全国卷化学工艺流程题解题思路分析

化学工艺流程题——解题思路指导年份2017全国卷（43分）P=0.4182016全国卷（43分）P=0.427题号262728262728题总分151414141514平均分6.853.657.466.266.845.25难度0.4570.2610.5330.4470.4560.375第Ⅱ卷非选择题必考难度工艺流程题试题紧密联系化工生产实际，以物质合成或混合物分离提纯为话题，在流程图中展示了若干考生熟悉和不熟悉的内容。给出的信息丰富，能力要求较高。题目以化学物质为素材串联全题、设问情景关联。题目层次分明，而考查点却相对独立、结果互不株连，空格设置和赋分合理。工艺流程题的题型特点基本概念与无机综合、无机推断、化学与技术等的融合。具体来看，主要包括以下内容：1常见元素的单质及其化合物的物理、化学性质；2较复杂的化合物中的元素化合价计算；3化学反应原理及其应用；4离子反应概念、化学方程式书写；5氧化还原反应本质、基本概念与化学方程式配平；6电解原理及电解产物判断；7利用离子间反应除去杂质离子的原理；8简单的化学计算等。工艺流程题的考查内容有什么？化学工艺流程题是将化工生产中的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，是无机框图的创新。它以现代工业生产为依托，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。例题：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3，MgSiO3，CaMg(CO3)2，Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3．45．212．4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表。（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有（写两条）（2）滤渣I的主要成分有。（3）从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有。1，题头:介绍原材料和生产产品。2，题干:用框图形式将主要生产工艺流程表示出来。3，题设：设问工艺流程图的构成特点27．（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：2017年全国乙卷题头:介绍原材料生产产品。题干:用框图形式将主要生产工艺流程表示出来回答下列问题：（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___________________。100℃、2h，90℃，5h说明：不少考生将设问中“实验条件”等同于“反应条件”，约90%考生解答中没有包含时间。（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42－形式存在，写出相应反应的离子方程式。FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++TiOCl42−+2H2O27．（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率%9295979388分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_________。低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降【分析】共3分，平均0.71分本题要求按照“化工生产”思路—从反应速率角度分析转化率—这与高中学习习惯从平衡角度分析转化率的思路完全不一致，考生几乎不得分。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为____________。（5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。4Fe3+恰好沉淀完全时，c(PO43－)=mol·L−1=1.3×10-17mol·L−1，2251.3101.010c3(Mg2+)×c2(PO43-)＝(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.7×10-40＜Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。【分析】两问共5分，平均0.73分（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。2FePO4+Li2CO3+H2C2O4高温2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑【分析】共3分，平均0.8分氧化还原反应方程式书写，化学式错、产物错、配平错等，也有部分考生书写潦草或原有不良的书写习惯导致辨认不清、书写错误。(2018·课标全国Ⅰ，27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__________________________________。322522NaHSONaSOHO(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是。3NaHSO得到3NaHSO过饱和溶液(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。222HO4e4HOa(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为______________________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L－1(以SO2计)。2225224SO2I3HO2SO4I6H0.128解析(4)I2作氧化剂，将S2O2－5氧化成SO2－4。计算样品中Na2S2O5的残留量时以SO2计，则n(I2)＝n(SO2)＝0.01000mol·L－1×0.01L＝0.0001mol，m(SO2)＝0.0064g，则该样品中Na2S2O5的残留量为0.0064g0.05L＝0.128g·L－1。母液的循环利用陌生反应产率计算酸溶、碱溶、水溶氧化后调PH（与Ksp结合）171题型结构无机工艺流程图试题探究1.三种审题方法：首尾分析法、分段分析法、交叉分析法2.一个特别关注：特别关注箭头——是来（进来，加入、进入），还是去（出去，分离出去、进入下一流程），还是循环（从哪一步回到哪一步），分析每一步骤的进出关系并思考反应物是什么、发生了什么变化、产生了什么结果、对产品获得有什么作用等3.最终指向一个目标：获得产品。2审题方法无机工艺流程图试题探究3命题角度解题技巧(1)不常见化合物中元素化合价的确定2016新课标Ⅰ卷28(1)NaClO2中Cl的化合价为____。2014新课标Ⅰ卷27(2)①(H3PO2)中，磷元素的化合价为____。2013新课标Ⅰ卷27⑴LiCoO2中，Co元素的化合价为___________。掌握：1常见元素的化合价；2变价元素与不变价元素；3依据非金属性相对强弱判断化合价。无机工艺流程图试题探究3命题角度解题技巧(2)关键反应——陌生方程式的书写2016新课标Ⅰ卷28(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。2014新课标Ⅰ卷27(3)写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式_______。2013新课标Ⅰ卷27⑵写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________________。熟知物质、把握守恒、环境和谐1一熟知：常见氧化剂和对应的还原产物……；2三守恒：电子得失守恒、电荷守恒、原子元素守恒；3再和谐：方程式中的物质和环境和谐共存。2015新课标Ⅰ卷27(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_______。3命题角度解题技巧(3)利用离子反应除去杂质2016新课标Ⅰ卷28(3)为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。2016新课标3卷27(4)为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性(填酸或碱)。方法：沉淀法(加入沉淀剂、调剂pH值)、气化法(将某些非金属元素形成的离子转化为气体而分离)原则：1尽量不引入新杂质，不可避免引入的杂质要容易被后续除去；2生成沉淀的溶解度要尽可能小。2015新课标Ⅰ卷27(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_______。3命题角度解题技巧(4)“滤液”“滤渣”“回收利用”“可循环”的物质是什么？2016新课标3卷28(1)“废渣1”的主要成分是________。2013新课标Ⅰ卷27(6)在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有_________(填化学式）。总思想：目标导向、物质转化、逐步分离、物质守恒具体做法：读流程图，利用物质守恒思想弄清楚各元素的来龙去脉，在明白各步原理的基础上弄清物料走向，获取主要信息和有用信息。2015新课标Ⅰ卷27(2)“浸渣”中还剩余的物质是______（化学式）。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。3命题角度解题技巧(5)电解产物判断，“阴极”“阳极”电极反应方程式书写2016新课标1卷28(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，“电解”中阴极反应的主要产物是______。2013新课标Ⅰ卷27(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_______________。根据氧化还原原理合理拆分反应方程式，考虑电子得失守恒、电荷守恒、离子与电解质环境和谐共存可解决本题。2014新课标1卷27(4)H3PO2也可以通过电解的方法制备，①写出阳极的电极反应式______。2012新课标Ⅰ卷26K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为3命题角度解题技巧(6)某操作的目的、某现象发生的原因是什么？2016新课标1卷28(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是__________总原则：牢牢把握实验目的。具体答题：从反应原理出发，结合反应物的理化性质和环境特点，考虑应物的总利用率、反应的副产物的控制、产品产率提高、反应是否绿色环保等方面。2014新课标Ⅰ卷27(4)③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是_______杂质。该杂质产生的原因是__________2015新课标Ⅰ卷27(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，然后再调节溶液的pH约为5，目的是____。从环境、安全、节能、高效等角度答题2016新课标1卷28(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，NaClO2的有效氯含量为________。2016新课标2卷28(1)计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中X值_______(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品，采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为____。(8)氧化还原的简单计算(7)评价型试题3命题角度解题技巧2013新课标1卷27(3)上可用盐酸代替H2SO4和H2O2的