高考化学化工流程全突破专题化工流程解题方法知识讲解

专题01化工流程解题措施

在高考试题考察中，为了使化学教学愈加紧密联络工农业生产和平常生活，高考将无机

框图题改为化学工艺流程框图题。此类题是通过某种重:要的化工产品的工业生产流程简图的

分析，以物质制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、试验基本操作、化学平衡

原理、水解理论、物质制备和分离的知识为考察知识目的.以信息的获取、加工、整合和新

情境下实际问题的分解、分析、综合、处理及以经济的视角分析实际生产中的多种问题为考

察能力目H'、J。

一.无机化工流程题的特点：

原料循环利用

规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。

关键考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。

1.流程的展现重要有以物质转化为主线，以操作过程为主找，甚至有时候会以设备为主

线。

2.此类题常闱绕如下几种知识点进行设问：

⑴反应速率与平衡理论的运用

反应物颗粒大小：反应速率、原料的运用率等

温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等

⑵氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式口勺书写：

（3）运用控制pH分离除杂；

⑷化学反应H勺能量变化;

（5）试验基本操作：除杂、分离、检查、洗涤、十燥等；

（6）流程中的物质转化和循环,资源的回收和运用;

⑺环境保护与绿色化学评价。

二.无机化工流程题的构造

工艺流程题的构造分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简朴简介该工艺生产的原材料

和工艺生产口勺目的（包括副产品）：题干部分重要用框图形式将原料到产品的重要生产工艺流

程表达出来：题尾重要是根据生产过程中波及到的化学知识设置成一系列问题，构成一道完

整H勺化学试题。

题型特点

1.展现形式：流程图、表格、图象。

2.设问方式：措施、成分、物质、原因。

3.能力考察：获取信息的能力、分析问题的能力、迁移推理能力、体现能力。

4.知识落点：基本理论、元素化合物、试验。

无机工业流程题可以以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，可

以综合考察学生各方面的基础知识及将已经有知识灵活应用在生产实际中处理问题的能力。

三.解题思绪

明确整个流程及每一部分的目的一仔细分析每步发生的反应及得到H勺产物f结合基

础理论与实际问题思索一注意答题的模式与要点

1.在解此类题目时：

首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。

另一方面，再精读试题，根据问题去精心研究某•步或某一种物质。

第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言体现的科学性。

在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答背面的问题。

2.分析流程图需要掌握的技巧是：

⑴浏览全题，确定该流程时日的一一由何原料获得何产物（副产物），对比原料和产物;

⑵理解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提醒性信息，并在下一步分析

和解题中随时

进行联络和调用：

⑶解析流程图并思索：从原料到产品依次进行了什么反应？运用了什么原理（氧化还

原？溶解度？

溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目的物质外还产生了什么杂

质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？

3.工业生产流程主线与关键H勺分析

⑴主线主产品。

（2）分支副产品。

⑶回头为循环。

四.解题措施

1.首尾分析

典例1珞合金具有高硬度、耐腐蚀特性，广泛应用于精密仪器制造，由高碳铭铁合金废

料制取铭的简朴流程如下：

可会?辑产工羊V

，'1°”叁I/出IU过洲一>TK*]*K<|~~4Fr（OII）JL[Cr:Ch|~~>[rr]

FcCO，・2H9孰"L副产物

已知:Cr+H2so尸CrSOi+H?t

请回答问题：

（1）稀硫酸酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有（写一条即可）

.,,,溶解格元素质,

（已知：4浸u一率=而丽君丽

（2）用纯碱调整溶液酸度，若纯碱过量，则也许导致H勺后果是,副产物中两种重要物

质的化学式为_____________

（3）加入草酸发生反应口勺离子方程式为_____；运用铝热反应冶炼铭。请写出该反应的化学

方程式_________

（4）向滤液中通入空气，加入氨水后发生反应的化学方程式为

（5）运用如图装置，探究铭和铁口勺活泼性强弱。

稀Ml股

能证明铁比铭话泼的试验现象是，工业上，在钢器具表面镀铭，用硫酸铝（CrSO,溶液

作电解液，阴极的电极反应式为o

（6）已知高碳铝铁度料中铁铭元素质量比为14:13.上述流程中铁元素转化草酸亚铁的运用率

为80%.废料中提取金属络口勺总.转化率为95%,假如得到草酸亚铁品休（FKO-2也0）质量为

18.00吨，则可以冶炼铭的质量为一吨（成果保留1位小数）。

【答案】加热、搅拌、合适提高稀硫酸浓度等（答案合理即可）Cr2\Fe’水解或沉淀

Na2s0」、NaHSO,Fe（OH）2+H2cO=FeC4•2&0ICW2A1Aiq+ZCr

4CrS0.+0.+8NH3•lL0+2IL0=4CrOH）31+4（NIL）2sol珞极上产生气泡Cr+2e=Cr6.2

【解析】

浸出率=二〃3+/.a'"一

（1）已知：周休校木总质优，稀硫酸酸浸过程中，提高假出率"的措施就是加快化学反应速率,

结合影响化学化学反应速率的因素进行总结，例加热、搅拌或适当提高稀硫酸浓度等。

（2）用纯碱调节溶液酸度，若纯碱过量，因为CQ?-水解显碱性，则可能导致CA、F*+沉淀，根据反应流

程图，副产物中两种主要物质的化学式为N;12so4（NH4）2SCU

（3）加入草酸发生反应的离子方程式为Fe（OHh+H2C2O4=FeC2O42IfcOl;利用铝热反应指用金属铝和金属

=

氧化物反应冶炼金属。铝型反应冶炼铭的化学反应方程式CDQ3+2Al^AhO3+2Cr。

（4）向滤液中通入空气，加入氨水后发生反应的化学方程式为

4CrSO4Wr^8l®H204-2H2O=4Cr（OH）J|-M（NH4）2SO4

（5）由装置图分析此装置为原电池，铭和铁做电极材料，电解质为稀硫酸，根据原电池工作原理，活泼金

属做负极，所以铁械负极失电子，铭做正极，溶液中印得电子生成氢气，所以铭极上产生气泡，说明铁的

金属活泼性比铭强。在钢器具表面镀铭，钢器具做阴极，用硫酸铭（804»容液作电解液，阴极的电极反应

式为Cr^4-2e-=Cro

（6）由已知得（FeC2"2HiO）的物质的量为（18x106g）/180gmoll=105mol

铁元素转化草酸亚铁的利用率为80%所以混合物中铁的含蚩为105moi,803125X1伊mol已知高碳铭铁度

料中铁铭元素质量比为14:13.,说明铁和铭原子个数比为1:1,所以混合物中铭的含量为1.25X10,mol,流

程中废料中提取金属铭的总存化率为95%,可以冶炼辂的质量为125X105molx95%x52gxnoP=

6.2xlO6g=62吨。

【名师点拨】首尾分析法是一种解工艺流程题的常见措施，这种措施的特点是：简朴、直观，

很轻易抓住解题的关键，用起来以便有效。使用这一措施解题，关键在于认真对比分析原材

料与产品构成，从中产生H勺将原料转化为产品和除去原材料中所包括的杂质的基本原理和所

采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清晰了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就迎

刃而解。

2.分段分析

典例2工业上，以钛铁矿（重要含FeTiO”还具有Fe念和A1B、Sid等杂质）为原料制

备二氧化钛并得到副产品绿矶（FeSOi-7压0）的工之流程如卜图所示。

已知：Ti（f在一定条件下会发生水解。

回答问题：

（1）要提高酸浸时钛矿石的溶解速率，可行日勺措施是（写一条即可）o黑

钛液中生成的重要阳离子有Tiy和Fe2；环节①重要反应的化学方程式是。

（2）环节②中，加入铁粉口勺重要作用是,同步也会将部分Ti（f还原为Ti二

（3）向滤液2中通入空气H勺目的是（用离子方程式表达）。

（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释环节④中加入热水稀释将Ti（f转化为Ti（0H）邛勺原

因:«

（5）副产品绿矶中具有杂质［AL（SO,）j。耍将副产品深入提纯，请结合右图的绿矶溶解度曲

线完毕提纯过程：将副产品溶于稀硫酸中，充足搅拌后，用NaOH溶液调整反应液的pH约为5,

过滤沉淀后得到FeSO,溶液，______,过滤，用冰水洗涤，低温干燥，得到FeSO,・7比0晶体.

（6）用氧化还原滴定法测定制备得到的产品中Ti（）2的质量分数：在•定条件卜，将•定量的

产品溶解并将TiO2还原为口人，再以KSCN溶液作为指示剂，用硫酸铁铉［NHFe（SO3］原则溶

液滴定T/+至所有生成Ti计。

①滴定终点的现象是。

②滴定分析时,称取定分试样0.2g,消耗0.1!1101儿阳取馅0,）2原则溶液24.00111匕则TiO?

的质量分数为。

【答案】粉碎矿石或加热反应物或及时搅拌等FeTiO,+2H2sol^=FeSO,+TiOSO,+

2H2O招

FM专化为Fe1+并防止Fe2.被氧化4Ti"+O?+2HjO=4TiO2++4H+TiO1）在溶液中水解：Ti<A+

3HjOk^Ti（0H>+2H+AH>0,当加入热水稀释、升温后，平衡正向移动，生成Ti（OH>加热浓缩得

到600c的饱和溶液,再冷却至室温（或（TC）结晶滴入最后一滴标准溶液时，锥形瓶内溶液变成红色，目

半分钟不褪色为%

【解析】

（1）要提高酸浸时钛矿石的溶解速率，可增大接触面积、加熟或加快搅拌；黑软液中生成的主要阳离子有

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TiO耳口Fe+,他们的存在形式是TiOSOg和FeSOq,反应的化学方程式是：FeTiOj+lHiSOi^FeSO44-

TiOSO<+2H2O;

（2）由（D可知黑钛液中生成的主要阳离子有TiO^nFe>,加入铁粉的目的除了可将部分£8+还原为

T声之外，还可将Fe舞专化为F中并防止FH+被氧化；

（3）向滤液2中通入空气，可将三价的钛离子氧化成TiO>,用离子方程式表示为：4TM+6+2HQ4nU*

+4H+

（4）TiB+在一定条件下会发生水解生成Ti（O取和氢离子，'溶液中存在平衡：TiO^+3H?O=Ti（0H）4+2H+,

AH>0,当加入熟水稀释、升温后，平衡正向移动，生成双0班；

（5）根据金属离子沉淀的pH值，通过滴加NaOH溶'/调节pH至5.0把API除去，过滤，即得到FeSd

溶液，加热浓缩得到60P饱和溶液，然后放在冰水中冷却至室温，冷去除晶，后过滤，洗涤，低温干燥，

得到FeSdlEbO晶体；

（6）①TQ中Ti的化合价由+4价->+3价，化合价降低，把FW+氧化成由+，属+与KSCN溶海溶液

变红，即滴定到终点的现象是：滴入最后一滴标准溶液时，锥形瓶内溶液变成红色，且半分钟不褪色；③依

据得失电子数目守恒，有：好心+户1=1<116户1,即MTiChEFe^/MxlOfo.imobZdxlormcl,其质量

分数为2.4xlQ-3x80/0_2xl00%=96%o

分数为2.4X107x80/0.2X100%=96%»

【名师点睛】分段分析法解工艺流程期是一种重要措施，根据生产过程，逐段分析。化学

高考试题的发

展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联络，但不管怎样灵活多变，工业生产离不开反应原

理中H勺方向、速率和程度问题,该题以铅H勺再生运用为载体，考察了陌生方程式书写、元素

化合物性质、速率平衡、转化率等问题，综合性较强。第（3）的②问不太好分析，需要结合

图像及题目口勺前后信息来处理。

3.交叉分析

典例3铁、铝是重要的金属材料，铁、铝及其化合物有非常重要的用途。

（1）下列说法对的的是________（填序号）。

①配制氯化铁溶液，先将FcCL固体溶于较浓盐酸，再用蒸馅水稀释到所需的浓度

②FeCL只能通过置换反应生成，FeCL只能通过化合反应生成

③运用氯水和KSCN溶液可以检查Fe"中有无F/

④加热蒸干FeKSO,）：,溶液获得FeKSON固体

⑤含amolA1C13H勺溶液和含1.5amolNaOHH勺溶液，无论正滴和反滴，生成Al（0H）3的质

量相等

⑥由于金属铝性质稳定，因此A1在空气中能稳定存在

（2）高铁酸钾（LFeOj是一种高效多功能水处理剂。其作用原理为

（3）以铝土矿（重要成分为ALO3和FeB、SiG）为原料制备铝的一种工艺流程如下:

阳《）涌

①滤渣重要成分为

②在试验室灼烧操作应选择的试验仪器为

③反应II中，加入NaHCOji段时间才有沉淀生成，写出加入少许NaHCOs时发生反应的离了•方

程式o

(4)已知25C时A^[CU(0H)2]=2.2X10如,^P[Fe(0H)3]=4.0X10吗隔[Al(OH)J=l.1X10―

①在25℃下，向浓度均为0.1mol-L的A1CL和CuCL混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

沉淀(填化学式)。

②溶液中某离子物质的量浓度低于1.0X10-'mol-L时，可认为已沉淀完全。现向一定浓度

的AlCh和FeCh的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe*完全沉淀时,测定c(Al，=0.2mol-L。

此时所得沉淀中________(填“还具有”或“不具有”)A1(OH)3°

(答案】①④⑤LFeO,中+6价铁具有强氧化性，可以消毒杀菌；同步FeO厂被还原成Ee：\

Fe"水解形成Fe(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮杂质，起到净水作用Fe心生坍

2

HC(h+0H=H2O+CO3A1(OH)3不具有

【解析】

(1)①配制氯化铁溶液，先将FeCh固体溶于较浓盐酸，防止三价铁离子水解，再用蒸缁水

稀释到所需口勺浓度，故①对的h

②FeCb可以通过置换反应生成，也可以通过化合反应生成，如铁与FeCh反应生成FeCh,FeCb只能通过

化合反应生成，故②错误；

③Fe%旨使KSCN溶液变为血红色，所以不能利用氯水和KSCN溶液可以检睑F铲中有无FW+,故③错误;

④FeXSOS水解得到硫酸不挥发毓酸沸点比水高)，就算能生成H2s04,也会和Fe(OH)3反应，所以都得

到了原固体，故④正确3

⑤.11101川(：131.5011