专题16 工艺流程-2018年高考化学精选

工艺流程题1．工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下：请回答下列问题：(1)CeCO3F中，Ce元素的化合价为________。

(2)酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。

写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式：______________________________________________________。

(3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_________________________________________________________。

(4)溶液中的c(Ce3＋)等于1×10－5mol·L－1可认为Ce3＋沉淀完全，此时溶液的pH为________。

(已知K sp[Ce(OH)3]＝1.0×10－20)(5)加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3，其中NH4Cl的作用是：________________________________________________________________________。

(6)准确称取0.750 0 g CeCl3样品置于锥形瓶中，加入适量过硫酸铵溶液将Ce3＋氧化为Ce4＋，然后用0.100 0 mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗25.00 mL标准溶液。

(已知：Fe 2＋＋Ce4＋===Ce3＋＋Fe3＋)①该样品中CeCl3的质量分数为________(保留两位小数)。

②若使用久置(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，测得该CeCl3样品的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

2．磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。

回答下列问题：(1)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的，常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。

1工艺流程1．【2017新课标1卷】（14分）Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO 3，还含有少量MgO 、SiO 2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。

由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

（2）“酸浸”后，钛主要以24TiOCl -形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。

（3）TiO 2·x H 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示：分析40 ℃时TiO 2·x H 2O 转化率最高的原因__________________。

（4）Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

（5）若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=?，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=??，此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成？（列式计算）。

FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为22241.310 1.010--、。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式。

2【2017?新课标Ⅱ】水泥是重要的建筑材料．水泥熟料的主要成分为CaO 、SiO 2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。

实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。

加入硝酸的目的是，还可使用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为。

(3)加氨水过程中加热的目的是。

化学工艺流程题的突破一、化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面：1将原料转化为产品的生产原理问题；2•除杂、分离和提纯产品等问题；3 •提高产量和效率问题；4 •节能减排，绿色化学”，循环利用等生产问题；5 •生产设备、流程和生产成本等工艺问题。

因此，答题时，不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚，只要把握住主要的考查方向，理清每个环节的目的和结果，再根据题中的具体设问，结合题中提取的信息和头脑中原有的知识和技能，进行针对性作答即可，切不可拘泥于流程图中的每个细节，把时间和精力过多用于流程分析，使解题误入歧途。

二、核心知识点突破不同的学生在完成工艺流程题时遇到的难点是不同的，通过学生易错题的分析，针对性的做了一下的核心知识点的突破教学。

I、盐溶液的分离提纯方法：结晶法结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法，大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法，难点在于混合溶液得到晶体的操作。

（1）纯物质溶液得到晶体：蒸发结晶（NaCI型：溶解度随温度变化小的物质）蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶（KNO3型：溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）（2）混合溶液（分离A和B）:要得到溶解度受温度变化小的溶质：蒸发结晶，趁热过滤要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤n、预处理的各种方法工艺流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。

（1）粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。

（2）煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质（3）酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）（4）碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）川、平衡原理的应用在工艺流程中经常会涉及化学反应平衡，沉淀溶解平衡，沉淀的转化，离子的水解平衡练习2 •工业上以锂辉石（Li 2O ・Al 2O 3 4SiO 2,含少量Ca 、Mg 元素）为原料生产碳酸锂。

无机化学工艺流程专题1.[2017全国卷Ⅲ,27,15分]重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。

制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为。

该步骤不能使用陶瓷容器,原因是。

(2)滤渣1中含量最多的金属元素是,滤渣2的主要成分是及含硅杂质。

(3)步骤④调滤液2的pH使之变(填“大”或“小”),原因是(用离子方程式表示)。

(4)有关物质的溶解度如图所示。

向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。

冷却到(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。

a.80 ℃b.60 ℃c.40 ℃d.10 ℃步骤⑤的反应类型是。

(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为。

1.(1)2∶7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)Fe Al(OH)3(3)小2Cr O42-+2H+×100%Cr2O72-+H2O(4)d复分解反应(5)190m2147m1【解析】本题考查以铬铁矿为原料制备重铬酸钾的工艺流程分析。

(1)1 mol FeO·Cr2O3参与反应共失去7 mol电子,而1 mol NaNO3参与反应得到2 mol电子,根据得失电子守恒,二者的系数比为2∶7。

由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应,所以该步骤不能使用陶瓷容器。

(2)步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣1,所以滤渣1中含量最多的金属元素是Fe。

结合流程图可知,滤渣2的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。

(3)滤液2中存在平衡:2Cr O42-+2H+Cr2O72-+H2O,氢离子浓度越大(pH越小),越有利于平衡正向移动,所以步骤④应调节滤液2的pH 使之变小。

2018年高考化学模拟（工艺流程题汇编）1、CoCl 2·6H 2O 是一种饲料营养强化剂。

一种利用水钴矿[主要成分为Co 2O 3、Co(OH)3，还含少量Fe 2O 3、Al 2O 3、MnO 等]制取CoCl 2·6H 2O 的工艺流程如下：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H +、Co 2+、Ca 2+、Mg 2+、Fe 2+、Mn 2+、Al 3+等； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表：③CoCl 2•6H 2o 熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃ 时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

（1）写出浸出过程中Co 2O 3发生反应的离子方式 。

（2）NaClO 3的作用是 写出该反应的离子方程式_____________； 若不慎向“浸出液”中加过量NaClO 3时，可能会生成有毒气体是 （填化学式）。

（3）加Na 2CO 3调pH 至5.2所得沉淀为 。

沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀3.79.69.25.29.8（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图。

加萃取剂的目的是；其使用的最佳pH范围是（填字母代号）。

A．2.0~2.5 B．3.0~3.5 C．4.0~4.5 D．5.0~5.5（5）操作I包含3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤．制得的CoCl2•6H2O需减压烘干的原因是。

（6）除“钙”“镁”是将滤液i中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。

已知某温度下，Ksp(MgF2)=7.35×10-11，Ksp(CaF2)=1.50×10-10。

当加入过量NaF，所得滤液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_____________。

【答案】（1）Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O（2分）；（2）将Fe2+氧化成Fe3+（1分）； ClO3－+6Fe2++6H+=Cl －+6Fe3++3H2O（2分）； Cl2（1分）；（3）Fe(OH)3 Al(OH)3（2分）（4）除去溶液中的Mn2+ 1分）；B（2分）；（5）降低烘干温度，防止产品分解；（1分）；（6）0.49（2分）2、钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨(VI) 酸盐的形式存在。

试卷第1页，总15页绝密★启用前2018-2019学年度学校月月考卷试卷副标题考试范围：xxx ；考试时间：100分钟；命题人：xxx注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）请点击修改第I 卷的文字说明试卷第2页，总15页…○…………外…○…………○…………订……线………※※请※※装※※订※※线※※内※※答※※…………线………第II 卷（非选择题）请点击修改第II 卷的文字说明一、填空题1．工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，除了含有大量硫酸外，还含有少量 、Fe 3+、、Cl −。

为除去杂质离子，部分操作流程如图：请回答问题：（1）用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，硫酸的密度为 4.9g•L −1，则该溶液中的pH 约为 。

（2）在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH 4)2SO 4和NH 4Cl 形式存在.现有一份(NH 4)2SO 4溶液，一份NH 4Cl 溶液，(NH 4)2SO 4溶液中c()恰好是NH 4Cl 溶液中c()的2倍，则c[(NH 4)2SO 4]___________c(NH 4Cl)(填：＜、=或＞)。

（3）随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化)，溶液中 (填“增大”“减小”或“不变”)。

（4）投入生石灰调节pH 到2～3时，大量沉淀主要成分为CaSO 4•2H 2O[含有少量Fe(OH)3]，提纯CaSO 4•2H 2O 的主要操作步骤：向沉淀中加入过量 ，充分反应后，过滤、洗涤、 。

（5）25℃，H 3AsO 4电离常数为K 1=5.6×10−3，K 2=1.7×10−7，K 3=4.0×10−12。

当溶液中pH 调节到8～9时，沉淀主要成分为Ca 3(AsO 4)2。

①pH 调节到8左右Ca 3(AsO 4)2才开始沉淀的原因是 。

②Na 3AsO 4第一步水解的平衡常数数值为： 。

题型28工艺流程题一、精典例题典型例题（2018全国II卷，14分）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。

一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2，和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：流程剖析焙烧：主要反应为ZnS+23O 2：ZnO+SO 2，焙烧后主要成分为ZnO ，还有SiO 2：和少量FeO 、Fe 2O 3、CdO 、：PbO ，气体为S02溶浸：加入稀硫酸，SiO 2：与稀硫酸不反应；PbO 与H 2SO 4沉淀，所以滤渣1的主要成分为SiO 2、PbSO 4氧化除杂：根据所含离子及加入的物质可以判断，加入O 2是为了将Fe 2+氧化为Fe 3+，加入ZnO 是为了调节溶液pH ，使Fe 3+以Fe(OH)3沉淀的形式除去，则滤渣2的主要成分为Fe(OH)3还原除杂：加入锌粉是为了使Cd 2+被还原为单质Cd 除去，离子方程式为Cd 2++ZnCd+Zn 2+，则滤渣3的主要成分为Cd电解：滤液主要成分为ZnSO 4，电解得到Zn ，即Zn 2+在阴极得到电子，发生还原反应，电极反应式为Zn 2++2e -Zn ；H 2O 在阳极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为2H 2O -4e - O 2 +4H +，H +与溶液中的SO 24-结合成H 2SO 4。

答案(每空2分，共14分)(1)ZnS+23O 2ZnO+SO 2(2)PbSO 4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe 2+(3)Cd 2++ZnCd+Zn 2+ (4)Zn 2++2e -zn 溶浸二、解题策略工艺流程题一般分题干、流程图和问题三部分。

题干一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)；流程图主要以框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；问题主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置系列问题。

流程分析(一)工艺流程一般分为三个过程，即原料预处理、核心化学反应、产品分离提纯，具体如下：流程图的规律：主线产品、分支副产品、回头为循环。

高考母题题源16 工艺流程【母题来源】2018年高考新课标2卷【母题题文】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(M n+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。

（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。

（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。

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【试题解析】焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。

由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌。

则（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O22ZnO+2SO2。

（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。

根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2+。

（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。

十六、无机化工流程高考题组(一)——江苏卷1．(2017·江苏高考)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：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________。

(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________。

(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如下图所示。

阳极的电极反应式为____________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。

(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。

在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是__________________________________________。

解析：(1)Al2O3为两性氧化物，在NaOH溶液中会溶解生成NaAlO2。

(2)加入的NaHCO3与过量的NaOH反应，导致溶液的pH减小。

(3)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。

(4)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与CO2－3反应生成HCO－3。

阴极上H2O放电生成H2。

答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4CO2－3＋2H2O－4e－===4HCO－3＋O2↑H2(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜2．(2016·江苏高考)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：(1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。