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[全]高考化学全国卷-工艺流程综合题-考点详解

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高考化学全国卷-工艺流程综合题-考点详解

【解题策略】审题时要弄懂流程图中涉及的反应原理、反应条件的控制以及物质的分离等。明确流程图中箭头方向和含义。流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是"循环利用"的物质。图中一般会出现陌生知识，要读懂题给文字、表格信息以及设问中的提示性信息，并分析和解题中随时进行联系、调用。

术语简答

解题策略

【题型归类】

题型一物质制备类工艺流程 例题1硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如图所示。

已知，某些氢氧化物沉淀的pH如表所示。

请回答下列问题：

(1)在"酸解"过程中，欲加快"酸解"时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：______。

(2)加入的NaClO可与Mn2＋反应：Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H＋＋Cl－，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为_________________________。

(3)"滤渣"的主要成分除Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外，还有____________。 (4)已知不同温度下MgSO4、CaSO4的溶解度如表所示。

"除钙"是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据表中数据，简要说明操作步骤：蒸发浓缩、______。"操作Ⅰ"是将滤液继续蒸发浓缩、冷却结晶、________，便可得到MgSO4·7H2O。

(5)实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO4·7H2O为172.2 g，计算MgSO4·7H2O的产率：________。

(6)金属镁可用于自然水体中铁件的电化学防腐，完成防腐示意图，并作相应标注。

【解析】(1)加快"酸解"过程是化学反应速率问题，故可采用增大浓度、升高温度、增大反应物的接触面积等。(2)在酸性条件下，ClO－可将Fe2＋氧化为Fe3＋，而ClO－被还原为Cl－；生成的Fe3＋水解生成Fe(OH)3，其离子方程式可写为2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋。(3)由于该硼镁泥中有MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等物质，所以"酸解"后生成的阳离子有Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋等，不溶物为SiO2，Mn2＋被氧化为MnO2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据第一个表格中数据可知，Fe(OH)3、Al(OH)3完全沉淀的pH均小于5，所以调节溶液pH为5～6时，Fe3＋、Al3＋分别生成沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3， 是用相对活泼的金属作负极，铁作正极；另一种是外接电源的保护法，也就是将铁连接电源的负极，作为电解池的阴极。

【答案】(1)适当升高温度、把硼镁泥粉碎(或搅拌、适当增大硫酸浓度) (2)2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋ (3)SiO2 (4)趁热过滤

过滤洗涤(或过滤) (5)70%(6)或

题型二物质提纯类工艺流程

例题2以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。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：

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

(1)"酸浸"时V2O5转化为VOeq \o\al(＋,2)，反应的离子方程式为_______________________，同时V2O4转化成VO2＋。"废渣1"的主要成分是________。

(2)"氧化"中欲使3 mol的VO2＋变为VOeq \o\al(＋,2)，则需要氧化剂KClO3至少为________ mol。

(3)"中和"作用之一是使钒以V4Oeq \o\al(4－,12)形式存在于溶液中。"废渣2"中含有________。

(4)"离子交换"和"洗脱"可简单表示为：4ROH＋V4Oeq \o\al(4－,12)eq \o(,\s\up11(离子交换),\s\do4(洗脱))R4V4O12＋4OH－(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈________性(填"酸""碱"或"中")。

(5)"流出液"中阳离子最多的是________。

(6)"沉钒"得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出"煅烧"中发生反应的化学方程式：____________。 形式存在，而铁、铝则在"中和"过程中转化为沉淀，所以"流出液"中最多的阳离子是钾离子。(6)由NH4VO3转化为V2O5，V的化合价未发生变化，该反应为非氧化还原反应，所以N的化合价仍为－3，一种生成物是NH3，另一种生成物必定是H2O。

【答案】(1)V2O5＋2H＋===2VOeq \o\al(＋,2)＋H2O SiO2(2)0.5

(3)Fe(OH)3和Al(OH)3 (4)碱(5)K＋ (6)2NH4VO3eq

\o(=====,\s\up7(高温))V2O5＋2NH3↑＋H2O

【题型演练】

1．铬渣（铬主要以Cr2O3形式存在，同时含有Al2O3、SiO2等杂质）是铬电镀过程中产生的含铬污泥，实现其综合利用，可减少铬产生的环境污染。铬渣综合利用工艺流程如下：

请回答下列问题： （1）焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体，则生成Na2CrO4的反应方程式为____。

（2）除去铝元素的离子方程式为__________________________________________。

（3）理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀，工艺流程中不选用醋酸铅的原因是___________。

（4）铬酸铅是一种用于水彩和油彩的筑色颜料，遇到空气中的硫化物颜色会变黑，该过程的化学反应方程式为___________________________。

（5）实验室常利用Cr3+在碱性溶液中的还原性，使其转化为CrO42-，从而实现与Al3+的分离，这个过程中需要加入的两种试剂是__________、__________（填化学式），分离操作是______。

2. 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物，平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）。某课题组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。

已知：CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。 回答下列问题：

(1)稀酸A的分子式是_______________。

(2)滤液1中加入H2O2溶液的目的是_______________________。

(3)设计实验证明滤液1中含有Fe2+_____________________。

(4) 在酸性溶液中，已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4，书写该反应的离子方程式________________________________。

(5)由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式________________________。

(6)硫酸铁铵晶体[Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·3H2O]广泛用于水的净化处理，但其在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低，其原因是______________________。

(7)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531 g，加硫酸溶解后，用浓度为0.l000

mol·L-1的FeSO 4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+ )，消耗25.00 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为______________ (结果保留两位有效数字)，Mr（Ce）＝140。

3．钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中，其主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO4、MnWO4），还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下： 已知：①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2。②上述流程中，钨的化合价只有在最后一步发生改变。③常温下钨酸难溶于水。

（1）钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中钨元素的化合价为____，请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式：______________________________________。

（2）上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的杂质阴离子为SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等，则"净化"过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为___________，滤渣Ⅱ的主要成分是______________。

（3）已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO4）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

①T1_____T2（填">"或"<"）T1时Ksp（CaWO4）=______________。

②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为____________。

4.锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：

已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；

②常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；

③溶液中离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。

（1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。

（2）"还原"时，被Sb还原的物质为_____________（填化学式）。

（3）常温下，"除铜、铅"时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S也不宜过多，其原因为___________________________。

（4）"除砷"时有H3PO3生成，该反应的化学方程式为______________________________。 （5）"电解"时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为______________。

（6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：

该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，C1-向_____（填"上"或"下"）移动；放电时，正极的电极反应式为______________________。

5.钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有V2O3、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，现从该钒渣中回收V2O3的工艺流程如下：

(1)滤液I的成分是NaVO3、NaAlO3和_________(写化学式)。

(2)检验滤渣I中是否含有Fe2O3的方法是_______________________________。

(3)用离子方程式表示NaAlO2溶液具有碱性的原因：_______________________________。

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2021届高考化学考点微专题训练： 化学工艺流程综合题(原卷+解析卷)

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化学工艺流程综合题

1． 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：

已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。

溶解度：Ca5(PO4)3(OH)

（1）上述流程中能加快反应速率的措施有__________。

（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：

2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4 △ 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4

①该反应体现出酸性关系：H3PO4__________H2SO4（填“>”或“<”）。

②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。

（3）酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：__________。

（4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：____________________。

（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有24SO残留，原因是__________；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________。

（6）取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。（已知：H3PO4摩尔质量为98 g·mol−1）

2. 以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2为原料可制备N2H4·H2O（水合肼）和无水Na2SO3，其主要实验流程如下：

已知：①Cl2+2OH−ClO−+Cl−+H2O是放热反应。

②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。

2019-2020年高考化学题型步步衔接 专题16《工艺流程》(含解析)

2019-2020年高考化学题型步步衔接 专题16《工艺流程》(含解析)

2019-2020年高考化学题型步步衔接 专题16《工艺流程》（含解析）

【母题来源】xx安徽理综化学

【母题题文】（14分）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4，其流程如下：

已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：13℃）。

（1）在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是_____，原料中的金属钠通常保存在____中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____，_____，玻璃片和小刀等。

（2）请配平第①步反应的化学方程式：

□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2==□NaBH4+□Na2SiO3

（3）第②步分离采用的方法是______；第③步分离（NaBH4）并回收溶剂，采用的方法是______。

（4）NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放热21.6KJ，该反应的热化学方程式是_______。

【答案】（1）除去反应器中的水蒸气和空气，煤油，镊子、滤纸（2）系数为：1、2、4、2；（3）过滤，蒸馏（4）NaBH4（s）+H2O(l) = NaBO2（s）+H2(g) △H=-216KJ/mol；

【试题解析】（1）由于NaBH4常温下能与水反应，且Na比较活泼，加热到100度以上，充入氩气，是除去反

应器中的水蒸气和空气，避免影响反应；少量金属钠保存在煤油里；取用钠时，用镊子夹取，滤纸吸

干表面的煤油；（2）根据氧化还原反应原理，得失电子总相同，可以配平此反应为：NaBO2+2SiO2+4Na+2H2==NaBH4+2Na2SiO3；（3）从流程图中可以看出第②步分离的是固体和液体混合物，所以选用过滤的方法；第③步分离（NaBH4）并回收溶剂，只能先将溶剂蒸发再冷凝回收，即蒸馏的方法分离；（4）根据物质的量计算，n(NaBH4)=0.1mol，故热方程式为：NaBH4（s）+H2O(l) = NaBO2（s）+H2(g) △H=-216KJ/mol；

高考化学复习题型十八 化学工艺流程题.docx

高考化学复习题型十八 化学工艺流程题.docx

高中化学学习材料

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题型十八 化学工艺流程题

通关演练

(建议完成时间：30分钟)

1．(2013·汕头二模，26)铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁

[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为＋6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：

(1)若A为H2O(g)，可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：________________。

(2)若B为NaClO3与稀硫酸，写出其氧化Fe2＋的离子方程式(还原产物为

Cl－)________________。

(3)若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾的化学方程式，并配平：

(4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00 mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH＜3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.1 000 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL。

已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6。

①写出滴定选用的指示剂________，滴定终点观察到的现象________________。

②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为________g·L－1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(5)设计实验方案，检验溶液Ⅰ中的Fe2＋________________________________________________________________

________________________________________________________________。

决战高考：化学工艺流程综合题专项突破训练讲义

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专题 工艺流程综合题

【2021年高考乙卷题文】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有2TiO、2SiO、23AlO、MgO、CaO以及少量的23FeO。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子 3Fe 3Al 2Mg 2Ca

开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4

沉淀完全51c=1.010molL的pH 3.2 4.7 11.1 13.8

回答下列问题：

(1)“焙烧”中，2TiO、2SiO几乎不发生反应，23AlO、MgO、CaO、23FeO转化为相应的硫酸盐，写出23AlO转化为442NHAlSO的化学方程式_______。

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_______。

(3)“母液①"中2+Mg浓度为_______-1molL。

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，2TiO水解析出22TiOxHO沉淀，该反应的离子方程式是_______。 (6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_______，循环利用。

【答案】23442AlO4MHSO焙烧322442NHAlSO6NH3HO 3+3+2+FeAlMg、、

61.010 硫酸 2SiO 4CaSO 2+222+(x+1)HOTiOxHO+HTiO2

424(NH)SO 考点分析：

【试题解析】

由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时，二氧化钛和二氧化硅不反应，氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸，二氧化钛、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸钙部分溶于水，硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水，过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液；向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液；将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O。