高三化学工业流程题目专题-修订编选

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1、1 1.化工流程解题概述 在高考试题考察中，为了使化学教学更加紧密联系工农业生产和日常生活，高考将无机框图题改为化 学工艺流程框图题。这类题是通过某种重要的化工产品的工业生产流程简图的分析，以物质制备、分离、 提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操作、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识 为考察知识目标，以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分解、分析、综合、解决及以经济的 视角分析实际生产中的各种问题为考察能力目标。 一一. 无机化工流程题的特点：无机化工流程题的特点： 规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。 核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。

2、 1. 流程的呈现主要有以物质转化为主线，以操作过程为主线，甚至有时候会以设备为主线。 2. 这类题常围绕以下几个知识点进行设问： 反应速率与平衡理论的运用 反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等 温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等 氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写； 利用控制 pH 分离除杂； 化学反应的能量变化； 实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等； 流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用； 环境保护与绿色化学评价。 二二. 无机化工流程题的结构无机化工流程题的结构 工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生

3、产的 目的(包括副产品)；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据 生产过程中涉及到的化学知识设置成一系列问题，构成一道完整的化学试题。 题型特点 2 1. 呈现形式：流程图、表格、图象。 2. 设问方式：措施、成分、物质、原因。 3. 能力考查：获取信息的能力、分析问题的能力、迁移推理能力、表达能力。 4. 知识落点：基本理论、元素化合物、实验。 无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查学 生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。 三三. 解题思路解题思路 明确整个流程及每一部分的目的

4、 仔细分析每步发生的反应及得到的产物 结合基础理论与实际 问题思考 注意答题的模式与要点 1. 在解这类题目时： 首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。 其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。 在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 2. 分析流程图需要掌握的技巧是： 浏览全题，确定该流程的目的由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物； 了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时 进行联系和调用； 解析流程图并思考：从原料到

5、产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？ 溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？ 杂质或副产物是怎样除去的？ 3. 工业生产流程主线与核心的分析 主线主产品。 分支副产品。 回头为循环。 四四. 解题方法解题方法 1. 首尾分析首尾分析 典例典例 1 （2014江苏单科化学卷）江苏单科化学卷）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含 Al2O3、SiO2 等）制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。 3 （1）酸浸时反应的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 （填化学式） 。 （

6、2） 加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸， 并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤 渣 的主要成分为 （填化学式） ；若溶液的 pH 偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是 （用离子方程式表示） 。 （3） 上述流程中经完全热分解放出的 SO2量总是小于吸收的 SO2量， 其主要原因是 ； 与吸收 SO2 前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的 pH 将 （填“增大”、“减小”或“不变”） 。） 。 【名师点拨】【名师点拨】首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点是：简单、直观，很容易 抓住解题的关键，用起来方便有效。使用

7、这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品组成，从中 产生的将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的 主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就迎刃而解。 【变式训练】【变式训练】 （2015 浙江）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考 虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程： 下列说法不正确的是（ ） A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉 B固体 1 中一定含有 SiO2，控制 pH 是为了使 Al3+转化为 Al(OH)3，进入固体 2 C从溶液 2

8、得到 FeSO47H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D若改变方案，在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得 【名师点晴】离子推断题的发展主要以离子反应为前提，主要考查学生在熟练掌握阴阳离子性质的基 础上， 进行定性推断， 考查方式为离子的判断、 离子间的反应方程式， 在此基础上会结合相关化学量的计算， 还有综合推断型，主要考查学生定性分析和定量分析的综合能力，还会出现与元素化合物知识相结合。考 查学生的综合解题能力。考查了学生对知识理解、综合运用能力及阅读材料接受信息的能力和思维能力， 对相关知识的掌握情况，能够很好地考查考生所掌握的

9、化学知识结构。这道高考题为一道中高档题，能力 要求较高。 4 2. 分段分析分段分析 典例典例 2（2016 北京）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和 H2SO4为 原料，制备高纯 PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下： （1）过程中，在 Fe2+催化下，Pb 和 PbO2反应生成 PbSO4的化学方程式是_。 （2）过程中，Fe2+催化过程可表示为： i：2Fe2+ PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2O ii: 写出 ii 的离子方程式：_。 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的 FeSO4溶液中加入

10、 KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量 PbO2，溶液变红。 b._。 （3）PbO 溶解在 NaOH 溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq） ，其溶解度曲 线如图所示。 过程的目的是脱硫。滤液 1 经处理后可在过程中重复使用，其目的是_.(选填序号)。 A减少 PbO 的损失，提高产品的产率 B重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率 C增加 Na2SO4浓度，提高脱硫效率 过滤的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程的操作_。 【名师点晴】分段分析法解工艺流程题是一种主要方法，根据生产过程，逐段分析。化学高考试题的发 展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，

11、但不管如何灵活多变，工业生产离不开反应原理中的方向、 速率和限度问题。该题以铅的再生利用为载体，考查了陌生方程式书写、元素化合物性质、速率平衡、转 化率等问题，综合性较强。第（3）的问不太好分析，需要结合图像及题目的前后信息来解决。 5 3. 交叉分析交叉分析 典例典例 3 （2014 广东） 石墨在材料领域有重要应用。 某初级石墨中含 SiO2（7.8%） 、 Al2O3(5.1%)、 Fe2O3(3.1%) 和 MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下： （注：SiCl4的沸点是 57.6C，金属氯化物的沸点均高于 150C） （1）向反应器中通入 Cl2前，需通一段时间的

12、N2，主要目的是 。 （2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体 I 中的氯化物主要 为 。由气体 II 中某物质得到水玻璃的化学方程式为 。 （3）步骤为：搅拌、 。所得溶液 IV 中阴离子有 。 （4）由溶液 IV 生成沉淀 V 的总反应的离子方程式为 。100kg 初级石墨最多 可获得 V 的质量为 kg。 （5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图 19 防腐示意图，并作相应标注。 【命题意图】：本题以石墨为载体，考查学生对物质的制备分析，对题目所给信息的理解应用，在书 写 化学方程式、离子方程式的问题上，要敢于大胆想象、创新，尤其是（4）中的总离子方程式的

13、书写，运用 所学知识结合物质性质及流程图中所给的信息，考查方程式叠加法的应用，根据所给流程图对实验操作的 判断，考查学生运用元素守恒法进行简单计算，把所学电化学防护的知识运用到实际生活中，体现化学源 于生活，应用于生活的命题思想 【名师点晴】交叉分析法也是一种重要的解工艺流程题的方法，在解题中一定要注意流程分叉时，各 物质分别到哪里去了。 【变式训练 1】银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下： 6 (注：Al(OH)3和 Cu(OH)2开始分解的温度分别为 450 和 80 ) (1) 电解精炼银时，阴极反应式为_； 滤渣 A 与稀 HNO3反应，产生的气体在

14、空气中 迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_ _。 (2) 固体混合物 B 的组成为_； 在生成固体 B 的过程中， 需控制 NaOH 的加入量。 若 NaOH 过量， 则因过量引起的反应的离子方程式为_。 (3) 完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：_CuO_Al2O3_CuAlO2= = = = = 高温 _。 (4) 若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%， 理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为_mol CuAlO2， 至少需要 1.0 molL1的 Al2(SO4)3溶液_L。 (5) CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是_、过滤、洗涤和干燥。 【变式训练 2

15、】 （2015 广东）七铝十二钙（12CaO7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主 要含 CaCO3和 MgCO3)和废 Al 片制备七铝十二钙的工艺如下： （1）煅粉主要含 MgO 和 ，用适量的 NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶， 若溶液 I 中 c(Mg2+)小于 510-6molL-1,则溶液 pH 大于 （Mg(OH)2的 Ksp=510-12)；该工艺中不能用（NH4)2SO4代替 NH4NO3，原因是 。 （2）滤液 I 中的阴离子有 （忽略杂质成分的影响） ；若滤液 I 中仅通入 CO2，会生 成 ， 从而导致 CaCO3产率降低。 （3）用 NaOH 溶液可除去废 Al 片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 。 7 （4）电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al 片和石墨，电解总反应方程式为