1、一、考频分析化学工艺流程试题近年已成高考命题热点并呈上升的趋势，如2011四川卷T29,2011山东卷T30,2011江苏卷T16,2011安徽卷T27,2011福建卷T24等二、常见的化学流程图示例热点专题整合化学工艺流程金属及其化合物的制备与提纯三、分类例析类型一 从分离提纯某些物质为主题的工艺流程这类试题实质是对混合物的除杂、分离、提纯操作的考查。解题思路是：从试题中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，加入某一试剂后，能与什么物质反应，反应条件如何？生成什么产物，怎样操作才能将杂质除去(注重信息的提取与加工)；然后找出合理答案并结合基础知识和题目信息进行验证。(2012珠海质检
2、)过氧化钙(CaO2)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。如图所示是以大理石(主要杂质是氧化铁)为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。生成氢氧化物的pH：难溶电解质溶度积Ksp开始沉淀时pH沉淀完全时pHFe(OH)21.3010337.69.6Fe(OH)32.6410391.53.2请回答下列问题：(1)操作应包括下列操作中的_(填序号)。A溶解 B过滤 C蒸馏 D分液 E蒸发结晶(2)用氨水调节 pH 至 89 的目的是_。(3)若测得滤液 C 中 c(CO23)10 3 mol/L，则 Ca2_(填“是”或“否”)沉淀完全
3、。已知c(Ca2)105mol/L 可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)4.96109(4)操作是在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙 进 行 反 应，该 反 应 的 化 学 方 程 式 为_，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液 pH 至 911，才出现大量沉淀；用简要的文字解释需用氢氧化钠调节 pH 至 911 的原因_。【精讲精析】在物质的分离、提纯过程中控制适当的反应条件(温度、酸碱度、浓度等)，有利于物质的分离和提纯。在滤液 A 中加氨水调节 pH，就是为了生成 Fe(OH)3沉淀；对 CaCl22H2O 晶体加热，控制温度，也是为了得到无水 CaCl2；最后再控制 pH
4、 是为了得到 CaO2沉淀。(1)操作加盐酸溶解碳酸钙，最后蒸发结晶、过滤、洗涤、低温干燥得到纯净的 CaCl22H2O 晶体。(2)在滤液 A 中加氨水，调节 pH 至 89 的目的是使 Fe3全部转化为 Fe(OH)3沉淀。(3)根据 Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO23)，知c(Ca2)4.96109mol2L2103 molL14.9610 6 mol/L10 5mol/L可认为 Ca2沉淀完全。(4)在无水CaCl2中加入H2O2，生成CaO2反应为CaCl2H2O2CaO22HCl。反应一段时间后加入NaOH调节溶液pH至911，目的是反应平衡向右移动，从而生成CaO2沉淀
5、【答案】(1)ABE(2)除去Fe3(3)是(4)CaCl2H2O2CaO22HCl 加入NaOH溶液使上述反应平衡向右移动，有利于CaO2沉淀的生成。1(2011广东高考)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：(注：NaCl熔点为801；AlCl3在181 升华)(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为_和_。(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形
6、成浮渣，浮渣中肯定存在_。(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_。(4)镀铝电解池中，金属铝为_极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为_。(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_。【解析】本题考查工艺流程，考查元素化合物之间的转化关系和化学实验基本操作。(1)由题意知，Fe2O3、SiO2和金属 Al 在高温下发生置换反应。(2)粗铝中还存在 H2，与 Cl2结合形成 HCl，高温下 Cl2也能与 Na 和 Al 反应生成 NaCl 和 AlCl3，AlCl3在 700 时为气态。(3)冷凝
7、后所得的气体 A 为 Cl2和 HCl，二者均能与碱液反应。(4)电镀时，镀层金属作阳极，失电子形成阳离子，即 Al 失电子形成 Al3，Al3再与 AlCl4 结合形成 Al2Cl7。(5)防止腐蚀的原理包括隔绝金属与电解质溶液的接触、改变金属的内部结构等。【答案】(1)Fe2O32Al=高温 Al2O32Fe 3SiO24Al=高温 2Al2O33Si(2)HCl 和 AlCl3 NaCl(3)Cl22OH=ClOClH2O、HOH=H2O(4)阳 Al3e7AlCl4=4Al2Cl7(5)致密的氧化铝膜将环境中的电解质溶液与内层金属隔离类型二 物质制备为主题的工艺流程 这类试题实质就是用
8、某些原料来制备某一产品的过程，它可能会包含除杂、分离和提纯实验。解题思路是：先明确产品的性质，从题目中获取有用信息；然后根据实验目的，寻找制备过程所需的原料，确定制备原理，分析有没有副产品，如果有，最后的步骤就是分离提纯。(2011福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：(1)往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3Fe=3Fe22TiO2(无色)Fe4H=2Ti3(紫色)Fe22H2OTi3(紫色)Fe3H2O=TiO2(无色)F
9、e22H加入铁屑的作用是_。(2)在工艺过程中需要控制条件以形成TiO2nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在_范围。(3)若把 中制 得的固 体 TiO2nH2O用 酸清洗 除去 其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。(4)已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g)H140 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_。(5)上述工艺具有成本低、可用低品位
10、矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_(只要求写出一项)。(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用_方法。【精讲精析】以化学流程为载体考查了胶体知识、溶度积常数、化学平衡常数的含义、热化学方程式的书写、物质的提纯等方面的知识，能较好地考查考生的观察能力及处理数据的能力。(1)由流程图知，加铁是为了将Fe3还原成Fe2，将TiO2还原成Ti3，由题中所给三个方程知Ti3还原性强于Fe2，故Ti3的存在还可避免Fe2被氧化(因为要得到绿矾)。TiCl4SiCl4熔点/25.068.8沸点/136.457.6(3)反应 Fe(OH)33H=Fe3
11、 3H2O 的平衡常数 KcFe3c3H，由 Fe(OH)3的溶度积常数 Kspc(Fe3)c3(OH)，再结合常温下 KWc(H)c(OH)110 14，求出 KKspK3W2.79103。(4)将题中已知的两个热化学方程式同向相加得，TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H 81 kJ/mol。(5)由生产流程图知转化过程中有废渣、废液和废气产生，直接排放会污染环境。(6)因 SiCl4、TiCl4是液态物质且沸点相差较大，故可利用蒸馏的方法分离。【答案】(1)将Fe3还原为Fe2，生成Ti3，保护Fe2不被氧化(2)109107 m(或其他合理答案)(3)2
12、.79103(4)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H81 kJ/mol(5)产生三废(或其他合理答案)(6)蒸馏(或分馏、精馏)2(2012湛江一中质检)工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示：试根据上图转化回答下列问题：(1)工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_。(2)还原过程中的产物为NaCuCl2，试写出反应的化学方程式_。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2Cu2Cl=2CuCl)_。(3)还 原 过 程 中 加 入 少 量
13、 盐 酸 的 作 用 是_，加 入 NaCl 且 过 量 的 原 因 是_。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl 沉 淀，试 写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式_。【解析】(1)主要从原料经济性的角度来回答。(2)产物NaCuCl2中Cu的化合价为1，因此还原过程发生的是归中反应。(3)主要考查盐类水解和化学平衡知识。(4)产品用水和酒精洗的效果是不同的，酒精沸点低，易挥发，易晾干。(5)反应中CuCl2被还原为CuCl，则SO2的氧化产物必为H2SO4。【答案】(1)石灰乳来源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉(2)CuCl22NaClCu=2NaCuCl2CuCl 沉淀沉积在 Cu 表面阻碍反应的进行(3)防止 Cu2水解 增大 NaCl 的浓度有利于生成更多的NaCuCl2，提高产率(4)使 CuCl 尽快干燥，防止被空气氧化(5)2Cu2 2Cl SO2 2H2O=2CuCl4HSO24