高考化學(xué)無機(jī)化學(xué)工藝流程市公開課一等獎(jiǎng)?wù)n件省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

[學(xué)時(shí)詮釋]

化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中生產(chǎn)流程用框圖形式表達(dá)出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問，是無機(jī)框圖創(chuàng)新。它以當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合，考查物質(zhì)制備、檢查、分離提純等基本試驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用，要求考生根據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、精確答題。此類試題具有較強(qiáng)實(shí)用性和綜合性，是近幾年高考化學(xué)命題常考題型，如2023全國卷Ⅲ28題，2023北京理綜27等。

學(xué)時(shí)4無機(jī)化學(xué)工藝流程1/46

附思維主線： 此類題目多以金屬礦物加工為載體，綜合考查無機(jī)元素化合物、化學(xué)原理和試驗(yàn)，由于難度大，綜合性強(qiáng)，也可放到一輪結(jié)束后來作為能力專項(xiàng)使用！2/46【示例1】

微點(diǎn)聚焦一以物質(zhì)制備為目標(biāo)工藝流程[典題示例]3/46題尾懂得題尾考查哪些問題(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)化學(xué)方程式___________。為提升浸出速率，除合適增加硫酸濃度外，還可采取措施有_________(寫出兩條)。(2)利用_____磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩下物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是____________________。然后再調(diào)整溶液pH約為5，目標(biāo)是______________________。(4)“粗硼酸”中主要雜質(zhì)是________(填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機(jī)合成中主要還原劑，其電子式為________。(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表達(dá)制備過程_______________。4/465/46

[評(píng)分細(xì)則]

(1)不配平不得分，漏寫條件扣1分

(2)簡(jiǎn)答每條1分，其他合理答案也給分

(3)寫名稱不給分，多寫此空判0分

(4)寫化學(xué)式不給分，出現(xiàn)白字不給分

(5)漏寫離子符號(hào)不給分

(6)不配平不得分，漏寫條件扣1分6/46【解法指導(dǎo)】1．制備過程中原料預(yù)處理5種常用辦法

看措施想目標(biāo)研磨減小固體顆粒度，增大固體與液體或氣體間接觸面積，加快反應(yīng)速率水浸與水接觸反應(yīng)或溶解酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)煅燒變化構(gòu)造，使某些物質(zhì)能溶解，并使某些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土7/462．制備過程中控制反應(yīng)條件6種辦法看措施想目標(biāo)調(diào)整溶液pH常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀控制溫度根據(jù)需要升溫或降溫，變化反應(yīng)速率或使平衡向需要方向移動(dòng)控制壓強(qiáng)變化速率，影響平衡使用合適催化劑變化反應(yīng)速率，控制達(dá)成平衡所需要時(shí)間趁熱過濾避免某物質(zhì)降溫時(shí)析出冰水洗滌洗去晶體表面雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中溶解損耗8/46 [注意]

調(diào)整pH所需物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：

①能與H＋反應(yīng)，使溶液pH變大；

②不引入新雜質(zhì)。例如若要除去Cu2＋中混有Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)整溶液pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。9/461．(2023·全國新課標(biāo)Ⅰ，27)鋰離子電池應(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。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)為6C＋xLi＋＋xe－===LixC6?，F(xiàn)欲利用下列工藝流程回收正極材料中某些金屬資源(部分條件未給出)。[體驗(yàn)感悟]10/4611/46

回答下列問題：

(1)LiCoO2中，Co元素化合價(jià)為__________。

(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)離子方程式____________________。

(3)“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生所有氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式____________________；可用鹽酸替代H2SO4和H2O2混合液，但缺陷是______________________。12/46 (4)寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式________________________________________。

(5)充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1－xCoO2之間轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式________________________。

(6)上述工藝中，“放電處理”有助于鋰在正極回收，其原因是________________________。在整個(gè)回收工藝中，可回收到金屬化合物有________________(填化學(xué)式)。13/4614/4615/4616/4617/462．(2023·四川理綜，11節(jié)選)資源高效利用對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)連續(xù)健康發(fā)展具有主要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用研究方案，制備具有主要工業(yè)用途CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其簡(jiǎn)化流程如下：18/4619/4620/46【解題策略】

化工流程題中表述性詞匯“八大答題方向”

化工生產(chǎn)流程和綜合試驗(yàn)題中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)某些表述性詞語中，這些表述性詞語就是隱性信息，它能夠暗示我們所應(yīng)考慮答題角度。常見有：

(1)“控制較低溫度”——常考慮物質(zhì)揮發(fā)、物質(zhì)不穩(wěn)定性和物質(zhì)轉(zhuǎn)化等。

(2)“加過量試劑”——常考慮反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。

(3)“能否加其他物質(zhì)”——?？紤]會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品純度。21/46 (4)“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)成防氧化、防水解、防潮解等目標(biāo)。

(5)“判斷沉淀是否洗凈”——常取少許最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢查其中某種離子。

(6)“檢查某物質(zhì)設(shè)計(jì)方案”——一般取少許某液體于試管中，加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。

(7)“控制pH”——?？紤]防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。

(8)“用某些有機(jī)試劑清洗”——常考慮減少物質(zhì)溶解度有助于析出、減少損耗和提升利用率等。22/46【示例2】

從廢釩催化劑(主要成份V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5一種生產(chǎn)工藝流程示意圖如下，請(qǐng)回答下列問題：微點(diǎn)聚焦二以分離提純?yōu)槟繕?biāo)工藝流程[典題示例]23/46 (1)步驟①中廢渣主要成份是________，③中X試劑為________。

(2)試驗(yàn)室中進(jìn)行萃取分液操作時(shí)，注入萃取劑，充足振蕩，將分液漏斗于鐵圈上靜置，當(dāng)液體分層后，接下來操作是______________________________。

(3)②③變化過程可簡(jiǎn)化為(下式R表達(dá)VO2＋，HA表達(dá)有機(jī)萃取劑)R2(SO4)n(水層)＋2nHA(有機(jī)層)

2RAn(有機(jī)層)＋nH2SO4(水層)

為提升②中萃取百分率，應(yīng)采取措施是___________________________________________。24/4625/46

思維提醒26/46

標(biāo)準(zhǔn)答案(1)SiO2

H2SO4

(2)打開分液漏斗上口塞子(或?qū)⒎忠郝┒飞峡谌影疾蹖?duì)準(zhǔn)漏斗口頸上小孔)；先打開活塞放出下層液體，后將上層液體從分液漏斗上口倒入另一燒杯中(3)加入堿中和硫酸使平衡正移或數(shù)次連續(xù)萃取(4)1

6

6

6

1

Cl－

3

H2O

(5)1.7～1.8

(6)氨氣、有機(jī)萃取劑27/46【解題辦法】1．把握物質(zhì)提純“6種”常用辦法看目標(biāo)選措施除去可溶性雜質(zhì)水溶法除去堿性雜質(zhì)酸溶法除去酸性雜質(zhì)堿溶法除去還原性或氧化性雜質(zhì)氧化還原法除去受熱易分解或易揮發(fā)雜質(zhì)加熱灼燒法除去酸性Cu2＋溶液中Fe3＋等調(diào)pH法28/462．正確選擇物質(zhì)分離“6種”常用辦法看目標(biāo)選措施分離難溶物質(zhì)和易溶物，根據(jù)特殊需要采取趁熱過濾或者抽濾等措施過濾

(熱濾或抽濾)利用溶質(zhì)在互不相溶溶劑里溶解度不一樣提純分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中溴萃取和分液提純?nèi)芙舛入S溫度變化不大溶質(zhì)，如NaCl蒸發(fā)結(jié)晶29/46看目標(biāo)選措施提純?nèi)芙舛入S溫度變化較大溶質(zhì)，易水解溶質(zhì)或結(jié)晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等冷卻結(jié)晶分離沸點(diǎn)不一樣且互溶液體混合物，如分離乙醇和甘油蒸餾與分餾利用氣體易液化特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采取冷卻法分離氨氣與氮?dú)?、氫氣冷卻法30/461．(2023·北京理綜，27)以廢舊鉛酸電池中含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料，制備高純PbO，實(shí)現(xiàn)鉛再生利用。其工作流程如下：

[體驗(yàn)感悟]31/4632/4633/46

①過程Ⅱ目標(biāo)是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中反復(fù)使用，其目標(biāo)是________(選填序號(hào))。

A．減少PbO損失，提升產(chǎn)品產(chǎn)率

B．反復(fù)利用NaOH，提升原料利用率

C．增加Na2SO4濃度，提升脫硫效率

②過程Ⅲ目標(biāo)是提純。結(jié)合上述溶解度曲線，簡(jiǎn)述過程Ⅲ操作：____________________________。34/4635/4636/4637/4638/462．(2023·課標(biāo)全國Ⅲ，28)以硅藻土為載體五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸催化劑。從廢礬催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有助于資源綜合利用。廢釩催化劑主要成份為： 下列是一種廢釩催化劑回收工藝路線：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.2～2.92.8～3.122～2860～651～2<139/4640/4641/4642/4643/4644/46【解題程序】1．讀流程圖

(1)箭頭：箭頭進(jìn)入是投料(