2021高考化学突破工艺流程综合题之考查方式分类解析

这是一份2021高考化学突破工艺流程综合题之考查方式分类解析，共32页。PPT课件主要包含了考情考点分析，工艺流程综合题分类，工艺流程，物质制备类，物质提纯类，首尾分析法，截段分析，三段两点，制备类流程题分析建模，规范作答等内容，欢迎下载使用。
工艺流程题常涉及的知识点(1)基础化学概念（电子式、化合价、物质分类、反应类型）(2)原料预处理方法(煅烧、研磨、浸泡等)(3)氧化还原反应基本概念与应用(4)流程中物质组成推断(5)陌生化学（离子）方程式书写(6) 化学实验操作（如除杂、分离、提纯、检验等）(7)工艺条件的优化与选择(8) 电化学原理应用
2015～2019五年考点分布图
以物质的制备为主线（物质流型）
以物质的分离提纯为主线（操作反应流型）
很多考题中两者往往交错在一起，并无明显的界限（综合型）
类型1 物质制备型（“物质流”）
类型2 分离提纯型（“操作反应流”）
类型3：综合型（主线为物质转化，综合操作和反应）
分析技巧一：流程综合题结构特点
流程综合题的结构分为三个部分：题干、流程图、问题
分析技巧：1.快看题干（弄清原料和目的并标记）2.粗看流程（不必把每一步都看懂）3.细看问题（结合问题，在流程图上找到相应地方仔细分析）4.规范作答
分析技巧二：工艺流程图结构模板
1.循环物质的确定①从流程图上看：箭头回头；②从物质的转化上看：在流程中加入的物质，后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。2.副产品的判断①从流程图上看：支线产品；②从制备的目的上判断：不是主产品。3.滤渣、滤液中成分的确定要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：①反应过程中哪些物质(离子)消失了？②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应。
分析技巧三：流程图中物质的转化与跟踪
硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3
SiO2、Fe2O3、Al2O3
转化为H3BO3，促进析出
2Mg2++3CO32- +2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2 HCO3-
2Mg2++2CO32-+H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑
(2015·全国卷Ⅰ，27)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：
强化训练（熟悉的素材）
回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式___________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_______________________________________(写出两条)。
解析　Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度(升高温度)、浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。
(2)利用________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_____________(写化学式)。解析　Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3BO3外还有MgSO4[由(1)中反应生成]、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是__________________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是____________________________________。解析　“净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后再通过调节pH促进Fe3＋、Al3＋水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
使Al3＋和Fe3＋形成氢氧化物沉淀而除去
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_____________(填名称)。解析　“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的MgSO4。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________________。解析　NaBH4由Na＋和BH 组成。其中的氢显－1价，－1价的H具有较强的还原性。
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程______________________________________________________。解析　以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。
(2013·全国新课标Ⅰ卷， 27，15分) 锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为 6C ＋xLi＋＋xe－=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
分离提纯类流程题分析建模
回答下列问题：(1)LiCO2中，C元素的化合价为_____。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。
2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑
回答下列问题：(1)LiCO2中，C元素的化合价为________。(3)“酸浸”一般在80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 。
— Li2SO4＋ CSO4
回答下列问题：(3)“酸浸”一般在80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 。
2LiCO2＋3H2SO4＋H2O2 = Li2SO4＋2CSO4＋O2↑＋4H2O
回答下列问题：(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式____________。
CSO4＋ NH4HCO3— CCO3↓
剩余： SO42-、NH4 + 、H+
NH4HSO4＋NH4HCO3—(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
＋ NH4HSO4
CSO4＋ 2NH4HCO3 =CCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
回答下列问题：(5)充放电过程中，发生LiCO2与Li1－xCO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式____________________。
负极： 6C ＋xLi＋＋xe－=LixC6
正极： LiCO2 — Li1－xCO2
回答下列问题：(5)充放电过程中，发生LiCO2与Li1－xCO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式 。(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 。
Li＋从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中
回答下列问题：(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有 (填化学式)。
Al(OH)3、CCO3、Li2SO4
纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1所示。
(2)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3溶液作浸取剂。①反应：Cu2S＋4FeCl3===2CuCl2＋4FeCl2＋S，每生成1 ml CuCl2，反应中转移电子的物质的量为________；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3＋较高浓度，有关反应的离子方程式为_________________________________。
(1)用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的Cu2S，其原理如图2所示，该反应的离子方程式为__________________________________________。
CuFeS2＋Cu＋2H＋===Cu2S＋Fe2＋＋
4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图3所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是____________________________________。
生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取
(3)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图4所示，当pH＞1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是________________________________。
Fe3＋水解程度随pH的升高而增大
(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时，该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为________。
解析　在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜，离子方程式为2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu＋N2↑＋4H2O，反应中还原产物为Cu，氧化产物为N2，质量之比为(2×64)∶28＝32∶7。
(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经过滤、________、干燥、______________等操作可得到Fe2O3产品。