第5单元 高考题型专项突破 化学工艺流程题-【金版教程】2026年高考化学一轮复习解决方案全书word（经典版）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 高考题型专项突破 化学工艺流程题 ①真题精研 例1 (2024湖南卷)中和法生产NaHPO.·12HO的工艺流程如下 -Po-Na.o 和。 →pH一结品一过滤一干燥一→成品 己知:①HPO.的电离常数:K.=6.9x10-3,K=62x10-8,K.=4.8x10-13; ②NaHPO·12HO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NaCO。溶液 B. “调pH”工序中X为NaOH或HPO C. “结晶”工序中溶液显酸性 D.“干燥”工序需在低温下进行 [解题思路分析]铁是较活泼金属,可与HPO反应生成氢气,故“中和”工序若在铁质容 器中进行,应先加入Na,CO;溶液,A正确。若“中和”工序加入NaCO;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HPO;若“中和”工序加入H,PO,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HPO,B正确。“结晶”工序中的溶液为饱和Na;HPO;溶液,已知H.PO的 K=62t10-8..=48$10-13,则HPO2-4的水解常数 =KwKa2=10x10-1462x 10-8~16×10-7K.,则NaHPO.的水解程度大于电离程度,溶液显减性,C错误。由于 NaHPO.·12HO易风化失去结晶水,故“干燥”工序需要在低温下进行,D正确。 [答案]C 例2 (2024山东卷)以铅精矿(含PbS,AgS等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如 下: 1 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 含过量FeCL.的饱和食盐水 铅精矿 浓盐酸 试测X 行行 含疏滤 含梳滤清 富银铅泥 电解1→金属P P 回答下列问题: (1)“热浸”时,难溶的PbS和AgS转化为[PbCL]2一和[AgCl]一及单质疏。溶解等物质的量 的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止 “热浸”时HC1挥发外,另一目的是防止产生 (填化学式)。 (2)将“过滤II”得到的PbCl,沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb。“电 解1”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为 ③)“还原”中加入铅精矿的目的是 (4)“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。 A. Al B. n C. P D.Ag “置换”反应的离子方程式为 (5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,用作 (填“阴极”或“阳极”)。 [解题思路分析] 本题以铅精矿(含PbS,AgS等)为主要原料提取金属Pb和Ag,“热浸”时 ,难溶的PbS和AgS转化为[PbCL]2一和[AgCll及单质磕,Fe3+被还原为Fe2+,过滤I除 掉单质疏滤淹,滤液中[PbCLl2“在稀释降温的过程中转化为PbCb沉淀,然后用饱和食盐水 热溶,增大氢离子浓度,使PbCl,又转化为[PbCL]2一,电解得到Pb;过滤II后的滤液成分主 要为[AgCl]、FeCl、FeCl,故加入铅精矿主要将FeCl,还原为FeCl,试剂X将[AgCl] 置换为Ag,得到富银铅泥,试剂X为铅。 (1)“热浸”时,Fe3+将PbS和AgS中一2价的疏氧化为单质疏,Fe3+被还原为Fe2+,在这 个过程中Pb和Ag的化合价保持不变,所以等物质的量的PbS和AgS消耗Fe3+的物质的量 相等,比值为1:1:溶液中盐酸浓度过大,会生成HS气体。 (②)“过滤II”得到的PbCl沉淀反复用饱和食盐水热溶,会溶解为[PbCL]2一,电解[PbCL] 2-溶液制备金属Pb,Pb在阴极产生,阳极C1一放电产生Ch,尾液主要成分为FeCl,FeCl 12 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.7xxK.CoT 您身边的互联网+教辅专家 吸收Cl后转化为FeCl,可以在热浸中循环使用 (5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,电解II得到金属银和金属铅,将银和铅分离出来, 所以不可能作为阴极,应作为阳极,阳极放电,银变成阳极泥而沉降下来,铅失电子为Pb2 +,Ph2+在阴极得电子得到Pb,所以电极板应作阳极。 [答案](1)1:1 HS(2)热浸 (③)将过量的Fe3+还原为Fe2+ (4)C Pb+2[AgCl]--2Ag+[PbCla]2- (5)阳极 2题型突破 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:工业制粗磕、制漂白粉、工业制疏酸、合成氛工业、工业制 硝酸、氧碱工业、工业制玻璃、工业制纯碱 2. 化工生产流程图模版 考虚副产品的循环利用 对原料的 核心化学 产品的分目标 □顶处理 反应 离、提纯产物 烧、酸溶、关注物质流过滤、结晶 诚溶等 人和流出信 蒸、萃取。 息,确定发 分液等,通 生的主反应 常要考虑的 和副反应 分离条件有 pH、温度等 三、工业流程题中常用的关键词 1. 灼烧(烧、培烧):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 3 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.com 您身边的互联网+教辅专家 取。 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,去错片氧化膜,溶解错、二氧化硅,调节pH促进水解(或生成沉淀) 4. 盐:用于吸收气体,如碳酸纳、亚疏酸铀溶液吸收CO、SO,FeCl;溶液用于吸收Cl. 亚梳酸氢镂溶液用干吸收NH,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,转化为某种产品等。 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、分等):促进水解,聚沉后利于分离物质等。 ③解题策略 一、掌握解题流程 1. 审题干-明确原料成分和目的要求 氧化还原反应、复分解反应(含水解 原料 {制备型 中心元素原理 (主要的化学反应 产品 除杂型 产品的信息 除去什么?引进什么? 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纯方法。 (4)关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。 3. 审问题-明确答什么 (1)不要答非所问:要看清题目要求,按要求答题。 (2)规范答题:回答问题要准确全面,注意语言表达的规范性,特别是化学用语的书写与表示 要准确、规范。 二、掌握确定工艺流程中重要物质的方法 1. 循环物质的确定 。4 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 后面反应步骤的生 在流程图上的每一步 成物 标注的物质 长在 前面反应步骤的反 在流程中加入的,在 应物 后续步骤中会产生的 从流程图上看:箭 可以循环利用的物质 (滤淹、滤液) 头回头 可逆反应中有可以循 容易分离, 环利用的物质 2. 副产品的判断 首先是生成物 从流程图上看:是支线 不是反应物 产品 根据制备的目的 常是对人类生产生活有 判断不是主产品 用的、无毒的、不污染 环境的物质 3. 滤淹、滤液成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步中与每一种试剂反应的情况 (1)反应过程中哪些物质(离子)消失了。 (2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子,这些离子间是否会发生反 应。 三、记忆答题术语,规范作答 1. 增大原料浸出率(离子在溶液中含量的多少)的措施;揽挟、升高温度、延长浸出时间、增 大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积。 2. 加热的目的:加快反应速率或促使平衡向某个方向移动。 3. 温度不高于xC的原因:适当加快反应速率,但温度过高会造成物质挥发(如浓硝酸)、分 解(如HO)、氧化(如NaSO;)或促进物质水解(如AlCl)等,影响产品的生成。 4.从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法:蒸发浓缩(至有晶膜出现) 冷却结晶、过滤、洗泽(冰水洗、乙醇洗)、干燥。 5. 从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:蒸发浓缩、趁热 过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出)、洗涂、干燥。 6.减压蒸(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止物质受热分解、挥发(如HO 5 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.7xxK.CoT 您身边的互联网+教辅专家 浓硝酸、NHHCO)。 7. 冰水洗泽的目的:洗去晶体表面的杂质离子并减少被洗条物质在洗涂过程中的溶解损耗 8. 乙醇洗条的目的:除去杂质离子并降低被洗泽物质的溶解度,减少其在洗泽过程中的溶解 损耗,易得到较干燥的产物。 9. 蒸发时的气体环境:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl;溶液时为获得AlCl;需在HCI 气流中进行。 10. 事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的气体(如氧气),防止物质被氧化。 ④题型专练 1. (2024贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO)储量占全国13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锁(BaTiO)工艺。部分流程如下 过 溶泣! 产品选注粗品成反应 一r(oCH解 下列说法正确的是( ~ A.“气体”主要成分是HS,“溶液1”的主要溶质是Nas B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涂、干燥 C. “合成反应”中生成BaTiO。的反应是氧化还原反应 D. “洗泽”时可用稀H,SO,去除残留的碱,以提高纯度 答案:B 解析:重晶石矿(主要成分BaSO)通过一系列反应转化为BaS溶液;加盐酸酸化,生成BaCl 和HS气体;在BaCl溶液中加入过量的NaOH,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗泽 干燥,得到Ba(OH)·8HO;过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH;Ba (OH)·8HO加水溶解后,加入Ti(OCH),进行合成反应,得到BaTiO;粗品,洗条得到最 终产品。由分析可知,A错误;“合成反应”是Ba(OH):·8HO和Ti(OCH)反应生成BaTiO ,该反应中元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应,C错误;“洗潦”时,若使用稀HSO BaTiO;会部分转化为难溶的BaSO,故不能使用稀HSO,D错误 2.(2023山东卷改编)一种制备CuO的工艺路线如图所示,反应II所得溶液pH在3~4之间 ,反应III需及时补加NaOH以保持反应在pH一5条件下进行。常温下,HSO;的电离平衡常 6 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.con 您身边的互联网+教辅专家 数K.=13$10-2,K=63$10-8。下列说法正确的是 ~ Cu.浓H5O. .C0溶液 反应1→气体1一 →反应II一气体II 词pH-11 - Cuso. 过* [低真空蒸发 .0 反应I-化合物X固液分离→溶液Y -1 _0 A. 反应I、I、III均为氧化还原反应 B. 低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO。被氧化 C. 溶液Y不可循环用于反应II所在操作单元吸收气体1 D. 若CuO产量不变,参与反应III的X与CuSO;物质的量之比n(X)n(CuSO4)增大时, 需补加NaOH的量减少 答案:D 解析:由工艺路线可知,反应II所得溶液pH在3~4之间,则反应II为SO,和NaCO。溶液 反应生成NaHSO。和CO,为非氧化还原反应,A错误;反应II得到NaHSO;溶液,调pH =11时NaHSO;转化为NaSO,故低温真空蒸发主要目的是防止NaSO。被氧化,B错误 溶液Y含少量Na,SO,可循环用于反应II所在操作单元中吸收SO,气体生成NaHSO,C错 误;化合物X为NaSO,当NaSO;少量时,反应III为2CuSO+NaSO;+2HO-CuO1 +NaSO+2HSO.当NaSO,过量时,反应III为2CuSO.+3NaSO.-CuO1+3NaSO +2SO1,生成的SO气体会逸出,故当n(Na2SO3)n(CuSO4)增大时,需补加NaOH 的量减少,D正确。 3.(2022山东高考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以疏化铜精矿(含乙n、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。 疏酸溶渡, 高O H. 高H: __。 精一■ .企高 Fe(OH); Cu(OH): 乙n(OH: 1.9 4.2 开始沉淀pH 62 7 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 3.2 沉淀完全pH 6.7 8.2 下列说法错误的是( ) A. 固体X主要成分是Fe(OH;和S;金属M为乙n B. 浸取时,增大O,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 解析:CuS精矿(含有乙n、Fe元素的杂质)在高压O.作用下,用疏酸溶液浸取,反应产生CuSO 、S、Fe(SO4)、乙nSO,然后加入NH;调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH);沉淀,而Cu2+、 Zn+仍以离子形式存在于溶液中,过滤得到的滤中含有S、Fe(OH;滤液中含有Cu2+、 Zn2+,然后向滤液中通入高压H,Cu②}被还原为Cu单质,通过过滤分离出来;而Zn+仍 然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到乙n单质。经过上述分析可知,固体X 主要成分是S、Fe(OH,金属M为Zn,A正确;CuS难溶于疏酸,在溶液中存在沉淀溶解 平衡CuS(s)u+(aq)+S(aq),增大O的浓度,可反应消耗s,使之转化为S,从而 使沉淀溶解平衡正向移动,从而促进金属离子的浸取,B正确;根据流程图可知,用NH:调 节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离 子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C正确:在用H.还原Cu +生成Cu单质时,H失去电子被氧化为H+,与溶液中OH一结合生成HO,若还原时增大 溶液的酸度,cH+)增大,不利于H:失去电子还原Cu②+,因此不利于Cu的生成,D错误。 4. (2022河北高考)LiBr溶液可作为替代氛利昂的绿色制冷剂。合成LBr工艺流程如下; B HsO. LiCO. HBr(少B)还除中和浓缩.→LiBr _ 下列说法错误的是( _ A. 还原工序逸出的Br:用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序 B. 除杂工序中产生的滤淹可用煤油进行组分分离 C. 中和工序中的化学反应为LiCO+2HBr-CO;t+2LiBr+HO D. 参与反应的nBr):nBas):nH.SO)为1:1:1 8 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxK.CoT 您身边的互联网+教辅专家 答案:A 解析:还原工序发生的反应为Br+BaS--BaBr+S1,逸出的Br。用NaOH吸收后不能直 接返回还原工序,否则会引入Na+,在后续工序中不容易被除去,导致产品不纯,A错误 加入HSO.后,会生成BaSO.沉淀,还原工序中还有S单质生成,则滤淹为S和BaSO,单 质S易溶于有机溶剂煤油,而BaSO;不溶于煤油,可用煤油进行组分分离,B正确;经过除 杂工序后,滤液中主要溶质为HBr,LiCO。与HBr反应生成LiBr、CO,和HO,C正确:还 原工序中发生反应:Br+BaS-BaBr+S1,除杂工序中发生反应:BaBr+HSO -BaSO 1+2HBr,所以参与反应的nBr):n(BaS):n(H,SO)-1:1:1,D正确。 5.(2024甘肃卷节选)我国科研人员以高炉淹(主要成分为CaO、MgO、AlO。和SiO,等)为原 料,对炼钢烟气(CO,和水蒸气)进行回收利用,有效减少了环境污染,主要流程如图所示: (NH):5O. 错品 _ →富溶液 林一 气一 已知:K(CaSO)-4.9x10-5 K(CaCO)-34×10-9 (1)高炉与ONH)SO,经培烧产生的“气体”是 (2)“滤淹”的主要成分是CaSO:和 (③)“水浸2”时主要反应的化学方程式为 该 反 应 能 进 是 (4)错产品NHAl(SO)·12H,O可用于 答案:(1)NH(2)SiO2 (3)CaSO+(NHj)CO.-CaCO:+(NH4)SO K(CaSO)>K(CaCO;),微溶的疏酸转化为更难溶的碳酸 (4)净水 6.(2024湖南卷节选)铜阳极泥(含有Au、AgSe、CuSe、PbSO.等)是一种含贵金属的可再 生资源,回收贵金属的化工流程如下: 。9 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 HO. HSO NaCIO. HSO a.so. NaCt NaCl N.S0. ,施 . 极况 -1 ,4 液2 滤渡! Phso. (含NAuCl]) 己知: ①当某离子的浓度低于10×10二m。·L二1时,可忽略该离子的存在 ②AgCl(s)+Cl(aq)DAgCl](aq) )K-20X10-5; ③Na,SO,易从溶液中结晶析出: ④不同温度下NaSO;的溶解度如下 0 温度/C 20 60 80 容解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0 回答下列问题: (1)“滤液1”中含有Cu2+和HSeO,“氧化酸浸”时CuSe反应的离子方程式为 (2)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl; ① 在 “氧 化 酸 浸 ”工序 中,加 入适 量 NaCl的 原 因 是 ②在“除金”工序溶液中,C1一浓度不能超过 mol·L-1。 答案:(1)CuSe+4HO+4H+-2Cu2++H.SeO+5HC (2)①使银元素转化为AgC1沉淀 ②0.5 解析:铜阳极泥(含有Au、AgSe、CuSe、PbSO.等)加入HO、HSO、NaCl氧化酸浸,由 题中信息可知,滤液1中含有Cu2+和HSeO,滤淹1中含有Au、AgCl、PbSO:滤淹1中 加入NaClO、HsO 、NaCl,将Au转化为Na[AuCLl除去:滤液2中含有NalAuCLl:滤淹 2中含有AgCl、PbSO:在滤潦2中加入NaSO,将AgCl转化为AgSO,过滤除去PbSO 滤液3含有AgSO;在滤液3中加入NaSO,将Ag元素还原为Ag单质,NaSO;转化为 NaSO,滤液4中溶质主要为NaSO,可继续用于银转化过程。 (2)②由题目可知AgCl(s)+Cl(aq)DAgCl](aq),在“除金”工序溶液中,若C1加入过 多,AgC1则会转化为[AgCl],当某离子的浓度低于1.0×10-mol·L-1时,可忽略该离子 的存在,为了不让AgC1发生转化,则令cf[AgCl]-;=1.0x10-5mol·L-1,由K=c [AgCi2]-)c(C1-)=2.0×10-5,可得c(C1)=0.5molL-1,即C1-浓度不能超过0.5mol 10