2021年高考化學(xué)工藝流程題的解題策略

高考化學(xué)工藝流程題的解題策略

4如何備考?3如何考？1考了嗎？2考什么？工藝流程題內(nèi)容提要近幾年高考中情景素材統(tǒng)計(jì)（2考什么?）（1）自然資源開(kāi)發(fā)利用類(lèi)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(lèi)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(zhì)的制備和凈化類(lèi)水泥、NaClO2、NH3、H2C2O431、原料所含雜質(zhì)類(lèi)：SiO2(12次)；Al2O3(11次）；FexOy(10次）；MgO(5次)；MnO2(4次)；CaO(3次)2、輔助試劑類(lèi)：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(jì)4設(shè)問(wèn)方式考查內(nèi)容考查方式原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理元素及其化合物性質(zhì)、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、熱化學(xué)知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、溶解度、水溶液中離子平衡(Ka、Kb、Kh、Ksp的應(yīng)用)化合價(jià)規(guī)則、物質(zhì)的命名、方程式書(shū)寫(xiě)、圖表分析、實(shí)驗(yàn)原理及文字表達(dá)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)平衡常數(shù)的計(jì)算除雜、分離和提純產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作儀器名稱(chēng)、分離提純的操作、滴定實(shí)驗(yàn)及相關(guān)計(jì)算提高產(chǎn)量和效率化學(xué)平衡、溶解平衡計(jì)算轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、純度節(jié)能減排，循環(huán)利用元素化合物性質(zhì)尾氣的處理、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)綜合利用電化學(xué)知識(shí)電極方程式書(shū)寫(xiě)及電化學(xué)的相關(guān)計(jì)算近幾年高考中考點(diǎn)分析化學(xué)工藝流程圖是以無(wú)機(jī)礦物、工農(nóng)業(yè)或生活廢舊物質(zhì)為原料，首先對(duì)原料經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理，再通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，利用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)，經(jīng)過(guò)多次分離提純最后得到目標(biāo)產(chǎn)物。

原料核心反應(yīng)

目標(biāo)產(chǎn)物原料的預(yù)處理反應(yīng)條件控制物質(zhì)分離提純生產(chǎn)實(shí)際工藝流程題的基本結(jié)構(gòu)示意圖二、剖析工藝流程題的命題角度28．(14分)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：核心化學(xué)反應(yīng)分離提純題型示例原料目標(biāo)產(chǎn)物核心反應(yīng)原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制命題五個(gè)角度原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制原料的預(yù)處理生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)條件的控制產(chǎn)物分離提純生產(chǎn)實(shí)際增大固體樣品與液體（或氣體）的接觸面積，加快反應(yīng)速率。1.原料的處理⑶浸出：⑴粉碎、研磨：（水浸、酸浸、堿浸、醇浸）使原料中的**溶解（物理溶解或與浸取液接觸反應(yīng)），可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。⑵灼燒：（焙燒、煅燒）除去可燃性的雜質(zhì)（或使原料初步轉(zhuǎn)化）雜質(zhì)高溫下氧化、分解⑷如何提高浸出率：①將礦石粉碎②適當(dāng)提高溫度③延長(zhǎng)浸取時(shí)間④充分?jǐn)嚢琚葸m當(dāng)提高浸取液濃度⑸攪拌：使反應(yīng)物充分接觸，增大反應(yīng)（或溶解）速率。⑹加熱煮沸：①促進(jìn)水解，形成沉淀有利于分離；②防止溶解氫氧化M離子。加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進(jìn)氧化完全)

除去油脂、溶解鋁及其氧化物

3.(2020·安徽合肥三模)鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)是一種金屬腐蝕抑制劑。如圖是利用鉬精礦(主要成分是MoS2，含少量PbS等)為原料生產(chǎn)鉬酸鈉晶體工藝流程圖。Na2MoO4·2H2O中鉬元素的化合價(jià)是_________；在焙燒爐中，空氣從爐底進(jìn)入，礦石經(jīng)粉碎后從爐頂進(jìn)入，這樣處理的目的是___________________________________

_______________________。＋6增大固氣接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率

①防止副反應(yīng)發(fā)生②防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)③使催化劑達(dá)到最大活性④改變化學(xué)平衡移動(dòng)⑵控制pH：①使金屬離子形成沉淀（如Fe3+沉淀分離）②抑制水解③特定反應(yīng)需要酸性條件④除去氧化膜，溶解固體（酸性/堿性）2.反應(yīng)條件的控制⑶保護(hù)氣：①隔絕空氣（主要是O2、H2O）②弱離子的水解（如HCl氛圍）⑴控制溫度：（水浴、冰浴、油浴等）

4.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(wèn)題：(1)寫(xiě)出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_(寫(xiě)出兩條)。預(yù)處理Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3

△升高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑

5、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(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下：（1）步驟①中溶解溫度應(yīng)控制在60—70℃，原因是

。

溫度低溶解速度慢、溫度過(guò)高銨鹽分解6.2019年江蘇卷19實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣（主要含CaSO4·2H2O，還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）為原料制取輕質(zhì)CaCO3和(NH4)2SO4晶體，其實(shí)驗(yàn)流程如下：（3）廢渣浸取需控制反應(yīng)溫度在60~70℃，攪拌，反應(yīng)3小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降，其原因是____；保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有______。7.2018年江蘇卷16以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：（1）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如題16圖所示。②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是____________________________。（2）利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：①pH=4.1時(shí)，Ⅰ中為_(kāi)_________溶液（寫(xiě)化學(xué)式）。②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是_______。8.2018年全國(guó)卷Ⅱ26

我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：（2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。9.2019年全國(guó)卷Ⅲ26高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示。回答下列問(wèn)題：（3）“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)____~6之間。3.產(chǎn)品的分離提純①結(jié)晶（重結(jié)晶）:固體物質(zhì)從溶液中析出的過(guò)程。②過(guò)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(zhì)（晶體）的過(guò)程。⑤萃?。河靡环N溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來(lái)。⑥分液：互不相溶的液體間的分離⑦鹽析：加無(wú)機(jī)鹽使溶質(zhì)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(lái)。⑨洗滌：通常有水洗、冰水洗滌、醇洗。冰水洗滌：防止晶體在洗滌過(guò)程中溶解損耗乙醇洗滌：降低晶體的溶解度有利于析出且乙醇易揮發(fā)，有利于晶體干燥。補(bǔ)充：沉淀洗滌：9.2019年全國(guó)卷Ⅲ26高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：（4）“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“濾渣3”的主要成分是______________。（5）“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過(guò)高，Mg2+沉淀不完全，原因是_________________________________。成本意識(shí)：浸出率、轉(zhuǎn)化率、利用率、原料價(jià)格、能耗的控制、原料、能量的循環(huán)利用效率意識(shí)：生產(chǎn)速率、催化劑的使用、反應(yīng)條件的選擇4.生產(chǎn)實(shí)際：三個(gè)意識(shí)環(huán)保意識(shí)：綠色化學(xué)：無(wú)污染、無(wú)腐蝕、

“三廢”(廢氣、廢渣、廢水)的處理。鋰離子電池的應(yīng)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(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)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(xué)生答不出，沒(méi)有環(huán)保的意識(shí)。制光導(dǎo)纖維、制玻璃、制硅膠等是1快速瀏覽，整體分析——把握主干4以線設(shè)問(wèn)，回歸流程——局部剖析3獨(dú)立設(shè)問(wèn)，找準(zhǔn)關(guān)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（3如何考？）1.常用答題的套路及規(guī)范答題模板2.細(xì)心審題，疑點(diǎn)突破，力求得分四、工藝流程題的規(guī)范答題及知識(shí)儲(chǔ)備（4如何備考？）3.常見(jiàn)化工流程反應(yīng)及物質(zhì)制備1分若上層清液變渾濁，則未沉淀完全。使反應(yīng)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(xiě)出FeWO4在堿熔條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。2分常見(jiàn)答題術(shù)語(yǔ)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(jié)晶、過(guò)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(guò)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(dāng)加快反應(yīng)速率，但溫度過(guò)高會(huì)造成(如濃硝酸)揮發(fā)、(如H2O2、NH4HCO3)分解、(如Na2SO3)氧化或促進(jìn)(如AlCl3)水解等，影響產(chǎn)品的生成。341、常用答題的套路及規(guī)范答題模板常見(jiàn)答題術(shù)語(yǔ)答題模板檢驗(yàn)溶液中離子是否沉淀完全的方法（不涉及沉淀計(jì)算）靜置分層后，向上層清液中繼續(xù)滴入沉淀劑，若無(wú)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(yàn)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(guò)濾器中加蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次。滴定到終點(diǎn)的現(xiàn)象滴入最后一滴××標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由××色變?yōu)椤痢辽?，且半分鐘?nèi)溶液顏色不再改變，說(shuō)明已達(dá)到滴定終點(diǎn)35常見(jiàn)答題術(shù)語(yǔ)答題模板事先煮沸溶液的原因除去溶解在溶液中的氣體(如氧氣)防止某物質(zhì)被氧化?？刂颇撤磻?yīng)的pH值使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀調(diào)節(jié)pH所用試劑為主要元素對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、堿，以避免引入新的雜質(zhì)。pH分離時(shí)的范圍確定、范圍過(guò)小的后果(或過(guò)大的后果)導(dǎo)致某離子沉淀不完全(導(dǎo)致主要離子開(kāi)始沉淀)蒸發(fā)、反應(yīng)在某氣體氛圍中進(jìn)行的原因抑制某離子的水解，如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)為獲得AlCl3需在干燥HCl氣流中進(jìn)行。3