个解答题之工艺流程综合题 全国公开课一等奖

张玉萍

5个解答题之1工艺流程综合题教学目标1了解化学工艺流程题的常见题型2掌握化工流程题的分析方法和技巧3学会常见工艺流程题的解题方法和挖掘隐含信息4培养学生发散、联想、归纳、整合、提炼知识的能力5训练学生思维的灵活性、变通性，提高学生的类比思维及逻辑推理推理能力

必备知能系统归纳

——通流程(1)制备型题型特点

(2)提纯型题型特点﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡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

核心反应（一）分析试题结构特点

——掌握解题流程题头题干（2020·新课标Ⅲ）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：题尾回答下列问题：（1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。（2）“滤液②”中含有的金属离子是______________。（3）“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即

“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。（4）利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________（列出计算式）。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________。说明（2020·新课标Ⅲ）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：由题（5）信息，硫酸镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O；局部意识[2019·新课标Ⅱ]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D回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为________。+3价瞻前顾后命题点一化学工艺流程题中原料的预处理直接作用，根本目的方法改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土煅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灼烧除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物碱浸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酸浸与水接触反应或溶解水浸减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，增大反应速率研磨对点训练

1、（2020·江苏卷）实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：（1）酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有___________(填序号)。A．适当升高酸浸温度B．适当加快搅拌速度C．适当缩短酸浸时间AB2、（2020·山东卷）用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：（1）软锰矿预先粉碎的目的是_________________（1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_____________。3、（2020·新课标Ⅲ）成分含量/%Y2O3ZnOAl2O3PbO2MgO预处理前24.2841.827.811.670.19预处理后68.515.424.335.430.50命题点二化学工艺流程题中反应条件的控制常见反应条件的控制及目的对点训练金属离子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[2019·新课标Ⅲ]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[c0(Mn+)=0.1mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为

~6之间。4.7命题点三化学工艺流程题中方程式的书写（2013年全国新课标I卷）27．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+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2OLiCoO2+H2SO4+H2O2瞻前顾后Li2SO4+CoSO4+3-1+22LiCoO2+H2SO4+H2O2---Li2SO4+2CoSO4+O2↑（2013年全国新课标I卷）27．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↑（√）

考虑反应实际：

CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4

（×）[2019·新课标Ⅲ]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：（6）写出“沉锰”的离子方程式__________________。Mn2++2HCO3-==MnCO3↓+CO2↑+H2O（4）沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的离子方程式为__________________。或

（2020·江苏卷）实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：[2019·新课标Ⅱ]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：（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：①在回转炉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______。回转炉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______________________。BaSO4+4C==BaS+4CO↑ CO+H2O==CO2+H2命题点四化学工艺流程题中物质的分离与提纯（一）物质分离、提纯的六种物理方法分离提纯中的各种答题规范（二）命题点五化学工艺流程题中的化学计算（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。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L−1Na2S2O3溶液滴定，反应式为测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。样品中S2−的含量为____________（写出表达式）。[2019·