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2017年高考复习——无机工艺流程专题
　化学工艺流程题是近年高考命题的热点。化学工艺流程题以化工生产、能源、材料、环境等方面的常见化学事物为背景，要求明确，设问层次清晰，以无机或有机化合物的组成、性质、变化等内容为载体，要求考生运用所学化学知识、原理和技能从化学视角看待、分析或解决生产、 生活实际中的简单化学问题。解答所需知识、方法都是化学的核心内容。
一、题设探究
1、呈现形式
资料卡：物质的理化性质，如易潮解、易水解、易与某些物质反应等；
流程图：生产工艺流程；
表格：熔沸点、溶解度、Ksp等；
图像：溶解度、反应速率等。
2、设问方式：
设问方式
考查内容
考查方式
将原料转化为产
品的生产原理
元素化合物性质、离子反应、氧化还原反应、热化学、水解、平衡移动、溶解度、电解
方程式书写、与原理文字叙述
除杂、分离和提纯产品
实验操作
仪器名称、实验方法选择、操作过程描述、滴定计算
提高产量和效率
化学反应平衡、溶解平衡
计算转化率、产率、纯度
节能减排，循环利用
元素化合物性质
选择尾气处理的药品、找出循环利用的物质
综合利用
原电池、电解池
电极方程式书写，转移电子计算、恢复电解质溶液
3、能力考查：获取信息的能力、分析解决问题的能力、表达能力。
4、知识落点：基本理论、元素化合物、实验。
因此，我们需要运用有关物质的性质和反应原理的基本知识，还要掌握一些分离提纯物质的基本实验技能，关键是还要具有分析生产工艺流程的方法和能力。
二、解题思路
1、解题步骤
第一，浏览全题，确定该流程的目的(即由何原料获得何产物,有何副产物)，记住资料卡中给出的理化性质；
第二，粗读流程图，尽量弄懂流程图每部的目的,宏观把握整个流程，但不必将每一种物质都推出；
第三，精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。
第四，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。
2、注意事项:
答题时，不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚，只要把握住主要的考查方向，理清每个环节的目的和结果，再根据题中的具体设问，结合题中提取的信息和头脑中原有的知识和技能，进行针对性作答即可，切不可拘泥于流程图中的每个细节，把时间和精力过多用于流程分析，使解题误入歧途。
前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。
三、解题方法
1、工艺流程模板

2、预处理的方法及目的
（1）粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。
（2）煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质
（3）酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）
（4）碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）
（5）控制温度：
操作
目的
加热
①加快反应速率或溶解速率；
②促进平衡向吸热方向移动；
③除去热不稳定的杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；
④使沸点相对较低的原料气化或升华。
降温
①防止某物质在高温时会溶解(或分解)；
②使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）；
③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；
④降低晶体的溶解度，减少损失。
控温
方法：用水浴或油浴控温
①防止某种物质温度过高时会分解或挥发；
②为了使某物质达到沸点挥发出来；
③使催化剂的活性达到最好；
④防止副反应的发生；
⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。
3、分离提纯的方法及目的
①盐溶液的分离提纯方法：结晶法：结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法，大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法，难点在于混合溶液得到晶体的操作。
a、纯物质溶液得到晶体：
蒸发结晶（NaCl型：溶解度随温度变化小的物质）
蒸发浓缩，冷却结晶（KNO3型：溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体）
b、混合溶液（分离A和B）：
要得到溶解度受温度变化小的溶质：蒸发结晶，趁热过滤    
要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体： 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤 
②过滤——固、液分离
③蒸馏——液、液分离
④分液——互不相溶的液体间的分离
⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
4、循环利用的物质
目的：节能减排，“绿色化学”，降低成本等
可以用于循环的物质：辅助试剂、母液；一定不会用于循环的物质：目标产物，杂质

5、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性）
1、“浸出”步骤中，为提高××的浸出率，可采取的措施有：适当提高反应温度；增加浸出时间；加入过量硫酸；边加硫酸边搅拌。
2、从溶液中得到晶体：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
3、沉淀洗涤操作：往漏斗（或过滤器）中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次
4、检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加××试剂，振荡，若没有……现象，则沉淀洗涤干净。
5、如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2：在干燥的HCl气流中加热，抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽。
6、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值：答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出
7、调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.1~3.2）沉淀，pH值范围是：3.2~4.7。原因：调节溶液的pH值至3.2~4.7，使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质。
8、产品进一步提纯的操作： 重结晶。
9、趁热过滤的原因即操作：防止××杂质析出或防止降温过程中××析出而损耗；
10、水浴加热的好处：受热均匀，温度可控，且温度不超过100℃
11、减压蒸发（小心烘干）：常压蒸发温度过高，××易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止××分解。
12、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去：加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤
13、蒸发浓缩用到的主要仪器有 、 、烧杯、酒精灯等。
答：蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳
14、不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是：
答：加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净
15、检验NH4＋的方法是：
答：取××少许，加入NaOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。（注意方法与操作的差别）
16、“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”：
答：稀释溶液，防止降温过程中××析出，提高产品的纯度
17、检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是：
答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3 沉淀完全。
18、检验滤液中是否含有Fe3+的操作是：
答：滴入少量KSCN溶液，若出现血红色，则证明有Fe3+）（或加NaOH，根据情况而定）

化学工艺流程题专练
1．【2016年高考新课标Ⅲ卷·28】（14分）
以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。
（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124− R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“中”）。
（5）“流出液”中阳离子最多的是________。
（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
2、【2016年高考新课标I卷·28】（14分）
是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：
（1）中的化合价为__________。
（2）写出“反应”步骤中生成的化学方程式 。
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去和，要加入的试剂分别为__________、__________。“电解”中阴极反应的主要产物是 。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量，此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________，该反应中氧化产物是 。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力。的有效氯含量为 。（计算结果保留两位小数）。

3、【2015年高考新课标II卷·28】（15分）
二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：
（1）工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
NH4Cl溶液
电解
NCl3溶液

1、焚烧处理垃圾的优缺点是什么？ClO2
NH3
溶液X
H2

5、减少垃圾的数量是从源头上解决问题的办法，我们每个人都可以想出许多减少垃圾数量的方法。盐酸

答：无色无味，比空气重，不支持燃烧。NaClO2溶液
（2）实验室用NH4Cl盐酸、NaClO2(亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：

缺点：不仅消耗大量电能，留下残余物，如果控制不好，还会产生有毒物质，造成二次污染。

答：这个垃圾场不仅要能填埋垃圾，而且要能防止周围环境和地下水的污染。①电解时发生反应的化学方程式为 。

4、咀嚼馒头的外皮也可以感觉到甜味吗？为什么？②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。

9、淡水是我们人类和其他生物生存的必需品，但是地球上的淡水资源十分有限，地球上的多数地区缺水。a．水 b．碱石灰 c．浓硫酸 d．饱和食盐水

10、日食：当月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线上时，月球就会挡住太阳射向地球的光，在地球上处于影子中的人，只能看到太阳的一部分或全部看不到，于是就发生了日食。日食时，太阳被遮住的部分总是从西边开始的。（3）用右图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：

7、将铁钉的一部分浸入硫酸铜溶液中，有什么现象？过一会儿，取出铁钉，我们又观察到了什么现象？（P36）Ⅴ．用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③V中加入的指示剂通常为 ，滴定至终点的现象是 。

4、科学家研究表明昆虫头上的触角就是它们的“鼻子”，能分辨出各种气味，比人的鼻子灵敏得多。④测得混合气中ClO2的质量为 g。
（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_______（填标号)。
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁

4、【2015年高考新课标I卷·28】（15分）
硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。
（2）利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）。
（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_______。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_________。
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。
（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。
（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___________。
5、(2013新课标Ⅱ卷·27)）
氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ)， Mn(Ⅱ)， Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下：

提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题：
(1)反应②中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 ；
在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 。
(2)反应③的反应类型为 。过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2 。取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于 。

6、从某废液（含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl-）中回收铜并制得纯净的FeCl3溶液。现以制得纯净的FeCl3溶液为原料制取优良的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)，其流程图如下：

已知：高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水。在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。高铁酸钾具有强氧化性。高铁酸钾(K2FeO4)与水作用产生Fe(OH)3
（1）检验废液中含有Fe2＋选用的试剂是_______（填化学式）；从废液中制得纯净的FeCl3溶液加入的试剂除铁粉外，还需要的一种试剂是_______（填化学式），加入时发生反应的离子方程式为　　　　　　。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)在处理水过程中的作用是　　　　和　　　　　　。
(3)“氧化”过程反应的离子方程式为　　　　　　。
(4)过滤时需用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和　　　　。上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯，操作是：将粗产品用___________溶解，然后 。
(5)用回收的铜为原料可制得粗制CuSO4·5H2O晶体（含有少量的FeSO4·7H2O）。除去CuSO4·5H2O晶体中杂质的方法是：将该晶体溶于水，向溶液中加入H2O2，再调节溶液pH.过滤即可制得纯净的CuSO4溶液，进而可制得纯净的CuSO4·5H2O晶体。
已知：室温时一些物质的Ksp如下表：
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ksp
8.0×10-16
8.0×10-38
3×10-20

已知溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全。
加双氧水的目的是________________________；若溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1，通过计算说明此方法可除去粗制CuSO4·5H2O晶体中FeSO4·7H2O的理由_______________。