高考化學(熱點+題型全突破)專題1模塊4熱點題型三工藝流程題(含解析)

1、專題1模塊4熱點題型三工藝流程題(一)【研究規(guī)律】1 .對原料進行預處理的常用方法及其作用(1)研磨一一減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率。(2)水浸與水接觸反應或溶解。(3)酸浸與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。(4)灼燒一一除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質。(5)煨燒一一改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土。2 .常用的控制反應條件的方法(1)調節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調節(jié)pH所需的物質一般應滿足兩點：能與M反應，使溶液

2、pH增大；不引入新雜質。例如：若要除去 ClT中混有的Fe 可加入CuO Cu(OH)2、Cg(OH)2CG等物質來調節(jié)溶液的 pH, 不可加入NaOH§液、氨水等。(2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應速率或使平衡向需要的方向移動。(3)控制壓強。改變速率，影響平衡。(4)使用正催化劑。加快反應速率，縮短達到平衡需要的時間。(5)趁熱過濾。防止某些物質降溫時析出。(6)冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。3 .明確常用的提純方法(1)水溶法：除去可溶性雜質。(2)酸溶法：除去堿性雜質。(3)堿溶法：除去酸性雜質。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原

3、性或氧化性雜質。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質。(6)調節(jié)溶液的pH法：如除去酸性含銅溶液中的Fe"等。4 .明確常用的分離方法(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質，如用CC14或苯萃取濱水中的澳。(3)蒸發(fā)結晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCL(4)冷卻結晶：提取溶.解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如 KNQ FeCL、CuCl2、CuSO 5HQ FeSQ -7HO等。(5)蒸儲或分儲：分離.沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和

4、甘油。(6)冷卻法：利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣。5 .物質分離、提純的原則(1)不增：不引入新的雜質。(2)不減：不減少被提純物。(3)易分離：被提純物與雜質容易分離。(4)易復原：被提純的物質易恢復原來的組成狀態(tài)。6 .物質分離、提純注意事項(1)除雜試劑需過量。(2)過量試劑需除去。(3)除去多種雜質時要考慮加入試劑的順序。(4)選擇最佳除雜途徑。(二)【典例剖析】典例一、【考點定位】本題以流程圖的形式考查離子反應、物質分離、實驗流程、實驗評價、實驗條件控制等。涉及試劑的選擇、溶液 pH控制、硫酸亞鐵性質、實驗條件選擇和控制等?！?015.浙江

5、卷】某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為FezQ、SiO2、AI2Q,不考慮其他雜質)制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4 7H2O),設計了如下流程：下列說法不正確的是() A.溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B.固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉化為Al(OH)3,進入固體2C.從溶液2得到FeSO-7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解D.若改變方案，在溶液 1中直接加NaOHS過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結晶分離也可得到FeSQ 7 H2O【解析】A、流程設計意圖是用磕酸把58、40二,轉化為酸鹽，除去30n然后用鐵粉還原合可導到 疏酸亞鐵&#

6、39;A正確f B、固體1為80二，分離三裕CM口 、：出。個采用的是遮生pH的方法,使A：” 轉化為上。坦二沉淀從而與會50,分離，三不正確i或 力容易祓氧化,所以在得至IFeSCL市9 產(chǎn)品的過程中,要防止其被氧化和分解，C正確；工在溶液1中直接加過量的NaOH得到的是 FaOKe沉淀，但"iOHk不穩(wěn)定，很容易襁氧化為五：0H1這樣的話,最終所得的產(chǎn)品不純， 混有較多的雜質F】SOD不正確答案選口?！久麕燑c評】離子推斷題的發(fā)展主要以離子反應為前提，主要考查學生在熟練掌握陰陽離子性質的基礎上，進行定性推斷，考查方式為離子的判斷、離子間的反應方程式，在此基礎上會結合相關化學量的計算

7、，還有綜合推斷型，主要考查學生定性分析和定量分析的綜合能力，還會出現(xiàn)與元素化合物知識相結合?？?查學生的綜合解題能力?？疾榱藢W生對知識理解、綜合運用能力及閱讀材料接受信息的能力和思維能力，對相關知識的掌握情況，能夠很好地考查考生所掌握的化學知識結構。這道高考題為一道中高檔題，能力要求較高。典例二、【考點定位】本題考查工藝流程?！?016屆溫州一?！磕惩瑢W采用工業(yè)大理石(含有少量SiO2、Al 203、FezQ等雜質)制取CaCl2 6HQ設計了如下流程：下列說法不正確的是() A.固體I中含有 Si02,固體n中含有 Fe(0H)3B.使用石灰水時，要控制 pH,防止固體H中 Al(0H)3轉

8、化為A102C.試劑a選用鹽酸，從溶液出得到CaCl2 6H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其分解D.若改變實驗方案，在溶液I中直接加氨水至沉淀完全，濾去沉淀，其溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶也可得到純凈 CaCl2 6 H20【答案】D【解析】Si02難溶于鹽酸，固體I中含有Si02；氯化鋁、氯化鐵與氫氧化鈣反應生成Fe(0H)3,所以固體n中含有Fe(0H)3,故A正確；Al(OH) 3可溶于強堿，使用石灰水時，要控制 pH,防止固體H中Al(OH) 3轉化為AIO2 ,故B正確；CaCl2 - 6H2O易失去結晶水，所以須控制條件防止其分解，故 C正確；溶液I中直接加氨水至沉淀完全，生成氯化俊

9、，其溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶不能得到純凈CaCl2 6H2O,故D錯誤。典例三、【考點定位】考查鋁的性質及物質制備工藝流程的知識【2016年高考海南卷】(8分)KAl(SO4)2 12H2O(明磯)是一種復鹽，在造紙等方面應用廣泛。實驗室中，采 用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質)制備明磯的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：貓叵產(chǎn)國修 HjSOj(1)為盡量少引入雜質，試劑應選用(填標號)。A. HCl 溶液 B . H2SO溶液 C .氨水 D . NaOHm(2)易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為。(3)沉淀B的化學式為;將少量明磯溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是 。(4)

10、已知：Kw=1.0X10-14, Al(OH) 3 A1O2-+I4+HOK=2.0X10-13O Al(OH)3溶于 NaOH§液反應的平衡常數(shù)等于?！敬鸢浮?8分)(1 ) d(2分) 2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H4(2分)(3) Al(OH) 3 Al 3+水解，使溶液中H+濃度增大( 每空1分，共2分)(4) 20(2分)【解析】易拉罐(主要成分為含有少量的三，雜質)，它們都是比?；顫姷慕饘伲伎梢耘c酸 發(fā)生反應，而A：可以與強堿溶液反應變?yōu)镵aALS進入溶液，而無、不能與植發(fā)生反應，所 以要以含A1的易拉罐為原料制取明研，應該用強堿XaOH濤港溶解，選項d

11、正確手Mg、Fe不溶 解，會留在濾渣中：(2)易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為 2Al-2NaOH-2HzO=2Na.A：0：-3Hi t 反應的離子方程式是二A：-20HTHzCKA：O：TH： t % (3) 濾液A的主要成分是NaA：O,向其水溶流中加入NKHCO:溶沌，AQ” 甌嗤生鹽的雙水解反 應，產(chǎn)生All 0取沉'?？?NH： H：O,反應的方程式是A1O：-濃O-甌AJ：OH苫；-NHrH:O,所 以沉淀E化學式為A1(OH)H符少量明砒溶于水,溶液呈弱駿性，其原因是該鹽是強酸弱堿鹽，發(fā)生水解反應消耗水電離產(chǎn)生的OH,當最終達到平衡時溶液中所以溶液顯 酸性* G)

12、已知：K、=L0k1T A：i OH): - A10二-H-H=0K=3Qm1TL =0玲;溶于 NaOHc(A10/)-ci.H") 2.0 : 1產(chǎn) 三 1_溶液反應的平衡常數(shù)- - E1名師點睛】工藝流程題J就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根 據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問？形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題力制備類工藝 流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務。畝題的重點、要放在與 題設有關操作的目標、任務上.分析時要.乩卞.毛妾厚科是否廉價易得)、環(huán)保角度I是否符合綠 色化學的要求、現(xiàn)實角度等萬面考慮；解答時要

13、看框內(nèi)，看框外？里外結合；邊分析，邊思考， 易處看手；先局剖，后全盤，逐步深入.而且還要看清問題，不能答非所問“要求用理論回答的 試題應采用一四段論法' 本題改變了什么條件I或是什么條件根據(jù)什么理所以有什么變化f 結論。知識升華二、【考點定位】考查物質制備工藝流程圖分析【2016年高考新課標出卷】(14分)以硅藻土為載體的五氧化二鈕(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢鈕催化劑中回收V2O既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢鈕催化劑的主要成分為：物質V2O5V2O4RSQSiO2FezQAl 203質重分數(shù)/%2.22.92.83.12228606512<1以下是一種廢銳催

14、化劑回收工藝路線:回答下列問題：(1) “酸浸"時 VO轉化為VQ+,反應的離子方程式為 ,同時V2O4轉成VO+?！皬U渣1 的主要成分是。(2) “氧化”中欲使 3 mol的VO2+變?yōu)閂O+,則需要氧化劑 KC1Q至少為 mol。(3) “中和”作用之一是使鈕以VO24-形式存在于溶液中?！皬U渣 2”中含有 。(4) “離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+ VQ24-F- R4V4O2+4OH(以RO強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應該呈 性(填“酸” “堿” “中”)。(5) “流出液”中陽離子最多的是 。(6) “沉鈕”得到偏鈕酸錢(NHVO)沉淀，寫

15、出“煨燒”中發(fā)生反應的化學方程式 ?！敬鸢浮?1) V2O5+2H+ =2VQ+ H2O; SiO2； (2) 0.5 ; (3) Fe(OH)3、Al(OH)3； (4)堿；(5) K+ ; (6)2NHVO=SS=+ H2O+ 2NHT。1解析】(1) -酸澧”時.二。，轉化為vor, v元素化合價不變，說明不是氧化還原反應，根據(jù)原子守恒可知 反應的離子方程式為V；O： + 2H-=2VO：- + H：O;二氧化武與酸不反應，貝心廢渣的主要成分是二氧 化硅。(2)氧化中欲使3 mol的丫0：-變?yōu)閂O：-, Y元素化合價從+4價升高到+ 5價,而氧化劑KC1O： 中氯元素化合價從+ 3價降

16、低到-1價，則根據(jù)電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質的量為少”廣中和:作用之一是使機以V'O二形式存在于溶液中，同B寸生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，貝仁廢 渣 ”中含有 FeiOH)：s A1(OH)3(4)根據(jù)方程式可知為了提高洗脫效率，反應應該向逆反應方向進行，因此淋洗液應該呈堿性。仁)由于前面加入了氟酸鉀和氫氧化鉀，則，流出液印陽寓子最多的是鉀離子。(6)根據(jù)原子守恒可知偏鈿的鐵訃壓y6 燃燒:生成七氧化二機、氨氣和水，發(fā)生反應的化學方程式 為二t >【名師點睛】1 .解題思路心唧建一H的，一一科 一味一 印.一物料點讖他一怦i 化就稅圖的費酣,時皿盥的帙作0-精H的棚-一養(yǎng)清

17、先唱謙的H的 屆%-用如何遠司能科 不問呦愛礫【弓總才系竹 周建立惻虺思第V"認 切隊門的相反應空，如入 無從一科一盧晶切入 -J 用隊f產(chǎn)瞿水和條群如A riM J _ r從產(chǎn)胎分肉貴燉叫人 與隊犍色超學助社叫人 帕一一間勉一一四果.一-、逆向|2,解題方法<1）苜尾分析法；對一些線型流程工藝從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序）試題，苜先對比分析流程 圖中第T*物質原材料）與最后一種物質L產(chǎn)品L從對比分析中找出原料與產(chǎn)居之間的關系j弄清 生產(chǎn)過程中瓊料轉化為產(chǎn)品的基本原理和除雜.分離、提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結合題設的 問題，逐一推敲解答。C）分段分析法：對于用同樣的原材料生產(chǎn)

18、多種兩種或兩種以上）產(chǎn)品包括副產(chǎn)品）的工業(yè)流程題，用 分段分析法更容易找到解題的切入點。<3）交叉分析法；有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與 部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品，這種題適合用交叉分析法，就是將提供的工業(yè)流程示意圖 結合常見化合物的制取除理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析.3.答題步驟（1）從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。（2）整體瀏覽一下流程，基本辨別出預處理、反應,提純、分離等階段“（3）分析流程中的每一步驟，并獲取以下信息:知道四個什么，反應物是什么，發(fā)生了什么反應，該反應造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。解題技巧與方法總結：化學工藝流程題主要包括物質的制備和提純兩大類型，主要考查化工生產(chǎn)條件的控制；化學實驗操作及化工流程的設計與評價；金屬、非金屬單質和化合物的性質與轉化；關于化工生產(chǎn)的相關計算。（1）物質制備類化工生產(chǎn)流程題的解題策略：明確原始物質及目標物質，分析題目信息（如原料成分、產(chǎn)品成分、某種新物質的性質及相關反應等 ），進而分析每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)所發(fā)生的反應和