解題策略丨高考化學(xué)工藝流程題解題策略

1、高考化學(xué)工藝流程題的解題策略4如何備考?3如何考？1考了嗎？2考什么？工藝流程題內(nèi)容提要近幾年高考中情景素材統(tǒng)計(jì)（2考什么?）（1）自然資源開(kāi)發(fā)利用類鈦鐵礦、鉻鐵礦、軟錳礦、菱鎂礦、鐵硼礦、鋁土礦、磷礦石、白云石、瑩石（2）廢棄資源回收利用類廢鐵屑、廢鋁片、廢釩催化劑、廢玻璃、廢舊鋰離子電池、廢舊鋅錳電池、粉煤灰、銀銅合金廢料（3）物質(zhì)的制備和凈化類水泥、NaClO2、NH3、H2C2O431、原料所含雜質(zhì)類：SiO2(12次)；Al2O3(11次）；FexOy(10次）；MgO(5次)；MnO2(4次)；CaO(3次)2、輔助試劑類：H2O2(7次)；KMnO4(6次）；K2Cr2O7(2次

2、）；H2C2O4(2次)、NaBH4(2次)；ZnS、FeS、MnS(各1次)近幾年高考中高頻化合物統(tǒng)計(jì)4設(shè)問(wèn)方式考查內(nèi)容考查方式原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理元素及其化合物性質(zhì)、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、熱化學(xué)知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、溶解度、水溶液中離子平衡(Ka、Kb、Kh、Ksp的應(yīng)用)化合價(jià)規(guī)則、物質(zhì)的命名、方程式書(shū)寫(xiě)、圖表分析、實(shí)驗(yàn)原理及文字表達(dá)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)平衡常數(shù)的計(jì)算除雜、分離和提純產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作儀器名稱、分離提純的操作、滴定實(shí)驗(yàn)及相關(guān)計(jì)算提高產(chǎn)量和效率化學(xué)平衡、溶解平衡計(jì)算轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、純度節(jié)能減排，循環(huán)利用元素化合物性質(zhì)尾氣的處理、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)綜合利用電化學(xué)知識(shí)電極

3、方程式書(shū)寫(xiě)及電化學(xué)的相關(guān)計(jì)算 近幾年高考中考點(diǎn)分析化學(xué)工藝流程圖是以無(wú)機(jī)礦物、工農(nóng)業(yè)或生活廢舊物質(zhì)為原料，首先對(duì)原料經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理，再通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，利用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)，經(jīng)過(guò)多次分離提純最后得到目標(biāo)產(chǎn)物。 原料核心 反應(yīng) 目標(biāo)產(chǎn)物原料的預(yù)處理反應(yīng)條件控制物質(zhì)分離提純生產(chǎn)實(shí)際工藝流程題的基本結(jié)構(gòu)示意圖二、剖析工藝流程題的命題角度 Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來(lái)制備，工藝流程如下：例題原料目標(biāo)產(chǎn)物1目標(biāo)產(chǎn)物2預(yù)處理主線2主線1核心化學(xué)反應(yīng)及分離提純28(14分)NaClO2是一種重要的殺

4、菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：核心化學(xué)反應(yīng) 分離提純題型示例原料目標(biāo)產(chǎn)物核心反應(yīng)原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制命題五個(gè)角度原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制產(chǎn)物分離提純生產(chǎn)實(shí)際1.核心反應(yīng)陌生方程式的書(shū)寫(xiě)關(guān)注箭頭的指向：箭頭指入反應(yīng)物箭頭指出生成物箭頭回指循環(huán)物氧化還原反應(yīng)：判斷產(chǎn)物三個(gè)守恒非氧化還原反應(yīng)： 物質(zhì)性質(zhì)元素守恒 鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下: （4）“電解”是電解Na

5、2CO3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_(kāi)。 答題技巧(1)箭頭回指判斷產(chǎn)物為NaOH和NaHCO3(2)電解實(shí)質(zhì)是電解水 H2 4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2 24二氧化氯（ClO2）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。（1）氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。該法工藝原理示意圖如右。其過(guò)程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有H2、Cl2（填化學(xué)式），發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為_(kāi)。Cl2HClNaClO3+HClClO2+H2 /Cl2(?)+NaCl2

6、NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2ONaClNaClO3氧化還原規(guī)律增大固體樣品與液體（或氣體）的接觸面積，加快反應(yīng)速率。2.原料的預(yù)處理浸出：研磨：（水浸、酸浸、堿浸）使原料中的*溶解（物理溶解或與浸取液接觸反應(yīng)），可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。灼燒：攪拌：使反應(yīng)物充分接觸，增大反應(yīng)（或溶解）速率。（焙燒、煅燒）除去可燃性的雜質(zhì)（或使原料初步轉(zhuǎn)化）雜質(zhì)高溫下氧化、分解 硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖

7、所示：回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_ _。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_ (寫(xiě)出兩條)。升高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑 Mg2B2O5H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3 預(yù)處理 以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.122286065121以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：（1）“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)

8、的離子方程式為 ， 同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)成VO2+。V2O5+2H+=2VO2+H2O 預(yù)處理反應(yīng)速率及平衡移動(dòng)物質(zhì)的溶解與結(jié)晶物質(zhì)的熱分解與揮發(fā)弱離子的水解（平衡）pH：物質(zhì)的沉淀與溶解弱離子的水解3.反應(yīng)條件的控制保護(hù)氣：隔絕空氣（主要是O2、H2O）弱離子的水解（如HCl氛圍）溫度:36、（15分）以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下： （1）步驟中溶解溫度應(yīng)控制在6070，原因是 。 溫度低溶解速度慢、溫度過(guò)高銨鹽分解15課標(biāo)I：“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是將Fe2+氧化為Fe3+ 然后在調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是：使Al

9、3+與Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去。 15課標(biāo)II：加堿調(diào)節(jié)至pH為 2.7 時(shí)，鐵剛好沉淀完全（離子濃度小于10-5mol/L時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全）；繼續(xù)加堿至pH為 6 時(shí)，鋅開(kāi)始沉淀（假定濃度為0.1mol/L）。若上述過(guò)程不加H2O2后果是Zn2+和Fe2+分離不開(kāi)，原因是： Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近。H3BO3、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Al3+4.產(chǎn)品的分離提純結(jié)晶（重結(jié)晶）:固體物質(zhì)從溶液中析出的過(guò)程。過(guò)濾：固、液分離蒸餾：液、液分離蒸發(fā)：利用加熱的方法，使溶液中溶劑不斷揮發(fā)而析出溶質(zhì)（晶體）的過(guò)程。 萃?。河靡环N溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來(lái)。分

10、液：互不相溶的液體間的分離鹽析：加無(wú)機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。升華：將可直接氣化的固體分離出來(lái)。洗滌：通常有水洗、冰水洗滌、醇洗。成本意識(shí)：浸出率、轉(zhuǎn)化率、利用率、原料價(jià)格、能耗的控制、 原料、 能量的循環(huán)利用效率意識(shí)：生產(chǎn)速率、催化劑的使用、反應(yīng)條件的選擇5.生產(chǎn)實(shí)際：三個(gè)意識(shí)環(huán)保意識(shí)：綠色化學(xué)：無(wú)污染、無(wú)腐蝕、 “三廢”(廢氣、廢渣、廢水)的處理。27鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等?？捎名}酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是 。有氯氣生成，污染較大污染：廢渣、 廢液（酸、堿、重金屬鹽）、 廢氣（Cl

11、2、Br2、硫和氮的氧化物）很多學(xué)生答不出，沒(méi)有環(huán)保的意識(shí)。 24四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：該工藝流程中存在的不足之處是-。 產(chǎn)生三廢1 快速瀏覽，整體分析把握主干4 以線設(shè)問(wèn)，回歸流程局部剖析3 獨(dú)立設(shè)問(wèn)，找準(zhǔn)關(guān)鍵直接作答2 瞻前顧后，整合信息理順流程三、工藝流程題答題策略（3如何考？） ） Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來(lái)制備，工藝流程如下：例題原料目標(biāo)產(chǎn)物1目標(biāo)產(chǎn)物2預(yù)處理1

12、.快速瀏覽，整體分析把握主干主線2主線1核心化學(xué)反應(yīng)及分離提純FeTiO3 、MgO和SiO22 瞻前顧后，整合信息理順流程主反應(yīng) FeTiO3+ 4H+4Cl = Fe2+ TiOCl42 + 2H2O副反應(yīng) MgO +2H+ = Mg2+ H2O反應(yīng)6反應(yīng)7反應(yīng)5反應(yīng)4反應(yīng)3反應(yīng)1反應(yīng)2分離3分離4分離1分離2TiOCl42 + （x+1） H2O = TiO2xH2O 2H+4Cl- TiO2xH2O (NH4)2Ti5O15(NH4)2Ti5O152LiOHLi2Ti5O152NH3H2O Li4Ti5O122LiFePO4+ H2O+ 3CO22FePO4 + Li2CO3+ H2C

13、2O42Fe2+ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ 2H2O Fe3+PO4 3- =FePO4 Li2Ti5O15七處核心反應(yīng)，四處分離提純100、2h，90、5h 3 獨(dú)立設(shè)問(wèn)，找準(zhǔn)關(guān)鍵直接作答解答關(guān)鍵（1）找準(zhǔn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)（2）對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件有兩個(gè)解答關(guān)鍵（1）各元素化合價(jià)代數(shù)和為0（2）兩個(gè)氧原子形成一個(gè)過(guò)氧鍵（3）過(guò)氧根為-2價(jià)4低于40，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加；超過(guò)40，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率下降解題關(guān)鍵（1）分析表格中低于和高于40時(shí)轉(zhuǎn)化率的變化趨勢(shì)（2）雙氧水和氨水的不穩(wěn)定性，溫度升高會(huì)分解4 以線設(shè)問(wèn)，回歸流程局部推敲解題關(guān)鍵（1

14、）“酸浸”時(shí)發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，鐵元素為+2價(jià)（2）元素守恒和電荷守恒配平FeTiO3+ 4H+4Cl = Fe2+ TiOCl42 + 2H2O解題關(guān)鍵（1）反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，H2C2O4 為還原劑（2）電子守恒和元素守恒配平2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O+ 3CO2Mg2+、Fe2+FePO4Mg3(PO4)2 解題關(guān)鍵（1）溶度積規(guī)則意義及計(jì)算（2）注意加入溶液后體積變化1.常用答題的套路及規(guī)范答題模板2.細(xì)心審題，疑點(diǎn)突破，力求得分四、工藝流程題的規(guī)范答題及知識(shí)儲(chǔ)備（4如何備考？）3.常見(jiàn)化工流程反應(yīng)及物質(zhì)制備1分若上層清液變渾濁，則未沉淀完

15、全。使反應(yīng)速率加快1、常用答題的套路及規(guī)范答題模板1分（1）黑鎢礦石堿熔前需充分研磨，目的是 ，寫(xiě)出FeWO4在堿熔條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。2分常見(jiàn)答題術(shù)語(yǔ)答題模板從濾液中提取一般晶體（溶解度隨溫度升高而增大的晶體）的方法蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法蒸發(fā)濃縮、趨熱過(guò)濾、洗滌、干燥如：NaCl和少量K2Cr2O7的混合溶液溫度不高于的原因適當(dāng)加快反應(yīng)速率，但溫度過(guò)高會(huì)造成(如濃硝酸)揮發(fā)、(如H2O2、NH4HCO3)分解、(如Na2SO3)氧化或促進(jìn)(如AlCl3)水解等，影響產(chǎn)品的生成。341、常用答題的套路及規(guī)范

16、答題模板常見(jiàn)答題術(shù)語(yǔ)答題模板檢驗(yàn)溶液中離子是否沉淀完全的方法（不涉及沉淀計(jì)算）靜置分層后，向上層清液中繼續(xù)滴入沉淀劑，若無(wú)沉淀生成，則離子沉淀完全；若上層清液繼續(xù)產(chǎn)生沉淀，則沉淀不完全。檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的操作取最后一次洗滌液少許于試管中，向其中滴入某試劑，若，則沉淀已洗滌干凈；若，則沉淀未洗滌干凈。洗滌沉淀的操作沿玻璃棒向過(guò)濾器中加蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作23次。滴定到終點(diǎn)的現(xiàn)象滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由色變?yōu)樯?，且半分鐘?nèi)溶液顏色不再改變，說(shuō)明已達(dá)到滴定終點(diǎn)35常見(jiàn)答題術(shù)語(yǔ)答題模板事先煮沸溶液的原因除去溶解在溶液中的氣體(如氧氣)防止某物質(zhì)被氧化?？刂颇撤磻?yīng)的pH值

17、使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀調(diào)節(jié)pH所用試劑為主要元素對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、堿，以避免引入新的雜質(zhì)。pH分離時(shí)的范圍確定、范圍過(guò)小的后果(或過(guò)大的后果)導(dǎo)致某離子沉淀不完全 (導(dǎo)致主要離子開(kāi)始沉淀)蒸發(fā)、反應(yīng)在某氣體氛圍中進(jìn)行的原因抑制某離子的水解，如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)為獲得AlCl3需在干燥HCl氣流中進(jìn)行。36（1）黑鎢礦石堿熔前需充分研磨，目的是 ，寫(xiě)出FeWO4在堿熔條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。（5）在750時(shí)，以石墨棒作電極材料，在NaClCaCl2CaWO4熔鹽體系中電解可以直接得到金屬鎢，其陰極的電極反應(yīng)式為 。（6）鎢酸鈣（CaWO4）和氫氧化鈣都是微溶電解質(zhì)。某溫度下，Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線如右圖所示已知pc(離