高三化學(xué)工藝流程題專題全解

1、5原料 :核心無(wú)機(jī)曠物此學(xué)反應(yīng)"|O-控制*所需產(chǎn)品(1)侯氏純堿工藝圖1便氏聯(lián)企制麻骯流和圖化學(xué)工藝流程題的突破、化學(xué)工藝流程題解決的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面:1 .將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理問(wèn)題；2 .除雜、分離和提純產(chǎn)品等問(wèn)題；3 .提高產(chǎn)量和效率問(wèn)題；4 .節(jié)能減排，綠色化學(xué)”，循環(huán)利用等生產(chǎn)問(wèn)題；5 .生產(chǎn)設(shè)備、流程和生產(chǎn)成本等工藝問(wèn)題?；ち鞒填}一般就圍繞這幾個(gè)方面設(shè)問(wèn)求解，我們需要運(yùn)用有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)間相互作用的基本知識(shí)，還要掌握一些分離提純物質(zhì)的基本實(shí)驗(yàn)技能，關(guān)鍵是還要具有分析生產(chǎn)工藝流程的方法和能力。這類試題起點(diǎn)高、落點(diǎn)低，試題多以化工生產(chǎn)、能源、材料、環(huán)境等生產(chǎn)

2、、生活方面的常見(jiàn)化學(xué)事物為背景，要求明確，設(shè)問(wèn)層次清晰，以無(wú)機(jī)或有機(jī)化合物的組成、性質(zhì)、變化等內(nèi)容為載體，要求考 生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)、原理和技能從化學(xué)視角看待、分析或解決生產(chǎn)、生活實(shí)際中的簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題。解答所需知識(shí)、方法都是化學(xué)的核心內(nèi)容。因此，答題時(shí)，不要力求把生產(chǎn)流程圖中的每個(gè)細(xì)節(jié)都弄清楚，只要把握住主要的考查方向，理 清每個(gè)環(huán)節(jié)的目的和結(jié)果，再根據(jù)題中的具體設(shè)問(wèn)，結(jié)合題中提取的信息和頭腦中原有的知識(shí)和技能， 進(jìn)行針對(duì)性作答即可，切不可拘泥于流程圖中的每個(gè)細(xì)節(jié)，把時(shí)間和精力過(guò)多用于流程分析，使解題誤 入歧途。二、整體的學(xué)習(xí)程序：具體 一抽象一具體1、抽象出工藝流程模板2、學(xué)習(xí)課本上的具體工

3、藝流程整弊我J O 二事分離楹純Z 二 四 /排放物的無(wú) 害化處理(2)工業(yè)合成硫酸(3)工業(yè)合成硝酸圖4工業(yè)生產(chǎn)流程主線核心3、具體試題中的幾個(gè)過(guò)程的劃分對(duì)一些線型流程工藝（從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序）試題，首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第 一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中 原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題，逐一推敲解答。給出各種不同核心反應(yīng)原理的工藝流程的流程圖，指導(dǎo)學(xué)生分析工業(yè)流程的主線和核心步驟。在分析過(guò)程中關(guān)注以下幾個(gè)方面：（1） 明確實(shí)驗(yàn)的目的（2） 抓住幾條線索線索考查側(cè)重主要目

4、的主要制備物質(zhì)核心化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物又多又純雜質(zhì)分離提純雜質(zhì)分離徹底輔助試劑輔助主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化或分離雜質(zhì)循環(huán)利用三、核心知識(shí)點(diǎn)突破不同的學(xué)生在完成工藝流程題時(shí)遇到的難點(diǎn)是不同的，通過(guò)學(xué)生易錯(cuò)題的分析， 針對(duì)性的做了一下的核心知識(shí)點(diǎn)的突破教學(xué)。I、鹽溶液的分離提純方法：結(jié)晶法結(jié)晶法有蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶兩種方法，大多數(shù)同學(xué)通過(guò)一輪的復(fù)習(xí)已經(jīng)明白純物質(zhì)溶液要得到晶體的方法，難點(diǎn)在于混合溶液得到晶體的操作。（1） 純物質(zhì)溶液得到晶體：蒸發(fā)結(jié)晶（NaCl型：溶解度隨溫度變化小的物質(zhì)）蒸發(fā)濃縮（至有晶膜出現(xiàn)為止），冷卻結(jié)晶（KNO3型：溶解度隨溫度變化大的物質(zhì)和含有結(jié)晶水的晶體）（2） 混合溶液（分離 A和B）:

5、要得到溶解度受溫度變化小的溶質(zhì)：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過(guò)濾要得到溶解度受溫度變化大的物質(zhì)和含有結(jié)晶水的晶體：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾n、預(yù)處理的各種方法工藝流程中的預(yù)處理分析進(jìn)行分類，并形成一定的答題模板。（1） 粉碎或研磨：增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應(yīng)（溶解）速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率）。（2） 煨燒或灼燒：不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)；其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物；除去有機(jī)物；除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)（3） 酸浸：溶解、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解（沉淀）（4） 堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁.氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解（沉淀）出、平衡原理的應(yīng)用在工藝流程中經(jīng)常會(huì)涉及化學(xué)反應(yīng)平衡，沉

6、淀溶解平衡，沉淀的轉(zhuǎn)化，離子的水解平衡練習(xí)2.工業(yè)上以鋰輝石（Li2O-Al2O3 4SiO2,含少量Ca、Mg元素）為原料生產(chǎn)碳酸鋰。其部分工藝流程如下：93yL % 罐250V -SKL I石灰雪調(diào)pH至11飽和湃液響g翻I謔液2 I逮趴熱魁泰施 ，出CO摘品（2）已知濾渣2的主要成分有 Mg（OH） 2和CaCO3。向?yàn)V液1中加入石灰乳的作用是（運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡(jiǎn)述） 。答題模版四句話：氫氧根與鎂離子結(jié)合生成Mg（OH）2沉淀，Ca2+與SO42結(jié)合生成CaSO4沉淀（外因的改變），使Mg2+濃度減?。▽?duì)該平衡內(nèi)在某因素的影響）；使雜鹵石的溶解平衡向右移動(dòng)（平衡移動(dòng)方向） K+變多（與問(wèn)

7、題銜接）。（選對(duì)平衡體系，是難溶性雜鹵礦的沉淀溶解平衡；按照四句話的模版回答） （該問(wèn)被廣東高考年報(bào)2012視為2012高考題中一大亮點(diǎn)和創(chuàng)新之處，即考查學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡本質(zhì)的理解）很多時(shí)候題目中已經(jīng)將外因的改變和最終結(jié)果都已經(jīng)給出，學(xué)生需要找到中間的外因改變帶來(lái)的內(nèi)因的變化，注意抓住最主要的矛盾。IV、原電池和電解工業(yè)中的電極反應(yīng)方程式書寫電極方程書寫的難點(diǎn)：環(huán)境中用于平衡電荷的離子的選擇；不同環(huán)境下產(chǎn)物的存在形式的差異練習(xí)3、一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化鈕（丫2。3）的氧化錯(cuò)（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。試寫出該電池放電時(shí)的電極反應(yīng)：正極：

8、;負(fù)極：。答案：正極： O2+4e-=2O2-負(fù)極：C4Hio-26e-+13O2-=4CO2+5H2OV、循環(huán)利用的物質(zhì)：同學(xué)理解物質(zhì)循環(huán)利用的目的：節(jié)能減排，綠色化學(xué)”，降低成本等生產(chǎn)問(wèn)題，提煉出：一定不會(huì)用于循環(huán)的物質(zhì)：目標(biāo)產(chǎn)物，雜質(zhì)可以用于循環(huán)的物質(zhì)：輔助試劑、母液過(guò)最匚、泡】H和水。練習(xí)4、某小組以難溶性鉀長(zhǎng)石（KO?Al 2Q?6SiO2）為原料，提取 AI2Q、&CO等物質(zhì)，工藝流程如下:（4）上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是答案：Na2CO3 CO2VI、控制溫度的目的1、加熱：加快反應(yīng)速率或溶解速率；促進(jìn)平衡向吸熱方向移動(dòng)；除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3、

9、Ca（HCO3）2、KMnO 4、I2、NH4CI等物質(zhì);使沸點(diǎn)相對(duì)較低的原料氣化2、降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解（或分解）；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)（放熱方向）；使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；降低晶體的溶解度，減少損失3、控溫：（用水浴或油浴控溫）防止某種物質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)；為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來(lái)；使催化劑的活性達(dá)到最好；防止副反應(yīng)的發(fā)生；降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。5、實(shí)驗(yàn)室用硫酸廠燒渣（主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠磯（FeSO4 7H2O）,過(guò)程如下:燒渣足量

10、奧稀硫酶L固體Si02等）芳*一溶液X區(qū)* 溶液z 矢匚聚鐵膠體丁聚鐵 溶液丫一綠磯（5）在中，將溶液 Z控制到7080 c的目的是 _答案：升高溫度促進(jìn)F8+的水解（2分），過(guò)高溫度不利于聚鐵的形成（或者完全水解了）（1分）VII、注重文字?jǐn)⑹龅囊?guī)范性1、洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。2、從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮 一冷卻結(jié)晶一過(guò)濾一洗滌一干燥。3、在寫某一步驟是為了除雜時(shí)，應(yīng)該注明是為了除去 XX雜質(zhì)”，只寫除雜”等一類萬(wàn)金油式的回答是不給分的。4、檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈： 取最后一次洗滌液少許于試管中，逐滴滴加X(jué)X試劑，振蕩，若沒(méi)有現(xiàn)象，則沉淀

11、洗滌干凈5、檢驗(yàn)是否沉淀完全:表達(dá)一：靜置，往上層清夜中繼續(xù)滴加X(jué)X試劑或者表達(dá)二：過(guò)濾，取濾液少許于試管中，滴加X(jué)X試劑9意、高頻問(wèn)題：注意答題技巧1、 浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有：答：適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時(shí)間，加入過(guò)量硫酸，邊加硫酸邊攪拌2、如何提高吸收液和 SO2反應(yīng)速率：答：適當(dāng)提高溫度、增大吸收液或NaClO3的濃度、增大SO2與吸收液的接觸面積或攪拌3、從溶液中得到晶體：答：蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過(guò)濾-洗滌-干燥4、過(guò)濾用到的三個(gè)玻璃儀器：答：普通漏斗、玻璃棒、燒杯5、過(guò)濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導(dǎo)致濾紙破損；漏斗中液

12、面高于濾紙邊緣6、沉淀洗滌操作：答：往漏斗中(工業(yè)上改為往過(guò)濾器中)加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2-3次7、檢驗(yàn)沉淀Fe(OH) 3是否洗滌干凈(含SO42)：答：取最后一次洗滌液， 加入BaCl2溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明未洗滌干凈，若無(wú)白色沉淀則說(shuō)明洗滌干凈8、如何從 MgCl 26H2O中得到無(wú)水 MgCl 2:答：在干燥的 HCl氣流中加熱，干燥的 HCl氣流中抑制了 MgCl 2的水解，且?guī)ё?MgC12 6H 20受熱 產(chǎn)生的水汽10、CuC12中混有Fe3+加何種試劑調(diào)pH值：答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶

13、液中的H+的，促進(jìn)Fe3+的水解， 生成Fe(OH)3沉淀析出11、調(diào)pH值使得Cu2+ (4.762)中的Fe3+ (2.13.2)沉淀，pH值范圍是：答：3.24.7。原因：調(diào)節(jié)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，且不會(huì)引入新雜質(zhì)12、產(chǎn)品進(jìn)一步提純的操作：答：重結(jié)晶13、趁熱過(guò)濾的原因及操作：答：減少過(guò)濾時(shí)間、保持過(guò)濾溫度，防止XX雜質(zhì)析出或防止降溫過(guò)程中 x析出而損耗；操作：已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾14、水浴加熱的好處：答：受熱均勻，溫度可控，且溫度不超過(guò)100c15、減壓蒸發(fā)(小心烘干)：答：常壓蒸發(fā)溫度過(guò)高，*潟分解；或者

14、減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止 xe解16、Mg(OH) 2沉淀中混有 Ca(OH) 2應(yīng)怎樣除去：答：加入MgCl 2溶液，充分?jǐn)嚢瑁^(guò)濾，沉淀用蒸儲(chǔ)水水洗滌17、蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有 、燒杯、酒精燈等答：蒸發(fā)皿、玻璃棒。還有取蒸發(fā)皿用堪竭鉗18、不用其它試劑，檢查 NHCl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是：答：加熱法；取少量氯化錢產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無(wú)殘留物，表明氯化錢產(chǎn)品純凈19、檢驗(yàn)NH4的方法是：答：取xc許，加入NaOH溶液后加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)。20、過(guò)濾的沉淀欲稱重之前的操作：答：過(guò)濾，洗滌，干燥，（在干燥器中）冷卻，稱重21、“趁熱過(guò)濾”后，

15、有時(shí)先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”：答：稀釋溶液，防止降溫過(guò)程中 X析出，提高產(chǎn)品的純度22、苯甲酸的重結(jié)晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸儲(chǔ)水的目的：答：為了減少趁熱過(guò)濾過(guò)程中損失苯甲酸，一般再加入少量蒸儲(chǔ)水23、加NaCl固體減低了過(guò)碳酸鈉的溶解度，原因：答：Na+濃度顯著增加抑止了過(guò)碳酸鈉的溶解24、檢驗(yàn)Fe（OH） 3是否沉淀完全的試驗(yàn)操作是：答：取少量上層清液或過(guò)濾后的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe（OH）3沉淀完全。25、檢驗(yàn)濾液中是否含有 Fe3+的方法是：答：滴入少量KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則證明有Fe3+ （或加NaOH ,根

16、據(jù)情況而定）26、檢驗(yàn)溶液中是否含有 Fe2+ （當(dāng)溶液同時(shí)存在 Fe3+）的方法是：答：滴加幾滴高鎰酸鉀溶液，若高鎰酸鉀溶液紫紅色褪去，則證明有Fe KMnO 4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是（填代號(hào)）。a、84消毒液（NaClO溶液）b、雙氧水c、二氧化硫d、75%酒精（2）高鎰酸鉀保存在棕色試劑瓶，下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是 （填代號(hào)）。a、濃硝酸b、硝酸銀c、氯水 d、燒堿（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 、 （寫化學(xué)式）。（4）若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過(guò)程中的損失，則 1 mol MnO 2可制得 mol KMnO 4。（5）該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣

17、體。若實(shí)驗(yàn)室要制備純凈的CO2,所需試劑最好選擇（選填代號(hào)）。 a、石灰石 b、稀 HClc、稀 H2SO4d、純堿 （6）操作I的名稱是 ;操作H根據(jù) KMnO 4和K2CO3兩物質(zhì)在 （填 性質(zhì)）上的差異，采用 （填操作步驟）、趁熱過(guò)濾得到 KMnO 4粗晶體。2、實(shí)驗(yàn)室以氯化鉀和硝酸鈉為原料制備硝酸鉀的實(shí)驗(yàn)流程如下: 水+課堂練習(xí)：1、工業(yè)制備高鎰酸鉀是鎰的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟鎰礦制備氯化鉀一 混合溶解,趁熱濾液I過(guò)濾I濾渣硝酸鉀等四種物質(zhì)的溶解度隨溫度變化如右圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為了加速固體溶解，可采取的措施是：(2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí)，將蒸發(fā)皿置于

18、鐵圈上，用酒精燈加熱。取用蒸發(fā)皿應(yīng)使用 (填儀器的名稱)為了防止液滴飛濺，進(jìn)行的操作是 。(3) “趁熱過(guò)濾”操作中，濾渣的主要成分是(填化學(xué)式) 。(4) “趁熱過(guò)濾”后，有時(shí)先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”，目的(5)制得的KNO3產(chǎn)品中常含NaCl ,進(jìn)一步提純的方法是 。3 . (16分)鋁廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)和日常生活中。工業(yè)上由鋁土礦(AI2O3?3H2O的含量約為85%,AI2O3?3H2O+2NaOH (aq)、結(jié)晶“2NaAlO 2 ( aq) +4H2O, Al 2O3?3H2O 也可表示為 2 Al(OH) 3(1)操作I的名稱為 ,赤泥中除含有鋁硅酸鹽外

19、，還含有的主要物質(zhì)有 (2)為了提高鋁土礦的溶出速率可采取的有效措施為 (任寫三點(diǎn))(3)用化學(xué)平衡理論解釋稀釋溶液I有利于AI2O3?3H20結(jié)晶的原因(4)為了析出 Al 203?3H20,也可向溶液I中通入過(guò)量 C02氣體，寫出生成 AI2O3?3H20的離子方程(5)為了回收赤泥附著液帶走的有用成分，工業(yè)上將用熱水洗滌后的洗液用作溶液I的稀釋劑，請(qǐng)指出流程圖中另一處類似的做法 4 .工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、Si02等)為原料制備高檔顏料鐵紅 (Fe2O3),具體生 產(chǎn)流程如下：3 硫鐵礦理 燒消旃i調(diào),pH =1,加人力是鐵粉步痢謖節(jié)pH至5-也5,過(guò)濾步轉(zhuǎn)

20、m加入NH HC（人濾液Y過(guò)渡 :EX4 產(chǎn)品步驟w 固體"氧化鐵試回答下列問(wèn)題:（1）濾?夜X中含有的金屬陽(yáng)離子是 （填離子符號(hào)）。（2）步驟出中可選用 調(diào)節(jié)溶液的pH（填字母）。A.稀硫酸 B.氨水C.氫氧化鈉溶液D.高鎰酸鉀溶液（3）步驟IV中，F(xiàn)eCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe 檢驗(yàn)Fe2+的方法是（4）步驟IV的反應(yīng)溫度一般需控制在35c以下，其目的是（5）在空氣中煨燒FeCO3生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為5. （2015全國(guó)卷1）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F&O3、FeO、CaO、Al

21、2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流 程如圖所示：浸渣盛渣臺(tái)侵鹽母液回答下列問(wèn)題：寫出Mg2B205 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)增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有（寫出兩條）。利用 的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是 （化學(xué)式）。“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是。“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 （填名稱）。以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4）,它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為 單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用 化學(xué)方程式表示制備過(guò)程.

22、化學(xué)工藝流程題的突破答案N、答案：正極：O2+4e-=2O2- 負(fù)極： C4Hio-26e + 13O2-=4CO2+5H2OV、答案：Na2CO3、CO21、答案解析：MnO2與KOH混合并在空氣中共熔，便可制得墨綠色的鎰酸鉀熔體：2-2MnO2 + 4KOH +O2= 2K2MnO4 + 2H2O 鎰酸鉀在酸性或中性的環(huán)境下， MnO4會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成 MnO4 和 MnO2 : 3K2MnO 4+2CO2=2KMnO 4+MnO 2 J +2KCO3；過(guò)濾除去不溶于水的 MnO 2,利用溶解度 的不同，采取濃縮結(jié)晶的方法使 KMnO 4從溶液中析出而分離出來(lái)。答案：（1） ab（2） d （3） MnO2； KOH（4） 2/3（5） cd（6）過(guò)濾；溶解度，濃縮結(jié)晶。2、答案：解析：（1）攪拌、加熱；（2）用