12.5 第61讲 化学工艺流程题的解题策略（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中化学讲义聚焦高考化学工艺流程题，围绕原料预处理、反应条件控制、物质分离提纯三大核心考点，按“方法-目的-真题”逻辑架构知识点，通过考点梳理（表格归纳方法与目的）、方法指导（解题策略提炼）、真题训练（高考题示例与解析）环节，帮助学生构建系统解题思路，突破流程题难点。 资料以科学思维和科学探究与实践为导向，创新采用“方法模板+真题情境”教学模式，如沉淀洗涤环节详解洗涤剂选择依据与操作规范，反应条件控制结合pH调节、温度控制等真题案例培养证据推理能力。设置基础方法、综合应用分层练习，配合即时反馈，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控节奏提供指引。

第61讲　化学工艺流程题的解题策略 【复习目标】　1.培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容，并与已有知识模块整合重组为新知识模块的能力。2.培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并做出解释的能力。 题空一　流程中原料的预处理 方法 目的 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化 煅烧 改变某些物质结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解 1.(2023·辽宁卷节选)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)。实现镍、钴、镁元素的回收。 用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为　　　　　　　　　　　　　(答出一条即可)。 答案：适当增大硫酸浓度(或适当升高温度或将镍钴矿粉碎) 2.稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下： 已知：废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)如下表。 成分含量/％ Y2O3 ZnO Al2O3 PbO2 MgO 预处理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19 预处理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50 试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：除去ZnO和Al2O3 解析：由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得，预处理的目的为除去ZnO和Al2O3。 题空二　流程中反应条件的控制 1.控制溶液的pH (1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。 (2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 ①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢 学生用书⬇第338页 氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH。 ②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 2.控制反应的温度 (1)控制化学反应速率。 (2)控制平衡移动方向。 (3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。 (4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。 (5)防止或实现某物质水解或分解。 (6)使催化剂达到最大活性。 (7)防止副反应的发生。 3.调节反应物的浓度 (1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。 (2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。 4.控制反应体系的压强 (1)控制化学反应速率。 (2)控制平衡移动的方向。 5.使用催化剂 加快反应速率，提高生产效率。 1.(温度控制)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示： (1)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是　　　　　　 　　　　　　　。 (2)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是　　　　　　　　　　　　　；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是　　　　　　　。 答案：(1)温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小 (2)调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀　抑制Cu2＋的水解 解析：(1)苯是有机溶剂，易挥发，所以温度高苯容易挥发，而温度低S溶解速率小，因此“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低。(2)氧化铜是碱性氧化物，能与H＋反应从而调节溶液的pH，所以加入氧化铜的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而析出。 2.(酸碱度控制——调节pH)利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题： 已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。 ②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)加入NaClO3的作用是　　　　　　　　　　　　　。 (3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是　　　　　　　　　　　　　； 萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为　　　　　　　。 答案：(1)Co2O3＋S＋4H＋2Co2＋＋S＋2H2O (2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去 (3)使Fe3＋和Al3＋沉淀完全　CaF2、MgF2 解析：(1)浸出过程中，Co2O3与盐酸、Na2SO3发生反应，Co2O3转化为Co2＋，Co元素化合价降低，则S元素化合价升高，S转化为S，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式：Co2O3＋4H＋＋S2Co2＋＋S＋2H2O。 (2)加入NaClO3的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去。 (3)根据工艺流程图，结合表格中提供的数据可知，加Na2CO3调pH至5.2，目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全。滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2＋、Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋等，萃取剂层含锰元素，结合流程图中向滤液Ⅰ中加入了NaF溶液，可知沉淀Ⅱ为MgF2、CaF2。 学生用书⬇第339页 题空三　物质的分离与提纯 (一)有关沉淀洗涤的答题规范 1.洗涤剂的选择 洗涤试剂 适用范围 目的 蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失 热水 某些特殊的物质，其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化而溶解造成的损失 有机溶剂 (酒精、丙酮等) 固体易溶于水，难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，使产品易干燥 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解 酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解 2.洗涤的方法 (1)洗涤的方法：让过滤后的晶体继续留在过滤器中，加入洗涤液至浸没晶体，让洗涤液自然流下，重复2～3次即可。 (2)注意点：在洗涤过程中不能搅拌。因为滤纸已经润湿，如果搅拌很容易搅破滤纸，造成晶体损失。 (3)三个得分点：注洗涤液→加洗涤液→重复操作。 ①注洗涤液：沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液； ②加洗涤液：洗涤液完全浸没晶体； ③重复操作：重复操作2～3次。 1.SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下： 实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次 解析：“漂洗”沉淀就是洗涤沉淀，需要直接在过滤器中进行，操作为(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次。 2.CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。 如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：①　　　　，②加水溶解，③加氯化钡溶液，沉淀，④过滤(其余步骤省略)。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：称量样品　在上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已沉淀完全 解析：需要检验是否沉淀完全，即检验溶液中是否有S剩余。 (二)产品分离、提纯的常用方法 (1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。 (2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。 (3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。 (4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。 (5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。 学生用书⬇第340页 (6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。 1.(分离、提纯方法选择)SO2是硫酸工业尾气的主要成分。以硫酸工业的尾气为原料制备硫酸钾和硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)如图所示是几种盐的溶解度曲线。反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，进行蒸发浓缩、　　　　、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品。 (2)检验硫酸钾样品中是否含有氯化物杂质的实验操作是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)趁热过滤　(2)取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀产生 解析：(1)在相同温度下，K2SO4的溶解度最小，反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液，进行蒸发浓缩后，K＋和S以K2SO4的形式结晶析出，此时趁热过滤，可得到K2SO4晶体，同时也可防止其他盐结晶析出。(2)因为Ag2SO4是微溶于水的白色固体，所以用HNO3酸化的AgNO3溶液检验Cl－时，应先加入过量Ba(NO3)2溶液使S完全沉淀。 2.(滤液、滤渣成分的确定)锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有少量SiO2、Fe2O3、CaO等杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。 (1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是　　　　，“滤渣 Ⅰ”的成分是　 　　　　　(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣 Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：　　　　　　　　　　　　　　。 (2)“滤液 Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)90 ℃　SiO2、CaSO4　c(S)增大，使平衡Ca2＋(aq)＋S(aq) ⥫⥬CaSO4(s)正向移动，促进CaSO4析出　(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O 解析：流程分析： 学科网（北京）股份有限公司 $