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      高考化学一轮复习考点讲练测第32讲 无机化工流程题的解题策略(讲义)(2份,原卷版+解析版)

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      • 2026-03-11 06:44:24
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      • M.T.杨
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      高考化学一轮复习考点讲练测第32讲 无机化工流程题的解题策略(讲义)(2份,原卷版+解析版)

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      这是一份高考化学一轮复习考点讲练测第32讲 无机化工流程题的解题策略(讲义)(2份,原卷版+解析版),文件包含高考化学一轮复习考点讲练测第32讲无机化工流程题的解题策略讲义原卷版docx、高考化学一轮复习考点讲练测第32讲无机化工流程题的解题策略讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共39页, 欢迎下载使用。
      考情分析
      網路構建
      考點一 認識工業流程試題
      【夯基·必備基礎知識梳理】
      知識點1 工業流程試題的基本特點
      知識點2 工藝流程題的主線分析方法
      考點二 工藝流程題的解題策略
      【夯基·必備基礎知識梳理】
      知識點1 工藝流程題的審題方法
      知識點2 工藝流程題的解題方法
      【提升·必考題型歸納】
      考向1 考查資訊方程式的書寫
      考向2 考查物質分離、提純的方法
      考點三 工藝流程題的類型
      【夯基·必備基礎知識梳理】
      知識點1 以物質製備為目的工藝流程題
      知識點2 以混合物的分離、提純為目的的工藝流程題
      【提升·必考題型歸納】
      考向1 考查以物質製備為目的工藝流程題
      考向2 考查以混合物的分離、提純為目的的工藝流程題
      真題感悟
      考點一 認識工業流程試題
      知識點1 工業流程試題的基本特點
      1、試題的切入點(或試題素材)較多的採用了與生產生活密切聯繫的化學新技術、新成果。故題幹內容來源都是真實的工業生產過程,內容豐富,提問靈活。
      2、無機化工流程題的結構:分題頭、題幹和題尾三部分。
      (1)題頭一般是介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的(包括獲得副產品);
      (2)題幹部分主要用框圖形式將原料到產品的主要生產工藝流程表示出來;
      (3)題尾主要是根據生產過程中涉及的化學知識設置系列問題。
      3、呈現形式:流程圖、數據表格、圖像、實驗裝置。
      4、設問方式:措施、成分、物質、原因。
      5、能力考查:獲取、整合、處理、應用資訊的能力、分解問題的能力、表達能力。
      6、知識落點:基本理論、元素化合物、實驗。
      知識點2 工藝流程題的主線分析方法
      1.讀流程圖
      ①箭頭:箭頭進入的是投料(反應物)、出去的是主產物或副產物(生成物)。
      ②三線:出線和進線均表示物料流向或操作流程,可逆線表示物質迴圈。
      2.解題要點
      ①審題要點:a.瞭解生產目的、原料及產品,b.瞭解題目提供的資訊,c.分析各步的反應條件、原理及物質成分,d.理解物質分離、提純、條件控制等操作的目的及要點。
      ②答題切入點:a.原料及產品的分離提純,b.生產目的及反應原理,c.生產要求及反應條件,d.有關產率、產量及組成的計算,e.綠色化學。
      3.原料預處理的常用方法及其作用
      (1)研磨:減小固體顆粒度,增大物質間接觸面積,加快反應速率,提高浸出率。
      (2)水浸或酸浸:與水接觸反應或溶解;與酸接觸反應或溶解,得可溶性金屬離子溶液,不溶物過濾除去。
      (3)浸出:固體加水(酸)溶解得到溶液(離子)。
      (4)灼燒:除去可燃性雜質或使原料初步轉化。
      (5)煆燒:改變結構,使一些物質能溶解或高溫下氧化、分解。
      4.無機化工流程題中的除雜、淨化
      1)常用的方法
      (1)水溶法:除去可溶性雜質。
      (2)酸溶法:除去鹼性雜質。
      (3)堿溶法:除去酸性雜質。
      (4)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質。
      (5)加熱灼燒法:除去受熱易分解或易揮發的雜質。
      (6)調節溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等。
      2)常用的操作
      (1)過濾:分離難溶物和易溶物,根據特殊需要採用趁熱過濾或者抽濾等方法。
      (2)萃取和分液:利用溶質在互不相溶的溶劑裏的溶解度不同提取分離物質,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。
      (3)蒸發結晶:提取溶解度隨溫度變化不大的溶質,如從溶液中提取NaCl。
      (4)冷卻結晶:提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。
      (5)蒸餾或分餾:分離沸點不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇或甘油。
      (6)冷卻法:利用氣體液化的特點分離氣體,如合成氨工業採用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。
      3)結合沉澱溶解平衡進行的條件控制
      (1)運用Ksp計算反應所需要的pH條件;
      (2)根據題目要求計算某條件下的離子濃度、需要加入的試劑量等。
      5、製備過程中應注意的反應條件
      (1)溶液的pH:
      ①控制反應的發生,增強物質的氧化性或還原性,或改變水解程度。
      ②常用於形成或抑制某些金屬離子的氫氧化物沉澱。
      (2)溫度:
      根據需要選擇適宜溫度,改變反應速率或使平衡向需要的方向移動,減少副反應的發生,確保一定的反應速率,控制溶解度便於提純。
      (3)濃度:
      ①根據需要選擇適宜濃度,控制一定的反應速率,使平衡移動利於目標產物的生成,減小對後續操作產生的影響。
      ②過量,能保證反應的完全發生或提高其他物質的轉化率,但對後續操作也會產生影響。
      (4)趁熱過濾:防止某物質降溫時會大量析出。
      (5)冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質離子,並減少晶體損耗。
      6、無機化工流程中的分離方法
      (1)洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質離子;
      (2)過濾(熱濾或抽濾):分離難溶物和易溶物;
      (3)萃取和分液:利用溶質在互不相溶的溶劑裏的溶解度不同提取分離物質;
      (4)蒸發結晶:提取溶解度隨溫度的變化不大的溶質;
      (5)冷卻結晶:提取溶解度隨溫度的變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等;
      (6)蒸餾或分餾:分離沸點不同且互溶的液體混合物;
      (7)冷卻法:利用氣體易液化的特點分離氣體。
      考點二 工藝流程題的解題策略
      知識點1 工業流程試題的審題方法
      1.粗讀題幹,挖掘圖示
      圖示中一般會呈現超出教材範圍的知識,但題目中往往會有提示或者問題中不涉及,所以一定要關注題目的每一個關鍵字,儘量弄懂流程圖,但不必將每一種物質都推出,只需問什麼推什麼。如製備類無機化工題,可粗讀試題,知道題目制取什麼、大致流程和有什麼提示等。
      2.攜帶問題,精讀資訊
      這裏資訊包括三個方面:一是主幹,二是流程圖示,三是設置問題。讀主幹抓住關鍵字、詞;讀流程圖,重點抓住物質流向(“進入”與“流出”)、實驗操作方法等。
      3.跳躍思維,規範答題
      答題時應注意前後問題往往沒有“相關性”,即前一問未答出,不會影響後面答題。要求用理論回答的試題,應採用“四段論法”:改變了什麼條件(或是什麼條件)→根據什麼理論→有什麼變化→得出什麼結論。
      知識點2 工藝流程題的解題方法
      1.積累常考的答題範本
      (1)除雜:除去……中的……
      (2)乾燥:除去……氣體中的水蒸氣,防止……
      (3)增大原料浸出率(離子在溶液中的含量多少)的措施:攪拌、升高溫度、延長浸出時間、增大氣體的流速(濃度、壓強),增大氣液或固液接觸面積。
      (4)加熱的目的:加快反應速率或促進平衡向某個方向(一般是有利於生成物生成的方向)移動。
      (5)溫度不高於××℃的原因:適當加快反應速率,但溫度過高會造成揮發(如濃硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促進水解(如AlCl3)等,影響產品的生成。
      (6)從濾液中提取一般晶體(溶解度隨溫度升高而增大)的方法:蒸發濃縮(至少有晶膜出現)、冷卻結晶、過濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)、乾燥。
      (7)從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法:蒸發濃縮、趁熱過濾(如果溫度下降,雜質也會以晶體的形式析出來)、洗滌、乾燥。
      (8)控制某反應的pH使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉澱,調節pH所用試劑為主要元素對應的氧化物、碳酸鹽、堿等,以避免引入新的雜質;沉澱時pH範圍的確定:範圍過小導致某離子沉澱不完全,範圍過大導致主要離子開始沉澱。
      (9)減壓蒸餾(減壓蒸發)的原因:減小壓強,使液體沸點降低,防止(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)受熱分解、揮發。
      (10)檢驗溶液中離子是否沉澱完全的方法:將溶液靜置一段時間後,向上層清液中滴入沉澱劑,若無沉澱生成,則離子沉澱完全。
      (11)洗滌沉澱:沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒沉澱,待水自然流下後,重複操作2~3次。
      (12)檢驗沉澱是否洗滌乾淨的方法:取少量最後一次的洗滌液於試管中,向其中滴入某試劑,若未出現特徵反應現象,則沉澱洗滌乾淨。
      (13)洗滌沉澱的目的:除掉附著在沉澱表面的可溶性雜質。
      (14)冰水洗滌的目的:洗去晶體表面的雜質離子並降低被洗滌物質的溶解度,減少其在洗滌過程中的溶解損耗。
      (15)乙醇洗滌的目的:降低被洗滌物質的溶解度,減少其在洗滌過程中的溶解損耗,得到較乾燥的產物。
      (16)蒸發、反應時的氣體氛圍:抑制某離子的水解,如加熱蒸發AlCl3溶液時為獲得AlCl3需在HCl氣流中進行。
      (17)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的氧化性氣體(如氧氣),防止某物質被氧化。
      2.化工流程氧化還原反應方程式的解答措施
      第1步:根據題幹資訊或流程圖,判斷氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物
      第2步:按“氧化劑+還原劑-還原產物+氧化產物”寫出方程式,根據氧化還原反應的守恆規律配平氧化劑、還原劑、還原產物、氧化產物的相應化學計量數。
      第3步:根據電荷守恆和溶液的酸鹼性,通過在反應方程式的兩端添加H+或OH-的形式使方程式的兩端的電荷守恆。
      第4步:根據原子守恆,通過在反應方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恆。
      3.解決本類題目的三步驟:
      (1)從題幹中獲取有用資訊,瞭解生產的產品。
      (2)然後整體流覽一下流程,基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段。
      (3)分析流程中的每一步驟,從以下幾個方面瞭解流程:
      ①反應物是什麼;
      ②發生了什麼反應;
      ③該反應造成了什麼後果,對製造產品有什麼作用;
      ④抓住一個關鍵點:一切反應或操作都是為獲得產品而服務。
      考向1 考查資訊方程式的書寫
      例1.(2023秋·福建龍岩·高三校聯考期末)某工廠利用下列途徑處理含鉻(Ⅵ)廢水:

      下列說法錯誤的是
      A.“調pH”時可用濃鹽酸代替硫酸
      B.“轉化”過程發生的反應方程式:
      C.“轉化”過程不能用替換
      D.“沉澱”過程,生成的膠體可作為絮凝劑,加速沉澱
      【變式訓練】(2023·湖南長沙·長沙市明德中學校考模擬預測)氧化鈰(CeO2)是應用廣泛的稀土氧化物。一種用氟碳鈰礦(CeFCO3,含BaO、SiO2等雜質)為原料製備CeO2的工藝如圖。

      下列說法不正確的是
      A.濾渣A的主要成分為BaSO4和SiO2
      B.Ce2(CO3)3中陰離子的空間結構為正四面體
      C.步驟①、②中均有過濾操作
      D.步驟②反應的離子方程式為
      考向2 考查物質分離、提純的方法
      例2.(2023秋·河北保定·高三校考期末)工業上以鋁土礦(主要成分是Al2O3,含Fe2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如圖:
      下列敘述錯誤的是
      A.試劑X是NaOH溶液,濾液A中的溶質有兩種
      B.濾渣C為Fe2O3,濾液B為Na2CO3溶液
      C.試劑Y是二氧化碳,它與濾液A反應生成Al(OH)3沉澱
      D.圖中所示轉化反應中只包含1個氧化還原反應
      【變式訓練】(2023秋·江西南昌·高三統考開學考試)鎢在自然界的儲量只有620萬噸,江西獨佔有520萬噸。江西每年產生大量的鎢冶煉渣(主要含的氧化物以及少量重金屬氧化物等),以鎢冶煉渣為原料,提煉製備電池級硫酸錳的工藝流程如下:
      已知①溶液中金屬離子的物質的量濃度時可以看成沉澱完全,。
      ②易被空氣中的氧氣氧化生成一般難溶於酸溶液。
      (1)“酸浸”時,為提高錳的浸出率,可採取的措施是 (寫一種即可),濾渣1的主要成分為、
      (填化學式)。
      (2)酸浸後所得浸出液中金屬陽離子包括,寫出生成的離子方程式 。
      (3)浸出液加入需要過量的原因 。若要使和沉澱完全,則需調節溶液的最小值為 。
      (4)濾渣3的主要成分是和 。
      (5)加的目的是 。
      (6)分批加入溶液的原因是 。
      (7)如圖為溶解度曲線。從溶液中提取晶體的操作為 ,洗滌,乾燥,碾磨,即得到了電池級硫酸錳。

      考點三 工藝流程題的類型
      知識點1 以物質製備為目的工藝流程題
      1.工藝流程中的常見專業術語
      2.工藝流程題中常見問題的答題方向
      知識點2 以混合物的分離、提純為目的的工藝流程題
      1.物質轉化過程中分離提純階段的主要操作
      2.獲得產品階段的主要操作
      考向1 考查以物質製備為目的工藝流程題
      例1、磷酸鐵鋰(LiFePO4)被認為是最有前途的鋰離子電池正極材料。某企業利用富鐵浸出液生成磷酸鐵鋰,開闢了處理硫酸亞鐵廢液一條新途徑。其主要流程如下:
      已知:H2TiO3是種難溶於水的物質。
      (1)鈦鐵礦用濃硫酸處理之前,需要粉碎,其目的是 。
      (2)TiO2+水解生成H2TiO3的離子方程式為 。
      (3)加入NaClO發生反應的離子方程式為 。
      (4)在實驗中,從溶液中過濾出H2TiO3後,所得濾液渾濁,應如何操作 。
      (5)為測定鈦鐵礦中鐵的含量,某同學取經濃硫酸等處理的溶液(此時鈦鐵礦中的鐵已全部轉化為二價鐵離子),採取KMnO4標準液滴定Fe2+的方法:(不考慮KMnO4與其他物質反應)在滴定過程中,若未用標準液潤洗滴定管,則使測定結果 (填“偏高”、“偏低”或“無影響”),滴定終點的現象是 。滴定分析時,稱取a g鈦鐵礦,處理後,用c ml/L KMnO4標準液滴定,消耗V mL,則鐵元素的品質分數的運算式為 。
      【變式訓練】(2023秋·江蘇南通·高三如皋市第一中學開學考試)是一種重要的P型半導體材料。以一種石膏渣[含及少量、等]為原料製備的實驗流程如下:

      已知:常溫下,。
      (1)“浸取”時,生成與等。參加反應的離子方程式為 。
      (2)“沉澱”時溶液的用量不宜過多,其原因是 。
      (3)迴圈“浸取”多次後,“濾液X”中濃度增大的陽離子主要有 。
      (4)為測定“浸取”時元素浸出率,需先測定石膏渣中元素含量。稱取石膏渣,加入足量稀充分溶解,過濾並洗滌濾渣,將濾液轉移至容量瓶中,加水稀釋至刻度;準確量取稀釋後的溶液於錐形瓶中,加入足量KI溶液(),用標準溶液滴定至終點(),平行滴定3次,平均消耗標準溶液。計算石膏渣中元素品質分數(寫出計算過程) 。
      考向2 考查以混合物的分離、提純為目的的工藝流程題
      例2.工業上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質除去並回收得到V2O5流程:
      (1)步驟①所得廢渣的成分是____________(寫化學式),操作I的名稱__________;
      (2)步驟②、③的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機萃取劑):R2(SO4)n (水層)+ 2nHA(有機層)2RAn(有機層) + nH2SO4 (水層)
      ②中萃取時必須加入適量堿,其原因是_____________________________;
      ③中X試劑為(寫化學式)______________________________________;
      (3)④的離子方程式為 ___________________________________________;
      (4)25℃時,取樣進行實驗分析,得到釩沉澱率和溶液pH之間關係如下表:
      結合上表,在實際生產中,⑤中加入氨水,調節溶液的最佳pH為____________;若釩沉澱率為93.1%時不產生Fe(OH)3沉澱,則溶液中c(Fe3+)< _____________;(已知:25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
      (5)該工藝流程中,可以迴圈利用的物質有__________和_______________。
      【變式訓練】(2023秋·河北保定·高三河北省唐縣第一中學校考期中)高品質MnO2可用於生產鋰離子電池正極材料錳酸鋰。以軟錳礦與黃鐵礦為主要原料採用“兩礦一步浸出法”製備高品質MnO2的某工藝流程如圖所示:
      已知:①軟錳礦與黃鐵礦的主要成分分別為MnO2、FeS2,還含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;②該工藝條件下,相關金屬離子完全形成氫氧化物沉澱的pH如下:
      回答下列問題:
      (1)“配礦”過程中,將軟錳礦與黃鐵礦粉碎混勻的目的是 。
      (2)“酸浸”操作中需先後分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4後發生酸浸過程的主要反應離子方程式為2FeS2+3MnO2+12H+=2Fe3++3Mn2++4S+6H2O,2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O。
      ①已知濾渣1的主要成分為S、SiO2、CaSO4等,其附著在礦粉顆粒表面使上述反應受阻,此時加入H2O2,利用其迅速分解產生的大量氣泡可破除該不利影響。分析導致H2O2迅速分解的因素是 。
      ②礦粉顆粒表面附著物被破除後,H2O2還可以繼續與MnO2反應,從而提高錳元素的浸出率,該反應的化學方程式是 。
      (3)“調pH”時調節溶液pH範圍為4.7~6.0,此時“濾渣2”的主要成分為 (填化學式)。
      (4)“沉錳”步驟發生主要反應的離子方程式為 。
      (5)利用惰性電極電解H2SO4—MnSO4—H2O體系獲得MnO2的機理(部分)如圖1甲所示,硫酸濃度與電流效率的關係如圖2所示。硫酸濃度超過3.0 ml·L-1時,電流效率降低的原因是 。

      1.(2023·浙江·高考真題)某研究小組製備納米,再與金屬有機框架)材料複合製備螢光材料,流程如下:
      已知:①含鋅組分間的轉化關係:
      ②是的一種晶型,以下穩定。
      請回答:
      (1)步驟Ⅰ,初始滴入溶液時,體系中主要含鋅組分的化學式是 。
      (2)下列有關說法不正確的是___________。
      A.步驟Ⅰ,攪拌的作用是避免反應物濃度局部過高,使反應充分
      B.步驟Ⅰ,若將過量溶液滴入溶液製備,可提高的利用率
      C.步驟Ⅱ,為了更好地除去雜質,可用的熱水洗滌
      D.步驟Ⅲ,控溫煆燒的目的是為了控制的顆粒大小
      (3)步驟Ⅲ,盛放樣品的容器名稱是 。
      (4)用和過量反應,得到的沉澱可直接控溫煆燒得納米,沉澱無需洗滌的原因是 。
      (5)為測定納米產品的純度,可用已知濃度的標準溶液滴定。從下列選項中選擇合理的儀器和操作,補全如下步驟[“___________”上填寫一件最關鍵儀器,“(___________)”內填寫一種操作,均用字母表示]。
      用___________(稱量樣品)→用燒杯(___________)→用___________(___________)→用移液管(___________)→用滴定管(盛裝標準溶液,滴定)
      儀器:a、燒杯;b、託盤天平;c、容量瓶;d、分析天平;e、試劑瓶
      操作:f、配製一定體積的Zn2+溶液;g、酸溶樣品;h、量取一定體積的溶液;i、裝瓶貼標籤
      (6)製備的螢光材料可測濃度。已知的螢光強度比值與在一定濃度範圍內的關係如圖。
      某研究小組取人血漿銅藍蛋白(相對分子品質),經預處理,將其中元素全部轉化為並定容至。取樣測得螢光強度比值為10.2,則1個血漿銅藍蛋白分子中含 個銅原子。
      2.(2023·全國·統考高考真題)是一種壓電材料。以為原料,採用下列路線可製備粉狀。

      回答下列問題:
      (1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是 。
      (2)“焙燒”後固體產物有、易溶於水的和微溶於水的。“浸取”時主要反應的離子方程式為 。
      (3)“酸化”步驟應選用的酸是 (填標號)。
      a.稀硫酸 b.濃硫酸 c.鹽酸 d.磷酸
      (4)如果焙燒後的產物直接用酸浸取,是否可行? ,其原因是 。
      (5)“沉澱”步驟中生成的化學方程式為 。
      (6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇,產生的 。
      3.(2023·全國·統考高考真題)LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)製備LiMn2O4的流程如下:
      已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
      回答下列問題:
      (1)硫酸溶礦主要反應的化學方程式為 。為提高溶礦速率,可採取的措施 (舉1例)。
      (2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
      (3)溶礦反應完成後,反應器中溶液pH=4,此時c(Fe3+)= ml·L-1;用石灰乳調節至pH≈7,除去的金屬離子是 。
      (4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉澱有 。
      (5)在電解槽中,發生電解反應的離子方程式為 。隨著電解反應進行,為保持電解液成分穩定,應不斷 。電解廢液可在反應器中迴圈利用。
      (6)煆燒窯中,生成LiMn2O4反應的化學方程式是 。
      考點要求
      考題統計
      考情分析
      以物質製備為目的工藝流程題
      2023全國乙卷27題,14分2022全國甲卷26題,14分2021全國甲卷26題,14分
      分析近三年來的高考試題有以下規律:
      無機化工流程題是近年來高考中備受關注的一種題型,該類題源於生產實際,以解決化學實際問題為目的,將化工生產過程中的主要生產流程用框圖形式展示出來,並根據其中涉及的化學知識步步設問,使問題情境真實,構成與化工生產緊密聯繫的化學工藝流程題。試題新穎,內容豐富,閱讀量大,其結構分題頭、流程圖和問題三部分。題頭一般簡單介紹該工藝生產的原料和生產目的,流程圖部分主要用框圖形式將原料到產品的主要生產工藝展示出來,問題部分主要根據生產過程中涉及的化學知識設計一系列的問題。題型可以是選擇題,也可以是主觀題。以物質製備和物質的分離提純為主的工藝流程題考查元素化合物和實驗操作、實際生產的相關知識。
      以混合物的分離、提純為目的的工藝流程題
      2023全國乙卷27題,14分2022全國甲卷26題,14分2021全國甲卷26題,14分
      釋義
      研磨、霧化
      將塊狀或顆粒狀的物質磨成粉末或將液體分散成微小液滴,增大反應物接觸面積,以加快反應速率或使反應更充分
      灼燒(煆燒)
      使固體在高溫下分解或改變結構、使雜質高溫氧化、分解等。如煆燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦
      浸取
      向固體中加入適當溶劑或溶液,使其中可溶性的物質溶解,包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等
      酸浸
      在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去的過程
      浸出率
      固體溶解後,離子在溶液中的含量的多少
      滴定
      定量測定,可用於某種未知濃度物質的物質的量濃度的測定
      酸作用
      溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質離子等
      堿作用
      去油污、去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化矽、調節pH、促進水解(沉澱)
      常見問題
      答題要考慮的角度
      分離、提純
      過濾、蒸發、萃取、分液、蒸餾等常規操作,如從溶液中得到晶體的方法:蒸發濃縮—冷卻結晶—過濾—(洗滌、乾燥)
      提高原子利用率
      綠色化學(物質的迴圈利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)
      在空氣中或特定氣體中進行的反應或操作
      要考慮O2、H2O、CO2或特定氣體是否參與反應或能否達到隔絕空氣,防氧化、水解、潮解等目的
      洗滌沉澱
      方法:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉澱,待水自然流下後,重複以上操作2~3次
      判斷沉澱是否洗滌乾淨
      取最後洗滌液少量,檢驗其中是否還有某種離子存在等
      控制溶液的pH
      ①調節溶液的酸鹼性,抑制水解(或使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉澱)
      ②“酸作用”還可除去氧化物(膜)
      ③“堿作用”還可除去油污,除去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化矽等
      ④特定的氧化還原反應需要的酸性條件(或鹼性條件)
      控制溫度(常用水浴、冰浴或油浴)
      ①使化學平衡移動;控制化學反應的方向
      ②控制固體的溶解與結晶
      ③控制反應速率:使催化劑達到最大活性
      ④升溫:促進溶液中的氣體逸出,使某物質達到沸點揮發
      ⑤加熱煮沸:促進水解,聚沉後利於過濾分離
      除雜
      加入沉澱劑或控制溶液的酸鹼性使形成氫氧化物沉澱。如:除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來調節溶液的pH
      加熱
      加快反應速率或使平衡向某個方向移動。如果在製備過程中出現一些受熱易分解的物質或產物,則要注意對溫度的控制。如:侯氏制堿中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質
      降溫
      防止某物質在高溫時會分解或使平衡向著題目要求的方向移動
      分離
      固液分離——過濾
      液液分離:
      a.有溶解度差異——結晶或重結晶(蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘乾;蒸發結晶、趁熱過濾)
      b.有溶解性差異——(萃取)分液
      c.有沸點差異——蒸餾
      洗滌(冰水、熱水、有機溶劑)
      水洗:洗去晶體表面的雜質離子(適用於溶解度小的物質)
      冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質離子,並減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(適用於高溫溶解度大、低溫溶解度小的物質)
      醇洗(常用於溶解度較大的物質):洗去晶體表面的雜質離子,並減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(若對溶解度小的物質進行醇洗,則是為了洗去雜質離子,並使其儘快乾燥)
      蒸發時的氣體氛圍抑制水解
      如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時,應在HCl的氣流中加熱,以防其水解
      蒸發濃縮、冷卻結晶
      如K2Cr2O7和少量NaCl的混合溶液,若將混合溶液加熱蒸發後再降溫,則析出的固體主要是K2Cr2O7,母液中是NaCl和少量K2Cr2O7,這樣就可分離出大部分K2Cr2O7;同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl
      蒸發結晶、趁熱過濾
      如NaCl和少量K2Cr2O7的混合溶液,若將混合溶液蒸發一段時間,析出的固體主要是NaCl,母液中是K2Cr2O7和少量NaCl;同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3
      pH
      1.3
      1.4
      1.5
      1.6
      1.7
      1.8
      1.9
      2.0
      2.1
      釩沉澱率%
      88.1
      94.8
      96.5
      98.0
      98.8
      98.8
      96.4
      93.1
      89.3
      金屬離子
      Fe2+
      Fe3+
      Mn2+
      Mg2+
      Al3+
      開始沉澱pH
      6.9
      1.9
      6.6
      9.1
      3.4
      沉澱完全(c=1.0×10-5 ml·L-1)的pH
      8.3
      3.2
      10.1
      10.9
      4.7

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