2018年高考化学题型研究《化学工艺流程题的解题策略》

化学工艺流程题的答题策略规范答题答题策略试题分析命题角度工艺流程题内容提要年份试卷试题题号、情景材料、分值及考查内容2013全国Ⅰ卷T27废旧锂离子电池正极材料的再生利用（15分）T36草酸的工业制法（15分）元素及其化合物的性质及应用；化合价的判断；氧化还原反应、方程式的书写；电化学等化学基本概念与基本理论。元素及其化合物的性质及应用；化学反应方程式、离子方程式的书写；纯度的计算。全国Ⅱ卷T27工业级ZnO的纯化（15分）T36废旧锌锰电池的回收利用(15分)元素及其化合物的性质及应用；离子方程式的书写；实验操作；物质的组成及计算。电极反应式的书写；离子方程式的书写。2014全国Ⅰ卷T36磷灰石制单质磷（15分）化学方程式的书写；分离与提纯的实验操作；生产工艺比较；有关计算。全国Ⅱ卷T36海水提镁（15分）元素及其化合物的性质及应用；化学方程式、离子方程式的书写；有关计算。一、工艺流程题试题分析年份试卷试题题号、情景材料、分值及考查内容2015全国Ⅰ卷T27铁硼矿制备硼酸T36硝酸铵氧化分解技术生产CuCl化学方程式的书写；化学反应速率的影响因素；实验条件控制。实验条件控制；氧化还原反应；离子方程式的书写；质量分数计算。全国Ⅱ卷T12海水的开发利用氧化反应反应；分离和提纯方法。T28以NH4Cl、盐酸、亚氯酸钠（NaClO2）为原料制备ClO2；元素及其化合物的知识、氧化还原反应；滴定实验及相关计算；T36异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮试剂的选择；实验条件控制；实验方法的比较。4年份试卷试题题号、情景材料、分值及考查内容2016全国Ⅰ卷T28以NaClO3、硫酸和SO2为原料制备NaClO2（14分）T36以软锰矿为原料制备KMnO4（15分）物质的组成与结构；氧化还原反应；物质的提纯；有效氯含量的计算化学反应速率影响因素；氧化还原反应；电极反应方程式书写；利用率、纯度相关计算。全国Ⅱ卷T36以蒽醌法制备H2O2（15分）化学方程式、离子方程式的书写；萃取剂的选取及原因分析；浓度的计算；全国Ⅲ卷T28废钒催化剂的回收（14分）T36废铁屑为原料制备PFS(15分)化学方程式、离子方程式书写；氧化还原反应相关计算。离子方程式书写；实验条件控制；氧化还原反应；酸碱中和滴定及相关计算。5年份试卷试题2017全国Ⅰ卷T27以钛铁矿为原料制备钛酸锂和磷酸亚铁锂（14分）图像分析能力；实验条件控制；物质的组成与结构；化学方程式的书写；Ksp的相关计算。全国Ⅱ卷T26测定水泥样品中钙的含量。（14分）实验条件控制；化学方程式的书写；质量分数计算。全国Ⅲ卷T27以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7（15分）氧化还原反应；实验仪器选择；实验条件控制；溶解度；产率计算。6近几年高考中情景素材统计（1）自然资源开发利用类钛铁矿、铬铁矿、软锰矿、菱镁矿、铁硼矿、铝土矿、磷矿石、白云石、莹石（2）废弃资源回收利用类废铁屑、废铝片、废钒催化剂、废玻璃、废旧锂离子电池、废旧锌锰电池、粉煤灰、银铜合金废料（3）物质的制备和净化类水泥、NaClO2、NH3、H2C2O471、原料所含杂质类：SiO2(12次)；Al2O3(11次）；FexOy(10次）；MgO(5次)；MnO2(4次)；CaO(3次)2、辅助试剂类：H2O2(7次)；KMnO4(6次）；K2Cr2O7(2次）；H2C2O4(2次)、NaBH4(2次)；ZnS、FeS、MnS(各1次)近几年高考中高频化合物统计8设问方式考查内容考查方式原料转化为产品的生产原理元素及其化合物性质、离子反应、氧化还原反应、热化学知识、化学反应速率与化学平衡、溶解度、水溶液中离子平衡(Ka、Kb、Kh、Ksp的应用)化合价规则、物质的命名、方程式书写、图表分析、实验原理及文字表达、实验方案设计除杂、分离和提纯产品实验仪器和实验操作仪器名称、分离提纯的操作、滴定实验及相关计算提高产量和效率化学平衡、溶解平衡计算转化率、产率、纯度节能减排，循环利用元素化合物性质尾气的处理、实验方案的设计综合利用电化学知识电极方程式书写及电化学的相关计算近几年高考中考点分析化学工艺流程图是以无机矿物、工农业或生活废旧物质为原料，首先对原料经过一定的预处理，再通过一系列化学反应，利用化学反应原理知识，经过多次分离提纯最后得到目标产物。原料核心反应目标产物原料的预处理反应条件控制物质分离提纯生产实际工艺流程题的基本结构示意图二、剖析工艺流程题的命题角度2016全国卷128．(14分)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：核心化学反应分离提纯硫酸、SO2反应电解结晶、干燥回收尾气吸收ClO2NaClO2产品NaHSO4NaClO3食盐水Cl2NaOH、H2O2成品液题型示例原料目标产物核心反应原料的预处理生产实际产物分离提纯反应条件的控制命题五个角度原料的预处理生产实际原料的预处理生产实际反应条件的控制原料的预处理生产实际原料的预处理生产实际反应条件的控制原料的预处理生产实际产物分离提纯反应条件的控制原料的预处理生产实际1.核心反应——陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入———反应物箭头指出———生成物箭头回指———循环物氧化还原反应：①判断产物②三个守恒非氧化还原反应：①物质性质②元素守恒(2017江苏16）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3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____________。Na2CO3答题技巧(1)箭头回指判断产物为NaOH和NaHCO3(2)电解实质是电解水H24CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑氯化钠电解槽ClO2食盐水氯化氢合成塔二氧化氯发生器补充Cl2（2013福建卷）24．二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。②该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为______________________。Cl2HClNaClO3+HCl——ClO2↑+H2/Cl2↑(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2ONaClNaClO3增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。2.原料的预处理浸出：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧：搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）杂质高温下氧化、分解（2015全国卷127）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：回答下列问题：(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)。升高反应温度、减小铁硼矿粉粒径Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3△预处理（2016全国卷328）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~21以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为，同时V2O4转成VO2+。V2O5+2H+=2VO2++H2O预处理废钒催化剂V2O5酸浸浸液氧化中和离子交换洗脱沉钒煅烧废渣1H2SO4NH4ClKOH废渣2流出液淋洗液KClO3反应速率及平衡移动物质的溶解与结晶物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）pH：物质的沉淀与溶解弱离子的水解3.反应条件的控制保护气：隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解（如HCl氛围）温度:15年新课标136、（15分）以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：（1）步骤①中溶解温度应控制在60—70℃，原因是。温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解15课标I：“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是将Fe2+氧化为Fe3+然后在调节溶液的pH约为5，目的是：使Al3+与Fe3+形成氢氧化物沉淀而除去。15课标II：加碱调节至pH为2.7时，铁刚好沉淀完全（离子浓度小于10-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱至pH为6时，锌开始沉淀（假定浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H2O2后果是Zn2+和Fe2+分离不开，原因是：Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近。H3BO3、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Al3+4.产品的分离提纯①结晶（重结晶）:固体物质从溶液中析出的过程。②过滤：固、液分离③蒸馏：液、液分离④蒸发：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。⑤萃取：用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥分液：互不相溶的液体间的分离⑦盐析：加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。⑧升华：将可直接气化的固体分离出来。⑨洗涤：通常有水洗、冰水洗涤、醇洗。成本意识：浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗的控制、原料、能量的循环利用效率意识：生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择5.生产实际：三个意识环保意识：绿色化学：无污染、无腐蚀、“三废”(废气、废渣、废水)的处理。滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液（2013年全国新课标卷I）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。可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是。有氯气生成，污染较大污染：废渣、废液（酸、碱、重金属盐）、废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）很多学生答不出，没有环保的意识。（2011福建卷）24．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：钛铁矿TiO2nH2O2341强酸性浸出液（含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等）废渣废液废气富含TiO2+溶液粗TiO2成品TiCl4绿矾氯气、焦炭铁屑该工艺流程中存在的不足之处是产生三废。92思维导图是个不错的尝试1快速浏览，整体分析——把握主干4以线设问，回归流程——局部剖析3独立设问，找准关键——直接作答2瞻前顾后，整合信息——理顺流程三、工艺流程题答题策略（2017新课标1卷）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：例题原料目标产物1目标产物2预处理1.快速浏览，整体分析——把握主干主线2主线1核心化学反应及分离提纯FeTiO3、MgO和SiO22瞻前顾后，整合信息——理顺流程主反应FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++TiOCl42−+2H2O副反应MgO+2H+=Mg2++H2O反应6反应7反应5反应4反应3反应1反应2分离3分离4分离1分离2TiOCl42−+（x