高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)方案題型分類突破專題強(qiáng)化訓(xùn)練專題提升三化學(xué)工藝流程題類型及其解題策略課件

專題提升三PART03化學(xué)工藝流程題類型及其解題策略題型分類突破│專題強(qiáng)化訓(xùn)練考情剖析專題提升三化學(xué)工藝流程題類型及其解題策略化學(xué)工藝流程題實(shí)際上是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)實(shí)驗(yàn)等知識(shí)來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力，在近年來的高考題中所占的比重一直較大。主要以兩類題型呈現(xiàn)，第一種題型：以制備某一物質(zhì)為目的的工藝流程題，如2016全國(guó)卷Ⅰ第28題(制備NaClO2)，2016全國(guó)卷Ⅲ第26題(碳酸鈣的制備和過氧化鈣的制備)，2015年全國(guó)卷Ⅰ第27題(以鐵硼礦為原料制備硼酸)，2014年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ36題(以磷灰石制備單質(zhì)磷)等。第二種題型：以混合物的分離、提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒填}，如2016年全國(guó)卷Ⅲ第28題(從廢釩催化劑中回收V2O5)，2013年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ第27題(回收某些金屬材料)、2013年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ第27題(提純ZnO)等。題型一以制備某一物質(zhì)為目的的工藝流程題【解題策略】制備類工藝流程題在流程上一般分為3個(gè)過程：1．原料處理階段的常見考點(diǎn)(1)加快反應(yīng)速率。(2)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。浸出：固體加水(酸)溶解得到離子。浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。題型分類突破題型分類突破(3)灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。2．分離提純階段的常見考點(diǎn)(1)調(diào)pH除雜①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH。②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。(2)加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如：侯氏制堿法中的NaHCO3；還有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。(3)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)；為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。題型分類突破3．獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)(1)洗滌(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗；乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質(zhì)，又可減少晶體溶解的損耗。(2)蒸發(fā)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，母液中是NaCl和少量K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3溶液中的少量NaCl。(4)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是NaCl，母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；同樣原理可除去NaCl溶液中的少量KNO3。題型分類突破例1[2016·全國(guó)卷Ⅰ]NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：

回答下列問題：(1)NaClO2中Cl的化合價(jià)為__________。(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式：__________________________。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為________、________?！半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是__________。圖Z3－1題型分類突破(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____________，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是____________。(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為__________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))[答案](1)＋3(2)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO2-(或NaClO2)(4)2∶1

O2

(5)1.57題型分類突破題型分類突破變式題[2016·安徽安慶模擬]聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣——鋁灰，它主要含Al2O3、Al，還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下：(1)反應(yīng)中副產(chǎn)品a是________(用化學(xué)式表示)。(2)升高pH至4.0～5.0的目的是________________。(3)生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________(用化學(xué)式表示)。(4)為使得到的晶體較純凈，生產(chǎn)過程中使pH升高的C物質(zhì)可選用________(填編號(hào))。a．NaOH

b．Al

c．氨水d．Al2O3

e．NaAlO2題型分類突破(5)聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式可表示為[Al2(OH)nCl6－n·xH2O)]m，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定n的值：①稱取ag晶體，制成粉末，加熱至質(zhì)量不再變化為止，稱量為bg。此過程可能用到的下列儀器有________。a．蒸發(fā)皿b．坩堝c．研缽d．試管②另取ag晶體，進(jìn)行如下操作：用A試劑溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→稱量為cg。A試劑為________(填試劑名稱)，C操作為________(填操作名稱)。n＝________(用含b、c的代數(shù)式表示)。題型分類突破題型分類突破題型二以混合物的分離、提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒填}【解題策略】這類題其實(shí)就是混合物的除雜、分離、提純。當(dāng)遇到這一類題時(shí)，一定要在題目中找出要得到的主要物質(zhì)是什么，混有的雜質(zhì)有哪些，主要物質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)差別是什么？認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成了什么產(chǎn)物，要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去，要相信題中的每一種試劑、每一步操作都是為了得到更多和更純的產(chǎn)品，經(jīng)過這樣的思考后將工藝流程轉(zhuǎn)化為物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程，更能明白每一步所加試劑或操作的目的。1．物質(zhì)分離提純的原則(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成、狀態(tài)。題型分類突破2．明確常用的提純方法(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法：如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等。3．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(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，并將提取后互不相溶的兩種液體分開，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴，并分離有機(jī)層和無機(jī)層。(3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl。題型分類突破(4)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸餾或分餾：分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。(6)冷卻法：利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。題型分類突破例2[2016·全國(guó)卷Ⅲ]以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)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)/%2.2～2.92.8～3.122～2860～651～2<1圖Z3－3題型分類突破回答下列問題：(1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為________________________________，同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是________。(2)“氧化”中欲使3mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為________mol。(3)“中和”作用之一是使釩以V4O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(jiǎn)單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈________性(填“酸”“堿”“中”)。(5)“流出液”中陽(yáng)離子最多的是________。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。題型分類突破題型分類突破題型分類突破變式題七鋁十二鈣(12CaO·7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：(1)煅粉主要含MgO和________，用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶，

若濾液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6mol·L－1，則溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是________________。圖Z3-4

題型分類突破(2)濾液Ⅰ中的陰離子有________(忽略雜質(zhì)成分的影響)；若濾液Ⅰ中僅通入CO2，會(huì)生成________，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。(4)電解制備Al(OH)3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________。(5)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl4-和Al2Cl兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。題型分類突破題型分類突破1．[2016·四川卷]資源的高效利用對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。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的研究方案，制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其簡(jiǎn)化流程如下：已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解；專題強(qiáng)化訓(xùn)練圖Z3－5專題強(qiáng)化訓(xùn)練(2)實(shí)驗(yàn)室過濾所需的玻璃儀器是__________________。(3)NH4NO3溶液能從磷礦Ⅰ中浸取出Ca2＋的原因是____________________________。(4)在浸取液Ⅱ中通入NH3，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________。(5)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應(yīng)制備磷酸。已知25℃，101kPa時(shí)：CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)

ΔH＝－271kJ/mol5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)

ΔH＝－937kJ/mol則Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是______________________。(6)在一定條件下CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，當(dāng)CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為1∶5，達(dá)平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化了5/6。若akg含Ca5(PO4)3F(相對(duì)分子質(zhì)量為504)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的磷尾礦，在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉(zhuǎn)化為P4，將產(chǎn)生的CO與H2O(g)按起始物質(zhì)的量之比1∶3混合，則相同條件下達(dá)平衡時(shí)能產(chǎn)生H2________kg。專題強(qiáng)化訓(xùn)練專題強(qiáng)化訓(xùn)練專題強(qiáng)化訓(xùn)練專題強(qiáng)化訓(xùn)練專題強(qiáng)化訓(xùn)練2．硫鐵礦燒渣是一種重要的化工生產(chǎn)中間產(chǎn)物，主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。圖Z3－6是以硫鐵礦燒渣制備高效凈水劑聚合硫酸鐵的流程圖：(1)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)“操作Ⅰ”所用的玻璃儀器有_______________、______________和燒杯。圖Z3-6

(2)檢驗(yàn)“酸溶”后