2021年高考化学工艺流程试题解题思路模型

2020-2021高考化学工业流程图解题模型一、2017-2020全国卷命题情况分析年份+题号核心考查元素重难点内容分析2020全国I卷V 化学方程式、实验条件、离子方程式书写2020全国III卷Ni 实验条件、离子方程式、化学反应原理及相关计算2019全国I卷 T 26 B、Mg 化学方程式、实验条件、离子方程式书写2019全国II卷T 26 Zn、S、Ba 焰色反应、化学方程式、化学计算2019全国III卷T 26 Mn、F、S 化学方程式、实验条件、离子方程式书写2018全国I卷 T 27 SO2、Na2S2O5化学式、操作目的等2018全国II卷T 26 Zn、Fe、Cd、Pb 化学方程式、操作目的、电极反应2018全国III卷T 27 KIO3、Cl2操作方法、化学方程式等2017全国I卷 T 27 Ti、Fe、Li 实验条件、离子方程式、化学反应原理及相关计算2017全国II卷 T 26 Ca 操作方法、化学方程式、成分推断、化学计算等2017全国III卷T 27 Cr、Fe 化学方程式配平、仪器选取、成分推断、pH调节、离子方程式书写、产率计算二、工业流程思路分析1、常见解题思路图：电池铜帽超声清洗溶解调PH=2反应过滤水稀硫酸30%H2O2NaOH溶液锌灰(稍过量)海绵铜ZnO原材料原材料的预处理化学反应分离提纯目标产物条件控制（1）流程图一般三大部分（见上图）：原料预处理、核心化学反应、分离提纯。

（2）流程中要分析“进”、“出”物质和仍然留在溶液中的离子等（3）一般默认进的物质过量，确保每一步目标元素利用率或转化率最高，产品产率最高，减少损失。

2.识别流程图1．呈现模式2．识图方法图1 图2 图3图1箭头表示反应物加入同时生成物出来；图2箭头表示反应物分步加入和生成物出来；图3箭头表示循环反应。

3.细分析，看措施，推用意，理关系①原料和产品：从某种原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？关注杂质离子的去向及产品的生成，有时需要逆向推倒。

②步骤与目的：加入某种试剂（什么反应），进行相应操作，其目的是什么？结合后面步骤进行思考。

特别关注化合价变化和溶液酸碱性（两大主旋律）。

③信息和迁移：新信息一般是重要的暗示和突破口，所给的信息一定有用，但需要提炼、重组、分解和迁移，结合设问分析、判断，正确作答④感觉和结果：对于比较陌生的流程，不必纠结于某步骤不能看懂，要从宏观上把握整个流程，抓大放小，关注步骤的结果，跟着感觉走。

三、教材课本经典流程模型建立：1、高中化学三大流程模型分析2、教材精彩流程分析：海带中碘的提取2I-+Cl 2I2+2Cl-工业上制纯碱①NH 3+H2O+CO2+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑工业上利用黄铁矿(Fe 2S)制取硫酸①4FeS 2+11O 22Fe 2O 3+8SO 2②2SO 2+O 2催化剂2SO 3③SO 3+H 2O H 2SO 4氯碱工业①2NaCl + 2H 2O=====电解2NaOH + H 2↑ + Cl 2↑ ②Cl 2+2NaOH NaCl+NaClO+H 2O ③2Cl 2+2Ca(OH)2CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O④Cl 2+H 22HCl从铝土矿中提炼铝 流程Ⅰ①Al 2O 3+6HCl 2AlCl 3+3H 2O Fe 2O 3+6HCl 2FeCl 3+3H 2O ②HCl+NaOHNaCl+H 2OFeCl 3+3NaOH Fe(OH)3↓+3NaCl AlCl 3+4NaOH NaAlO 2+3NaCl+2H 2O③NaAlO 2+CO 2+2H 2O Al(OH)3↓+NaHCO 3NaOH+CO 2NaHCO 3 ④2Al(OH)3Al 2O 3+3H 2O⑤2Al 2O 3(熔融)冰晶石通电4Al+3O 2↑四、工业流程中实验操作和精选例题（一）工业流程第一步：原料的预处理 1、原料预处理方法及操作目的：①酸浸：溶解、去氧化膜等，使得可溶性的离子进入溶液中，不溶物过滤去除。

②碱浸：去油污（酯）、溶解铝、二氧化硅、氧化铝等，使得可溶性的离子进入溶液中，不溶物过滤去除。

③水浸：与水反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中。

④研磨（雾化、粉碎）：增大反应接触面积，以加快化学反应速率或使反应更充分⑤灼烧（焙烧、煅烧）：使物质高温分解或者氧化去除杂质改变物质结构，使物质能溶解。

如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。

⑥加入其他物质：如有机物醇、四氯化碳、无机盐等，其作用是反应、溶解。

关键词浸取液（浸出液）固体加水、酸、碱等溶解得到的离子的溶液。

浸取率（浸出率）一固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少。

注意与浸取速率（浸出速率）的差别。

2、高考真题及模考练习：1．(2015·全国卷Ⅰ节选)硼及其化合物在工业上有许多用途。

以铁硼矿(主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O 和Fe 3O 4，还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如下所示：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_________ _________2．某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：试回答在“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有___________________(两条即可)。

3．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)成分含量/% Y2O3ZnO Al2O3PbO2MgO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_________________________________。

4．碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族，由该元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂，电镀液的光亮剂，玻璃的着色材料，合金材料的添加剂等。

碲化铜渣是电解精炼铜时产生的一种矿渣，其主要含Cu2Te、Au、Ag等，利用下列工艺流程可回收碲：已知：TeO2的熔点为733 ℃，微溶于水，可溶于强酸和强碱。

“酸浸1”需加热，加热的目的是______________________________参考答案：1.适当加热，搅拌2.适当提高硫酸浓度，适当升温3.加速溶解、加快反应速率，提高浸出率4.加快反应速率，提高原料转化率（二）、工业流程必考条件控制：温度的控制1、加热：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；使沸点相对较低的原料气化2、降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失3、控温：（用水浴或油浴控温）防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生；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。

44、控制温度的方法及答题模板：升温方法：酒精灯加热，酒精喷灯加热，水浴、油浴、沙浴加热，水蒸气加热，加热水，吹热风加热降温方法：冷冻法，冰水浴，减压蒸馏，减压烘干，减压蒸发等。

是否有物质挥发①注意题给低沸点物质，如液溴等；②注意是否有气体参与反应过程，气体在溶液中的溶解度一般随温度的升高而降低是否有物质分解注意反应中是否有铵盐、硝酸盐、结晶水合物、碳酸酸式盐、双氧水、氨水等热稳定性较差的物质参与平衡是否向逆向移动注意温度变化造成的平衡移动是否使反应向有利的方向移动5、高考模考精选习题及答案：例1：实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：(5)在⑥中，将溶液Z控制到70～80 ℃的目的是__ _______________例2 （2017全国Ⅰ）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/℃30 35 40 45 50TiO2·xH2O转化率% 92 95 97 93 88 分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。

总结：在设问中如果出现回答选择某温度或某一温区的原因时，应从低于该温度或温区下限和高于该温度或温区上限两个方面回答。

例3 实验室以工业废渣（主要含CaSO 4·2H 2O ，还含少量SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3）为原料制取轻质CaCO 3和(NH 4)2SO 4晶体，其实验流程如下：废渣浸取在如图所示的装置中进行。

控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时。

温度过高将会导致 CaSO 4的转化率下降，其原因是例4 精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。

一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是____________________________。

例5 （2016全国Ⅲ）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。

以下是一种制备过氧化钙的实验方法。

CaCO −−−−−−→稀盐酸、煮沸、过滤②滤液−−−−−→氨水和双氧水冰浴③−−−→过滤白色晶体 （1）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”。

将溶液煮沸，趁热过滤。

将溶液煮沸的作用是___________。

（2）步骤③中反应需要在冰浴下进行，原因是_________。

例6 碳酸锂广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。

制备流程如下：已知：碳酸锂的溶解度(g·L －1)见下表。

温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li 2CO 31.541.431.331.251.171.081.010.850.72（1）硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300 ℃，主要原因是___________；（2）“沉锂”需要在95 ℃以上进行，主要原因是_______________________________________。