1、拔高类高考命题点解密系列(四)集万千宠爱于一身化学工艺流程题化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离、提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键，准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，因题考查面广、材料新颖、角度新巧，近几年成为高考命题者的“新宠”。一、化学工艺流程题的考查内容(考什么)1原材料的预处理酸浸加酸，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去水浸与水接触反应或溶解水
2、洗除去水溶性杂质浸出固体加水(酸)溶解得到离子研磨将固体粉碎，增大表面积，加快反应速率煅烧使物质在高温下氧化、分解碱洗除去油污或者氧化膜2.反应条件控制加热加快反应速率；加速固体溶解；使平衡向吸热方向移动降温防止物质在高温时溶解；使化学反应速率下降；使化学平衡向放热的方向移动控温温度过高，物质会分解或会挥发；温度过低，物质无法挥发或者反应趁热过滤防止某物质降温时会析出晶体冰水洗涤 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酸性氛围防止金属阳离子水解pH控制控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀3.产品的分离和提纯过滤基本操作：一贴二低三靠。结晶当溶液为单一溶质时：所得晶体
3、不带结晶水。如NaCl、KNO3等的结晶过程：溶解、过滤、蒸发结晶。所得晶体带结晶水。如胆矾等的结晶过程：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。当溶液为两种以上溶质时：要得到溶解度受温度影响小的溶质时，浓缩结晶，趁热过滤。要得到溶解度受温度影响大的溶质时，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。重结晶：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤(重复操作)。洗涤向过滤器中的滤渣加蒸馏水至浸没滤渣，静置；取洗涤后小烧杯中的最后一次洗涤液，滴加试剂(如AgNO3检验氯离子或者BaCl2检验硫酸根离子)，若无沉淀产生，则证明洗涤干净。干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干。灼烧固体在坩埚中进行加热。分液下层液体从下口放出；上层液体从上口倒
4、出。重复操作23次保证实验的准确性。4工业要求是否污染环境、原子经济性、节约资源、安全性、资源再生。二、化学工艺流程题的分块分析法(找方法)示 例1(广 东 高 考)难 溶 性 杂 卤 石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O2Ca2 2K Mg2 4SO24 2H2O为了能充分利用钾资源，用饱和 Ca(OH)2 溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：注：虚线图框及其标注的内容为此题的分析方法示例 2(江苏高考)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为
5、99%)回收 Cu 并制备 ZnO 的部分实验过程如下：注：虚线图框及其标注的内容为此题的分析方法归纳化学工艺流程题的分块分析法图示如下：三、化学工艺流程题的解题步骤(建模板)示例3从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：(1)步骤中废渣的主要成分是_，中 X 试剂为_。(2)实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是_。(3)的变化过程可简化为(下式 R 表示 VO2，HA 表示有机萃取剂)R2(SO4)n(水层)2nHA(有机层)2RAn(有机
6、层)nH2SO4(水层)为提高中萃取百分率，应采取的措施是_。(4)请完成中的反应离子方程式：ClO3 VO2 H=VO3 _ _。(5)25 时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液 pH之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率%88.1 94.8 96.5 98.0 98.8 98.8 96.4 93.1 89.3结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH为_。(6)该工艺流程中，可以循环利用的物质有_。答案：(1)SiO2 H2SO4(2)打开分液漏斗上口塞子(或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔)；先打开活塞放出下层液体，后将
7、上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中(3)加入碱中和硫酸使平衡正向移动或多次连续萃取(4)1 6 6 6 1 Cl 3 H2O(5)1.71.8(6)氨气、有机萃取剂归纳解题步骤(思维模板)：第一步 统筹全题，明确目的通过认真分析，找出题目中工艺流程的目的，即通过什么样的反应物制取什么样的产品以及题目提供的其他信息(原料成分、含量，产品成分、由用途能看出的性质)。只有明确了工艺流程的目的，在后面的过程分析中才不迷失方向。本例中，实验的主要目的是“从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5”，所以在第一步酸浸后的废渣中应该没有V2O5。第二步 分解主线，分
8、块解题将主线进行分解，可以使我们理清思路，明确解题方向，不至于产生混乱。分块解题可以使我们尽可能地多拿分，不至于因一个问题卡壳，导致后面的问题都无法得分。示例 3 分块 分析如下：第三步 认真分析，规范作答本例第(2)问涉及实验操作，答题时要注意规范作答，如果忽略了前面的“打开分液漏斗上口塞子”，就会产生丢分现象。这在平时的复习中要格外重视。本例第(3)问是关于平衡移动原理的考查，只要结合平衡移动影响因素的相关知识进行分析，不难得出答案。四、化学工艺流程的热点题型(怎么考)1物质制备类工艺流程题示例4(2015安徽高考，27)硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值。某研究小组采用
9、偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4，其流程如下：已知：NaBH4 常温下能与水反应，可溶于异丙胺(沸点：33)。(1)在第步反应加料之前，需要将反应器加热至 100 以上并通入氩气，该操作的目的是_。原料中的金属钠通常保存在_中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_、_、玻璃片和小刀等。(2)请配平第步反应的化学方程式：NaBO2 SiO2 Na H2=NaBH4 Na2SiO3(3)第步分离采用的方法是_；第步分出 NaBH4并回收溶剂，采用的方法是_。(4)NaBH4(s)与 H2O(l)反应生成 NaBO2(s)和 H2(g)。在 25、101 kPa 下，已知每消耗
10、3.8 g NaBH4(s)放热 21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_。解析：(1)由流程图可判断NaBO2、SiO2、Na和H2相互作用生成NaBH4和Na2SiO3，为了防止副反应的发生，加料前须将反应器中的水蒸气和空气除去。金属钠通常保存在煤油中。在实验室里应用镊子取金属钠并用滤纸吸去其表面的煤油，放在玻璃片上用小刀切割，所以实验用品还缺少镊子、滤纸。(2)根据氧化还原反应中得失电子守恒配平化学方程式。(3)第步分离得到溶液和固体，故采用的方法是过滤；第步分离出NaBH4并回收溶剂异丙胺，由异丙胺的沸点为33 知可采用蒸馏法。(4)根据题中“每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21
11、.6 kJ”可得出此反应的热化学方程式为：NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216.0 kJmol1。答案：(1)除去反应器中的水蒸气和空气 煤油 镊子 滤纸(2)1 NaBO2 2 SiO2 4 Na 2 H2=1 NaBH4 2Na2SiO3(3)过滤 蒸馏(4)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H 216.0 kJmol12物质提纯类工艺流程题示例 5(课标全国卷)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有 Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下：工 业 ZnO 稀硫酸浸 出 液调pH约为5适量高锰酸钾
12、溶液过滤 滤 液Zn过滤 滤液 Na2CO3过滤 滤饼煅烧ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 MnO2。回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；在加入高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于_。解析：本题考查氧化锌的工业制备流程，意在考查考生对元素化合物性质及其转化关系的理解和应
13、用能力以及对新信息的处理能力。第步酸浸，得到 Zn2、Fe2、Mn2、Ni2；第步氧化，MnO4 将 Fe2氧化为 Fe3而易于形成 Fe(OH)3沉淀，同时 MnO4 与 Mn2发生归中反应生成 MnO2 沉淀；第步加 Zn，Zn 与滤液中的 Ni2、H发生置换反应，Ni 经过滤而除去；第步加碳酸钠沉淀 Zn2；第步煅烧 ZnCO3。(4)11.2 g ZnCO3xZn(OH)2煅烧后得到8.1 g ZnO，可求得x1。答案：(1)Fe2 和 Mn2 MnO4 3Fe2 7H2O=3Fe(OH)3MnO25H、2MnO4 3Mn2 2H2O=5MnO24H 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应 镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入 12 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)1谢谢观看！
