2021届高考化学工艺流程专题复习课件

化工工艺流程题问题化工工艺流程

合成氨

硝酸硫酸

海水提溴海水提镁

海带中提碘

水处理工艺常见化工工艺流程化工工艺流程

一、解化工流程题时注意要点和具体方法

在解题时宏观上要注意三点：1、明确目的，提取有用信息2、分析流程，弄清各步作用3、看问题，准确规范作答解决此类题型主要有以下四种具体方法：1、首尾分析法2、截段分析法3、交叉分析法4、“瞻前顾后”分析法化工工艺流程（2019·新课标卷Ⅲ·26）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子[Co(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：（1）“滤渣1”含有S和__；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式__。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为___~6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_（6）写出“沉锰”的离子方程式________。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=___________。

金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9化工工艺流程（2019·新课标卷Ⅲ·26）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子[Co(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：（1）SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O（2）将Fe2+氧化为Fe3+（3）4.7（4）NiS和ZnS（5）F−与H+结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2++2F−平衡向右移动（6）Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O（7）1/3金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9化工工艺流程

二、高中化工题中条件选取问题

1、控制化学反应速率的需要2、控制反应物和生成物变化的需要3、控制原料利用率的需要4、控制物质溶解的需要5、控制物质水解的需要6、控制杂质产生的需要7、控制污染的需要8、控制经济成本的需要化工工艺流程二、高中化工题中条件选取问题1、控制化学反应速率的需要（2012年福建题24）（2）化学电镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：

。解析由图可看出pH低于9时，该化学反应速率为0，故可调节电镀液的pH在8～9之间即可使反应停止。答案调节电镀液的pH在8～9之间。化工工艺流程二、高中化工题中条件选取问题2、控制反应物和生成物变化的需要

(2016年高考海南卷)KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为答案2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑化工工艺流程二、高中化工题中条件选取问题3、控制原料利用率的需要

(2016年高考江苏卷)以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：(1)氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有

(填序号)。A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解AB化工工艺流程二、高中化工题中条件选取问题4、控制物质溶解的需要(2016年高考海南卷)KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（4）已知：Kw=1.0×10-14，Al(OH)3AlO2-+H++H2OK=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于

20化工工艺流程二、高中化工题中条件选取问题5、控制物质水解的需要

(2011年江苏题16)以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是

、

。答案(2)提高铁元素的浸出率抑制Fe3+水解二、高中化工题中条件选取问题6、控制杂质产生的需要(2016年高考海南卷)KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用__(填标号)。A.HCl溶液B.H2SO4溶液C.氨水D.NaOH溶液D二、高中化工题中条件选取问题7、控制污染的需要

目前从海水中提取溴是世界各国生产溴的主要方法，其工艺流程如图所示。请回答下列问题：(1)在步骤⑤蒸馏的过程中，温度控制在80℃～90℃，温度过高或过低都不利于生产，其原因是

。(2)溴单质在CCl4中的溶解度比在水中大得多，CCl4与水不相溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用CCl4的原因是

。解析:温度过高，大量的水蒸气会随溴蒸出，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不完全蒸出，回收率太低；CCl4萃取法工艺太复杂，设备投资大，经济效益低，环境污染重。二、高中化工题中条件选取问题8、控制经济成本的需要

（2011年山东题28）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH

0（填“>”或“<”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是

。参考答案(3)<在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。化工工艺流程

三、高考化工实验试题中“防氧化”问题1、通过改变组成或结构以防止氧化2、利用保护气或保护膜来防止氧化3、创造真空环境来防止氧化4、加入其它更容易被氧化的物质以防止氧化5、控制溶液的酸碱性在一定程度可防止氧化化工工艺流程

三、高考化工实验试题中“防氧化”问题2、利用保护气或保护膜来防止氧化

(2012年江苏20)熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是

。参考答案：防止Mg、Al被空气氧化3、创造真空环境来防止氧化

(2012年江苏21)已知次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120℃以上容易分解，为什么不在敞口容器中蒸发浓缩次硫酸氢钠甲醛溶液，而是要真空蒸发浓缩？参考答案

可以防止次硫酸氢钠甲醛被空气中的氧气氧化，防止温度过高造成次硫酸氢钠甲醛分解。

三、高考化工实验试题中“防氧化”问题4、加入其它更容易被氧化的物质以防止氧化(2010年江苏18)正极材料为LiCoO2的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。问题：高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外，还能

。参考答案与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化。

三、高考化工实验试题中“防氧化”问题5、控制溶液的酸碱性在一定程度可防止氧化(2010年江苏18)正极材料为LiCoO2的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。问题：共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是

。参考答案由于Fe2+在碱性条件下更易被氧化，所以NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液不能直接混合。(2019·新课标卷Ⅱ·26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色（2）以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为__。回转窑尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为__②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的__(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为__________________。(3)成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L−1的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L−1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2+2S2O32-=2I−+S4O62-。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为___，样品中S2−的含量为__________(写出表达式)。[解析](1)焰色反应不属于化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：钠Na(黄色)、锂Li(紫红)、钾K(浅紫)、铷Rb(紫色)、钙Ca(砖红色)、锶Sr(洋红)、铜Cu(绿色)、钡Ba(黄绿)、铯Cs(紫红)；(2)流程分析:重晶石与焦炭在回转炉中反应BaSO4+4C=BaS+4CO↑，生成还原料BaS,硫化钡溶液与硫酸锌发生复分解反应S2-+Ba2++Zn2++SO42-=ZnS•BaSO4↓+，得到立德粉。①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式:CO与水蒸气反应生成CO2与H2，写出方程式CO+H2O=CO2+H2;②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体;③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式;(3)碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色:根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题。[详解](1)焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色:A.钠的焰色为黄色，故A错误;B.钙的焰色为红色，故B错误；C.钾的焰色为紫色，故C错误;D.钡的焰色为绿色，故D正确;答案:D(2)①注意焦炭过量生成CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式BaSO4+4C=BaS+4CO↑;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,写出方程式:CO+H2O=CO2+H2;答案：BaSO4+4C=BaS+4CO↑CO+H2O=CO2+H2②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体;答案:BaCO3③硫化钡与硫酸锌可溶性强电解质，写成离子