专题四 热考题型突破(三) 化学工艺流程题（Word教参）-【优化指导】2023高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 不定项版）

热考题型突破(三)　≡化学工艺流程题≡ [知识拓展] 1．化学工艺流程题的基本结构 2．化学工艺流程题中物质的确定 (1)滤渣、滤液中成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分的每一步骤中与每一种试剂反应的情况：①反应过程中哪些物质(或离子)消失了；②所加试剂是否过量或离子间发生反应，又产生了哪些新离子，要考虑这些离子间是否发生反应。 (2)副产物的确定 ①从流程图示看，流程中支线产物；②从制备的目的上判断，不是主产品。 (3)循环物质的确定 ①从流程图示看，箭头返回；②从物质的转化上看，在流程图中加入的物质，后续步骤中又会重新生成(在滤液、滤渣或气体中寻找)。 3．化工流程题中重要操作及目的 操作 操作目的及分析 灼烧 (煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿等 酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 碱浸 去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(或产生沉淀) 水洗 用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 4.化工流程题中常考操作及分析 常见的操作 答题要考虑的角度 分离、提纯 过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作； 从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥) 控制溶 液的pH ①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)； ②“酸作用”还可除去氧化物(膜)； ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等； ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 表面处理 用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等 5.控制反应温度的方法及作用 (1)防止副反应的发生。使化学平衡移动；控制化学反应的方向。 (2)控制固体的溶解与结晶。 (3)控制反应速率：使催化剂达到最大活性。 (4)升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发。 (5)加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离。 (6)趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。 (7)降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求。 [典题范例] (2022·湖南卷，17)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下： 已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点： 物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3 沸点/℃ 136 127 57 180 回答下列问题： (1)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是C。 A．C(s)＋O2(g)===CO2(g) B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g) C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g) (2)TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表： 物质 TiCl4 CO 分压/MPa 4.59×10－2 1.84×10－2 物质 CO2 Cl2 分压/MPa 3.70×10－2 5.98×10－9 ①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2； ②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是随着温度升高，CO2与C发生反应C＋CO22CO。 (3)“除钒”过程中的化学方程式为3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是蒸馏。 (4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能(填“能”或“不能”)交换，理由是若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质。 (5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是AC。 A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞 解析：钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl4，加入单质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg还原得到Ti。 (2)①根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据相同条件下气体的压强之比是物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4，则TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2＋6C＋1