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基本特征化学高考中的“化工生产流程题”首创于2004年广东高考，来自于“无机框图题”的变革与创新，是“化学是真实的”充分体现，是广东高考的特色试题。化学工艺流程题，顾名思义，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题，它是将元素及其化合物的相互关系与化工生产流程结合起来，考查元素及其化合物、化学实验简单知识的题。工艺流程题的结构分题头、题干和题问三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品)；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；题问主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成系列问题，构成一道完整的化学试题。其基本特征有三：一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题作思路进行设问，使问题情境真实，能培养学生理论联系实际，学以致用的学习观；二是试题内容丰富，涉及的化学基础知识方方面面，能考查学生化学双基知识的掌握情况和应用双基知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力；三是试题新颖，一般较长，阅读量大，能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力。化学工艺生产主要解决的矛盾，归纳起来主要有六方面问题：(1)解决将原料转化为产品的生产原理；(2)除去所有杂质并分离提纯产品；(3)提高产量与产率；(4)减少污染，考虑“绿色化学”生产；(5)原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；(6)生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。、化学工艺流程题，一般也就围绕这六个方面设问求解。要准确、顺利解答工艺流程题，除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互关系的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外，最关键的问题是要具备分析工艺生产流程的方法和能力。解答化工工艺流程题采用综合分析法，其基本步骤是：1．认真读题首先将题目从头到尾粗读一遍，初步了解大意。基本解法2．分析推断理清转化关系，分析推断出各步所得的物质，重点分析下列关系：(1)原料与产品：从某种原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？有时需要逆推。(2)步骤与目的：加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？一般只考虑与后面提问有关的步骤，其他不必清楚。(3)感觉与结果：有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果，“跟着感觉走”、“顺藤摸瓜”，用已学过的知识来“圆”这个结果，“难得糊涂”。(4)信息与迁移：所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。3．认真回答大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本等等。4．细心检查答完后一定要细心检查所写化学反应方程式、离子方程式是否正确，化学式是否正确，是否答非所问，是否与实验原理相结合。以物质的制备反应、过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、重结晶、渗析、升华、盐析等混合物的分离提纯操作为主流程，根据给定的原料来制取指定的产品。要点探究►探究点一操作流程型例1聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3(25%～34%)、SiO2(40%～50%)、Fe2O3(0.5%～3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：图Z2-1\根据流程图回答下列问题：(1)“煅烧”的目的是________________________________________________________________________。(2)配制质量分数15%的盐酸需要200mL30%的浓盐酸(密度约为1.15g/cm3)和________g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、________。(3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)加少量铝粉的主要作用是________________________________________________________。(5)“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是____________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是________________________________________________________________________。例1(1)改变高岭土的结构，使其能溶于酸(2)230量筒(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O(4)除去溶液中的铁离子(5)pH计(或精密pH试纸)水浴加热[解析]按基本步骤分析：1．认真读题粗读题目，知此题是以高岭土(主要是Al2O3)制取碱式氯化铝。2．分析推断：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al2O3利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al2O3不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案并在分析之中。3．认真回答弄清反应的原理，经过计算、分析、推断后即可逐问回答。4．细心检查答完后认真检查离子方程式和核算计算结果。这种类型的题目中常常设计与分离提纯操作有关的知识点主要有：(1)过滤：过滤的仪器；沉淀的洗涤；沉淀是否洗干净的检验。(2)分液：分液分离的操作方法；上、下层液体的出口判断。(3)结晶：结晶方法的选择；结晶的几种方法。①当溶液是单一溶质时：当所得晶体不带结晶水时(如KNO3)，采用蒸发结晶法；当所得晶体带有结晶水或易分解时(如CuSO4·5H2O、NaHCO3)，采用蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶，过滤法。②当溶液中有两种或两种以上溶质时：当要得到溶解度受温度影响小的溶质时(如NaCl)，采用加热浓缩结晶，趁热过滤法；当要得到溶解度受温度影响大的溶质时(如KNO3)：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，重复2～3次操作的重结晶法。(4)控制pH值范围的原因：使某离子得以沉淀，某离子不被沉淀。(5)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体，如除去氧气、防止某物质被氧化。[2009·上海卷]实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：(1)溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是__________________。(2)操作Ⅱ的目的是________________________________________________________________________，溶液A(溶质是共价化合物)是________。(3)写出检验滤液中是否含铁离子的操作：____________________________________________________。(4)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：_____。写出滤液B的一种用途：_______。(5)CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤：①____________；②加入__________________；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴(1mL溶液为25滴)，则相对误差为________。变式题(1)硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面防止反应进一步发生(2)除去溶液中的Fe3＋氨水(合理即可)(3)取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3＋或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3＋(4)Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓化肥(合理即可)(5)称量过量的标准盐酸（6）1%[解析](2)大理石溶于硝酸后生成Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，可通过向溶液中加CaCO3或氨水的方法调节pH，使Fe3＋以Fe(OH)3的形式除去[Fe(OH)3在弱酸性环境下就能沉淀]，因为要求溶液A的溶质是共价化合物，所以A应为氨水。(4)滤液B的溶质是NH4NO3，可以用作化肥。(6)半滴的体积为1/50mL，则相对误差为150mL20.00mL×100%＝0.1%。►探究点二原材料转化流程型以原材料、中间产物、产品的转化为主流程，制取主要产品和副产品，同时考查元素及其化合物、实验、电化学、绿色化学等知识。例2[2009·江苏卷]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：(1)反应Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入________(填字母)，以除去溶液中的Fe3＋。A．锌粉B．铁屑C．KI溶液．H2(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是___________________________________________________________。(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为________________。例2(1)B(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2＋的水解)(3)降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4晶体析出(4)2SO42-－2e－===S2O82-[解析](2)将FeSO4溶液与NH4HCO3溶液混合，由框图可知：反应Ⅰ是复杂的，但过滤后得到FeCO3固体，这就不难看出，主要是HCO－3电离出CO2－3与Fe2＋结合生成FeCO3；但是HCO－3和Fe2＋都能水解，且温度越高，水解程度越大，这就势必影响FeCO3的生成，故为了防止NH4HCO3分解(或减少Fe2＋的水解)，应将温度降低。(3)从反应Ⅱ可知：反应后溶液中主要成分是(NH4)2SO4，(NH4)2SO4中加入KCl和一定量的醇类溶剂，本身没有发生化学反应，但却得到K2SO4固体，不难联想到：醇类溶剂的加入，使整体溶剂极性减弱，必然导致某些离子化合物的溶解度下降，从结果来看，加入醇类溶剂后，能降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出。(4)反应Ⅳ是用惰性电极电解(NH4)2SO4溶液，按照所学知识，应该是：阴极H＋得到电子生成H2，阳极OH－失去电子生成O2，但框图中却给出了(NH4)2S2O8溶液，这就断定阳极上是SO2－4失去电子：2SO2－4－2e－＝S2O2－8。[2011·南通统测]以钛铁矿(主要成分是FeTiO3，钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸反应的化学方程式为：FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O试回答下列问题：(1)钛铁矿和浓硫酸反应属于______________(选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。(2)上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2＋被氧化，物质A是________；上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是____________________________________________