模板04 化工流程题解题策略及答题规范(原卷版)-2025年高考化学答题技巧与模板构建

模板04化工流程题解题策略及答题规范识识·题型解读考情分析+命题预测/技巧解读明·模板构建答题模板+技巧点拨技法01化工流程题的分析模型技法02化工流程题的解题策略技法03化工流程题的答题规范通·模板运用真题示例+模板答题+变式训练练·模板演练最新模拟、预测考向本节导航化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是高考化学命题的常考题型化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是高考化学命题的常考题型。第一步：粗读题干明确生产目的、原料、杂质和目标产品的成分。第二步：分析流程对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料；依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务。第三步：解答设问结合设问进一步分析流程，运用化学语言进行规范作答。技法01化工流程题的分析模型1．主线法分析（1）流程图一般三大部分：原料预处理、转化与分离阶段、获取最终产物阶段。（2）流程中要分析“进”、“出”物质和仍然留在溶液中的离子等（否则可能漏掉副产品或干扰离子）。（3）一般默认进入的物质过量，确保每一步目标元素利用率或转化率最高，产品产率最高，损失最小。当然在某些特殊情况下要控制用量。2．四线法分析试剂线：分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物的转化等。操作线：分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。杂质线：分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等。产品线：工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。技法02化工流程题的解题策略1．审读试题三步骤(1)读题干——明确原料成分和生产目的。(2)读流程——分析明确流程转化原理和目的。(3)读设问——明确所答问题，答什么。2．破题关键(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。(5)找信息：明确反应条件的控制和分离提纯方法。(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。3．破题方法(1)首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。(2)分段分析法：对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。(3)交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。技法03化工流程题的答题规范1．沉淀的洗涤操作(1)答题模板：沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复实验2～3次(2)实例：在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SOeq\o\al(2－,4)，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：怎样洗涤沉淀？沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复实验2～3次2．证明沉淀完全的操作(1)答题模板：静置，取少量上层清液于试管中，加入××试剂(沉淀剂)，若没有××沉淀产生，则证明××沉淀完全(2)实例：在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SOeq\o\al(2－,4)，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：怎样判断SOeq\o\al(2－,4)是否沉淀完全？静置，取上层清液少许于试管中，继续加入BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则证明SOeq\o\al(2－,4)沉淀完全3．增大原料浸出率的措施搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积4．蒸发结晶的操作(1)从NaCl溶液中获取NaCl固体①方法：蒸发结晶②具体操作：加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干(2)NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液①方法：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥②具体操作：若将混合溶液加热蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，母液中是KNO3和少量NaCl，这样就可以分离出大部分NaCl(3)冷却结晶的操作：KNO3溶液中混有少量的NaCl溶液①方法：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥②具体操作：若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是KNO3，母液中是NaCl和少量KNO3，这样就可以分离出大部分KNO35．“目的或原因”类目的或原因思考方向沉淀(晶体)洗涤的目的若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物质如目标产物尽可能洗出来沉淀(晶体)冰水洗涤的目的既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗沉淀(晶体)用有机溶剂(酒精、丙酮等)洗涤的目的既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗，此外又利用有机溶剂的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥控制溶液pH的目的防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等温度不高于××℃的原因温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)蒸发、反应时的气体氛围抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)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)移动减压蒸馏(减压蒸发)的原因减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)减压过滤的目的加快过滤速度减压烘干的目的降低产品的烘干温度，防止产品分解减压蒸发的原因减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)趁热过滤的目的防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体①要滤渣(产品)：防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损耗。如：NaCl(KNO3)②要滤液(产品)：防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗。(除去溶解度小或难溶的杂质)1．(2024·安徽卷)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。回答下列问题：（1）Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。（2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。（3）“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为_______。（4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为。（5）“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为_______。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为_______(填化学式)。（6）“还原”步骤中，被氧化的与产物的物质的量之比为_______。（7）可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为(a)而不是(b)的原因：_______。【答案】（1）①.四②.ⅠB（2）Cu2+（3）（4）AgCl（5）①.②.（6）3：4（7）(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构【第一步粗读题干】铜阳极泥富含等多种元素。从铜阳极泥中分离提收金和银。【第二步分析流程】【第三步解答设问】(1)Cu的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB族；(2)由分析可知，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2+进入浸取液1中，故浸取液1中含有的金属离子主要是Cu2+；(3)浸取2步骤中，Au与盐酸、H2O2反应氧化还原反应，生成HAuCl4和H2O，根据得失电子守恒及质量守恒，可得反应得化学方程式为：；(4)根据分析可知，浸渣2中含有AgCl，与反应转化；(5)电沉积步骤中，阴极发生还原反应，得电子被还原为Ag，电极反应式为：；阴极反应生成，同时阴极区溶液中含有Na+，故电沉积步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用得物质为；(6)还原步骤中，HAuCl4被还原为Au，Au化合价由+3价变为0价，一个HAuCl4转移3个电子，N2H4被氧化为N2，N的化合价由-2价变为0价，一个N2H4转移4个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为3：4；(7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构。1．(2024·山东卷)以铅精矿(含PbS，Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时，消耗Fe3+物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生_______(填化学式)。（2）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。（3）“还原”中加入铅精矿的目的是_______。（4）“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。A．B．C．D．“置换”反应的离子方程式为_______。（5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。2.(2024·湖北卷)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为：已知：回答下列问题：（1）基态的轨道表示式为_______。（2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_______。（3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______。（4）写出反萃取生成的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。（5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是_______。（6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为_______。1．（2023·新课标卷）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在。回答下列问题：(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和___________。(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是___________。(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致___________；pH>9时，会导致___________。(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO或VO3+在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)。A．酸性

B．碱性

C．两性(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________。2．（2023·湖北卷）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：回答下列问题：(1)Co位于元素周期表第_______周期，第_______族。(2)烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因_______。(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是_______。(4)已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为_______。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。(5)导致比易水解的因素有_______(填标号)。a．Si-Cl键极性更大

b．Si的原子半径更大c．Si-Cl键键能更大

d．Si有更多的价层轨道3．（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（和)。实现镍、钴、镁元素的回收。已知：物质回答下列问题：(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。(3)“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。(5)“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。(6)“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。4.(2024·江苏卷)回收磁性合金钕铁硼()可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。（1）钕铁硼在空气中焙烧转化为、等(忽略硼的化合物)，用盐酸酸浸后过滤得到溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率()随浸取时间变化如图所示。①含铁滤渣的主要成分为_______(填化学式)。②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是_______。（2）含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。①用含有机胺()有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的溶液，原理为：(有机层)已知：其他条件不变，水层初始pH在0.2~0.8范围内，随水层pH增大，有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是_______。②反萃取后，经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上，O原子未画出)，其中原子数目比_______。（3）净化后的溶液通过沉钕、焙烧得到。①向溶液中加入溶液，可转化为沉淀。该反应的离子方程式为_______。②将(摩尔质量为)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。时，所得固体产物可表示为，通过以上实验数据确定该产物中的比值_______(写出计算过程)。5.(2024·浙江卷1月)固态化合物Y的组成为，以Y为原料实现如下转化。已知：与溶液A中金属离子均不能形成配合物。请回答：（1）依据步骤Ⅲ，、和中溶解度最大的是_______。写出溶液C中的所有阴离子_______。步骤Ⅱ中，加入的作用是_______。（2）下列说法正确的是_______。A.气体D是形成酸雨的主要成分 B.固体E可能含有C.可溶于溶液 D.碱性：（3）酸性条件下，固体(微溶于水，其还原产物为无色)可氧化为，根据该反应原理，设计实验验证Y中含有元素_______；写出转化为的离子方程式_______。6．（2023·北京卷）以银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。已知：酸性条件下，的氧化性强于。(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除，有利于后续银的浸出：矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。①“浸锰”过程中，发生反应，则可推断：__________(填“>”或“<”)。②在溶液中，银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有__________。(2)“浸银”时，使用过量和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出。①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：__________。②结合平衡移动原理，解释浸出剂中的作用：____________________。(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。①该步反应的离子方程式有______________________________。②一定温度下，的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后的沉淀率逐渐减小的原因：______________。(4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：________。7．（2024·北京海淀期中）钡盐沉淀法处理酸性含铬废水(含、[Ni(CN)4]2-、等)并回收铬元素的工艺路线如下：已知：I．六价铬[Cr(VI)]在水溶液中存在平衡：+H2O2+2H+II．室温下相关物质的Ksp如下：化合物CaSO4BaSO4BaCrO4Ksp4.9×10-51.1×10-101.2×10-10（1）向废水中加入破氰剂NaClO，可以提高镍元素的去除率。①NaClO能氧化CN-，生成无毒无味气体，补全该反应的离子方程式：。□CN-+□_____+□_____=□+□_____+□_____②结合平衡移动原理解释加入NaClO可提高镍元素的去除率的原因：。（2）用石灰乳将含铬废水预调至不同pH，经破氰后取等量的溶液1，向其中加入等量的BaCl2·2H2O，搅拌、反应60min，得到Cr(VI)去除率随预调pH变化如图。与预调pH=6相比，pH=7时Cr(VI)的去除率显著提高，可能的原因有(写出两条)。（3）沉淀2与足量H2SO4反应的离子方程式为。（4）溶液2需处理至Ba2+含量达标后方可排放。可用如下方法测定废水中Ba2+含量。步骤1：取aL含Ba2+废水，浓缩至100mL后，加入过量的Na2CrO4标准溶液，充分反应后过滤，向滤液中加入指示剂，用0.1mol·L−1HCl标准溶液滴定至CrO全部转化为Cr2O，消耗HCl标准溶液的体积为bmL。步骤2：取100mL蒸馏水，加入与步骤1中等量的Na2CrO4标准溶液，加入指示剂，用0.1mol·L−1HCl标准溶液滴定，消耗HCl标准溶液的体积为cmL。①步骤1中加入的Na2CrO4标准溶液必须过量，目的是。②若废水中其他杂质不参与反应，则废水中Ba2+的含量为mg·L−1(写出表达式)。8．（2024届·辽宁沈阳·三模）稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，如汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理，不仅可以降低催化剂的成本，还可以提高催化效能。以氟碳铈矿(主要成分为)为原料制备的一种工艺流程如图：已知：①滤渣1的主要成分是难溶于水的，滤渣2的主要成分是；、(a、b均大于0)。②当前工艺条件下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时的pH如下表：金属阳离子开始沉淀时的pH1.37.7完全沉淀时的pH3.19.2回答下列问题：（1）写出一条提高焙烧效率的方法：。（2）加入盐酸和进行浸取时有污染环境的气体产生，该气体为(填化学式)；操作1和操作2的名称为。（3）调节滤液1的pH的范围为；滤渣3的主要成分为(填化学式)。（4）有强氧化性，含的溶液可吸收雾霾中的NO，生成、(二者物质的量之比为1：1)，该反应的离子方程式为。（5）滤渣1经KCl溶液充分浸取后，测得反应体系中的物质的量浓度为，则的物质的量浓度为(用含a、b的式子表示)。（6）在空气中焙烧的