领军高考化学易错点09化工流程考点讲解易错题分析.docx
《领军高考化学易错点09化工流程考点讲解易错题分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《领军高考化学易错点09化工流程考点讲解易错题分析.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
领军高考化学易错点09化工流程考点讲解易错题分析
易错点09化工流程
瞄准高考
1．（2018课标Ⅰ）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：
（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式__________。
（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________。
（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol·L−1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为_____________，该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1（以SO2计）。
【答案】2NaHSO3＝Na2S2O5+H2ONaHSO3得到NaHSO3过饱和溶液2H2O－4e－＝4H＋+O2↑aS2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋0.128
2．（2018课标Ⅱ）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：
相关金属离子[c0（Mn+）=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。
（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_____________。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
【答案】ZnS+
O2
ZnO+SO2PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+Zn+Cd2+
Zn2++CdZn2++2e－
Zn溶浸
【解析】
（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为
3．（2018课标Ⅲ）KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。
回答下列问题：
（1）KIO3的化学名称是_______。
（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH（IO3）2、Cl2和KCl。
“逐Cl2”采用的方法是________。
“滤液”中的溶质主要是_______。
“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。
（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。
【答案】碘酸钾加热KClKH（IO3）2+KOH
2KIO3+H2O或（HIO3+KOH
KIO3+H2O）2H2O+2e－
2OH－+H2↑K+a到b产生Cl2易污染环境等
4．（2017课标Ⅰ）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42－形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。
（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。
（5）若“滤液②”中c（Mg2+）=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1×10-5mol/L，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？
___________（列式计算）。
FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。
【答案】
（1）100℃、2h，90℃，5h
（2）FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++TiOCl42−+2H2O
（3）低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降（4）4
（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c（PO43－）=
mol·L−1=1.3×10-17mol·L−1，c3（Mg2+）×c2（PO43-）＝（0.01）3×（1.3×10-17）2=1.7×10-40＜Ksp[Mg3（PO4）2]，因此不会生成Mg3（PO4）2沉淀。
（6）2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
学方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。
5．（2017课标Ⅱ）水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。
加入硝酸的目的是__________，还可使用___________代替硝酸。
（2）沉淀A的主要成分是_________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为________。
（3）加氨水过程中加热的目的是___________。
沉淀B的主要成分为_____________、____________（填化学式）。
（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：
+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
【答案】
（1）将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+；双氧水（H2O2）
（2）SiO2（或H2SiO3）；SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
（3）防止胶体生成，易沉淀分离；Fe（OH）3、
（OH）3
（4）45.0%
pH4～5时Ca2+、Mg2+不沉淀，Fe3+、Al3+沉淀，所以沉淀B为Fe（OH）3、
（OH）3。
（4）草酸钙的化学式为CaC2O4，MnO4－作氧化剂，化合价降低5价，H2C2O4中的C化合价由＋3价→＋4价，整体升高2价，最小公倍数为10，因此MnO4－的系数为2，H2C2O4的系数为5，运用关系式法5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4
n（KMnO4）=0.0500mol/L×36.00×10－3mL=1.80×10－3mol
n（Ca2+）=4.50×10－3mol
水泥中钙的质量分数为4.50×10－3mol×40.0g/mol/0.400g×100%=45.0%。
6．（2017课标Ⅲ）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示：
回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3
Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。
该步骤不能使用陶瓷容器，原因是__________。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是____________及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________________（填“大”或“小”），原因是_________（用离子方程式表示）。
（4）有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到___________________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃
步骤⑤的反应类型是___________________。
（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为_____________。
【答案】
（1）2:
7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
（2）铁Al（OH）3
（3）小增大溶液中H+，促进平衡2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O正向移动
（4）d复分解反应
（5）
锁定考点
无机化工流程题的特点：
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。
1.流程的呈现主要有以物质转化为主线，以操作过程为主线，甚至有时候会以设备为主线。
2.这类题常围绕以下几个知识点进行设问：
⑴ 反应速率与平衡理论的运用
反应物颗粒大小：
反应速率、原料的利用率等
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的书写；
⑶利用控制pH分离除杂；
⑷化学反应的能量变化；
⑸实验基本操作：
除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；
⑹流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；
⑺环境保护与绿色化学评价。
一、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。
二、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
Fe（OH）3
2.7
3.7
Fe（OH）2
7.6
9.6
Mn（OH）2
8.3
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。
例如：
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。
三、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。
四、物质分离或提纯的方法
化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
1.蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的
气流中加热，以防其水解。
⑴ 蒸发浓缩、冷却结晶：
如除去KNO3中的少量NaCl。
⑵ 蒸发结晶、趁热过滤：
如除去NaCl中的少量KNO3。
2.溶解法：
利用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如Fe（Al）可用过量的NaOH溶液而除去Al，CO2（HCl、H2O）先通过饱和食盐水，再通过浓H2SO4。
3.沉淀法：
a.加合适的沉淀剂（要使杂质离子充分沉淀，加入的沉淀剂必须过量，且在后续步骤中容易除去）；b.调节溶液的酸碱性。
4.洗涤法：
a.水洗；b.冰水洗；c.有机溶剂洗。
其目的是：
洗去目标物表面的杂质离子；减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量；防止目标物形成结晶水合物；使晶体快速干燥。
五、可循环物质的判断和流程评价
（一）可循环物质的判断
1.流程图中回头箭头的物质。
2.生产流程中后面新生成或新分离的物质（不要忽视结晶后的母液），可能是前面某一步反应的相关物质。
（二）对整个工艺流程从下列几个方面进行评价
1.体现绿色化学思想（使用无毒无害原料，采用原子利用率高的制备路线，原料的循环利用，副产物综合利用，节能，等）。
2.高效节能方面（原料廉价，工艺简单，产品的纯度高，能耗低等）。
3.生成物或副产物的污染。
【规范答题】
实验操作类规范语言表述
1.测定溶液pH的操作
将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，待试纸变色后，再与标准比色卡对照。
模板 答题关键词：
pH试纸、表面皿、玻璃棒、蘸待测液、比色卡、对照。
四步：
①取放试纸→②蘸待测液→③点滴试纸→④与比色卡对照。
概括为“取、蘸、点、比”。
抓住关键词和四步操作环节，此类问题一定不失分。
2.沉淀洗涤
（1）沉淀洗涤的目的：
除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
（2）洗涤方法：
向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。
（3）误差分析：
若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏高。
若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。
（4）沉淀剂是否过量的判断方法
模板
加沉淀剂：
静置，向上层清液中继续滴加少量沉淀剂，若无沉淀产生，则证明沉淀剂已过量。
加入与沉淀剂反应的试剂：
静置，取适量上层清液于另一洁净试管中，向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂，若产生沉淀，证明沉淀剂已过量。
注意：
若需称量沉淀的质量而进行有关定量计算时则只能选用方法
（1）。
（5）判断沉淀是否洗净的操作
答题
取最后一次洗涤液，滴加……（试剂），若没有……现象，证明沉淀已洗净
3.容量瓶捡漏操作
模板
加入一定量的水，塞好瓶塞。
用食指摁住瓶塞，倒立观察。
然后再将容量瓶正立，并将瓶塞旋转180°后塞紧，再倒立。
若均无水渗出，则容量瓶不漏水。
4.滴定管检查是否漏水的操作
模板
酸式滴定管：
关闭活塞，向其中加入一定量的水，用滴定管夹将其固定铁架台上，观察是否漏水。
若2分钟内不漏水，将活塞塞旋转180°后，重复上述操作。
碱式滴定管：
向其中加入一定量的水，用滴定管夹将其固定铁架台上，观察是否漏水。
若2分钟内不漏水，轻轻挤压玻璃球，放出少量液体，再次观察滴定管是否漏水。
5.滴定管赶气泡的操作
模板
酸式滴定管：
右手将滴定管倾斜30°左右，左手迅速打开活塞使溶液冲出，从而使溶液充满尖嘴。
碱式滴定管：
将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜，用两指捏住胶管，轻轻挤压玻璃球，是溶液从尖嘴流出，即可赶出气泡。
6.装置的气密性检查
模板
形成封闭体系——操作（微热、手捂、热毛巾捂、加水等）―→描述现象―→得出结论。
微热法——关键词是：
封闭（将导管一端放入水中）、微热、气泡、水柱；
液差（封）法——关键词是：
封闭（用止水夹关闭右侧导气管，向××漏斗中加水）、液差（××漏斗中形成一段水柱，停止注水后，水柱不变化）。
整套装置气密性检查：
为使其产生明显的现象，用酒精灯对装置中某个可加热容器微热，观察插入水中导管口是否有气泡冒出，也可对整套装置适当分割，分段检查气密性。
7.萃取分液操作
关闭分液漏斗活塞，将混合液倒入分液漏斗中，充分振荡、静置、分层，在漏斗下面放一个小烧杯，打开分液漏斗活塞，使下层液体从下口沿烧杯壁流下；上层液体从上口倒出。
8.焰色反应的操作
先将铂丝沾盐酸溶液在酒精灯火焰上灼烧，反复几次，直到与酒精灯火焰颜色接近为止。
然后用铂丝沾取少量待测液，到酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色，如为黄色，则说明溶液中含Na＋；若透过蓝色钴玻璃呈紫色，则说明溶液中含K＋。
9.氢氧化铁胶体的制备
往煮沸的蒸馏水中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液，当溶液变红褐色时，立即停止加热。
10.从溶液中结晶实验操作
模板
溶解度受温度影响小的：
蒸发→结晶→过滤
溶解度受温度影响较大或带结晶水的：
加热浓缩→冷却结晶→过滤
大题冲关
1．某含锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS杂质，由此矿石生产MnCO3的工艺流程如图所示：
已知：
①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe（OH）3
2.7
3.7
Al（OH）3
3.8
4.7
Mn（OH）2
8.8
10.4
Ca（OH）2
12
─
②常温下，Ksp（CaF2）=3.95×10-11
回答下列问题：
（1）酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸______（填“是”或“否”）；操作I的名称为______________。
（2）取溶液Ⅰ加入KSCN溶液，溶液呈血红色，试写出酸溶过程中MnO2与FeS发生反应的离子方程式：
______。
（3）调节溶液Ⅰ的pH时，pH的范围为_________；所用的物质X最好是________（填字母）。
A．盐酸B．NaOH溶液C．氨水D．MnCO3固体
（4）滤渣Ⅰ为___________________，滤渣Ⅱ为_____________。
（填化学式）
（5）沉锰的化学方程式为_________________________________________。
（6）沉锰后过滤得到固体MnCO3，设计实验方案验证MnCO3固体是否洗涤干净：
__________。
【答案】否过滤2FeS+12H++3MnO2=2Fe3++2S+3Mn2++6H2O4.7≤pH<8.8DFe（OH）3、Al（OH）3CaF2MnSO4+2NaHCO3=MnCO3↓+Na2SO4+H2O+CO2↑取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净
2．（2018届辽宁省沈阳市高三教学质量监测一）海洋资源丰富，海水水资源的利用和海水化学资源（主要为NaCl和MgSO4及K、Br等元素）的利用具有非常广阔的前景。
回答下列问题：
（1）NaCl溶液由粗盐水精制而成，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为__________________、__________________。
（2）写出步骤Ⅰ中反应的总化学方程式为___________________________________。
（3）简述步骤Ⅱ中能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是________。
（4）已知MgCl2溶液受热时易水解生成Mg（OH）Cl，写出该过程的化学方程式__________________。
（5）为得到无水MgCl2，步骤Ⅲ的操作应为_____________________________。
（6）步骤Ⅳ中，电解熔融MgCl2得到的镁需要在保护气中冷却，下列气体可以作为保护气的是_________
A.H2B.N2C.CO2D.空气
（7）海水中溴含量为65mg·L-1。
若1L海水中95%溴元素被氧化为Br2经热空气吹出，溴单质残留量3%。
最后用SO2将90%Br2还原成Br-，所得溶液体积为50mL。
此过程的目的为________________。
所得溶液中溴离子浓度为海水中溴离子浓度的_____________倍（精确到0.1）。
【答案】NaOH溶液Na2CO3溶液NaCl+3H2O═NaClO3+3H2↑室温下KClO3在水中的溶解度明显小于其它晶体MgCl2+H2O
Mg（OH）Cl+HCl↑在干燥的HCl气流下加热A提高溴离子的浓度，富集溴元素16.6倍
3．铅的单质、氧化物、铅盐在现代工业中有着重要的用途。
（1
升级会员 