高考化学工艺流程题解题模板及高考化学工艺流程题突破专题答案均附后

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高考化学工艺流程题解题模板及高考化学工艺流程题突破专题（答案均附后）‎ 一、高考化学工艺流程题解题模板 ‎（一）、原料预处理的各种方法 ‎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）‎ 例题1．【2015全国Ⅰ卷】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 ‎ 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浓度外，还可采取的措施有_____ ____（写出两条）‎ ‎【对点练习】‎ ‎1、步骤I前，β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 ‎ ‎2． MgSO4·7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业废渣主要成分是MgCO3，另外还有CaCO3、SiO2等杂质。从此废渣中回收MgSO4·7H2O的工艺如下：第一不用硫酸浸出。‎ ‎（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出任意一条）。‎ ‎(二)、调节溶液的PH:‎ ‎1、目的：使溶液中的金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀下来而除去 ‎2、需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，是PH增大的物质如用MgO、Mg（OH）2等等。‎ ‎3、原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了的浓度，增大PH ‎4、PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH 例题2、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：‎ 已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。‎ ‎（2）步骤I中，酸浸后得到酸性溶液中含有Li＋、SO42-，另含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋、Na＋等杂质，需在搅拌下加入 （填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。‎ 例题3、稀土元素是周期表中ⅢB族钪、钇和镧系元素之总称。他们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为＋3价。其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)，工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。‎ 已知： ① 该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：‎ ‎ 离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH ‎ Fe3＋‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ Y3＋‎ ‎6.0‎ ‎8.2‎ ‎（3）为使Fe3＋沉淀完全，用氨水调节pH＝a时，a应控制在________范围内，‎ ‎【对点练习】‎ ‎3、欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可以将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知Cr3＋的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为5.0和7.0，Fe3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为2.7和3.7，Fe2+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为7.6和9.6。（1）调节溶液pH至 ，可使得到的金属阳离子Fe3+和Cr3+沉淀完全。‎ ‎4、锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图。‎ ‎(3)步骤③中调节溶液pH至8一1O，宜选用的试剂为_______________。‎ A．稀硫酸 B．氢氧化锶粉末 C．氢氧化钠 D．氧化锶粉末 ‎5、硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。‎ ‎ ‎ 已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Al(OH)3‎ Mg(OH)2‎ pH ‎3．4‎ ‎5．2‎ ‎12．4‎ 一水合氨电离常数Kb=1.8×105，其饱和溶液中c(OH－)约为1×10-3mol·L-1。‎ ‎（2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂X是 　　　　（填以下字母编号）‎ ‎　　A．水　　　　B．氧化铝　　　 C．氨水　　 　D．氢氧化钠 ‎ ‎（三）、除杂、实验操作类 ‎（1）、盐溶液的分离提纯方法：结晶法 ‎1、纯物质溶液得到晶体：蒸发结晶（NaCl型）；蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶（KNO3型和含有结晶水的晶体）‎ ‎2、混合溶液（分离A和B）：蒸发结晶，趁热过滤（得NaCl型），将滤液冷却结晶，过滤（得KNO3型）‎ ‎3、由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2等溶液获取对应晶体，采取的措施是：在干燥的HCl气氛中加热蒸干 模板：加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥 仪器：蒸发皿、玻璃棒、烧杯 ‎（2）、沉淀洗涤 ‎1、沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。‎ ‎2、洗涤方法：向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。‎ ‎3、误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。‎ ‎4、沉淀是否洗涤干净的判断方法 答题模板　‎ 取最后一次洗涤液，滴加……（试剂），若没有……现象，证明沉淀已洗净 ‎ ‎ 答题模板　‎ 取少量待测液于试管中，滴加……（试剂，用量），若没有……现象，证明没有……；若出现……现象，证明含有……‎ ‎（三）、实验操作 四、终点现象的描述：‎ 当滴入最后一滴×××标准溶液后，溶液变成×××色，且半分钟内不恢复原来的颜色。‎ 例4、锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：‎ Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：‎ 温度/℃‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎50‎ ‎75‎ ‎100‎ Li2CO3的溶解度/g ‎1．539‎ ‎1．406‎ ‎1．329‎ ‎1．181‎ ‎0．866‎ ‎0．728‎ 请回答下列问题：‎ ‎ (4)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称　　　　　，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用　　　　　(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是___________________________________。‎ ‎【对点练习】‎ ‎6、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：‎ 氯化钠 硫酸铵 混合 溶解 蒸发 浓缩 趁热 过滤 Na2SO4‎ 滤液 冷却 结晶 过滤 滤液 NH4Cl 洗涤 干燥 NH4Cl产品 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：‎ ‎（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。‎ ‎（4）不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是 。‎ ‎7． MgSO4·7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业废渣主要成分是MgCO3，另外还有CaCO3、SiO2等杂质。从此废渣中回收MgSO4·7H2O的工艺如下：‎ 废渣 浸出 过滤 滤液 ‎ 滤渣A 加热 操作I MgSO4·7H2O 过滤 、洗涤 滤渣B 滤液 ‎ 操作II 稀硫酸 已知CaSO4和MgSO4的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如右图所示，试回答下列问题：‎ ‎（3）操作I的名称是 ，操作II的名称 是 。‎ ‎（4）操作I和操作II都需要用到玻璃棒，操作I中玻璃棒的主要作用 是 ，操作II中玻璃棒的主要作用是 。‎ ‎8、镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：‎ 已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。‎ ‎②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O ‎③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：‎ M(OH)n Ksp 开始沉淀时pH 沉淀完全时的pH Al(OH)3‎ ‎1.9×10－23‎ ‎3.4‎ ‎4.2‎ Fe(OH)3‎ ‎3.8×10－38‎ ‎2.5‎ ‎2.9‎ Ni(OH)2‎ ‎1.6×10－14‎ ‎7.6‎ ‎9.8‎ ‎(3) 检验电解滤液时阳极产生的气体的方是： 。‎ ‎(5) 如何洗涤和检验Ni(OH)3是否洗涤干净？ 。‎ 9、 取20.00mL富碘卤水放入 （填仪器名称）中，将0.1 mol·L－1的酸性高锰酸钾溶液装入滴定管中，达到滴定终点的标志是 。‎ ‎10、(1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2＋。检验Fe2＋是否除尽的实验操作是_______________。‎ ‎（四）、滤液和滤渣的成分判断 熟记常见难溶于水微溶于水的物质 盐酸盐：AgCl 、HgCl、CuCl ； 硫酸盐：BaSO4、PbSO4、CaSO4、Ag2SO4。‎ 碳酸盐、亚硫酸盐：除K、Na、NH4+外均难溶；氢氧化物：除KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3.H2O外均难溶。‎ 例题5、难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡 为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：‎ ‎（1）滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。‎ 例题6、某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Al(OH)3‎ Mg(OH)2‎ 完全沉淀pH ‎3．4‎ ‎5．2‎ ‎12．4‎ ‎（2）滤渣I的主要成分有 。‎ ‎【对点练习】‎ ‎11、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：‎ 查资料得知K2FeO4的一些性质：‎ ‎①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定 ‎②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂 ‎③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液 ‎（2）过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有 ，则氧化Ⅱ中，试剂A为 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；‎ ‎12、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）。‎ ‎13、是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主耍成分是，并含有杂质）制取的实验，流程如下：‎ ‎(1) 第①步研磨的目的是______________所得滤液主要含______________,______________等溶质。‎ ‎（五）温度的控制 ‎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；使沸点相对较低或易升华的原料气化。‎ ‎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：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）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。‎ ‎4、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。‎ 例7、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医用二水合氯化钙工艺流程为： ‎ ‎（5）为什么蒸发结晶要保持在160℃： 。‎ 例8、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 ℃的方法是__ ；为什么需要控制温度到70～80 ℃ 。‎ ‎【对点练习】‎ 海水 苦卤 提取粗盐 ①硫酸酸化 ②氯气氯化 含Br2的 海水 ③空气吹出 含Br2的 空气 ④SO2吸收 吸收液 ⑤ 氯化 溴水 混合物 ⑥ 蒸馏 蒸气 液溴 ⑦ 冷凝 ⑧ 分离 粗溴水 ‎ 14、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：‎ ‎（1）溴在元素周期表中位于______周期，______族． （2）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，其原因是______． （3）步骤④的离子方程式：______． （4）步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在80-900C．温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：______．如何控制温度 。 （5）步骤⑧中溴气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离．分离仪器的名称是______，分离时液溴从分离器的______（填“上口”或“下口”）排出． （6）不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氧化”的原因是______．‎ ‎（六）氧化还原反应和反应方程式的相关信息 ‎1、选择合适的氧化剂:不引入新的杂质，无污染等等 ‎2、离子方程式的书写 ‎3、氧化还原反应方程式的书写 思路:(1)、判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物 ‎（2）三步配平法配平 ‎①根据化合价升降法配平这四种物质 ‎②根据电荷守恒补充H+和OH-,并配平 ‎③根据原子个数左右相等配平并配上H2O 例题9、硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物, 主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m流程图：‎ 废铁皮 硫铁矿烧渣 酸溶 ‎200~‎‎300℃‎ 水浸 操作I 反应I 操作II FeSO4∙7H2O 稀H2SO4‎ ‎[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m ‎①稀H2SO4/②H2O2‎ ‎③水解 滤渣 操作III 滤液 滤渣 ‎（2）“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式： 。‎ ‎（5）加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+，写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式 。‎ ‎【对点练习】‎ ‎15、铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：‎ ‎（1）酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为___________________________。‎ ‎（2）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_____（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”）。‎ ‎16、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：‎ 查资料得知K2FeO4的一些性质：‎ ‎①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定 ‎②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂 ‎③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液 回答下列问题：‎ ‎（1）写出“氧化I”中，生成Fe3+的离子反应方程式 ‎ ‎（2）氧化Ⅱ中，试剂A为 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)； ‎ ‎（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3，请补充并配平该反应方程式 ‎ K2FeO4 + H2O = Fe(OH)3↓ + KOH + ‎ ‎17、镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：‎ 已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。‎ ‎②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O ‎③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：‎ M(OH)n Ksp 开始沉淀时pH 沉淀完全时的pH Al(OH)3‎ ‎1.9×10－23‎ ‎3.4‎ ‎4.2‎ Fe(OH)3‎ ‎3.8×10－38‎ ‎2.5‎ ‎2.9‎ Ni(OH)2‎ ‎1.6×10－14‎ ‎7.6‎ ‎9.8‎ ‎ (2) 写出加入Na‎2C2O4溶液的反应的化学方程式： 。‎ ‎ (4) 写出“氧化”反应的离子方程式： 。‎ ‎（七）、相关计算 与Ksp、平衡常数相关的计算（计算pH、计算离子浓度）‎ 例10、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：‎ 已知298K时， Ksp(CaCO3)=2.80×10—9， Ksp(CaSO4)=4.90×10—5 ，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。‎ 例题11、某滤液含SO42-和Sr2+、Ba2+若滤液中Ba2+ 浓度为1×10一5mol·L一1，依据下表数据可以推算滤液中Sr2+物质的量浓度为___________________。‎ SrSO4‎ BaSO4‎ Sr(OH)2‎ Ksp ‎3.3×10—7‎ ‎1.1 × 10—10‎ ‎3.2 × 10—4‎ 原电池和电解工业中的电极反应方程式书写（见电化学专题）‎ 平衡原理的应用（见平衡移动原理专题）‎ 高考化学工艺流程题解题模板答案 例1、(1) Mg2B2O5.H2O+2H2SO4 =2H3BO3+2MgSO4　提高反应温度、减小铁硼矿粉粒直径 ‎【对点练习】‎ ‎1、增加接触面积使反应充分，同时加快反应速率 ‎2、适当提高反应温度，同时不断搅拌，增加浸出时间；‎ 例题2 石灰石 例题3 3.7

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