化学工艺流程专题复习

化学工艺流程备考策略高考化学二轮专题复习李道平江西师大附中2017年高考理综化学科命题方向年份全国卷I全国卷II全国卷III考查次数2013T27T2722015T27T2822016T28T26T283近几年全国卷化学工艺流程题统计修订后的考试大纲删去“化学与技术”这个模块，在必做题中考查工艺流程题更加确定。2017年高考理综化学科命题方向年份题号分值省均分201327145.21201527145.87201628145.48近几年全国I卷化学工艺流程题统计与分析考生得分困难的原因①考点分布广泛②能力立意设问③流程难看懂一、知识储备原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理①从目的上分除杂型制备型1、工业流程题的分类（一）与流程密切相关部分备考策略除杂型制备型除杂制备例题：水溶液相除杂2、工业流程题涉及到的除杂原理——变相分离例题：非水液相除杂1123K1023K难挥发性二硫化钽（TaS2）可采用如下装置提纯。将不纯的TaS2粉末装入石英管一端，抽真空后引入适量碘并封管，置于加热炉中。反应如下：TaS2（s）+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)例题：固相除杂工业合成氨，NH3与H2、N2的分离，采用将氨气液化的方法例题：气相除杂3、培养具备解决工业生产问题的思路①成本意识：原料利用率、原料价格、能耗控制、原料循环利用②环保意识：绿色化学例题.工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体：①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是提高原料的利用率，减少污染物的排放例题：氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途．如图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程．（2）混合液①中使用冰水的目的是降低体系温度，防止Br2和SO2挥发，提高原料利用率1、常用名词①研磨、粉碎、喷洒：增大反应物的接触面，加快反应速率（二）与流程非密切相关部分备考策略②酸浸：是为了溶解金属、金属氧化物③碱浸：是为了除去油污、溶解酸性氧化物、溶解铝及其化合物④浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少⑤煅烧、焙烧：高温下使固体原料分解、反应⑥母液：分离出沉淀或晶体后残留的饱和溶液（1）洗涤沉淀的具体操作：往漏斗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。2、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性）（2）检验沉淀是否洗涤干净的操作：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加××试剂，若没有××现象，则沉淀洗涤干净。（3）提高固体的浸出率的措施：适当提高反应温度、粉碎固体增大表面积，增加浸出时间。（4）趁热过滤的原因：防止降温过程中××析出而导致产品损耗（5）减压蒸馏、减压蒸发的目的：减压蒸发（蒸馏）降低了蒸发（蒸馏）所需的温度，可以防止××分解，提高产率例：根据2CrO42－＋2H+Cr2O72－＋H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的极，其电极反应式为：。正极2H2O-4e－＝O2↑＋4H+阳极+类比电解Na2SO4水溶液的原理（1）知识的迁移和运用能力3、提升能力（2）图像、图表的解析和运用能力重结晶结晶方法的选择蒸发浓缩、冷却结晶物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8调pH除杂除杂方法的选择已知：①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；②Fe3+、Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5mol·L-1）时pH分别为3.6和5。（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以，滤渣A为（填化学式）。促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去；Fe(OH)3（3）信息的获取能力二、命题角度1、不常见化合物中元素化合价的确定2016·新课标Ⅰ·28（1）NaClO2中Cl的化合价为．2014·新课标Ⅰ·27（2）①H3PO2中，P元素的化合价为；2013·新课标Ⅰ·27（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为．掌握：1、常见元素的化合价2、依据非金属性相对强弱判断化合价2、关键反应——陌生方程式书写2016·新课标Ⅰ·28（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式．2015·新课标Ⅰ·27（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式．2014·新课标Ⅰ·27（3）写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式．掌握：1、找剂物2、得失守恒3、电荷守恒4、元素守恒2013·新课标Ⅰ·27（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式．3、利用离子反应除去杂质2016·新课标Ⅰ·28（3）精制粗盐水时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为．2014·新课标Ⅰ·27（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是．掌握：1、沉淀法2、气体法4、滤液、滤渣、可循环、回收利用的物质是什么2016·新课标ⅠⅠⅠ·28（3）“废渣1”的主要成分是．2015·新课标Ⅰ·27（2）“浸渣”中还剩余的物质是（化学式）（4）“粗硼酸”中的主要杂质是（填名称）．2013·新课标Ⅰ·27（6）可回收到的金属化合物有（填化学式）掌握：利用守恒思想5、电解产物判断，阴极、阳极电极反应式书写2016·新课标Ⅰ·28（3）“电解”中阴极反应的主要产物是．2014·新课标Ⅰ·27（4）H3PO2也可用电渗析法制备．①写出阳极的电极反应式。2013·新课标Ⅰ·27（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1﹣xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式掌握：1、根据氧化还原反应原理合理拆分反应式2、根据电化学知识6、某操作的目的，某现象发生的原因是什么2016·新课标Ⅰ·28（6）“净化除杂”需先加H2O2溶液，然后在调节溶液的pH约为5，目的是．2014·新课标Ⅰ·27（3）撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有杂质，该杂质产生的原因是．掌握：把握实验目的7、评价性试题2014·新课标Ⅰ·27（4）③撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有杂质2013·新课标Ⅰ·27（3）可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是．掌握：环保、安全节能、高效8、简单化学计算2016·新课标Ⅰ·28（4）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力．NaClO2的有效氯含量为．（计算结果保留两位小数）掌握：守恒关系氧化还原得失电子守恒1、粗读题干、挖掘图示3、跳跃思维，规范答题5、重视题中给出的“已知信息”6、当出现有悖所学知识时，要考虑生产实际4、先做与流程非密切相关的问题三、解题思路2、精读设问，定位信息四、真题分析(1)NaClO2中Cl的化合价为。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为、。“电解”中阴极反应的主要产物是。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为，该反应中氧化产物是。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为。(计算结果保留两位小数)（2016·新课标Ⅰ28）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：(1)NaClO2中Cl的化合价为。+3(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为、。“电解”中阴极反应的主要产物是。NaClO2Na2CO3溶液NaOH溶液(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为，该反应中氧化产物是。H2O2~O2~2e-2∶1O2ClO2~NaClO2~e-(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为。(计算结果保留两位小数)1.57得电子数相等，氧化能力相当NaClO2～2Cl2𝟏𝟗𝟎.𝟓mol×4×𝟏𝟐×71g/mol≈𝟏.𝟓𝟕g(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有。(写出两条)。Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3（2015·新课标Ⅰ27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：提高反应温度；减小铁硼矿粉粒径(2)利用的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是(化学式)。（2015·新课标Ⅰ27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5⋅H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：Fe3O4SiO2、CaSO4(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是，然后在调节溶液的pH约为5，目的是。（2015全国卷Ⅰ27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5⋅H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：将Fe2+氧化为Fe3+使Fe3+、Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(4)“粗硼酸”中的主要杂质是(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为。（七水）硫酸镁－Na+H:B:H‥H‥H(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：硼酸为固体粉末或晶体，性质可类比Al(OH)3受热易脱水分解，金属镁置换出单质硼。2H3BO3B2O3+3H2OB2O3+3Mg2B+3MgO（2013•新课标Ⅰ27）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．充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为6C+xLi++xe﹣═LixC6．现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）．回答下列问题：（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为．+3（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式．2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑（2013·新课标Ⅰ27）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．充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为6C+xLi++xe﹣═LixC6．现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）．（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；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是．2LiCoO2+H2O2+3H2SO4Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O有氯气生成，污染较大，引入氯离子杂质，在后续步骤中难以分离2H2O2==2H2O+O2（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式．CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O（2013•新课标Ⅰ27）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．充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为6C+xLi++xe﹣═LixC6．现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）．（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1﹣xC