高三化学工业流程题目专题文档格式.docx
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无机工业流程题能够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，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。
三.解题思路
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点
1.在解这类题目时：
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。
其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。
第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。
在答题时应注意：
前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。
2.分析流程图需要掌握的技巧是：
⑴浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物；
⑵了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时
进行联系和调用；
⑶解析流程图并思考：
从原料到产品依次进行了什么反应？
利用了什么原理（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？
每一步除目标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核心的分析
⑴主线主产品。
⑵分支副产品。
⑶回头为循环。
四.解题方法
1.首尾分析
典例1（2014·
江苏单科化学卷）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。
实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
（1）酸浸时反应的化学方程式为；
滤渣Ⅰ的主要成分为（填化学式）。
（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SO4）3转化为Al2（SO4）x（OH）6—2x。
滤渣Ⅱ的主要成分为（填化学式）；
若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是（用离子方程式表示）。
（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是；
与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【名师点拨】首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点是：
简单、直观，很容易抓住解题的关键，用起来方便有效。
使用这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品组成，从中产生的将原料转化为产品和除去原材料中所包含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楚了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就迎刃而解。
【变式训练】
（2015浙江）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4·
7H2O），设计了如下流程：
下列说法不正确的是（）
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al（OH）3，进入固体2
C．从溶液2得到FeSO4·
7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得
【名师点晴】离子推断题的发展主要以离子反应为前提，主要考查学生在熟练掌握阴阳离子性质的基础上，进行定性推断，考查方式为离子的判断、离子间的反应方程式，在此基础上会结合相关化学量的计算，还有综合推断型，主要考查学生定性分析和定量分析的综合能力，还会出现与元素化合物知识相结合。
考查学生的综合解题能力。
考查了学生对知识理解、综合运用能力及阅读材料接受信息的能力和思维能力，对相关知识的掌握情况，能够很好地考查考生所掌握的化学知识结构。
这道高考题为一道中高档题，能力要求较高。
2.分段分析
典例2（2016北京）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为
原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。
其工作流程如下：
（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________。
（2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：
i：
2Fe2++PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2Oii:
……
①写出ii的离子方程式：
________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。
b.______________。
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：
PbO（s）+NaOH（aq）
NaHPbO2（aq），其溶解度曲
线如图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是____.（选填序号）。
A．减少PbO的损失，提高产品的产率
B．重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率
C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率
②过滤Ⅲ的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作_______________________。
【名师点晴】分段分析法解工艺流程题是一种主要方法，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、生活的紧密联系，但不管如何灵活多变，工业生产离不开反应原理中的方向、速率和限度问题。
该题以铅的再生利用为载体，考查了陌生方程式书写、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的前后信息来解决。
3.交叉分析
典例3（2014广东）石墨在材料领域有重要应用。
某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）
和MgO（0.5%）等杂质。
设计的提纯和综合应用工艺如下：
（注：
SiCl4的沸点是57.6º
C，金属氯化物的沸点均高于150º
C）
（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是。
（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。
气体I中的氯化物主要
为。
由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为。
（3）步骤①为：
搅拌、。
所得溶液IV中阴离子有。
（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为。
100kg初级石墨最多
可获得V的质量为kg。
（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。
【命题意图】：
本题以石墨为载体，考查学生对物质的制备分析，对题目所给信息的理解应用，在书写
化学方程式、离子方程式的问题上，要敢于大胆想象、创新，尤其是（4）中的总离子方程式的书写，运用所学知识结合物质性质及流程图中所给的信息，考查方程式叠加法的应用，根据所给流程图对实验操作的判断，考查学生运用元素守恒法进行简单计算，把所学电化学防护的知识运用到实际生活中，体现化学源于生活，应用于生活的命题思想
【名师点晴】交叉分析法也是一种重要的解工艺流程题的方法，在解题中一定要注意流程分叉时，各物质分别到哪里去了。
【变式训练1】银铜合金广泛用于航空工业。
从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极反应式为__________________；
滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_________________________________________
_________________________________________________________。
（2）固体混合物B的组成为________；
在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。
若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为__________________________________________。
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
_____CuO＋____Al2O3
______CuAlO2＋______↑。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2，至少需要1.0mol·
L－1的Al2（SO4）3溶液________L。
（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
【变式训练2】
（2015广东）七铝十二钙（12CaO·
7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主
要含CaCO3和MgCO3）和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：
（1）煅粉主要含MgO和，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I
中c（Mg2+）小于5×
10-6mol·
L-1,则溶液pH大于（Mg（OH）2的Ksp=5×
10-12）；
该工艺中不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3，原因是。
（2）滤液I中的阴离子有（忽略杂质成分的影响）；
若滤液I中仅通入CO2，会生成，
从而导致CaCO3产率降低。
（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。
（4）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为。
（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化，其它
离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为。
【名师点睛】在解化工流程题是关键要利用物质的性质，分析流程中发生的反应，弄清楚每个环节物质的去向。
流程只是一个载体，考查的落脚点是元素及其化合物的性质，如铝及其化合物、铁及其化合物等，基本化学理论，如化学平衡、电化学等，实验操作如：
过滤、分液、蒸发、萃取等。
此题的综合性强，知识的涉及面广，要求有较好的基础知识和知识的运用能力。
2.原料处理的方法和作用
对原料进行预处理的常用方法及其作用
1.粉碎、研磨：
减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。
2.水浸：
与水接触反应或溶解。
3.酸浸：
通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
近年来，在高考题出现了“浸出”操作。
在化工生产题中，矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂，使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解，使其转入溶液中，达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
4.浸出率：
固体溶解后，离子在溶液中含量的多少（更多转化）。
5.灼烧：
除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。
6.灼烧、焙烧、煅烧：
改变结构和组成，使一些物质能溶解；
并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。
典例（2016课标Ⅰ）高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用
是。
（2）“平炉”中发生的化学方程式为。
（3）“平炉”中需要加压，其目的是。
（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“
歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成K2MnO4、MnO2和（写化学式）。
②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为，
阴极逸出的气体是。
③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为。
（5）高锰酸钾纯度的测定：
称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀。
取浓度为
0.2000mol·
L−1的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL，该样品的纯度为（列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）。
【名师点睛】化学反应速率和化学平衡理论是重要的化学原理。
影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等。
对于固体来说，其浓度不变，所以要使反应速率加快，可通过将固体粉碎成细小的颗粒、搅拌等方法进行。
外界条件对化学平衡移动的影响可通过勒夏特列原理进行分析，但是平衡移动的趋势是微弱的，不能改变这种改变。
要会根据反应方程式分析判断物质的转化率的大小，转化率大的反应速率不一定快，物质的转化率大小与反应快慢是不同的概念，要掌握其区别与联系。
要会根据方程式中相应物质之间的关系进行有关物质的量的化学计算。
本题将化学反应速率、化学平衡、电解原理、滴定方法的应用综合一起考查，反映了考生的综合应用知识分析、解决问题的能力。
3年高考+2017届月考
（一）
1.（2014安徽）LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。
某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：
已知：
HCl的沸点是－85.0℃，HF的沸点是19.5℃。
（1）第
步反应中无水HF的作用是、。
反应设备不能用玻璃材质的原因是（用化学方程式表示）。
无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：
如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的溶液冲洗。
（2）该流程需在无水条件下进行，第
步反应中PCl5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式：
。
（3）第
步分离采用的方法是；
第
步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。
（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。
取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为mol（用含有w、n的代数式表示）。
2.（2014江苏）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。
3．（2017辽宁本溪）用菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制备MnSO4·
H2O的工艺流程如下：
Ⅰ．向菱锰矿中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量MnO2，过滤；
Ⅲ．调节滤液pH=a，过滤；
Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥得到产品；
Ⅴ．检验产品
纯度。
（1）步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是。
（2）将MnO2氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
MnO2+Fe2++＝Mn2++Fe3++
（3）与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势主要在于：
原料来源广、成本低、可避免环境污染、。
（4）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3
Fe（OH）2
Fe（OH）3
Mn（OH）2
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
7.6
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
10.2
注：
金属离子的起始浓度为0.1mol/L
步骤Ⅲ中a的取值范围是。
（5）步骤Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度。
已知一定条件下，MnO4－与Mn2+反应生成MnO2。
取xg产品配成溶液，用0.1mol/LKMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液ym
L，产品中锰元素的质量分数为（用含x、y表示）
3.实验条件的控制和目的
一.掌握核心化学反应
1.元素及其化合物知识：
化工生产将原料转变成产品的过程，也是物质经历相互转化的过程。
理解物质之间的转化关系，就要用到元素及其化合物的相关知识。
一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题，需要掌握这些元素及其化合物的知识
2.还要掌握有关化工生产的知识，熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等；
3.化学反应原理：
化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过程，从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等，是化工生产的基本思路。
化学反应原理的相关知识包括质量守恒定律、化学反应速率、化学平衡、电化学、化学热力学等，做到能综合运用这些知识分析化工生产中化学反应的情况。
①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。
例如：
已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示
物质
开始沉淀
沉淀完全
2.7
3.7
9.6
9.8
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：
先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
调节pH所需的物质一般应满足两点：
能与H＋反应，使溶液pH值增大；
不引入新杂质。
若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3等物质来调节溶液的pH值。
调节溶液的pH：
“酸作用还可以除去氧化物（膜）；
“碱作用”还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅。
②控制体系的温度
a．控制低温：
防止物质的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3（浓）等；
防止物质的挥发，如盐酸、醋酸等；
抑制物质的水解，如冰水洗涤，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。
二.明确反应原理
注意每一步在什么条件下，发生了什么反应，生成了什么物质，这些物质分别到哪里去了。
如转化成了沉淀还是气体或生成了其他物质。
典例（2016江苏）以电石渣[主要成分为Ca（OH）2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：
（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。
氯化时存在Cl2与Ca（OH）2作用生成Ca（ClO）2
的反应，Ca（ClO）2进一步转化为Ca（ClO3）2，少量Ca（ClO）2分解为CaCl2和O2。
①生成Ca（ClO）2的化学方程式为。
②提高Cl2转化为Ca（ClO3）2的转化率的可行措施有（填序号）。
A．适当减缓通入Cl2速率B．充分搅拌浆料C．加水使Ca（OH）2完全溶解
（2）氯化过程中Cl2转化为Ca（ClO3）2的总反应方程式为6Ca（OH）2+6Cl2===Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O，
氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为（填化学式）。
②滤液中Ca（ClO3）2与CaCl2的物质的量之比n[Ca（ClO3）2]∶n[CaCl2]1∶5（填“＞”、“＜”或“=”）。
（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca（ClO3）2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g▪L-1，
从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是。
【名师点晴】无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力，所以这类题成为近年来高考的必考题型。
流程题的解题思路为：
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。
解决本类题目的基本方法和步骤为：
（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。
（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。
（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：
①反应物是什么；
②发生了什么反应；
③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获得产品而服务。
【变式训练1】
（2016课标Ⅲ）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
（一）碳酸钙的制备
（1）步骤①加入氨水的目的是_______。
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于____。
（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。
a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b．玻璃棒用作引流
c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁
d．滤纸边缘高出漏斗
e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
（二）过氧化钙的制备
（3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”）。
将溶液煮沸，趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是___________。
（4）步骤③中反应的化学方程式为___
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