2016-2020歷年高考化學(xué)工藝流程題解析

高考理綜化學(xué)綜合題精細(xì)化考點解析：工藝流程綜合題

必備知能系統(tǒng)歸納一通流程

(一)分析試題結(jié)構(gòu)特點一掌握解題流程

1.分析試題結(jié)構(gòu)特點

(2016?全國卷I)NaCI02是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物

題頭

等，其一種生產(chǎn)工藝如下：

NaClO3食鹽水

瓶酸、SOL反應(yīng)-CK)L電解卜結(jié)晶、干燥_N慧2

-----------1---------Jmi

題干]]1~?2|

M收I尾氣吸收一成品液

11

NaIiSO4NaOHxH2()2

回答下列問題：

(DNaCIOz中CI的化合價為________

(2)寫出"反應(yīng)"步驟中生成002的化學(xué)方程式___________________

(3)“電解"所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2

題尾+,要加入的試劑分別為-______________“電解”中陽極反應(yīng)的主要

產(chǎn)物是_______?

(4)“尾氣吸收"是吸收“電解”過程排出的少量CIO*此吸收反應(yīng)中，

氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是

(5)”有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克

含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克02的氧化能力。NaCIOz的有效氯

2.掌握解題流程

（1）審題

先審題頭，從題頭中獲取有用信息，了解制取的產(chǎn)品，再整體瀏覽流程圖（題干），分清

原料預(yù)處理、反應(yīng)條件的控制、核心反應(yīng)、物質(zhì)的分離與提純等，最后審設(shè)問（題尾），逐一

回答問題。

（2）答題

①先答以“點”設(shè)問的問題

（即不需要理清工藝流程圖的主線即可以答題）

如“試題結(jié)構(gòu)特點”題尾第⑴問NaCIOz中CI的化合價為+3和第（3）問“電解"所

用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+,需加入的試劑分別為NapH

溶液、NazCCh溶液。解題時完全沒有必要考慮流程圖，直接利用所學(xué)知識回答即可。

②再答以“線”設(shè)問的問題

（即先理清工藝流程圖的前后關(guān)系才能答題）

如“試題結(jié)構(gòu)特點”題尾第（2）問寫出"反應(yīng)”步驟中生成CIO2的化學(xué)方程式2NaCIO3

+SO2+H2so4===2CIO2+2NaHSO4和第⑶問中“電解”中阻極反應(yīng)的主要產(chǎn)物

是ClOi（或NaCIO2）o解題時無法直接作答，需帶著問題，找工藝流程圖中相應(yīng)的"反應(yīng)"

和“電解”位置,找到反應(yīng)物和生成物，再具體問題具體回答即可。

（二）多研高考經(jīng)典化工流程一提升流程分析能力

1.（2017逢國卷1）口4科012和LiFePCh都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦

（主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiOz等雜質(zhì)）來制備。工藝流程如下：

「TiO2*H2O雙氯主反uoi］U2T>5。1530?3一：十：八

沉淀句逸R沉淀而誦而

雙復(fù)水過濾FePC%L12CO3,H2C2O4

L濾液②由廣—?沉淀射溫—'UFePO4

［涉及反應(yīng)］

+

@“酸浸"后，鈦主要以TiOQk形式存在，其反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H+

2+

4CI===Fe+TiOCR+2H2O

②由FePO4制備LiFePO’的化學(xué)方程式為2FePO4+Li2CO3+H2C2O4=^==

2LiFePO4+3CO21+H2O

2.（2017?海南高考）以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4-7H2O的過

程如圖所示：

Ca（ClO%、MgO

硼鎂泥T酸-T過戲I~~U除雜T過濃H濃縮過就l-i

漉渣1茂渣2濾渣3

MgSO4-71120T濃縮結(jié)晶

硼鎂泥的主要成分如下表：

MgOSiO、陽。CaO

2FeO3AI2O3B2O3

30%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%

［涉及反應(yīng)］

①酸解中發(fā)生的主要離子方程式為

2+

MgO+2H+===Mg+H2O

+2+

FeO+2H===Fe+H2O

+3+

Fe2O3+6H===2Fe+3H2O

+3

AI2O3+6H===2AI++3H2O

②除雜中發(fā)生的主要離子方程式為

2H++CIO+2Fe2+===2Fe3++CI+H2O

3+2+

2Fe+3MgO+3H2O===2Fe(OH)3l+3Mg

2A|3++3MgO+3H2O===2AI(OH)3l+3Mg2+

3.（2016?全國卷m）以硅藻土為載體的五氧化二鈿（V2O5）是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化札

從廢鋼催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢鋼催化劑的主要成分

為：

物質(zhì)

V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3AI2O3

質(zhì)量分

2.2~2.92.8~3.122-2860-651~2<1

數(shù)/%

以下是一種廢鋼催化劑回收工藝路線：

［涉及反應(yīng)］

@"酸浸"時V2O5轉(zhuǎn)化為vot的離子方程式：

V2O5+2H+===2VOf+H20

②“氧化”時，所發(fā)生的離子方程式：

2+

6VO+CIOj+3H2O===6VOf+CI-+6H+

③“燃燒"偏鋼酸銹（NH4V。3）時,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NH4VO3=^==V2O5

+2NH3T+H2O

4.（2016?海南高考）某廢催化劑含58.2%的SiO2.21.0%的ZnO.4.5%的ZnS和

12.8%的CuS。某同學(xué)用15.0g該廢催化劑為原料，回收其中的鋅和銅。采用的實驗方案

如下：

［涉及反應(yīng)］

①ZnO+H2sO4===ZnSO4+H2O

@ZnS+H2SO4===ZnSO4+H2St

@CuS+H2O2+H2SO4===CUSO4+S+2H2O

5.（2015?全國卷II）實驗室用NH4a、鹽酸、NaCICU亞氯酸鈉）為原料，通過以下過

程制備CIO2:

：--3I-

［涉及反應(yīng)］

①電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

NH4cl+2HCI=瞿=3H2T+NCI3

②制備CIO2的化學(xué)方程式為

6NaCIO2+NCI3+3H2O===

6CIO2+NH3T+3NaCI+3NaOH

6.（2013?全國卷I）鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池

正極材料有鉆酸鋰（LiCoOz）、導(dǎo)電劑乙塊黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的

反應(yīng)為6C+Hi++出-===LiX6o現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源

（部分條件未給出）。

［涉及反應(yīng)］

①正極堿浸的離子方程式:

2AI+2OH+2H2O===2AIO^+3H2T

②酸浸中發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)方程式為

2L1COO2+3H2SO4+H2O2

Li2s。4+2COSO4+O2T+4H2O

③“沉鉆”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

COS04+2NH4HC03===

COCO3I+(NH4)2SO4+H20+CO2t

7.（2013?全國卷口）氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)

級氧化鋅［含有Fe（n）、Mn（n）,Ni（H）等雜質(zhì)］的流程如下：

------1

［涉及反應(yīng)］

①反應(yīng)b中發(fā)生的離子方程式為

2++

MnO4+3Fe+7H2O===3Fe(OH)3l+MnO2l+5H

2++

2MnO4+3Mn+2H2O===5MnO2l+4H

②反應(yīng)d中發(fā)生的離子方程式為

2+

CO?+Zn===ZnCO3l

③反應(yīng)。中發(fā)生的反應(yīng)為

ZnCO3==^==ZnO+CO2t

高考題點逐一研究一清盲點

化學(xué)工藝流程題以工業(yè)上制備某物質(zhì)（純凈物）為目的，把實際生產(chǎn)（或設(shè)計）中的過程以

簡圖的形式表現(xiàn)出來：一般以無機(jī)礦物、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或生活廢舊物質(zhì)為原料，利用化學(xué)反應(yīng)

原理知識，首先對原料經(jīng)過一定的預(yù)處理，再通過一系列化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過多次分離提純，最

命題點一化學(xué)工藝流程題中原料的預(yù)處理

原料預(yù)處理的常用方法

方法目的

研磨減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，增大反應(yīng)速率

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解

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

堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物

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的灼燒就是為了除去可燃

灼燒

性雜質(zhì)

燃燒改變結(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，如燃燒高嶺土

［對點訓(xùn)練］

1.（2015?全國卷I節(jié)選）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％2。3、FeO、CaO.AI2O3和9。2等）為原料制備硼

酸（H3BO3）的工藝流程如下所示：

鐵硼f硫酸冷卻

f粗硼酸

礦粉浸出蕊釐結(jié)晶

浸溢漉渣含鎂赴母液

寫出Mg2B2O5.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)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有

___________________________________________________________________(寫出兩條)。

解析：鹽跟酸反應(yīng)生成新鹽和新酸，據(jù)此可寫出Mg2B2O5.H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方

Sit：Mg2B2O5*H2O+2H2SO4=====2MgSO4+2H3BO3o可采取升高溫度、將礦石粉

碎增大接觸面積或攪拌等措施，以提高浸出速率。

答案：Mg2B2O5-H2O+2H2SO4=====2H3BO3+2MgSO4提高反應(yīng)溫度、減小鐵

硼礦粉粒徑

2.某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3,MgSiO3.CaMg(CO3)2.

AI2O3和FezO3等，回收其中鎂的工藝流程如下：

破酸NaOIl溶液

*廣濾渣,I,

固體廢料一前鼾■保面H過濾&濾液寸調(diào)pH到5.5卜叵科

漉液口?N叫溶液濾渣?d

J過調(diào)I"到12.5卜泄液3

-Mg(OH)2*-l1----11-----------1

MgCI2*

試回答在“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有

___________________________________________________________________(兩條即可)。

解析：采取措施其目的是讓更多的鎂的化合物能與硫酸反應(yīng)。

答案：增大硫酸濃度、加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪拌

3.(2018?石家莊二模)稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源,被廣泛應(yīng)用于電子信息、

國防軍工等多個領(lǐng)域。一種從廢棄陰極射線管(CRT)熒光粉中提取稀土元素憶(Y)的工藝流

程如下：

已知：廢棄CRT熒光粉的化學(xué)組成(某些不參與反應(yīng)的雜質(zhì)未列出)

成分含量/%

丫2。3ZnOAI2O3PbO2MgO

預(yù)處理前24.2841.827.811.670.19

預(yù)處理后68.515.424.335.430.50

試回答步驟I中進(jìn)行原料預(yù)處理的目的為

解析：由已知中預(yù)處理前和預(yù)處理后的成分含量變化可得,預(yù)處理的目的為除去ZnO

和AI2O3e

答案：除去ZnO和AI2O3

4.確(Te)位于元素周期表第VIA族,由該元素組成的物質(zhì)可用作石油裂化的催化劑，

電鍍液的光亮劑，坡璃的著色材料，合金材料的添加劑等。硝化銅渣是電解精煉銅時產(chǎn)生的

一種礦渣，其主要含Cu2Te,Au、Ag等，利用下列工藝流程可回收確:

已知：TeCh的熔點為733℃,微溶于水，可溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。

回答下列問題：

(l)Te與S的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱順序為(用化學(xué)式表示)。

(2)“酸浸1"需加熱，加熱的目的是

“酸浸1"發(fā)生反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是_______(寫化學(xué)式)。

⑶“水浸"后"漉液1"的顏色是_______。

(4)“灌渣1"進(jìn)行"堿浸”的離子方程式是

⑸從可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念來看，"濾渣2”進(jìn)行酸浸的意義是

解析：(1)工Te同主族，同主族元素從上到下，非金屬性逐漸減弱，故H2s。4的酸性

比H2TeO43So(2)酸浸時加熱的目的是提高浸出速率，結(jié)合流程圖知「酸浸1”發(fā)生反應(yīng)

的化學(xué)方程式為Cu2Te+2H2SO4+2O2=====2CUSO4+TeO2+2H2O，故其氧化產(chǎn)物為

CuSO4.TeO2.(3)“濾液1"的溶質(zhì)中含CuSO4,故“濾液V的顏色為藍(lán)色。(4)“濾

渣1”中含有TeO2,TeO2溶解于NaOH溶液生成亞硝酸鹽,故反應(yīng)的離子方程式為TeO2

+20H-===TeO?-+H2OO(5)分析流程圖并結(jié)合硝化銅渣中含Au、Ag等，知“濾渣2"

經(jīng)酸浸后可得到含CuSO4的濾液，并可回收Au、Ag,符合可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀

念。

答案：(1)H2s04>H2Te04

(2)加快浸出速率CuSO4,TeO2

(3)藍(lán)色(或淺藍(lán)色)

(4)TeO2+2OH-===TeO?+H2O

(5)〃濾渣2”經(jīng)過酸浸可得到含01S04的濾液，并可達(dá)到回收Au、Ag的目的，符

合可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念

命題點二化學(xué)工藝流程題中反應(yīng)條件的控制

常見反應(yīng)條件的控制及目的

1.控制溶液的pH

(1)控制反應(yīng)的發(fā)生，增強(qiáng)物質(zhì)的氧化性或還原性，或改變水解程度。

(2)控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。

①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去AI3+、Mn?

+溶液中含有的Fe2+,先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe^,再調(diào)溶液的pHo

②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H+反應(yīng)，使溶液pH熠大；不引入新雜

質(zhì)。例如：若要除去C3+溶液中混有的％3+,可加入CuO.CU(OH)2>CU2(OH)2CO3

等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。

2.控制反應(yīng)的溫度

(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率。

(2)控制平衡移動方向。

(3)控制固體的溶解與結(jié)晶，如趁熱過浦能防止某物質(zhì)降溫時析出。

(4)促進(jìn)溶液中氣體的逸出或?qū)崿F(xiàn)蒸饋。

(5)防止或?qū)崿F(xiàn)某物質(zhì)水解或分解。

(6)使催化劑達(dá)到最大活性。

(7)防止副反應(yīng)的發(fā)生。

3.調(diào)節(jié)反應(yīng)物的濃度

(1)根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的反應(yīng)速率，使平衡移動有利于目標(biāo)產(chǎn)物的生成，

減小對后續(xù)操作產(chǎn)生的影響。

(2)反應(yīng)物過量，能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，但對后續(xù)操作也會

產(chǎn)生影響。

4.控制反應(yīng)體系的壓強(qiáng)

(1)改變化學(xué)反應(yīng)速率。

(2)影響平衡移動的方向。

5.使用催化劑

加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。

［對點訓(xùn)練］

1.(2018?全國卷I節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)

用廣泛。

利用煙道氣中的SOZ生產(chǎn)Na2s2O5的工藝為：

(l)pH=4.1時，I中為溶液(寫化學(xué)式)。

(2)工藝中加入Na2c03固體、并再次充入SO2的目的是

解析：(1)酸性條件下，$。2與NazCOs溶液生成NaHSO3o(2)工藝中加入Na2CO3

固體并再次通入S02,其目的是得到NaHSCh過飽和溶液。

答案：(l)NaHS03(2)得到NaHSO3過飽和溶液

2.碳酸鋰(相對分子質(zhì)量為74)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷、焊接、鋰

合金等行業(yè)。制備流程如下：

已知：碳酸鋰的溶解度(g?L」)見下表。

溫度/℃010203040506080100

Li2CO31.541.431.331.251.171.081.010.850.72

(1)硫酸化焙燒工業(yè)反應(yīng)溫度控制在250~300℃f主要原因是;

同時，硫酸用量為理論耗酸量的115%左右，硫酸如果加入過多則(填字母)。

A.增加酸耗量

B.增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量

C.增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān)

(2)水浸時，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是

(3)“沉鋰”需要在95℃以上迸行,主要原因是,

過濾碳酸鋰所得母液中主要含有Na2s。4,還可能含有

解析：(1)若溫度過低，反應(yīng)速率慢，若溫度過高,則濃H2s04沸騰，揮發(fā)較多。(2)

加入CaCO3一是和多余H2s。4反應(yīng)，二是調(diào)節(jié)pH除去大部分雜質(zhì)。(3)由表格中數(shù)據(jù)可

知，溫度越高，Li2c03溶解度越小，故沉鋰在95℃以上進(jìn)行可增加產(chǎn)率。過濾后的母液

中除Na2s04外還可能有Na2CO3、Li2CO3.

答案：Q)溫度低于250℃,反應(yīng)速率較慢；溫度高于300℃,硫酸揮發(fā)較多ABC

(2)除去多余的硫酸，同時調(diào)整pH,除去大部分雜質(zhì)

(3)溫度越高，碳酸鋰溶解度越小，可以增加產(chǎn)率Na2c03、Li2cO3

3.利用水鉆礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3,AI2O3、MnO、MgO、CaO.

SiO2等)可以制取多種化工試劑，以下為草酸鉆晶體和氯化鉆晶體的制備流程，回答下列問

已知：①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2\F〃+、Mn2\AI3+、Mg2+、

Ca2+等。

②沉淀I中只含有兩種沉淀。

③流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:

沉淀物

Fe(OH)3Fe(OH)2CO(OH)2AI(OH)3Mn(OH)2

開始沉淀2.77.67.64.07.7

完全沉淀3.79.69.25.29.8

(1)浸出過程中CsO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(2)加入NaQO3的作用是__________________________________________

(3)加入Na2c03調(diào)pH至5.2,目的是_________________________________________

萃取劑層含鎰元素，則沉淀II的主要成分為

(4)操作I包括：將水層加入濃鹽酸調(diào)整pH為2~3過謔、洗滌、

減壓烘干等過程。

解析：(1)浸出過程中，Cs03與鹽酸、Na2s03發(fā)生反應(yīng)，Cs03轉(zhuǎn)化為CM+,Co

元素化合價降低，則s元素化合價升高，SO3-轉(zhuǎn)化為SOI,根據(jù)得失電子守恒、電荷守

+

恒和原子守恒配平離子方程式：Co2O3+4H+SOr===2Co2++SO4+2H2。。(2)力口

入NaCIO3的作用是將Fe?+氧化為Fe3+,便于后面調(diào)節(jié)pH時生成Fe(OH)3沉淀而除去。

(3)根據(jù)工藝流程圖，結(jié)合表格中提供的數(shù)據(jù)可知，加Na2cCh調(diào)pH至5.2,目的是使

+和AI3+沉淀完全。濾液I中含有的金屬陽離子為CM+、Mn2+、Mg2+、Ca?+等，萃取

劑層含鎰元素，結(jié)合流程圖中向油液I中加入了NaF溶液，知沉淀n為MgFz、CaF2,>(4)

經(jīng)過操作I由溶液得到結(jié)晶水合物，故除題中已知過程外，操作I還包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)

晶。

+2+

答案:(l)Co2O3+SO?■+4H===2Co+SO??+2H2O

(2)將F/+氧化為Fe3+,便于后面調(diào)節(jié)pH時生成Fe(OH)?沉淀而除去

(3)使Fe3+和AR沉淀完全CaF2和MgF2

(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶

4.鐵紅(Fez?！泛外伆追?TiO?)均為重要的墻面裝修顏料。一種利用鈦鐵礦(主要成分

為FeTiO3,還含有少量Fez。》聯(lián)合生產(chǎn)鐵紅和鈦白粉的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：

(l)FeSO4溶液與NH4HCO3溶液的反應(yīng)溫度應(yīng)控制在35。(:以下，其原因是

該反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________

(2)TiO2+轉(zhuǎn)化為TiO(OH)2需要加熱，加熱的目的是________________該反應(yīng)的離子

方程式為_________________________________________

(3)常溫時，在生成的FeCCh達(dá)到沉淀溶解平衡的溶液中，測得溶液中c(CO?)=3.0

xlOemol*L1,pH為8.5,則所得的FeCO3中是否含F(xiàn)e(0H)2?例式計算)｛已知

16

^p(FeCO3)=3.0x10ii,XGP[Fe(OH)2]=8.0x10}o

解析：Q)溫度太高，則NH4HCO3易分解,且降低溫度可減少Fe2+的水解。根據(jù)題

圖可知該反應(yīng)的離子方程式為Fe2-+2HCO3===FeCO3l+CO2t+H2Oo(2)TiO2+水解

生成TiO(OH)2,加熱可以加快水解反應(yīng)速率。

答案：(1)減少NH4HCO3分解、減少Fe2+水解

2+

Fe+2HCO3===FeCO3l+CO2t+H2O

(2)促進(jìn)TiO2+水解，加快反應(yīng)速率

2+

TiO+2H2O=====TiO(OH)2l+2H+

FeCO3

(3)<p(FeCO3)=?Fe2+)??cO3),故-Fe2+)=.7。孑—=1.0x105mohL

1552+16

pH=8.5則c(OH)=10mol*L-故4Fe)*c2(OH)=10<^p[Fe(OH)2]

=8.0x1016,故所得的FeCO3中無Fe(OH)2

命題點三化學(xué)工藝流程題中方程式的書寫

用離子方程式或化學(xué)方程式表示某個階段的反應(yīng)，是化學(xué)工藝流程題中的經(jīng)典題型，涉

及的物質(zhì)一般是陌生物質(zhì)，考查的內(nèi)容一般是離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的結(jié)合，難度較大。

(一)理清離子反應(yīng)的相關(guān)知識

1.化工流程題中主要涉及的5類離子反應(yīng)

(1)難溶物溶解的離子反應(yīng)

①ZnCO3溶于稀硫酸：

2+

ZnCO3+2H+===Zn+H2O+CO2T

②Cr(OH)3溶于鹽酸：

+3+

Cr(OH)3+3H===Cr+3H2O

③AI(OH)3溶于強(qiáng)堿：

AI(OH)3+OH===AIO2+2H2O

(2)沉淀轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)

?ZnS轉(zhuǎn)化為CuS:ZnS+Cu2+===CuS+Zn2+

②AgCl轉(zhuǎn)化為Agl:AgCI+r===AgI+Cl-

③Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3:

3+

3Mg(OH)2+2Fe===2Fe(OH)3+3Mg2+

(3)同種元素在同種價態(tài)、不同pH條件下轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)

①CrOk在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Cr2O?-:

+

2CrOJ+2H===Cr2O?4-H2O

②V2O5在酸浸時轉(zhuǎn)化為VO￡:

V2O5+2H+===2V0^+H2O

③Cr(OH)3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Cr(OH)4:

Cr(OH)3+OH?===Cr(OH)4

(4)與量有關(guān)的離子反應(yīng)

①向Ca(OH)2溶液中滴加NaHCCh溶液

NaHCO3溶液少量：

2+

HCO,+0H+Ca===CaCO3UH2O

NaHCCh溶液過量：

2+

2Hg+20H+Ca===CaCO3l+CO?+2H2O

②向NaHSO4溶液中滴力口Ba(OH)2溶液

加Ba(OH)2溶液至SOI恰好沉淀：

2+

H++OH+SOi+Ba===BaSO4l+H2O

加Ba(OH”溶液至溶液呈中性：

24

2H++20H+SO?+Ba===BaSO4l+2H2O

(5)涉及氧化還原反應(yīng)的離子反應(yīng)

①KMnCU與鹽酸反應(yīng)生成MnCL和Cl2:

+2+

2MnO4+10CI+16H===2Mn+5CI2t+8H2O

②堿性條件下NaCIO將Fe(0H)3氧化為Na2FeO4：

2Fe(OH)3+3CIO+40H===2FeO?+3CI+5H2O

2.書寫離子方程式時需注意的事項

(1)觀察離子方程式中的符號是否正確、合理，如不可逆反應(yīng)用"二二="，可逆反應(yīng)用”

:氣體符號為“V,沉淀符號為“I"。

(2)離子方程式中必須用化學(xué)式表示的物質(zhì)有難溶于水的物質(zhì)(如AgCLBaSO4等)、

難電離的物質(zhì)(如弱酸、弱堿等)、非電解質(zhì)(如SCh、C02等)。

(3)離子方程式中的微溶物［如Ca(OH)2等］有時用化學(xué)式表示，有時用離子符號表示。

作為反應(yīng)物時，若為澄清溶液則寫離子符號，若是濁液則寫化學(xué)式；作為生成物時一般寫化

學(xué)式。

(4)注意酸式鹽中酸式酸根離子的書寫方式，多元弱酸的酸式酸根離子，在離子方程式

中不能拆開寫，如NaHCCh在水溶液中的離子是Na+和HCOj,其中HCOa不能拆開寫

成H+和C09;而多元強(qiáng)酸的酸式酸根離子在水溶液中可完全電離，如NaHSO4在水溶液

中的離子為Na+、H+和SOk

(5)注意靈活應(yīng)用電荷守恒及氧化還原反應(yīng)中的得失電子守恒，判斷離子方程式是否正

確。

3.離子不能共存的四種類型

如Ba2+和C09生成BaCO3rH+

生成難溶物或微溶物2

和SiO?生成H2SiO3,Cu+和OH

?生成Cu(OH)2等

發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大如H+與cor.HCO^sor.

量共存生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì)HSOf、S2?、HS等；NH才和OH

一生成NH3(加熱)等

如H+與OhCOO?生成弱酸

生成難電離物質(zhì)

CH3COOH,與OH結(jié)合生成H20

等NH才和0H生成NH3*H2O等

具有較強(qiáng)氧化性的離子(如MnO4、Cl。、Fe，+等)與具有較強(qiáng)

發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能還原性的離子(如F/+、S2、I、S03等)不能共存

大量共存NO3與「，S2與S03-,CI與CIO等在酸性條件下不能共

存，而在堿性條件下可共存

某些弱堿陽離子與某些弱酸陰離子因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)

發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。如AI3+與AI0仔HCOs.cor.S2-,Fe3

而不能大量共存+與AIOz、HCO^C03等發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成沉淀

或氣體

發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量若離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，則這些離子不能共存。如Fe3+與SCN

共存不能共存，與不能共存

?CW+NH3.H2O

［基礎(chǔ)小練］

1.(1)在FeCO3溶于鹽酸后的溶液中加入H2O2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)鋁土礦"堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)同位素示蹤法證實Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe304o該反應(yīng)的離子方程式為

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)02將MM+氧化成MnO(OH)2的離子方程式：

(5)向FeSCh溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4(B元素的化合價為+3)與Fe?

+反應(yīng)生成納米鐵粉、Hz和B(0H)4，其離子方程式為

(6)NaOCN與NaCIO反應(yīng)，生成Na2CO3,C02,NaCI和N2,反應(yīng)的離子方程式

為____________________________________________________________________

(7)CIO2與硬化鉀(酸性條件)反應(yīng)的離子方程式為

(8)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為

(9)FeCb與KCIO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4:

(10)碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定Na2S2O5(產(chǎn)物為SOK)的離子方程式為

(11)寫出FeTiOa與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物中Ti的存在形式為TiOCIk)的離子方程式：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

2++3+

答案:(l)2Fe+H2O2+2H===2Fe+2H2O

(2)AI2O3+2OH-===2AI02+H2O

2++

(3)Fe+2FeO(OH)===Fe3O4+2H

2+

(4)2Mn+O2+4OH-===2MnO(OH)2l

(5)2Fe2++BH4+4OH===2Fe+2H2T+B(OH)4

(6)2OCN-+3CIO===C0?+CO2t+3CI+N2t

+

(7)2CIO2+101+8H===2CI+5I2+4H2O

(8)PbO+CIO-===PbO2+Cl-

3+

(9)2Fe+10OH+3CIO===2FeO?+3CI+5H2O

+

(10)S2O?+2I2+3H2O===2SO?+41+6H

+2+

(H)FeTiO3+4H+4CI-===Fe+TiOCR+2H2O

(二)理清氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識?

1.常見的氧化劑和還原劑

(1)常見氧化劑及其還原產(chǎn)物

酸性

酸性

氧化劑Fe3+HCIO

CI2(X2)o2MnOzK2Cr2

KMnO4

07

2

H2O/0

還原產(chǎn)物Cl(X)Fe2+Mn2+Mn2+Cr3*Cl

/OH

濃FeO4NaBi

氧化劑+

CIOjHNO3H2O2(H)PbO2

H2SO4(H+)o3

N02（濃）

還原產(chǎn)物ClH0Pb2+Fe3+BP*

so22

、NO（?。?/p>

（2）常見還原劑及其氧化產(chǎn)物

金屬SO2/S

還原劑Fe2+H2S/S2HI/I-CO

NH3N2H4

單質(zhì)0?

氧化產(chǎn)金屬

S03.N2、co

Fe3+S、SO

2I2N2

物離子SOINO2

2.氧化還原反應(yīng)的五規(guī)律

Q）守恒律

化合價升高總數(shù)與降低總數(shù)相等，實質(zhì)是反應(yīng)中失電子總數(shù)與得電子總數(shù)相等。該規(guī)律

可應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)方程式的配平及相關(guān)計算。

（2）強(qiáng)弱律

氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑,還原產(chǎn)物。

在適宜的條件下，用氧化性（還原性）較強(qiáng)的物質(zhì)可制備氧化性（還原性）較弱的物質(zhì)，用

于比較物質(zhì)的氧化性或還原性的強(qiáng)弱。

（3）優(yōu)先律

①多種氧化劑與一種還原劑相遇，氧化性強(qiáng)的首先得電子被還原。

②多種還原劑與一種氧化劑相遇，還原性強(qiáng)的首先失電子被氧化。

（4）價態(tài)律

元素處于最高價，只有氧化性（如KMn。,中的Mn）;元素處于最低價，只有還原性（如

S2,「）；元素處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性（如Fe2+、S、CI2等）。

（5）轉(zhuǎn)化律

同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，高價態(tài)+低價態(tài)一一中間價態(tài)；價態(tài)相鄰

能共存、價態(tài)相間能歸中，歸中價態(tài)不交叉、價升價降只靠攏。

3.氧化還原反應(yīng)方程式的配平流程

［基礎(chǔ)小練］

2.配平下列方程式。

(1)—FeS2+_02=^==_Fe2O3+—S02

(2)HQ(濃)+Mn02=====Cl2t+_MnCI2+—H20

(3)Cu+HN03(稀)===_CU(.NO3)2+—NOT+—H20

(4)KI+KI03+—H2SO4===—h+—K2SO4+—H20

2+

(5)—Mn04+—H++_Cl===—Mn+—CI2T+—H20

(6)—S+_KOH===_K2S+—K2SO4+—H20

(7)―P4+—KOH+—H20===_K3PO4+—PH3

(8)—P+—FeO+_CaO=曩三Ca3(PO4)2+___Fe

答案：(1)41128⑵41112

(3)38324(4)513333

(5)21610258(6)48314

(7)29335(8)231

3.(1)完成NaCICh氧化FeCL的