高考新冲破化学工艺流程题：高三二轮复习化学工艺流程-课件-(1)教学教材

高考新冲破化学工艺流程题：高三二轮复习化学工艺流程-课件-(1)重要考点命题规律1.通过对科学实验中化学现象以及相关模型、图形和图表等的观察，运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用。2.综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题。3.用正确的化学用语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和成果，并做出正确解释。此类题情景新，综合性强，思维量大，难以押题，区分度大。化学工艺流程的主线原材料原材料的预处理化学反应分离提纯目标产物化学工艺流程考什么？规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：原材料预处理、生产条件的控制、物质的分离操作原材料的预处理酸浸(酸洗)——加酸使原材料溶解变成可溶性盐，不溶物通过过滤除去水浸——与水接触反应或溶解水洗——除去水溶性杂质粉碎——增大表面积，加快反应速率,提高转化率煅烧(灼烧、焙烧)——使物质在高温下氧化、分解碱浸(碱洗)——除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅反应条件控制加热——加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动降温（冰水中）——防止物质在高温时溶解；使化学反应速率下降；使化学平衡向放热方向移动控温——温度过高，物质会分解或挥发温度过低，物质无法挥发或者反应趁热过滤——防止某物质降温时会析出晶体冰水洗涤——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酸性氛围——防止水解（盐溶液配制、浓缩）pH值的控制——控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀产品的分离和提纯（1）过滤基本操作：一贴二低三靠当溶液为单一溶质时：所得晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：所得晶体带结晶水，如胆矾等：蒸发结晶；将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。当溶液为两种以上溶质时：要得到溶解度受温度影响小的溶质：要得到溶解度受温度影响大的溶质：蒸发浓缩结晶，趁热过滤,洗涤,干燥蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶，过滤，洗涤,洗涤（2）结晶（3）重结晶化学工艺流程规范答题要求（4）洗涤洗涤：取洗涤后小烧杯中的最后一次洗涤液，（若要检验氯离子）滴加AgNO3和稀硝酸，若无沉淀产生，则证明洗涤干净。向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没滤渣，静置；重复操作2-3次；检验：（5）干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干（6）灼烧固体在坩埚中进行加热（7）分液打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出（8）重复操作无机工业流程题的分析考点分布广泛能力立意设问流程难看懂与工业流程非紧密相关的考查内容难点与工业流程紧密相关的考查内容难点分头突破整体意识：﹡﹡﹡﹡两种意识﹡﹡﹡﹡快速浏览全题①流程的目的（特别是流程中的始末物质）②题目设问情况例1、：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（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的某些金属资源（部分条件未给出）。（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有______(填化学式)。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3例2、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：Al(OH)3？例3、：四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：该工艺流程中存在的不足之处是产生三废。局部意识：﹡﹡﹡﹡两种意识﹡﹡﹡﹡（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。（2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。定位意识：例4、：回答下列问题：（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）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2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，可回收到的金属化合物有__________(填化学式)。实验方案评价化合价氧化还原反应原电池反应元素化合物离子反应化学方程式原电池工作原理充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6原料目标产物原料的预处理反应条件的控制产品的分离提纯成本环保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡

核心反应123、核心反应——陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入———反应物箭头指出———生成物氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律①判断产物②配平非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物1例5、：（3）已知1molCH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1kJ，1molCH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：

。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)ΔH=？CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=＋160.1kJ/mol

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=－802.3kJ/mol

（－962.4kJ/mol）

例6、：二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。②该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为______________________。Cl2HClNaClO3+HCl——ClO2↑+H2/Cl2↑(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2ONaClNaClO3氧化还原规律例7、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（2）第③步反应的离子方程式是

。Li+LiMn2O4+O2——Li++MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O瞻前顾后例7、：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（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。（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______________________；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑瞻前顾后全面LiCoO2+H2SO4+H2O2——Li2SO4+CoSO4例7、：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（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_________________。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（√）

全省38.3%考生这样作答：

CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4（×）反应实际例8、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：2KCl+(NH4)2SO4=K2SO4↓+NH4Cl(NH4)2SO4FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O

提示核心反应——陌生方程式的书写1关注箭头的指向（聚焦局部）前后追溯物质（放大局部）氧化还原规律反应实际（物质性质、试剂用量）全面考虑原料目标产物原料的预处理反应条件的控制产品的分离提纯成本环保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡

核心反应123增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。原料的预处理浸出：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧：搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）杂质高温下氧化、分解2.1温度:反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）平衡的移动（提高转化率）温度、pH、保护气pH：物质的沉淀与溶解弱离子的水解反应条件的控制2.2保护气：隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解例9、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O

（3）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是________。防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）例10、：钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是________、______。防止反应速率过快浓HNO3易挥发、分解反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）平衡的移动（提高转化率）例11、：以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题：（3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为__________。35℃（33~40℃均可得分）2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl↓+Na2SO4产品的分离提纯过滤、结晶、蒸馏、萃取分液趁热过滤——考虑溶解度沉淀的洗涤——水（冰水、热水）、有机物（乙醇、乙醚）（主要考虑溶解度）降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。2.3沉淀的洗涤方法——

加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，滤净，重复2~3次。检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶重结晶结晶：原料目标产物原料的预处理反应条件的控制产品的分离提纯成本环保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡

核心反应123成本意识：效率意识：环保意识：浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗的控制、原料、能量的循环利用生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择3生产实际：三个意识绿色化学：无污染、无腐蚀、

“三废”(废气、废渣、废水)的处理。（必修2课本P106）“卤块”的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白。表1生成氢氧化物沉淀的pH表2原料价格表物质开始沉淀沉淀完全物质价格（元·吨-1

）Fe(OH)32.73.7漂液（含25.2%NaClO）450Fe(OH)27.69.6﹡双氧水（含30%H2O2）2400Mn(OH)28.39.8烧碱（含98%NaOH）2100Mg(OH)29.611.1纯碱（含99.5%Na2CO3）600﹡Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。？？？Mg2+Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+Fe3+Mn2+Mg2+Fe(OH)3、Mn(OH)2漂液烧碱纯碱例1、：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（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_________。有氯气生成，污染较大污染：废渣、废液（酸、碱、重金属盐）、废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）很多学生答不出循环利用：箭头指回为循环（实质就是降低成本）（福建卷·24）（上海卷·26A）例12、：从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：（1）步骤①中废渣的主要成分是______________，③中X试剂为_________________。（2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是_______________________________________________。（3）②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。[来源R2(SO4)n(水层)+2nHA（有机层）2RAn（有机层）+nH2SO4(水层)为提高②中萃取百分率，应采取的措施是____________________________________。（4）请完成④中的反应离子方程式：

（5）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH值为__________________。（6）该工艺流程中，可以循环利用的物质有_________________________________。原材料原材料的预处理化学反应分离提纯化学工艺流程的主线:例12、：从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：（1）步骤①中废渣的主要成分是______________，③中X试剂为_______