最新高三化学工艺流程题专题学生.docx

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最新高三化学工艺流程题专题学生

化学工艺流程题的突破

一、化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面：

1．将原料转化为产品的生产原理问题；

2．除杂、分离和提纯产品等问题；

3．提高产量和效率问题；

4．节能减排，“绿色化学”，循环利用等生产问题；

5．生产设备、流程和生产成本等工艺问题。

因此，答题时，不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚，只要把握住主要的考查方向，理清每个环节的目的和结果，再根据题中的具体设问，结合题中提取的信息和头脑中原有的知识和技能，进行针对性作答即可，切不可拘泥于流程图中的每个细节，把时间和精力过多用于流程分析，使解题误入歧途。

二、核心知识点突破

不同的学生在完成工艺流程题时遇到的难点是不同的，通过学生易错题的分析，针对性的做了一下的核心知识点的突破教学。

Ⅰ、盐溶液的分离提纯方法：

结晶法

结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法，大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法，难点在于混合溶液得到晶体的操作。

（1）纯物质溶液得到晶体：

蒸发结晶（NaCl型：

溶解度随温度变化小的物质）

蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶（KNO3型：

溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）

（2）混合溶液（分离A和B）：

要得到溶解度受温度变化小的溶质：

蒸发结晶，趁热过滤    

要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体：

 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤 

Ⅱ、预处理的各种方法

工艺流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。

（1）粉碎或研磨：

增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转

化率（或浸取率）。

（2）煅烧或灼烧：

不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除

去热不稳定的杂质

（3）酸浸：

溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）

（4）碱溶：

去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）

Ⅲ、平衡原理的应用

在工艺流程中经常会涉及化学反应平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的转化，离子的水解平衡

练习2．工业上以锂辉石（Li2O·A12O3·4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。

其部分工艺流程如下：

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3。

向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）________________________。

答题模版四句话：

①氢氧根与镁离子结合生成Mg（OH）2沉淀，Ca2+与CO3结合生成CaCO3沉淀（外因的改变），②使Mg2+浓度减小（对该平衡内在某因素的影响）；③使杂卤石的溶解平衡向右移动（平衡移动方向）④Li+变多（与问题衔接）。

（①选对平衡体系，是难溶性杂卤矿的沉淀溶解平衡；②按照四句话的模版回答）（即考查学生对化学平衡本质的理解）

很多时候题目中已经将外因的改变和最终结果都已经给出，学生需要找到中间的外因改变带来的内因的变化，注意抓住最主要的矛盾。

Ⅴ、循环利用的物质：

同学理解物质循环利用的目的：

节能减排，“绿色化学”，降低成本等生产问题，提炼出：

一定不会用于循环的物质：

目标产物，杂质

可以用于循环的物质：

辅助试剂、母液

练习4、某小组以难溶性钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：

（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是、和水。

Ⅵ、控制温度的目的

1、加热：

加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；

除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca（HCO3）2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；

使沸点相对较低的原料气化

2、降温：

防止某物质在高温时会溶解（或分解）；

使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）；

使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失

3、控温：

（用水浴或油浴控温）

防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；

使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生；

降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。

5、实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4·7H2O），过程如下：

（5）在⑥中，将溶液Z控制到70～80℃的目的是_______________________；

Ⅶ、注重文字叙述的规范性

1、洗涤沉淀：

往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。

2、从溶液中得到晶体：

蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤—干燥。

3、在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。

4、检验沉淀是否洗涤干净：

取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加XX试剂，振荡，若没有……现象，则沉淀洗涤干净

5、检验是否沉淀完全：

表达一：

静置，往上层清夜中继续滴加XX试剂

或者表达二：

过滤，取滤液少许于试管中，滴加XX试剂

Ⅷ、高频问题：

注意答题技巧

1、“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：

答：

适当提高反应温度、增加浸出时间，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌

2、如何提高吸收液和SO2反应速率：

答：

适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌

3、从溶液中得到晶体：

答：

蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥

4、过滤用到的三个玻璃仪器：

答：

普通漏斗、玻璃棒、烧杯

5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：

答：

玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘

6、沉淀洗涤操作：

答：

往漏斗中（工业上改为往过滤器中）加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次

7、检验沉淀Fe（OH）3是否洗涤干净（含SO42-）：

答：

取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀则说明未洗涤干净，若无白色沉淀则说明洗涤干净

8、如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2：

答：

在干燥的HCl气流中加热，干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽

10、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值：

答：

CuO、Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3。

原因：

加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解，生成Fe（OH）3沉淀析出

11、调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.1~3.2）沉淀，pH值范围是：

答：

3.2~4.7。

原因：

调节溶液的pH值至3.2~4.7，使Fe3+全部以Fe（OH）3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质

12、产品进一步提纯的操作：

答：

重结晶

13、趁热过滤的原因及操作：

答：

减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出或防止降温过程中××析出而损耗；

操作：

已预热的布氏漏斗趁热抽滤

14、水浴加热的好处：

答：

受热均匀，温度可控，且温度不超过100℃

15、减压蒸发（小心烘干）：

答：

常压蒸发温度过高，××易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止××分解

16、Mg（OH）2沉淀中混有Ca（OH）2应怎样除去：

答：

加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤

17、蒸发浓缩用到的主要仪器有、、烧杯、酒精灯等

答：

蒸发皿、玻璃棒。

还有取蒸发皿用坩埚钳

18、不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是：

答：

加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净

19、检验NH4＋的方法是：

答：

取××少许，加入NaOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。

20、过滤的沉淀欲称重之前的操作：

答：

过滤，洗涤，干燥，（在干燥器中）冷却，称重

21、“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”：

答：

稀释溶液，防止降温过程中××析出，提高产品的纯度

22、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸馏水的目的：

答：

为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸，一般再加入少量蒸馏水

23、加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度，原因：

答：

Na+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解

24、检验Fe（OH）3是否沉淀完全的试验操作是：

答：

取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe（OH）3沉淀完全。

25、检验滤液中是否含有Fe3+的方法是：

答：

滴入少量KSCN溶液，若出现血红色，则证明有Fe3+（或加NaOH，根据情况而定）

26、检验溶液中是否含有Fe2+（当溶液同时存在Fe3+）的方法是：

答：

滴加几滴高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液紫红色褪去，则证明有Fe2+

课堂练习：

1、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。

以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。

（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。

其消毒原理与下列物质相同的是____（填代号）。

a、84消毒液（NaClO溶液）b、双氧水c、二氧化硫d、75%酒精

（2）高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_____（填代号）。

a、浓硝酸b、硝酸银c、氯水d、烧碱

（3）上述流程中可以循环使用的物质有、（写化学式）。

（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得molKMnO4。

（5）该生产中需要纯净的CO2气体。

若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号）。

a、石灰石b、稀HClc、稀H2SO4d、纯碱

（6）操作Ⅰ的名称是；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在（填性质）上的差异，采用（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。

2、实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：

硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。

回答下列问题：

（1）为了加速固体溶解，可采取的措施是：

。

（2）实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，

用酒精灯加热。

取用蒸发皿应使用（填仪器的名称）

为了防止液滴飞溅，进行的操作是。

（3）“趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是（填化学式）。

（4）“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”，目的是。

（5）制得的KNO3产品中常含NaCl，进一步提纯的方法是。

3．（16分）铝广泛应用于化学工业和日常生活中。

工业上由铝土矿（Al2O3∙3H2O的含量约为85%，其余主要为SiO2、Fe2O3等）冶炼金属铝的流程如下。

溶出

已知拜耳法生产Al2O3∙3H2O的基本原理为：

结晶

Al2O3∙3H2O+2NaOH（aq）

2NaAlO2（aq）+4H2O，[Al2O3∙3H2O也可表示为2Al（OH）3]

（1）操作I的名称为，赤泥中除含有铝硅酸盐外，还含有的主要物质有

（2）为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为（任写三点）

（3）用化学平衡理论解释稀释溶液I有利于Al2O3∙3H2O结晶的原因____________

（4）为了析出Al2O3∙3H2O，也可向溶液I中通入过量CO2气体，写出生成Al2O3∙3H2O的离子方程式：

（5）为了回收赤泥附着液带走的有用成分，工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液I的稀释剂，请指出流程图中另一处类似的做法

4．工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红（Fe2O3），具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）滤液X中含有的金属阳离子是______________（填离子符号）。

（2）步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH（填字母）。

A．稀硫酸B．氨水C．氢氧化钠溶液D．高锰酸钾溶液

（3）步骤Ⅳ中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，检验Fe2＋的方法是__

________________________________________________________________________。

（4）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是

________________________________________________________________________。

（5）在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为

________________________________________________________________________。

5．（2015全国卷1）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：

回答下列问题：

⑴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浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

⑵利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。

“浸渣”中还剩余的物质是______（化学式）。

⑶“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_____。

⑷“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。

⑸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_______。

⑹单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。

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___________。

化学工艺流程题的突破答案

Ⅳ、答案：

正极：

O2+4e-=2O2-负极：

C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O

Ⅴ、答案：

Na2CO3、CO2

1、答案解析：

MnO2与KOH混合并在空气中共熔，便可制得墨绿色的锰酸钾熔体：

2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O锰酸钾在酸性或中性的环境下，MnO42-会发生反应，生成MnO4-和MnO2：

3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3；过滤除去不溶于水的MnO2，利用溶解度的不同，采取浓缩结晶的方法使KMnO4从溶液中析出而分离出来。

答案：

（1）ab

（2）d（3）MnO2；KOH（4）2／3（5）cd

（6）过滤；溶解度，浓缩结晶。

2、答案：

解析：

（1）搅拌、加热；

（2）用玻璃棒不断搅拌滤液坩埚钳；（3）NaCl；（4）稀释溶液，防止降温过程中NaCl析出，提高产品的纯度；（5）重结晶

3、

（1）过滤Fe2O3（共4分，各2分）

（2）将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH的浓度（任答三点即得满分）（3分）

（3）稀释降低了NaOH的浓度，有利于NaAlO2或NaAl（OH）4的水解，使平衡向结晶方向移动（或向左移动）（3分）

（4）CO2（过量）+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-或

2CO2（过量）+2AlO2-+4H2O=Al2O3∙3H2O↓+2HCO3-（3分）

（5）将溶液III循环使用溶解铝土矿（3分）

4、解析：

（1）硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2＋、Fe3＋。

（2）步骤Ⅲ要把pH调高，步骤Ⅳ还要加NH4HCO3，故使用氨水。

若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入Na＋，所以选B。

（4）NH4HCO3受热易分解，高温会促进Fe2＋水解。

答案：

（1）Fe2＋、Fe3＋　

（2）B

（3）取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色

（4）防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋水解

（5）4FeCO3＋O2

2Fe2O3＋4CO2

5、【答案】⑴Mg2B2O5·H2O+2H2SO4===2MgSO4+2H3BO3；减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。

⑵Fe3O4；SiO2和CaSO4；

⑶将Fe2+氧化为Fe3+；使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去。

⑷（七水）硫酸镁

⑸

⑹2H3BO3===B2O3+3HOB2O3+3Mg===3MgO+2B