高考化学工艺流程题

工艺濡世图题型突破

1.12017新课标1卷】（14分）

45。12和，都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为3,还含有少

量、2等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”试验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出

率为70%时，所采纳的试验条件为。

（2）“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式。

（3）2・2。沉淀与双氧水、氨水反应40所得试验结果如下表所示：

温度/℃3035404550

2•20转化率%9295979388

分析40℃时2•2。转化率最高的缘由。

（4）25。6中的化合价为+4,其中过氧键的数目为。

（5）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉

淀完全即溶液中，此时是否有3（4）2沉淀生成？（列式计算）。4、3（4）2

的分别为。

（6）写出“高温燃烧②”中由4制备4的化学方程式。

【答案】（1）100℃>2h,90℃,5h（2）3+44-=2+2H2

（3）低于40℃,2•2。转化反应速率随温度上升而增加；超过40C,双氧水

分解与氨气逸出导致2・2。转化反应速率下降（4）4

H1732

（5）“恰好沉淀完全时，C（）=.L=1.3X10•「，cC）Xc（）=

(0.01)3X(1.3X10-17)2=1.7X104＜，＜，因此不会生成3()2沉淀。

(6)2,+23+H2C2O4j=24+H20f+32t

(4)25O15中为+1价，0为-2价，为+4价，过氧根()中氧元素显-1价，设过

氧键的数目为x,依据正负化合价代数和为0,可知

(+1)X2+(+4)X5+(-2)X(15-2x)+(-1)X20,解得：4；

(5)C)Xc()=1.3X102,则c()==1.3X1017,=c3(2+)Xc20=

(0.01)3X(1.3X10'17)2=l.69X1040<l.0X10-24,则无沉淀。

(6)高温下4与23和H2C2O1混合加热可得„依据电子守恒和原子守恒可得此反

应的化学方程式为24+23+H2c2。/蟠=2a+H2Ot+32to

【名师点睛】工艺流程题，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用

框图形式表示出来，并依据生产流程中有关的化学学问步步设问，形成与化工

生产紧密联系的化工工艺试题。制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组

成，每一步操作都有其详细的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作

的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否

符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里

外结合；边分析，边思索，易处着手；先局部，后全盘，逐步深化。而且还要

看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采纳“四段论法”：本题

变更了什么条件(或是什么条件)一依据什么理论一所以有什么变更一结论。

2.12017新课标3卷】(15分)

重格酸钾是一种重要的化工原料，一般由格铁矿制备，格铁矿的主要成分

为•2。3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所不：

回答下列问题：

(1)步骤①的主要反应为：*2。323324+2032+2

上述反应配平后・2。3与3的系数比为。该步骤不能运用陶瓷容器，缘由是。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是，滤渣2的主要成分是与含硅杂质。

（3）步骤④调滤液2的使之变（填“大”或“小”）,缘由是（用离子方程式

表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量，蒸发浓缩，冷

却结晶，过滤得到LOT固体。冷却到（填标号）得到的K22O7固体产品最多。

a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃

步骤⑤的反应类型是。

（5）某工厂用0格铁矿粉（含2O340%）制备降。7,最终得到产品nk，产

率为。

【答案】（1）2：7陶瓷在高温下会与23反应（2）铁（储

（3）小2+202。（4）d复分解反应（5）X100%

（3）滤液2调整的目的是提高溶液的酸性，变小；因为溶液中存在

2

2/2^20720,增大溶液中浓度，可促进平衡正向移动，提高溶液中的浓度。

（4）由图示可知，在10℃左右时,得到K22O7的固体最多;222。722。7I+2的反

应类型为复分解反应。

（5）样品中的质量为0义40%,则生成降。7的理论质量为0X40%X,则

所得产品的产率为始+（0X40%X）义100X100%。

3.[2017北京卷】（13分）4是由钛精矿（主要成分为2）制备钛（）的重要中

间产物，制备纯4的流程示意图如下:

资料：4与所含杂质氯化物的性质

化合物44332

沸点/℃58136181(升3161412

华)

熔点/℃-69-25193304714

在」中的溶解性互溶—微溶难溶

(1)氯化过程：2与2难以干脆反应，加碳生成和2可使反应得以进行。

1

已知：2(S)+22(g)=4(g)+02(g)△4175.4•

2c(s)2(g)=2(g)△A220.9・1

①沸腾炉中加碳氯化生成，(g)和(g)的热化学方程式：。

②氯化过程中和2可以相互转化，依据如图推断：2生成反应的A0(填

或)，推断依据：。

③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的和2经汲取可得粗盐酸、3溶液,

则尾气的汲取液依次是。

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗4混合液，则滤渣中含有。

(2)精制过程：粗，经两步蒸储得纯4。示意图如下：

物质a是，2应限制在。

【答案】⑴①2(S)+22(g)+2C(s)4(g)+2(g)A45.5

②》随温度上升，含量增大，说明生成的反应是吸热反应

③上0、2溶液、溶液④2、3、3

(2)4高于136℃,低于181℃

【解析】(1)①生成TiCU和CO的反应方程式为TiOj+2c12+2OTid4+2cO,根据盖斯定律，两式相加，

11

得至I」TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCLf(g)*2CO(g)(-220.9kJmol)+(+175.4ITmol)

^45.5kJmoFio②根据图像，随着温度的升高，8的浓度增加，C6浓度降低，说明升高温度，平衡

向正反应方向移动，即3③尾气中的HC1经水吸收可得到粗盐酸，然后再将C12通入FeCb溶液

中，最终用氢氧化钠溶液汲取剩余酸性气体。④资料中已经给出“4与所含杂

质氯化物的性质”一览表，因此氯化过程中生成的2、3、3只有少量溶解在液态

4中，而"完全溶解在，中，因此过滤得到粗4混合液时滤渣中含有上述难溶物

和微溶物。滤渣应为2、3、3。（2）依据资料，4的沸点最低，先蒸储出来，因

此物质a为,，依据流程目的，为了得到纯净的”后续温度需限制在略微大于

136℃,但小于181℃。

【名师点睛】本题以钛精矿制备纯4的流程为素材，主要考查盖斯定律和热化学方

程式、化学平衡移动、与2尾气的利用和汲取、制备流程中物质关系、过滤、

蒸储试验等基础化学学问，考查考生对化学反应原理学问的综合应用实力和对

已知信息的综合应用实力。制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每

一步操作都有其详细的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作的目标、

任务上，分析时要从成本角度（原料是否廉价易得）、环保角度（是否符合绿色

化学的要求）、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；

边分析，边思索，易处着手；先局部，后全盘，逐步深化。而且还要看清问题，

不能答非所问。要求用理论回答的试题应采纳“四段论法”：本题变更了什么

条件（或是什么条件）一依据什么理论一所以有什么变更一结论。另外须要留意

题干信息的提取和筛选，例如本题中：①溶解性确定溶液中溶质与沉淀的成分，

表格中信息则可以得到4液体中溶解的溶质与同时存在的沉淀成分。②工业过

程中有毒、有污染的尾气都须要进行处理防止污染。

4.12017江苏卷】（12分）铝是应用广泛的金属。以铝土矿（主要成分为含2

和等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为。

(2)向“过滤I”所得滤液中加入3溶液，溶液的(填“增大”、“不变”或

“减小”卜

(3)“电解I”是电解熔融电解过程中作阳极的石墨易消耗，缘由是。

(4)“电解n”是电解23溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为，阴极

产生的物质A的化学式为。

(5)铝粉在1000C时可与N2反应制备。在铝粉中添加少量“固体并充分混合,

有利于的制备，其主要缘由是。

【答案】(1)203+2=22~20(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的氧化

2

(4)43~+2H20-le=43-2fH2

(5)4分解产生的能够破坏表面的2O3薄膜

(2)为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必需过量，所以过滤I所得滤

液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成

碳酸钠和水，所以溶液的减小。

(3)电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石

墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的缘由是被阳极上产生的氧气氧

化。

(4)由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的一放电生成氧气,

破坏了水的电离平衡,碳酸根结合转化为J,所以电极反应式为4厂+2乩0Ye「=43

口T,阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的放电生成氢气而破坏水的

电离平衡，所以阴极产生的物质A为乩。

(5)铝在常温下就简单与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。氯化镂

受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜，所以加入少量的氯化镂

有利于的制备。

【名师点睛】本题通过化工流程考查了课本上学过的从铝土矿提取铝的元素化合

物的学问，在问题中又结合原料的循环利用考查了电解原理。制备类工艺流程

题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其详细的目标、任务。审题的

重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度（原料是否

廉价易得）、环保角度（是否符合绿色化学的要求）、现实角度等方面考虑；解

答时要先看框内，后看框外，里外结合；边分析，边思索，易处着手；先局部,

后全盘，逐步深化。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试

题应采纳“四段论法”：本题变更了什么条件（或是什么条件）一依据什么理论

或性质一所以有什么变更一结论，如本题最终一个问题，只要留意了铝表面易

生成氧化膜和氯化镂受热易分解这两条性质，即可想到分解产物对氧化膜的作

用，所以备考时，要多看课本上元素化合物方面内容，知道学了哪些，大多数

的试题的根都在课本上。

5.12017江苏卷】（15分）某科研小组采纳如下方案回收一种光盘金属层中的少

量（金属层中其他金属含量过低，对试验的影响可忽视）。

已知：①溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3=2,

_

②可溶于氨水：23•H2O^^（3）2+2H2O

+

③常温时N2H4•H2O（水合脱）在碱性条件下能还原（3）2：

4（3）22H4,H2O=412t+4.J+43f2。

（1）“氧化”阶段需在80℃条件下进行，相宜的加热方式为。

（2）溶液与反应的产物为、和该反应的化学方程式为。3也能氧化，从

反应产物的角度分析，以3代替的缺点是。

（3）为提高的回收率，需对“过滤n”的滤渣进行洗涤，并。

（4）若省略“过滤I”，干脆向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则须要

增加氨水的用量，除因过量与3-H20反应外（该条件下3与3•H20不反应），

还因为。

（5）请设计从“过滤n”后的滤液中获得单质的试验方案：（试验中期军用的

试剂有:2水合期:溶液，1・广电）。

【答案】（1）水浴加热（2）442H20=442t

会释放出氮氧化物（或、2）,造成环境污染（3）将洗涤后的滤液合并入过

滤H的滤液中

（4）未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有肯定浓度的一，不利于与

氨水反应

（5）向滤液中滴加2水合助溶液，搅拌使其充分反应，同时用1・1/比4

溶液汲取反应中放出的3,待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗

涤，干燥。

【解析】分析题中的实验流程可知，第一步氧化是为了把光盘中的少量银转化为氯化银，氯化银难溶于水，

过滤后存在于滤渣中；第三步溶解时，氨水把氯化银溶解转化为银氨配离子，最后经一系列操作还原

为银。

<1）国化嗡段需在80七条件下进行，由于加热温度低于水的沸点，所以适宜的加热方式为水浴加热。

（2）因为已知NaClO溶液与Ag反应的产物为Agd、NaOH和Q,用化合价升降法即可配平，

该反应的化学方程式为442H2=444。3也能氧化，硝酸做氧化剂

时通常被还原为有毒的氮的氧化物而污染环境，所以以,代替的缺点是会释放

出氮氧化物（或、2）,造成环境污染。

（3）为提高的回收率，需对“过滤H”的滤渣进行洗涤，洗涤的目的是为了

把滤渣表面残存的银氨配离子洗涤下来，并将洗涤后的滤液合并入过滤II的滤

液中。

(4)若省略“过滤I”，干脆向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则须要

增加氨水的用量，除因过量与3・乩0反应外，还因为未过滤掉的溶液会稀释加

入的氨水，氨水的浓度变小，且其中含有肯定浓度的一，不利于与氨水发生

2.3•H2^=^(3)2-+240反应，使得银的回收率变小。

(5)“过滤H”后的滤液含有银氨配离子，依据题中信息常温时N2H4・压0(水

+

合股)在碱性条件下能还原(3)2：4(3)22H4-H20=4I+N21+4?+4330，

所以首先向该滤液中加入水合肮把银氨配离子充分还原，由于该反应产生所气

体中含有氨气，氨气有剧烈的刺激性气味会污染空气，所以要设计尾气处理措

施，可以用题中供应的、要求必需运用的硫酸作尾气汲取剂把氨气汲取。最终

把反应混合物静置、过滤、洗涤、干燥即可得到回收的银。详细方案如下：向

滤液中滴加2•1?水合股溶液，搅拌使其充分反应，同时用1・「心溶液汲

取反应中放出的3,待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干

燥。

【名师点睛】本题以回收一种光盘金属层中的少量的试验流程为载体，将试验原

理的理解、试验试剂和仪器的选用、试验条件的限制、试验操作规范、试验方

案的设计等融为一体，重点考查学生对试验流程的理解、试验装置的视察、信

息的加工、试验原理和方法运用、试验方案的设计和评价等实力，也考查学生

运用比较、分析等科学方法解决实际问题的实力和逻辑思维的严密性。解题的

关键是能读懂试验流程，分析试验各步骤的原理、目的、试验条件等。设计试

验方案时，依据限定必需运用的试剂，结合题中所给信息，留意反应条件的限

制以与试验试剂的量的限制，依据“核心转化~尾气处理一产品分别T产品提

纯”思路，对细微环节进行耐性的优化，直至得到完备方案。

20”届高考模拟试题

6.【郑州市2017届第三次模拟】确()广泛用于彩色玻璃和陶瓷。工业上用精炼铜

的阳极泥(主要含有2、少量、)为原料制备单质硅的一种工艺流程如下：

已知2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊。

(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为。

(2)碱浸后的“滤渣”可以部分溶于稀硝酸，发生反应的化学方程式是。

(3)“沉硅”时限制溶液的为4.5s5.0,生成2沉淀。酸性不能过强，其

缘由是；防止局部酸度过大的操作方法是。

(4)“酸溶”后，将2通人【酸性溶液中进行“还原”得到碑，该反应的化学

方程式是。

(5)25°C时，亚碎酸(H23)的尸IX103,2=2X10、

①0.1•।电电离度a约为。(a=X100%)

②0.•।的3溶液中，下列粒子的物质的量浓度关系正确的是。

A.c()>c(3)>c()>c(H23)>c()

2

B.c()+c()>=c(3)(3-)()

C.c()(?-)(「)+c(H23)

2

D.c()(H23)0(3-)

【答案】2+2=32-+压03+43=33f+2H20溶液酸性过强，2会接着与酸反应

导致降元素损失缓慢加入H”，并不断搅拌4+22+4H242H2410%CD

【解析】本题考查化学工艺流程题，涉及反应原理，(1)丁曲微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱，Ag、

Au不与氢氧化钠反应，因此反应方程式为TeO2+2OH-=TeO?-+H2O5(2)滤渣的成分是Ag和Au

等，Au不与硝酸反应，但Ag可以与硝酸反应，即3AgMHNO3=3AgNO3+NOt+2HQ;⑶沉谛

是硅元素以T0的形式沉淀出来，根据题意Te6易溶于较浓的强酸和强碱中，如果酸锌过强，TeO：

会溶解，造成硅元素的损失；防止局部酸性过强的操作方法是缓慢加入硫酸，并不断搅拌；(4)S5

将“还原成，本身被氧化成「，因此有，+2-+电+,依据化合价的升降法进

行配平，即4+2?f+2H%+4,反应物中缺少8个H和4个0,即缺少4个乩0,

反应方程式为：“+22+4H242H24；(5)①亚猫酸是二元弱酸，以第一步电离为

主，H23=3-+H+,依据(-)XC(H+)(H23),代入数值，求出C(H+)=O.OI・L

—即转化率为0.01/0.1x10010%；②A、3的水解平衡常数尸ixioT/ixi(r

3=10-n<2X10-8,此溶液应显酸性，即c(一)>c(H*),故A错误；B、依据电荷

守恒，应是c(+)+c(H+)=c(3-)+2c(5)(-),故B错误；C、依据物料

2

守恒，因此有：c(+)(3-)(3-)+c(网)，故C正确；D、依据质子守恒，

+2-

(H)(H23)C)(3),故D正确。

点睛：本题的易错点是问题(5)中的A选项，因为3是酸式盐，既有电离也有水

解，须要推断是电离为主还是水解为主，这须要依据电离平衡常数和水解平衡

常数大小进行推断，水解平衡常数尸ixiof/ixioTno-UQxioT,电离大

于水解，因此溶液应显酸性，故A错误。

7.【宁德市2017届第三次质量检查】氯化亚铜是一种重要的化工原料，广泛应用

于有机合成、石油、油脂、染料等工业。一种利用低品位铜矿QS、与和2O3等)

为原料制取的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)步骤1“浸取”前需将铜矿粉碎的目的是；“浸取”时，被氧化的元素

有（填元素符号）

（2）已知2:2+、3+起先生成沉淀和沉淀完全的如下表，则步骤n“中和”时,

应限制的范围为。

物质()2()£()3

起先沉淀4.78.31.2

完全沉淀6.79.83.2

（3）步骤加热“蒸氨”时发生反应的化学方程式为。

（4）步骤反应的离子方程式为，其中盐酸需过量，其缘由是。

（5）步骤vn获得晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时，常有无水乙醇代替蒸

储水做洗涤剂的优点是（写一点）。

【答案】提高浸取反应速率和原料的浸取率、S和3.2W<4.7

（3）43=A=433t42=220防止"和水解，提高产率避开溶于水而损失

（或防止被氧化，或缩短干燥时间降低能耗，或其他合理答案）

（3）步骤加热“蒸氨”时，（3）43受热分解生成氨气、和2,发生反应的化学方

程式为（3）43=J433t；

（4）步骤是溶解于盐酸和氯化钠的混合溶液生成，发生反应的离子方程式为

42=220,为防止打和水解，并提高产率，应保证盐酸；

（5）用无水乙醇代替蒸储水洗涤晶体，可避开溶于水而损失（或防止被氧化，

或缩短干燥时间降低能耗）。

8.【安徽省江南十校2017届5月冲刺联考（二模）】金属机主要用于冶炼特种钢

和在化学工业、炼油工业中作催化剂，被誉为“合金的维生素”。回收利用废

钢催化剂（主要成分为V2O5、4和二氧化硅）的工艺流程如下图所示。

（1）粉碎的作用是，滤渣可用于（填用途）。

（2）25时，取样进行试验分析，得到铀沉淀率和溶液之间的关系如下表所

示：

1.1.1.

1.41.51.71.92.02.1

368

8.91.96.99.9.96.93.89.

钮沉淀率98

18588403

依据上表数据推断，加入氨水调整溶液的最佳选择为；上述过滤操作过程

中所需用到的玻璃仪器有。

（3）为了提高钢的浸出率，用酸浸使废钢催化剂中的转变成可溶于水的

酸浸过程中还原产物和氧化产物的物质的量之比为。

（4）完成并配平氧化过程中的离子方程式：

:+2++=3+++_。

（5）废钢催化剂中V2O5的质量分数为6%（原料中的全部机已换算成V2O5）。取

100g此废铀催化剂按上述流程进行试验，当加入1050.1•।的3溶液时,

溶液中的钗恰好被完全处理，假设以后各步钢没有损失，则该工业生产中

钿的回收率是。

【答案】提高4（可溶性钢化合物）的浸出率制作光导纤维、建筑材料等（写出

一种即可得分）1.7T.8（或1.7或1.8）漏斗、烧杯、玻璃棒2：11

66613H2。95.55%

【解析】11)废机催化剂中钢元素主要以难溶的V2O5和易溶的VOSO,形式存在，粉碎的目的是提高VOSO,

的浸出率；水浸后过滤，得到含VOS6的滤液A和沉淀V2O5、SQ;V2O5经酸浸溶解，形成含VO/

的溶液，SiCh不与硫酸反应，最后得到的滤渣为SiOj,SiQ可用于制作光导纤维、建筑材料等；＜2)

由表中数据可知钢沉淀率达最大值时溶液的pH为1.7~1.8;实验室焙烧固体需要的仪器主要有:酒精

灯、堀埸、三脚架、泥三角、玻璃棒、堀埸钳3(3)酸浸是将废钢催化剂中的V2O5转变成可溶于水的

4，化学方程式为2。53+2也=24+2电4,该反应中V2O5为氧化剂，23为还原剂，故氧

化剂与还原剂的物质的量之比为1：1；(4)该反应中3-将2*氧化为"，而本身被

23

还原为，离子方程式为36663H20；(5)依据钢元素守恒与反应的化学方程式

得3633V2。5,则回收到的m(V2O5)=3X0.105LX0.1•'X182g•'=5.733g,故

钢的回收率是X10095.55%。

点睛：本题以工艺流程的形式考查了化学试验的基本操作、物质的制备与有关计

算等，意在考查考生的计算实力和综合分析推断实力。

9.【龙岩市2017届5月综合实力测试(二)】金属镉广泛用于合金制造与电池生

产等，一种用铜镉废渣(含、、、与等单质)制取海绵镉的工艺流程如下：

(1)步骤I进行破裂和粉磨的目的是。

(2)步骤H需隔绝6的缘由(用文字和方程式说明)。

(3)步骤HI中除铁发生的离子反方程式为。

(4)步骤W调整相宜的试剂是，应调整的范围为。(已知部分氢氧化物起先沉

淀和沉淀完全的如下表)

氢氧化物

()3()2(h

起先沉淀的1.57.25.9

沉淀完全的3.39.98.9

(5)步骤V发生的反应为22,(已知的金属活动性介于和之间)，加入少量锌

盐能加快反应的进行，其缘由是；

(6)用石墨作阳极，纯锌作阴极电解I溶液可得高纯锌，电解时总反应的离子

方程式为；电解后的残液返回到步骤(填流程中数字)。

2

【答案】提高原料浸取率和浸取时反应速率防止发生242=22H20,导致铜被

3

浸出3V+421+34H20或()23.3~5.9形成微电池，作负极，②♦加快在锦

正极表面得到电子析出222H2。里=21+02t+4II

(5)加入少量睇