通过模块化与建模处理工艺流程与综合实验题

高考重要题型讲解--工艺流程题的框架和解题一般思路近几年高考中情景素材统计（1）自然资源开发利用类钛铁矿、铬铁矿、软锰矿、菱镁矿、铁硼矿、铝土矿、磷矿石、白云石、莹石（2）废弃资源回收利用类废铁屑、废铝片、废钒催化剂、废玻璃、废旧锂离子电池、废旧锌锰电池、粉煤灰、银铜合金废料（3）物质的制备和净化类水泥、NaClO2、NH3、H2C2O421、原料所含杂质类：SiO212次；Al2O311次）；FeOy10次）；MgO5次；MnO24次；CaO3次2、辅助试剂类：H2O27次；MnO46次）；2Cr2O72次）；H2C2O42次、NaBH42次；nS、FeS、MnS各1次近几年高考中高频化合物统计3设问方式考查内容考查方式原料转化为产品的生产原理元素及其化合物性质、离子反应、氧化还原反应、热化学知识、化学反应速率与化学平衡、溶解度、水溶液中离子平衡(Ka、Kb、Kh、Ksp的应用)化合价规则、物质的命名、方程式书写、图表分析、实验原理及文字表达、实验方案设计除杂、分离和提纯产品实验仪器和实验操作仪器名称、分离提纯的操作、滴定实验及相关计算提高产量和效率化学平衡、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尾气的处理、实验方案的设计综合利用电化学知识电极方程式书写及电化学的相关计算近几年高考中考点分析化工流程图题由题头、流程和设问三部分构成。题头：一般是简单介绍产品的应用价值、生产原料、提供相关信息；流程：用框图形式将生产（或研究）工艺流程表示出来；设问：根据流程相关节点设置成系列问题。一、化工流程图题流程的设计方式流程的设计方式----操作、物质、设备、混合原料核心反应目标产物原料的预处理反应条件控制物质分离提纯生产实际工艺流程题的基本结构示意图10版本二、剖析工艺流程题的命题角度2016全国卷128．14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：核心化学反应分离提纯题型示例原料目标产物工艺流程题的基本结构示意图20版本转化线：元素守恒—焙烧、溶浸、沉淀、煅烧、电解、结晶等除杂线：复分解沉淀、置换沉淀、氧化还原沉淀；加热产生气体等分离线：蒸发、结晶、过滤（趁热过滤）、洗涤、干燥等转化线：元素守恒—焙烧、溶浸、沉淀、煅烧、电解、结晶等除杂线：复分解沉淀、置换沉淀、氧化还原沉淀；加热产生气体等分离线：蒸发、结晶、过滤（趁热过滤）、洗涤、干燥等命题1：核心反应——陌生方程式的书写步骤要求，解析第1步：列物质氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物电极方程式为：正极或者阴极：氧化剂+ne-→还原产物负极或者阳极：还原剂-ne-→氧化产物第1步中只写出氧化还原方程式中氧化剂，还原剂，氧化产物，还原产物；除了教材中要求学生掌握的常见物质变化外，陌生氧化还原方程式总会在题中给出相应信息推出产物：如化合价变化，物质变化等。第2步：平电子根据电子得失守恒配平所列物质。第3步：平电荷根据电荷守恒配平所列物质，当电荷不相等时，酸性环境补充氢离子，碱性环境补充氢氧根离子，总的原则是只能补充电解质中含有的离子。第4步：平原子根据原子守恒配平方程式。陌生方程式书写的思维建模命题2：反应条件的控制——以温度为例条件变化思维方向解析温度变化产生有利的结果是否提高生产效率--平衡是否可以正向移动，提高产率看是否为可逆反应，且是否为吸热反应温度变化产生不利的结果是否发生副反应①注意题目给出的副反应发生的条件②注意温度升高已被氧化的物质：醛类，酚类，-,SO32-等③有机实验中使用浓硫酸时注意是否发生炭化，氧化等副反应是否有物质挥发①注意题给低沸点物质，如液溴等②注意是否有气体参与反应过程，气体在溶液中的溶解度一般随温度的升高而降低是否有物质分解注意反应中是否有铵盐，硝酸盐，结晶水合物，碳酸酸式盐，双氧水，氨水等热稳定性较差的物质参与平衡是否向逆向移动注意温度变化造成的平衡移动是否是反应向有利的方向移动控温类试题的思维建模命题3：核心反应/条件控制——加入物质的作用加入物质目的/作用的思维路线加入物质的作用分为下列两个大的方面考虑：命题4：原料的预处理增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。浸出：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧：搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）杂质高温下氧化、分解命题5：分离提纯①结晶（重结晶）:固体物质从溶液中析出的过程。②过滤：固、液分离③蒸馏：液、液分离④蒸发：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。⑤萃取：用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥分液：互不相溶的液体间的分离⑦盐析：加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。⑧升华：将可直接气化的固体分离出来。⑨洗涤：通常有水洗、冰水洗涤、醇洗。命题6：实际工业生产三个意识成本意识：浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗的控制、原料、能量的循环利用效率意识：生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择环保意识：绿色化学：无污染、无腐蚀、“三废”废气、废渣、废水的处理。（2013年全国新课标卷I）27．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是。有氯气生成，污染较大污染：废渣、废液（酸、碱、重金属盐）、废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）很多学生答不出，没有环保的意识。（2011福建卷）24．四氯化钛TiCl4是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿主要成分是FeTiO3制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：该工艺流程中存在的不足之处是产生三废。1快速浏览，整体分析——把握主干2瞻前顾后，整合信息——理顺流程三、工艺流程题答题策略（2017新课标1卷）Li4Ti5O12和LiFegO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：例题原料目标产物1目标产物2预处理1快速浏览，整体分析——把握主干主线2主线1核心化学反应及分离提纯FeTiO3、MgO和SiO22瞻前顾后，整合信息——理顺流程主反应

FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++TiOCl42−+2H2O副反应

MgO+2H+=Mg2++

H2O反应6反应7反应5反应4反应3反应1反应2分离3分离4分离1分离2TiOCl42−+（x+1）H2O=

TiO2·xH2O↓＋2H+＋4Cl-TiO2·xH2O

(NH4)2Ti5O15

(NH4)2Ti5O15＋2LiOH＝Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2OLi4Ti5O122LiFePO4+H2O↑+3CO2↑2FePO4+Li2CO3+H2C2O42Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OFe3++PO4

3-=FePO4

Li2Ti5O15七处核心反应，四处分离提纯1常用答题的套路及规范答题模板2细心审题，疑点突破，力求得分四、工艺流程题的规范答题及知识储备3常见化工流程反应及物质制备1分若上层清液变浑浊，则未沉淀完全。常见答题术语答题模板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、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、趋热过滤、洗涤、干燥如：NaCl和少量K2Cr2O7的混合溶液温度不高于××℃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。271、常用答题的套路及规范答题模板常见答题术语答题模板检验溶液中离子是否沉淀完全的方法（不涉及沉淀计算）静置分层后，向上层清液中继续滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全；若上层清液继续产生沉淀，则沉淀不完全。检验沉淀是否洗涤干净的操作取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴入某试剂，若……，则沉淀已洗涤干净；若……，则沉淀未洗涤干净。洗涤沉淀的操作沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。滴定到终点的现象滴入最后一滴××标准液，溶液由××色变为××色，且半分钟内溶液颜色不再改变，说明已达到滴定终点28常见答题术语答题模板事先煮沸溶液的原因除去溶解在溶液中的气体(如氧气)防止某物质被氧化。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)导致某离子沉淀不完全(导致主要离子开始沉淀)蒸发、反应在某气体氛围中进行的原因抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需