热点强化课5 化工工艺微流程-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮讲义（鲁科版2019）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　化工工艺微流程 学生用书　P１０４ 　　以过渡金属元素及其化合物的制备及提纯过 程设计的工艺“微流程”选择题,是近几年高考的 热考题型 之 一,试 题 流 程 尽 管 只 有 几 步,但 涉 及 内容知识 面 广,融 合 了 元 素 化 合 物 的 理 论、实 验 等诸多知识,试题综合性强,思维容量大,着力考 查学生独 立 思 考、灵 活 运 用 所 学 知 识 分 析 问 题、 解决问题的能力.主要考查物质的性质、反应原 理、物质成分的判断、分离提纯等实验操作. [“微流程”的分析模型] １．确定“发生反应”:从流程图每一步进、出的试剂中 确定发生的化学反应、除去的杂质、目标元素的转 化.当出现不熟悉的反应时,可根据流程图后续步 骤中的物质推测该反应的产物或从设问中找到提 示信息. ２．分析“滤渣”成分:熟知常见的沉淀物,注意微溶物 也会出现在“滤渣”中,如CaSO４、MgCO３ 等. ３．分析“滤液”成分:要分析发生化学反应中的“易溶 物”,注意过量的某物质也会在“滤液”当中.常根 据“滤液”的成分判断循环物质和循环步骤. [例１](２０２４􀅰贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分 BaSO４)储量占全国 １ ３ 以上.某研究小组对重晶石 矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸 钡(BaTiO３)工艺.部分流程如下: 下列说法正确的是 (　　) A．“气体”主要成分是 H２S,“溶液１”的主要溶质 是Na２S B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗 涤、干燥 C．“合成反应”中生成BaTiO３ 的反应是氧化还原 反应 D．“洗涤”时可用稀 H２SO４ 去除残留的碱,以提高 纯度 解析:B　[重晶石矿(主要成分为BaSO４)通过一系 列反应,转化为BaS溶液;加盐酸酸化,生成BaCl２ 和H２S气体;在BaCl２ 溶液中加入过量的NaOH, 通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到 Ba(OH)２􀅰８H２O;过滤得到的溶液１的溶质主要 含NaCl及过量的 NaOH;Ba(OH)２􀅰８H２O加水 溶解 后,加 入 Ti(OC４H９)４,进 行 合 成 反 应,得 到 BaTiO３ 粗品,最后洗涤得到最终产品.A．由分析 可知,“气体”主要成分为 H２S气体,“溶液１”的溶 质主要含 NaCl及过量的 NaOH,A项错误;B．由 分析可知,“系列操作”得到的是Ba(OH)２􀅰８H２O 晶体,故“系列操作”可以是蒸发浓缩、冷却结晶、过 滤、洗 涤、干 燥,B 项 正 确;C．“合 成 反 应”是 Ba(OH)２􀅰８H２O 和 Ti(OC４H９)４ 反 应 生 成 BaTiO３,该反应中元素化合价未发生变化,不是氧 化 还 原 反 应,C项 错 误;D．“洗 涤”时,若 使 用 稀 H２SO４,BaTiO３ 会部分转化为难溶的BaSO４,故不 能使用稀H２SO４,D项错误.] 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　解决金属元素及化合物的流程问题的 思维模板 [例２]　(２０２４􀅰湖南卷)中和法生产 Na２HPO４􀅰 １２H２O的工艺流程如下: 已知:①H３PO４ 的电离常数:Ka１＝６．９×１０－３, Ka２＝６．２×１０－８,Ka３＝４．８×１０－１３ ②Na２HPO４􀅰１２H２O易风化. 下列说法错误的是 (　　) A．“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入 Na２CO３ 溶液 B．“调pH”工序中X为NaOH或H３PO４ C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２２１􀅰 高考总复习　化学(LK) 解析:C　[H３PO４ 和Na２CO３ 先发生反应,通过加 入X调节pH,使产物完全转化为Na２HPO４,通过 结晶、过滤、干燥,最终得到 Na２HPO４􀅰１２H２O成 品.A．铁是较活泼金属,可与 H３PO４ 反应生成氢 气,故“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入 Na２CO３ 溶液,A 项 正 确;B．若“中 和”工 序 加 入 Na２CO３ 过量,则需要加入酸性物质来调节pH,为 了不引入新杂质,可加入 H３PO４;若“中和”工序加 入H３PO４ 过量,则需要加入碱性物质来调节pH, 为了不引入新杂质,可加入NaOH,所以“调pH”工 序中X为NaOH或H３PO４,B项正确;C．“结晶”工 序中 的 溶 液 为 饱 和 Na２HPO４ 溶 液,由 题 意 可 知 H３PO４ 的 Ka２＝６．２×１０－８,Ka３＝４．８×１０－１３,则 HPO２－４ 的水解常数 Kh＝ Kw Ka２ ＝１．０×１０ －１４ ６．２×１０－８ ≈１．６ ×１０－７,由于Kh＞Ka３,则Na２HPO４ 的水解程度大 于其 电 离 程 度,溶 液 显 碱 性,C项 错 误;D．由 于 Na２HPO４􀅰１２H２O易风化失去结晶水,故“干燥” 工序需要在低温下进行,D项正确.] １．(２０２５􀅰扬州大学附中高三开学考)由制铝工业废 渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫 酸铁铝净水剂的流程如下. 废渣 浸取→ ↓ 稀 H２SO４、H２O２ 过滤→ 滤渣 ↓ 加热聚合→ 聚合硫 酸铁铝 下列有关说法不正确 的是 (　　) A．控制适当反应温度并不断搅拌,有利于提高铁、 铝浸取率 B．Al２O３ 与稀硫酸反应的离子方程式:Al２O３＋ ６H＋􀪅􀪅２Al３＋＋３H２O C．滤 液 中 主 要 存 在 的 阳 离 子 有:H＋、Fe２＋、 Ca２＋、Al３＋ D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用 解析:C　[废渣加入稀硫酸和双氧水得到硫酸铁、 硫酸铝和硫酸钙,过滤除去SiO２ 及硫酸钙,滤液加 热聚合,进一步得到聚合硫酸铁铝,据此分析解答. A．控制适当反应温度并不断搅拌,可使反应充分 进行,能够提高铁、铝浸取率,A正确;B．Al２O３与 稀硫酸反应生成硫酸铝和水,反应的离子方程式为 Al２O３＋６H＋􀪅􀪅２Al３＋＋３H２O,B正确;C．双氧水 氧化性强于铁离子,所以它会将亚铁离子氧化为铁 离子,滤液中主要存在的阳离子是铝离子和Fe３＋, C错误;D．聚合硫酸铁铝水解生成氢氧化铝和氢氧 化铁胶体,胶体有吸附作用,D正确;故答案选C.] ２．(双选)(２０２５􀅰潍坊市模拟)天青石主要成分是 SrSO４,还含有少量BaSO４ 及Si、Mg、Fe的氧化物 等杂质,现以天青石为原料制备SrCO３ 的工艺流 程如下: 天青石 矿粉 　　　　转化 　　　　→ ↓ 　　　　　　　↓ 　　　　Na２CO３ 溶液 NH３􀅰H２OＧ(NH４)２SO４ 　　　 缓冲溶液 　 滤液１ ↓ 酸浸→ ↓ 盐酸 滤渣１ ↓ 氧化→ ↓ HClO → 调pH ↓ 氨水 滤渣２ ↓ 沉锶→ ↓ NH４HCO３ 滤液２ ↓ SrCO３→ 已知:Ksp(SrCO３)＝１．０×１０ －１０,Ksp(SrSO４)＝３．２ ×１０－７ 下列说法错误的是 (　　) A．加入 NH３􀅰H２OＧ(NH４)２SO４ 缓冲溶液可使 BaCO３ 转化为BaSO４ B．钡、硅元素分别在“酸浸”和“调pH”工序除去 C．若去掉“氧化”工序,“调pH”时消耗氨水量增大 D．将９２gSrSO４ 投入到１LNa２CO３ 溶液中,反应 后c(CO２－３ )＝１０－４mol􀅰L－１时,SrSO４ 的转化 率为３２％(忽略溶液体积变化) 解析:BD　[由 溶 度 积 可 知 相 同 温 度 时 溶 解 度 SrCO３＜SrSO４,溶解度大的物质能转化为溶解度 小的物质,所以将天青石矿粉和Na２CO３ 溶液充分 混合,发生的反应为SrSO４＋Na２CO３􀪅􀪅SrCO３＋ Na２SO４,过滤后得到的粗SrCO３ 中含有杂质SiO２、 BaSO４.粗SrCO３ 加盐酸酸浸除掉SiO２、BaSO４, 加 HClO 氧 化 Fe２＋ 生 成 Fe３＋,氨 水 调 pH 除 Fe(OH)３,加入NH４HCO３ 溶液,生成沉淀SrCO３, 经过滤、洗涤、干燥即可得纯净的SrCO３.据此分析解 题.A．根据分析,加入NH３􀅰H２OＧ(NH４)２SO４ 缓冲 溶液可使BaCO３ 转化为BaSO４,便于除去,A正确;B． 钡、硅元素均在“酸浸”工序除去,B错误;C．若去掉“氧 化”工序,则要沉淀Fe２＋,需要将pH调到强碱性,会 导致“调pH”时消耗氨水量增大,C正确;D．将９２g SrSO４,即０􀆰５mol的SrSO４ 投入到１LNa２CO３ 溶 液中,由反应SrSO４(s)＋CO２－３ (aq)􀜩􀜨􀜑 SrCO３(s) ＋SO２－４ (aq),反应后c(CO２－３ )＝１０－４mol􀅰L－１时,溶 液中c(Sr２＋)＝ Ksp(SrCO３) c(CO２－３ ) ＝１．０×１０ －１０ １０－４ mol􀅰L－１＝ １０－６mol􀅰L－１,则此时溶液中c(SO２－４ )＝ Ksp(SrSO４) c(Sr２＋) ＝３．２×１０ －７ １０－６ mol􀅰L－１＝０􀆰３２mol/L,SrSO４ 的转化率 为０．３２mol ０．５mol×１００％＝６４％ ,D错误.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３２１􀅰 第三章　物质的性质与转化