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题型八工艺流程题年份卷别题号考查角度命题预测2019卷Ⅰ26物质制备工艺流程化学工艺流程题是历年必考的热点题型,将生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离或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。预计2020年高考还会取材于实际生产或科研成果,考查物质制备、原理应用、操作名称、化工术语等,侧重于信息获取能力、分析问题能力、语言表达能力和计算能力的考查等27废弃物中提取物质的工艺流程卷Ⅱ26物质制备工艺流程卷Ⅲ26物质制备工艺流程2018卷Ⅰ27物质制备工艺流程卷Ⅱ26物质制备工艺流程卷Ⅲ27物质制备工艺流程2017卷Ⅰ27物质制备工艺流程卷Ⅱ26元素含量测定工艺流程卷Ⅲ27物质制备工艺流程2016卷Ⅰ28物质制备工艺流程卷Ⅲ28废弃物中提取物质的工艺流程2015卷Ⅰ27物质制备工艺流程卷Ⅱ28物质制备工艺流程五年高考命题统计与预测规律:主线主产品,分支副产品,回头为循环。题点一题点二审题过程必备知识对点演练物质制备工艺流程1.(2019·全国Ⅰ,26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:真题诊断题点一题点二回答下列问题:(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为。(2)“滤渣1”的主要成分有。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是。(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为,母液经加热后可返回工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是。审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二答案:(1)NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN(3)一元弱转化为H3BO3,促进析出(4)2Mg2++3CO32-+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-[或2Mg2++2CO32-+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑]溶浸高温焙烧解析:(1)由硼镁矿粉所含的元素及加入的硫酸铵溶液可知,该气体只能为氨气,碳酸氢铵与氨气反应的化学方程式为NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3。(2)由流程图可知,B元素最终以H3BO3的形式存在,Mg元素经沉镁后以Mg(OH)2·MgCO3的形式存在,可分析出Fe、Al在沉镁后不会存在于母液中,因此滤渣1的主要成分为矿石中含有的SiO2、Fe2O3、Al2O3。可用KSCN溶液检验Fe3+的存在。审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二(3)H3BO3在水中的解离为可逆过程,且1个H3BO3分子解离出1个H+,由此可知,H3BO3为一元弱酸;调节pH,增大H+浓度,使H3BO3+H2OH++B(OH)4-的平衡向左移动,有利于H3BO3的生成。(4)“沉镁”过程中的反应物有碳酸铵,生成物有Mg(OH)2·MgCO3,根据原子个数守恒和电荷守恒可写出该反应的离子方程式为2Mg2++3CO32-+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-[或2Mg2++2CO2-3+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑]。根据元素守恒,NH4+、SO42-存在于母液中,即母液中主要成分为硫酸铵,可返回“溶浸”工序循环使用。高温焙烧可使Mg(OH)2·MgCO3分解生成MgO。解题指导审题干→读流程图→明确问题→提取信息→联想化学知识→得出答案。(1)中化学方程式的书写可联想酸式盐与相应碱反应生成正盐;(4)中获得轻质氧化镁的方法可联想Mg(OH)2、MgCO3受热易分解的性质等。审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二2.(2019·全国Ⅱ,26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用的白色颜料。回答下列问题:(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,钡的焰色为(填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为。(3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O32-2I-+S4O62-。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二点颜色变化为,样品中S2-的含量为(写出表达式)。答案:(1)D(2)①BaSO4+4CBaS+4CO↑CO+H2OCO2+H2②BaCO3③S2-+Ba2++Zn2++SO42-ZnS·BaSO4↓(3)浅蓝色至无色(25.00-12𝑉)×0.1000×32𝑚×1000×100%解析:(1)常见的金属元素在焰色反应中呈现的焰色分别为:钠—黄色、钾—紫色(透过蓝色钴玻璃观察)、钙—砖红色、锶—洋红色、铜—绿色、钡—黄绿色。审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二(2)①由于焦炭过量,故C被氧化为CO,反应的化学方程式为4C+BaSO4BaS+4CO↑;根据生成CO2和一种清洁能源气体的信息可以写出CO与H2O反应生成CO2与H2的化学方程式。②根据信息结合框图可知,还原料的主要成分为BaS,表面BaS与空气中的H2O和CO2反应生成有臭鸡蛋气味的H2S和难溶于水的BaCO3。③根据立德粉的化学式和框图可知离子反应方程式为Ba2++S2-+Zn2++SO42-ZnS·BaSO4↓。(3)碘单质能使淀粉溶液显蓝色,当I2全部被消耗完后,溶液蓝色褪去。审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二根据反应:I2+S2-S↓+2I-,I2+2S2O32-2I-+S4O62-,n(S2-)+12n(S2O32-)=n(I2),因此,n(S2-)=(25.00×0.1000×10-3-12V×0.1000×10-3)mol,故样品中S2-的含量为(25.00-12𝑉)×0.1000×32𝑚×1000×100%。特别提醒(1)焰色反应中Ba2+的焰色教材中有呈现,平时复习中考生往往只重视Na+和K+的焰色反应现象,对Ba2+的焰色反应重视不足。(2)注意第(2)小题第①焦炭过量生成CO;(3)25.00mL0.1000mol·L-1的I2-KI溶液中的I2在反应中有两个去向:一是与mg样品中的S2-反应;二是滴定过程中与Na2S2O3反应,利用关系式不难求得正确答案。审题过程必备知识对点演练真题诊断题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断流程图中主要转化如图所示:题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断3.(2019·全国Ⅲ,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断(1)“滤渣1”含有S和;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是。(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为~6.0之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是。(6)写出“沉锰”的离子方程式。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=13时,z=。题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断答案:(1)SiO2(或不溶性硅酸盐)MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O(2)将Fe2+氧化为Fe3+(3)4.7(4)NiS和ZnS(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,使MgF2(s)Mg2++2F-平衡向右移动(6)Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O(7)13题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断解析:本题为工艺流程题,综合考查了陌生化学方程式和离子方程式的书写、调节pH除杂、沉淀溶解平衡及化合价的简单计算等知识,综合性较强,难度中等。(1)加硫酸“溶浸”过程中,MnO2将MnS中的S2-氧化为单质硫:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O。天然锰矿中含有的二氧化硅(或硅酸盐)不溶于稀硫酸,所以滤渣1为S和二氧化硅(或不溶性硅酸盐)。(2)“溶浸”时杂质Fe、Al、Mg、Zn、Ni等元素也都转化为相应的硫酸盐,其中铁元素部分以Fe2+存在,结合金属离子沉淀时的pH范围,加MnO2是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,以方便后面将其转化为沉淀除去。(3)~(5)结合题给表格中金属离子沉淀时的pH范围可知,加氨水“调pH”主要是沉淀Fe3+和Al3+[滤渣2的主要成分为题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断Fe(OH)3和Al(OH)3],此时需控制的pH范围为4.7~6.0。而后面加Na2S完成的“除杂1”是沉淀Zn2+和Ni2+,滤渣3为ZnS和NiS。加MnF2完成的“除杂2”是沉淀Mg2+,滤渣4为MgF2。若沉淀Mg2+时溶液酸性较强,H+会与F-生成弱电解质HF,使平衡MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,则导致Mg2+沉淀不完全。(6)流程图中加NH4HCO3是为了沉淀Mn2+,产物为MnCO3,同时生成CO2和(NH4)2SO4、H2O。(7)根据化合物中元素化合价的代数和为0可列式计算:(+1)+(+2)×13+(+3)×13+(+4)×z+(-2)×2=0,解得z=13。题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断解题策略(1)审题过程(2)审设问:结合题中的问题,回到流程图中寻找答案。题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断4.(2018·全国Ⅰ,27节选)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。(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。(3)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)。题点一题点二审题过程必备知识对点演练真题诊断答案:(1)2NaHSO3Na2S2O5+H2O(2)①NaHSO3②