高考化学工艺流程题专项训练50题

高考化学工艺流程题专项训练50题导言：工艺流程题的核心地位与备考策略同学们，在高考化学试卷中，工艺流程题无疑占据着举足轻重的地位。它不仅是对我们化学学科知识综合运用能力的全面考查，更是对我们能否将书本理论与实际工业生产相联系的深度检验。这类题目往往以真实的工业生产情境为载体，涉及元素化合物知识、化学反应原理、化学实验基本操作、化学计算等多个方面，具有信息量大、综合性强、思维容量高的特点。要攻克工艺流程题，并非一蹴而就，需要我们在日常学习中不断积累、归纳、反思，并辅以足量的针对性训练。本专项训练旨在通过精心筛选的50道典型题目，帮助同学们熟悉各类工艺流程的常见模式，掌握关键的解题技巧，提升分析问题和解决问题的能力。一、工艺流程题的考查特点与核心素养要求（一）考查特点1.情境真实性：大多以国内先进的、典型的工业生产工艺为背景，如金属的冶炼、非金属单质的制备、化工产品的合成、资源的回收利用等，体现了化学学科的实用性和社会性。2.知识综合性：融合了元素及其化合物的性质、化学反应方程式的书写与判断、离子反应、氧化还原反应、化学反应速率与平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等化学基本原理，以及物质的分离提纯（过滤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、分液等）、实验操作与设计等。3.能力层级高：要求学生具备较强的信息获取与加工能力（从流程图、文字描述中提取有效信息）、分析推理能力（根据已有知识和信息推断未知反应、操作目的等）、规范表达能力（准确描述实验现象、解释原理、书写化学用语）。（二）核心素养要求1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观层面理解物质的性质、变化及组成。2.变化观念与平衡思想：认识物质的变化是有条件的，能运用平衡移动原理分析工艺条件的选择。3.证据推理与模型认知：能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。4.科学探究与创新意识：能针对工艺中的问题提出探究方案，并进行初步的实验设计；能对工艺进行简单的优化和改进思考。5.科学态度与社会责任：关注化学工艺对环境、能源、资源的影响，树立绿色化学理念和可持续发展意识。二、解题策略与方法指导面对复杂的工艺流程题，同学们首先要克服畏难情绪，掌握科学的解题方法往往能起到事半功倍的效果。1.审题干，抓关键：仔细阅读题目引言，了解原料、目标产物及生产的基本目的。圈出关键信息，如原料成分、产物要求、某些特殊的反应条件或提示。2.读流程，辨方向：*箭头指向：主线箭头（→）通常表示反应物向产物的转化方向；支线箭头可能表示循环利用、副产物或杂质的分离。*框内物质：一般为中间产物或操作单元。思考“进入什么，发生了什么反应/操作，得到了什么”。*核心反应：重点关注有物质转化的核心反应步骤，推测可能发生的化学反应。*分离提纯：注意流程中出现的过滤、洗涤、蒸发、结晶、萃取、蒸馏等操作，明确其目的是除去杂质还是获得中间产物/产品。3.联知识，巧迁移：将流程图中的信息与所学的元素化合物知识、化学原理联系起来，进行合理的分析、推断和迁移应用。对于陌生的信息，要敢于结合题目提示进行大胆假设和验证。4.看问题，找对应：带着问题去流程中寻找答案，有的问题答案直接来自流程信息，有的则需要结合所学知识综合分析。注意问题的指向，是写化学方程式、解释原因、选择试剂、判断操作还是计算产率等。5.规范答，避失分：化学用语要书写准确（化学式、电子式、化学方程式、离子方程式、电极反应式等），文字表述要简洁明了、逻辑清晰，避免口语化和错别字。高频考点提示：*原料预处理：酸浸、碱浸、灼烧、研磨等的目的（提高浸取率、除去某些杂质、使反应更充分等）。*反应条件控制：温度、pH、压强、浓度、催化剂等的选择与原因分析（加快反应速率、提高转化率、防止某物质分解/水解、促进/抑制水解、使沉淀完全等）。*化学方程式书写：特别是氧化还原反应方程式的配平，注意介质环境（酸性、碱性）。*物质的分离提纯：过滤（沉淀洗涤及洗涤剂选择）、结晶（蒸发结晶、冷却结晶的适用对象）、沉淀的生成与溶解。*循环利用：判断可循环使用的物质（通常是在流程中既是某一步的产物，又是另一步的反应物）。*绿色化学与环境保护：尾气处理、废液废渣的处理、原子利用率等。三、专项训练50题以下为精心编排的50道工艺流程专项训练题，涵盖了高考常见的题型和考点。建议同学们在独立思考、认真作答的基础上，及时对照答案进行反思总结，查漏补缺，不断提升解题能力。第一部分：金属矿物的开发利用与金属制备题1：以黄铜矿（主要成分为CuFeS₂，含少量SiO₂等杂质）为原料制备铜的工艺流程如下：（流程图文字描述：黄铜矿→粉碎→焙烧→焙砂（主要含Cu₂S、Fe₃O₄、SiO₂）→酸浸（加入稀硫酸）→浸出液（含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺）和滤渣Ⅰ（SiO₂）→加入试剂X氧化Fe²⁺→调节pH，过滤→滤渣Ⅱ（Fe(OH)₃）和含Cu²⁺的溶液→加入过量铁粉→过滤→滤渣Ⅲ（Cu、Fe）→加入稀硫酸→过滤→粗铜→电解精炼→精铜）回答下列问题：（1）“粉碎”的目的是________________。（2）“焙烧”时生成Cu₂S和Fe₃O₄的化学方程式为________________。（3）“酸浸”后，滤渣Ⅰ的主要成分是________。（4）试剂X可选用________（填标号），其作用是________________（用离子方程式表示）。a.Cl₂b.H₂O₂c.HNO₃d.KMnO₄（5）“调节pH”的目的是使________转化为沉淀而除去。（6）“加入过量铁粉”发生反应的离子方程式有________________、________________。（7）“电解精炼”时，粗铜作________极，若电路中转移电子数为Nₐ，则理论上获得精铜的质量为________g。题2：工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，含Fe₂O₃、SiO₂等杂质）提取氧化铝并冶炼铝的工艺流程如下图所示：（流程图文字描述：铝土矿→加入过量NaOH溶液，过滤→滤液A和滤渣Ⅰ→滤液A通入过量CO₂，过滤→沉淀B和滤液C→沉淀B→灼烧→Al₂O₃→电解→Al）回答下列问题：（1）“过滤”操作中用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。（2）“加入过量NaOH溶液”后，发生反应的离子方程式有Al₂O₃+2OH⁻=2AlO₂⁻+H₂O、________________。滤渣Ⅰ的主要成分是________。（3）“滤液A”中通入过量CO₂生成沉淀B的离子方程式为________________。沉淀B的化学式为________。（4）“灼烧”沉淀B的化学方程式为________________。（5）电解熔融Al₂O₃时，若阳极产生的气体在标准状况下的体积为aL，则理论上可得到铝的质量为________g（用含a的代数式表示）。题3：某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：（流程图文字描述：煤矸石粉末→酸浸→浸出液（含Al³⁺、Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等）和残渣（SiO₂）→加入CaCO₃调节pH→过滤→滤渣（Fe(OH)₃）和滤液①→加入M溶液→过滤→滤渣（Al(OH)₃）和滤液②→Al(OH)₃→灼烧→Al₂O₃）回答下列问题：（1）“酸浸”时所用的酸是________（填化学式）。为提高“酸浸”速率，可采取的措施有________________（写一条即可）。（2）“酸浸”过程中，Al₂O₃发生反应的离子方程式为________________。（3）“调节pH”时，加入CaCO₃的目的是________________，若pH过高，可能导致的后果是________________。（4）“滤液①”中加入的M溶液最可能是________（填标号）。a.NaOHb.Ba(OH)₂c.NH₃·H₂Od.CO₂（5）写出由Al(OH)₃制备Al₂O₃的化学方程式________________。(题4至题15按类似模式编排，涵盖铁、镁、钛、钒、钨等金属的冶炼，以及不同预处理、分离提纯方法)第二部分：非金属及其化合物的制备与性质探究题16：工业上以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备硫酸的工艺流程如下：（流程图文字描述：硫铁矿→粉碎→沸腾炉（空气）→炉气（含SO₂、O₂、N₂、矿尘、水蒸气等）→净化→接触室（催化剂，加热）→SO₃→吸收塔（98.3%浓硫酸）→发烟硫酸/浓硫酸）回答下列问题：（1）“沸腾炉”中发生反应的化学方程式为________________。（2）“净化”过程通常包括除尘、洗涤、干燥等，其目的是________________。若不进行净化，可能的危害是________________。（3）“接触室”中发生反应的化学方程式为________________，该反应通常选择的温度为____℃，其原因是________________。（4）“吸收塔”中用98.3%的浓硫酸吸收SO₃而不用水直接吸收，原因是________________。（5）硫酸工业的尾气中含有少量SO₂，若直接排放会污染空气，工业上常用________（填试剂名称）吸收，相关反应的离子方程式为________________。题17：以粗盐（含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻等杂质）为原料制备精盐的工艺流程如下：（流程图文字描述：粗盐→溶解→依次加入过量BaCl₂溶液、过量NaOH溶液、过量Na₂CO₃溶液→过滤→滤液→加入适量盐酸→蒸发结晶→精盐）回答下列问题：（1）“溶解”粗盐时，加入的水不宜过多，其原因是________________；也不宜过少，其原因是________________。（2）加入过量BaCl₂溶液的目的是除去________（填离子符号），反应的离子方程式为________________。（3）加入过量Na₂CO₃溶液的作用是________________（用离子方程式表示，写出两个）。（4）“过滤”后，滤液中含有的主要杂质离子是________（填离子符号），加入适量盐酸的目的是________________。（5）若实验过程中不使用NaOH溶液，可用________（填化学式）代替，其作用是相同的。(题18至题25按类似模式编排，涵盖氯、溴、碘、硅、氮等元素的重要化合物制备，如工业制硝酸、纯碱、高纯硅等)第三部分：工业废液、废渣的综合利用与环境保护题26：某工厂产生的废水中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Hg²⁺等离子，为实现废水处理并回收金属铜和Hg，设计如下工艺流程：（流程图文字描述：废水→加入过量铁粉→搅拌、过滤→滤渣（含Cu、Fe、Hg）和滤液A→滤渣→加入足量稀盐酸→过滤→滤渣（含Cu、Hg）和滤液B→滤渣→加热→Hg（蒸气冷凝回收）和残渣（Cu））回答下列问题：（1）“加入过量铁粉”的目的是________________（答两点）。（2）“搅拌”的作用是________________。（3）“滤液A”中主要含有的金属阳离子是________（填离子符号），该滤液若直接排放，可能对环境造成的危害是________________，处理该滤液的一种方法是________________。（4）“滤渣”加入足量稀盐酸后，发生反应的离子方程式为________________。（5）“加热”含Cu和Hg的滤渣时，Hg转化为蒸气逸出，该过程属于________（填“物理变化”或“化学变化”）。回收的Hg应密封保存，其原因是________________。题27：以某含铬（Cr₂O₇²⁻）废水为原料，用铁氧体法（使铬元素转化为铁氧体Fe³⁺[Fe²⁺Crₓ³⁺Fe₂₋ₓ³⁺]O₄）处理并回收铬的工艺流程如下：（流程图文字描述：含铬废水→调节pH=2-3→加入FeSO₄·7H₂O→反应→调节pH至8-9→通入空气→加热→沉淀（铁氧体）→分离）回答下列问题：（1）“调节pH=2-3”的目的是________________。（2）Cr₂O₇²⁻与Fe²⁺在酸性条件下发生反应的离子方程式为________________。（3）“调节pH至8-9”的作用是________________。（4）“通入空气”的目的是________________。（5）铁氧体Fe³⁺[Fe²⁺Crₓ³⁺Fe₂₋ₓ³⁺]O₄中，Cr的化合价为________，若x=0.5，则铁氧体中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为________。(题28至题35按类似模式编排，涉及不同类型废液、废渣中有用物质的回收，强调绿色化学理念和资源循环利用)第四部分：有机合成与药物制备初步题36：以乙烯和必要的无机试剂为原料合成乙酸乙酯的工艺流程如下：（流程图文字描述：乙烯→①→乙醇→②→乙醛→③→乙酸→④（乙醇，浓硫酸，加热）→乙酸乙酯）回答下列问题：（1）反应①的化学方程式为________________，反应类型为________。工业上通常采用________（填“加压”或“减压”）条件，目的是________________。（2）反应②所用的氧化剂可以是________（填化学式），反应③的化学方程式为________________。（3）反应④的化学方程式为________________，该反应中浓硫酸的作用是_____