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高考总复习·化学[全国统考版]
高考题型专项突破 突破化学工艺流程题
例1 (2022·山东高考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
下列说法错误的是( )
A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
[答案] D
例2 (2022·湖南高考节选)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)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
CO2
Cl2
分压/MPa
4.59×10-2
1.84×10-2
3.70×10-2
5.98×10-9
随着温度升高,尾气中CO的含量升高,原因是________________________。
(2)“除钒”过程中的化学方程式为__________________________________;“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是________。
(3)“除钒”和“除硅、铝”的顺序________(填“能”或“不能”)交换,理由是____________________________________________________。
(4)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________。
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
[解题思路分析] 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。
(4)高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁,属于热还原法;电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法;铝热反应制锰是利用Al作还原剂,将锰从其化合物中还原出来,为热还原法;Hg为不活泼金属,可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞。
[答案] (1)随着温度升高,CO2与C发生反应C+CO22CO
(2)3VOCl3+Al===3VOCl2+AlCl3 蒸馏
(3)不能 若先“除硅、铝”再“除钒”,“除钒”时需要加入Al,又引入Al杂质
(4)AC
一、试题特点
1.以与化工生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心,以流程图、装置图为信息背景,以物质的性质、转化、分离等为考点,将化学用语、元素化合物知识、化学反应原理、实验(仪器、操作等)、化学计算等内容有机融合。
2.题目的陌生度很高,通常出现较多的新名词、新物质、新方法、新设备等。问题的设置一般包括化学实验仪器、实验基本操作方法、陌生化学方程式或离子方程式的书写、化学计算、绿色化学思想等。
二、工业生产流程的主线和核心
1.中学化学中涉及的工业生产:工业制粗硅、制漂白粉、工业制硫酸、合成氨工业、工业制硝酸、氯碱工业、工业制玻璃、工业制纯碱。
2.化工生产流程图模版
三、工业流程题中常用的关键词
1.灼烧(煅烧、焙烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质,如海带中提取碘。
2.酸:溶解,去氧化物(膜),调节pH促进水解(或生成沉淀)。
3.碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(或生成沉淀)。
4.盐:用于吸收气体,如碳酸钠、亚硫酸钠溶液吸收CO2、SO2,FeCl2溶液用于吸收Cl2,亚硫酸氢铵溶液用于吸收NH3等等。
5.氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去的离子(或沉淀)。
6.还原剂:还原某物质,转化某物质、获得某种产品等。
7.控制pH:通过加入氧化物等方法调节pH,促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离。
8.加热(煮沸、蒸馏、分馏等):促进水解,聚沉后利于分离物质,等等。
一、掌握解题流程
(1)审题干——明确原料成分和目的要求
(2)审流程——明确各步转化原理和目的
①看箭头:进入的是原料(即反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
②看三线:主线主产品、分支副产品、回头为循环。
③找信息:明确反应条件控制和分离提