高考化学工艺流程题.doc

1、1高考化学工艺流程题一、探究解题思路呈现形式：流程图、表格、图像 设问方式：措施、成分、物质、原因能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力 知识落点：基本理论、元素化合物、实验无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有 MgCO3、MgSiO 3、CaMg(CO 3)2、Al 2O3 和 Fe2O3 等，回收其中镁的工艺流程如下： 分离提纯预处理 分离提纯 还原原 料：矿石（固体）预处理：酸溶解（表述：“浸出”）除 杂：控制

2、溶液酸碱性使金属离子形成沉淀核心化学反应是：控制条件，调节PH，使Mg 2+全部沉淀1. 解题思路明确整个流程及每一部分的目的 仔细分析每步发生的反应及得到的产物 结合基础理论与实际问题思考 注意答题的模式与要点 在解这类题目时：首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。分析流程图需要掌握的技巧是： 浏览全题，确定该流程的目的由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物； 了解流程图以外的文字描述、表格信

3、息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用； 解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？无机化工题：要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。2考察内容主要有：1）、原料预处理2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与

4、提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。2、规律主线主产品 分支副产品 回头为循环 核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯3.工业生产流程主线与核心 原料预处理除杂、净化 产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理4.熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下)Error!Error!5. 熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理溶 解 通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等灼 烧 如从海带中提取碘煅 烧 如煅烧高岭土 改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分

5、解研 磨 适用于有机物的提取 如苹果中维生素 C 的测定等。控制反应条件的方法控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 - pH 值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 pH 如下表所示物质 开始沉淀 沉淀完全Fe(OH)3 2.7 3.7Fe(OH)2 7.6 9.6Mn(OH)2 8.3 9.8问题：若要除去 Mn2 溶液中含有的 Fe2 ，应该怎样做？调节 pH 所需的物质一般应满足两点： 、能与 H 反应，使溶液 pH 值增大； 、不引入新杂质。 i ii例如：若要除去 Cu2 溶液中混有的 Fe3 ，可加入 CuO、Cu(OH) 2、Cu 2(OH)2CO3 等物

6、质来调节溶液的 pH值 3蒸发、反应时的气体氛围加热的目的 加快反应速率或促进平衡向某个方向移动降温反应的目的 防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动趁热过滤 防止某物质降温时会析出冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗物质的分离和提纯的方法结晶固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）过滤固、液分离蒸馏液、液分离分液互不相溶的液体间的分离萃取用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。升华将可直接气化的固体分离出来。盐析加无机盐使溶质的溶解度降低而析出常见名词浸 出：固体加水（酸）溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中

7、的含量的多少酸 浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程水 洗：通常为除去水溶性杂质水 浸：与水接触反应或溶解专 项 练 习1.聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al 2(OH)nCl6n 。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%） 、SiO 2（ 40%50%） 、Fe 2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下： pH4.2

8、4.5 901015% CaCO3 Al2(OH)nCl6n根据流程图回答下列问题：“煅烧”的目的是_。配制质量分数 15的盐酸需要 200 mL 30的浓盐酸（密度约为 1.15 gcm3 ）和_ g 蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_。加少量铝粉的主要作用是_。“调节溶液 pH 在 4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“ 蒸发浓缩”需保持温度在 90100，控制温度的实验方法是_。2、在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：4试回答：（1）乙、丁中溶质的分子式：乙 ，丁 。（2

9、）第步操作中用稀 H2SO4 浸洗的目的是 （填写字母编号）a.除去未反应的 NO3 b.除去未反应的 I c.除去未反应的 Fe d.除去碱性物质（3）第步操作可供提纯的两种方法是 和 （不要求写具体步骤） 。（4）实验室检验 I2 的方法是 。（5）甲物质见光易变黑，其原因是（用化学方程式表示） 。（6）中溶解银的硝酸应该用 硝酸（填浓或稀） 。原因是 。3、工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：请回答下列问题：（1）水蒸气的作用 。（2）沉淀 C 的化学式为_ ，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作_。（3）操作 I、操作 II、操作 III 都用到的玻璃仪器是有_ 。

10、（4）实验室洗涤 Al(OH)3 沉淀应该如何操作： 。（5）生产过程中，除 NaOH、H 2O 可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_（填化学式） 。用此法制取铝的副产品是_（填化学式） 。答案及解析1、解析：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将 Al2O3 利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的 Al2O3 不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案就在分析之中。答案：改变高岭土的结构，使其能溶于酸；230；量筒； Al 2O36H 2Al 3 3H 2O Fe2O36H 2Fe 3 3H 2O；

11、5光除去溶液中的铁离子； pH 计（或精密 pH 试纸） ；水浴加热2、 （1）FeI 2 FeCl3 （2）C （3）升华、凝华、萃取、分液、减压蒸馏（4）将 I2 加在淀粉溶液中，溶液显蓝色 （5）2AlI= 2Ag +I2 （6）稀（2 分） 减少过程中产生 NOx 的量；节生硝酸物质的量 3、 （1）加热加快反应 （2）Fe 2O3 颜料；（3）烧杯、漏斗、玻璃棒；（4）用玻璃棒引流向过滤器中加水浸没沉淀，滤去洗液后，反复 2 到 3 次即可。 ；（5）CaO 和 CO2 Fe2O3 和 O2；原味还原高考来源:学#科#网 Z#X#X#K【还原高考 1】（2012全国新课标卷）36.

12、【选修 2 化学与技术】(15 分)由黄铜矿(主要成分是 CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到 1000左右，黄铜矿与空气反应生成 Cu 和 Fe 的低价硫化物，且部分 Fe 的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是 、 ，反射炉内生成炉渣的主要成分是 ；（2）冰铜（Cu 2S 和 FeS 互相熔合而成）含 Cu 量为 20%-50%。转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在 1200左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的 Cu2S 被氧化为 Cu2O，生成 Cu2O 与 Cu2S 反应，生成含 Cu 量约为 98.5%的粗铜，该过

13、程发生反应的化学方程式分别是 、 ；（3）粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_ _（填图中的字母）；在电极 d 上发生的电极反应式为 ；若粗铜中还含有 Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置 为 。【还原高考 2】（2011 山东理综）实验室以含有 Ca2 、Mg 2 、Cl 、SO 、Br 等离子的卤24水为主要原料制备无水 CaCl2和 Br2，流程如下：（1）操作使用的试剂是_，所用主要仪器的名称是_。（2）加入溶液 W 的目的是_ _。用 CaO 调节溶液 Y 的 pH，可以除去 Mg2 。由表中数据可知，理论上可选择的 pH 最大范围是_。酸化

14、溶液 Z 时，使用的试剂为_。开始沉淀时的 pH 沉淀完全时的 pH6Mg2 9.6 11.0Ca2 12.2 c(OH )1.8 molL 1（3）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集 CO2气体，下列装置中合理的是_。（4）常温下，H 2SO3的电离常数 Ka11.210 2 ， Ka26.310 8 ；H 2CO3的电离常数Ka14.510 7 ， Ka24.710 11 。某同学设计实验验证 H2SO3酸性强于 H2CO3：将 SO2和 CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的 pH，若前者的 pH 小于后者，则 H2SO3酸性强于 H2CO3。该 实验设计不正确，错误在于_

15、。设计合理实验验证 H2SO3酸性强于 H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)：_。仪器自选。供选择的试剂：CO 2、SO 2、Na 2CO3、NaHCO 3、Na 2SO3、NaHSO 3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性 KMnO4溶液、品红溶液、pH 试纸。细品经典例题【经典例题 1】（2013 石景山期末）18（12 分）钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示） ，将大大提高资源的利用率，减少环境污染。请回答下列问题：（1）Ti 的原子序数为 22，Ti 位于元素周期表中第_周期，第_族。（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。（3）制备 TiO2的方法之

16、一是利用 TiCl4水解生成 TiO2x H2O，再 经 焙 烧 制 得 。 水 解 时 需 加 入 大 量 的 水并 加 热 ，请 结合化学方程式和必要的文字说明原因： （4）由 TiCl4Ti 需要在 Ar 气中进行的理由是_。反应后得到Mg、MgCl 2、Ti 的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到 Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于 即可。TiCl4 Mg MgCl2 Ti熔点/ 25.0 648.8 714 1667沸点/ 136.4 1090 1412 32877（5）用氧化还原滴定法测定 TiO2的质量分数：一定条件下，将 TiO2溶解并还原为 Ti3+ ，再以 KSCN 溶

17、液作指示剂，用 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定 Ti3+至全部生成 Ti4+。滴定分析时，称取 TiO2（摩尔质量为 M g/mol）试样 w g，消耗 c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液 V mL，则 TiO2质量分数为_。（用代数式表示）（6）由 CO 和 H2合成甲醇的方程式是：CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失，上述产业链中每合成 6mol 甲醇，至少需额外补充 H2 mol。【经典例题 2】硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿 的主要成分是ZnCO3，并含少量的 Fe2O3 、FeCO 3、Mg

18、O、CaO 等，生产工艺流程示意图如下：（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_。（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2 _ _= Fe(OH)3 Cl（3）针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是 Fe、O 和 H，化学式量为 89，化学式是_。（4）根据下表数据，调节“滤液 2”的 pH 时，理论上可选用的最大区间为_。Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3开始沉淀的 pH 10.4 6.4 沉淀完全的 pH 12.4 8.0 开始溶解的 pH 10.5 Ksp 5.61012 6.8106 2.8109（5）工业上从“

19、滤液 3”制取 MgO 过程中，合适的反应物是_(选填序号)。a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液（6）“滤液 4”之后的操作依次为_、_、过滤、洗涤、干燥。（7）分析图中数据，菱锌矿粉中 ZnCO3 的质量分数不低于_。【经典例题 3】（2013 中山期末）17（13 分）将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO 42H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。8来源:学科网（1）本 工 艺 中 所 用 的 原 料 除 CaSO42H2O、 CaCO3、 H2O 外 ，

20、还 需 要 等原料。（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤操作所得滤液是(NH 4)2SO4溶液。检验滤液中含有 CO32 的操作方法是：_。（4）若过滤 I 的滤液中的 Ca2+浓度低于 1.0105 molL1 时可认为被沉淀完全。若要使 Ca2+沉淀完全，则滤液中 CO32 离子的物质的量浓度不得低于 （已知： Ksp(CaCO3)=5.0109 ）（5）写出蒸氨过程中的化学方程式 。（6）氯化钙结晶水合物（CaCl 26H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a熔点较低（29熔化） b能导电 c能制冷 d无毒精选名题巧练【名题巧练 1】 （ 2

21、013 宜 宾 一 诊 ） 11 (16 分）由软锰矿（主要成分为 MnO2)制备 KMnO4 的实验流程可表示如下：（1）操作的名称是_。（2）可循环利用的物质_(填化学式）。（3）反应的产物中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是_ _。（4）反应中“酸化”时不能选择下列酸中的_(填字母序号）A稀盐酸 B稀硫酸 C稀醋酸（5）电解猛酸钾溶液也可以得到高锰酸钾，其阴极反应式为：2H 2O+2e-=2OH-+H2，如下图，b 作_极，电解池的阳极反应式是_；若电解过程中收集到 2.24L H2 (标准状况），则得到高锰酸 钾_克。(提示：阴离子放电顺序 MnO OH-）【名题巧练 2】（2013

22、 广州期末）32（16 分）以地下卤水（主要含 NaCl，还有少量 Ca2+、Mg 2+）为主要原料生产亚硫酸钠的新工艺如下，同时能得到用作化肥的副产品氯化铵。9已知以下四种物质的溶解度曲线图：来源:学#科#网 Z#X#X#K（1）“除杂”时，先加入适量石灰乳过滤除去 Mg2+，再通入 CO2并用少量氨水调节 pH 过滤除去 Ca2+，“废渣”的主要成分为 、 。（2）“滤渣 1”的化学式为 。（3）在“滤液 1”中加入盐酸的目的是 。 “滤渣 2”的化学式为 。（4）已知 H2CO3和 H2SO3的电离常数如下表，“通入 SO2”反应的化学方程式为 。【名题巧练 3】（2013 武威六中二诊

23、）36. 【化学-化学与技术模块 3】（15 分）七 水硫酸镁（MgSO 47H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。可利用化工厂生产硼砂的废渣 M（主要成分是 MgCO3，还含有 MgO、SiO 2、Fe 2O3、FeO、CaO、Al 2O3等杂质）来 制取七水硫酸镁。已知：表 1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的 pH沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2pH 5.2 3.2 9.7 11.2表 2 盐的溶解度(单位为 g100g 水)温度 10 30 40 50 60CaSO4 0.19 0.21 0.21 0.20 0.19来源:学_科_网Z

24、_X_X_KMgSO47H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 由废渣 M 制取七水硫酸镁的工艺流程如下：物质 电离常数（25）H2CO3 K1=4.4X107 K2=4.7X1011H2SO3 K1=1.23X102 K2=5.6X10810回答下列问题：（1）过滤 I 的滤液中加入 NaClO 溶液的目的是 ，写出反应的离子方程式 ，需要加热煮沸的目的是 。（2）操作所用的玻璃仪器是 。（3）检验过滤后的滤液中是否含有 Fe3+，其实验方法是 。(用离子方程式表示).（4）沉淀 C 的化学式是 ，过滤需趁热过滤的理由是 。【名题巧练 4】（2013 东莞期末）32（16 分）实验室

25、用硫酸厂烧渣（主要成分为 Fe2O3及少量 FeS、SiO 2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO 47H2O)，有关的工艺流程如下：（1）将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是_（填编号）；A品红溶液 B紫色石蕊溶液 C酸性 KMnO4溶液 D溴水（2）在中已知 FeS 中铁元素生成 Fe3+，S 元素生成单质硫，FeS、O 2、H 2SO4反应的方程式是 ；（3）在中，需加入的物质是_；（4）在中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有_；（5）在中，将溶液 Z 控制到 7080的目的是_；（6）为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验（假设杂质中不含铁元

26、素和硫元素）：称取 2.700g 样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的 BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的 质量为 3.495g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)(SO 4)n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数【 Mr (BaSO4) =233、 Mr (Fe) =56】。（写出计算过程，结果保留 4 位有效数字）。【名题巧练 5】（2013 肇庆期末）32（16 分）锌钡白是一种白色颜料。工业上是由 ZnSO4与 BaS 溶液混合而成：BaS+ZnSO4= ZnS+BaSO 4。请根据以下工业生产流程回答有关问题。IZnSO 4溶液的制备与提纯：有关资料：a菱锌矿的主要成分是 ZnCO3，含少量 SiO2、FeCO 3、Cu 2(OH)2CO3等；bZn(OH) 2与 Al(OH)3相似，能溶于过量的 NaOH 溶液生成 Na2ZnO2；