江苏省2020高考化学二轮复习题型二化工工艺流程题教案(含解析)

题型二化工工艺流程题

1．近几年化工工艺流程题的考查特点

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。

2．解答化工工艺流程题的一般思路

(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：

3．常考化工术语

常考化工术语关键词释义

研磨、雾化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)

灼烧(煅烧)

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

烧石灰石、高岭土、硫铁矿

浸取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

4.常考条件控制

(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，常见的氧化剂有氯气、过氧化氢、氧气和次氯酸钠等，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。

1．如果在制备过程中出现或用到受热易分解的物质，则要注意对温度的控制。如侯德榜制碱中的NaHCO3，还有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。

2．如果产物是一种会水解的盐，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FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质，要蒸发其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中进行来抑制其水解。

3．如果产物是一种强氧化性物质或强还原性物质，则要防止它们被其他物质还原或氧化。如产物是含Fe2＋、SO2－3、I－等离子的物质，要防止反应过程中O2的介入。

4．如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等)，则要注意在制备过程中对CO2或水的去除，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。

5．当题目中给出多种物质的沸点、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。

6．在回答题目中条件的选择原因时主要可从以下几个方面分析：

(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Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________。

(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 ℃

硫去除率＝(1－焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量

)×100% 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 2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为________(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe 2O 3。Fe 2O 3与FeS 2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe 3O 4和SO 2，理论上完全反应消耗的n (FeS 2)∶n (Fe 2O 3)＝________。

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Na 2SO 3，过量二氧化硫与NaOH 溶液反应生成NaHSO 3。(2)①根据高硫铝土矿的成分中含FeS 2和金属硫酸盐，而已知多数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 2，具体的反应原理为4FeS 2＋11O 2=====焙烧2Fe 2O 3＋8SO 2。②添加的CaO

吸收SO 2生成CaSO 3，CaSO 3易被空气中的氧气氧化为CaSO 4。根据题目所给“多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃”，可知700 ℃时CaSO 4可能未分解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 2：Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O ；向NaAlO 2溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝：CO 2(过量)＋2H 2O ＋NaAlO 2===Al(OH)3↓＋NaHCO 3。(4)根据得失电子守恒可知FeS 2与Fe 2O 3的物质的量之比为 1∶16。

答案：(1)OH －＋SO 2===HSO －

3

(2)①FeS 2 ②硫元素转化为CaSO 4而留在矿粉中

(3)NaAlO 2 Al(OH)3 (4)1∶16