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1、二、工业流程题答题程序二、工业流程题答题程序设问的角度：设问的角度：1.核心的化学反应核心的化学反应2.保证达到实验目的的具体操作保证达到实验目的的具体操作3.基本化学实验理念基本化学实验理念建立建立全局意识全局意识，拿到题之后不要急于下笔，要先浏，拿到题之后不要急于下笔，要先浏览全题，做到心中有数。览全题，做到心中有数。怎样浏览全题，才能做到心中有数呢？怎样浏览全题，才能做到心中有数呢？1.在题中标出该工艺流程的目的及原料，并将其对应到框在题中标出该工艺流程的目的及原料，并将其对应到框图中。（一定要标）图中。（一定要标）2.浏览题目的设问，帮助你理解流程，同时有些空可直浏览题目的设问，帮助你
2、理解流程，同时有些空可直接做答。接做答。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（酸锂（LiCoO2）导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的）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反应为6C+xLi+ +xe=LixC6。 现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）。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）。 LiCoO2乙炔黑乙炔黑铝箔铝箔（1）LiCoO2中，中，Co元素的化合价为元素的化合价为 。（2）写出
3、）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化还原反应的化学方程式下进行，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；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。（4）写出）写出“沉钴沉钴”过程中反应的化学方程式过程中反应的化学方程式。（5）充电过程中，发生）充电过程中，发生LiCoO2与与Li1-XCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式之间的转化，写出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
4、收，其原因为有利于锂在正极的回收，其原因为 。在整个回收。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有工艺中，可回收的金属化合物有（填化学式）。（填化学式）。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3+3（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)3LiMn2O4碳粉碳粉铝箔铝箔（2011福建卷
5、）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：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。建立局部意识，建构答题模型。建立局部意识，建构答题模型。1.核心化学反应的书写方法。核心化学反应的书写方法。2.流程中的具体操作。流程中的具体操作。3.基本化学学科思想。基本化学学科思想。设问角度设问角度1.核心反应核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写关注箭头的指向
6、：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：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（2012四川卷）四川卷）29（3）已知）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热时吸热160.1 kJ，1 mol CH4在氧气中完在氧气中完全燃烧生成气态水时放热全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。写。写出空气反应器中发生反应的热化学方程出空气反应器中发生反应的热
7、化学方程式：式： 。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) H=？CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) H=160.1 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol （962.4 kJ/mol） （2013福建卷）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
8、。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+H2 /Cl2(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2ONaClNaClO3（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：
9、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
10、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应下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应 的化学方程式的化学方程式_；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2 LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4（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
11、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
12、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：考生这样作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）设问角度设问角度2：流程中涉及的具体的操作流程中涉及的具体的操作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
13、，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。（2015石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源，被，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管（射线管（CRT）荧光粉中提取稀土元素钇（）荧光粉中提取稀土元素钇（Y）的工艺流程如）的工艺流程如下
14、：下： 已知：废弃CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）： 成成分分含量含量/%Y2O3ZnOAl2O3PbO2MgO 预处预处理理前前24.2841.827.811.670.19预处预处理理后后68.515.424.335.430.50（1）步骤I中进行原料预处理的目的为_。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（2009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以氯化钾和钛白厂的副产品硫
15、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。其主要流程如下：高。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
16、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）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
17、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
18、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-
19、、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CuSO45H2O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
20、是选项选项目的目的分离方分离方法法原理原理A分离溶于水的碘分离溶于水的碘乙醇萃乙醇萃取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分离分离NaCl和和KNO3的混的混合物合物设问角度设问角度3：基本化学理念基本化学理念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、
21、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。若以它为等离子。若以它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
22、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）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
23、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
24、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）：（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
