高考必考题型-工艺流程专题

2018高考专题工艺流程综合题型探究

河南省淮阳县第一高级中学高三复习部

【备考策略】

在全国近几年的高考中，主要考查物质的制备和提纯的工艺流程，其中涉及元素及其化合物的性质、离子反应、氧化还原反应、电池反应等。在2018年的备考中，应关注元素化合物知识与生产、生活的联系，善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素化合物知识。解答这类试题要注意循环经济、原子经济、节能环保等要求。

【考情分析】[

化学工艺流程题的解题要领

解题时首先要粗读试题，尽量弄懂流程图。要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是“循环利用”的物质。图中一般会出现超纲知识，要读懂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。所以一定要关注题目的每一个字眼，但不必将每一个物质都推出，问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有连带效应，即前一问不能回答没关系，

不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃，以免影响其他问题的作答。最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性。

1. 常见的化工术语

2. 常见的操作与答题

如何确定有关工艺流程中的重要物质?

【问题引出】

化工生产技术的“工艺流程题”已成为高考的新亮点和主流题型，其中“循环物质、副产品、滤渣和滤液”是常考知识点，具有一定的难度和区分度。

1．(1) 解题策略

(2) 物质判断：主线主产品，副线副产品，回头为循环。

2. 循环物质的确定

3. 副产品的判断

4. 滤渣、滤液成分的确定

要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一种试剂的反应情况：

(1) 哪些物质(离子)消失了。

(2) 所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应。

(3) 去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处。

1．(2013·新课标Ⅰ卷)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(LiCoO 2)，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+x Li ++x e -Li x C 6。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)。

回答下列问题：

(1) LiCoO 2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H 2SO 4和H 2O 2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) 充放电过程中发生LiCoO 2与Li 1-x CoO 2之间的转化，写出放电时电池反应方程式： (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，可回收的金属化合物有 (填化学式)。 〖答案〗(1) +3 (2) 2Al+2OH -+2H 2O2Al+3H 2↑

(3) 2LiCoO 2+3H 2SO 4+H 2O 2Li 2SO 4+2CoSO 4+O 2↑+4H 2O 、2H 2O 22H 2O+O 2↑ 有氯气生成，污染较大 (4) CoSO 4+2NH 4HCO 3CoCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O (5) Li 1-x CoO 2+Li x C 6LiCoO 2+6C

(6) Li +

从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO 3、Li 2SO 4 〖解析〗(1) 根据化合物化合价代数和为0，LiCoO 2中Co 元素的化合价为+3价。(2) 电池正极材料，有钴酸锂(LiCoO 2)，导电剂乙炔黑和铝箔等，“正极碱浸”即是铝和氢氧化钠溶液反应：2Al+2OH -+2H 2O2Al+3H 2↑。(3) 锂离子电池正极材料中的钴酸锂(LiCoO 2)，导电剂乙炔黑和铝箔经过碱浸后剩余LiCoO 2，结合流程图中后面生成的是Li 2SO 4、CoSO 4，“酸浸”发生的氧化还原反应的化学方程式为2LiCoO 2+3H 2SO 4+H 2O 2Li 2SO 4+2CoSO 4+O 2↑+4H 2O 、2H 2O 22H 2O+O 2↑；若用盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2的混合液，氯离子被氧化会有氯气生成，污染较大。(4) 用NH 4HCO 3沉淀CoSO 4生成

CoCO 3，结合质量守恒写出反应的化学方程式：CoSO 4+2NH 4HCO 3CoCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O 。(5) 由LiCoO 2转化成Li 1-x CoO 2得到电子，电极反应式为Li x C 6-x e -6C+x Li +，正极是Li 1-x CoO 2得电子转化成LiCoO 2，总的电池反应方程式+Li x C 6LiCoO 2+6C 。(6) 放电时Li +从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中，有利于锂在正极的回收。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有Al(OH)3、CoCO 3、Li 2SO 4。

2．(2015·新课标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Mg 2B 2O 5·H 2O 和Fe 3O 4，还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1) 写出Mg 2B 2O 5·H 2O 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外，还可采取的措施有 (写出两条)。

(2) 利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 (填化学式)。

(3) “净化除杂”需先加H 2O 2溶液，作用是 ；然后再调节溶液的pH 约为5，目的是 。 (4) “粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。

(5) 以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为 。 (6) 单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用 化学方程式表示制备过程： 。

〖答案〗(1) Mg 2B 2O 5·H 2O+2H 2SO 42MgSO 4+2H 3BO 3 粉碎铁硼矿、充分搅拌、适当升高温度等(任写两条)

(2) Fe 3O 4 SiO 2和CaSO 4

(3) 氧化溶液中的Fe 2+ 使溶液中的Al 3+和Fe 3+变成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，然后除去 (4) (七水)硫酸镁

(5) Na + (6) 2H 3BO 3B 2O 3+3H 2O 、B 2O 3+3Mg3MgO+2B

〖解析〗(1) 根据题干信息可知硼酸难溶于水，Mg 2B 2O 5·H 2O 与硫酸反应的化学方程式为Mg 2B 2O 5·H 2O+2H 2SO 42MgSO 4+2H 3BO 3；提高浸出速率常用的方法有：适当提高酸的浓度、粉碎铁硼矿、充分搅拌、适当升高温度等。