2022版高三化學(xué)考試試題調(diào)研：無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)-工藝流程綜合

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——工藝流程綜合

【考情調(diào)研】

一、工藝流程題的命題特點(diǎn)

1.試題形式

以工業(yè)上制備某物質(zhì)(純凈物)為目的，把實(shí)際生產(chǎn)(或設(shè)計(jì))中的過(guò)程以簡(jiǎn)圖的形式表現(xiàn)出來(lái)。

2.命題思想

(1)元素守恒思想。原料中的“某元素”經(jīng)多步轉(zhuǎn)化終于“存留”于目標(biāo)產(chǎn)物中，該思想是工藝流程圖的主線。

(2)物料轉(zhuǎn)化思想。工藝流程圖中展現(xiàn)的各個(gè)“方框”普通表示工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)釜，方框中的物質(zhì)表示反應(yīng)釜中的“主要物質(zhì)”，方框之間的“箭頭”表示“轉(zhuǎn)化關(guān)系”，箭頭的上方或下方普通注明轉(zhuǎn)化時(shí)加入的試劑或需控制的條件等。

(3)教材聯(lián)系生產(chǎn)的思想。工藝流程題中的大部分化學(xué)反應(yīng)來(lái)源于教材，部分生疏的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)原理源于教材;流程圖中的工業(yè)操作(反應(yīng)裝置)與教材中的試驗(yàn)操作(試驗(yàn)裝置)相對(duì)應(yīng)。

(4)綠色環(huán)保思想。對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)可以直接排放，部分物質(zhì)需要循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。

3.考查內(nèi)容

(1)工藝流程題是綜合性較高的題型，在元素化合物轉(zhuǎn)化的過(guò)程中考查元素化合物性質(zhì)。

主要考向:

①氧化還原反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)類(lèi)型的化學(xué)方程式(離子方程式)的書(shū)寫(xiě)

②沉淀溶解平衡的運(yùn)用;

③弱電解質(zhì)的電離及鹽類(lèi)水解原理的應(yīng)用。

(2)試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)操作。工藝流程中的反應(yīng)產(chǎn)物多為混合物，為達(dá)到制備目的必定涉及反應(yīng)條件的控制、物質(zhì)的提純、物質(zhì)檢驗(yàn)等試驗(yàn)內(nèi)容，所以反應(yīng)條件的控制、物質(zhì)的提純、物質(zhì)檢驗(yàn)等是該類(lèi)試題的?？純?nèi)容。

(3)產(chǎn)率及純度的計(jì)算。因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中企業(yè)追求的是產(chǎn)品的純度及產(chǎn)率，故部分試題還會(huì)考查物質(zhì)的純度或產(chǎn)率的計(jì)算。二、工藝流程題的解題模型

因?yàn)樵擃?lèi)題多以制備某純凈物為目的，所以該類(lèi)題多以“含核心元素的原料”到“含核心元素的目標(biāo)產(chǎn)物”的轉(zhuǎn)化為主線，以除雜和除雜試驗(yàn)操作為輔線舉行命題。

該類(lèi)題的解題模型如下：

分析試驗(yàn)操作類(lèi)型:試驗(yàn)過(guò)程主要為分別雜質(zhì)，故其操作多為過(guò)濾、分液、蒸發(fā)結(jié)品、燕等。

分析“含核心元素的物質(zhì)、的轉(zhuǎn)化反:“含核心元素的物

所與所加試劑主要發(fā)生氧化還原反應(yīng)或復(fù)分解反應(yīng)，逐步轉(zhuǎn)化為日標(biāo)產(chǎn)物

分析加入試劑的作用:向反應(yīng)體系中加入酸、堿、鹽溶液

或通入氣體物質(zhì)，使“含核心元素的物質(zhì)”逐步轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物或與雜質(zhì)物質(zhì)反應(yīng)達(dá)到除雜目的

三、解析步驟及典例1.抓主線、明思路

抓主線即分析起始物質(zhì)中哪些“核心元素”最要存留于目標(biāo)產(chǎn)物中，以及含核心元素的物質(zhì)在工藝流程中經(jīng)過(guò)哪些反應(yīng)，終于轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物?？忌趯忣}的過(guò)程中可用筆在流程圖中標(biāo)出，以明確制備過(guò)程中的核心化學(xué)反應(yīng)。工藝流程題中大致有三種制備主線，如表所示

2抓轉(zhuǎn)化、明反應(yīng)

工藝流程題的核心為多個(gè)化學(xué)反應(yīng)，而前面加入試劑后發(fā)生的反應(yīng)打算后續(xù)試驗(yàn)操作，故抓住每步加入的試劑與“主線”上的物質(zhì)間的反應(yīng)，是解答此類(lèi)題的關(guān)鍵。同時(shí)還要分析反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)的影響及反應(yīng)條件的控制辦法。若加入的試劑為酸、堿或鹽，則多發(fā)生復(fù)分解反應(yīng):若加人的試劑為強(qiáng)氧化劑或強(qiáng)還原劑，則普通發(fā)生氧化還原反應(yīng)兩類(lèi)反應(yīng)的后續(xù)試驗(yàn)操作多為過(guò)濾、洗滌、蒸發(fā)結(jié)晶等?，F(xiàn)將部分常見(jiàn)反應(yīng)條件的控及其目的總結(jié)如下:

(1)溫度:測(cè)量溫度需用溫度計(jì)，控制溫度的辦法通常有冰浴、水浴、油浴等?？刂茰囟鹊哪康囊环矫媸强刂品磻?yīng)速率，另一方面是防止副反應(yīng)發(fā)生(如反應(yīng)物中有受熱易分解的物質(zhì)等)。

(2)用量:強(qiáng)詞某種反應(yīng)物過(guò)量，有可能是為了提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或使反應(yīng)平衡向某一反應(yīng)方向移動(dòng)，也有可能是利用混合物中各組分的性質(zhì)差異達(dá)到分別提的目的(如利用過(guò)量的NaOH分別Mg2+和Al3+)。

(3)pH:控制pH可以控制反應(yīng)的發(fā)生及反應(yīng)產(chǎn)物的種類(lèi)，如通過(guò)生成氫氧化物沉淀分別金屬離子時(shí)，普通利用控制溶液pH的辦法，按照幾種常見(jiàn)物質(zhì)的溶度積常數(shù)計(jì)草出常溫下要控制的pH條件如表所示。

(4)洗滌:常見(jiàn)的洗滌方式有“水洗”和“乙醇洗”。“水洗”的目的是除去沉淀或品體表面殘留的雜質(zhì)，“乙醇洗”既可以除去沉淀或品體表面殘留的雜質(zhì)，又可以降低晶體的溶解度，削減損失，還可以利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)，加快除去沉淀或晶體表面的水分。

(5)氧化:氧化劑的挑選要依據(jù)試題設(shè)置的情境，常見(jiàn)的氧化劑有氯氣、雙氧水、氧氣和次氯酸鈉等，為了避開(kāi)引入新的雜質(zhì)，通常挑選的氧化劑有雙氧水或氧氣。

3.抓操作、明試驗(yàn)

化學(xué)反應(yīng)是“骨”，試驗(yàn)操作是”肉”，化學(xué)反應(yīng)打算試驗(yàn)操作，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)的差異打算分別試驗(yàn)的類(lèi)型、所用儀器及試驗(yàn)操作，所以工藝流程題強(qiáng)調(diào)混合物的分別提純。工藝流程題中操作與試驗(yàn)室的試驗(yàn)操作是對(duì)應(yīng)的，也就是說(shuō)教材中的試驗(yàn)操作是工藝流程題中操作的縮影。故考生能運(yùn)用基本試驗(yàn)辦法與基本試驗(yàn)技能解決工業(yè)中的實(shí)際問(wèn)題。

混合物的分別提純操作，常見(jiàn)的有過(guò)濾、萃取、分液、蒸餾、升華、滲析等?？忌斫膺@些分別提純操作的原理;要把握這些分別提純操作用到的主要儀器及裝置的特點(diǎn)，并注重操作注重事項(xiàng);要把握分別提純過(guò)程中有”固定搭配”的操作步驟，如從濁液中分別出沉淀并稱量其質(zhì)量時(shí)的操作步驟為”過(guò)濾、洗滌、干爆，稱量”，萃取分液時(shí)的操作步為“振蕩、靜置、分層、分液”，從溶液中獲得晶體時(shí)的操作步驟為“加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾(洗滌、干燥)”等，在理解的基礎(chǔ)上，熟記這些有”固定搭配”的操作步驟，有利于迅速精確?????解題。

【調(diào)研1】以硅藻土為載體的五氧化二釩（）是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢

釩催化劑中回收V

2O

5

既避開(kāi)污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要

成分為：

如圖是一種廢釩催化劑回收工藝路線：

回答下列問(wèn)題：

（1）“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)的離子方程式

為，同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2+?！皬U渣1”的主要成分是。

（2）“氧化”中3molVO2+欲使的變?yōu)閂O2+，則需要氧化劑KClO3至少為mol。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124-

形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有(寫(xiě)化學(xué)

式)。

（4）“離子交換”和“洗脫”可容易表示為：（ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)當(dāng)呈性（填“酸”、“堿”或“中”）。

（5）“流出液”中陽(yáng)離子最多的是(寫(xiě)離子符號(hào))。（6）“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫(xiě)出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程

式。

解析:

（1）“酸浸”時(shí)V2O5與H+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

因?yàn)镾iO2與硫酸不發(fā)生反應(yīng)，所以可得“廢渣1的主要成分是SiO2。（2）3mol的VO2+變?yōu)閂O2+，轉(zhuǎn)移了3mol電子，則此時(shí)便有0.5molKClO3被還原為Cl-，則需要氧化劑KClO3至少為0.5mol。

（3）加入氫氧化鉀使得溶液中Fe3+、Al3+

沉淀出來(lái)，所以”廢渣2“中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。

（4）若要提高洗脫效率，則應(yīng)使該可逆反應(yīng)的平衡向左移動(dòng)，因此淋洗液應(yīng)呈堿性。

（5）因?yàn)榇蟛糠纸饘訇?yáng)離子已經(jīng)被轉(zhuǎn)化為沉淀，則此時(shí)”流出液“中陽(yáng)離子最多的是K+

。

（6）煅燒