文档内容
高考热点专项 2 无机化工微流程分析
目录
01考情透视·目标导航............................................................................................................................
02知识导图·思维引航............................................................................................................................
03核心精讲·题型突破............................................................................................................................
【真题研析】...................................................................................................................................................................
【核心精讲】...................................................................................................................................................................
1.微型工艺流程中题的呈现方式............................................................
2.工艺流程题过程解读....................................................................
3.流程图中主要环节的分析................................................................
4.制备工艺中提纯实例....................................................................
【命题预测】...................................................................................................................................................................
考向1以物质的制备为背景...............................................................................................................................
考向2以废旧资源利用为背景...........................................................................................................................
考向3以物质分离提纯为背景...........................................................................................................................
考点要求 考题统计 考情分析
2024·广西卷,1,3分;2024·北京卷,7,3
微型工艺流程题一般分题
分;2024·湖南卷,11,3分;2023•湖北省选择 干、流程图和问题三部
以物质的制备
性考试,3,3分;2023•辽宁省选择性考试, 分。题干一般是简单介绍
为背景
10,3分;2023•山东卷,13,3分;2022•福 该工艺生产的原材料和生
建,6,3分;2022•河北省选择性,4,3分; 成目的,流程图主要用框
图形式将原料到产品的主
要生产工艺流程表示出
2024·福建卷,5,4分;2024· 贵州卷,13,3
来,在流程中一般分为3个
以废旧资源利 分;2024·辽吉黑卷,13,3分;2024·辽吉黑
过程:原料处理→分离提
用为背景 卷,13,3分;2023•湖南卷,9;2023•江苏
纯→获得产品,问题部分
卷,12,3分;
主要根据生产中涉及的化2024·福建卷,4,4分;2023•浙江省6月选
其它
考,12,3分; 学知识设置成四个选项。1.(2024·福建卷,5,4分)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程
如下:
已知“滤液2”主要含SnO2-和HPbO-。下列说法正确的是( )
3 2
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生Al3+、Zn2+和Zn2+离子
C.“碱溶”时存在反应:Sn+2OH-+O =SnO2-+H O
2 3 2
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
2.(2024·广西卷,1,3分)实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。N 为阿伏加德罗常数的值,
A
下列说法正确的是( )
A.“反应1”中,每消耗0.1molNH Cl,在25℃、101 kPa下得到2.24LNH
4 3
B.“反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为0.5N
A
C.在密闭容器中进行“反应3”, 0.1molNO充分反应后体系中有0.1N 个NO
A 2
D.“反应4”中,为使0.1molNO 完全转化成HNO,至少需要0.02N 个O
2 3 A 2
3.(2024·福建卷,4,4分)用CuCl探究Cu(I)、Cu(II)性质,实验步骤及观察到的现象如下:
的
该过程中可能涉及 反应有:
①CuCl+2NH ·H O=[Cu(NH )]++Cl-+2H O
3 2 3 2 2
②2[Cu(NH )]+=[Cu(NH )]2++Cu↓
3 2 3 4
③[Cu(NH )]2++Cu=2[Cu(NH )]+
3 4 3 2
④4[Cu(NH )]++O +8NH ·H O=4[Cu(NH )]2++4OH-+6H O
3 2 2 3 2 3 4 2下列说法错误的是( )
A.与Cu2+的配位能力:NH <OH- B.[Cu(NH )]+(aq)无色
3 3 2
C.氧化性:[Cu(NH )]+<[Cu(NH )]2+ D.探究过程未发生反应②
3 2 3 4
4.(2024· 贵州卷,13,3分)贵州重晶石矿(主要成分BaSO)储量占全国1/3以上。某研究小组对重晶
4
石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO )工艺。部分流程如下:
3
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
2 2
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成BaTiO 的反应是氧化还原反应
3
D.“洗涤”时可用稀HSO 去除残留的碱,以提高纯度
2 4
5.(2024·北京卷,7,3分)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.I的化学方程式:3FeS+8O Fe O+6SO
2 2 3 4 2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO 平衡转化率
2
C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
6.(2024·湖南卷,11,3分)中和法生产NaHPO ·12H O的工艺流程如下:
2 4 2
已知:①HPO 的电离常数:K =6.9×10-3,K =6.2×10-8,K =4.8×10-13
3 4 a1 a2 a3
②NaHPO ·12H O易风化。
2 4 2
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
2 3
B.“调pH”工序中X为NaOH或HPO
3 4
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
7.(2024·辽吉黑卷,13,3分)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下“脱氯”步
骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( )
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度(g·Lˉ1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量HO,确保铜屑溶解完全
2 2
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H O=2Cu2++ H ↑+2H O
2 2 2 2
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
1 . 微型工艺流程中题的呈现方式2 .工艺流程题过程解读
(1)读流程图
①箭头:箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。
②三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。
(2)解题要点
①审题要点:a.了解生产目的、原料及产品;b.了解题目提供的信息;c.分析各步的反应条件、原
理及物质成分;d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。
②答题切入点:a.原料及产品的分离提纯,b.生产目的及反应原理;c.生产要求及反应条件;d.
有关产率、产量及组成的计算;e.绿色化学。
(3)读流程寻破题关键
①看原料:明确化工生产或化学实验所需的材料。
②看目的:把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词,确定化工生产或化学实验的目的。
③看箭头:进入的是投料(反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
④看三线:主线为主产品,分支为副产品,回头为循环物。
⑤找信息:明确反应条件的控制和分离提纯方法。(6)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 . 流程图中主要环节的分析
(1)原料的预处理
①溶解:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸等。水浸 与水接触发生反应或溶解
浸出 固体加水(酸)溶解得到离子
酸浸 在酸溶液中反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
浸出率 固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少
②灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解。
③审题时要“瞻前顾后”,注意物质性质及反应原理的前后联系。
(3)常用的分离方法
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CCl 或苯萃取溴水中
4
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 KNO 、FeCl 、
3 3
CuCl 、CuSO ·5H O、FeSO ·7H O等。
2 4 2 4 2
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。
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NH 。
3
4 . 制备工艺中提纯实例
制备过程及工艺 提纯方案
气体产物先通过盛有焦性没食子酸溶液的洗气瓶除去少量氧
气同时除去挥发出的氯化氢气体,再通过盛有酸性高锰酸钾
含硫锌粒与稀盐酸反应制备
溶液的洗气瓶除去硫化氢气体,最后通过盛有浓硫酸的洗气
纯净氢气(用作还原剂)
瓶除去水蒸气。“含硫锌粒”是指锌粒中含有杂质硫化锌,
硫化锌与稀硫酸反应会产生硫化氢气体。
潮湿的二氧化碳与过氧化钠 气体产物通过盛有碱石灰(或新制生石灰)的干燥管或U形管除
反应制备纯净氧气 去未反应完的二氧化碳和水蒸气。
气体产物通过盛有碱石灰(或新制生石灰)的干燥管或U形管除
加热分解碳酸氢铵制备纯净 去碳酸氢铵分解产生的二氧化碳和水蒸气。注意:用于干燥
氨气 氨气的干燥剂可以选择碱石灰或新制生石灰,不能用无水氯
化钙,因为CaCl +8NH ===CaCl ·8NH 。
2 3 2 3
气体产物先通过盛有饱和硫氢化钠溶液的洗气瓶除去氯化
用硫化亚铁与稀盐酸反应制
氢,后通过盛有五氧化二磷的球形干燥管或U形管除去水蒸
备纯净的硫化氢
气。
加入稀硫酸或稀盐酸溶液,充分反应后,再过滤、洗涤、干
除去铜粉中混有的氧化铜 燥。不能加入稀硝酸,因为稀硝酸具有强氧化性,既能溶解
氧化铜,又能溶解铜粉。
工业上以粉碎、筛选后的铝
先加入过量氢氧化钠溶液溶解、过滤,再向滤液中通入过量
土矿为原料制备较高纯度
CO,过滤出沉淀,进行煅烧。
Al O 的主要工艺流程 2
2 3
除去MgCl (或CuCl 、 先向混合溶液中加入HO(把亚铁离子氧化为铁离子),再加入
2 2 2 2
ZnCl 等)溶液中的FeCl 、 过量MgO或Mg(OH) (或过量CuO、ZnO)、使铁离子完全沉
2 3 2
FeCl 淀。
2考向 2 以物质的制备为背景
1.[新题型] (2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三联考)海水淡化有许多新工艺,某工艺的流程
示意图如图所示。以下说法不正确的是( )
A.由于连续的热交换,a处海水的温度更高
B.减压蒸馏时的压强二级闪蒸室内更低
C.广泛使用太阳能、风能和发电厂的余热以及热交换可降低海水淡化成本
D.淡化后的盐水常用于生产食盐、钾、铝、碘等化工产品
2.(2022·江苏省南京、镇江市部分名校学情调研考试)由绿矾(FeSO ·7H O)制备三草酸合铁酸钾晶体
4 2
{ K[Fe(C O) ]·3H O}的流程如图
3 2 4 3 2
下列说法正确的是( )
A.“溶解”时加硫酸的目的是抑制 水解
B.将“沉淀”所得的FeC O 加入酸性高锰酸钾溶液,观察到溶液褪色,说明产物中含C O2-
2 4 2 4
C.“氧化”过程中HO 被还原为O
2 2 2
D.隔绝空气加热K[Fe(C O) ]·3H O,分解产物为KCO、Fe O、CO、HO
3 2 4 3 2 2 3 2 3 2 2
3.(2025·浙江省第二届辛愉杯高三线上模拟考试)某兴趣小组用铬铁矿(FeCr O)制备CrCl ·6H O,流程
2 4 3 2
如下:已知:①4FeCr O+10Na CO+7O 8NaCr O+4NaFeO+10CO ;
2 4 2 3 2 2 2 7 2 2
②Cr(OH) 不溶于乙醚。
3
下列说法不正确的是( )
A.步骤I应该将铬铁矿粉碎,以加快反应速率
B.步骤III从反应后溶液分离甲醇可用蒸馏法
C.步骤III应该滴加盐酸至恰好完全反应,方便后续调节pH
D.步骤V可用乙醚洗涤
4.(2025·浙江省名校协作体高三联考)某兴趣小组用铬铁矿(FeCr O)制备CrCl ·6H O,流程如下:
2 4 3 2
已知:①4FeCr O+10Na CO+7O 8NaCr O+4NaFeO+10CO ;
2 4 2 3 2 2 2 7 2 2
②Cr(OH) 不溶于乙醚。
3
下列说法不正确的是( )
A.步骤I应该将铬铁矿粉碎,以加快反应速率
B.步骤III从反应后溶液分离甲醇可用蒸馏法
C.步骤III应该滴加盐酸至恰好完全反应,方便后续调节
D.步骤V可用乙醚洗涤
考向 2 以废旧资源利用为背景
5.以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的实验过程如图,下列说法正确的是( )
A.取少量酸浸后的溶液,滴加硫氰化钾溶液,未变红色,说明废铁屑中不含+3价铁元素
B.人体血红素是亚铁离子配合物,硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血C.过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水
D.实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止FeSO 水解生成Fe(OH)
4 2
6.无水FeCl 常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe,还有少量Fe O、C和SiO)制取
3 2 3 2
无水FeCl 的流程如下,下列说法正确的是( )
3
A.“过滤”所得滤液中大量存在的离子有:Fe3+、Fe2+、H+、Cl-
B.“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C.将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl ·6H O
3 2
D.“脱水”时加入SOCl 能抑制FeCl 的水解,原因是SOCl 与水反应生成HSO 和HCl
2 3 2 2 4
7.(2025·浙江省金华第一中学高三选考模拟)乙酸铜常用作有机合成的催化剂或氧化剂。实验室中制
备乙酸铜的流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应①中双氧水起催化作用
B.为提高化学反应速率,反应①反应温度越高越好
C.步骤Ⅱ和步骤Ⅲ存在相同的操作
D.反应③碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为冰醋酸
8.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)以下流程可从含Cu²+的废液中回收高品质Cu O。已
2
知:CuCl是白色固体,难溶于水,可溶于Cl-浓度较大的体系,CuCl+2Cl- CuCl 2-(棕色),在碱性条
3
件下易水解转化为Cu O。
2
下列说法不正确的是( )
A.SO 在反应中表现还原性 B.试剂①可用饱和NaCl溶液
2
C.操作②是加水稀释,过滤 D.步骤③发生氧化还原反应
9.用硫酸渣(主要成分为Fe O、SiO)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
2 3 2已知:“还原”时,发生反应FeS+14Fe3++8H O=2SO 2-+15Fe2++16H+;FeS 与HSO 不反应。下列有
2 2 4 2 2 4
关说法不正确的是( )
A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B.“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为1∶7
C.“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+、Fe3+和H+
D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式:4Fe2++8NH•H O+O=8NH++4FeOOH↓+2H O
3 2 2 4 2
10.某新型纳米材料氧缺位铁酸盐ZnFe O(3