工業(yè)流程題解題策略（講義）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

第05講工業(yè)流程題解題策略

目錄

01考情透視目標(biāo)導(dǎo)航........................................................

02知識導(dǎo)圖思維引航........................................................

03考點(diǎn)突破考法探究.........................................................

考點(diǎn)一微型工業(yè)流程題.......................................................

知識點(diǎn)1微型工藝流程中題的呈現(xiàn)方式...............................................

知識點(diǎn)2工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作分析................................................

考向1微型工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作...................................................

考向2微型工藝流程中的過程評價..................................................

考點(diǎn)二化工流程綜合題.......................................................

知識點(diǎn)1反應(yīng)條件的控制.........................................................

知識點(diǎn)2常用的分離、提純方法...................................................

考向1化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備...................................................

考向2化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理...................................................

04真題練習(xí)?命題洞見.........................................................

0

人著情透孤，月標(biāo)導(dǎo)航八

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計考情分析

2023浙江6月選考12題，2分；2023湖北卷3化工流程題是高考的熱點(diǎn)題型，通

題，3分；2023湖南卷9題，3分；2023遼寧卷10常以實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)為背景，通過工藝

微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計

題，3分；2023山東卷13題，4分；2022福建卷6流程圖的形式再現(xiàn)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該

與評價

題，4分；2022河北卷4題，3分；2022山東卷9類題主要以化工流程或?qū)嶒?yàn)裝置圖

題，2分；2022山東卷9題，2分；2021湖南卷6為載體，以考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計、探究與實(shí)

題，3分；2021河北卷6題，3分;驗(yàn)分析能力為主，同時涉及基本操

作、基本實(shí)驗(yàn)方法、裝置與儀器選擇、

誤差分析等知識，題目綜合性強(qiáng)，難

2023山東卷17題，13分；2023全國甲卷26題，度大。重要考查考生提取信息的能力，

14分；2023全國乙卷26題，14分；2023全國新課檢驗(yàn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí)情況，體

標(biāo)卷27題，14分；2023湖南卷17題，15分；2023現(xiàn)“一核”的引領(lǐng)功能?；瘜W(xué)工藝流程題

遼寧卷16題，14分；2023湖北卷16題，14分；2023主要從以下兩點(diǎn)設(shè)置：（1）環(huán)境與化學(xué)：

浙江6月選考18題，10分；2023北京卷18題，13主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源，

分；2023廣東卷18題，14分；2021浙江6月選考對環(huán)境的影響和處理原理。（2）重要化工

30題，10分；2021山東卷18題，12分；2022重慶生產(chǎn)及資源利用：旨在用所學(xué)的基本理

卷15題，15分；2022湖北卷16題，14分；2022論（氧化還原、化學(xué)平衡、鹽類水解、

遼寧卷16題,14分；2022北京卷18題，13分;2022-電化學(xué)、熱化學(xué)、有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等）

綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計海南卷15題，10分；2022河北卷15題，14分；2022指導(dǎo)化工生產(chǎn)。從命題趨勢來看，一般

與評價山東卷17題，13分；2022全國乙卷26題，14分；有三種題型：一是從實(shí)驗(yàn)設(shè)計和評價的

2022全國甲卷26題，14分；2022湖南卷17題，14角度對化工生產(chǎn)進(jìn)行模擬；二是根據(jù)一

分；2022江蘇卷15題，12分；2022廣東卷18題，些化工生產(chǎn)的流程來考查考生的綜合

14分；2021全國甲卷26題，14分；2021全國乙卷應(yīng)用能力；三是關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計

26題，14分；2021湖南卷17題，14分；2021湖北算。

卷16題，14分；2021?海南卷15題，10分；2021

河北卷15題，14分；2021廣東卷16題，14分；2022

山東卷17題，13分；2021北京卷16題，13分；2021

遼寧卷16題，14分；2021浙江1月選考30題，10

分；

復(fù)習(xí)目標(biāo)：

1.掌握本題型的基本特征，熟悉化工流程圖的表示形式以及分析工藝流程圖的方法。

2.掌握工業(yè)生產(chǎn)中常見的化學(xué)術(shù)語，如堿洗、酸溶、酸浸等。

3.掌握陌生化學(xué)方程式的書寫方法，掌握氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及基應(yīng)用等。

4.掌握物質(zhì)除雜、物質(zhì)回收利用的常見方法。

5.掌握原料預(yù)處理、制備過程中控制反應(yīng)條件的目的和方法。

6.掌握相關(guān)計算，如利用化學(xué)方程式計算、氧化還原滴定計算、pH計算、各種常數(shù)的計算等。

4)2

原料預(yù)處理的為中常用方法

制蠢畫隹制反應(yīng)條藤拓法

廠「化學(xué)工藝'?；c物質(zhì)制備］

工藝、;凝中的常見專業(yè)術(shù)語

溫度、濃黑壁的物?

化學(xué)

工藝［化學(xué)工藝'海呈與反應(yīng)原理］pH的1琳！|___________________

流程體系環(huán)境氛圍及其它條件的控制

物質(zhì)分離的常用方法

化學(xué)工藝》耨呈與物質(zhì)提純

獲得產(chǎn)品階段的主期弟作

㈤3

考點(diǎn)一微型工業(yè)流程題

知識點(diǎn)一微型工藝流程中題的呈現(xiàn)方式

預(yù)處理階段物質(zhì)轉(zhuǎn)化與分離階段目標(biāo)產(chǎn)品生成階段

知識點(diǎn)二工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作分析

1.流程中的“操作步驟”

操作步驟高頻設(shè)問答題指導(dǎo)

①將礦石粉碎；②適當(dāng)加熱加快反應(yīng)速率；③充分?jǐn)嚢?；?/p>

如何提高“浸出

原料處理適當(dāng)提高浸取液的濃度等

率”？

分析“浸出率”圖表，解釋“浸出率”高低變化的原因（“浸出率”

升高一般是反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快；但當(dāng)“浸出率”達(dá)

到最大值后，溫度升高“浸出率”反而下降，一般是反應(yīng)試劑

的分解或揮發(fā)）。選擇達(dá)到一定較高“浸出率”的時間及溫度

（注意：一般不止一個答案）

①高溫下硫化物與空氣中氧氣反應(yīng)（如FeS2與氧氣生成氧化

焙燒鐵和二氧化硫）；②除去硫、碳單質(zhì)；③有機(jī)物轉(zhuǎn)化（如蛋白

質(zhì)燃燒）、除去有機(jī)物等

酸性氣體的吸

常用堿性溶液吸收（如S02用Na2cCh或NaOH溶液吸收）

收

除去雜質(zhì)的方

加氧化劑，轉(zhuǎn)變金屬離子的價態(tài)（如Fe2+^Fe3+）

法

調(diào)溶液pH常用氫氧化鈉、碳酸鈉、金屬氧化物［還有酸性氣

調(diào)節(jié)溶液的pH體（二氧化硫）、稀鹽酸或稀硫酸］等。常利用題給金屬離子沉

淀的pH信息，使特定金屬離子以氫氧化物沉淀出來

控制條件

跟蹤物質(zhì)，分析每一步驟中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，書寫化學(xué)

方程式或離子方程式

物質(zhì)轉(zhuǎn)化的分

濾渣、濾液中物質(zhì)的判斷，書寫物質(zhì)的化學(xué)式或電子式，分

析

析物質(zhì)中的化學(xué)鍵

確定循環(huán)物質(zhì)

儀器的選擇（如玻璃儀器的選擇）

結(jié)晶方法：

①晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl、KNO3等；蒸發(fā)結(jié)晶

過濾、蒸發(fā)結(jié)②晶體帶結(jié)晶水，如膽磯等；將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、

晶、重結(jié)晶、分過濾

物質(zhì)分離

液與萃?、垡玫饺芙舛仁軠囟扔绊懶〉娜苜|(zhì)，如除去NaCl中少量

的KN03：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過濾

④要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)，如除去KNO3中少量

的NaCl：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾

晶體的洗滌用乙醇等有機(jī)溶劑洗滌晶體的目的：可以除去晶體表面可溶

性的雜質(zhì)和水分、減少晶體溶解損耗，利用乙醇的易揮發(fā)性，

有利于晶體的干燥

2.流程中的“操作目的”

操作目的答題指導(dǎo)

固體原料進(jìn)行

減小顆粒直徑，增大浸取時的反應(yīng)速率，提高浸取率

“粉碎”

①原料經(jīng)酸（或堿）溶后轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的

酸（或堿）溶目的

②用堿性溶液吸收酸性氣體原料

①除去硫、碳單質(zhì)；②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；③高溫下原料與空氣中

灼燒（焙燒）

氧氣反應(yīng)等

金屬用熱碳酸

除去金屬表面的油污

鈉溶液洗滌

固體與液體的分離；要分清楚需要的物質(zhì)在濾液中還是在濾渣中。濾渣是

過濾

難溶于水的物質(zhì)，如SiO2、PbSO4＞難溶的金屬氫氧化物和碳酸鹽等

選用合適的萃取劑（如四氯化碳、金屬萃取劑），萃取后，靜置、分液——

萃取與分液將分液漏斗玻璃塞的凹槽與分液漏斗口的小孔對準(zhǔn)。下層液體從下口放

出，上層液體從上口倒出

①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價態(tài)

加入氧化劑（或

②除去雜質(zhì)離子（如把Fe2+氧化成Fe3+,而后調(diào)溶液的pH,使其轉(zhuǎn)化為

還原劑）

Fe（OH）3沉淀除去）

①生成硫化物沉淀（如加入硫化鈉、硫化鏤、硫化亞鐵等）

加入沉淀劑②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀

③加入氟化鈉，除去Ca2+、Mg2+

判斷能否加其

要考慮是否引入雜質(zhì)（或影響產(chǎn)物的純度）等

他物質(zhì)

在空氣中或在

要考慮。2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；能否達(dá)到隔絕空氣、防

其他氣體中進(jìn)行

氧化、防水解、防潮解等目的

的反應(yīng)或操作

①生成金屬氫氧化物，以達(dá)到除去金屬離子的目的

②抑制鹽類水解

③促進(jìn)鹽類水解生成沉淀，有利于過濾分離

調(diào)溶液pH④用pH計測量溶液的pH

⑤用pH試紙測定溶液的pH：將一小塊pH試紙放在潔凈干燥的玻璃片或

表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點(diǎn)在pH試紙的中部，待試紙

變色后再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀數(shù)

①控制物質(zhì)的溶解與結(jié)晶

②防止某些物質(zhì)分解或揮發(fā)（如H2O2、氨水、草酸）

③控制反應(yīng)速率、使催化劑達(dá)到最大活性、防止副反應(yīng)的發(fā)生

控制溫度

④控制化學(xué)反應(yīng)的方向，使化學(xué)平衡移動

⑤煮沸：促進(jìn)溶液中的氣體（如氧氣）揮發(fā)逸出

⑥趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量

洗滌試劑適用范圍目的

除去固體表面吸附著的XX雜

冷水產(chǎn)物不溶于水質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙?/p>

蒸儲而造成的損失

水有特殊的物質(zhì)其溶解除去固體表面吸附著的XX雜

熱水度隨著溫度升高而下質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟?/p>

降變化溶解而造成的損失

減少固體溶解;利用有機(jī)溶劑

洗滌晶體有機(jī)溶劑（酒精、固體易溶于水、難溶

的揮發(fā)性除去固體表面的水

丙酮等）于有機(jī)溶劑

分，產(chǎn)品易干燥

對純度要求不高的產(chǎn)

飽和溶液減少固體溶解

品

除去固體表面吸附著的可溶

酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶

解

洗滌沉淀方法：向過濾器中加入蒸儲水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重

復(fù)以上操作2?3次

提高原子利用率綠色化學(xué)（物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用）

【方法技巧】

1.首尾分析法：對一些線型流程工藝（從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序）試題，首先對比分析流程圖

中第一種物質(zhì)（原材料）與最后一種物質(zhì)（產(chǎn)品），從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)過程中

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，然后結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。

2.截段分析法：對于用同樣的原材料生產(chǎn)兩種或多種產(chǎn)品（包括副產(chǎn)品）的工藝流程題，用截段分析法

更容易找到解題的切入點(diǎn)。關(guān)鍵在于看清主、副產(chǎn)品是如何分開的，以此確定截幾段更合適，一般截段以

產(chǎn)品為準(zhǔn)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

合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析。

考向1微型工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作

【例1】（2024?江蘇省蘇州市南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高三二模）實(shí)驗(yàn)室從含的溶液中提取b的

流程如下：

AgNO3溶液適量Fe粉Cl

II2

溶液—*富集-----X過濾1————?|過濾2|一a國碎一粗碘

I|I

濾液X蒸儲水濾渣丫

已知2Fe3++21=2Fe2++l2。下列說法不正確的是（）

A.“過濾1”所得沉淀為Agl

B.“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以Fe3+的形式存在

C.用稀HNO3溶解濾渣Y得到的溶液可循環(huán)利用

D.氧化時，理論上通入CL的物質(zhì)的量為r物質(zhì)的量的g

【答案】B

【解析】含r的溶液加入硝酸銀生成碘化銀沉淀，過濾1得到碘化銀后加入鐵置換出銀單質(zhì)同時生成碘

化亞鐵，過濾2分離出銀得到Y(jié),濾液加入氯氣氧化碘離子得到碘單質(zhì)。A項(xiàng)，由分析可知，“過濾1”所得

沉淀為AgLA正確；B項(xiàng)，鐵離子會和碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，故“過濾2”所得濾液中鐵元

素主要以Fe2+的形式存在，B錯誤；C項(xiàng)，用稀HNCh溶解濾渣Y銀單質(zhì)生成硝酸銀溶液，故得到的溶液可

循環(huán)利用，C正確；D項(xiàng)，氯氣氧化碘離子得到碘單質(zhì)C12+21=2C「+l2,則氧化時，理論上通入CL的物質(zhì)

的量為I-物質(zhì)的量的，D正確；故選B。

【名師點(diǎn)睛】

微型工藝流程題目在流程中一般分為3個過程：原料處理一分離提純一獲得產(chǎn)品，其中化工生產(chǎn)過程

中分離提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、

烘干，或蒸管、萃取、分液等基本實(shí)驗(yàn)操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。

【變式訓(xùn)練】（2024?江蘇省蘇州市南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高三下月考）已知苯胺（液體）、苯甲酸

（固體）微溶于水，苯胺鹽酸鹽易溶于水。實(shí)驗(yàn)室初步分離甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列說

法正確的是（）

0.5mol,L-1

A.苯胺既可與鹽酸也可與NaOH溶液反應(yīng)

B.由①、③分別獲取相應(yīng)粗品時可采用相同的操作方法

C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③獲得

D.①、②、③均為兩相混合體系

【答案】C

【解析】由題給流程可知，向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入鹽酸，鹽酸將微溶于水的苯胺轉(zhuǎn)

化為易溶于水的苯胺鹽酸鹽，分液得到水相I和有機(jī)相I；向水相中加入氫氧化鈉溶液將苯胺鹽酸鹽轉(zhuǎn)化為苯

胺，分液得到苯胺粗品①；向有機(jī)相中加入水洗滌除去混有的鹽酸，分液得到廢液和有機(jī)相II,向有機(jī)相n

中加入碳酸鈉溶液將微溶于水的苯甲酸轉(zhuǎn)化為易溶于水的苯甲酸鈉，分液得到甲苯粗品②和水相n；向水相

II中加入鹽酸，將苯甲酸鈉轉(zhuǎn)化為苯甲酸，經(jīng)結(jié)晶或重結(jié)晶、過濾、洗滌得到苯甲酸粗品③。A項(xiàng)，苯胺分

子中含有的氨基能與鹽酸反應(yīng)，但不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故A錯誤；B項(xiàng)，得到苯胺粗品①的分離方

法為分液，得到苯甲酸粗品③的分離方法為結(jié)晶或重結(jié)晶、過濾、洗滌，獲取兩者的操作方法不同，故B

錯誤；C項(xiàng)，苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③獲得，故C正確；D項(xiàng)，①、②為液相，

③為固相，都不是兩相混合體系，故D錯誤；故選C。

考向2微型工藝流程中的過程評價

【例2】（2024?安徽省安慶市三模）聚酯反應(yīng)催化劑乙二醇睇［Sb2（OCH2cH20入］是一種無毒的白色晶狀

粉末，其制備流程如下：

輝錦礦一燒一.0HOCH2cH20H_操作I_Sb2（OCH2CH2O）3操作」一u

（Sb2s3）23醇化反應(yīng)，140七粗品"產(chǎn)口口

下列說法錯誤的是（）

A.燃燒過程需注意防治污染

B.乙二醇為非極性分子

C.醇化反應(yīng)需及時分離出水蒸氣以提高SbQs的平衡轉(zhuǎn)化率

D.操作I為冷卻結(jié)晶、過濾，操作n為洗滌、干燥

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，輝睇礦煨燒會產(chǎn)生二氧化硫，需注意防治污染，A正確；B項(xiàng)，乙二醇正電中心和負(fù)電

中心不重合為極性分子，B錯誤；C項(xiàng)，該條件下醇化反應(yīng)是可逆反應(yīng)且會生成水，故及時分離出水蒸氣可

提高SbzCh的平衡轉(zhuǎn)化率，C正確；D項(xiàng)，根據(jù)制備流程可知操作1為冷卻結(jié)晶、過濾，操作H為洗滌、干

燥，D正確；故選B。

【思維建?！?/p>

流程的最終目的就是收益最大化，工藝流程題設(shè)中的問題順序通常與流程圖的流程順序是一致的，且

一個問題對應(yīng)流程圖的一個或依次相連的若干個環(huán)節(jié)，做題時只需找到所需回答的問題與流程圖中相關(guān)信

息的一一對應(yīng)關(guān)系，“順藤摸瓜”就可以有效解決相關(guān)問題，對流程進(jìn)行在效評價。微型工藝流程中的過程評

價思路：

1.化學(xué)反應(yīng)原理——化學(xué)原理在實(shí)際工業(yè)上是否可行；

2.成本要低——原料的選取使用、設(shè)備的損耗等；

3.原料的利用率要高——利用好副產(chǎn)品、循環(huán)使用原料、能量盡可能利用；

4.生產(chǎn)過程要快——化學(xué)反應(yīng)速率；

5.產(chǎn)率要高——化學(xué)平衡；

6.產(chǎn)品要純——產(chǎn)品的分離、提純；

7.環(huán)保問題——反應(yīng)物盡可能無毒無害無副作用，“三廢”處理。

【變式訓(xùn)練】（2024?江蘇省蘇州市南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高三二模）實(shí)驗(yàn)室從含1-的溶液中提

取h的流程如下:

AgNC）3溶液適量Fe粉Cl2

II

溶液---->富集-----X過濾1————?|過濾2I~~>圉也一粗碘

I|I

濾液X蒸儲水濾渣丫

已知2Fe3++2r=2Fe2++L。下列說法不正確的是（）

A.“過濾1”所得沉淀為Agl

B.“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以Fe3+的形式存在

C.用稀HNO3溶解濾渣Y得到的溶液可循環(huán)利用

D.氧化時，理論上通入CL的物質(zhì)的量為I物質(zhì)的量的g

【答案】B

【解析】含I-的溶液加入硝酸銀生成碘化銀沉淀，過濾1得到碘化銀后加入鐵置換出銀單質(zhì)同時生成碘

化亞鐵，過濾2分離出銀得到Y(jié),濾液加入氯氣氧化碘離子得到碘單質(zhì)。A項(xiàng)，由分析可知，“過濾1”所得

沉淀為Agl,A正確；B項(xiàng)，鐵離子會和碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，故“過濾2”所得濾液中鐵元

素主要以Fe2+的形式存在，B錯誤；C項(xiàng)，用稀HNCh溶解濾渣Y銀單質(zhì)生成硝酸銀溶液，故得到的溶液可

循環(huán)利用，C正確；D項(xiàng)，氯氣氧化碘離子得到碘單質(zhì)C12+2r=2Cl+h,則氧化時，理論上通入CL的物質(zhì)

的量為r物質(zhì)的量的，D正確；故選B。

考點(diǎn)二化工流程綜合題

知識點(diǎn)1反應(yīng)條件的控制

1.反應(yīng)條件控制

條件控制目的

固體原料減小顆粒直徑，增大反應(yīng)物接觸面積，增大浸取時的反應(yīng)速率，提高浸

粉碎或研磨取率

①除去硫、碳單質(zhì)；②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；③高溫下原料與空氣

燃燒或灼燒

中氧氣反應(yīng)；④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)等

①溶解轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的目的；②去氧

酸浸

化物（膜）

堿溶①除去金屬表面的油污；②溶解鋁、氧化鋁等

加熱①加快反應(yīng)速率或溶解速率;②促進(jìn)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；③除雜，

除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCCh、Ca(HCO3)2、KMnO4,NH4cl等物

質(zhì)；④使沸點(diǎn)相對較低或易升華的原料氣化；⑤煮沸時促進(jìn)溶液中的氣

體(如氧氣)揮發(fā)逸出等

①酸浸時提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率；②增大便

反應(yīng)物用量

宜、易得的反應(yīng)物的濃度，可以提高其他物質(zhì)的利用率，使反應(yīng)充分進(jìn)

或濃度

行；③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率，使平衡發(fā)生移動等

①防止某物質(zhì)在高溫時溶解(或分解)；②使化學(xué)平衡向著題目要求的方

降溫向(放熱反應(yīng)方向)移動；③使某個沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物

質(zhì)分離等；④降低某些晶體的溶解度，減少損失等

①結(jié)晶獲得所需物質(zhì)；②防止某種物質(zhì)(如H2O2、草酸、濃硝酸、錢鹽

控溫等)溫度過高時會分解或揮發(fā)；③使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來；④使催

化劑的活性達(dá)到最好；⑤防止副反應(yīng)的發(fā)生等

加入氧化劑①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價態(tài)；②除去雜質(zhì)離子［如把Fe2+氧化成Fe3+,而

(或還原劑)后調(diào)溶液的pH,使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去］

①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化鏤、硫化亞鐵等)；②加入可溶

加入沉淀劑

性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀；③加入氟化鈉，除去Ca2+、Mg2+

①生成金屬氫氧化物，以達(dá)到除去金屬離子的目的；②抑制鹽類水解；

pH控制

③促進(jìn)鹽類水解生成沉淀，有利于過濾分離

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)：

①能與H+反應(yīng)，使溶液pH增大；

②不引入新雜質(zhì)。

例如：若要除去Ci?+中混有的Fe3+,可加入CuO、C11CO3、CU(OH)2>CU2(OH)2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液

的pH,不可加入NaOH溶液、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。

(3)趁熱過濾。防止某物質(zhì)降溫時會析出。

(4)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。

知識點(diǎn)2常用的分離、提純方法

1.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CCL或苯萃取澳水中

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)，如從溶液中提取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KNCh、FeCb、CuCb、

CuSO4-5H2O>FeSO4-7H2O等。

(5)蒸儲或分儲：分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。

(6)冷卻法：利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。

2.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：如除去酸性溶液中的Fe3+等。

【方法技巧】

可循環(huán)物質(zhì)的判斷

1.流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。

2.生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液)，可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物

質(zhì)。

(1)從流程需要加入的物質(zhì)去找

先觀察流程中需要加入的物質(zhì)，再研究后面的流程中有沒有生成此物質(zhì)。

(2)從能構(gòu)成可逆反應(yīng)的物質(zhì)去找

可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，應(yīng)該回收再利用。

(3)從過濾后的母液中尋找

析出晶體經(jīng)過過濾后的溶液稱為母液，母液是該晶體溶質(zhì)的飽和溶液，應(yīng)該循環(huán)再利用。

(考向洞察J

考向1化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備

【例1】(2024?福建福州八縣協(xié)作校高三聯(lián)考)廢SCR催化劑(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收對環(huán)境保

護(hù)和資源循環(huán)利用意義重大。通過如下工藝流程可以回收其中的鈦、機(jī)、鴇等。

NaOHH2sOqH2O

(\(

SCR

T球磨|一A堿浸I-A酸浸|-A熱水解I->TiOxHO

催化劑||22

沉

<-

T沉鴇——A|瓦燒??……>wo3

3

雪c

Vo4HCl+CaCL

已知：TiCh、V2O5和WO3都能與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的NaVCh、NazWCU和不溶性的NazTiCh;

回答下列問題：

(1)元素V在周期表中的位置_______o在NH4VCh中V元素的化合價是=

⑵“球磨”的目的是O

(3)請寫出“堿浸”過程中W03與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式。

(4)“酸浸”后鈦主要以TiO2+形式存在，“熱水解”反應(yīng)的離子方程式為。

(5)“燃燒，NH4VCh的化學(xué)方程式為=

(6)“沉鴇”中為促進(jìn)CaWCU盡可能析出完全，需要進(jìn)行的措施是0

【答案】(1)第四周期VB族+5

(2)增大接觸面積，提高“堿浸”反應(yīng)速率

(3)WO3+2OH-=WO42-+H2O

2++

(4)TO+(x+1)H2OATiO-xH2O；+2H

(5)2NH4VO3V2O5+2NH3T+H20T

(6)加入過量CaCh

【解析】廢SCR催化劑(含TO2、V2O5、W03等)經(jīng)過球磨預(yù)處理后，進(jìn)行堿浸，TO2、V2O5和WCh都

能與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的NaVCh、NazWCM和不溶性的NazTiCh;過濾的到NazTiCh,加入硫酸進(jìn)

行溶解，進(jìn)行熱水解后得到TiOxJhO；濾液中加入氯化鐵進(jìn)行沉帆，過濾后得到NH4V03,經(jīng)過煨燒分解

出V2O5;濾液中加入HC1和CaCb沉鴇，沉淀經(jīng)煨燒后生成WCh。⑴元素V的原子序數(shù)是23,在周期表

中的位置是第四周期VB族；在NH4VCh中V元素的化合價是+5價；(2)“球磨”的目：增大接觸面積，提高“堿

浸”反應(yīng)速率；(3)堿浸過程中，WCh與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的Na2WO4,離子方程式為WO3+2OH：

2

WO4-+H2O；(4)“酸浸”后鈦主要以TiC)2+形式存在，TO2+“熱水解”生成「。2+.陽2。，離子方程式：

2++

TO+(x+l)H2OATiOxH2Oi+2H；(5)煨燒NH4VO3可生成V2O5,反應(yīng)化學(xué)方程式：2NH4V。3蹴V2O5+

2NH3T+H2OT；(6)“沉鴇”中析出CaWCU時，為促進(jìn)CaWCU盡可能析出完全，可利用同離子效應(yīng)，加入過量

CaCl2,促進(jìn)CaWCU盡可能析出完全。

【思維建模】

“四線法”解題模型

試劑線：為達(dá)到最終目的加入的物質(zhì)，起到氧化還原、非氧化還原的作用；

轉(zhuǎn)化線：元素守恒一焙燒、溶浸、沉淀、燃燒、電解、結(jié)晶等；

除雜線：復(fù)分解沉淀、置換沉淀、氧化還原沉淀；加熱產(chǎn)生氣體等；

分離線：蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾(趁熱過濾)、洗滌、干燥等。

【變式訓(xùn)練】(2024?福建福州市八縣一中高三聯(lián)考)電池級碳酸鋰是制造LiCoCh等鋰離子電池必不可少

32

的原材料。享譽(yù)“亞洲鋰都”的宜春擁有亞洲儲量最大的鋰云母礦，以鋰云母浸出液(含Li+、Fe\Mg2+、SO4-

等)為原料制取電池級Li2c。3的工藝流程如圖:

Na2c。3適量草酸

HR…』操作2廣濾液去離子水弟石灰T

f溶液妒一(|作f濾液f|除雜一濾渣3

曹窗f濾渣1—I苛化反應(yīng)］-----

f有機(jī)層過量C02f濾渣2

_T碳化反應(yīng)卜|、

黑默電運(yùn)肝篝麝液

已知:①HR為有機(jī)萃取劑，難溶于水,可萃取Fe3+,萃取時發(fā)生的反應(yīng)可表示為:Fe3++3HRUFeR3+3H+；

②常溫時，Imol-L-iLiOH溶液的pH=14。

回答下列問題：

(1)“有機(jī)層”的主要成分為(填化學(xué)式，下同)；“濾渣1”中含有的物質(zhì)為；使用

HR萃取劑時，需加入一定量的NaOH進(jìn)行處理，其目的是。

(2)某種HR的結(jié)構(gòu)簡式為09H?,該分子中可能與Fe3+形成配位鍵的原子

\Uri

\=N

有=

(3)加適量草酸的目的o

(4)“混合沉鋰”的離子方程式為=

(5)Li2cCh與CO3O4在空氣中加熱可以制備重要的電極材料鉆酸鋰(LiCoCh)。寫出對應(yīng)的化學(xué)方程

式o

(6)鉆酸鋰(LiCoOz)是常見的鋰離子電池正極材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示，各離子位于晶胞的頂

點(diǎn)、棱和體內(nèi)。

①基態(tài)Co原子核外電子排布式為

②該晶胞密度為g-cm-3?(寫出計算式，阿伏加德羅常數(shù)為NA)

【答案】(和消耗萃取反應(yīng)時生成的促進(jìn)萃取反應(yīng)的正向進(jìn)

l)FeR3HRLi2co3、MgCO3H+,

行，提高萃取率

(2)0、N

(3)使鈣離子生成草酸鈣，便于除掉

+

(4)2Li+HCO3-+OH-=H2O+Li2CO3i

(5)6Li2co3+4CO3O4+O2Al2UCOO2+6CO2

,,2.94xlO23

(6)[Ar]3d74s2,

MNAa2b

【解析】⑴根據(jù)Fe3++3HR=^FeR3+3H+平衡可知，有機(jī)層中主要是FeRa和HR,根據(jù)流程可知沉淀

主要是碳酸鋰和碳酸鎂。加入氫氧化鈉后氫離子會被消耗，從而使平衡正向移動。(2)從結(jié)構(gòu)可知氧原子、

氮原子都有孤對電子，所以能形成配位鍵的是N、0；(3)加入草酸的目的是沉淀多余的鈣離子；(4)從流程

可知是碳酸氫鋰和氫氧化鋰反應(yīng)生成了碳酸鋰，離子方程式為：2Li++HCO3-+OH=H2O+Li2co31；(5)鉆元素

的化合價從+2和+3歸到+3價部分被氧化，所以有氧氣參加反應(yīng)?；瘜W(xué)方程式為：

6Li2CO3+4Co3O4+O2Al2LiCoO2+6CO2；(6)Co為第四周期第VIII族元素，其核外電子排布式為：[Ar]3d74s2,

3+

該晶胞中Li+：8x[+2=3、Co：4xJ+2=3、0%8xl+4=6,其晶胞化學(xué)式為：Li3co3。6,故其密

844

p=—等Fg/cm3=2.94xlO23

度為:g/cm3

2212o

NAabxlONAab

考向2化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理

[例2](2024河北省強(qiáng)基聯(lián)盟高三模擬)利用“微波輔助低共熔溶劑”浸取廢舊鋰離子電池中鉆酸鋰粗品

制備LiCoCh產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。主要工藝之流程如下:

氯化膽堿-草酸NaOH溶液

LiCoO?粗品T微七熔

‘J'—J—油布。T高溫?zé)悒DLiCoC)2產(chǎn)品

濾渣濾液2——胭十理產(chǎn)史引

Na2cO3溶液

已知:①氯化膽堿[HOCH2cH2N+(CH3)3?C口是一種錢鹽；

②C02+在溶液中常以[CoC14]2-(藍(lán)色)和[Co(H2O)6]2+(粉紅色)形式存在;

③25℃時，Ksp[Co(OH)2]=1.6xlO-15?

回答下列問題:

(l)LiCoO2中Co的化合價為。

(2)“微波共熔”中氯化膽堿-草酸和LiCoCh粗品以不同的液固比在120。(2下微波處理lOmin后鋰和鉆的

浸取率如圖，則最佳液固比為mL/g,草酸的作用為。

1001一一一

?—?—?*?

90/

8o

％(

)7o

楙一鋰浸取率(％)

后6o

一鉆浸取率(％)

照5O

40?，

301.........................

020406080100

液固比(mL/g)

(3)“水浸”過程中溶液由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色，該變化的離子方程式為o

(4)25(時，“沉鉆”反應(yīng)完成后溶液pH=10,此時c(Co2+)=mol/L。

(5)“濾餅2”在高溫?zé)Y(jié)前需要洗滌、干燥，洗滌沉淀的實(shí)驗(yàn)操作為0

(6)鋰離子電池正極材料LiCoCh在多次充放電后結(jié)構(gòu)發(fā)生改變生成CO3O4,導(dǎo)致電化學(xué)性能下降，使用

LiOH和30%壓。2溶液可以實(shí)現(xiàn)LiCoCh的修復(fù)，則修復(fù)過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為0

【答案]⑴+3

(2)60mL/g作還原劑，將Co元素還原為+2價

22+

(3)[CoCl4]+6H2O=[Co(H2O)6]+4Cr

(4)1.6x10-7

(5)沿玻璃棒向過濾器中加入蒸儲水至浸沒沉淀，待水濾出后，重復(fù)2到3次

(6)6LiOH+H2O2+2Co3O4=6LiCoO2+4H2O

【解析】氯化膽堿-草酸和LiCoCh微波共熔的過程中，C。被還原為+2價，經(jīng)過水浸濾液中C。以

[Co(H2O)6]2+存在，加入氫氧化鈉沉鉆，得到Co(OH)2沉淀和含有鋰離子的溶液，Co(OH)2固體經(jīng)過煨燒得

到CO3O4固體，含有鋰離子的溶液中加入碳酸鈉溶液生成碳酸鋰沉淀，碳酸鋰和CO3O4高溫?zé)Y(jié)(通入空氣

氧化)得到LiCoCh產(chǎn)品。(DLiCoCh中Li為+1價，O為-2價，因此Co為+3價；(2)圖中信息顯示當(dāng)液固比

為60mL/g時鉆的浸取率最高，鋰的