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新高考化学工艺流程图题探析桐城中学 邬宗双1新高考化学工艺流程图题探析第一部分 2011年安徽省考试说明 （化学部分）相关解读第二部分 新高考化学工艺流程图题分类例析第三部分 2011年高考化学工艺流程图题复习策略探讨 2第一部分第一部分 20112011年安徽省年安徽省考试说明考试说明 （化学部分）相关解读（化学部分）相关解读 化学工艺流程图题型是我省高考近两年来的新题型，这种题型 涵盖了我省考试说明中的多处要求：一、考试目标与要求一、考试目标与要求（一）对化学学习能力的要求（一）对化学学习能力的要求 2.（2）能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语 及文字、图表、模型、图形等表达并作出解释的能力。二、考试范围与要求（第一部分）二、考试范围与要求（第一部分）（一）化学学科特点和化学研究基本方法（一）化学学科特点和化学研究基本方法3（五）化学实验基础（五）化学实验基础1、了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法；2、掌握化学实验的基本操作；4、能对常见物质进行检验、分离和提纯；6、了解酸碱中和滴定的基本原理（新增）。2、认识化学是以实验为基础的一门科学；4、了解定量研究的方法是化学发展为一门 科学的重要标志；5、了解科学、技术、社会的相互联系，了解在化工生产中遵循 “绿色化学”思想的重要性。第一部分第一部分 20112011年安徽省年安徽省考试说明考试说明 （化学部分）化学部分）相关解读相关解读4近两年各地高考工艺流程图题统计近两年各地高考工艺流程图题统计2009年安徽安徽27T，12北京北京26T，15福建福建24T，13广东广东22T，12江苏江苏15T，10山东山东30T,15上海上海27T，12天津天津09T，18海南海南20T，20宁夏宁夏37T，152010年安徽安徽27T,14北京北京26T，14福建福建24T，14广东广东32T，16江苏江苏16T，10山东山东30T,16上海上海27T，12天津天津09T，18海南海南20T，20四川四川29T165第二部分第二部分 新高考化学工艺新高考化学工艺 流程题分类例析流程题分类例析工艺流程题型依据实验目的主要分为两类：A、从混合物中分离、提纯某一物质 B、利用某些物质制备另一物质6例1（2010安徽27T，14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第步反应的离子方程式是 。（3）第步反应后，过滤所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、。（4）若废旧锂离子电池正极材料含的质量为18.1g，第步反应中加入20.0ml 3.0molL-1的H2SO4 溶液，假定正极材料中的锂经反应和完全转化为，则至少 有 g参加了反应。废旧锂离子废旧锂离子电池正极材电池正极材料料加过量NaOH溶液滤液滤液LiMn2O4、碳粉、碳粉沉淀沉淀X通入过量CO2过滤 加稀H2SO4通入空气滤液滤液MnO2、碳粉、碳粉加 入 一 定 量 Na2CO3滤液滤液Li2CO3过滤过滤过滤7例2（2010福建24T，14分）硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_。（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3+CI-8Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5Ksp（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是_（选填序号）。a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液（6）“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤，洗涤，干燥。（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于_。(3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_。（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为_。9例3（2010四川29T，16分）四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：请回答下列问题：（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是_。（2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：_、_。10（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3）,其方法是：将556a kg A（摩尔质量为278 g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅 拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形 式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸 钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_kg。(3)在实际生产过程中，向沸水中加入滤液，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出 水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_,过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、_、_、_（填化学式）,减少废物排放。11例4（2011安庆二模，27T，13分）ZnO具有抗菌性,也是重要的轮胎添加剂。工业上由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO流程如下：已知此溶液中Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+形成氢氧化物的pH如下表离子开始沉沉淀的pH完全沉淀的pHFe2+6.48.4Fe3+2.43.1Cu2+5.26.7Zn2+6.8912（1）实验室中用98H2SO4来配制稀硫酸所需使用的玻璃仪器有：胶头滴管、_、_、_。（2）在A中加H2O2的目的之一是使溶液pH升高，使Fe3+沉淀完全。另外有 一个目的是 ；在A中 (填”能”或”不能”)使Fe2+直接沉淀除去;（3）要使A溶液顺利成为B溶液,溶液的pH应控制在 ;B中加入Zn，既能降低氢离子浓度又能 ；（4）书写碱式碳酸锌焙烧制备活性ZnO的化学方程式 .13【分析分析】：（一流程图的一般模式：（一）、流程图的一般模式：混合物-酸浸-过滤滤液-氧化（H2O2）调节 pH-过滤滤液-晶体（二）、常见考点（二）、常见考点 a、混合物的除杂（酸化、沉淀、氧化等）；b、常见离子的检验（Fe3+、Fe2+、Cl-、CO32-、SO42-等）；c、溶液中获得晶体：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-（洗涤）；d、溶液pH的调节（pH测定）；e、物料循环（绿色化学）；f、定量计算或定性分析（转化率、产量、纯度等）。14第三部分第三部分 20112011年高考化学工艺流程题年高考化学工艺流程题 图题复习策略探讨图题复习策略探讨 1、存在问题、存在问题试题陌生度高能力要求也大试题文字量大学生会产生畏惧感得分不理想2、试题特点、试题特点（一）体现了课程标准的“三维目标”，即“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”；（二）“体现化学时代特色”，以化学视角观察社会、科学、生活，关注化学学科最新发展，用化学知识解决实际问题；（三）减少虚拟、贴近真实，强调将化学知识应用于生产、生活实践的意识。15 a、弄清实验目的 b、了解每步流程 c、分析反应条件 d、着手解答试题3、思路探索、思路探索164、复习建议、复习建议a、务实基础知识，重视知识的应用和方法的指导；回归基础抓教材、抓题型、抓弱点 c、加强规范化训练和解题过程性教学。“习惯决定命运，细节决定成败”b、抓主干、巧整合，培养学生统摄化学知识的能力；归纳、梳理，构建完整的知识体系 17边考边练边考边练规范细节规范细节专题突破专题突破我校的做法我校的做法185、2011年高考题型展望年高考题型展望a、保留化工流程图这一题型（可能性90%以上）；理由：样题、稳定、新题（“活”活学、活用、活考）。c、将这一题型拓展到有机等其它题型中去（可能性50%左右）。理由：其它省份有先例（如广东、江苏、山东等），稳中求新。b、以物质提纯或制备为主线，穿插酸碱中和滴定知识的考查；（可能性60%左右）理由：酸碱中和滴定知识的考查是我省今年考试说明中的 新增内容，还 可以辅以图表图像进行考查。1920工艺流程图题专题电镀废液电镀污泥高浓度硫酸铜溶液氯化钠铁粉滤液ACuCl晶体滤液碱过滤酸浸(pH4)蒸发、过滤调节pH、温度过滤1、（2011广东佛山（一模理综）32氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下请回答下列问题：（1）电镀污泥的主要成分是 （写化学式）。（2）酸浸时发生反应的离子方程 式 。（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在 左右。（4）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶 液中反应生成CuCl的离子反应方程式为：。（5）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装。真空干燥，密封包装的目的是 。（6）滤液A的主要成分是Na2SO4和FeSO4，若想从滤液中获取FeSO47H2O晶体，我们还需要知道的数据是 。21答案：32.（16分）（1）Cu(OH)2 Fe(OH)3 （每个2分共4分）（2）Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O（2分）（3）3 （2分）（4）2Cu2+2Cl+Fe2CuCl+Fe2+（3分）（5）加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化（3分，写对其中的一点得2分）（6）不同温度条件下Na2SO4和FeSO4的溶解度。（其他答案合理也可得分）（2分）2、（2011广东广雅（一模理综）32(16分)空气吹出法工艺，是目前“海水提溴的最主要方法之一。其工艺流程如下：(1)溴在周期表中位于 周期，族。(2)步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，为什么？。(3)步骤的离子方程式：。(4)步骤的蒸馏过程中，溴出口温度为何要控制在80-90。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因 。(5)步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的 名称是 ，分离时液溴从分离器的 填“上口”或“下口”）排出。(6)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、S02吸收、氯化”。22答案：32.（16分）(1)4 VA （2分）(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应 （2分）3)（2分）(4)温度过高，大量水蒸气随水排除出，溴气中水增加：温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低。（2分）(5)分液漏斗 下口 （4分）(6)氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高。（2分）“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。（2分）3、（、（2011广东徐闻中学（一模理综）广东徐闻中学（一模理综）32（16分）分）新型净水剂高铁酸钾（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。工业上制备K2FeO4的常用方法有两种。方法：次氯酸盐氧化法，工艺流程如图：（1）完成“氧化”过程中反应的化学方程式其中还原剂是（填化学式）。（2）“转化”过程中发生反应的化学方程式为。（3）上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯，其中第一步操作是：加入_（选填序号）溶解高铁酸钾晶体。A.H2O B.NaOH溶液 C.KOH溶液（4）上述工艺过程所得的滤液X中可回收利用的主要物质是_（填化学式）方法：电解法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极液中加入KOH。（5）电解时阳极发生反应生成FeO42，该电极反应方程式为_。23答案：（1）2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O（4分）FeCl3（2分）（2）Na2FeO4+KOHK2FeO4+NaOH 2分）（3）C （4）NaOH KOH（5）Fe+8OH-6e-=FeO42-+4H2O（3分）的化合价依次为+3、+2），4、（2011广东四会中学（一模理综）32(14分)某厂废水中含5.0010-3molL-1的，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料（设计了如下实验流程：（1）第步反应的离子方程式是 （2）第步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：（3）第步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有 完全转化为理论上需要加入 gFeSO47H2O。(已知M(FeSO47H2O)=278gmol-1)（4）欲使1L该废水中的答案：32（14分）（1）Cr2O72-+6Fe2+14H 2Cr3+6Fe3+7H2O（3分）(2)将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试 纸上，再与标准比色卡对照。（3分）（3）Fe(OH)3、Fe(OH)2 （各2分，共4分）(4)13.9 （4分）245、（2011广东揭阳一中（一模理综）31（16分）新型净水剂高铁酸钾（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。工业上制备K2FeO4的常用方法有两种。方法：次氯酸盐氧化法，工艺流程如图13。40%NaOHK2FeO4固体NaOHNaClONaCl固体FeCl3溶液滤液饱和KOH溶液转化氧化除杂过滤过滤冷冻结晶图13（1）完成“氧化”过程中反应的化学方程式：_FeCl3+_NaOH+_NaClO _ Na2FeO4+_d +_d 其中氧化剂是（填化学式）。（2）“转化”过程中发生反应的化学方程式为。（3）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_。方法：电解法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极液中加入KOH。（）电解时阳极发生反应生成FeO42，该电极反应方程式为_。答案：31（1）2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O（3分）NaClO（2分）（2）Na2FeO4+2KOHK2FeO4+2NaOH （2分）（3）稀KOH溶液（3分）再加入饱和KOH溶液，冷冻结晶（3分）（4）Fe+8OH-6e-=FeO42-+4H2O（3分）256（2011年3月长望浏宁四县理综）（15分）分）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备 CuSO45H2O及纳米材料G，步骤如下：请回答下列问题：溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂最佳为_（填代号）。a.KMnO4b.(NH4)2S c.H2O2d.KSCN 向溶液B中加入CuO的作用是 。由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是。写出制备G的化学反应方程式。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列装置回收（填代号）。欲测定溶液A中Fe2+的溶液，可用KMnO4标准溶液滴定，取用KMnO4标准溶液应使用 。取A溶液稀释一定倍数后，用KMnO4标准溶液滴定，终点现象为 。答案：26（15分）c （1分）调节溶液的pH值，促进Fe3+水解 （2分）加热蒸发、冷却结晶（2分）引流 （2分）2NH3+CO2+CaCl2+H2O=CaCO3+2NH4Cl （2分）b （2分）酸式滴定管 （2分）溶液变成紫红色并保持半分钟不褪色 （2分）267、（2011年深圳一模）32抗氧剂亚硫酸钠可利用硫酸工业的炉气和尾气与纯碱反应来制取，生产流程如下图：已知：炉气、尾气中含有SO2；混合反应中还溶解有少量Fe2O3、MgO等矿尘。1.煅烧1molFeS2放出热量为853kJ，则FeS2燃烧的热化学方程式为_。2.“混合反应”中纯碱(Na2CO3)参与反应的化学方程式为_(任写一个)。3.用NaOH“除杂”时，主要的离子方程式为_(任写一个)。4.通过“操作”可以得到亚硫酸钠晶体，写出主要操作步骤的名称：_。5.硫酸生产中炉气转化反应为：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。研究发现，SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线所示。下列判断正确的是_ A.该反应的正反应为放热反应B.曲线上A、C两点反应速率的关系是：C.反应达到B点时，D.已知V2O5的催化效果比Fe2O3好，若表示用V2O5催化剂的曲线，则是Fe2O3作催化剂的曲线答案：32.（16分）（1）4FeS2(S)+11O2(g)=8SO2(g)+2Fe2O3(s),H=-3412 kJ mol-1（3分）（2）SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2 2 SO2+Na2CO3+H2O=NaHSO3+CO2（写对任意一个均给分）（3分）（3）Fe3+3OH-=Fe（OH）3或Fe2+2OH-=Fe（OH）2或Mg2+2OH-=Mg（OH）2或HSO3-+OH-=SO32-+H2O（3分）（4）加热蒸发、冷却结晶、过滤(洗涤干燥)（共3分）（5）AC（共4分）278、（2011届浙江高三年级第五次月考）28（9分）化合物KxFe（C2O4）yzH2O（Fe为+3价）是一种光敏感材料，实验室可以用如下方法制备这种材料并测定其组成。K2C2O4FeCl3溶解蒸溶解蒸发发冷却冷却结结晶晶操作操作重重结结晶晶干燥干燥KxFe(C2O4)yzH2OI制备：结晶时应将饱和溶液在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是 。操作的名称是_。组成测定：称取0491g实验所得晶体（假设是纯净物）置于锥形瓶中，加足量蒸馏水和稀H2SO4。将C2O42-完全转化为H2C2O4，用010molL-1KMnO4溶液进行滴定，消耗KMnO4溶液1200mL时恰好反应；再加入适量的还原剂，将Fe3+完全转化 为Fe2+，用KMnO4溶液继续滴定，当Fe2+完全氧化时，用去KMnO4溶液200mL。相关反应如下：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2+8H2OMnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O 配制250mL 010molL-1KMnO4溶液及上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外 还有 和 。两个滴定中到达终点时溶液颜色为 色，且30秒内不变色。通过计算，求此光敏材料的化学式 。答案：28（9分）（1）黑暗可以防止晶体分解（2分）（2）过滤、洗涤（2分）（3）250mL容量瓶、酸式滴定管（2分）紫红（1分）（4）K3Fe（C2O4）33H2O（2分）28