2023年高考化学二轮备考《化工流程复习与解题策略》

2023年高考二轮复习专题《化工流程解题策略研究》学业水平等级考试评价报告

试题注重考查化学学科核心素养，从实际情境中抽提化学问题，努力实现从“解题”到“解决问题”。核心：控制（条件）、转化（反应）化工流程题以某一具体的化工生产为背景素材，将其真实过程以流程图的形式呈现，配以相应的文字信息，考查学生接受、吸收和整合化学信息的能力，运用所学知识分析和解决实际问题的能力及化学实验和科学探究能力。化工流程基本结构工业流程题的呈现模式4箭头进入的是投料(即反应物)箭头出去的是生成物(主产品或副产物)原料处理分离提纯获得产品1．将原料转化为产品的生产原理问题；

2．除杂、分离和提纯产品等问题；3．提高产量和效率问题；

4．节能减排，“绿色化学”，循环利用等生产问题；5．生产设备、流程和生产成本等工艺问题。

化工流程题一般就围绕这五个方面设问，需要我们灵活应用相关物质的性质和物质间相互反应的知识，熟练掌握物质分离提纯的基础知识，还要具备分析工艺流程的方法和能力。化工流程题解决的主要问题工业流程题的解题思路读题干思考，寻找生产目的明晰化学变化，实验操作，确定的物质写出来，找解题关键物理性质，特殊反应，性质对比等分析工艺流程问题中有时会有重要提示阅读信息看清问题规范作答

线索

侧重考查主要目的制备物质核心化学反应产物又多又纯杂质分离提纯杂质分离彻底辅助试剂辅助主要物质转化或分离杂质循环利用要明确目的，抓住几条线索：

一定不会用于循环的物质：目标产物，杂质可以用于循环的物质：辅助试剂、母液化学性质物理性质分离提纯溶解性：过滤、结晶、盐析、吹出、萃取分液熔沸点：冷凝、升华、分馏（蒸馏）工业流程题的核心：分离提纯浸出：酸溶（除SiO2）、碱溶（除Al及其化合物）沉淀：加沉淀剂、调pH、双水解、沉淀转化氧化还原：常见氧化剂、还原剂（关注H2O2）加热分解：热稳定性差的盐或氢氧化物电解：放电顺序、电渗析

工业流程中常考查的解答题1、滤液、滤渣、气体成分是什么？（追根溯源求写全）2、加入某试剂或进行某操作的目的是什么？（全局）3、某步骤选用的试剂是什么？为什么？（如酸的选择）4、从溶液中获得某晶体的操作是什么？（8+6字真言）5、运用某原理解释原因？（如氧化还原/平衡理论）6、要计算某物质含量，应测量的数据是什么？（定量）7、流程中可以循环使用的物质是什么？（箭头、反应）8、控制某条件的原因是什么？（如水浴加热、趁热过滤等）①研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。②水浸：与水接触反应或溶解。③酸浸:与酸接触反应或溶解，使可溶性金属进入溶液，不溶物通过过滤除去。④碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）⑤灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。⑥煅烧——改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。⑤基础落实：1对原料进行预处理的常用方法：①调节溶液的pH

常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。②控制温度

根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。③趁热过滤

防止某物质降温时会析出。④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。2控制反应条件的常用方法：(1)过滤：分离难溶物和易溶物。(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质如NaCl

3.常用分离提纯方法(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质。混合溶液（分离A和B）：①除去溶解度小的杂质：加热浓缩，趁热过滤，冷却结晶

②要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体：

加热浓缩，冷却结晶(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。(5)温度不高于××℃的原因，适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。(4)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方

向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。

(1)除杂：除去……中的……(2)干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……(3)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。4常见答题模板(6)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。(7)从滤液中提取溶解度受温度影响较小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤，如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来、洗涤、干燥。(8)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。(9)洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。常见答题模板(14)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化。(10)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。常见答题模板(11)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。(12)乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。(13)蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。解答化工流程题的策略(1)粗读流程懂目的整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、核心反应、分离提纯等阶段，基本了解原料是什么，要得到什么产品。

(2)精读信息解意图精读信息,分析流程中的每一步骤。抓住关键字、词；抓住物质流向、实验操作方法等,搞清楚从原料到产品发生的核心反应是什么，得到了哪些产物?对制得产品有什么影响?(3)迁移知识解问题

化工流程题，起点高、落点低，本质上还是对双基的考查，其核心是物质的分离提纯，因此在解答问题时，一定要注意知识的迁移，灵活运用所学知识来解决具体问题。(4)规范表达写答案,

建立答题模板，规范表述，准确作答。化学沉淀法处理含铅废水——————沉淀溶解平衡复习含铅废水的产生

数据显示，2018年以来，我国精炼铅产量正在逐年上升，废铅的回收产量也逐年增多，但废铅回收率不太理想，不足50%。而半数以上的废铅则会进入水体、大气、土壤环境中，主要进入水环境，形成含铅废水。

含铅废水的影响如何有效解决含铅废水是我国当前面临的重要任务含铅废水处理含铅废水处理方法化学沉淀法吸附法离子交换法电解除铅法膜分离法生物修复法主要是向水中投加沉淀剂，直接与Pb2+发生化学反应形成不溶性沉淀投加吸附剂，利用分子间作用力或化学键达到去除废水中Pb2+的目的主要通过浓度差或压力差来实现离子的选择性透过。离子交换剂中的可交换基团与溶液中的Pb2+进行交换，达到去除Pb2+利用生物新陈代谢或生物体的特殊结构对金属离子进行吸附、吸收或转化Pb2+在阴极表面得到电子被还原为金属铅的过程。某研究小组在走访调查中，收集了某铅酸蓄电池处理厂排出的废液，经检验，废液中含有PbSO4以及少量的Pb2+和SO42-。该废水体系存在PbSO4的沉淀溶解平衡

PbSO4在水分子作用下，少量Pb2+和SO42-脱离固体表面进入水中；同时，水中的Pb2+和SO42-又受正负离子的吸引，回到固体表面析出。当沉淀溶解速率和生成速率相等，则建立沉淀溶解平衡。含铅废水处理PbSO4（S）Pb2+（aq）+SO42-（aq）【图像分析】含铅废水处理25℃c(Pb2+)c(SO42-)2d21曲线上a点的含义是？/10-4mol·L-1/10-4mol·L-1225℃时，Ksp(PbSO4)？Ksp=c(pb2+)c(SO42-)=4×10-83c点有无沉淀？若无，则如何改变条件使之析出？同离子效应，Q>Ksp，可生成沉淀4在d点加入硝酸铅，溶液能否变为b点？为什么？温度不变，物质的溶度积常数不变，点在线上滑，而不会滑到线外5若已知PbSO4的溶解吸热，则在d点升高温度一定可以达到b点么？不一定，若d点刚好为饱和溶液，则升高温度，溶液中离子浓度不变。Q=Kspc(Pb2+)c(SO42-)Ksp=c(pb2+)c(SO42-)-lgKsp=-lg[c(pb2+)c(SO42-)]-lgKsp=[-lgc(pb2+)]+[-lgc(SO42-)]（y=a/x）c(SO42-)=Kspc(pb2+)——-lgc(SO42-)=-[-lg(c(pb2+)]+[-lgKsp]（y=-x+a）-lg(c(pb2+)-lgc(SO42-)问：Y点对应的是硫酸铅的什么溶液？→不饱和溶液含铅废水处理·Y请用相关数据进行计算，解释研究小组在废液中选择碳酸盐沉淀Pb2+的原因。某研究小组在走访调查中，收集了某铅酸蓄电池处理厂排出的废液，经检验，废液中含有PbSO4以及少量的Pb2+和SO42-。请用离子方程式写出在该“废液”中加碳酸钠后所发生的反应。【问题1】PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)

【问题2】已知Ksp(PbSO4)=4×10-8

Ksp(PbCO3)=7.4×10-14

碳酸盐沉淀法用已知平衡常数计算陌生反应平衡常数1.写出反应离子方程式2.列出平衡常数表达式，通过分子分母同乘某离子浓度的方法凑出已知的平衡常数知识应用请运用所学的沉淀溶解平衡相关知识及方法判断：Pb2+形成哪种沉淀时去除效果最好？含铅废水处理PbSO44×10-8PbCO37.4×10-14PbF23.3×10-8PbCl21.7×10-5PbI29.8×10-3PbS8×10-28Pb(IO3)23.69×10-13PbCrO42.8×10-13PbC2O44.8×10-10Pb(OH)21.43×10-15Pb3(PO4)28×10-43对于相同类型的物质（难溶电解质的组成中阴阳离子个数比相同），Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力越弱，饱和溶液中离子浓度越小知识应用含铅废水处理硫化物沉淀法常见含硫离子的沉淀剂有Na2S、H2S、FeS、MnS等。请问，它们都能使Pb2+沉淀吗？已知：25℃，H2S的电离常数Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15Ksp(PbS)=8×10-28Ksp(FeS)=1.59×10-19

Ksp(MnS)=

4.65×10-14你认为以上试剂中，选择哪种沉淀剂更合适？你选择的依据是什么？（请从化学反应原理角度进行分析）现研究小组向酸性含铅废水中加Na2S可将Pb2+转化为PbS除去【问题3】使用该方法通常先将溶液pH调至6左右，若溶液pH过低会导致___________。国家规定的废水排放标准中铅含量不高于0.50mg/L，若某工厂处理过的废水中S2-浓度为1.0×10-21mol/L，该废水中铅含量为___________mg/L。(保留两位小数)此时是否符合废水排放标准?[已知:Ksp(PbS)=8×10-28,Mr(Pb)=207g/mol]【问题4】硫化物沉淀法会产生H2S气体污染空气0.17理论上硫化剂沉淀彻底且硫离子浓度大，速率快。但在工业上我们还需要考虑什么方面的因素呢？【分析】硫化剂价格昂贵，处理含铅废水时成本增加，同时PbS具有一定毒性，在处理过程中需特别注意操作的安全性【评价】硫化物沉淀法研究小组向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH，发现溶液变浑浊；继续滴加NaOH，溶液又变澄清。则得出了水样中各形态铅的百分含量x与溶液pH的关系（下图）【问题5】根据图示，若用氢氧化物沉淀法去除溶液中的Pb2+，应将溶液的pH调至约为_____？【问题6】若含Pb2+的废水，经处理后c(Pb2+)=2×l0-6mol·L-1，则达到排放标准，请计算，此溶液的pH不低于_______。(已知室温下：Ksp[Pb(OH)2]=2×10-15)氢氧化物沉淀法109.5研究小组向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH，发现溶液变浑浊；继续滴加NaOH，溶液又变澄清。则得出了水样中各形态铅的百分含量x与溶液pH的关系（下图）【问题7】根据图示，当

时，溶液中发生的主要离子方程式为___________。氢氧化物沉淀法【问题8】科学家发现一种新型脱铅剂DH，能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为：2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+(aq)。则脱铅时最合适的pH约为_______(选填编号)。ba．4～5b．6～7c．8～10d．12～14经检测，利用氢氧化物除铅去除率也较高，但在实施过程中要注意什么问题呢？【分析】【评价】铅的氢氧化物具有两性，碱性过强，沉淀溶解，而且该方法除铅的最佳pH较高且范围较窄，则对工艺pH的控制要求高。同时后续的沉淀物需妥善处理，否则会产生二次污染。氢氧化物沉淀法知识应用磷酸盐沉淀法除铅结果含铅废水处理比较研究小组实验测试上述沉淀剂，试验结果如下表根据以上测试结果，你认为最好的沉淀剂是序号？原因是？【思考】成本去除率实际运行废水再利用农田灌溉景观用水绿色发展2023高考二轮：无机综合复杂问题的分析与解答稳中求新，能力考查，要求更高；想得清楚，写的准确。学生遇到的的困难（障碍）：读题的方法：读什么、怎么读、读出什么？信息的提取：如何读取、翻译信息、如何迁移？设问的角度：物质性质、反应规律、反应原理？无机综合题设问主要包括：化学用语（化学方程式、离子方程式、电极反应式）的准确书写；归因分析：找到角度答出完整逻辑链条解题解决问题解题？建立从读题到答案的思维路径读题干（明确目的），读信息（翻译迁移），读设问（导语指向）审题时找出含有转化关系和条件控制的信息，并翻译成化学符号。一、认识视角：对物质及其变化的特征及规律进行认识的侧面、角度或切入点。（从哪儿想）启发和指导化学思维的方向，帮助寻找陌生情境下复杂问题的突破口。1.认识物质性质的角度（转化过程中的思考角度）溶解性：沉淀反应酸碱性（类别）：复分解反应氧还性（化合价）：氧化还原反应配位性：络合反应复分解盐类水解络合反应氧化还原×盐酸有还原性，可以使KMnO4溶液褪色，干扰SO32-的检验。B中无SO32-SO42-、S2-、SO32-（？）已知：BaS易溶于水。如何分析流程中各物质的作用？2.认识化学反应的角度（1）常见无机反应类型：酸碱反应、沉淀反应、氧还反应、络合反应等（2）动力学角度：速率问题（催化剂等）、微观历程分析（3）热力学角度：方向、限度、能量（4）其他角度：用途、定量分析盐酸有哪些性质？Au-3e-=Au3+限度小Au-3e-+4Cl-=AuCl4-限度大看到数据有何预设？反应原理的两个角度：速率与限度的界定。研究化学反应的程序：是否反应如何反应调控反应理论预测实验证据反应条件是否可逆？速率如何？限度如何？改变外界因素，体现对原理的应用123温度：反应速率，平衡移动；物质溶解度、热稳定性和挥发性压强：反应速率，平衡移动催化剂：改变速率；催化原理的理解（消耗、生成）浓度（配比）：反应速率，平衡移动；物质的性质（如氧还性强弱）溶液的pH：水解、氧还、元素存在形式接触面积：反应速率（催化剂表面、沉淀覆盖等）速率与平衡问题要准确地答到反应条件及其影响上3.反应调控的角度pH影响氧化还原；影响元素存在形态；影响水解开放式设问：pH（H+浓度）会影响什么？物质和反应两个角度化学反应物质性质类别、价态、溶解性、配位性复分解反应——更难溶、难电离、易挥发氧化还原反应——强弱律、守恒律动力学：速率问题、反应历程热力学：方向、限度、能量反应规律反应原理其他角度用途、定量等决定反应预测、解释反应解释、调控反应应用反应二、认识思路：

对物质及其变化的特征及规律进行认识的程序、路径或框架。

启发和指导化学思维的路径，帮助寻找陌生情境下复杂问题的分析框架。（怎么想）1.方程式书写程序：先写反应号和条件；再写反应物、生成物

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