内容正文:
2024年高考二轮专题强化训练(非选择题)
专题16 工艺流程综合题
考情分析:
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基础,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、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,具有较强的实用性和综合性,是近几年各地高考化学试题的常考题型。化工流程型实验题通常以元素化合物知识为依托,以反应原理、实验操作为考查重点。重视实验技术在工业生产中的应用,意在引导考生关注化学的真实性和应用性,体现了能力立意和化学知识的应用,是今后高考命题的方向和热点,综合性强,能够很好地考查学生信息获取能力、分析问题能力、语言表达能力和计算能力等。
解题策略:
1.读题干,找信息和目的。
找出题干中的“制备”或“提纯”等关键词,明确化工生产的原料、产品和杂质。图示中一般会呈现超出教材范围的知识,但题目中往往会有提示或者问题中不涉及,所以一定要关注题目的每一个关键字,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出,只需问什么推什么。如制备类无机化工题,可粗读试题,知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。
2.看问题,根据具体的问题,找出流程中需重点分析的步骤或环节,重点抓住物质流向(“进入”与“流出”的物质)、操作方法等。
3.局部隔离分析,分析加入什么物质,得到什么物质,发生什么反应(或起到什么作用)。
4.看清问题,规范答题
无论流程如何陌生复杂,最终命题者设置的问题仍然是课本、考纲所要求掌握的知识点而已。大多数问题用所学知识便可直接回答,但个别地方往往有悖所学知识,这时就要考虑产物、环保、产量、成本等等。所以答题时要看清所问问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性,如不能将离子方程式写成化学方程式,方程式要配平,分清实验操作名称还是具体操作步骤等等。
5.特别提醒:每题中基本上都有与流程无关的问题,可直接作答。
典题体验,提升素养:(本题共30大题)
1.(2023·全国甲卷·统考高考真题)是一种压电材料。以为原料,采用下列路线可制备粉状。
回答下列问题:
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。
(2)“焙烧”后固体产物有、易溶于水的和微溶于水的。“浸取”时主要反应的离子方程式为 。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a.稀硫酸 b.浓硫酸 c.盐酸 d.磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取,是否可行? ,其原因是 。
(5)“沉淀”步骤中生成的化学方程式为 。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的 。
2.(2023·全国乙卷·统考高考真题)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
3.(2023·全国新课标卷·统考高考真题)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在,在碱性介质中以CrO存在。
回答下列问题:
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性,主要除去的杂质是 。
(4)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀,该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果,若pH<9时,会导致