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高考化学工艺流程题一、解读考试说明，探究命题思路1、化学工艺流程题为何取代传统无机框图题？传统无机框图题多年来一直是高考化学试卷中备受青睐的热门题型，但由于该类试题人为设计成分较多、问题编制模式过于单一、逻辑推理味道浓厚而化学味道淡薄，取而代之的是创新的工业生产流程题。工业生产流程题取材于真实的、广阔的工业生产和日常生活，问题设计更加灵活，更有化学味，是落实新课程高考对考生素质和能力要求的具体体现，能够考查考生“将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力”。正是新课程突出化学是一门实用性、创造性的科学，化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，化学工艺流程题便成为近年来北京高考的新亮点和主流题型。2、化学工艺流程题考查三维目标1）知识和技能(1由例题分析，初步认识工业生产流程题的特点。(2了解工业生产流程题的解题思路和应具备的能力要求。2）过程和方法采用例举、讨论、演绎、归纳等方式。3）情感态度和价值观(l通过对工业生产流程题“真实性”的分析，培养学生的化学素养。(2开展多种形式的讨论交流活动，培养学生的互助合作精神。3、解流程题的步骤和方法首先，浏览全题，确定该流程的目的；——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物。其次，精读局部，明确反应原理——确定各步的反应物、生成物。第三，针对问题再读图，明确要求——科学表述、规范书写。4、考查要点：1）物质性质及其相互转化关系2）元素及其化合物的转化网络3）物质的分离和提纯的方法结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）过滤——固、液分离蒸馏——液、液分离分液——互不相溶的液体间的分离萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。升华——将可直接气化的固体分离出来。盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出4）电解质溶液基本理论弱酸、弱碱的电离、水的电离、盐类水解、沉淀平衡5）氧化还原反应原料→产品6）方法：应用三大守恒写出陌生方程式，并能够进行简单计算电子守恒、电荷守恒、元素守恒法二、高考是怎么样考的？——研究试题，把握标高2009——2011年北京化学工艺流程题统计【例1】（2009北京理综，26，15分）以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。Ⅴ.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。已知：NH4HCO3在热水中分解。（1）Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是_________________。（2）Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_____________。（3）Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是_____________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是_____________。（4）Ⅳ中，通过检验-24SO来判断沉淀是否洗涤干净。检验-24SO的操作是_____________。（5）已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0kg的FeCO3,得到316.8kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是_________kg。（摩尔质量/g·mol-1:FeCO3116Fe2O3160FeO72）【例2】（2010北京理综，26．14分某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH＋4和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：3HNOI∏I∏−−→−−→−−→氨氮废水低浓度氨氮废水含废水达标废水(1过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：________。②用化学平衡原理解释通空气的目的：________________________。(2过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下：①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”，判断依据是________。②1molNH4+(aq全部氧化成NO3-(aq的热化学方程式是___________________。(3过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。【例3】(2010海淀二模25．10分）从铝＋矿（主要成分是Al2O3，含RO2、Fe2O3等杂质）中提取Al2O3的一种工艺流程如图13所示：（1）元素R位于周期表中的第三周期，其最高正化合价和负化合价的绝对值相等。RO2的用途有（写出1条即可）。（2）铝土矿加入足量烧碱溶液后主要反应的离子方程式为①②（3）工业上通过电解氧化铝和冰晶石的熔融液来冶炼金属铝。已知电极材料为惰性材料，阳极反应式为。（4）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AIN与一种中学常见气体X。已知每转移3mole－,有1.5mol化合物X生成，此反应的化学方程式。【例4】（2010、西城一模26．（10分）工业上以锂辉石（Li2O·A12O3·4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：已知：①Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓②某些物质的溶解度（S）如下表所示。（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______。（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）。滤渣Al2O3锂辉石1223①石灰乳调pH至11饱和Na2CO3溶液②Na2CO溶液℃（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是。（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。①a中，阳极的电极反应式是。②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是。【例5】2010崇文一模27．（14分）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：（1）分解池中发生分解反应的物质是。（2）在合成塔中，若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式。（3）①从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300℃的温度，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是。②从合成塔中分离出甲醇的原理与下列哪个相符（选填字母）。a.过滤b.分液c.蒸馏③“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括。（4）右图是甲醇燃料电池的结构示意图。已知电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。通入a一端的电极是“正极”或“负极”），负极发生的电极反应是。6【例6】2010朝阳一模26．（14分）工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如下：某课外小组模拟上述部分过程设计了如下实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）。（1）工业上用氨气制取NO的化学方程式是。（2）连接好该装置后，首先进行的操作是。（3）通入a气体的目的是。（4）盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中反应的化学反应方程式是2NO2+Na2CO3==NaNO2++（5）已知：温度低于21.15℃时，NO2几乎全部转变为N2O4。工业上可用N2O4与水反应来提高硝酸产率。N2O4与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是。（6）一定条件下，某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2=0.50mol/L、c(N2O4=0.125mol/L。则2NO2(gN2O4(g的平衡常数K。若NO2起始浓度为2mol/L，相同条件下，NO2的最大转化率为。三、优秀试题模拟与预测【预测】１（2011苏锡常镇模拟一）（12分）高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：3NaClO+2Fe(NO33+10NaOH＝2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2ONa2FeO4＋2KOH＝K2FeO4＋2NaOH主要的生产流程如下：（1）写出反应①的离子方程式。（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp(K2FeO4Ksp(Na2FeO4（填“＞”或“＜”或“＝”）。（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下，Fe(NO33不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；Na2CO3溶液冷水a气体7图2为一定温度下，Fe(NO33质量浓度最佳．．时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe(OH3，写出该反应的离子方程式：。若Fe(NO33加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子A．H2OB．CH3COONa、异丙醇C．NH4Cl、异丙醇D．Fe(NO33、异丙醇【预测】２（2011常州市1月）（8分）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上由铝土矿（主要成分是A12O3和Fe2O3）和石油焦（主要成分是C）按下图所示流程进行一系列反应来制备无水AlCl3。⑴AlCl3是晶体。⑵氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式是。⑶冷却器排出的尾气中含有大量CO和少量Cl2，需用Na2SO3溶液除去Cl2，写出此反应的离子方程式是。⑷升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是。⑸为测定无水AlCl3产品的纯度，现称取16.25g精制后的无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，其残留固体质量为0.32g。则AlCl3产品的纯度为。8【预测】３（10分）以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和硫单质，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：⑴过滤③得到的滤渣成分是：。（填化学式）⑵反应Ⅰ~Ⅴ中，共有个反应不属于氧化还原反应。⑶溶液A中含有的溶质是。（填化学式）⑷写出反应Ⅰ的化学方程式：。⑸反应Ⅲ是是FeCO3在空气中煅烧，写出化学方程式：。【预测】４（2011盐城市2月）（12分）．由磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑（SiO2·nH2O）、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。（1）上述反应中，属于置换反应的是▲（选填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）。（2）已知SiHCl3的沸点为33.0℃，提纯SiHCl3适宜的方法是▲。（3）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：▲；固体废弃物CaSiO3可用于▲。（4）反应Ⅲ需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是▲。（5）CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为。A9【预测】５（2010镇江12月调研）（10分）以黄铁矿为原料制硫酸产生的废渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。现以此废渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下。此浓度时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH由见右表。（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是。（2）还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+还原