2018年高考化學題型研究《化學工藝流程題的解題策略》

化學工藝流程題的

答題策略規(guī)范答題答題策略試題分析命題角度工藝流程題內(nèi)容提要年份試卷試題題號、情景材料

、分值及考查內(nèi)容2013全國Ⅰ卷

T27廢舊鋰離子電池正極材料的再生利用（15分）T36草酸的工業(yè)制法（15分）元素及其化合物的性質及應用；化合價的判斷；氧化還原反應、方程式的書寫；電化學等化學基本概念與基本理論。元素及其化合物的性質及應用；化學反應方程式、離子方程式的書寫；純度的計算。全國Ⅱ卷T27工業(yè)級ZnO的純化（15分）T36廢舊鋅錳電池的回收利用(15分)元素及其化合物的性質及應用；離子方程式的書寫；實驗操作；物質的組成及計算。電極反應式的書寫；離子方程式的書寫。2014全國Ⅰ卷T36磷灰石制單質磷（15分）化學方程式的書寫；分離與提純的實驗操作；生產(chǎn)工藝比較；有關計算。全國Ⅱ卷T36海水提鎂（15分）元素及其化合物的性質及應用；化學方程式、離子方程式的書寫；有關計算。一、工藝流程題試題分析年份試卷試題題號、情景材料

、分值及考查內(nèi)容2015全國Ⅰ卷T27鐵硼礦制備硼酸T36硝酸銨氧化分解技術生產(chǎn)CuCl化學方程式的書寫；化學反應速率的影響因素；實驗條件控制。實驗條件控制；氧化還原反應；離子方程式的書寫；質量分數(shù)計算。全國Ⅱ卷T12海水的開發(fā)利用氧化反應反應；分離和提純方法。T28以NH4Cl、鹽酸、亞氯酸鈉（NaClO2）為原料制備ClO2；元素及其化合物的知識、氧化還原反應；滴定實驗及相關計算；T36異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮試劑的選擇；實驗條件控制；實驗方法的比較。4年份試卷試題題號、情景材料

、分值及考查內(nèi)容2016全國Ⅰ卷T28以NaClO3、硫酸和SO2為原料制備NaClO2（14分）T36以軟錳礦為原料制備KMnO4（15分）物質的組成與結構；氧化還原反應；物質的提純；有效氯含量的計算化學反應速率影響因素；氧化還原反應；電極反應方程式書寫；利用率、純度相關計算。全國Ⅱ卷T36以蒽醌法制備H2O2（15分）化學方程式、離子方程式的書寫；萃取劑的選取及原因分析；濃度的計算；全國Ⅲ卷T28廢釩催化劑的回收（14分）T36廢鐵屑為原料制備PFS(15分)化學方程式、離子方程式書寫；氧化還原反應相關計算。離子方程式書寫；實驗條件控制；氧化還原反應；酸堿中和滴定及相關計算。5年份試卷試題2017全國Ⅰ卷T27以鈦鐵礦為原料制備鈦酸鋰和磷酸亞鐵鋰（14分）圖像分析能力；實驗條件控制；物質的組成與結構；化學方程式的書寫；Ksp的相關計算。全國Ⅱ卷T26測定水泥樣品中鈣的含量。（14分）實驗條件控制；化學方程式的書寫；質量分數(shù)計算。全國Ⅲ卷T27以鉻鐵礦為原料制備K2Cr2O7（15分）氧化還原反應；實驗儀器選擇；實驗條件控制；溶解度；產(chǎn)率計算。6近幾年高考中情景素材統(tǒng)計（1）自然資源開發(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）物質的制備和凈化類水泥、NaClO2、NH3、H2C2O471、原料所含雜質類：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）；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8設問方式考查內(nèi)容考查方式原料轉化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理元素及其化合物性質、離子反應、氧化還原反應、熱化學知識、化學反應速率與化學平衡、溶解度、水溶液中離子平衡(Ka、Kb、Kh、Ksp的應用)化合價規(guī)則、物質的命名、方程式書寫、圖表分析、實驗原理及文字表達、實驗方案設計除雜、分離和提純產(chǎn)品實驗儀器和實驗操作儀器名稱、分離提純的操作、滴定實驗及相關計算提高產(chǎn)量和效率化學平衡、溶解平衡計算轉化率、產(chǎn)率、純度節(jié)能減排，循環(huán)利用元素化合物性質尾氣的處理、實驗方案的設計綜合利用電化學知識電極方程式書寫及電化學的相關計算近幾年高考中考點分析化學工藝流程圖是以無機礦物、工農(nóng)業(yè)或生活廢舊物質為原料，首先對原料經(jīng)過一定的預處理，再通過一系列化學反應，利用化學反應原理知識，經(jīng)過多次分離提純最后得到目標產(chǎn)物。

原料核心反應

目標產(chǎn)物原料的預處理反應條件控制物質分離提純生產(chǎn)實際工藝流程題的基本結構示意圖二、剖析工藝流程題的命題角度2016全國卷128．(14分)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：核心化學反應分離提純題型示例原料目標產(chǎn)物核心反應原料的預處理生產(chǎn)實際產(chǎn)物分離提純反應條件的控制命題五個角度原料的預處理生產(chǎn)實際原料的預處理生產(chǎn)實際反應條件的控制原料的預處理生產(chǎn)實際原料的預處理生產(chǎn)實際反應條件的控制原料的預處理生產(chǎn)實際產(chǎn)物分離提純反應條件的控制原料的預處理生產(chǎn)實際1.核心反應——陌生方程式的書寫關注箭頭的指向：箭頭指入———反應物箭頭指出———生成物箭頭回指———循環(huán)物氧化還原反應：①判斷產(chǎn)物②三個守恒非氧化還原反應：①物質性質②元素守恒(2017江蘇16）鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如下:

（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應式為_____________________，陰極產(chǎn)生的物質A的化學式為____________。Na2CO3答題技巧(1)箭頭回指判斷產(chǎn)物為NaOH和NaHCO3(2)電解實質是電解水

H24CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑（2013福建卷）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。②該法工藝原理示意圖如右。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應生成ClO2。工藝中可以利用的單質有H2、Cl2（填化學式），發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式為______________________。Cl2HClNaClO3+HCl——ClO2↑+H2/Cl2↑(?)+NaCl2NaClO3+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，加快反應速率。2.原料的預處理浸出：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），可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。灼燒：攪拌：使反應物充分接觸，增大反應（或溶解）速率。（焙燒、煅燒）除去可燃性的雜質（或使原料初步轉化）雜質高溫下氧化、分解（2015全國卷127）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Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：回答下列問題：(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式________________________。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_(寫出兩條)。升高反應溫度、減小鐵硼礦粉粒徑

Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3

△預處理（2016全國卷328）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V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質量分數(shù)/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~2<1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO2+，反應的離子方程式為

，同時V2O4轉成VO2+。V2O5+2H+=2VO2++H2O

預處理反應速率及平衡移動物質的溶解與結晶物質的熱分解與揮發(fā)弱離子的水解（平衡）pH：物質的沉淀與溶解弱離子的水解3.反應條件的控制保護氣：隔絕空氣（主要是O2、H2O）弱離子的水解（如HCl氛圍）溫度:15年新課標136、（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生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：（1）步驟①中溶解溫度應控制在60—70℃，原因是

。

溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解15課標I：“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是將Fe2+氧化為Fe3+

然后在調節(jié)溶液的pH約為5，目的是：使Al3+與Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去。

15課標II：加堿調節(jié)至pH為

2.7時，鐵剛好沉淀完全（離子濃度小于10-5mol/L時，即可認為該離子沉淀完全）；繼續(xù)加堿至pH為

6時，鋅開始沉淀（假定濃度為0.1mol/L）。若上述過程不加H2O2后果是Zn2+和Fe2+分離不開，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①結晶（重結晶）:固體物質從溶液中析出的過程。②過濾：固、液分離③蒸餾：液、液分離④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（晶體）的過程。⑤萃?。河靡环N溶劑將溶質從另一種溶劑中提取出來。⑥分液：互不相溶的液體間的分離⑦鹽析：加無機鹽使溶質的溶解度降低而析出。⑧升華：將可直接氣化的固體分離出來。⑨洗滌：通常有水洗、冰水洗滌、醇洗。成本意識：浸出率、轉化率、利用率、原料價格、能耗的控制、原料、能量的循環(huán)利用效率意識：生產(chǎn)速率、催化劑的使用、反應條件的選擇5.生產(chǎn)實際：三個意識環(huán)保意識：綠色化學：無污染、無腐蝕、

“三廢”(廢氣、廢渣、廢水)的處理。（2013年全國新課標卷I）27．鋰離子電池的應用很廣，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），導電劑乙炔黑和鋁箔等?？捎名}酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是

。有氯氣生成，污染較大污染：廢渣、廢液（酸、堿、重金屬鹽）、廢氣（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）很多學生答不出，沒有環(huán)保的意識。（2011福建卷）

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。92思維導圖是個不錯的嘗試1快速瀏覽，整體分析——把握主干4以線設問，回歸流程——局部剖析3獨立設問，找準關鍵——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

（2017新課標1卷）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）來制備，工藝流程如下：例題原料目標產(chǎn)物1目標產(chǎn)物2預處理1.快速瀏覽，整體分析——把握主干主線2主線1核心化學反應及分離提純FeTiO3、MgO和SiO22瞻前顧后，整合信息——理順流程主反應

FeTiO3+4H++4Cl?=Fe2++TiOCl42?+2H2O副反應

MgO+2H+=Mg2++

H2O反應6反應7反應5反應4反應3反應1反應2分離3分離4分離1分離2TiOCl42?+（x+1）H2O=

TiO2·xH2O↓＋2H+＋4Cl-TiO2·xH2O

(NH4)2Ti5O15

(NH4)2Ti5O15＋2LiOH＝Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2OLi4Ti5O122LiFePO4+H2O↑+3CO2↑2FePO4+Li2CO3+H2C2O42Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OFe3++PO4

3-=FePO4

Li2Ti5O15七處核心反應，四處分離提純100℃、2h，90℃、5h

3獨立設問，找準關鍵——直接作答解答關鍵（1）找準縱坐標和橫坐標（2）對應的實驗條件有兩個解答關鍵（1）各元素化合價代數(shù)和為0（2）兩個氧原子形成一個過氧鍵（3）過氧根為-2價4低于40℃，TiO2·xH2O轉化率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉化率下降解題關鍵（1）分析表格中低于和高于40℃時轉化率的變化趨勢（2）雙氧水和氨水的不穩(wěn)定性，溫度升高會分解4以線設問，回歸流程——局部推敲解題關鍵（1）“酸浸”時發(fā)生非氧化還原反應，鐵元素為+2價（2）元素守恒和電荷守恒配平FeTiO3+4H++4Cl?=Fe2++TiOCl42?+2H2O解題關鍵（1）反應為氧化還原反應，H2C2O4

為還原劑（2）電子守恒和元素守恒配平2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑Mg2+、Fe2+FePO4Mg3(PO4)2

解題關鍵（1）溶度積規(guī)則意義及計算（2）注意加入溶液后體積變化一道高考模擬題帶來的啟示啟示：訓練有實效，選題很重要1.常用答題的套路及規(guī)范答題模板2.細心審題，疑點突破，力求得分四、工藝流程題的規(guī)范答題及知識儲備3.常見化工流程反應及物質制備1分若上層清液變渾濁，則未沉淀完全。使反應速率加快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

，寫出FeWO4在堿熔條件下發(fā)生反應的化學方程式：

。2分常見答題術語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、冷卻結晶、過濾、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××℃的原因適當加快反應速率，但溫度過高會造成(如濃硝酸)揮發(fā)、(如H2O2、NH4HCO3)分解、(如Na2SO3)氧化或促進(如AlCl3)水解等，影響產(chǎn)品的生成。401、常用答題的套路及規(guī)范答題模板常見答題術語答題模板檢驗溶液中離子是否沉淀完全的方法（不涉及沉淀計算）靜置分層后，向上層清液中繼續(xù)滴入沉淀劑，若無沉淀生成，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濾器中加蒸餾水至剛好浸沒沉淀，待水自然流下后，重復操作2～3次。滴定到終點的現(xiàn)象滴入最后一滴××標準液，溶液由××色變?yōu)椤痢辽?，且半分鐘?nèi)溶液顏色不再改變，說明已達到滴定終點41常見答題術語答題模板事先煮沸溶液的原因除去溶解在溶液中的氣