1、1化学工艺流程题的突破一、化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面：1将原料转化为产品的生产原理问题； 2除杂、分离和提纯产品等问题；3提高产量和效率问题； 4节能减排， “绿色化学” ，循环利用等生产问题；5生产设备、流程和生产成本等工艺问题。化工流程题一般就围绕这几个方面设问求解，我们需要运用有关物质的性质和物质间相互作用的基本知识，还要掌握一些分离提纯物质的基本实验技能，关键是还要具有分析生产工艺流程的方法和能力。这类试题起点高、落点低，试题多以化工生产、能源、材料、环境等生产、生活方面的常见化学事物为背景，要求明确，设问层次清晰，以无机或有机化合物的组成、性质、变化等内容为载体，要求
2、考生运用所学化学知识、原理和技能从化学视角看待、分析或解决生产、 生活实际中的简单化学问题。解答所需知识、方法都是化学的核心内容。因此，答题时，不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚，只要把握住主要的考查方向，理清每个环节的目的和结果，再根据题中的具体设问，结合题中提取的信息和头脑中原有的知识和技能，进行针对性作答即可，切不可拘泥于流程图中的每个细节，把时间和精力过多用于流程分析，使解题误入歧途。二、整体的学习程序：具体抽象具体1、抽象出工艺流程模板 2、学习课本上的具体工艺流程（1）侯氏纯碱工艺（2）工业合成硫酸 （3）工业合成硝酸 23、具体试题中的几个过程的划分对一些线型流程工艺(从原
3、料到产品为一条龙生产工序 )试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。给出各种不同核心反应原理的工艺流程的流程图，指导学生分析工业流程的主线和核心步骤。在分析过程中关注以下几个方面： （1） 明确实验的目的（2） 抓住几条线索线索 考查侧重 主要目的主要制备物质 核心化学反应 产物又多又纯杂质 分离提纯 杂质分离彻底辅助试剂 辅助主要物质转化或分离杂质 循环利用三、核心知识点突破不同的学生在完成工艺流程题时遇到的难点是不
4、同的，通过学生易错题的分析，针对性的做了一下的核心知识点的突破教学。、盐溶液的分离提纯方法：结晶法结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法，大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法，难点在于混合溶液得到晶体的操作。（1） 纯物质溶液得到晶体：蒸发结晶（NaCl 型：溶解度随温度变化小的物质）蒸发浓缩（ 至 有 晶 膜 出 现 为 止 ） ，冷却结晶（KNO 3 型：溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）（2） 混合溶液（分离 A 和 B）：要得到溶解度受温度变化小的溶质：蒸发结晶，趁热过滤 要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体： 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤 、预处理
5、的各种方法工艺流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。（1） 粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率） 。3（2） 煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除 去热不稳定的杂质（3） 酸浸：溶解、去氧化物（膜） 、调节 pH 促进水解（沉淀）（4） 碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节 pH 促进水解（沉淀）、平衡原理的应用在工艺流程中经常会涉及化学反应平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的转化，离子的水解平衡练习2工业上以锂辉石（Li 2OA12O34SiO2，含少量 Ca、Mg元素）为
6、原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH) 2和CaCO 3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）_。答题模版四句话：氢氧根与镁离子结合生成 Mg(OH)2 沉淀，Ca 2+与 SO42-结合生成 CaSO4 沉淀（外因的改变），使 Mg2+浓度减小（对该平衡内在某因素的影响）；使杂卤石的溶解平衡向右移动（平衡移动方向）K +变多（与问题衔接）。 （选对平衡体系，是 难溶性杂卤矿的沉淀溶解平衡；按照四句话的模版回答）（该问被广东高考年报 2012视为 2012 高考题中一大亮点和创新之处，即考查学生对化学平衡本质的理解）很多时候题目中已经将外因
7、的改变和最终结果都已经给出，学生需要找到中间的外因改变带来的内因的变化，注意抓住最主要的矛盾。、原电池和电解工业中的电极反应方程式书写电极方程书写的难点：环境中用于平衡电荷的离子的选择；不同环境下产物的存在形式的差异练习 3、一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y 2O3）的氧化锆（ZrO 2）晶体，在熔融状态下能传导 O2-。试写出该电池放电时的电极反应：正极：_；负极：_。答案：正极：O 2+4e-=2O2- 负极： C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O4、循环利用的物质：同学理解物质循环利用的目的：节能减排， “绿色化学”，降低成本等生产
8、问题，提炼出：一定不会用于循环的物质：目标产物，杂质可以用于循环的物质：辅助试剂、母液练习 4、某小组以难溶性钾长石（K 2OAl2O36SiO2）为原料，提取 Al2O3、K 2CO3等物质，工艺流程如下：(4) 上述工艺中可以循环利用的主要物质是 、 和水。答案：Na 2CO3 、 CO2、控制温度的目的1、加热：加快反应速率或溶解速率； 促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如 NaHCO3 、Ca(HCO 3)2、KMnO 4、I 2、NH 4Cl 等物质；使沸点相对较低的原料气化2、降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解) ； 使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）
9、 ；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离； 降低晶体的溶解度，减少损失3、控温：（用水浴或油浴控温）防止某种物质温度过高时会分解或挥发； 为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好； 防止副反应的发生；降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。5、实验室用硫酸厂烧渣（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)，过程如下：(5)在中，将溶液 Z 控制到 7080 的目的是_ _；5答案：升高温度促进 Fe3 的水解 (2 分) ，过高温度不利于聚铁的形成 (或者完全水解了) (1
10、分)、注重文字叙述的规范性1、洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作 23 次。2、从溶液中得到晶体：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。3、在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去 XX 杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。4、检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加 XX 试剂，振荡，若没有现象，则沉淀洗涤干净5、检验是否沉淀完全：表达一：静置，往上层清夜中继续滴加 XX 试剂 或者表达二：过滤，取滤液少许于试管中，滴加 XX 试剂、高频问题：注意答题技巧1、 “浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：答：适当提高反
11、应温度、增加浸出时间，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌2、如何提高吸收液和 SO2 反应速率：答：适当提高温度、增大吸收液或 NaClO3 的浓度、增大 SO2 与吸收液的接触面积或搅拌3、从溶液中得到晶体：答：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤- 干燥4、过滤用到的三个玻璃仪器：答：普通漏斗、玻璃棒、烧杯5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘6、沉淀洗涤操作：答：往漏斗中（工业上改为往过滤器中）加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3 次7、检验沉淀 Fe(OH)3 是否洗涤干净 (含 SO42-)：答：取最后一次
12、洗涤液，加入 BaCl2 溶液，若有白色沉淀则说明未洗涤干净，若无白色沉淀则说明洗涤干净8、如何从 MgCl26H2O 中得到无水 MgCl2：答：在干燥的 HCl 气流中加热，干燥的 HCl 气流中抑制了 MgCl2 的水解，且带走 MgCl26H2O 受热产生的水汽10、CuCl 2 中混有 Fe3+加何种试剂调 pH 值：答：CuO、Cu(OH) 2、CuCO 3、Cu 2(OH)2CO3。原因：加 CuO 消耗溶液中的 H+的，促进 Fe3+的水解，生成 Fe(OH)3 沉淀析出11、调 pH 值使得 Cu2+（4.7-6.2）中的 Fe3+（2.13.2 ）沉淀，pH 值范围是：答：
13、3.24.7。原因：调节溶液的 pH 值至 3.24.7，使 Fe3+全部以 Fe(OH)3 沉淀的形式析出而 Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质12、产品进一步提纯的操作： 答：重结晶13、趁热过滤的原因及操作：答：减少过滤时间、保持过滤温度，防止杂质析出或防止 降温过程中 析出而损耗；操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤14、水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过 1006操作 KMnO4 K2CO3操作母液KMnO4 粗晶体干燥 KMnO4 晶体石灰苛化 KOH粉碎MnO2 熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2空气15、减压蒸发（小心烘干）：答：常压蒸发温
14、度过高，易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止 分解16、Mg(OH) 2 沉淀中混有 Ca(OH)2 应怎样除去：答：加入 MgCl2 溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤17、蒸发浓缩用到的主要仪器有 、 、烧杯、酒精灯等答：蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳18、不用其它试剂，检查 NH4Cl 产品是否纯净的方法及操作是：答：加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净19、检验 NH4 的方法是：答：取 少许，加入 NaOH 溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。20、过滤的沉淀欲称重之前的操作：答：过滤，洗涤，干燥， （在干
15、燥器中）冷却，称重21、 “趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”：答：稀释溶液，防止降温过程中析出，提高产品的纯度22、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸馏水的目的：答：为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸，一般再加入少量蒸馏水23、加 NaCl 固体减低了过碳酸钠的溶解度，原因：答：Na +浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解24、检验 Fe(OH)3 是否沉淀完全的试验操作是：答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴 KSCN 溶液，若不出现血红色，则表明 Fe(OH)3 沉淀完全。25、检验滤液中是否含有 Fe3+的方法是：答：滴入少量 KSCN
16、溶液，若出现血红色，则证明有 Fe3+ （或加 NaOH，根据情况而定）26、检验溶液中是否含有 Fe2+（当溶液同时存在 Fe3+）的方法是：答：滴加几滴高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液紫红色褪去，则证明有 Fe2+课堂练习：1、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。（1）KMnO 4 稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_ _（填代号） 。a、84 消毒液（NaClO 溶液） b、双氧水 c、二氧化硫 d、75%酒精（2）高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_ _（填代号） 。a、浓硝酸 b、硝酸
17、银 c、氯水 d、烧碱（3）上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学式） 。（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则 1 mol MnO2 可制得 mol KMnO4。（5）该生产中需要纯净的 CO2 气体。若实验室要制备纯净的 CO2，所需试剂最好选择（选填代号）。 a、石灰石 b、稀 HCl c、稀 H2SO4 d、纯碱7（6）操作的名称是 ；操作根据 KMnO4 和 K2CO3 两物质在 （填性质）上的差异，采用 （填操作步骤） 、趁热过滤得到 KMnO4 粗晶体。2、实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。 回答下列问
18、题：（1）为了加速固体溶解，可采取的措施是： 。（2）实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，用酒精灯加热。取用蒸发皿应使用 （填仪器的名称）为了防止液滴飞溅，进行的操作是 。（3） “趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是（填化学式） 。（4） “趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶” ，目的是 。（5）制得的 KNO3 产品中常含 NaCl，进一步提纯的方法是 。3 （16 分）铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿（Al 2O33H2O 的含量约为 85%，其余主要为 SiO2、Fe 2O3 等）冶炼金属铝的流程如下。已知拜耳法生产 Al2O33
19、H2O 的基本原理为： Al2O33H2O+2NaOH（aq） 2NaAlO2 （aq ）+4H 2O，Al 2O33H2O 也可表示为 2 Al(OH)3（1）操作 I 的名称为 ，赤泥中除含有铝硅酸盐外，还含有的主要物质有 （2）为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为 （任写三点）（3）用化学平衡理论解释稀释溶液 I 有利于 Al2O33H2O 结晶的原因_ （4）为了析出 Al2O33H2O，也可向溶液 I 中通入过量 CO2 气体，写出生成 Al2O33H2O 的离子方程式： 氯化钾硝酸钠混合溶解蒸发浓缩趁热过滤滤渣冷却结晶过滤滤液洗涤 干燥 KNO3 产品水滤液 滤渣0 20 4
20、0 60 80 100 温度/溶解度 /g 200 100 KNO3 NaNO3 KCl NaCl 溶出结晶8（5）为了回收赤泥附着液带走的有用成分，工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液 I 的稀释剂，请指出流程图中另一处类似的做法 4工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO 2 等)为原料制备高档颜料铁红(Fe 2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液 X 中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_调节溶液的 pH(填字母)。A稀硫酸 B氨水 C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液(3)步骤中，FeCO 3 沉淀完全后，溶液中含有少量 Fe2 ，检验
21、Fe2 的方法是_ _。(4)步骤的反应温度一般需控制在 35以下，其目的是_。(5)在空气中煅烧 FeCO3 生成产品氧化铁的化学方程式为_。5 （2015 全国卷 1）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5H2O 和 Fe3O4，还有少量 Fe2O3、FeO、 CaO、Al 2O3 和 SiO2 等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：写出 Mg2B2O5H2O 与硫酸反应的化学方程式_ _。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_ _（写出两条） 。利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。 “浸渣”中还剩余的物质是_
22、（化学式） 。“净化除杂”需先加 H2O2 溶液，作用是9_ _。然后再调节溶液的 pH 约为 5，目的是_ _。“粗硼酸”中的主要杂质是_（填名称） 。以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH 4） ，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_ _ _。单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_ _。化学工艺流程题的突破答案、答案：正极：O 2+4e-=2O2- 负极： C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O 、答案：Na 2CO3 、 CO21、答案解析：MnO 2 与 KOH 混合并在空气中共熔，便可制得墨绿色的锰酸钾熔体
23、： 2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 锰酸钾在酸性或中性的环境下， MnO42-会发生反应，生成MnO4-和 MnO2 ：3K 2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3；过滤除去不溶于水的 MnO2，利用溶解度的不同，采取浓缩结晶的方法使 KMnO4 从溶液中析出而分离出来。答案：（1）ab （2）d （3）MnO 2； KOH （4）23 （5）cd （6）过滤；溶解度，浓缩结晶。 2、答案：解析：（1）搅拌、加热；（2）用玻璃棒不断搅拌滤液 坩埚钳；（3）NaCl；（4）稀释溶液，防止降温过程中 NaCl 析出，提高产品的纯度；（5）重
24、结晶3、 （1）过滤 Fe2O3 （共 4 分，各 2 分）（2）将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大 NaOH 的浓度（任答三点即得满分） （3 分）（3）稀释降低了 NaOH 的浓度，有利于 NaAlO2 或 NaAl(OH)4 的水解，使平衡向结晶方向移动（或向左移动） （3 分）（4）CO 2（过量） + AlO2-+2H2O = Al（OH） 3+HCO 3- 或2CO2（过量） + 2AlO2-+4H2O = Al2O33H2O+2HCO 3- （3 分） （5）将溶液 III 循环使用溶解铝土矿 （3 分） 4、解析：(1)硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO 2 等)酸
25、浸后过滤，SiO 2 为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是 Fe2 、Fe 3 。(2)步骤要把 pH 调高，步骤 还要加 NH4HCO3，故使用氨水。若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入 Na ，所以选 B。(4)NH 4HCO3 受热易分解，高温会促进 Fe2水解。答案：(1)Fe 2 、Fe 3 (2)B10(3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)防止 NH4HCO3 分解，减少 Fe2 水解(5)4FeCO3O 2 2Fe2O34CO 2= = = = =高 温 5、 【答案】 Mg 2B2O5H2O+2H2SO4= 2MgSO4+2H3BO3；减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。 Fe 3O4； SiO2 和 CaSO4；将 Fe2+氧化为 Fe3+；使 Al3+与 Fe3+形成氢氧化物而除去。（七水）硫酸镁 2H 3BO3 =B2O3+3HO B2O3+3Mg = 3MgO+2B
