高三优生辅导元素的性质(化工流程)

1、化工工艺流程题化工工艺流程题 1、化工生产流程与元素及其化合物的性质和相互关系结合、化工生产流程与元素及其化合物的性质和相互关系结合起来，考查元素及其化合物、化学实验、电化学等知识的题。起来，考查元素及其化合物、化学实验、电化学等知识的题。2、化工工艺流程题的结构：、化工工艺流程题的结构：分题头、题干和题问三部分。分题头、题干和题问三部分。3、该专题题型的基本特征：、该专题题型的基本特征：(1) 流程繁杂，操作步骤多：流程图中转化一般都在十步左右，流程繁杂，操作步骤多：流程图中转化一般都在十步左右， 往往多次使用混合物的分离操作。往往多次使用混合物的分离操作。(2) 反应复杂，使用原料多：题目

2、涉及元素及其化合物的反应，反应复杂，使用原料多：题目涉及元素及其化合物的反应， 往往是发生一些较复杂的氧化还原反应；流程中使用的原料往往是发生一些较复杂的氧化还原反应；流程中使用的原料 不是一种，而是多种，原料不仅开始加入，中间也加入。不是一种，而是多种，原料不仅开始加入，中间也加入。(3) 知识混杂，题给信息多：题目考查的知识点多，元素及其化知识混杂，题给信息多：题目考查的知识点多，元素及其化 合物、电化学、水溶液中离子平衡、化学平衡、化学实验知合物、电化学、水溶液中离子平衡、化学平衡、化学实验知 识均可以渗透；由于与生产、生活紧密联系，考题中往往要识均可以渗透；由于与生产、生活紧密联系，考

3、题中往往要 提供较多的新信息。提供较多的新信息。4、解答非金属化工工艺流程题采用系统分析法，其基本步骤：、解答非金属化工工艺流程题采用系统分析法，其基本步骤：(1) 读题头，得目的，划原料产品。读题头，得目的，划原料产品。 由于题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产由于题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产 的目的的目的(包括副产品包括副产品)，因此通过阅读流程图的题头，首先明，因此通过阅读流程图的题头，首先明 确目的，划出原料和产品确目的，划出原料和产品(包括副产品包括副产品)。(2) 读题干，析过程，推各步物质。读题干，析过程，推各步物质。 题干部分主要用框图形式将原料到产

4、品的主要生产工艺题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺 流程表示出来。我们把它分为三个层次：读得懂的；读得流程表示出来。我们把它分为三个层次：读得懂的；读得 不太懂，但根据上下文可以勉强懂的；完全读不懂的。不太懂，但根据上下文可以勉强懂的；完全读不懂的。 快读读得懂的，这部分往往是常见的化学反应、化学实快读读得懂的，这部分往往是常见的化学反应、化学实验操作等基础知识，是要求必须掌握的。出题者常在这些验操作等基础知识，是要求必须掌握的。出题者常在这些环节设问，让大部分学生都能得到这些分。因此要克服恐惧环节设问，让大部分学生都能得到这些分。因此要克服恐惧心理，意识到无论流程图如何复杂，都

5、要会有简单的得分题。心理，意识到无论流程图如何复杂，都要会有简单的得分题。例如一些灼烧、水浸及过滤的目的。例如一些灼烧、水浸及过滤的目的。(3)读信息，找规律，用规律解题。读信息，找规律，用规律解题。 题干部分除框图外，还包括图下提供的信息，新信息是一些题干部分除框图外，还包括图下提供的信息，新信息是一些 课本上未出现过但题中必须要用到的知识。要求先养成良好课本上未出现过但题中必须要用到的知识。要求先养成良好 的做题习惯，阅读题干时要随手划出题目中的相关信息，找的做题习惯，阅读题干时要随手划出题目中的相关信息，找 出信息规律，应用信息规律推出上一步没有推出的物质。出信息规律，应用信息规律推出上

6、一步没有推出的物质。在有了以上的认识之后，为了能站在更高的层次去理解化工流在有了以上的认识之后，为了能站在更高的层次去理解化工流程这类看似很复杂的题，你可以去体会出题者设问的角度、意程这类看似很复杂的题，你可以去体会出题者设问的角度、意图等，即假设你就是高考命题者，结合提供的工业流程图进行图等，即假设你就是高考命题者，结合提供的工业流程图进行命题，你设计的问题无非是命题，你设计的问题无非是“这是什么过程？涉及什么操作？这是什么过程？涉及什么操作？什么原理？如何设问？为什么要这样命？想达到什么目的？什么原理？如何设问？为什么要这样命？想达到什么目的？”这样就可以让大家设置出问题一起交流、讨论。在

7、此过程中既这样就可以让大家设置出问题一起交流、讨论。在此过程中既复习了相关的知识又体会了无机化工流程图这类题不过是复习了相关的知识又体会了无机化工流程图这类题不过是“披披着狼皮的羊着狼皮的羊”无论流程如何陌生复杂，最终命题者设置的问无论流程如何陌生复杂，最终命题者设置的问题仍然是课本、考纲所要求掌握的知识点而已。题仍然是课本、考纲所要求掌握的知识点而已。(4)读题问，逐空填答，用语要规范。读题问，逐空填答，用语要规范。 在对工艺流程的目的及过程清晰之后，并不表示就可以轻松在对工艺流程的目的及过程清晰之后，并不表示就可以轻松 得分了，规范答题也是非常关键的一步，你必须逐空逐问地得分了，规范答题也

8、是非常关键的一步，你必须逐空逐问地 回答，用词要准确，语言要简练，化学用语要规范，化学方回答，用词要准确，语言要简练，化学用语要规范，化学方 程式或离子方程式要配平。历年高考评卷分析都发现学生的程式或离子方程式要配平。历年高考评卷分析都发现学生的 简述能力比较差，特别是化学用语的表述存在很大的误差。简述能力比较差，特别是化学用语的表述存在很大的误差。 因此在此环节中要训练自己掌握不同题型的答题模式，多思因此在此环节中要训练自己掌握不同题型的答题模式，多思 考总结如何作答更完美。这当然不是一朝一夕可以做好的，考总结如何作答更完美。这当然不是一朝一夕可以做好的， 是需要平时不断地累积。是需要平时不

9、断地累积。2常见类型：常见类型：(1) 直接转化型：直接转化型：以以“原料原料中间产物中间产物产品产品”为主线索设计的流程题，为主线索设计的流程题，没有副产品，流程图中只有物质间的转化和原料的加入、分没有副产品，流程图中只有物质间的转化和原料的加入、分离方法等。离方法等。例例1：亚氯酸钠：亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂。是一种重要的含氯消毒剂。 以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：已知： NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可析出的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可析出 结晶结晶NaClO23H2O。 ClO2

10、的沸点为的沸点为283 K，纯，纯ClO2易分解爆炸，常用稀有气体易分解爆炸，常用稀有气体 或空气稀释防止爆炸性分解。或空气稀释防止爆炸性分解。 HClO2在在25 时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当，时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当， 可视为强酸。可视为强酸。 160gL1 NaOH溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为 。 若要计算该溶液的质量分数，若要计算该溶液的质量分数， 还需要的一个数据是还需要的一个数据是 。4 molL1 溶液的密度溶液的密度(2) ClO2发生器中所发生发生器中所发生反应的化学方程式为反应的化学方程式为 。发生器中鼓入空气的作用可能是发生器中鼓入空气

11、的作用可能是 (选填序号选填序号)。a将将SO2氧化成氧化成SO3，增强酸性，增强酸性b稀释稀释ClO2以防止爆炸以防止爆炸 c将将NaClO3氧化成氧化成ClO22NaClO3SO2H2SO4 = 2ClO22NaHSO4或或 2NaClO3SO2 = 2ClO2Na2SO4(3) 吸收塔中为防止产生的吸收塔中为防止产生的NaClO2被继续还原成被继续还原成NaCl，所用，所用还原剂的还原性应适中。除还原剂的还原性应适中。除H2O2处，还可以选择的还原剂处，还可以选择的还原剂是是 (填序号填序号)。 ANa2O2BNa2SCFeCl2DKMnO4bA(4) 在碱性溶液中在碱性溶液中NaClO

12、2比较稳定，所以吸收塔中应维持比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断稍过量，判断NaOH是否过量是否过量的简单实验方法是的简单实验方法是 。(5) 从滤液中得到从滤液中得到NaClO23H2O粗晶体的粗晶体的实验操作依次是实验操作依次是 (选填序号选填序号)。 A蒸馏蒸馏B蒸发蒸发C灼烧灼烧D过滤过滤E冷却结晶冷却结晶(6) 从滤液中得到从滤液中得到NaClO23H2O晶体还必须进行的操作晶体还必须进行的操作是是 (填操作名称填操作名称)。2常见类型：常见类型：(2) 操作流程型操作流程型以物质的制备反应、过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、重以物质的制备反应、过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液

13、、重结晶、渗析、升华、盐析等混合物的分离提纯操作为主流结晶、渗析、升华、盐析等混合物的分离提纯操作为主流程，根据给定的原料来制取指定的产品。程，根据给定的原料来制取指定的产品。例：聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体例：聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为土，化学组成为Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.

14、0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构，化学性质也有差异且一定条件下可相互转化；高岭土中结构，化学性质也有差异且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下图所示。的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下图所示。 根据流程图回答下列问题：根据流程图回答下列问题：(1) “煅烧煅烧”的目的是的目的是 。(2) 配制质量分数配制质量分数15%的盐酸需要的盐酸需要200 mL 30%的浓盐酸的浓盐酸(密度密度约为约为1.15 g/cm3)和和 g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、玻璃棒

15、、 。(3) “溶解溶解”过程中发生反应的过程中发生反应的离子方程式为离子方程式为 。(4) 加少量铝粉的主要作用是加少量铝粉的主要作用是 。(5)“调节溶液调节溶液pH在在4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂，的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是还需借助的实验用品是 ；“蒸发浓缩蒸发浓缩”需保持温度在需保持温度在90100 ，控制温度的实验，控制温度的实验方法是方法是 。改变高岭土的结构，使其能溶于酸改变高岭土的结构，使其能溶于酸 230 量筒量筒 Al2O36H= 2Al33H2O Fe2O36H= 2Fe33H2O除去溶液中的铁离子除去溶液中的铁离子pH计计(或精密或精密

16、pH试纸试纸) 水浴加热水浴加热2常见类型：常见类型：(3) 原材料转化流程型原材料转化流程型 以原材料、中间产物、产品的转化为主流程，制取主要产品以原材料、中间产物、产品的转化为主流程，制取主要产品和副产品，同时考查元素及其化合物、实验、电化学、绿色和副产品，同时考查元素及其化合物、实验、电化学、绿色化学等知识。化学等知识。2常见类型：常见类型：(4) 副产品循环型：副产品循环型：流程图中除了物质间的转化和原料的加入、分离方法外，还流程图中除了物质间的转化和原料的加入、分离方法外，还有副产品的产生或循环使用，流程图更加复杂。有副产品的产生或循环使用，流程图更加复杂。2常见类型：常见类型：(5

17、) 流程评判型：流程评判型：题中给出多种流程或方案，需要学生进行评价判断，并说明题中给出多种流程或方案，需要学生进行评价判断，并说明理由，这类题必须先对各个流程或方案进行分析、推断，弄理由，这类题必须先对各个流程或方案进行分析、推断，弄清原理，再结合原料、成本、操作步骤、绿色化学、产品纯清原理，再结合原料、成本、操作步骤、绿色化学、产品纯度、混合物分离方法选择等知识作出评判。度、混合物分离方法选择等知识作出评判。3活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下

18、：氧化锌氧化锌粗品粗品H2SO4溶溶解解滤滤渣渣产产品品滤滤液液Na2CO3煅煅烧烧除除杂杂滤滤液液沉沉淀淀滤滤渣渣一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：见下表：沉淀物沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7（1）“溶解溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒， 目的是目的是 。增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率 （2）“溶解溶解”后得到的酸性溶液中含有后得到的酸性溶液中含有Zn2、SO42，另含，另含有有Fe2、Cu2等杂质。先

19、加入等杂质。先加入 （填（填“Na2CO3”或或“H2SO4”）调节溶液的）调节溶液的pH至至5.4，然后加入适量，然后加入适量KMnO4，Fe2转化为转化为Fe(OH)3，同时，同时KMnO4转化为转化为MnO2。经检测溶液。经检测溶液中中Fe2的浓度为的浓度为0.009molL1，则每升溶液中至少应，则每升溶液中至少应加入加入_mol KMnO4。（3）杂质）杂质Cu2可利用置换反应除去，可利用置换反应除去， 应选择的试剂是应选择的试剂是_。（4）“沉淀沉淀”得到得到ZnCO32Zn(OH)2H2O，“煅烧煅烧”在在450500下进行，下进行，“煅烧煅烧”反应反应的化学方程式为的化学方程式

20、为 。Na2CO3 0.003 锌粉锌粉 ZnCO32Zn(OH)2H2O = 3ZnO CO2 3H2O4505004磷酸亚铁锂磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3)2（含少量（含少量Ca2+、Mg2+的盐）、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺的盐）、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下：流程如下：铁红铁红LiFePO4磷酸磷酸过量碳粉过量碳粉Li2CO3锂辉石锂辉石浓硫酸浓硫酸300冷却、加水冷却、加水过滤过滤滤渣滤渣滤液滤液滤渣滤渣滤液滤液NaOH、pH

21、=11适量适量Na2CO3过滤过滤Na2CO3饱和液饱和液过滤、热水洗过滤、热水洗涤涤FePO4高高温温除杂过程除杂过程已知：已知：2LiAl(SiO3)2 + H2SO4(浓浓) Li2SO4 + Al2O34SiO2H2O250 300 C温度温度/20406080溶解度溶解度(Li2CO3)/g1.331.171.010.85溶解度溶解度(Li2SO4)/g34.232.831.930.7（1）从滤渣）从滤渣中可分离出中可分离出Al2O3，如下图所示。，如下图所示。请写出生成沉淀请写出生成沉淀的离子方程式的离子方程式 。沉淀沉淀溶液（含溶液（含Al3+）Al2O3滤渣滤渣过量试剂过量试剂

22、a灼烧灼烧（2）滤渣）滤渣的主要成分是：的主要成分是： （填化学式）。（填化学式）。（3）向滤液）向滤液中加入饱和中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，溶液，过滤后，用用“热水洗涤热水洗涤”的原因是的原因是 。（4）写出在高温下生成）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式磷酸亚铁锂的化学方程式 。Al3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3+3NH4+ Mg(OH)2 CaCO3 Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少热水洗涤可减少Li2CO3的损失的损失 2FePO4+ Li2CO3+2C 2LiFePO4+3CO FePO4 + Li+ + e-

23、= LiFePO4 （5）磷酸亚铁锂电池总反应为：）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4 + Li LiFePO4，电池中的固体电解质可传导电池中的固体电解质可传导Li。试写出该电池放电时的正极反应：试写出该电池放电时的正极反应： 。若用该电池电解饱和食盐水（电解池电极均为惰性电极），若用该电池电解饱和食盐水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为该电池消耗锂的质量为 。放电放电充电充电1.4g 3锆锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO

24、2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆的流程之一如下：等杂质，生产锆的流程之一如下： 写出上述流程中高温气化的反应方程式写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成碳转化成CO)：_。(2) 写出写出ZrOCl28H2O在在900 生成生成ZrO2的反应方程式：的反应方程式：_。4C4Cl2ZrSiO4 ZrCl4SiCl44CO=ZrOCl28H2O = ZrO22HCl7H2O高温高温900(3) 关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说

25、法不正确的是 。 A二氧化锆纳米陶瓷是一种新型材料二氧化锆纳米陶瓷是一种新型材料 B纳米级二氧化锆是一种胶体纳米级二氧化锆是一种胶体 C锆合金的硬度比纯锆要高锆合金的硬度比纯锆要高 D日本福岛核电站爆炸可能是由锆合金在高温下与日本福岛核电站爆炸可能是由锆合金在高温下与 水蒸气反应产生的氢气爆炸引起水蒸气反应产生的氢气爆炸引起(4) 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入甲烷；一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入甲烷；电解质是掺杂氧化钇电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状晶体，在熔融状态下能传导态下能传导O2。 在熔融电解质中，在熔融电解质中，O2向

26、向 (填填“正正”或或“负负”)极移动。极移动。电池正极电极反应为电池正极电极反应为 ；负极电极反应为负极电极反应为 。B负负 O24e = 2O2CH4 8e 4O2 = CO2 2H2O4以硫铁矿以硫铁矿(主要成分为主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体为原料制备氯化铁晶体 (FeCl36H2O)的工艺流程如下：的工艺流程如下：回答下列问题：回答下列问题： 在一定条件下，在一定条件下，SO2转化为转化为SO3的反应为的反应为 2SO2O2 2SO3，该反应的平衡常数，该反应的平衡常数 表达式为表达式为K ；过量的过量的SO2与与NaOH溶溶液反应的化学方程式为液反应的化学方程式为 。(2

27、) 酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 、 。SO2NaOH = NaHSO3c2(SO3)c2(SO2)c(O2)提高铁元素的浸出率提高铁元素的浸出率 抑制抑制Fe3水解水解 (3) 通氯气氧化时，发生的通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为主要反应的离子方程式为 ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为尾气中污染空气的气体为 (写化学式写化学式)。Cl2、HClCl22Fe2 = 2Cl2Fe3 5工业上用共沉淀法制备活性工业上用共沉淀法制备活性Fe3O4的流程如下：的流程如下：锈蚀锈蚀废

28、铁废铁粉碎粉碎车间车间配料配料中心中心粉末粉末混合物混合物Fe2O3与与Fe按一定按一定比例混合比例混合反应池反应池盐酸盐酸溶液溶液含一定比例含一定比例的的FeCl3与与FeCl2废渣废渣合成池合成池pH=6.8NaOH溶液溶液分离分离车间车间活性活性Fe3O4试回答下列问题：试回答下列问题：（1）在制备过程中，不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末，）在制备过程中，不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末，而且反应池、合成池都要安装搅拌机。作用都是而且反应池、合成池都要安装搅拌机。作用都是 。（2）在反应池中几乎没有气体产生。在反应池中生成亚铁离）在反应池中几乎没有气体产生。在反应池中生成亚铁离子的反应的离子方程式为子的反应的离子方程式为 。增加反应物之间的接触面积，增加反应物之间的接触面积，增加反应速率，提高生产效率。增加反应速率，提高生产效率。 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 或或Fe2O3 + Fe + 6H+ = 3Fe2+ + 3H2O （3）在合成池里生成）在合成池里生成Fe3O4 反应的离子方程式为反应的离子方程式为 ， 反应温度需控制在反应温度需控制在50，其方法是，其方法是 。（4）根据以上反应可知，配料中心很可能使混合物中）根据以上反应可知，配料中心很可能使混合物中 的的Fe2O3与与Fe物质的量之比接近物质的量之比接近 。（5）在分离车间进行）在分离