高考新冲破化学工艺流程题：高三二轮复习化学工艺流程-课件-(1)

高考二轮备考化工流程命题热点①物质的分离、提纯与检验型②化工原料制备型命题特点无机化工流程题是一类特色鲜明的高考新题型，能很好地体现《新课程标准》和《考试说明》的要求，在高考试题中出现的频率呈增多趋势。这类题的题干一般比较长，信息比较多，又是以真实的工业生产作为背景，对考生而言，陌生度大，难度也比较大。只要考生掌握命题者的意图，明确解题的一般思路，总结解题的规律和策略，定能化难为易，正确解答。举例1：无机化工流程重要考点命题规律1.通过对科学实验中化学现象以及相关模型、图形和图表等的观察，运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用。2.综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题。3.用正确的化学用语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和成果，并做出正确解释。此类题情景新，综合性强，思维量大，难以押题，区分度大。化学工艺流程的主线钛铁矿浓硫酸Fe2+SO42-TiO2+H2TiO3TiO2滤液NaClOH3PO4PH=2的溶液NH3H2OFePO4H2OLi2CO3草酸LiFePO4原材料原材料的预处理化学反应分离提纯目标产物化学工艺流程考什么？规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：原材料预处理、生产条件的控制、物质的分离操作原材料的预处理酸浸(酸洗)——加酸使原材料溶解变成可溶性盐，不溶物通过过滤除去水浸——与水接触反应或溶解水洗——除去水溶性杂质粉碎——增大表面积，加快反应速率,提高转化率煅烧(灼烧、焙烧)——使物质在高温下氧化、分解碱浸(碱洗)——除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅反应条件控制加热——加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动降温（冰水中）——防止物质在高温时溶解；使化学反应速率下降；使化学平衡向放热方向移动控温——温度过高，物质会分解或挥发温度过低，物质无法挥发或者反应趁热过滤——防止某物质降温时会析出晶体冰水洗涤——洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗酸性氛围——防止水解（盐溶液配制、浓缩）pH值的控制——控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀产品的分离和提纯（1）过滤基本操作：一贴二低三靠当溶液为单一溶质时：所得晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：所得晶体带结晶水，如胆矾等：蒸发结晶；将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。当溶液为两种以上溶质时：要得到溶解度受温度影响小的溶质：要得到溶解度受温度影响大的溶质：蒸发浓缩结晶，趁热过滤,洗涤,干燥蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶，过滤，洗涤,洗涤（2）结晶（3）重结晶化学工艺流程规范答题要求（4）洗涤洗涤：取洗涤后小烧杯中的最后一次洗涤液，（若要检验氯离子）滴加AgNO3和稀硝酸，若无沉淀产生，则证明洗涤干净。向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没滤渣，静置；重复操作2-3次；检验：（5）干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干（6）灼烧固体在坩埚中进行加热（7）分液打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出（8）重复操作无机工业流程题的分析考点分布广泛能力立意设问流程难看懂与工业流程非紧密相关的考查内容难点与工业流程紧密相关的考查内容难点分头突破﹡﹡﹡﹡两种意识﹡﹡﹡﹡快速浏览全题①流程的目的（特别是流程中的始末物质）②题目设问情况例1、：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，该锂离子电池负极发生的反应为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）。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（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有______(填化学式)。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3例2、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：废旧锂离子电池正极材料加过量NaOH溶液过滤滤液LiMn2O4、碳粉通入过量CO2过滤沉淀X加稀H2SO4通入空气MnO2、碳粉加一定量Na2CO3过滤Li2CO31234滤液滤液过滤Al(OH)3例3、：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。﹡﹡﹡﹡两种意识﹡﹡﹡﹡（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。（2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。例4、：回答下列问题：（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为_________。（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式___________。（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_____________。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式___________。（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______________________。（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有__________(填化学式)。实验方案评价化合价氧化还原反应原电池反应元素化合物离子反应化学方程式原电池工作原理滤液滤渣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充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6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原料目标产物原料的预处理反应条件的控制产品的分离提纯成本环保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡﹡核心反应、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———生成物氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律①判断产物②配平非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物例5、：（3）已知1molCH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1kJ，1molCH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)ΔH=？CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=＋160.1kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=－802.3kJ/mol（－962.4kJ/mol）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例6、：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例7、：锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：废旧锂离子电池正极材料加过量NaOH溶液过滤滤液LiMn2O4、碳粉通入过量CO2过滤沉淀X加稀H2SO4通入空气MnO2、碳粉加一定量Na2CO3过滤Li2CO31234滤液滤液过滤（2）第③步反应的离子方程式是。Li+LiMn2O4+O2——Li++MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O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例7、：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。（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______________________；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑LiCoO2+H2SO4+H2O2——Li2SO4+CoSO4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例7、：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。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_________________。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（√）全省38.3%考生这样作答：CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4（×）CO2(g)过滤反应I反应II反应III反应IVFeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)H2(g)稀硫酸过滤KClK2SO4(s)NH4Cl溶液(NH4)2S2O8溶液FeCO3(s)空气中煅烧Fe2O3(s)例8、：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：2KCl+(NH4)2SO4=K2SO4↓+NH4Cl(NH4)2SO4FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O核心反应——陌生方程式的书写关注箭头的指向（聚焦局部）前后追溯物质（放大局部）氧化还原规律反应实际（物质性质、试剂用量）全面考虑原料目标产物原料的预处理反应条件的控制产品的分离提纯成本环保﹡﹡﹡﹡﹡建模﹡﹡﹡﹡