工藝流程綜合-2023年高考化學(xué)（新高考專(zhuān)用）（解析版）

秘籍15工藝流程綜合

:高考預(yù)測(cè)

概率預(yù)測(cè)☆☆☆☆☆

題型預(yù)測(cè)填空題☆☆☆☆☆

考向預(yù)測(cè)物質(zhì)的制備、分離提純、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)的綜合分析及應(yīng)用

;應(yīng)試秘籍

化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái)，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)

步步設(shè)問(wèn)，是無(wú)機(jī)框圖的拓展創(chuàng)新。它以現(xiàn)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)的制備、檢驗(yàn)、分離提純等基本實(shí)驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，要求考生依據(jù)流程

圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題?；すに嚵鞒填}能有效考查考生的“變化觀念與平衡思想、

科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。近五年來(lái)作為高考題的固定題型，此類(lèi)題目往往取材于國(guó)際國(guó)

內(nèi)的化學(xué)期刊雜志，沒(méi)有固定的物質(zhì)制備或分離類(lèi)型，情境新穎，在題干問(wèn)題設(shè)置上注重邏輯，往往還有

關(guān)聯(lián)提問(wèn)。重點(diǎn)考查化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力，特別是對(duì)物質(zhì)制備方法、物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化途徑、混合物分離

和除雜方法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、陌生情景中化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)及簡(jiǎn)單計(jì)算能力的綜合

考查。

考點(diǎn)一、工藝流程操作及原因

常見(jiàn)的操作思考角度

用水洗除去表面可溶性雜質(zhì)，金屬晶體可用機(jī)械法（打磨）加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分

表面處理

或化學(xué)法除去表面氧化物、提高光潔度等

加氧化劑氧化某物質(zhì)，生成目標(biāo)產(chǎn)物或除去某些離子

過(guò)濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸儲(chǔ)等常規(guī)操作

分離、提純

從溶液中得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮一冷卻結(jié)晶一過(guò)濾一洗滌、干燥

提高原子

綠色化學(xué)（物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用）

利用率

在空氣中或要考慮。2、H2o,CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；或能否達(dá)到隔絕空氣、防氧化、防

在其他氣體水解、防潮解等目的

中進(jìn)行的反

應(yīng)或操作

①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出（或抑制水解）

控制溶②"酸作用''還可除去氧化物（膜）

液的pH③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等

④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件（或堿性條件）

①防止副反應(yīng)的發(fā)生

②使化學(xué)平衡移動(dòng)；控制化學(xué)反應(yīng)的方向

③控制固體的溶解與結(jié)晶

控制溫度

④控制反應(yīng)速率；使催化劑達(dá)到最大活性

（常用水浴、

⑤升溫：促進(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)

冰浴或油

⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離

浴）

⑦趁熱過(guò)濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量

⑧降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫（或減壓）可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要

求

①水洗：通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì)

②冰水洗滌：能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且防止晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗

③用特定有機(jī)試劑清洗晶體：洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度、有利于析出，

洗滌晶體

減少損耗等

④洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操

作2?3次

考點(diǎn)二、分離與提純操作

①物質(zhì)分離、提純的六種物理方法

把不溶性的固體與液體進(jìn)行分離的操作方

里也一法，如除去粗鹽水中的不溶固體

把可溶性固體混合物通過(guò)溶解度的不同而

結(jié)晶|一將物質(zhì)進(jìn)行分離提純的方法,如KN03和

NaCl的分離

陵網(wǎng)」用于分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物，如

?分儲(chǔ)ir酒精和水的分離

利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度不

萩而同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑

至的一組成的溶液中提取出來(lái)，如用CCL從碘水

中萃取碘

分離兩種互不相溶的液體，分液時(shí)先把下

分液i—層液體從下口流出,再把上層液體從上口

倒出

|7庫(kù)］一|用于分離固體混合物中某一易升華的組分

②分離提純語(yǔ)言描述規(guī)范答題

(i)溶液結(jié)晶答題規(guī)范

從溶液中得到帶結(jié)晶水的晶體的規(guī)范是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

(ii)除雜答題規(guī)范

在書(shū)寫(xiě)某一步驟是為了除雜時(shí)，應(yīng)該規(guī)范回答，”是為了除去xx雜質(zhì)”，“除雜”等一類(lèi)萬(wàn)能式的回答是不

能得分的。

技法一、陌生方程式的書(shū)寫(xiě)

首先根據(jù)題給材料中的信息寫(xiě)出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，再根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無(wú)變化

判斷反應(yīng)類(lèi)型：

①元素化合價(jià)無(wú)變化則為非氧化還原反應(yīng)，遵循質(zhì)量守恒定律。

②元素化合價(jià)有變化則為氧化還原反應(yīng)，除遵循質(zhì)量守恒外，還要遵循得失電子守恒規(guī)律。最后根據(jù)

題目要求寫(xiě)出化學(xué)方程式或離子方程式(需要遵循電荷守恒規(guī)律)即可。

技法二、化學(xué)計(jì)算

①計(jì)算公式

(i)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或純度)=］含騫*溫xlOO%

低口物口V貝里.

（ii）產(chǎn)品產(chǎn)率=黑簫翳簧*100%

⑺）物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率鬻黔x1°0%

②計(jì)算方法關(guān)系式法

在多步反應(yīng)中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化學(xué)方程式將某中間物質(zhì)作為

“中介”，找出己知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間量的關(guān)系，也可通過(guò)守恒關(guān)系直接確定原料與所給數(shù)據(jù)物質(zhì)之間的關(guān)

系。

Q、典例剖析

例1.三鹽基硫酸鉛（3PbOPbSO4-H2O,其相對(duì)分子質(zhì)量為990）簡(jiǎn)稱“三鹽”，不溶于水及有機(jī)溶劑。主

要適用于不透明的聚氯乙烯硬質(zhì)管、注射成型制品，也可用于人造革等軟質(zhì)制品。以鉛泥（主要成分為PbO、

Pb及PbSCU等）為原料制備三鹽的工藝流程如下圖所示

Na2co3

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出步驟①“轉(zhuǎn)化”的離子方程式：。

⑵根據(jù)下圖溶解度曲線，由濾液1得到Na2sCM固體的操作為：將“濾液1"、、用乙醇

洗滌后干燥。

5/(g/100gH20)

（3）步驟③“酸溶”，為提高酸溶速率，可采取的措施是（任意寫(xiě)出一條）。

(4廣濾液2”中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為(填化學(xué)式)。若步驟④“沉鉛”后的濾液中

c(Pb2+)=1.82xlO-5molL-',則此時(shí)c(SO丁)=molL-1。

(5)步驟⑥“合成”三鹽的化學(xué)方程式為。

(6)若消耗100.0t鉛泥，最終得到純凈干燥的三鹽49.53假設(shè)鉛泥中的鉛元素有75%轉(zhuǎn)化為三鹽，則

鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為o

【答案】(1)PbS04(s)+C0f(aq)=PbC03⑸+SO；(aq)

(2)升溫結(jié)晶趁熱過(guò)濾

(3)適當(dāng)升溫

(4)HNO31X10-3

50~60℃

(5)4PbSO4+6NaOH—3PbO-PbSO4-H2O+3Na2SO4+2H2O

(6)55.20%

【分析】鉛泥主要成分為PbO、Pb及PbSCU,加碳酸鈉溶液把PbSCU轉(zhuǎn)化為PbCCh,濾液1中含碳酸

鈉、硫酸鈉，濾渣用澳水溶解得硝酸鉛溶液，加硫酸生成硫酸鉛沉淀和硝酸，硝酸循環(huán)利用，硫酸鉛和氫

氧化鈉溶液在50~60℃時(shí)合成3PbO-PbSO4-H2O,過(guò)濾、洗滌、干燥得三鹽3PbOPbSO；H20。

【解析】(1)步驟①加入碳酸鈉溶液，把硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，反應(yīng)的離子方程式為PbSOMs)+CO;

(aq)=PbCO3(s)+SOj(aq)；

(2)濾液1的溶質(zhì)主要是Na2s04和過(guò)量的Na2co3；根據(jù)圖示，碳酸鈉溶解度隨溫度升高而增大，溫

度大于50℃,硫酸鈉溶解度隨溫度升高而降低，將“濾液1”升溫結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、用乙醉洗滌后干燥得到

Na2sCh固體。

(3)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，為提高酸溶速率，可采取的措施是適當(dāng)增大酸的濃度、攪拌、適當(dāng)升

高溫度等。

(4)Pb、PbO和PbCCh在硝酸的作用下轉(zhuǎn)化成Pb(NO3)2,Pb(NO3)2中加硫酸轉(zhuǎn)化成PbSCU和硝酸，”濾

液2”中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為HN03。若步驟④“沉鉛”后的濾液中c(Pb2+)=1.82xl(Pmoi.LL則此時(shí)c(SO『)=

1.82x10_?X?Qmo|/LmobL'o

1.82x10-5

(5)步驟⑥硫酸鉛和氫氧化鈉溶液在50~60℃時(shí)生成3PbOPbSOrH2。、Na2sCM、H2O，“合成”三鹽

50~60℃

的化學(xué)方程式為4PbSO4+6NaOH3PbO-PbSO#H2O+3Na2so4+2H2O；

(6)若消耗100.0t鉛泥，最終得到純凈干燥的一鹽49.5t,假設(shè)鉛泥中的鉛元素有75%轉(zhuǎn)化為三鹽,

則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為而■x4+75%x207+100xl00%=55.20%。

例2.綠磯被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)上兩種制備綠研(FeSO4-7H2O)的方法如下:

方法一：利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS》制取綠磯(流程如圖1所示)

溶

調(diào)節(jié)pH廣C11SO4溶液fCUS()4.5H2°

液

浸泡于稀

1攪拌過(guò)濾一濾渣2盤(pán)^濾液2f綠研

硫酸，細(xì)菌

CuFeS試劑b

2持續(xù)通入一段操作1

時(shí)間氧氣，過(guò)渡f濾渣1

圖1

(1)試劑Ia和試劑b分別為(填名稱)，操作1的名稱為

(2)有一種細(xì)菌在有氧氣存在的稀硫酸中可以將CuFeS?氧化成硫酸鹽，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠研(流程如圖2所示)

適量Na2c。3溶液適量稀硫酸

廢鐵屑反應(yīng)I

(加熱)

圖2

(3)加入適量Na2co3溶液的作用是

(4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作I需要用到的玻璃儀器的名稱為

(5)可通過(guò)檢驗(yàn)C0;判斷操作I是否洗滌干凈，檢驗(yàn)方法為

(6)測(cè)定綠研產(chǎn)品中FeSO4-7H2O含量的方法如下：

a.稱取3.72g綠研產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容

b.量取25.00mL待測(cè)液于錐形瓶中

c.用硫酸酸化的0.0100molLiKMn04溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnOu溶液體積的平均值為20.00mL

①滴定時(shí)盛放KMnCU溶液的儀器名稱為

②樣品中FeSO4-7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X100%(用分?jǐn)?shù)表示)

③上述測(cè)定中，若滴定管規(guī)格為50mL,則步驟a中稱取樣品的質(zhì)量不能超過(guò)g(保留小數(shù)點(diǎn)

后四位)

【答案】⑴稀H2so4、鐵粉過(guò)濾

細(xì)菌

(2)4CuFeS2+17O2+2H2sCU_4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O

(3)除去油污

(4)燒杯、玻璃棒、漏斗

(5)取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCh溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已經(jīng)洗凈；若有白色沉

淀生成，則未洗凈

272

(6)酸式滴定管石9.3000

【分析】Na2c03溶液因水解呈堿性，鐵屑表面的油污在堿性溶液中發(fā)生水解反應(yīng)而除去，過(guò)濾洗滌鐵

單質(zhì)，加入稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，趁熱過(guò)濾，系列操作后得到綠機(jī)(FeSO4?7H2O)：

【解析】(1)由流程圖可知，濾渣2為Fe(OH)3,目標(biāo)產(chǎn)物為綠磯(FeSCU/FhO),故試劑a為稀硫酸，

試劑b為鐵粉，操作1為過(guò)濾；

(2)黃銅礦在細(xì)菌、稀硫酸存在的條件下被足量氧氣氧化為CuSCh和Fe2(SO4)3,結(jié)合原子守恒配平書(shū)

細(xì)菌

寫(xiě)化學(xué)方程式為4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O；

(3)碳酸鈉溶液呈堿性，可除去油污；

(4)分離固體和液體的方法是過(guò)濾，需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；

(5)碳酸根離子可以和電貝離子反應(yīng)生成白色沉淀，檢驗(yàn)碳酸根是否存在可以驗(yàn)證沉淀是否洗凈，具體

做法是：取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCL溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已經(jīng)洗凈；若有白色沉

淀生成，則未洗凈；

(6)①高鋅酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)盛放在酸式滴定管中；

②根據(jù)關(guān)系式：5Fe?-?MnO；,,可知3.72g綠磯產(chǎn)品中n(Fe2+)=0.0100mol-L」x0.0200Lx5x生生史

25mL

=0.01mol,FeSO#7H2。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為"回0^^CxlOO%=受xlOO%；

3.72g372

③若滴定管規(guī)格為50mL,則最多能量出50mL高鋸酸鉀溶液，根據(jù)關(guān)系式5Fe2+?MnO,,可知最多反

應(yīng)的n(Fe2+)=0.01OOmolL-1x0.0500Lx5=0.0025mol,則FeSO#7H2。的質(zhì)量為0.025molx278g口01」=6.958,故

278

樣品的質(zhì)量為6.95g^(―x100%)=9.3000go

例3.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、AS2O3,NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意

圖如下。

鋅

焙

砂

等

、Zn

l【:Ni

濾渣I

I

濾渣I

、

AsCh

:Fc

潴渣1

等

e(OH)3

)F

Fe(OH

r

砂。

鋅焙

浸出”

氨水“

溶液和

)SO,

(NH

足量

⑴用

。

的是

的目

粉碎

預(yù)先

焙砂

，鋅

出”前

①“浸

。

式為

方程

離子

應(yīng)的

該反

*,

H3)J

［Zn(N

化為

O轉(zhuǎn)

的Zn

砂中

鋅焙

驟，

出”步

過(guò)“浸

②通

程式

離子方

反應(yīng)的

步驟①

劑，

氧化

O作

HJS

用(N

①中

步驟

除神”

；?！?/p>

為AsO

轉(zhuǎn)化

sO

”時(shí)A

浸出

(2廣

28

?

為

O,。

和BaS

質(zhì)是

主要物

含有的

渣H中

。濾

溶液

入BaS

，加

屬”時(shí)

除重金

(3)“

。

因：

釋原

理解

動(dòng)原

衡移

用平

)2,運(yùn)

(OH

「Zn

nSO

固體Z

白色

出現(xiàn)

時(shí)會(huì)

蒸氨”

(4)“

為。

程式

子方