体易溶于水，难溶于乙醇，可用作某些化学反应的催化剂，化学式为K3FEC2O433H2O。实验室以铁屑为原料制备三草酸合铁酸钾晶体的相关反应过程如下图所示。请回答下列问题1制备过程中加入H2O2的目的是，得到K3FEC2O43溶液后，需要加入乙醇，其目的是第11页。2晶体中所含的结晶水可通过重量分析法测定，主要步骤有称量，置于烘箱中脱结晶水，冷却，称量，重复脱水、冷却、称量至恒重，计算。步骤5的目的是。3C2O42可被高锰酸钾溶液氧化放出CO2，测定产物中K3FEC2O433H2O含量时，可用酸性高锰酸钾标准溶液进行滴定。写出滴定过程中发生反应的离子方程式。取100G产物配成100ML溶液，从中取出20ML于锥形瓶中，用01MOLL1酸性高锰酸钾溶液进行滴定，达到滴定终点时消耗酸性高锰酸钾溶液24ML。则产物中K3FEC2O433H2O的质量分数为K3FEC2O433H2O的相对分子质量为491。52016山东名校一模硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物，主要成分是FE3O4、FE2O3、FEO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图。1实验室实现“操作”所用的玻璃仪器有、和烧杯。2检验“酸溶”后的溶液中含有FE2的试剂是，现象是。3“操作”系列操作名称依次为、过滤和洗涤。洗涤的方法是。4加入适量H2O2的目的是氧化FE2，写出H2O2氧化FE2为FE3的离子方程式。62016湖北重点中学联考过氧化钙CAO2是一种白色粉末，微溶于水。加热至350左右开始分解，与水或酸能反应生成H2O2。应用于处理含重金属离子的废水，治理赤潮。其制备过程如下请回答下列问题1CAO2的电子式。2制取CAO28H2O的原理用化学方程式表示，其中H2O2体现性质。3沉淀过程中加氨水的作用是。4沉淀反应需用冰水浴控制温度，原因是写出两种。第12页5CAO2受热分解的化学方程式为。6CAO2质量百分含量的测定称取08000G样品用硫酸溶解，再用01000MOLL1KMNO4溶液滴定，消耗4000MLKMNO4溶液，则CAO2的含量为。7CAO2可以使废水中的MN2变成MNO2沉淀而除去，用离子方程式表达其原理。72016广州模拟软锰矿的主要成分为MNO2，还含有FE2O3、MGO、AL2O3、CAO等杂质，工业上用软锰矿制取MNSO4H2O的流程如下已知FE3、AL3、MN2和MG2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为32、52、104、124；温度高于27时，MNSO4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。1“浸出”过程中MNO2转化为MN2的离子方程式为。2“浸出”过程中FE2O3转化为F3E和FE2，相关反应的离子方程式为。3“滤渣1”的主要成分是，“调PH至56”所加的试剂是填“石灰水”或“稀硫酸”。4根据下表数据，选择“第2步除杂”所加的物质A由一种阳离子和一种阴离子组成，物质A的化学式为。阴离子KSP阳离子C23OFOHCA2501901511047106MG238106741561120MN22211531302113ZN212103012691175采用“趁热过滤”操作的原因是。82016合肥模拟以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和硫单质，原料的综合利用率较高。其主要流程如下第13页回答下列问题1从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜。这种方法的缺点是。2过滤得到的滤渣成分是填化学式。3反应中，共有个反应不属于氧化还原反应。4溶液A中含有的溶质是填化学式。5写出反应的化学方程式。6反应是FECO3在空气中煅烧，写出化学方程式。反应中发生反应的离子方程式为。92016福州一模元素铬及其化合物工业用途广泛，但含6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的CR27O，处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法。直接沉淀法1已知含铬废水中存在着平衡CR27H2O2CR242H。在实际工业生产中，加入沉淀剂BACL2溶液之前还要加入一定量的NAOH，这样有利于沉淀的生成，则生成沉淀的化学式为。还原沉淀法2下列溶液中可以代替上述流程中NA2S2O3溶液的是填字母。AFESO4溶液B浓硫酸C酸性KMNO4溶液DNA2SO3溶液3上述流程中，每消耗01MOLNA2S2O3转移08MOLE，则加入NA2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为。4CROH3的化学性质与ALOH3相似，在上述生产过程中加入NAOH溶液时要控制溶液的PH不能过高，原因可用离子方程式表示。第14页5实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中CR3的含量，其原理是MNNNARNNAMRN，其中NAR为阳离子交换树脂，MN为要测定的离子。阳离子交换树脂的原材料之一是聚苯乙烯，其单体为。某次测定过程中，PH5的废水经过阳离子交换树脂后，测得溶液中NA比交换前增加了46102GL1，则该条件下CROH3的KSP的值为。102016福建泉州模拟废钒催化剂提取纯净V2O5的一种流程如图1。图1图21废钒催化剂需粉碎处理，目的是。2填写并配平步骤中的离子反应方程式。VO2CL3OCL3根据以下信息和图2，步骤调节PH的合适范围是。溶液中有关离子沉淀的PH开始沉淀PH完全沉淀PHFEOH26597FEOH325374V2O5和NAOH溶液反应的化学方程式为。5步骤中需加入硫酸