高考化学工艺流程题专题讲座

原料预处理 除杂、净化料循环利用
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、产品分离提纯
熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理：
①合成氨 ②工业制硫酸 ③工业制硝酸 ④制玻璃 ⑤氯碱工业 ⑥高炉炼铁
3.表达能力（方程式、语言组织）
知识落点
1.基本理论（氧化还原、化学反应速率及平衡、水解、 沉淀溶解平衡及电化学等） 2.元素化合物 3.化学实验 （物质分离提纯等）
涉及知识分类
1.海水资源利用（氯碱工业、海水提溴、提镁等） 2.矿石冶炼（软锰矿、黄铜矿、辉铜矿、菱锌矿、 钛铁矿等） 3.侯氏制碱法（利用溶解度差异制取物质） 4.某物质的生产
5.矿石冶炼方面的试题
【例6】钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利
用率，减少环境污染。
TiCl4
Mg 648.8 1090
MgCl2 714 1412
Ti 1667 3287
熔点/℃ 沸点/℃
－25.0 136.4
请回答下列问题： （1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。 （2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。 （3）制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O，再经焙烧制得。水解时 需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因： （4）由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_______________________。反应后得 到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加 热的温度略高于 ℃即可。
1.利用物质溶解度差异制取物质的试题
【例2】以地下卤水（主要含NaCl，还有少量Ca2+、Mg2+）为主要原料生产亚硫酸 钠的新工艺如下，同时能得到用作化肥的副产品氯化铵。
物质 电离常数（25℃）
H2CO3
H2SO3
（1）“除杂”时，先加入适量石灰乳过滤除去Mg2+， 再通入CO2并用少量氨水调节pH过滤除去Ca2+，“废 渣”的主要成为 、 。 （2）“滤渣1”的化学式为 。 （3）在“滤液1”中加入盐酸的目的是___________ “滤渣2”的化学式为_________.
3.硝酸盐废水处理的试题
【例4】.(2013重庆)化学在环境保护中趁着十分重要的作用，催化反硝化法和
电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。 (1) 催化反硝化法中，H2能将NO3—还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的 pH由7变为12。 ①N2的结构式为 。 ②上述反应离子方程式为 ，其平均反应速率v(NO3—)为 mol ∙L—1 ∙min—1 ③还原过程中可生成中间产物NO2-写出3种促进NO2-水解的方法 。
(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，为除去这些离子，所加 试剂及其先后顺序为(写化学式)_______________ ________ (2)①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电 解槽隔成阴极室和阳极室，其作用________________________________， 电解饱和食盐水的化学反应方程式为_____________________________。 ②制取MgCl2的过程中涉及反应：MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，该反应要在HCl气 氛中进行，原因是__________。 (3)苦卤中通入Cl2已经置换出Br2，为什么吹出后用SO2吸收转化为Br－再用Cl2 置换_____________________________________________ ，由此判断Cl2、Br2、 SO2的氧化性由强到弱的顺序为________。 (4)也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有 CO2放出。该反应的离子方程式是_______________________；最后再用H2SO4处 理得到Br ，该反应的离子方程式是___________________________。
高考化学工艺流程题 专题讲座
无机工业流程题：是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 综合考查考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的一类 综合性很高的试题。
试题特点：综合性强、信息量大、陌生度高
考查能力
1.获取信息的能力（文字、流程图、图表、图像等） 2.分解问题的能力
③分液——互不相溶的液体间的分离 ④萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 ⑤升华——将可直接气化的固体分离出来。 ⑥盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 ⑦ 结晶——结晶的方法 ⅰ、蒸发结晶 ⅱ、降温结晶（加 热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥） 观察溶解度曲线，当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分离出 陡升型，可以用降温结晶的方法分离，若要分离出缓升型的溶 质，可以用蒸发结晶的方法,也就是说，蒸发结晶适合溶解度 随温度变化不大的物质，如：氯化钠。 蒸干后不变质的盐溶液可采用蒸发结晶，易水解的盐采用降温 结晶。 在结晶过程中加入某种试剂：利用同离子效应，促进晶体析出。
2.7
7.6 8.3
3.7
9.6 9.8
问题：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？ 调节pH所需的物质一般应满足两点： i、能与H＋反应，使溶液pH值增大； ii、不引入新杂质。 例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、 Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值 ②蒸发、反应时的气体氛围 保护气，防止氧化或防止水解 ③加热的目的 加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 ④降温反应的目的 防止某物质在高温时会分解或为使化学平 衡向着题目要求的方向移动 注： 易挥发物质：浓盐酸、浓硝酸、有机物。 易分解物质：H 2O2、硝酸、KMnO4、NH4Cl、难溶的碱 (Mg(OH)2,Fe(OH)3,等)，次氯酸 ⑤趁热过滤 防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在 洗涤过程中的溶解损耗 3.物质的分离和提纯的方法 ①过滤——固、液分离 ② 蒸馏——液、液分离
Ⅰ预处理
Ⅱ分离提纯
Ⅱ分离提纯
Ⅲ 还原
原 料：矿石（固体） 预处理：酸溶解（表述：“浸出”） 除 杂：控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀 核心化学反应是：控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀
工艺流程题考察内容主要有：
1.原料预处理 2.反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配 比、PH调节、溶剂选择） 3.反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、 电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提 纯） 4.绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利 用率、能量的充分利用） 5.化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。
(2)电化学降解NO3-的原理如题11图所示。
A 直流电源 质子交换膜
B
Pt 电极 H2O
Ag-Pt 电极 NO3— N2 题11图
(填“A”或“B”)，阴极反应式为 。 ②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m左－△m右) 为 g。
①电源正极为
4.废旧电池处理的试题
【例5】. (2013·全国新课标)锂离子电池的应用很广，某正极材料可再生利用，某锂
4.常见名词 浸 出：固体加水（酸）溶解得到离子 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸 浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物 通过过滤除去的溶解过程 水 洗：通常为除去水溶性杂质 水 浸：与水接触反应或溶解
5.陌生的氧化还原方程式书写 （1）判断变价后的产物：结合题目信息，确定反应物、产 物 （2）配平变价物质的系数：利用化合价升降配平变价物质 （3）观察配平其它项：结合介质酸碱性，书写辅助产物、 观察配平 ※ 产物不能与反应物反应；注意介质的酸碱性。 6.工艺流程的优缺点评价 （1）循环利用，节约成本 （2）原料价格低廉 ，原子利用率高 （3）绿色化学，没有污染，没有有毒有害物质产生
K1=4.4X10－7 K2=4.7X10－11 K1=1.23X10－2 K2=5.6X10－8
（4）已知H2CO3和H2SO3的电离常数如下表，“通入SO2”反应的化学方程式 为 。
2.海水资源的综合利用的试题
【例3】．海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人 类提供了大量工业原料。下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：
离子电池的正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池 负极发生的反应为6C+xLi++xe-LixC6，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中某些金属资 源(部分条件未给出)。
(1) LiCoO2中，Co元素的化合价为 。 (2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式： 。 (3) “酸浸”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： ;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 。 (4) 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式： 。 (5) 充电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池的总反应 式： 。 (6) 上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因 是 ;在整个回收工艺中，可回收到的金属化 合物有 (填化学式)。
废水处理 含氮废水处理（NO3-、NO2-盐废水处理） （2013重庆高考题考过NO3-处理） 含铬废水的处理（Cr2O72-） 废旧电池的处理(2013年新课标全国卷27题) 电子垃圾如线路板的处理
5.废物处理
废渣处理
解题思路
基本流程：明确整个流程及各部分的目的 → 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.要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。 2.再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 3.要看清所问问题，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，不一定影响答后面的问题。 分析流程图需要掌握的技巧： 1.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； 2.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； 3.解析流程图并思考：从原料到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？