高考化學(xué)(熱點(diǎn)+題型全突破)專題1模塊4熱點(diǎn)題型三工藝流程題(含解析)

1、專題1模塊4熱點(diǎn)題型三工藝流程題(一)【研究規(guī)律】1 .對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用(1)研磨一一減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。(2)水浸與水接觸反應(yīng)或溶解。(3)酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去。(4)灼燒一一除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)。(5)煨燒一一改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土。2 .常用的控制反應(yīng)條件的方法(1)調(diào)節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與M反應(yīng)，使溶液

2、pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去 ClT中混有的Fe 可加入CuO Cu(OH)2、Cg(OH)2CG等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的 pH, 不可加入NaOH§液、氨水等。(2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。(3)控制壓強(qiáng)。改變速率，影響平衡。(4)使用正催化劑。加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡需要的時(shí)間。(5)趁熱過濾。防止某些物質(zhì)降溫時(shí)析出。(6)冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。3 .明確常用的提純方法(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原

3、性或氧化性雜質(zhì)。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法：如除去酸性含銅溶液中的Fe"等。4 .明確常用的分離方法(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CC14或苯萃取濱水中的澳。(3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCL(4)冷卻結(jié)晶：提取溶.解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如 KNQ FeCL、CuCl2、CuSO 5HQ FeSQ -7HO等。(5)蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)：分離.沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和

4、甘油。(6)冷卻法：利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮?dú)?、氫氣? .物質(zhì)分離、提純的原則(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不減少被提純物。(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)容易分離。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成狀態(tài)。6 .物質(zhì)分離、提純注意事項(xiàng)(1)除雜試劑需過量。(2)過量試劑需除去。(3)除去多種雜質(zhì)時(shí)要考慮加入試劑的順序。(4)選擇最佳除雜途徑。(二)【典例剖析】典例一、【考點(diǎn)定位】本題以流程圖的形式考查離子反應(yīng)、物質(zhì)分離、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)條件控制等。涉及試劑的選擇、溶液 pH控制、硫酸亞鐵性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件選擇和控制等?！?015.浙江

5、卷】某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為FezQ、SiO2、AI2Q,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4 7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程：下列說法不正確的是() A.溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B.固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2C.從溶液2得到FeSO-7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解D.若改變方案，在溶液 1中直接加NaOHS過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSQ 7 H2O【解析】A、流程設(shè)計(jì)意圖是用磕酸把58、40二,轉(zhuǎn)化為酸鹽，除去30n然后用鐵粉還原合可導(dǎo)到 疏酸亞鐵&#

6、39;A正確f B、固體1為80二，分離三裕CM口 、：出。個(gè)采用的是遮生pH的方法,使A：” 轉(zhuǎn)化為上。坦二沉淀從而與會(huì)50,分離，三不正確i或 力容易祓氧化,所以在得至IFeSCL市9 產(chǎn)品的過程中,要防止其被氧化和分解，C正確；工在溶液1中直接加過量的NaOH得到的是 FaOKe沉淀，但"iOHk不穩(wěn)定，很容易襁氧化為五：0H1這樣的話,最終所得的產(chǎn)品不純， 混有較多的雜質(zhì)F】SOD不正確答案選口。【名師點(diǎn)評(píng)】離子推斷題的發(fā)展主要以離子反應(yīng)為前提，主要考查學(xué)生在熟練掌握陰陽離子性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行定性推斷，考查方式為離子的判斷、離子間的反應(yīng)方程式，在此基礎(chǔ)上會(huì)結(jié)合相關(guān)化學(xué)量的計(jì)算

7、，還有綜合推斷型，主要考查學(xué)生定性分析和定量分析的綜合能力，還會(huì)出現(xiàn)與元素化合物知識(shí)相結(jié)合?？?查學(xué)生的綜合解題能力?？疾榱藢W(xué)生對(duì)知識(shí)理解、綜合運(yùn)用能力及閱讀材料接受信息的能力和思維能力，對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況，能夠很好地考查考生所掌握的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。這道高考題為一道中高檔題，能力要求較高。典例二、【考點(diǎn)定位】本題考查工藝流程?！?016屆溫州一?！磕惩瑢W(xué)采用工業(yè)大理石(含有少量SiO2、Al 203、FezQ等雜質(zhì))制取CaCl2 6HQ設(shè)計(jì)了如下流程：下列說法不正確的是() A.固體I中含有 Si02,固體n中含有 Fe(0H)3B.使用石灰水時(shí)，要控制 pH,防止固體H中 Al(0H)3轉(zhuǎn)

8、化為A102C.試劑a選用鹽酸，從溶液出得到CaCl2 6H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其分解D.若改變實(shí)驗(yàn)方案，在溶液I中直接加氨水至沉淀完全，濾去沉淀，其溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶也可得到純凈 CaCl2 6 H20【答案】D【解析】Si02難溶于鹽酸，固體I中含有Si02；氯化鋁、氯化鐵與氫氧化鈣反應(yīng)生成Fe(0H)3,所以固體n中含有Fe(0H)3,故A正確；Al(OH) 3可溶于強(qiáng)堿，使用石灰水時(shí)，要控制 pH,防止固體H中Al(OH) 3轉(zhuǎn)化為AIO2 ,故B正確；CaCl2 - 6H2O易失去結(jié)晶水，所以須控制條件防止其分解，故 C正確；溶液I中直接加氨水至沉淀完全，生成氯化俊

9、，其溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶不能得到純凈CaCl2 6H2O,故D錯(cuò)誤。典例三、【考點(diǎn)定位】考查鋁的性質(zhì)及物質(zhì)制備工藝流程的知識(shí)【2016年高考海南卷】(8分)KAl(SO4)2 12H2O(明磯)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采 用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明磯的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：貓叵產(chǎn)國(guó)修 HjSOj(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑應(yīng)選用(填標(biāo)號(hào))。A. HCl 溶液 B . H2SO溶液 C .氨水 D . NaOHm(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)沉淀B的化學(xué)式為;將少量明磯溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是 。(4)

10、已知：Kw=1.0X10-14, Al(OH) 3 A1O2-+I4+HOK=2.0X10-13O Al(OH)3溶于 NaOH§液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于?！敬鸢浮?8分)(1 ) d(2分) 2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H4(2分)(3) Al(OH) 3 Al 3+水解，使溶液中H+濃度增大( 每空1分，共2分)(4) 20(2分)【解析】易拉罐(主要成分為含有少量的三，雜質(zhì))，它們都是比?；顫姷慕饘?，都可以與酸 發(fā)生反應(yīng)，而A：可以與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)變?yōu)镵aALS進(jìn)入溶液，而無、不能與植發(fā)生反應(yīng)，所 以要以含A1的易拉罐為原料制取明研，應(yīng)該用強(qiáng)堿XaOH濤港溶解，選項(xiàng)d

11、正確手Mg、Fe不溶 解，會(huì)留在濾渣中：(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al-2NaOH-2HzO=2Na.A：0：-3Hi t 反應(yīng)的離子方程式是二A：-20HTHzCKA：O：TH： t % (3) 濾液A的主要成分是NaA：O,向其水溶流中加入NKHCO:溶沌，AQ” 甌嗤生鹽的雙水解反 應(yīng)，產(chǎn)生All 0取沉'?？?NH： H：O,反應(yīng)的方程式是A1O：-濃O-甌AJ：OH苫；-NHrH:O,所 以沉淀E化學(xué)式為A1(OH)H符少量明砒溶于水,溶液呈弱駿性，其原因是該鹽是強(qiáng)酸弱堿鹽，發(fā)生水解反應(yīng)消耗水電離產(chǎn)生的OH,當(dāng)最終達(dá)到平衡時(shí)溶液中所以溶液顯 酸性* G)

12、已知：K、=L0k1T A：i OH): - A10二-H-H=0K=3Qm1TL =0玲;溶于 NaOHc(A10/)-ci.H") 2.0 : 1產(chǎn) 三 1_溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)- - E1名師點(diǎn)睛】工藝流程題J就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根 據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問？形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題力制備類工藝 流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。畝題的重點(diǎn)、要放在與 題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上.分析時(shí)要.乩卞.毛妾厚科是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度I是否符合綠 色化學(xué)的要求、現(xiàn)實(shí)角度等萬面考慮；解答時(shí)要

13、看框內(nèi)，看框外？里外結(jié)合；邊分析，邊思考， 易處看手；先局剖，后全盤，逐步深入.而且還要看清問題，不能答非所問“要求用理論回答的 試題應(yīng)采用一四段論法' 本題改變了什么條件I或是什么條件根據(jù)什么理所以有什么變化f 結(jié)論。知識(shí)升華二、【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備工藝流程圖分析【2016年高考新課標(biāo)出卷】(14分)以硅藻土為載體的五氧化二鈕(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢鈕催化劑中回收V2O既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢鈕催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2O4RSQSiO2FezQAl 203質(zhì)重分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.12228606512<1以下是一種廢銳催

14、化劑回收工藝路線:回答下列問題：(1) “酸浸"時(shí) VO轉(zhuǎn)化為VQ+,反應(yīng)的離子方程式為 ,同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)成VO+?！皬U渣1 的主要成分是。(2) “氧化”中欲使 3 mol的VO2+變?yōu)閂O+,則需要氧化劑 KC1Q至少為 mol。(3) “中和”作用之一是使鈕以VO24-形式存在于溶液中?！皬U渣 2”中含有 。(4) “離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為：4ROH+ VQ24-F- R4V4O2+4OH(以RO強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈 性(填“酸” “堿” “中”)。(5) “流出液”中陽離子最多的是 。(6) “沉鈕”得到偏鈕酸錢(NHVO)沉淀，寫

15、出“煨燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ?！敬鸢浮?1) V2O5+2H+ =2VQ+ H2O; SiO2； (2) 0.5 ; (3) Fe(OH)3、Al(OH)3； (4)堿；(5) K+ ; (6)2NHVO=SS=+ H2O+ 2NHT。1解析】(1) -酸澧”時(shí).二。，轉(zhuǎn)化為vor, v元素化合價(jià)不變，說明不是氧化還原反應(yīng)，根據(jù)原子守恒可知 反應(yīng)的離子方程式為V；O： + 2H-=2VO：- + H：O;二氧化武與酸不反應(yīng)，貝心廢渣的主要成分是二氧 化硅。(2)氧化中欲使3 mol的丫0：-變?yōu)閂O：-, Y元素化合價(jià)從+4價(jià)升高到+ 5價(jià),而氧化劑KC1O： 中氯元素化合價(jià)從+ 3價(jià)降

16、低到-1價(jià)，則根據(jù)電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質(zhì)的量為少”廣中和:作用之一是使機(jī)以V'O二形式存在于溶液中，同B寸生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，貝仁廢 渣 ”中含有 FeiOH)：s A1(OH)3(4)根據(jù)方程式可知為了提高洗脫效率，反應(yīng)應(yīng)該向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此淋洗液應(yīng)該呈堿性。仁)由于前面加入了氟酸鉀和氫氧化鉀，則，流出液印陽寓子最多的是鉀離子。(6)根據(jù)原子守恒可知偏鈿的鐵訃壓y6 燃燒:生成七氧化二機(jī)、氨氣和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 為二t >【名師點(diǎn)睛】1 .解題思路心唧建一H的，一一科 一味一 印.一物料點(diǎn)讖他一怦i 化就稅圖的費(fèi)酣,時(shí)皿盥的帙作0-精H的棚-一養(yǎng)清

17、先唱謙的H的 屆%-用如何遠(yuǎn)司能科 不問呦愛礫【弓總才系竹 周建立惻虺思第V"認(rèn) 切隊(duì)門的相反應(yīng)空，如入 無從一科一盧晶切入 -J 用隊(duì)f產(chǎn)瞿水和條群如A riM J _ r從產(chǎn)胎分肉貴燉叫人 與隊(duì)犍色超學(xué)助社叫人 帕一一間勉一一四果.一-、逆向|2,解題方法<1）苜尾分析法；對(duì)一些線型流程工藝從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序）試題，苜先對(duì)比分析流程 圖中第T*物質(zhì)原材料）與最后一種物質(zhì)L產(chǎn)品L從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)居之間的關(guān)系j弄清 生產(chǎn)過程中瓊料轉(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 問題，逐一推敲解答。C）分段分析法：對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)

18、多種兩種或兩種以上）產(chǎn)品包括副產(chǎn)品）的工業(yè)流程題，用 分段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。<3）交叉分析法；有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與 部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品，這種題適合用交叉分析法，就是將提供的工業(yè)流程示意圖 結(jié)合常見化合物的制取除理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析.3.答題步驟（1）從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。（2）整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng),提純、分離等階段“（3）分析流程中的每一步驟，并獲取以下信息:知道四個(gè)什么，反應(yīng)物是什么，發(fā)生了什么反應(yīng)，該反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。解題技巧與方法總結(jié)：化學(xué)工藝流程題主要包括物質(zhì)的制備和提純兩大類型，主要考查化工生產(chǎn)條件的控制；化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作及化工流程的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)；金屬、非金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化；關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計(jì)算。（1）物質(zhì)制備類化工生產(chǎn)流程題的解題策略：明確原始物質(zhì)及目標(biāo)物質(zhì)，分析題目信息（如原料成分、產(chǎn)品成分、某種新物質(zhì)的性質(zhì)及相關(guān)反應(yīng)等 ），進(jìn)而分析每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所發(fā)生的反應(yīng)和