高三化学工艺流程题专题复习.docx

高三化学工艺流程题专题复习.docx

《高三化学工艺流程题专题复习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学工艺流程题专题复习.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高三化学工艺流程题专题复习

2022高三化学工艺流程题专题复习

高三同步——高考化学工艺流程题

一、探究解题思路

呈现形式：

流程图、表格、图像设问方式：

措施、成分、物质、原因

能力考查：

获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识落点：

基本理论、元素化合物、实验

无机工业流程图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。

【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg（CO3）2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下

沉淀物pHFe（OH）33．4Al（OH）35．2Mg（OH）212．4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：

（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有（要求写出两条）

（2）滤渣I的主要成分有（3）从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有（4）Mg（ClO3）2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：

MgCl2+2NaClO3===Mg（ClO3）2+2NaCl

已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：

①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg（ClO3）2，简述可制备Mg（ClO3）2的原因：

②按①中条件进行制备实验。

在冷却降温析出Mg（ClO3）2过程中，常伴有NaCl析出，原因是：

除去产品中该杂质的方法是：

Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯

Ⅱ分离提纯

Ⅲ还原

原料：

矿石（固体）预处理：

酸溶解（表述：

“浸出”）

除杂：

控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀

2+

核心化学反应是：

控制条件，调节PH，使Mg全部沉淀1.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

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。

分析流程图需要掌握的技巧是：

①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；

②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

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？

无机化工题：

要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。

考察内容主要有：

1）、原料预处理

2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）

3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与

提纯）

4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。

2、规律

主线主产品分支副产品回头为循环

核心考点：

物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯

3.工业生产流程主线与核心

2

4.熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理（列举如下）

业错误!

错误!

5.熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理

①溶解通常用酸溶。

如用硫酸、盐酸、浓硫酸等②灼烧如从海带中提取碘

③煅烧如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。

并使一些杂质高温下氧化、分解④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。

控制反应条件的方法

①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。

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Fe（OH）3Fe（OH）2Mn（OH）22.77.68.33.79.69.8

2＋2＋

问题：

若要除去Mn溶液中含有的Fe，应该怎样做？

调节pH所需的物质一般应满足两点：

i、能与H○

＋

反应，使溶液pH值增大；○ii、不引入新杂质。

2＋

3＋

例如：

若要除去Cu溶液中混有的Fe，可加入CuO、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3等物质来调节溶液的pH值

②蒸发、反应时的气体氛围

③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动

④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出

⑥冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗物质的分离和提纯的方法

①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）

3

②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离

⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。

⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。

⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出常见名词

浸出：

固体加水（酸）溶解得到离子

浸出率：

固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少

酸浸：

在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗：

通常为除去水溶性杂质

水浸：

与水接触反应或溶解原味还原高考

【还原高考1】（2022·全国新课标卷）36.【选修2化学与技术】（15分）

由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）炼制精铜的工艺流程示意图如下：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价

硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。

该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、，反射炉内生成炉渣的主要成分是；

（2）冰铜（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%--50%。

转炉中，将冰铜加熔

剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼。

冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是

、；

（3）粗铜的电解精炼如右图所示。

在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_

_（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式

为；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为

【还原高考2】（2022山东理综）实验室以含有Ca、Mg、Cl、SO4、Br等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：

2＋

2＋

－

2－

－

（1）操作Ⅰ使用的试剂是________，所用主要仪器的名称是________________。

（2）加入溶液W的目的是________。

用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg。

由表中数据可知，理论上

可选择的pH最大范围是______________。

酸化溶液Z时，使用的试剂为__________。

4

2＋

（4）常温下，H2SO3的电离常数Ka1＝1.2某10，Ka2＝6.3某10；H2CO3的电离常数Ka1＝4.5某10，Ka2

＝4.7某10

－11

－2

－8

－7

。

某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：

将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立

即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。

该实验设计不正确，错误在于______________。

设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3（简要说明实验步骤、现象和结论）：

__________________。

仪器自选。

供选择的试剂：

CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。

细品经典例题

【经典例题1】（2022石景山期末）18．（12分）钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：

（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。

（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式（3）制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·某H2O，再经焙烧制得。

水解时

需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：

5

相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2；

（1）滤渣1的化学式为；②中使用的氧化剂最好是下列的（填序号）。

A．Cl2B．H2O2C．KMnO4D．浓HNO3

（2）滤渣2中主要成分的化学式为；为了达到综合利用、节能减排的目的，上述

流程步骤④中的CO2可以来自于步骤（选填①、②、③、⑤）。

（3）步骤④发生的离子反应方程式为II．BaS溶液的制备

煅烧还原重晶石（BaSO4）矿粉、煤粉BaSCO水浸取过滤BaS溶液－1

有关数据：

Ba（）＋S（）＋2O2（g）＝BaSO4（）△H1=－1473.2kJmol

C（）＋1/2O2（g）＝CO（g）△H2=－110.5kJmolBa（）＋S（）＝BaS（）△H3=－460kJmol

（4）若煅烧还原的产物仅为BaS和CO，则其反应的热化学方程式：

Ⅲ.制取锌钡白

（5）如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，产生的后果是

11

－1－1

【名题巧练6】

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[Al2（OH）nCl6－n]。

本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。

其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：

Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。

已知氧化铝有多种不同的结构，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：

高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.2～4.5

蒸发浓缩90℃～100℃Al2（OH）nCl6－n根据流程图回答下列问题：

⑴“煅烧”的目的是_________________________________________________________。

－3

⑵配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·cm）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。

⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________。

⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。

⑸“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是_________________。

【名题巧练7】

在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：

试回答：

（1）乙、丁中溶质的分子式：

乙，丁

－－

a.除去未反应的NO3b.除去未反应的Ic.除去未反应的Fed.除去碱性物质

（3）第⑦步操作可供提纯的两种方法是和（不要求写具体步骤）。

（4）实验室检验I2的方法是（5）甲物质见光易变黑，其原因是（用化学方程式表示）（6）①中溶解银的硝酸应该用硝酸（填浓或稀）。

原因是

【名题巧练8】

工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：

12

请回答下列问题：

（1）水蒸气的作用

（2）沉淀C的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作________。

（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃仪器是有________________。

（4）实验室洗涤Al（OH）3沉淀应该如何操作：

（5）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________（填化学式）。

用此法制取铝的副产品是________（填化学式）。

【名题巧练9】

（2022.怀柔）绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。

下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

稀硫酸稀硫酸铁屑溶解操作I滤渣I操作II酸化（pH=2），冷却操作III滤渣II操作IV通H2S至饱和.7H2OFeSO4

（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：

①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②

2+

（5）测定绿矾产品中Fe含量的方法是：

a.称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。

①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为（填仪器名称）。

②判断此滴定实验达到终点的方法是③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为【名题巧练10】

铝用途广泛，用铝土矿（主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）制取Al有如下途径：

13

（1）滤液A可用于净水，其净水原理用离子方程式表示为

________________________________________________________________________。

（2）灼烧时盛放药品的仪器名称是________。

（3）步骤V中发生反应的化学方程式是

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（4）步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为

________________________________________________________________________；

＋

________________滤液C中c（Na）＝_______________________________________

________________________________________________________________________（用电荷守恒式表达）。

－1

（5）取滤液B100mL，加入1mol·L盐酸200mL，沉淀量达到最大且质量为11.7g。

则滤液B中

＋－1

c（AlO－（填“>”、“＝”或“

亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。

以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：

①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O；②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全；③HClO2可看成是强酸。

－1

（1）160g·LNaOH溶液的物质的量浓度为____________________________________，若要计算该溶液溶质的质量分数，还需要的一个条件是__________。

（2）在发生器中鼓入空气的作用可能是________（填序号）。

A．将SO2氧化成SO3，增强酸性B．稀释ClO2以防止爆炸C．将NaClO3氧化成ClO2（3）吸收塔内的反应的化学方程式为_______________________________________，

吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H2O2分解，写出H2O2分解的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单的实验方法是___________________________________________________。

（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。

除H2O2外，还可以选择的还原剂是______（填序号）。

A．Na2O2B．Na2SC．FeCl2D．PbO（悬浊液）

（6）从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____________（填序号）。

A．蒸馏B．蒸发C．灼烧D．过滤E．冷却结晶要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是________（填操作名称）。

【名题巧练12】

海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。

下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：

14

（1）由海水晒制的粗盐中含有Ca、Mg、SO等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为（写化学式）____________________________________________。

（2）①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是______________________________________________________，

电解饱和食盐水的化学反应方程式为_________________________________________________。

2＋

2＋

2－4

②制取MgCl2的过程中涉及反应：

MgCl2·6H2O=====MgCl2＋6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是__________。

－

（3）苦卤中通入Cl2已经置换出Br2，为什么吹出后用SO2吸收转化为Br再用Cl2置换____________________________________________________________________________________，由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为________。

（4）也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出。

该反应的离子方程式是______________________________________；最后再用H2SO4处理得到Br2，该反应的离子方程式是___________________________________。

△

安徽省近四年高考化学工艺流程图

13.【2022】二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。

平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）。

某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实

验流程如下：

（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除（填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是

（2）第②步反应的离子方程式是，滤渣B的主要成分是

（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP（填“能”或“不能”）与水互溶。

实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。

（4）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000molL1FeSO4标准溶液滴定终点是（铈被还原为Ce）,消耗25.00mL标准溶液，该产品中Ce（OH）4的质量分数为

14.[2022]亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。

为检测某食品中亚硫酸盐含量（通常以1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：

315

（2）写出甲方案第①步反应的离子方程式______________________________。

（3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是__________。

（4）若用盐酸代替洗硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果__________（填“偏高”、“偏低”、“不影响”）。

（5）若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000molLI2溶液VmL，则1kg样品中含SO2的质量__________g（用含w，V的代数式表示）。

15.【2022】

MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。

某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：

-1

（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的________（写化学式）转化为可溶性物质。

（2）第②步反应的离子方程式是

____+ClO3—+_____===MnO2↓+Cl2↑+_____（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、________、________、________，已知蒸发得到固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有________（写化学式）。

（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要_______molNaClO3。

16.【2022】锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。

某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：

16

（1）第②步反应得到的沉淀某的化学式为

（2）第③步反应的离子方程式是

（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：

、

-1

（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有gNa2CO3参加了反应。

17.【2022】

某厂废水中含5.00某10-3mol·L-1的Cr2O72－，其毒性较大。

某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：

（1）第①步反应的离子方程式是

（2）第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是：

（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr（OH）3外，还有

（4）欲使1L该废水中的Cr2O72－完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。

理论上需要加入gFeSO4·7H2O。

答案及解析

6、解析：

对比原料与产品可知，该生产的主要工序：

一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al2O3利用水解絮凝法转化为产品。

再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al2O3不溶于酸，必须经煅烧改变结构。

该题经这样分析，题设的所有问题的答案就在分析之中。

答案：

⑴改变高岭土的结构，使其能溶于酸；⑵230；量筒；

＋＋

⑶Al2O3＋6H＝2Al3＋3H2O

＋＋

Fe2O3＋6H＝2Fe3＋3H2O；⑷除去溶液中的铁离子；⑸pH计（或精密pH试纸）；水浴加热

17

7、

（1）FeI2FeCl3

（2）C

（3）升华、凝华、萃取、分液、减压蒸馏（4）将I2加在淀粉溶液中，溶液显蓝色光

（5）2AlI=====2Ag+I2

（6）稀（2分）减少过程中产生NO某的量；节生硝酸物质的量8.

（1）加热加快反应

（2）Fe2O3颜料；

（3）烧杯、漏斗、玻璃棒；

（4）用玻璃棒引流向过滤器中加水浸没沉淀，滤去洗液后，反复2到3次即可。

；（5）CaO和CO2Fe2O3和O2

＋＋

9.1）AD（2分）

（2）除去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2被氧化（2分）；