高考化学专题--工艺流程题解题方法+答题模板+对点训练(精品)

1、高中化学教学研究内参高考化工艺流程题解法一、无机工艺流程题的结构、分类及解题技巧1 .无机工艺流程题的结构和分类无机工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括副产品）；题干部分主要用框图（或生产装置）形式将原料到产品的丰要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及到的 化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。从主要化工工艺来分可以分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题（如海水纯化工艺流程题）、原材料化学转化工艺流程题、电解流程题、有机合成题和资源能源综合利用工艺生产流程题等；按资

2、源的不同，可将工艺流程题分为利用气体资源生产的工艺流程题（如合成氨工艺流程题）、利用水资源生产的工艺流程题（如海水制盐、氯碱工业、海水提漠碘、海水提镁等）、利用矿产资源生产的工艺流程题（工业制硫酸、冶铁炼钢等）、利用化石燃料生产的工艺流程题（如有机合成工艺题）等。2 .解题技巧（1 ）解题思路无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离提纯产品；三是提 高产量和产率；四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰富和经济成本；六是生产设备简单，生产 工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问，我们的解题思路是：从生产目的（标）出发，读懂

3、框图或流程（主线主产品，分支副产品，回头为循环）。解答时要看框内，看框外，里外结 合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。工业生产流程主线与核心分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A.反应物是什么，B.发生了什么反应，C.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了获得产品。从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可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、对综合生产效益有何影响（如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的 要求，环境保护等方面考虑）。（2）知识贮备

4、熟练掌握元素化合物的性质首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性，其次分析物质所含元素化合价的可变性（即物质的氧化性和还原性），判断哪些物质之间能发生反应，生成物是什么。控制反应条件的方法蒸发时气体氛围；控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀（大部分利用水解原理）。如Mg2+、Fe3+、Al3+的混合物分离，通常采用调节溶液的 pH除去杂质达到提纯目的。在这过程中要选择合适的试剂，不要引入新杂质。熟练掌握分离、提纯的实验技能，如溶解、过滤、蒸储、结晶、重结晶等。明确结晶的几种方法工业生产中，往往是从多种溶质或一种溶质的溶液中提取目标固体产物。以下几种情况一般需要用到结晶工艺。当溶液是单一

5、溶质时：最后所得晶体不带结晶水（如NaCl、KNO）;蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，最后所得晶体带结晶水（如CuSO 5H2。当溶液中有两种或以上溶质时：经浓缩蒸发，其中溶解度最小、受温度影响最小的溶质，被趁热过滤成滤渣。而滤液中溶解度最小的溶质是饱和溶液，然后冷却结晶，过滤，得另一溶质（溶解度最大、受温度影响最大的溶质）。熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理和化工生产中的一些常用名词浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。浸出率：加酸使矿石溶解后，溶解量占应被溶解量的比例。酸浸：是指在酸溶液中反应使可溶物进入溶液，不溶物通过过滤除去。水浸：与水接触反应或溶解，也可能离子发生了水解反应。水洗：通常是为了

6、除去水溶性的杂质。酸洗：通常指清洁金属表面的一种方法。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理步骤。即将制件浸入硫酸等酸的 水溶液，以除去金属表面的氧化物等薄膜。（3）实验条件的控制和目的调节溶液的pH值：使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的；抑制某些离子的水解；防止某些离子的氧化等。在题目中 常以表格形式给出信息。控制体系的温度：a .控制低温：防止物质的分解，如NaHCC3、NH4HCQ、H2O2、HNO3（浓）等；防止物质的挥发，如盐酸、醋酸等；抑制物质的水解；冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；增大气体反应物的溶解度，使其被充分吸收。b.采取加热：加速某固体的溶解，加快反应速率；减

7、少气体生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。c.控制范围：确保催化剂的催化效果；兼顾速率和转化率；追求更好的经济效益；防止副反应发生等。(4)物质分离或提纯常用的化学方法溶解法：利用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如 Fe (Al)可用过量的NaOH溶液而除去Al, C2 ( HCk H2O)先通过饱和食盐 水，再通过浓H2SQ。沉淀法：a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀，加入的沉淀剂必须过量，且在后续步骤中易除去)。b.调节溶液的酸碱性。洗涤法：a.水洗，b.冰水洗，c.有机溶剂洗，其目的是：洗去目标物表面的杂质离子；减少目标物

8、的溶解损耗或增大有 机杂质的溶解量；防止目标物形成结晶水合物；使晶体快速干燥。(5)可循环物质的判断流程图中回头箭头的物质生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。主要原料:空气、化石燃料、水合成氨 工业反应原理c + n2o(&)co +11?催化剂H.O(e)+CU-<0, + H高温、高压催印-明化学工业主要设备:合成塔主要生产过程:原料气制备f净化-压缩.一合成一分禽主要原料：空气、黄铁矿(硫铁矿)或硫磺、水硫酸工业反应原理 与设备4尸5 4-1102 通邑2 F/ 0 + 8S07沸腾炉250, +乌1 詈*口一接1M室

9、6口 +ll20=吸收塔生产过程与Q.的制取一净化-S您的氧化->S0.的吸收工覆原料二饱和食排水电极反应氮域工业反反(阴极二2H4卜2e-I 附极2e -尊反应£N“1 + 2电口,蛆IMaQH+ H1t 1主要谀备：离f衣换膜电解槽生产过湿:粗掂水一精制、电脑 干要原卷L石灰石.石英.纯碱(CaOO. +S& -CiOa +COL T 反应原理彳 °|同图.Na,CO. - -Nil SiO3 + CO, t王聂戌分；N/U,CjO 6SW熟练掌握化学计算的方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等。11高考工艺流程题解题模板与对点训练一、原料预处理的各种方法

10、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、煨烧或灼烧：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）例题1.12015全国I卷】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为 Mg2B205 H2O和Fe3O4,浸渣浸渣含镁盐母液还有少量F%03、FeO、CaO、Al 2O3和SQ2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所铁硼矿粉r回答下列问题：（

11、1）写出Mg2B205 H20与硫酸反应的化学方程式。为提高浸出速率，除适当 增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有 （写出两条）【对点练习】1、步骤I前，°-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 2. MgS0 4 7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业废渣主要成分是 MgC03,另外还有CaC03、Si02等杂质。从此废渣中回收 MgSO4 7H2O的工艺如下：第一不用硫酸浸出。（1） “浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出任意一条）二、调节溶液的PH:1、目的：使溶液中的。金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀下来而除去2、需要的物质： 含主

12、要阳离子的 难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐.即能与H+反应，是 PH增大的物质如用MgO、Mg （OH） 2等等。3、原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了的浓度，增大 PH4、PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH例题2、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以° -锂辉石（主要成分为 Li 2O AI2O3 4SiO2）为原料制备Li 2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg 2+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; U2SO4、LiOH和Li 2CO3在303 K下的溶解度分别为

13、34.2 g、12.7 g和1.3 g。（2）步骤I中，酸浸后得到酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe-、Fe2+> Mg2 Ca2 + > Na+等杂质，需在搅拌下加入 （填“石灰石”、“氯化钙”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。例题3、稀土元素是周期表中出 B族铳、钮和例系元素之总称。他们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+ 3价。其中初（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的含钮矿石（YzFeBeSizO。），工业上通过如下生产流程可获得氧化钮。NaOH草序（叫图I嵬壤加氨水 e j出皿-

14、过港水或tth已知：该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表:离于|开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH3Fe2.73.73+Y6.08.2（3）为使Fe"沉淀完全，用氨水调节 pH=a时，a应控制在 范围内，【对点练习】3、欲降低废水中重金属元素铭的毒性，可以将Cr2。2-转化为Cr（OH）3沉淀除去。已知C产的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为5.0和7.0, Fe3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为2.7和3.7 , Fe2+ 的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为7.6和9.6。（1）某含铭废水处理的主要流程如图所示：调节溶液pH至,可使

15、得到的金属阳离子Fe3+和Cr3+沉淀完全。4、锯（Sr）为第五周期n A族元素。高纯六水氯化银晶体（SrCl 2 6H2。）具有很高的经济价值，61c时晶体开始失去结晶水，100c时失去全部结晶水。用工业碳酸锯粉末（含少量Ba、Fe的化合物）制备高纯六水氯化锂的过程如下图。A.稀硫酸 B .氢氧化锂粉末 C .氢氧化钠 D .氧化锂粉末5、硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al 2O3、Mg。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。硫酸渣过量盐酸充分反应固体A试剂X固体C试剂X3ipH=3>陆液 F过量CO2固体G调pH=13溶液H已知：阳离子以氢

16、氧化物形式完全沉淀时溶液的 （填以下字母编号）D.氢氧化钠沉 淀物Fe( OH)3Al( OH)3Mg( OH)2pH3.45.212 .4pH:一水合氨电离常数 Kb=1.8X10 5,其饱和溶液中 c（OH）约为1X10-3mol L-1。（2）上述流程中两次使用试剂X,推测试剂X是A.水B.氧化铝 C .氨水三、除杂、实验操作类一、盐溶液的分离提纯方法：结晶法1、纯物质溶液得到晶体：蒸发结晶（ NaCl型）；蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶（KNO3型和 含有结晶水的晶体）2、混合溶液（分离 A和B）:蒸发结晶，趁热过滤（得 NaCl型），将滤液冷却结晶，过滤（得 KNO3型）3、

17、由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2等溶液获取对应晶体，采取的措施是：在干燥的HCl气氛中加热蒸干模板：加热浓缩一冷却结晶一过滤一洗涤一干燥仪器：蒸发皿、玻璃棒、烧杯二、沉淀洗涤（1）沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。（2）洗涤方法：向漏斗内加蒸储水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作23次。（3）误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量儡氤。若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。（4）沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板取最后一次洗涤液，滴加（试剂），若没有现象，证明沉淀已洗净三、实验操作取少量待测液于试售中，滴加(试剂，用量)，若

18、没有现象，证明没有 当阖炮I后二播券X谀牌箍落液后，溶液变成XXX色，且半分钟内不恢复原来的颜色。例4、锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以3-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6 ,还含有FeO MgO CaO等杂质)为原料来制取金属锂。 其中一种工 艺流程如下：Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:温度/C010205075100Li2CO3的溶111100解度/g.539.406.329.181.866.728请回答下列问题:(4)反应IV生成 Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称 ,洗涤所得Li2CO3

19、沉淀要使用(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是 O【对点练习】氯化钠硫酸镂6、以氯化钠和硫酸俊为原料制备氯化钱及副产品硫酸钠，工艺流程如下：卜一滤液_舄_叵j滤液口日日二NH 4C1 *洗涤|一干燥一 NH4C1产品氯化钱和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。(4)不用其它试剂，检查 NH4CI产品是否纯净的方法及操作是 。L滤渣B操彳I -滤液7. MgSO4 7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业废渣主要成分 是MgCO3 ,另外还有 CaCO3、SiO2等杂质。从此废渣

20、中回收MgSO4 - 7H2O的工艺如下： -3U -滤液加热f 废渣 一*浸出 一过滤一f滤渣AMgSQ 7H2O已知CaSO4和MgSO4的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如右图所示，试回答下列问题：(3)操作I的名称是 ,操作II的名称鼾是。网(4)操作I和操作II都需要用到玻璃棒，操作 I中玻璃棒的主要作用是,操作II中玻璃棒的主要作用 28、馍电池电极材料由 Ni(OH) 2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电材料对环境有 危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：CaSO4、Ag2so4。KOH、NaOH、Ba(OH) 2、NH 3.H 2O

21、 外均为能充分利用钾资源，用饱和溶液滤渣(1)滤渣主要成分有例题6、某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有 等，回收其中镁的工艺流程如下：_以及未溶杂卤石。MgC03 MgSiO3 CaMg(CO3)2、A12O3 和 Fe2O3硫酸溶液固体废料+研磨+ M出，过淀一倜pH到15 ->过滤r滤液一*已知：NiCl 2易溶于水，Fe"不能氧化Ni2+O已知实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4 H2O>NiC2O4 2H2O某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：M(OH)nKsp开始沉淀时pH沉淀完全时的pHAl(0H)31.9X1

22、0233.44.2Fe(0H)33.8X10-382.52.9Ni(0H)21.6X10147.69.8(3)检验电解滤液时阳极产生的气体的方是： 。(5)如何检验 Ni(OH) 3是否洗涤干净？ 。9、 取20.00mL富碘卤水放入 (填仪器名称)中，将 0.1 mol L T的酸性高镒酸钾溶液装入滴 定管中，达到滴定终点的标志是。10、(1) “除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸钱溶液中的少量Fe2+O检验Fe2+是否除尽的实验操作是 。四、滤液和滤渣的成分判断熟记常见难溶于水微溶于水的物质盐酸盐：AgCl、HgCl、CuCl ;硫酸盐：BaSO4、P

23、bSO4、碳酸盐、亚硫酸盐：除 K、Na、NH4+外均难溶；氢氧化物：除 难溶。例题5、难溶性杂卤石(K2SO4 MgSO4 2CaS04 2H2。)属于 呆矿”，在水中存在如下平衡K2SO4- MgSO SCaSO- 2H2O(s)2Ca2 + + 2K+-F M/+4S0： H-2H20Ca (OH) 2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下:母液卢滤液(1沉淀物Fe(0H)3Al(0H)3Mg(0H)2完全沉淀pH3. 45. 212. 4L* M蚪)Hk ff MgCk(2)滤渣I的主要成分有o【对点练习】11、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO

24、4制备高铁酸钾的生产流程如下：H2SO4 NaOHKOHFeSO4溶液3氧化I f 氧化II + 过滤 + 反应 f 操作I K2FeO4忡2。2+试剂A|滤渣B查资料得知K2FeO4的一些性质:在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂具有强氧化性，能氧化有机烧、苯胺和80%以下乙醇溶液（2）氧化H中，试剂 A为（填“电。2”或“ HNO3”或“ NaClO”）；过滤操作中，得到的滤 渣B中除NaCl还有12、工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、生产流程如下：FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红（Fe2O3 ）,具体调节PH至5,过滤步骤II

25、I加入啊HCg产品 氧化铁试回答下列问题：（1）滤液X中含有的金属阳离子是（填离子符号）。13、MgSO门比0是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石含有MnCd,SiOt杂质）制取MgSO7H力的实验，流程如下：（主耍成分是Mm,并（1）第步研磨的目的是 NsClOiff浦过泌”啰。4, 徭帼靖晶 少量NaCl MgSO4- 7Hs0所得滤液主要含等溶质。五、温度的控制1、加热：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动； 除杂，除去热不稳定的杂质， 如NaHCO3、Ca（HCO3）2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料气化。2、降温：防止某

26、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。3、控温：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）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。4、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。例7、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医用二水合氯化钙工艺流程为：船酷氢葡化钙盐酸I iI匚整 fW|-> |Wl->屋囤f I蒸发结晶（16。句

27、JI海渣CaClj（5）为什么蒸发结晶要保持在 160C： 例8、实验室用硫酸厂烧渣(主要成分为和绿矶(FeSO4- 7H2O),过程如下：Fe2O3及少量FeS SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)渣足量。3、稀硫酸固体9(Si SiOa等)2上溶液X柴吗溶液Z "甯二聚铁胶体k聚铁溶液绿帆(5)在中，将溶液 Z控制到7080 C的方法是温度到7080 C。；为什么需要控制【对点练习】14、空气吹出法工艺，是目前海水提澳”的最主要方法之一。其工艺流程如下:粗澳水(4)步骤的蒸储过程中，温度应控制在 因80-90 Co温度过高或过低都不利于生产 。如何控制温度，请解释原O六、氧

28、化还原反应和反应方程式的相关信息1、选择合适的氧化剂：不引入新的杂质，无污染等等2、离子方程式的书写3、氧化还原反应方程式的书写思路：(1)、判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物(2)三步配平法配平根据化合价升降法配平这四种物质根据电荷守恒补充 H+和OH-,并配平根据原子个数左右相等配平并配上H2O例题9、硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物，主要成分是Fe3O4、F%O3、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Fe2(OH) n(SO4)3-n/2m流程图：FeSO4?7H2操作i稀H2SO4/ Fe2(OH) n(SO4)3-n/ ,H2O2(2) “酸

29、溶”过程中 Fe3O4溶解的化学反应方程式： (5)加入适量 HQ的目的是氧化Fe2+,写出HbQ氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式 【对点练习】15、铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌镒电池为原料制备镒锌铁氧体的主要流程如下：弃去塑料碳棒碳粉(1)酸浸时，二氧化镒被双氧水还原的化学方程式为 。(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。16、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：H2SO4 NaOHKOHFeSO4溶液f氧化I 一氧化II过滤 - 反应 -*操作I-K2FeO4忖2。29试剂AJ滤渣B查资料得知K2FeO4的一些性质：在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂具有强氧化性，能氧化有机烧、苯胺和80%A下乙醇溶液回答下列问题：(1)写出“氧化I”中，生成Fe3+的离子反应方程式 氧化H中，试剂 A为(填“H2O2”或“ HNO3”或“ NaClO”)；(4)净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3,请补充并配平