流程图讲义
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心之所向，所向披靡
专题二 化学工艺流程题
【最近四年安徽高考流程图题】
1.（2009。27．（12分））某厂废水中含0.05×10—3mol·L—1的Cr2O72—,其毒性较大.某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0。5Fe1。5FeO4（Fe的化合价依次为 +3、+2），设计了如下实验流程：
⑴第①步反应的离子方程式是____________________________________。
⑵第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是: ______________________________。
⑶第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr（OH)3外,还有___________________ _。
⑷欲使1 L该废水中的Cr2O72—完全转化为Cr0。5Fe1.5FeO4,理论上需要加入_______g FeSO4·7H2O.2（2010。27。（14分)）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：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：
(1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
（2）第③步反应的离子方程式是 。
(3）第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 .若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18。1 g第③步反应中加入20.0mL3。0mol·L—1的H2SO4溶液。假定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应.
27答案:（1)Al(OH)3 （2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O
（3） 漏斗 玻璃棒 烧杯 ；滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等 （4）5.3
3(2011.27.（14分））MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO2和MnCO3）样品转化为纯MnO2实验，其流程如下：
（1）第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的 （写化学式）转化为可溶性物质.
(2）第②步反应的离子方程式： + ClO3－+ ＝ MnO2↓+ Cl2↑+ .
(3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、 、 、 ，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还有含有 (写化学式).
（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7g MnO2，并收集到0.224LCO2(标准状况下载），则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3。
【答案】（1）MnO2和MnCO3 （2）5Mn2++2ClO3－+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+
(3）蒸发皿 酒精灯 玻璃棒 NaCl （4)0.02
【解析】本题综合考查离子反应方程式书写、氧化还原反应配平、化学计算以及化学实验的相关知识。情景简单,工艺流程清晰。 4（2012。27．（15分））亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量（通常1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：
（1）气体A的主要成分是
，为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入
；通入N2的目的是
.
（2）写出甲方案第①步反应的离子方程式: 。
（3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是
。
（4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果 （填“偏高”、“偏低"或“无影响"）
(5）若取样品wg，按乙方案测得消耗0。01000mol·L—1I2溶液VmL，则1kg样品中含SO2的质量是
g（用含w、V的代数式表示）。
27、（1）SO2 碎瓷片将生成的SO2全部赶出（防止SO2在水溶液中被O2氧化）
（2）SO2+H2O2＝SO42-+2H+
（3)在碱式滴定管中加入1—2mL标准NaOH溶液，将滴定管横过来并转动，让NaOH溶液浸过滴定管内壁，从下面放掉浸洗液,重复操作2-3次 （4）无影响 （5）0。64v/w
【知识准备】
一、背景与作用
化学工艺流程题是近几年是高考的热点，它是传统“无机框图题”的变革与创新,以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程,是化学与生活、社会生产联系重要体现。
二、题目构成特点
1、内容来源：真实的工业生产过程，内容丰富，提问灵活。
2、题目结构:分题头、题干和题尾三部分。
题头一般是介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括获得副产品）;
题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；
题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置系列问题。
3、呈现形式：流程图、表格、图像.
4、设问方式：措施、成分、物质、原因。
5、能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力。
6、知识落点：基本理论、元素化合物、实验。
三、常涉及考点
1、原料处理阶段
（1)溶解时:固体粉碎目的；溶解试剂（蒸馏水溶、酸溶、碱溶等）。
（2）灼烧:仪器选择（如坩埚、泥三角、坩埚钳、酒精灯等），如从海带中提碘。
（3）煅烧：如碳酸钙分解；煅烧高岭土改变其结构,使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解. 甲 方 案 流 程
乙 方 案 流 程 样品 足量稀硫酸
变通N2，边煮沸 气体A
溶液B 数据处理 碱液充分吸收后，
用盐酸调节至弱酸性 I2标准溶液
滴定 H2SO4溶液 数据处理 ①用H2O2溶液充分吸收 ②NaOH标准
溶液滴定 (4）定量分析时要注意恒重的判断标准.
2、分离提纯阶段
(1）氧化阶段：如用氧化剂将Fe2+氧化成Fe3+、Cr3+氧化成CrO42－以便后期处理。
（2）调节pH除杂：控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀.
（3）试剂除杂：加试剂直接反应除去杂质。
(4）萃取：如从海水中提取溴和碘单质，利用溴和碘单质易溶于有机溶剂.
（5）加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动.
(6）降温反应的目的：防止某物质在高温时会分解或为使化学平衡向着某个方向移动。
3、获得产品阶段
（1）洗涤：洗涤剂选择（如冰水洗、乙醇洗等）;目的是洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的损耗；晶体表面洗净检验方法（实质上检验晶体表面一些可溶性杂质离子,要注意强调取最后一次洗涤液少许于试管中）。
（2）结晶方法
①蒸发结晶：一般适用于单一溶质且该物质热稳定性较好（不会热分解)的结晶析出,如从食盐水中得到氯化钠晶体。要注意有金属离子易水解，控制酸性条件或酸性气体氛围，抑制其水解.
②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤：目的主要是让溶解度随温度变化大．．．．．．．．．的溶质析出，多用于结晶水合、不稳定的盐类(如铵盐、硝酸盐)的结晶析出。这种题往往是用图像表示溶解度与温度关系。．．．．．．．．．
③蒸发结晶、趁热过滤：目的是让溶解度随温度变化小．．．．．．．．．的溶质析出,防止某物质降温时会析出，如除去氯化钠溶液中硝酸钾.趁热过滤需用到热滤漏斗或用热毛巾捂住普通漏斗外壁，以防因温度下降而析出杂质。
④重结晶：提高产品的纯度
四、解题思路
1、认真读题,了解实验目的。流程题一般只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质.
2、仔细分析,读懂流程图。
(1）一般情况主线主产品；分支副产品;回头为循环。
(2）核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯.
（3）工业生产流程主线与核心
原料预处理 产品分离提纯
反应条件原料循环利用 排放物的无害化处理
3、分析问题，回归课本知识，关注信息提示。大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往结合流程或信息提示才能回答，有时也可能存有悖学知识,这时就要结合化工生产实际考虑原料成本低廉、环境友好、产量产率高等等。
4、细心检查，最后结论再重新按流程图验证是否合理.。
【典型例题讲解】:
1．（2010广东高考32)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域，以β-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5。2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34。2g、12。7g和1。3g。
（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是______ _______.
(2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸")以调节溶液的PH到6。0~6。5，沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有___________ ___。
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为_________ ______.
（5）从母液中可回收的主要物质是_________ ____。
答案：(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率
（2）石灰石 (3)Fe2+、Mg2+、Ca2+ (4）2Li++CO32-==Li2CO3↓ （5）Na2SO4
2。 (2011广东高考32)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：
（注:NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为① 和②
