高三化学二轮复习 高考工艺流程图解题模板++导学案

班级：姓名：你们必须努力寻找自己的声音，因为你越迟开始寻找，找到的可能性就越小PAGEPAGE8易正阳高考化学工艺流程题解题模板化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面：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，因此，答题时，不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚，只要把握住主要的考查方向，理清每个环节的目的和结果，再根据题中的具体设问，结合题中提取的信息和头脑中原有的知识和技能，进行针对性作答即可，切不可拘泥于流程图中的每个细节，把时问和精力过多用于流程分析，使解题误入歧途。（一）、原料预处理的各种方法1、粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。2、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（仪器：坩埚，坩埚钳）焙烧：高温下硫化物与氧气反应3、酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）4、碱溶：去油污(注意区分矿物油与油脂)，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）【对点训练】1．(2022·深圳调研)用辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图：(1)下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是________(填字母)。A．延长浸取时间B．将辉铜矿粉碎C．充分搅拌D．适当增加硫酸浓度(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式：___________________________________________________________。(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是______________________________________________________。2．(2022·重庆调研)碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料，广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80%～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下：Sr(OH)2在水中的溶解度如表：温度/℃10203040608090100溶解度/(g/100gH2O)1.251.772.643.958.4220.244.591.2(1)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是__________________________________________________。(2)“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为_________________________________________________________。进行煅烧反应的立窑衬里应选择________(填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”)。(3)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是_______________________________________________________；滤渣1含有焦炭、Ca(OH)2和________。3．(2022·福州质检)从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。(1)“碱浸”的目的是除去__________________________________________________________。(2)“酸浸”时所加入的酸是________(填化学式)，酸浸后，滤液ⅱ中可能含有的金属离子是____________。4.(2022·四川成都诊断)纳米氧化镁是在磁性、催化方面有许多特异功能的新材料。工业为菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3和SiO2杂质)为原料制备纳米氧化镁的工艺流程如下：(1)“焙烧”时生成的主要气体有________；滤渣Ⅰ的主要成分为________。(2)资料显示煅烧MgCO3比煅烧Mg(OH)2更容易生成MgO纳米材料。“沉淀”时若将NH4HCO3更换成Na2CO3，则产生的后果是______________________________________________________。(3)该流程中可以循环利用的物质_______________________。（二）、调节溶液的pH：1、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2、需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应如Fe3+(Cu2+)用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等等。3、原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了的浓度，增大pH4、pH控制的范围：大于或等于杂质离子的完全沉淀的pH值，小于主要离子的开始沉淀的pH（三）、温度的控制

1、加热：①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热方向移动；③除杂，除去热不稳定的杂质，如

NaHCO3,Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；④使沸点相对较低或易升华的原料气化

2、降温：①防止某物质在高温时会溶解(或分解）；②使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向)；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；④降低晶体的溶解度，减少损失。

3、控温（从温度过高或温度过低会导致的后果两方面作答）：①（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）防止某种物质温度过高时会分解或挥发；②为了使某物质达到沸点挥发出来；③使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。

4、降温或减压：可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。答题模板答题模板：

温度控制在一定范围内的原因：温度低于

xX，反应速率太慢；温度高于

xX，可从催化剂失去活性（或者平衡移动两角度分析）

（四）、控制压强(1)减压：减压过滤，加快过滤速率；减压蒸馏，降低蒸馏温度，防止产品分解；减压蒸发，降低蒸发温度，防止物质分解或失去结晶水。(2)加压：加快速率，平衡移动。（五）、在空气中或其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的。（六）、调节反应物的浓度(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。【对点训练】1．(2022·吉林一调)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示：(1)“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低的原因是___________________________________________________________。(2)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是________________________________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是___________________________________________。2．(2022·泉州模拟)泄盐(MgSO4·7H2O)是一种中药药剂，还可用于制革、肥料、瓷器、印染料等工业。在实验中，一种利用某工业的废渣[主要成分是Mg(OH)2，杂质为FeCO3、Al(OH)3、SiO2等]生产泄盐的流程如下：已知：①部分氢氧化物沉淀时的pH如下表。氢氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Al(OH)3开始沉淀时的pH2.79.63.7完全沉淀时的pH3.711.14.7②Al(OH)3在pH＝7.8时开始溶解，pH＝10.0时完全溶解。回答下列问题：(1)写出提高该工艺流程中“酸浸”速率的两种方法：__________________________________________________________。(2)“滤渣1”的主要成分是________(写化学式)。(3)写出“氧化”操作中发生反应的离子方程式：___________________________________________________________。(4)加入NaOH溶液“调节pH”的操作中pH的范围为____________，高温加热“滤渣2”可得到__________________(写化学式)。(5)“系列操作”是指____________________________________。3．(2022·湖南联考)六氟铝酸钠俗称冰晶石，广泛应用于冶铝工业。以磷肥副产物氟硅酸铵为原料制备六氟铝酸钠的简易流程如下：请回答下列问题：(1)写出反应①的化学方程式：________________________________________________________，适当加热可以提高反应①的化学反应速率，但是温度不宜过高，其原因有两点：其一是避免氨水挥发，降低反应物浓度；其二是________________________________________________________。(2)反应③得到Na3AlF6和滤液，滤液用于反应________(填“①”或“②”)循环利用。NH4F溶液不能用玻璃容器盛装，其原因是___________________________________________________________。(3)通过实验得出Na3AlF6的产率与外界条件关系如图所示(提示：温度、时间针对反应③)。根据上述实验结果，可知最佳条件：反应温度、反应时间、氢氧化钠与氢氧化铝的物质的量之比依次是_________________________。4．锡酸钠(Na2SnO3·xH2O)主要用作电镀铜锡合金和碱性镀锡的基本原料。锡精矿除含SnO2外，还含有少量WO3、S、As、Fe，一种由锡精矿制备锡酸钠的工艺流程如下：已知：焙烧后，S、As变为挥发性氧化物而被除去，Fe变为Fe3O4。如图为加入NaOH溶液和NaNO3溶液浸出时锡的浸出率与NaOH质量浓度和反应温度的关系图，则“碱浸”的最适宜条件为____________________________、____________________________。（七）、除杂、实验操作注意：在写某一步骤是为了除杂时，应该注明〝是为了除去xx杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。(1)、盐溶液的分离提纯方法：结晶法结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法，大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法，难点在于混合溶液得到晶体的操作①纯物质溶液得到晶体：蒸发结晶(NaCl型：溶解度随温度变化小的物质）蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶(KNO3型：溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）②混合溶液（分离A和B)：要得到溶解度受温度变化小的溶质：蒸发结晶，趁热过滤。如NaCl(KNO3)要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。如

KNO3

(NaCl)答题模板：答题模板：加热(蒸发)浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥

⑧

FeCl3、

AlCl3、

CuCl2、

MgCl2等溶液获取对应晶体，采取的措施是：在干燥的HC1

气氛中加热蒸干，抑制水解（仪器：蒸发皿、玻璃棒、烧杯）

(2)、难溶物和易溶物：过滤(根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等）

(3)、溶质在不同溶剂中的溶解度不同：萃取和分液，

如用

CCl4(密度比水大）或者苯

（密度比水小）萃取溴水中的溴。酒精不能作为萃取剂

分液仪器：分液漏斗，上层液体从上口倒出，下层液体从下口放出。

(4)、沸点不同的互溶液体：蒸馏或者分馏

仪器：蒸馏烧瓶，温度计

（水银球与支管口相平），直形冷凝管，牛角管，锥形瓶加入沸石或碎瓷片：防止暴沸。

(5)、沉淀洗涤

①沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。

②洗涤方法：将沉淀置于漏斗中，沿玻璃棒向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2~3次

③误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。

④检验是否沉淀完全：表达一：静置，往上层清液中继续滴加XX试剂

表达二：过滤，取滤液少许于试管中，滴加XX

试剂

⑤沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板答题模板：

取最后一次洗涤液，滴加……(试剂)，若没有………现象，证明沉淀已洗净

⑥洗涤剂的选择

冷水（适用于产物不溶于水）目的：除去固体除去沉淀表面附着的

xx

杂质，降低固体因溶解而造成的损失。

热水(适用于特殊物质的溶解度随温度的升高而降低）目的：除去固体除去沉淀表面附着xx

杂质，降低固体因温度变化而造成的溶解损失。

有机溶剂——乙醇、丙酮、乙醚等（适用于固体溶于水，难溶于有机溶剂）目的：减少固体溶解，利用有机溶剂的挥发性除去表面的水分，产品易干燥。

该物质的饱和溶液(适用于对纯度要求不高的产品）目的：减少固体溶解

酸碱溶液（适用于产品不溶于酸碱）目的：除去固体表面吸附着的可溶于酸碱的杂质，减少固体溶解(6)、金属阳离子Mn+与HCO3-沉淀的两种形式①M2++2HCO3-==MCO3↓+CO2↑+H2O②M2++2HCO3-==M(OH)2↓+2CO2↑(八）、滤液和滤渣的成分判断

熟记常见难溶于水、微溶于水的物质

盐酸盐：AgCl、

HgCl、

CuCl;

硫酸盐：BaSO4.、PbSO4、

CaSO4、

Ag2SO4碳酸盐、亚硫酸盐：除K、Na、NH4+

外均难溶；

氢氧化物：除KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3H2O

外均难溶。

氟化物：CaF2、MgF2

硫化物：PbS、ZnS、

CuS

、CdS、FeS【对点训练】1．(2022·临沂模拟)高氯酸铵NH4ClO4是复合火箭推进剂的重要成分，实验室通过下列反应制取。(1)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.15，从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)________、________、________、冰水洗涤、干燥。用冰水洗涤的目的是____________________________________________________。(2)若氯化铵溶液用氨气和浓盐酸代替，则该反应不需要加热就能进行，其原因是________________________________________________。2.(2022·广东惠州模拟)锶有“金属味精”之称。以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3、MgO杂质)生产氢氧化锶的工艺如下：已知氢氧化锶在水中的溶解度：温度(℃)010203040608090100溶解度(g/100mL)0.911.251.772.643.958.4220.244.591.2(1)“趁热过滤”的目的是_______________________________________________________。“滤渣”的主要成分为_______________________________________________________。(2)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2产品的步骤为________、过滤、洗涤、干燥。3．(2022·河北承德模拟)以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%～40%20%～25%5%～15%2%～3%1%～2%1%～2%回答下列问题：(1)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________________、___________________。(2)判断“除杂”基本完成的检验方法是________________________________________。(3)分离滤渣3应趁热过滤的原因是_____________________________________________________。4．(2022·泰州一模)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下：已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等；②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀1.87.07.23.48.1完全沉淀3.29.09.25.210.1③CoCl2·6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。(1)浸出液中加入NaClO3的作用是____________________。(2)“加Na2CO3调pH至5.2”，过滤所得到的沉淀成分为________________。(3)“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是________、________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压的原因是___________________________________________________________。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是__________________________________________________________；萃取剂使用的最佳pH范围是________(填字母)。A．2.0～2.5B．3.0～3.5C．4.0～4.5D．5.0～5.51(九)氧化还原反应和反应方程式的相关信息

选择合适的氧化剂：不引入新的杂质，无污染等等

2、离子方程式的书写

3、氧化还原反应方程式的书写

思路：（1）、判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物

(2）

三步配平法配平

①根据化合价升降法配平这四种物质

②根据电荷守恒补充H+和

OH-并配平

③根据原子个数左右相等配平并配上

H2O

(十)、平衡原理的应用及相关计算：与Ksp、平衡常数相关的计算（计算pH、计算离子浓度）

在工艺流程中经常会涉及化学反应平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的转化，离子的水解平衡（注意关注题目提供的可逆反应)

(十一)、循环利用的物质：

同学理解物质循环利用的目的：节能减排，“绿色化学”，降低成本等生产问题，提炼出：

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

(十二）、高频问题：注意答题技巧

1、“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：

答：粉粹矿石，适当提高反应温度、增加浸出时问，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌2、如何提高吸收液和SO2反应速率：

答：适当提高温度、增大吸收液或

NaClO3的浓度、增大

SO2与吸收液的接触面积或搅拌

3、从溶液中得到晶体：

答：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥

4、过滤用到的三个玻璃仪器：

答：普通漏斗、玻璃棒、烧杯

5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：

答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘

6、沉淀洗涤操作：

答：往漏斗中（工业上改为往过滤器中）加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次

7、检验沉淀

Fe(OH)3是否洗涤干净(含

SO42-)：

答：取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀则说明未洗涤干净，若无白色沉淀则说明洗涤干净

8、如何从MgCl2.6H2O

中得到无水

MgCl2

答：在干燥的

HC1

气流中加热，干燥的HC1

气流中抑制了MgCl2的水解，且带走结晶水合物受热产生的水汽

10、CuCl2中混有

Fe3+加何种试剂调pH

值：

答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu(OH)2CO3原因：加CuO

消耗溶液中的H+，促进

Fe3+的水解，生成

Fe(OH)3沉淀析出

11、调pH值使得

Cu2+（4.7-6.2）

中的

Fe3+（2.1~3.2）

沉淀，p