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1、专题：化工流程专题：化工流程探讨高考化学工艺流程题的探讨高考化学工艺流程题的特点和解题策略特点和解题策略云溪一中云溪一中 高三化学备课组高三化学备课组试题特点：试题特点：陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高工业流程题工业流程题以与工业生产和日常生活密切以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯相关的物质制备、分离和提纯为中心，为中心，以流程图为信息背景，以流程图为信息背景，以物质的性质、转化、分离等以物质的性质、转化、分离等为考查点，为考查点，将元素化合物、反应原理、化将元素化合物、反应原理、化学实验等内容有机融合。学实验等内容有机融合。无机框
2、图推断题无机框图推断题以元素特性为中心，以元素特性为中心，以不同物质间的框图转以不同物质间的框图转化为背景，化为背景，以物质性质和物质的转以物质性质和物质的转化为考查点。化为考查点。“以能力测试为主导，考查考生将与化学相关的实际问题分解，以能力测试为主导，考查考生将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的化学问题的能力。研究中的化学问题的能力。”两种意识两种意识 快速浏览全题快速浏览全题流程的流程的目的目的（特别是流程中的始末物质）（特别是流程中的始末物质）分清楚是分清楚是制备流程制备流程还是还是
3、分离提纯流程，分离提纯流程，还是还是 综合流程。综合流程。（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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（某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，），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。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）。正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属
4、化合物有）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式填化学式)。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3（2010安徽卷）安徽卷） 27锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：实验流程如下：Al(OH)3沉淀沉淀X的主要成分是的主要成分是_.（2011福建卷）福建卷） 24四氯化钛四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业是制取航天
5、航空工业材料材料钛合金的重要原料。由钛铁矿钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是主要成分是FeTiO3)制备制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：等产品的一种工艺流程示意如下：(5)该工艺流程中存在的不足之处是该工艺流程中存在的不足之处是:_.产生三废产生三废两种意识两种意识 定位意识定位意识（1）问题一般各自）问题一般各自相对独立相对独立，无连带效应，一个问题，无连带效应，一个问题 解决不了解决不了,不会影响下一个问题的解决。不会影响下一个问题的解决。 （2）每题中基本上都有）每题中基本上都有与流程无关与流程无关的问题，可直接的问题，可直接 作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，作
6、答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示， 要么与解答题目无关。要么与解答题目无关。（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27回答下列问题：回答下列问题：（1）LiCoO2中，中，Co元素的化合价为元素的化合价为_。（2）写出）写出“正极碱浸正极碱浸”中发生反应的离子方程式中发生反应的离子方程式_。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式化还原反应的化学方程式_；可用盐酸代；可用盐酸代替替H2SO4和和H2O2的混合液，但缺点是的混合液，但缺点是_。（4）写出）写出“沉钴沉钴”过程中发生反应的化学方程式过程中发
7、生反应的化学方程式_。（5）充放电过程中，发生）充放电过程中，发生LiCoO2与与Li1-xCoO2之间的转化，写出之间的转化，写出 放电时电池反应方程式放电时电池反应方程式_。（6）上述工艺中，）上述工艺中，“放电处理放电处理”有利于锂在正极的回收，其原有利于锂在正极的回收，其原因是因是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物 有有_(填化学式填化学式)。实验方案评价实验方案评价化合价化合价氧化还原反应氧化还原反应原电池反应原电池反应元素化合物元素化合物离子反应离子反应化学方程式化学方程式原电池工作原理原电池工作原理充电时，该锂离子电池负极发充电时，
8、该锂离子电池负极发生的反应为生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯循环利用循环利用环保环保建建 模模 核心反应核心反应、核心反应、核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写2015全国新课标卷全国新课标卷I非选择题为例：非选择题为例： 方程式书全部集中在方程式书全部集中在流程题流程题中。中。关注箭头的指向：关注箭头的指向：箭头指入箭头指入反应物反应物箭头指出箭头指出生成物生成物氧化还原反应：氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律熟练应用氧化还原规律判断产物形式判断产物形式配平配平非氧化还原反应
9、：非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物形式结合物质性质和反应实际判断产物形式（2010安徽卷）安徽卷） 27.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：实验流程如下：（2）第）第步反应的离子方程式是步反应的离子方程式是 。Li+LiMn2O4+O2Li+MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O（2013福
10、建卷）福建卷）24二氧化氯（二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。方法。该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生（填化学式），发生器中生成成ClO2的化学方程式为的化学方程式为_。Cl2HClNaClO3+HClClO2
11、+H2 /Cl2(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2ONaClNaClO3（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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（某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应应 的化学方程式的化学方程式_；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+
12、4H2O、2H2O2 2H2O+O2 LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4（2011广东卷）广东卷）32由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下： （注：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华） （3）在用废碱液处理气体）在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子的过程中，所发生反应的离子方程式为方程式为_。Cl22OH=ClClOH2OHOH=H2O Cl2
13、、HCl对于提纯型的流程题，关注起始原料中的杂质对于提纯型的流程题，关注起始原料中的杂质对于写全方程式尤为重要！对于写全方程式尤为重要！（2013年全国新课标卷年全国新课标卷II ）27氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质等杂质)的流程如下：的流程如下：提示：在本实验条件下，提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是产物是MnO2。（1）反应）反应中除掉的杂质离子是中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子，发生反应的离
14、子方程式为方程式为_；Fe2和和Mn2；MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H3Mn22MnO42H2O=5MnO24H（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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（某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。（4）写出）写出“沉钴沉钴”过程中发生反应的化学方程式过程中发生反应的化学方程式_。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2（） 全省全省38.3%考生这样作答：考生这
15、样作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）核心反应核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写陌生方程式的写法：陌生方程式的写法：1、关注箭头的指向、关注箭头的指向(聚焦局部聚焦局部)2、前后追溯物质（放大局部）、前后追溯物质（放大局部）3、氧化还原规律与非氧化还原规律、氧化还原规律与非氧化还原规律4、反应实际（物质性质、试剂过量与否）、反应实际（物质性质、试剂过量与否）5、全面考虑（整体思想）、全面考虑（整体思想）具体步骤具体步骤：（氧化还原型离子反应）：（氧化还原型离子反应）1、找物质，标得失。、找物质，标得失。2、选离子，平电荷。、选离子，平电荷。3、配个数，巧用
16、水。、配个数，巧用水。原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应增大固体样品与液体（或气体）的接触增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。面积，加快反应速率。原料的预处理原料的预处理浸出：浸出：研磨：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。物通过过滤除去。灼烧灼烧： （焙烧、煅烧）（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或
17、使原料初步转化）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）搅拌：搅拌： 使反应物充分接触，增大反应（或溶解）使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。速率。反应条件的控制反应条件的控制温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度（溶解度曲线）物质的溶解度（溶解度曲线）物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气（江苏卷（江苏卷 16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：
18、其主要流程如下：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O （3）反应）反应需控制反应温度低于需控制反应温度低于35 ，其目的是，其目的是_。防止防止NH4HCO3分解（或减少分解（或减少Fe2+的水解）的水解）反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）（2010江苏卷江苏卷 16） 钡盐行业生产中排出大量的钡泥钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等等。某主要生产。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥
19、制取的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流，其部分工艺流程如下：程如下：（2）酸溶时通常控制反应温度不超过）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ，且不使用浓硝酸，且不使用浓硝酸，原因是原因是_、_。防止反应速率过快防止反应速率过快浓浓HNO3易挥发、分解易挥发、分解 反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）（广东卷（广东卷21）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度
20、变化如下图所示。回答下列问题：如下图所示。回答下列问题：（3）“冷却结晶冷却结晶”过程中，析出过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为晶体的合适温度为_。35（3340均可得分）均可得分）2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl+Na2SO4温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气pH：物质的沉淀与溶解物质的沉淀与溶解弱离子的水解弱离子的水解反应条件的控制反应条件的控制温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱
21、离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气pH：物质的沉淀与溶解物质的沉淀与溶解弱离子的水解弱离子的水解保护气：保护气：隔绝空气（主要是隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解弱离子的水解反应条件的控制反应条件的控制产品的分离提纯产品的分离提纯过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤：过滤：趁热过滤趁热过滤考虑溶解度考虑溶解度沉淀的洗涤沉淀的洗涤水（冰水、热水）、水（冰水、热水）、 有机物（乙醇、乙醚）有机物（乙醇、乙醚） （主要考虑溶解度）（主要考虑溶解度）降低因溶质的溶解而引起的损耗；降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防乙醇易挥发，有利于
22、干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。止溶质与水反应生成结晶水合物。沉淀的洗涤方法沉淀的洗涤方法 加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体， 滤净，重复滤净，重复23次。次。检验沉淀是否洗净的方法检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分分析清楚溶液中的成分 Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH4+结晶：结晶：蒸发结晶蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶重结晶重结晶CuSO45H2O、ZnSO47H2O、CaBr26H2O、 Al2(SO4)318H2O2012上海卷上海卷除去除去Cu
23、SO45H2O中含有的中含有的Cu(NO3)22009广东卷广东卷除去除去Mg(ClO3)2中含有的中含有的NaCl2007广东卷广东卷除去除去NH4Cl中含有的中含有的Na2SO4NaCl题型示例题型示例9下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是选项选项目的目的分离方法分离方法原理原理A分离溶于水的碘分离溶于水的碘乙醇萃取乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分离乙酸乙酯和乙醇分液分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去除去KNO3固体中混杂的固体中混杂的NaCl重结晶重结晶NaCl在
24、水中的溶解度很大在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚除去丁醇中的乙醚蒸馏蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大丁醇与乙醚的沸点相差较大原料原料目标目标产物产物原料的原料的预处理预处理反应条件的反应条件的控制控制产品的分离产品的分离提纯提纯成本成本环保环保建建 模模 核心反应核心反应生产实际生产实际速率快、产率高、速率快、产率高、产品纯度高产品纯度高成本低、无污染成本低、无污染循环利用循环利用（必修（必修2课本课本P106，根据，根据1997年高考试测题改编）年高考试测题改编）“卤块卤块”的主要成分是的主要成分是MgCl2，此外还含，此外还含Fe3+、Fe2+和和Mn2+等离子。若以它等离子。若以它为原料
25、按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表和表2提供的资料，填写空白。提供的资料，填写空白。表表1 生成氢氧化物沉淀的生成氢氧化物沉淀的pH表表2 原料价格表原料价格表物质物质开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全物质物质价格（元价格（元吨吨-1 ）Fe(OH)32.73.7漂液（含漂液（含25.2%NaClO） 450Fe(OH)27.6 9.6双氧水（含双氧水（含30%H2O2）2 400Mn(OH)28.39.8烧碱（含烧碱（含98%NaOH
26、）2 100Mg(OH)29.611.1纯碱（含纯碱（含99.5%Na2CO3） 600Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成，生成Fe(OH)3沉沉淀除去。淀除去。？Mg2+Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+Fe3+Mn2+Mg2+Fe(OH)3、Mn(OH)2漂液漂液烧碱烧碱纯碱纯碱（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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（某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和
27、铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。可用盐酸代替可用盐酸代替H2SO4和和H2O2的混合液，但缺点是的混合液，但缺点是_。有氯气生成有氯气生成，污染较大，污染较大污染：污染：废渣、废渣、 废液（酸、碱、重金属盐）、废液（酸、碱、重金属盐）、 废气（废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）、硫和氮的氧化物）很多学生答不出，没有环保的意识。很多学生答不出，没有环保的意识。（2006四川卷）四川卷） 29四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
28、（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气，请运用化学反应速率和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气，请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由化学平衡的观点说明采取该措施的理由_。速率快、产率高速率快、产率高循环利用：循环利用：箭头指回为循环箭头指回为循环（实质就是降低成本）（实质就是降低成本）（2013福建卷福建卷24）（2005上海卷上海卷26A）建建 模模 有高度有高度有深度有深度整体与局部意识整体与局部意识生产实际意识生产实际意识答题要点意识答题要点意识有方向有方向有模式有模式温馨提示温馨提示重温课本重温课本必修必修2：P9094开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源 海水提溴（海水提溴（富集、热循环富集、热循环） 海水提镁海水提镁 课后题中各种矿石的冶炼课后题中各种矿石的冶炼选修选修4：P6265难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 沉淀反应的应用（生成、溶解、转化）沉淀反应的应用（生成、溶解、转化）
