高三化学专题复习 【高效备课精研】 高考化工流程题复习备考策略

化工流程题复习备考策略1、四线法主线内涵产品线需要关注陌生产品的获取过程，尤其是产品元素化合价的变化，是在初期得到产品还是后期得到产品，是分离得到还是化学反应得到试剂线去除杂质和获取产品需要加入试剂，需要关注常见试剂的作用杂质线原料含有杂质，需要处理，需要关注杂质去除主线操作线分离杂质和产品需要进行分离提纯操作化学工艺备考策略：四线法1、四线法：产品线产品线产品的获取可能在工艺前段过程，也可能是后段过程。要关注意产品核心元素的化合价变化。时间试卷原料产品时间试卷原料产品2021甲卷海水（I－）I22019Ⅰ硼镁矿硼酸及轻质氧化镁乙卷高钛炉渣（TiO2）钛、铝、镁的化合物Ⅱ重晶石碳粉立德粉ZnS·BaSO4湖南天然独居石（CePO4）Ce2(CO3)3·nH2OⅢ天然MnO2粉与MnS矿硫酸锰河北铬铁矿高价铬盐2018Ⅰ纯碱、SO2焦亚硫酸钠山东铬铁矿FeCr2O4红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）Ⅱ闪锌矿Zn2020Ⅰ黏土钒矿NH4VO3ⅢKClO3/I2KIO3Ⅱ对应原料多种含氯消毒剂的制备2017Ⅰ钛铁矿Li4Ti5O12和LiFePO4Ⅲ镍催化剂NiSO4·7H2OⅡ测定水泥钙含量山东软锰矿MnCO3Ⅲ铬铁矿K2Cr2O7时间试卷杂质除杂方法时间试卷杂质元素除杂方法2021甲卷海水中除I-外的离子沉淀产品元素2019ⅠSi、Fe、Al弱酸溶浸过滤除杂乙卷Si、Al、Mg、Ca、Fe焙烧－水浸、调pHⅡ湖南Si、Al、Fe、Ca、F气化法、焙烧－水浸、沉淀剂、调pH－絮凝剂ⅢFe、Al、Mg、Zn、Ni、Si酸浸过滤、氧化、调pH（↑）、硫化法、氟化法河北Fe、Mg、Al沉淀法2018Ⅰ富集得到过饱和溶液山东Fe、Al、Si熔融－水浸、调pH（↓）ⅡSi、Fe、Cd、Pb、S气化法、调pH（↑）、还原法2020ⅠK、Mg、Al、Si、Fe酸浸除杂，过滤滤液除杂、调pH（↑）、调pH（↓）Ⅲ逐Cl2Ⅱ2017ⅠMg、Si酸浸过滤、滤液除镁ⅢAl、Fe调pH（↑）ⅡFe、Mg、Al调pH（↑）、加热促聚沉山东Fe、Al、S氧化、调pH（↑）ⅢFe、Mg、Si熔融－水浸除铁、调pH（↓）1、四线法杂质线原料含有杂质，需要处理，需要关注杂质去除主线四、备考策略1、四线法杂质线积累常见杂质的除去方式和存在形式1、四线法试剂线时间试卷试剂时间试卷试剂2021甲卷硝酸银、铁粉、氯气2019Ⅰ(NH4)2SO4、NH4HCO3、(NH4)2CO3乙卷(NH4)2SO4、热水、氨水、硫酸Ⅱ湖南浓硫酸、H2O、氯化铁、MgO、絮凝剂、NH4HCO3ⅢH2SO4、MnO2、氨水、Na2S、MnF2、NH4HCO3河北O2、NaOH、H2O、CO22018ⅠSO2、Na2CO3山东Na2CO3、O2、H2SO4Ⅱ焙烧（空气）、硫酸、O2、ZnO、Zn2020Ⅰ硫酸、MnO2、NaOH、HCl、NH4ClⅢⅡ2017ⅠHCl、H2O2、Li2CO3、氨水、H2C2O4ⅢNaOH、H2O2、H2SO4ⅡNH4Cl－HCl－HNO3、氨水、草酸铵山东H2O2、H2SO4、氨水、NH4HCO3ⅢNa2CO3、NaNO2、KCl去除杂质和获取产品需要加入试剂，需要关注常见试剂的作用四、备考策略1、四线法试剂线积累常见试剂的作用，构建与除杂和获取产品的联系。资料卡片：H2O2的要点：不稳定性（受热易分解、遇催化剂Fe3+、Cu2+分解）、强氧化性、还原性、绿色试剂不引入杂质无污染。四、备考策略1、四线法操作线积累常见操作的目的及作用。时间试卷操作时间试卷操作2021甲卷过滤、物质转化2019Ⅰ溶浸、过滤、吸收乙卷焙烧、水浸、酸溶、过滤、热解Ⅱ研细湖南焙烧、水浸、聚沉Ⅲ溶浸、氧化、调pH、硫化、氟化、碳化河北氧化、过滤、煅烧2018Ⅰ过饱和化、结晶脱水山东焙烧、水浸、蒸发结晶（趁热过滤）、冷却结晶Ⅱ焙烧、溶浸、氧化、还原、电解2020Ⅰ氧化、沉淀、转溶、调pHⅢ逐气体、结晶过滤、浓缩结晶Ⅱ2017Ⅰ酸浸、水解、过滤、煅烧、控温Ⅲ碱浸、酸浸、转化、调pH、浓缩结晶（控pH）Ⅱ氧化、调pH（加热）、过滤山东过滤、蒸发、结晶、干燥、酸解、净化、压滤、碳化、洗涤Ⅲ熔融－氧化、水浸过滤、调pH、蒸发浓缩冷却结晶四、备考策略1、四线法操作线积累常见操作的目的及作用。资料卡片：工艺题注重反应原理的分析——化学反应本质等。四、备考策略1、四线法操作线积累常见操作的目的及作用。资料卡片：结晶对象适用于固体产品。四、备考策略从“四线法”分析2021年全国乙卷主线产品线试剂线杂质线操作线TiO2·xH2O产品线：高钛炉渣→TiO2、SiO2、CaSO4→TiO2＋→TiO2·xH2OpH至11.6金属离子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全（c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH3.24.711.113.8操作线：焙烧、水浸、酸溶、过滤、水解②TiO2SiO2Al2O3MgOCaOFe2O3化学工艺(1)原料的预处理(2)试剂的作用(3)基本操作的分析(4)陌生方程式的书写(5)实验条件的分析(6)工艺程评价(7)循环利用物质或滤液滤渣分析(8)Ksp、产率等计算化学工艺常见设问角度化学工艺备考策略：逐项施策破设问1、预处理粉碎或研磨或雾化煅烧或灼烧或焙烧浸取化学工艺1.预处理

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，以加快反应速率或使反应更充分雾化雾化：将液体分散成微小液滴，以增大接触面积，实现加快反应速率和充分反应的作用。1.预处理化学工艺粉碎或研磨或雾化煅烧或灼烧或焙烧

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。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿。焙烧另外，在焙烧工艺中有时还需要加入氧化剂或还原剂，所以焙烧可分为氧化焙烧（2021年山东卷17题）和还原焙烧（2019年II卷26题）焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4，并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。（主要FeCr2O4）化学工艺1.预处理浸取(1)水浸：与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中

(2)酸浸：通常用酸溶解、去氧化物(膜)，使得可溶性的离子进入溶液中；抑制某些金属离子的水解；除去杂质离子等

如：用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去

(3)碱浸：除去油污(酯)/碱煮；去铝片氧化膜；溶解铝、二氧化硅；调节pH、促进水解(沉淀)

(4)醇浸：提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物

浸取是指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、酸溶、碱溶、醇溶等。化学工艺1.预处理化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺常见的产品分离提纯的方法2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺常见的产品分离提纯的方法抽滤抽滤又称减压过滤，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用。化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺常见的产品分离提纯的方法热滤某些物质在溶液温度降低时，易结晶析出，为了滤除这类溶液中所含的其他难溶性杂质，通常使用热滤漏斗进行过滤，防止溶质结晶析出。过滤时，把玻璃漏斗放在铜质的热滤漏斗内，热滤漏斗内装有热水以维持溶液的温度。化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺从废旧锂离子二次电池（主要成分为LiCoO2，还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质）中回收钴和锂的工艺流程如下：“沉锂”中Li2CO3溶解度随温度变化曲线如图所示。为获得高纯Li2CO3，提纯操作依次为___________、洗涤、干燥。趁热过滤化学工艺趁热过滤2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺蒸发与蒸馏①蒸发反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。②减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、挥发。化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺萃取与反萃取①萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将物质从一种溶剂提取到另一种溶剂,使溶质和溶剂分离的分离方法。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃取:用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。化学工艺萃取与反萃取2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺萃取与反萃取在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取，可看作是萃取的逆过程。2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺

洗涤水洗：滤渣不溶时，用普通蒸馏水洗；滤渣溶解时，用冰水洗涤，以降低其溶解度，如洗涤绿矾晶体；滤渣随温度升高溶解度下降时，用热水，如洗涤硫酸镁晶体。有机溶剂（乙醇、丙酮、乙醚）洗：晶体易溶于水难溶于乙醇时，用乙醇洗涤以较少晶体溶解，并利用乙醇的挥发性除去晶体表面的水分。饱和溶液洗涤：因为用对应物质的饱和溶液可以使因为溶解造成的损失降到最低，避免晶体的损失。化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺

炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。对这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用。其流程图如下。已知FeAsO4难溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精。制得的ZnSO4·7H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用试剂为_____________。无水乙醇或饱和硫酸锌溶液化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺沉淀洗净检验一般用显色法、沉淀法、试纸法、气化法。另外，对于含Na、K的可溶性杂质可以通过焰色反应来鉴别，从而判断沉淀是否洗净取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加检验试剂，若无XX现象发生，则表明沉淀洗涤干净滤液中主要成分；易于检验，现象明显化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺答题套路及规范作答模板化学工艺2.分离提纯化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺答题套路及规范作答模板化学工艺2.分离提纯控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)①防止副反应的发生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：减少因降温而析出的溶质的量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，降低对设备的要求化学工艺3.温度控制化学工艺化学工艺化学工艺

在化学工艺中由于原料中的成分复杂性的特点，在生产工序中常常通过多种操作进行分离提纯，进而生产出较纯的产品。其中控制反应液的pH就是常用的控制反应的条件之一。加入的物质能与溶液中的H＋或OH－反应（注：一般不增加新的杂质离子）原理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（或抑制水解）使溶液中的SiO32－或AlO2－形成沉淀而除去使原料中的目标元素形成沉淀，进而提取或进一步转化成目标产物（即获得产品）化学工艺4.控制反应液的pH【2021·山东卷·17】工业上以铬铁矿（FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质）为主要原料制备红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）的工艺流程如下。回答下列问题：4.5~9.3将铬元素由CrO42-转变成目标产物红矾钠的Cr2O72-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化学工艺化学工艺化学工艺1.9Fe3+3.03.24.710.19.08.17.0Fe2+Mn2+Al3+PH“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为

，随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________，以及部分的___________。Fe3+、Al3+Mn2+(5)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是___________。NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓

（2020年全国Ⅰ，26）化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺溶度积规则

比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。Qc＞Ksp时，生成沉淀；Qc＝Ksp时，达到溶解平衡；Qc＜Ksp时，沉淀溶解。化学工艺5.关于Ksp的计算与应用【2021·全国乙卷·26】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺流程条件下，有关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH见下表：金属离子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全（c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH3.24.711.113.8（3）“母液①”中Mg2＋浓度为________________mol·L－1。。1.0×10－6信息型Ksp的相关计算pH至11.6②化学工艺5.关于Ksp的计算与应用：题型1化学工艺化学工艺化学工艺目的化学工艺化学工艺醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程如图：已知：Ksp(NiCO3)＝9.60×10－6。沉镍过程中，若c(Ni2＋)＝2.0mol·L－1，欲使100mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全[c(Ni2＋)≤10－5mol·L－1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为_____g。（保留小数点后1位有效数字）。化学工艺5.关于Ksp的计算与应用：题型2化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺已知：Ksp(NiCO3)＝9.60×10－6。沉镍过程中，若c(Ni2＋)＝2.0mol·L－1，欲使100mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全[c(Ni2＋)≤10－5mol·L－1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为_____g。（保留小数点后1位有效数字）。化学工艺5.关于Ksp的计算与应用：题型2化学工艺化学工艺化学工艺我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：洗脱液中往往还有少量Fe3＋，需要进一步分离。若使Fe3＋恰好完全沉淀[c(Fe3＋)＝1×10－5mol/L]时，Ga3＋浓度至少为______mol/L才开始沉淀。（已知Ksp[Ga(OH)3]＝1.4×10－34，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38）化学工艺5.关于Ksp的计算与应用：题型3化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺洗脱液中往往还有少量Fe3＋，需要进一步分离。若使Fe3＋恰好完全沉淀[c(Fe3＋)＝1×10－5mol/L]时，Ga3＋浓度至少为______mol/L才开始沉淀。（已知Ksp[Ga(OH)3]＝1.4×10－34，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38）当Fe3＋恰好完全沉淀时，所需c3(OH－)铁离子化学工艺5.关于Ksp的计算与应用：题型3氧化还原型化学工艺化学工艺化学工艺化学工艺6.陌生方程式的书写氧化还原型离子方程式书写真题：【2021·全国甲卷·26】碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：化学工艺6.陌生方程式的书写进入式箭头意在表达物质的导入（投料）结合导出箭头并读取题中信息，斩获产物Co2O3＋SO32－＋4H＋＝2Co2＋＋SO42－＋2H2O瞻前顾后，分析元素微粒变化已知：浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为_______________________。利用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程图化学工艺6.陌生方程式的书写常见氧化剂及其还原产物化学工艺6.陌生方程式的书写常见还原剂及其氧化产物化学工艺6.陌生方程式的书写【2021·全国乙卷·26】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。（5）“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是____________________________________。TiO2＋＋(x＋1)H2O==TiO2·xH2O↓＋2H＋pH至11.6回答下列问题：（1）“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：__________________________________________________________________。②非氧化还原型方程式书写真题增收率循环利用还绿色持续再生化学工艺化学工艺化学工艺7、循环物质确定化学工艺直接线索——从箭头指向寻找循环物质工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的流程如图所示：该流程中可循环利用的物质是____________（填化学式）。NH4Cl化学工艺7、循环物质确定化学工艺间接线索——从元素守恒思想寻找循环物质该流程中可循环利用的物质是______。氨气化学工艺化学工艺7、循环物质确定硼氢化钠（NaBH4）广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺（沸点为33℃）。工业上可用硼镁矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4）制取NaBH4，其工艺流程如图化学工艺隐蔽线索——从反应变化（或操作）寻找循环物质对操作1、操作2进行分析，找出循环物质。化学工艺助力思考化学工艺7、循环物质确定化学工艺本题旨在理解蒸馏原理的基础上得出分离产物，进而得出循环物质异丙胺，隐蔽性较强，分析时有一定难度。异丙胺化学工艺通过对操作1、操作2的分析得出，操作1过滤了Na2SiO3，操作2利用蒸馏将异丙胺与NaBH4分离。化学工艺7、循环物质确定隐蔽线索——从反应变化（或操作）寻找循环物质01020305绿色环保产量高纯度高各种“防”速率快（不宜过快），产率高不引入杂质（含杂质少）、原子利用率高循环使用原子利用率高无污染（减少污染治理成本）污染：废渣、废液(酸、碱、重金属盐)、废气(Cl2、Br2、硫和氮的氧化物——尾气处理)04成本低防倒吸、防空气、防爆炸、防水解、防暴沸、......化学工艺8、评价类方向回归教材，尽赏化学工艺之美教材常见工艺氯碱工业硅的制备的工艺流程硫酸工业硝酸工业纯碱工业——侯氏制碱法海水提镁海水提溴海带提碘制玻璃电镀、金属的提纯、电冶金化学工艺备考策略：回归教材类型1“操作反应流”型（经典）【2021·全国乙卷·26】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。化学工艺流程图式样类型类型2“物质流”型2018北京卷类型3：综合型（主线为物质转化，综合操作和反应）2017全国1卷抓住“原型”、熟练模型例：铝土矿制取铝（画“操作反应流”型）“操作反应流”型先学会画，会画就会看预处理核心反应铝土矿酸浸滤渣1过量稀盐酸过滤过滤灼烧过量氢氧化钠滤渣2过量二氧化碳滤液1电解冰晶石练习1：铝土矿制取铝（画“物质流”型）“物质流”型铝土矿沉淀滤液过量氢氧化钠过滤过量二氧化碳过滤沉淀滤液灼烧固体铝冰晶石电解海水综合利用（高温灼烧、萃取-蒸馏提纯、氧化还原、电解法）；海带中提取碘练习2：根据课本文字描述，转化成工业流程图转化成简洁步骤描述：

1.

灼烧2.溶解过滤3.

氧化4.

萃取分液

5.蒸馏

再转化成流程图：原创题赏析原创试题赏析金属钒是种重要的战略金属，被誉为“现代工业的维生素”，常用于催化剂和新型电池。某研究院利用含钒原料(主要成分为V2O5，含少量Fe2O3、TiO2、SiO2、K2O等物质）采用氯化法制备V2O5，该工艺具有高效清洁、选择性高、产品纯度高等优势，具体流程如下：题干来源金属钒是种重要的战略金属，被誉为“现代工业的维生素”，常用于催化剂和新型电池。某研究院利用含钒原料(主要成分为V2O5，含少量Fe2O3、