江苏省高考化学二轮复习 题型二 化工工艺流程题教案(含解析)-人教版高三全册化学教案.pdf

该【江苏省高考化学二轮复习 题型二 化工工艺流程题教案(含解析)-人教版高三全册化学教案 】是由【cjc201601】上传分享，文档一共【38】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【江苏省高考化学二轮复习 题型二 化工工艺流程题教案(含解析)-人教版高三全册化学教案 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:.
题型二化工工艺流程题

近几年江苏卷工艺流程题主要是以物质的制备、物质的分离提
纯为考查素材,以工艺流程图为信息背景,以物质的性质、转化、
分离等为考查点,将元素化合物知识、化学反应原理、实验等内容
有机融合在一起的综合型试题。通常会涉及陌生的化学工业工艺和
化学反应,往往给考生较大的冲击力,考生不一定能完全理解整个
流程的原理,但一般不会影响答题。从试题给出的目的出发,主要
可分为以物质制备为主要目的的工艺流程和以分离提纯为主要目
的的工艺流程。涉及物质的转化、物质的分离提纯、尾气等废弃物
的处理等化学问题,体现了变化观念、证据推理以及科学态度与社
会责任的学科素养。

(1)读题干,找信息和目的。
找出题干中的“制备”或“提纯”等关键词,明确化工生产的
原料、产品和杂质。
(2)看问题,根据具体的问题,找出流程中需重点分析的步骤或
环节,重点抓住物质流向(进入与流出)、操作方法等。
(3)局部隔离分析,分析加入什么物质,得到什么物质,发生什
么反应(或起到什么作用)。
(4)特别提醒:每个题中基本上都有与流程无关的问题,可直接
作答。:.
工艺流程图:

常考化工术语关键词释义
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面
研磨、雾化积,以加快反应(溶解)速率或使反应更充分,增大原料的转化率(或
浸取率)
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅
灼烧(煅烧)
烧石灰石、高岭土、硫铁矿
向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水
浸取
浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
过滤固体与液体的分离
滴定定量测定,可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会
蒸发结晶
呈晶体析出
蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度
水洗用水洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等
溶解,除去氧化物(膜),抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子
酸作用
等
除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH、促进水
碱作用
解(形成沉淀等)

(1)控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性,使某些金属离子形成氢氧化物沉淀析出
(或抑制水解)。:.
②加入酸或调节溶液至酸性还可除去氧化物(膜)。
③加入碱或调节溶液至碱性还可除去油污,除去铝片氧化膜,
溶解铝、二氧化硅等。
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
(2)控制温度:主要从物质性质(热稳定性、水解、氧化性或还
原性、溶解度、熔沸点、挥发性、胶体聚沉等)和反应原理(反应速
率、平衡移动、催化剂活性、副反应)两个角度思考。
(3)控制压强:改变速率,影响平衡。
(4)使用合适的催化剂:加快反应速率,缩短达到平衡所需要的
时间。
(5)趁热过滤:防止某物质降温时析出。
(6)洗涤:常见的洗涤方式有“水洗”和“乙醇洗”。“水洗”
的目的是除去沉淀或晶体表面残留的杂质,当沉淀物的溶解度随温
度升高而增大时一般可用冰水洗;“乙醇洗”既可以除去沉淀或晶
体表面残留的杂质,又可以降低晶体的溶解度,减少损失,还可以
利用乙醇易挥发的性质,加快除去沉淀或晶体表面的水分。
(7)氧化:氧化剂的选择要依据试题设置的情境,常见的氧化剂
有***气、过氧化氢、氧气和次***酸钠等,为了避免引入新的杂质,
通常选择的氧化剂有过氧化氢和氧气。
物质制备型
明确题目要制备什么物质,给的原料是什么,利用已有化学知
识并结合题干给出的提示信息勾勒出原料到目标产物的化学转化:.
路径。流程中药品、各种条件的选择都是为了能更多地获得产品,
核心是提高反应物的转化率。围绕这个核心分析药品、操作、条件
的作用,做到有的放矢。
,则要注意
对温度的控制。如侯德榜制碱中的NaHCO,还有HO、Ca(HCO)、
32232
KMnO、AgNO、HNO(浓)等物质。
433
,且水解产物中有挥发性的酸产
生时,则要加相对应的酸来抑制水解。如制备FeCl、AlCl、MgCl、
332
Cu(NO)等物质,要蒸发其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸
32
或在酸性气流中进行来抑制其水解。
,则要防止它
们被其他物质还原或氧化。如产物是含Fe2+、SO2-、I-等离子的物
3
质,要防止反应过程中O的介入。
2
(潮解或发生反应)
2
而变质的物质(如NaOH固体等),则要注意在制备过程中对CO或水
2
的去除,也要防止空气中的CO或水进入装置中。
2
、溶解度信息,则意味着需要
用蒸馏、高温(或低温)过滤来进行分离。

析:
(1)对反应速率有何影响。
(2)对平衡转化率是否有利。:.
(3)对综合效益有何影响。如原料成本、原料来源(是否广泛、
可再生)、能源成本、对设备的要求、环境保护(从绿色化学方面作
答)等。
1.(2018·高考江苏卷)以高硫铝土矿(主要成分为AlO、FeO、
2323
SiO,少量FeS和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得FeO的
2234
部分工艺流程如下:
(1)焙烧过程均会产生SO,用NaOH溶液吸收过量SO的离子方
22
程式为______________。
(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度
变化曲线如图所示。
已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃
焙烧后矿粉中硫元素总质量
硫去除率=(1-)×100%
焙烧前矿粉中硫元素总质量
①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要
来源于________。
②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的
矿粉硫去除率低,其主要原因是
_________________________________________________________
_______________
______________________________________________________
__________________。
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO,铝元素存在的形式
2
由________(填化学式)转化为________(填化学式)。
:.
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的FeO。FeO与FeS混合后
23232
在缺氧条件下焙烧生成FeO和SO,理论上完全反应消耗的
342
n(FeS)∶n(FeO)=________。
223
解析:(1)二氧化硫是酸性氧化物,少量二氧化硫与NaOH溶液
反应生成正盐NaSO,过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成NaHSO。
233
(2)①根据高硫铝土矿的成分中含FeS和金属硫酸盐,而已知多数
2
金属硫酸盐的分解温度都高于600℃,如果不添加CaO在低于
500℃焙烧,则去除的硫元素主要来源于FeS,具体的反应原理为
2
焙烧
4FeS+11O=====2FeO+8SO。②添加的CaO吸收SO生成CaSO,
2223223
CaSO易被空气中的氧气氧化为CaSO。根据题目所给“多数金属硫
34
酸盐的分解温度都高于600℃”,可知700℃时CaSO可能未分解
4
或未完全分解而留在矿粉中,从而导致添加1%CaO的矿粉硫去除
率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。(3)高硫铝土矿中的氧化铝溶
于NaOH生成NaAlO:AlO+2NaOH===2NaAlO+HO;向NaAlO溶液
223222
中通入过量的二氧化碳,生成氢氧化铝:CO(过量)+2HO+
22
NaAlO===Al(OH)↓+NaHCO。(4)根据得失电子守恒可知FeS与
2332
FeO的物质的量之比为1∶16。
23
答案:(1)OH-+SO===HSO-
23
(2)①FeS②硫元素转化为CaSO而留在矿粉中
24
(3)NaAlOAl(OH)(4)1∶16
23
2.(2017·高考江苏卷)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要
成分为AlO,含SiO和FeO等杂质)为原料制备铝的一种工艺流
23223:.
程如下:
注:SiO在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
2
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为
__________________________________
______________________________________________________
__________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO溶液,溶液的
3
pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融AlO,电解过程中做阳极的石墨易
23
消耗,原因是________
______________________________________________________
__________________。
(4)铝粉在1000℃时可与N反应制备AlN。在铝粉中添加少
2
量NHCl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是
4
______________________________________。
解析:(1)AlO为***氧化物,在NaOH溶液中会溶解生成
23
NaAlO。(2)加入的NaHCO与过量的NaOH反应,导致溶液的pH减
23
小。(3)电解AlO时阳极上生成O,O会氧化石墨。
2322
答案:(1)AlO+2OH-===2AlO-+HO
2322
(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O氧化
2
(4)NHCl分解产生的HCl能够破坏Al表面的AlO薄膜
423
3.(2014·高考江苏卷)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AlO、SiO等)制备碱式硫酸铝
232
[Al(SO)(OH)]溶液,并用于烟气脱硫研究。
24x6-2x
(1)酸浸时反应的化学方程式为
_____________________________________;
滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。
(2),其目的是中和溶液中的酸,
3
并使Al(SO)转化为Al(SO)(OH)。滤渣Ⅱ的主要成分为
24324x6-2x
________(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SO量总是小于吸收的SO
22
量,其主要原因是
_________________________________________________________
_______________;
与吸收SO前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将
2
________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:(1)酸浸时能与HSO反应的是AlO,HSO与AlO反应生
24232423
成盐和水,SiO不和HSO反应,成为滤渣。(2)CaCO和溶液中的
2243
HSO反应生成CaSO;如果pH偏高,一部分Al3+会转化为Al(OH)
2443
沉淀,离子方程式为3CaCO+2Al3++3SO2-+3HO===2Al(OH)+
3423
3CaSO+3CO↑。(3)热分解时,一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐,
42
不能分解成为SO;SO溶于水生成HSO,会中和溶液中的部分OH
2223:.
-,使溶液的pH减小。
答案:(1)AlO+3HSO===Al(SO)+3HOSiO
232424322
(2)CaSO3CaCO+2Al3++3SO2-+3HO===2Al(OH)+3CaSO+
434234
3CO↑
2
(3)溶液中的部分SO2-被氧化成SO2-减小
34
。一种以闪锌矿
(ZnS,含有SiO和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的
2
流程如图所示:
相关金属离子[c(Mn+)=·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH
0
范围如下:
金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+


回答下列问题:
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为
_____________________________________
______________________________________________________
__________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO外还有____________;氧化除杂工
2
序中ZnO的作用是__________,若不通入氧气,其后果是
__________________。
(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方
程式为:.
_________________________________________________________
_______________。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为
______________________;沉积锌后的电解液可返回________工序
继续使用。
解析:(1)在焙烧过程中ZnS和O反应生成ZnO和SO。(2)溶液
22
中的Pb2+与SO2-不能共存生成PbSO沉淀,SiO不溶于HSO,即滤
44224
渣1中含SiO和PbSO。氧化除杂过程中O能将溶液中Fe2+氧化生
242
成Fe3+,加入ZnO能调节溶液的pH,促进Fe3+完全水解。由题表
可知,Fe2+、Zn2+开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近,若不通入
O使Fe2+氧化为Fe3+,加入ZnO后无法除去Fe2+,会影响Zn的纯
2
度。(3)根据题中信息可知,还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2
++Zn===Cd+Zn2+。(4)结合图示可知,电解ZnSO溶液时生成Zn,
4
即电解时Zn2+在阴极被还原,电极反应式为Zn2++2e-===Zn。沉积
锌后的电解液中主要含有HSO,可返回溶浸工序继续使用。
24
焙烧
答案:(1)2ZnS+3O=====2ZnO+2SO
22
(2)PbSO调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+
4
(3)Cd2++Zn===Cd+Zn2+
(4)Zn2++2e-===Zn溶浸
2.(2019·徐州高三质检)氧化锌主要用作催化剂、脱硫剂、发
光剂和橡胶添加剂。一种以锌焙砂(ZnO、ZnSiO和少量AsO、CuO、
323
PbO杂质,其中As与N同主族)为原料制备氧化锌的流程如图所示::.
请回答下列问题。
(1)循环使用的物质有________、________和________。(填化
学式)
(2)“浸出”时,锌以Zn(NH)2+4进入滤液。
3
①锌浸出率与温度的关系如图1所示,请解释温度超过55℃
后浸出率显著下降的原因:
_________________________________________________________
_______________。
②锌浸出率与n(NH)∶n[(NH)SO]的关系如图2所示,6∶4之
3424
后浸出率下降,说明________(填编号)的浸出主要依赖硫酸铵浓度
的大小。

3

3
(3)“除***”过程中生成Fe(AsO)沉淀,其中铁元素的化合价
342
是________;沉淀剂为FeSO·HO、(NH)SO,添加(NH)SO的目
4242284228
的是____________________________________。
(4)“除重金属”和“深度除重金属”除去的重金属是
______(填名称)。
(5)“蒸氨”的产物主要是ZnSO和NH,写出所发生反应的化学
43
方程式:
_________________________________________________________
_______________。:.
解析:(1)由流程图可知,浸出需要加入NH·HO,NH·HO在
3232
蒸氨过程中产生,浸出需要加入(NH)SO,(NH)SO在沉锌过滤后
424424
产生,沉锌需要通入COCO在焙烧过程中产生,故NH·HO或NH、
2,2323
(NH)SO、CO属于循环使用的物质。
4242
(2)①锌浸出率在55℃后显著下降,由反应原料可知,温度升
高,氨挥发导致溶液浓度下降,浸出率下降。
②氧化锌是***氧化物,在氨与硫酸铵的比例大于6∶4时,可
以和浓氨水发生反应,生成络合物Zn(NH)2+,硅酸锌只与硫酸铵
34
反应,而此时,硫酸铵比例较低,故浸出率降低,C选项正确。
(3)由As与N同主族可知,Fe(AsO)中As元素化合价为+5,
342
则阴离子为AsO3-,铁元素化合价为+2;原本As元素化合价为+3,
4
在除***过程中变为+5,而(NH)SO具有强氧化性,故加入(NH)SO
42284228
的目的是把***元素氧化成AsO3-,以便于除去***。
4
(4)由题意可知,Zn元素在浸出后以Zn(NH)2+进入滤液,除***
34
之后,加入Zn,可将Cu与Pb置换出来过滤除去,再用S2-沉淀残
留的重金属离子,因此除去的重金属为铜和铅。
(5)由题意可知,Zn元素在浸出后以Zn(NH)2+进入滤液,结合
34
△
产物为ZnSO和氨,可分析出化学方程式为Zn(NH)SO=====ZnSO
43444
+4NH↑。
3
答案:(1)NH·HO(或NH)(NH)SOCO
3234242
(2)①温度升高,氨挥发而使溶液浓度下降,浸出率下降②C
(3)+2把***元素氧化成AsO3-以便除去***
4:.
(4)铜和铅
△
(5)Zn(NH)SO=====ZnSO+4NH↑
34443
(HBO)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、
33
肥料等工业。一种以硼镁矿(含MgBO·HO、SiO及少量FeO、
2252223
AlO)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
23
回答下列问题:
(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应
的化学方程式为
_________________________________________________________
_______________。
(2)“滤渣1”的主要成分有________。为检验“过滤1”后的
滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是__________。
(3)根据HBO的解离反应:HBO+HOH++B(OH)-,K=
333324a
×10-10,可判断HBO是________酸;在“过滤2”前,将溶
33
,目的是_________________
______________________________________________________
__________________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)·MgCO沉淀的离子方程式为
23
___________________,母液经加热后可返回__________工序循环
使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________。
解析:(1)硫酸铵溶液中存在水解平衡:NH++HONH·HO
4232
+H+,硼酸镁能与水解出的H+反应,促进平衡向右移动,生成的:.
一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡NH·HONH+HO,一
3232
水合氨浓度增大,促进NH·HO分解产生NH。用NHHCO溶液吸收
32343
氨,发生反应的化学方程式为NHHCO+NH===(NH)CO。(2)二氧
433423
化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣1的主要成分是二
氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3+的试剂可选用KSCN。(3)由题
给硼酸的解离反应方程式知,硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前,
调节pH≈,目的是将硼元素转化为硼酸,促进硼酸析出。(4)“沉
镁”中,碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱
式碳酸镁:2MgSO+2(NH)CO+HO===Mg(OH)·MgCO↓+2(NH)SO
4423223424
+CO↑,或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵,
2
可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境
保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁
受热都能分解生成氧化镁,也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化
铜、水和二氧化碳,可知采用的方法是高温焙烧法,化学方程式为
高温
MgCO·Mg(OH)=====2MgO+HO+CO↑。
3222
答案:(1)NHHCO+NH===(NH)CO
433423
(2)SiO、FeO、AlOKSCN
22323
(3)一元弱转化为HBO,促进析出
33
(4)2Mg2++3CO2-+2HO===Mg(OH)·MgCO↓+2HCO-[或2Mg2++
32233
2CO2-+HO===Mg(OH)·MgCO↓+CO↑]溶浸高温焙烧
32232
分离提纯型
:.
分离提纯型工艺流程题多以矿物、各种废弃物为原料,经过各
种处理,除去杂质获得有价值的产品。考查的核心在各种分离提纯
的实验操作以及条件的控制选择上。虽然把题目形式设计为工艺流
程框图,但其实质还是对混合物的除杂、分离、提纯操作的考查。

从试题中找出想要什么,要除去的杂质有哪些;加入的试剂都
与哪些物质发生了反应,转化成了什么物质;怎样操作才能将杂质
除去(注重信息的提取与加工)。核心是杂质的去除要彻底。

(1)固体与固体的分离
(2)固体与液体的分离
(3)液体与液体的分离

常见操作答题思考角度
过滤、蒸发、分液、蒸馏等常规操作。从溶液中得到晶体的方法:
分离、提纯
蒸发浓缩—冷却结晶—过滤(—洗涤、干燥);或蒸发结晶
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分
提高原子利用率
利用)
在空气中或在其他气体要考虑O、HO、CO或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空
222
中进行的反应或操作气,防氧化、水解、潮解等目的
判断沉淀是否洗涤干净取少量最后一次洗涤液,检验其中是否还有某种离子存在
控制溶液的pH方法见前述
控制温度(常用水浴、冰①防止副反应的发生;
浴或油浴)②使化学平衡移动:控制化学反应的方向;:.
③控制固体的溶解与结晶;
④控制反应速率:使催化剂达到最大活性;
⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发;
⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;
⑦趁热过滤:减少因降温而析出溶质的量;
⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源
成本,降低对设备的要求
①常见洗涤方式见前述;
洗涤晶体②洗涤沉淀方法: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
“水洗”除去表面可溶性杂质,金属晶体可用机械法(打磨)或化
表面处理
学法除去表面氧化物、提高光洁度等
1.(2017·高考江苏卷)某科研小组采用如下方案回收一种光盘
金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可
忽略)。
已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如
3NaClO===2NaCl+NaClO
3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH·HOAg(NH)++Cl-+2HO
32322
③常温时NH·HO(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH)+:
24232
4Ag(NH)++NH·HO===4Ag↓+N↑+4NH++4NH↑+HO
322422432
(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行,适宜的加热方式为
________________。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O,该反应
2
的化学方程式为:.
__________________________________________________。HNO
3
也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO代替NaClO的缺点
3
是_______________________________________
______________________________________________________
__________________。
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并
___________________。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨
水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH·HO反应外(该
32
条件下NaClO与NH·HO不反应),还因为
332
______________________________________________________
__________________