文档内容
解密 12 化学工艺流程
考点热度 ★★★★★
【考纲导向】
1．理解并掌握物质分离提纯的操作方法。
2．了解物质的化学性质。
3．理解并掌握氧化还原反应、离子反应、化学平衡移动的基本原理及实际应用。
4．掌握实际化工生产过程中的物质制备、提纯的基本工艺流程。
【命题分析】
工艺流程题是高考的热点题型，综合性强、难度较大，是高考试卷中的拉分题目之一。近
年常以简洁工艺流程和复杂工艺流程轮换的形式考查有多种可变化合价的过渡元素，采用
多角度设问的形式，考查考生获取信息、加工信息的能力。考查的知识多为产物的判断，
陌生化学方程式、离子方程式或电极反应式的书写，温度控制在一定范围的原因分析，溶
度积常数的有关计算等。预计2023年考试难度会有所增加。
核心考点一 物质制备类工艺流程
1．化学工艺流程题的主线分析方法
2．原料预处理的五种措施研磨 减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率
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，不溶物通过过滤除去
除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃
灼烧
性杂质
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，如煅烧高岭土
3.制备过程中控制反应条件的六种方法
(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应
满足两点：
①能与H＋反应，使溶液pH变大；
②不引入新杂质。例如若要除去 Cu2＋中混有的 Fe3＋，可加入 CuO、Cu(OH) 或
2
Cu (OH) CO 等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
2 2 3
(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)控制压强。改变速率，影响平衡。
(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。
(5)趁热过滤。防止某物质降温时析出。
(6)冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
4．获得产品阶段的四种常用操作
(1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；
乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。
(2)蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl 、AlCl 、MgCl 等溶质时，应在HCl
3 3 2
的气流中加热，以防其水解。
(3)蒸发浓缩、冷却结晶：如KCr O 和少量NaCl的混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再
2 2 7
降温，则析出的固体主要是KCr O，母液中是NaCl和少量KCr O，这样就可分离出大部
2 2 7 2 2 7
分KCr O；同样原理可除去KNO 中的少量NaCl。
2 2 7 3
(4)蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和少量KCr O 的混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，
2 2 7
析出的固体主要是NaCl，母液中是少量KCr O 和NaCl；同样原理可除去NaCl中的少量
2 2 7
KNO。
3
考法 物质制备类工艺流程题(题型预测：推断题)
1．（2022·全国·高三专题练习）亚氯酸钠(NaClO)是一种重要的含氯消毒剂，制备亚氯酸
2
钠的工艺流程如下：回答下列问题：
(1)亚氯酸钠用作纸浆、纸张和各种纤维的漂白剂，是一种高效漂白剂，主要原因是亚氯酸
钠具有_____性。
(2)制备ClO 气体的化学方程式为2NaClO+H O+H SO =2ClO ↑+O ↑+Na SO +2H O；制备
2 3 2 2 2 4 2 2 2 4 2
时可用S代替HO，写出该反应的离子方程式：___________。
2 2
(3)可从“废液”中回收的主要物质是___________(填化学式)，“结晶”后经过滤即可获得
粗产品。
(4)测定某亚氯酸钠样品的纯度：准确称取亚氯酸钠样品m g，加入适量蒸馏水和过量的碘
化钾晶体，再滴入适量稀硫酸(发生反应ClO +4I−+4H+=2I +Cl−+2H O)，配成250mL待测
2 2
液。移取25.00mL待测液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol/L的NaSO 标准溶液进
2 2 3
行滴定，消耗NaSO 标准溶液V mL (已知：I+2S O =2I−+S O )。
2 2 3 2 2 4
①移取25.00mL待测液的仪器的名称是___________。
②该样品中NaClO 的质量分数为___________(用含m、c、V的代数式表示)；在滴定操作
2
正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，其可能的原因是___________。
变式1 金属及其化合物的制备
1．（2022·山东临沂·高三期中）钯催化剂(主要成分为Pd、α－Al O、活性炭，还含少量铁、
2 3
铜等)在使用过程中，Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂中回收海
绵钯的工艺流程如图所示。
已知：“沉钯”过程中钯元素主要发生如下转化：HPdCl (aq) [Pd(NH)]Cl (aq)
2 4 3 4 2
[Pd(NH)]Cl (s)。
3 2 2
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是_____；“还原I”加入甲酸的作用是_____；“酸浸”过程中Pd转化为
PdCl 的离子方程式为_____。
(2)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为2RCl+PdCl R PdCl +2Cl-，“离子洗脱交
2 4换”流出液中的阳离子有H+、Fe3+、_____(填离子符号)，试剂X的化学式为____。
(3)“沉钯”过程中，由[Pd(NH)]Cl 溶液得到[Pd(NH)]Cl 沉淀时，需调节溶液pH小于2，
3 4 2 3 2 2
其原因是____(用平衡移动原理解释)；“还原II”产物无污染，发生反应的化学方程式为
____。
(4)该工艺流程中可循环利用的物质有____。
变式2 非金属及其化合物的制备
2．（2022·吉林）亚氯酸钠(NaClO)是一种高效氧化剂和漂白剂。一种制备NaClO 粗产品
2 2
的流程如下：
已知：纯ClO 易分解爆炸；NaClO 在碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中分解为NaClO
2 2 3
和NaCl。
回答下列问题：
(1)发生器中鼓入空气的作用是___________
(2)从母液中可回收的主要物质是___________
(3)吸收塔内反应的离子方程式为___________
(4)写出NaClO 在酸性溶液中分解的离子方程式___________
2
(5)漂白粉也是一种高效氧化剂和漂白剂，在空气中易失效，试用化学方程式解释其原因：
___________；
变式3 有机化合物的制备
3．（2022·河北）溴苯是一种化工原料，实验室制备溴苯的一种装置图如图所示：
（1）盛装苯和液溴混合物的仪器名称是___________，冷凝水应从_____________（填“a”
或“b”）口进入；实验开始时，打开________________（填“ ”或“ ”，下同），关
闭_________________。（2）乙装置中发生反应的化学方程式为________________________________。
（3）丁装置中球形干燥管的作用是_____________________________。
（4）丙装置中的现象是________________________________。
（5）若实验时，实验室无液溴，但有溴水，则如何操作才能继续让该实验做成功？
_______。
解答化工工艺流程题的三种方法
（1）首尾分析法：对比流程中第一种物质与产品，从对比中找出原料与产品之间的关系，
理清流程中原料转化为产品的基本原理以及分离除杂的方式，结合题问逐一作答。
（2）截段分析法：对于较复杂的采用截段，再进行整合。
（3）“瞻前顾后”分析法：在流程中除了考虑将原料转化为产品，还要考虑副产品的循环
使用，这类题常要瞻前又要顾后。
1．（2022·黑龙江·齐齐哈尔市第八中学校高二开学考试）镍(Ni)及其化合物广泛应用于生
产电池、电镀和催化剂等领域。
(1) 晶体是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由
电镀废渣(除含镍外，还含有 、 、 等)为原料获得。操作步骤如图：
①加入 的目的是___________。[已知： ， ，
， ]
②可用氯酸钠 代替 ，写出氯酸钠与滤液Ⅱ反应的离子方程式为___________。
③向滤液II中加入NaOH调节pH在一范围内生成氢氧化铁沉淀。已知常温下 的
，若要使溶液中 ，则应该控制溶液pH范围不小于
_____。
(2)双膜三室电解法处理含镍废水并回收金属镍的原理如下图所示：判断a是____(填“阳膜”或“阴膜”)；电解过程中，需要控制溶液pH为4左右，原因是
____。
2．（2022·全国·高三专题练习）硼酸(H BO)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医
3 3
药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含MgB O·H O、SiO 及少量Fe O、Al O)为原料生产硼
2 2 5 2 2 2 3 2 3
酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
根据HBO 的解离反应：HBO+H O H++B(OH) ，K=5.81×10−10，可判断HBO 是
3 3 3 3 2 a 3 3
_______酸；在“过滤2”前，将溶液p⇌H调节至3.5，目的是_______。
3．（2022·北京·101中学高三阶段练习）实验小组制备高铁酸钾(K FeO)并探究其性质。
2 4
资料：KFeO 为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速
2 4
产生O，在碱性溶液中较稳定。
2
(1)制备KFeO(夹持装置略)
2 4
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是____(锰被还原为Mn2+)；氧化剂和还原剂的物质
的量之比为______。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂_____。
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl 发生的反应有_____、____。
2
(2)探究KFeO 的性质
2 4①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl。为
2
证明是否KFeO 氧化了Cl-而产生Cl，设计以下方案：
2 4 2
方案I 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将KFeO 溶出，得
2 4
方案II
到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl 产生。
2
I.由方案I中溶液变红可知a中含有_____离子，但该离子的产生不能判断一定是KFeO 将
2 4
Cl-氧化，还可能由____产生(用方程式表示)。
II.方案II可证明KFeO 氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是____。
2 4
②根据KFeO 的制备实验得出：氧化性Cl____FeO (填“＞”或“＜”)，而方案II实验
2 4 2
表明，Cl 和FeO 的氧化性强弱关系相反，原因是_____。
2
③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO ＞MnO ，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO
4
和足量HSO 的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性FeO ＞MnO
2 4
。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。
理由或方案：____。
4．（2022·北京·高三专题练习）环状碳酸酯( )是一种重要的工业原料，可用作
锂离子电池电解质的溶剂。一种由苯乙烯经电解制备环状碳酸酯的实验操作如下。
ⅰ.将一定量电解质、苯乙烯、水-二甲亚砜溶剂依次放入塑料烧杯中，搅拌均匀后放入高
压反应釜内，充入一定量CO 气体：
2
ⅱ.以石墨和铜片为两个电极，电解至苯乙烯完全消耗后，停止电解：
ⅲ.分离、提纯产品，计算产率。
在相同条件下，采用不同电解质进行实验I~IV，实验结果如表：
实验序号 电解质 产率/% 实验现象
I NH Cl 微量
4
II NH 4 Br 68 阴极产生气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
III NH I 95
4
IV NaI 0 阴极产生气体；阳极附近有白色固体析出已知：ⅰ.电解效率η(B)= ×100%
ⅱ.I 在碱性环境中会歧化为I-和IO 。
2
(1)针对实验III进行如下分析：
①取反应后石墨电极附近溶液滴加淀粉溶液变蓝，则石墨作____极(填“阳”或“阴”)。
②苯乙烯与石墨电极上生成的物质发生反应，得到中间产物1—苯基—2—碘乙醇(
)，写出可能存在的有机副产物的结构简式____。
③1—苯基—2—碘乙醇在一定条件下转化为苯基环氧乙烷( )，后者
对CO 进行加成反应，得到的环状碳酸酯的结构简式为____。
2
④已知η(环状碳酸酯)≈63%，则电路中通过1mol电子时，产生___mol环状碳酸酯。
(2)对比实验I~III可知，其他条件相同时，电解质分别选用NH Cl、NH Br、NH I时，环状
4 4 4
碳酸酯的产率依次显著升高，从原子结构角度解释，是因为____，导致Cl-、Br-、I-的放电
能力依次增强。
(3)探究实验IV中未生成环状碳酸酯的原因，继续实验。
①实验IV中阴极产生气体的电极反应式为____。
②经X光单晶衍射实验证实，实验Ⅳ中得到的白色固体含NaIO •H O，用化学用语解释得
3 2
到该物质的原理____。
③设计实验方案检测白色固体中的NaIO •H O，取少量白色固体溶于水，加稀硫酸酸化后，
3 2
_____。可选试剂：NaSO 溶液、KI溶液、淀粉溶液、CCl 。
2 3 4
5．（全国部分重点中学T8联考（湖北）2023届高三上学期第一次学业质量评价化学试
题）达菲，通用名为磷酸奥司他韦，是目前最有效、特异性最高的流感治疗药物之一。下
图是磷酸奥司他韦的一种合成路线：已知：
i.
ii.
回答下列问题：
(1)写出有机物I中含氧官能团的名称：______。
(2)反应①的反应类型是______，该反应既可以在浓硫酸的作用下进行，也可以在 的
作用下进行，但在 作用下进行时产率更高。用化学方程式解释选择 时产率更
高的原因：______。
(3)写出反应②中有机物 的结构简式：______。
(4)在下图用*标出磷酸奥司他韦分子中的手性碳原子________。
(5)化合物 是有机物Ⅱ的同分异构体，核磁共振氢谱显示有5组峰，分子中含有六元碳环
和甲基， 与足量 溶液反应产生 ，与足量的 反应产生 。
写出 的结构简式：______。
(6)以上合成路线中反应③用到了易爆物质 ，存在安全隐患，研究人员对合成达菲的
方法进行了改进。改进后的方法需要经历中间物质Z( )，请选择原子数小
于5的有机物(无机试剂任选)，设计合成物质 的路线：______。
考点二 物质提纯类工艺流程
1．准确把握物质提纯的6种常用方法
看目的 选方法
除去可溶性杂质 水溶法
除去碱性杂质 酸溶法
除去酸性杂质 碱溶法
除去还原性或氧化性杂质 氧化还原法
除去受热易分解或易挥发的杂质 灼烧法
除去酸性铜溶液中的Fe3＋等 调pH法2．正确选择物质分离的6种常用方法
看目的 选方法
分离难溶物质和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 过滤
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
4
萃取和分液
萃取溴水中的溴
提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 蒸发结晶
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
冷却结晶
KNO、FeCl 、CuCl 、CuSO ·5H O、FeSO ·7H O等
3 3 2 4 2 4 2
分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 蒸馏与分馏
利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮
冷却法
气、氢气
考法 提纯类化学工艺流程题(题型预测：推断题)
1．（2022·重庆八中高三阶段练习）含钒化合物广泛用于钢铁行业、化工行业和催化剂等
领域。由富钒废渣(含 、 和 、 )制备 的一种流程如图：
橙子辅导小组查阅资料：部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下：
pH ＜1 1～4 4～6 6～8.5 8.5～13 ＞13
主要形式 多矾酸根 多矾酸根
：
备注 多钒酸盐在水中溶解度较小
本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：
物质
开始沉
7.0 1.9 3.2
淀pH
沉淀完
9.0 3.2 4.7
全pH回答下列问题：
(1)钒元素在周期表中的位置为___________，其基态原子的核外电子运动状态有
___________种。
(2)“熔烧”中， 与“研磨”所得粉末逆流混合的目的是___________。
(3)滤渣2含有的物质为___________(填化学式)。
(4)“转化II”需要调整pH范围为___________，“转化Ⅲ”中含钒物质反应的离子方程式为
___________。
(5)“沉钒”时温度需要控制在 左右，其原因是___________；已知：室温下，
、 ，向偏钒酸铵 的悬浊液中加
入 ，当 时，溶液中的 ___________。
(6)煅烧偏钒酸铵 时，固体质量的减少量随温度变化的曲线如图所示：
时发生反应的化学方程式为___________。
常见操作的答题考虑角度
常见的操作 答题要考虑的角度
从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤、
分离、提纯
干燥
加快反应速率 升高温度、将矿石粉碎、增大溶液浓度、搅拌等
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充
提高原子利用率
分利用)
在空气中或在其
要考虑O、HO、CO 或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝
2 2 2
他气体中进行的
空气，防氧化、水解、潮解等目的
反应或操作
判断沉淀是否洗
取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等
涤干净①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢
氧化物沉淀)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
控制溶液的pH
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化
硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
①防止副反应的发生
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
控制温度(常用 ④控制反应速率：使催化剂达到最大活性
水浴、冰浴或油 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
浴) ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源
成本，降低对设备的要求
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质
②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗
涤过程中的溶解损耗
洗涤晶体 ③用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体
的溶解度、有利于析出，减少损耗等
④洗涤沉淀方法：往漏斗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
变式1 无机工艺流程的提纯
1．（2022·福建·一模）铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分
为BiS，含FeS、CuO、SiO 等杂质)制备NaBiO 的工艺流程如下图：
2 3 2 3
已知：
i.Bi3+易水解；NaBiO 难溶于冷水
3
ii.“氧化浸取”时，铋元素转化为Bi3+，硫元素转化为硫单质
iii.Cu(OH) (s)+4NH (g) Cu[(NH )]2+(aq)+2OH-(aq) K=4.4×10-7
2 3 3 4
iv.该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Bi3+
开始沉淀的pH 7.6 2.7 4.8 4.5
沉淀完全的pH 9.6 3.7 6.4 5.5
回答下列问题：
(1)为抑制“氧化浸取”时Bi3+水解，可采取的措施是_______。
(2)“滤渣1”的主要成分是_______(填化学式)。
(3)“氧化浸取”时，FeS转化为Fe3+的离子方程式是_______。
(4)“除铁”时，调节溶液pH值的范围是_______。
(5)“除铜”时发生反应：Cu2+(aq)+4NH(g) Cu[(NH )]2+(aq) K=2×1013，则
3 3 4
K [Cu(OH) ]=_______。
sp 2
(6)“转化”时，生成NaBiO 的离子方程式是_______。“转化”后应冷却至室温再过滤，原
3
因是_______。
变式2 有机化学工艺流程的提纯
2．（2022·天津·一模）硫酰氯 常用作有机化学的氯化剂，可用干燥氯气和二氧化
硫在活性炭催化下制取。 。实验装置如图所
示(部分夹持装置未画出)：
查阅资料可知硫酰氯的部分性质如下。回答下列问题。
①通常条件下为无色液体，熔点﹣54.1℃，沸点69.1℃
②100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会分解
③在超市空气中“发烟”
(1)仪器P名称___________，丙中冷凝水的入口___________(填“a”或“b”)。
(2)试剂M选用___________(填试剂名称)。
(3)装置己的作用是___________。
(4)氯磺酸 加热分解也能制得硫酰氯： 。分离两种产物的方法___________(填操作方法)。
(5)25℃时， ， 。 溶于水所得稀溶液中
逐滴加入 稀溶液时，最先产生的沉淀是___________(化学式)。
(6)长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是(使用必要文字和相关方程式加以解释)______。
(7)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，最后经过分离提纯得到4.05 g纯净的
硫酰氯，则硫酰氯的产率为___________。为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需
要注意的事项(答出两项)： ___________。
1．（2015·西藏拉萨·高三阶段练习）[化学——选修5：有机化学基础]
溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
苯 溴 溴苯
密度/g·cm-3 0.88 3.10 1.50
沸点/℃ 80 59 156
水中溶解度 微溶 微溶 微溶
按以下合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL 液溴。向a中滴入几
滴液溴，有白雾产生，写出产生白雾的化学方程式_________________。继续滴加至液溴滴
完。装置d中NaOH溶液的作用是_______________。
（2）反应过程中，a外壁温度升高，为提高原料利用率，需利用温度计控制温度，适宜的
温度范围为（填序号）_________。
A．＞156℃ B．59℃－80℃ C．＜59℃
（3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10 mL水、8 mL10％的NaOH溶液、10 mL水洗涤。
此操作所需要的玻璃仪器除烧杯外，还需__________，用NaOH溶液洗涤的作用是______；
③向分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是
_____________。
（4）经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为_________，要进一步提纯，下列操作中必须的是________（填入字母）。
A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取
2．（2022·全国·模拟预测）三氧化二铬
可用作着色剂、分析试剂、催化剂等.一种利用铬铁矿(主要成分为 ，还
含有 、 等杂质)清洁生产 的工艺流程如图：
已知：部分离子生成氢氧化物沉淀的
物质
开始
在 时开始溶解， 时溶解完全。
沉淀
是两性氢氧化物， 在 开始溶解.
完全
沉淀
回答下列问题：
(1)“氧化酸浸”时，消耗 与 的物质的量之比为_______
(2)“氧化酸浸”浸出液中含有的阳离子有_______(用离子符号表示)
(3)“沉铁”时，铁元素以黄铵铁矾沉淀的形式析出，黄铵铁矾的化学式为
，则“沉铁”时反应的离子方程式为_______
(4)“沉铬”时，所得滤液1中所含主要溶质为_______(用化学式表示)
(5)“除铝”时，需要用 调节溶液的 的范围应为_______(填字母代号)
A． B． C． D．稍大于
3．（2022·广东·南海中学高二阶段练习）ZnO是一种常用的化学添加剂，广泛应用于塑料、
合成橡胶的化工生产中。一种以工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有Fe O、Al O、
3 4 2 3
SiO 及Cd2+等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：
2回答下列问题：
已知：Zn(OH) 难溶于水。
2
(1)“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是_____(任写两种)；该步骤中通入过量
空气的作用是_____。
(2)滤渣B的主要成分为Fe(OH) 、Al(OH) ，“调pH”步骤时若溶液碱性过强，可能导致的
3 3
后果是_____。
(3)“沉锌”，应中，往滤液加入NH HCO 溶液，生成ZnCO •Zn(OH) 沉淀及CO，写出相
4 3 3 2 2
应的离子方程式_____。
(4)“沉锌”后的母液可进一步处理，获得一种化工原料，写出该原料在生产中的一种用途
_____。
(5)写出加入Zn粉“沉镉”的离子方程式_____。
核心考点三 化学基本原理类工艺流程
理论源于实践，而实践又在理论的指导下得到更好的发展。化工生产就是在化学基本理论
的指导下进行的。
通常在高考中对化学工艺流程题的考查，化学基本原理的实际应用往往是考查的重点。
高中化学涉及到的化学基本原理主要有：
一、化学反应中的热效应主要以热化学方程式的书写和盖斯定律的应用为考查重点。
二、平衡理论主要包括：
1．化学平衡理论；2电离平衡理论；3水解平衡理论；4溶解平衡理论；
平衡理论主要以勒夏物列原理为指导在化工生产中的实际应用。
三、酸碱中和理论和氧化还原反应理论
酸碱中和滴定及拓展的应用——氧化还原反应的滴定和沉淀滴定是考查的重点。
根据氧化还原反应原理进行新情景条件下化学方程式书写是考查的重点。
四、电化学原理
新型原电池是目前高考考查的重点，电解原理的应用和金属腐蚀与防护也是考查的重点。
五、化工流程题出题方向：
（1）据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写新情景方程式；
（2）滤渣的成分；
（3）滤液的成分；
（4）核心反应条件的控制和原因；
（5）选择化学除杂试剂及原因；（6）调PH值的范围及试剂的选择；
（7）常用的分离方法、实验操作及相关实验仪器；
（8）流程中的物质转化和循环；
（9）有关平衡的问题；
（10）相关化学计算
考法 化学原理类工艺流程题(题型预测：推断题)
1．（2022·河南·商丘市第一高级中学高二阶段练习） 是一种重要的催化剂，以含镍
废料为原料(主要成分 ，含少量 、MgO、CaO)制备高纯 的过程如下：
已知：
①各金属离子开始沉淀和刚好完全沉淀的pH如表：
开始沉淀的pH 3.8 6.9 9.6 10.6
刚好完全沉淀的pH 5.2 8.9 11.6 12.6
② ， ， ，
。
回答下列问题：
(1)将镍废料进行粉碎和研磨后再进入“酸浸”工序的目的为_________。
(2)“调pH”时，滤渣1的主要成分为_________，溶液的pH范围应该控制在_________。
(3) 溶液呈_________(填“酸性”或“碱性”)，“除杂”时加入 溶液的目的为
_________。
(4)“除杂”后所得溶液的pH=6， ，则此溶液中 _________(保留
两位有效数字)， _________mol/L。
(5)“除杂”工序和“调pH”工序的顺序_________(填“能”或“不能”)互换，原因为
_________。有关工艺流程操作与化学原理的对应考查
1、提高浸出率：粉碎、搅拌、升温、增大酸（或碱）浓度。【化学平衡原理】
2、调节pH值：控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 【溶解平衡原
理】
3、保持酸过量（酸化）的目的：通常是抑制某金属阳离子的水解。 【水解平衡原理】
4、温度的控制（可用水浴或冰水浴或油浴来控制） 【化学平衡原理】
5、改变压强：加快反应速率，或促进化学平衡向某个方向移动。【化学平衡原理】
考法1 化学平衡原理类
1．（2021·北京·北理工附中高二期中）煤制天然气工艺是煤高效洁净利用的新途径之一，
其工艺流程简图如下：
(1)反应I：C(s)+H
2
O(g)⇌CO(g)+H
2
(g) ΔH=+135kJ·mol-1，通入的氧气会与部分碳发生燃烧
反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用：___________。
(2)反应II：CO(g)+H
2
O(g)⇌CO
2
(g)+H
2
(g) ΔH=−41kJ·mol-1.下图表示不同温度条件下，煤气
化反应I发生后的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关
系。①若增加水蒸气的浓度，则CO气体的平衡转化率将___________。(填“升高”“降低”
“不变”)
②判断T、T 和T 的大小关系：___________。
1 2 3
③若煤气化反应I发生后的汽气比为0.8，经煤气化反应I和水气变换反应II后，得到CO
与H 的物质的量之比为1：3，则反应II应选择的温度是___________(填“T”“T”或
2 1 2
“T”)。
3
(3)①甲烷化反应IV发生之前需要进行脱酸反应III。煤经反应I和II后的气体中含有两种
酸性气体，分别是HS和___________。
2
②工业上常用热碳酸钾法脱除HS气体得到两种酸式盐，该反应的化学方程式是
2
___________。
考法2 溶解平衡原理类
2．（2022·北京八中高二期末）印刷电路板废液主要含 、 以及少量的 等
物质，以废液为原料制备 ，实现资源回收再利用，流程如图所示。
(1)粗 溶液的制备
①上述流程中能加快反应速率的措施有_______
②加入铁屑后，印刷电路板废液中发生的离子反应有_______
(2) 溶液的精制i.经检验，粗 溶液含有
ii.向粗 溶液滴加3%的 溶液，当溶液中 完全氧化后，加 粉末调节溶
液的 ，
ⅲ.将溶液加热至沸，趁热减压过滤，得到精制 溶液。
①用离子方程式说明加入 溶液的作用_______
②已知25℃时， ， 。调节溶液 ，
此时 _______ ， 已沉淀完全。
③ 时判断 尚未开始沉淀，根据是_______(已知25℃时 饱和溶液中 的物
质的量浓度为 )
(3)制备 晶体
向精制的 溶液中加一定量硫酸，加热蒸发，再冷却至品体析出，过滤得到
晶体。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_______
考法3 水解平衡原理类
3．（2022·四川）碱式碳酸镁不溶于水，用途广泛，主要用作橡胶制品的填充剂，能增强
橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂，也可用于牙膏、医药和化妆品等工
业。以水氯镁石(主要成分为MgCl ·6H O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
2 2
(1)上述流程中过滤时所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需_______，从滤液中得到NH Cl
4
固体的主要实验操作有_______、_______、过滤、洗涤和干燥。
(2)已知：常温下K (H CO)=4.4×10-7，K (H CO)=4.7×10-11，K (NH ·H O)=1.8×10-5，则
a1 2 3 a2 2 3 b 3 2
NH HCO 溶液显_______性，c( )_______c( )(选填“大于”、“小于”、“等
4 3
于”)，该溶液物料守恒表达式为_______。
(3)预氨化过程中有Mg(OH) 沉淀生成，已知常温下K (Mg(OH) )=1.8×10-11，表示Mg(OH)
2 sp 2 2
沉淀溶解平衡的方程式为_______，Mg(OH) 达到沉淀溶解平衡时溶液的pH=_______(已知：
2
lg36≈1.5)。
1．（2022·全国·高三专题练习）用化学方法降解水中有机物已成为污水处理领域的重要研
究方向。
(1)酸性条件下，铁炭混合物处理污水中硝基苯时的物质转化示意图如图1所示。①该物质转化示意图可以描述为_______。
②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝
基苯的去除率越低的原因是_______。
(2)向含Fe2+和苯胺( )的酸性溶液中加入双氧水，会发生如下反应：Fe2++H+
+H O=Fe3++HO·+HO
2 2 2
①HO·(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CO 和N。写出该反应的离子
2 2
方程式：_______。
②H O 也具有氧化性，设计验证苯胺是被HO·氧化而不是被HO 氧化的实验方案：
2 2 2 2
_______。
(3)利用电化学装置通过间接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如图3所示。其他条件一
定，测得不同初始pH条件下，溶液中苯胺的浓度与时间的关系如图4所示。反应相同时间，
初始溶液pH=3时苯胺浓度大于pH=10时的原因是_______。[已知氧化性：HClO(H+)>ClO-
(OH-)]
2．（2022·上海市宝山中学高三期中）以天然气为主要原料合成氨工艺流程大致分为三步：
第一步：原料气的制备。在Ni的催化作用下，天然气主要成分CH 发生如下反应：
4
①CH(g)+HO(g) CO(g)+3H(g)+Q (Q ＜0)；② CO(g)+HO(g) CO(g)+H(g)+Q
4 2 2 1 1 2 2 2 2
完成下列填空：
⇌ ⇌
(1)天然气中的含硫化合物(如HS、COS等)在反应前需除去的主要原因是___________。在
2
恒温恒容条件下，欲提高反应①中CH 的反应速率和平衡转化率，可进一步采取的措施是
4
(任写一个)___________。
(2)反应②平衡常数随温度变化如表：温度/℃ 500 800
K a b
a＞b，则Q___________0(选填“＞”、“＜”或“＝”)；若等物质的量的CO和HO(g)
2 2
发生该反应，进行到某一时刻，反应温度400℃， ，此时v ___________v
正 逆
(选填“＞”、“＜”或“＝”)。
第二步：原料气的净化。在将氢氮原料气送入合成塔前必须净化，工业上用热KCO 溶液
2 3
吸收CO
2。
(3)产物KHCO 溶液显___________性，理由是___________。用平衡移动原理解释吸收CO
3 2
的反应在加压下进行的原因。___________
第三步：原料气的压缩和氨的合成。将氢氮混合气压缩后在高温高压催化剂条件下合成氨
气。
(4)若合成1 mol NH (g)放热46.2kJ，画出合成氨反应的能量变化示意图________。
3
3．
（2022·河南·新安县第一高级中学高三阶段练习）某科研小组以平板液晶显示屏生产过程
中产生的废玻璃粉末(含CeO、SiO、Fe O 等)为原料回收Ce的流程如图所示：
2 2 2 3
已知：CeO 具有强氧化性，通常情况下不与常见的无机酸反应。
2
回答下列问题：
(1)为了加快废玻璃粉末的酸浸速率，通常采用的方法有_______(写两种)
(2)操作①和②均为_______。(3)写出加入HO 只用还原剂时发生反应的离子方程式_______。操作③在加热的条件下加
2 2
入浓HCl的作用是_______。
(4)当加入碱调节溶液的pH=9时，Ce(OH) 悬浊液中c(Ce3+)=_______ 。[已知：25℃时，
3
Ce(OH) 的K = 8×10-21]
3 sp
【考点拓展】图象信息加工类化工流程
拓展一 单一曲线型图象题
1．（2022·山东·高三阶段练习）钪(Sc)及其化合物在电子、超导合金和催化剂等领域有重
要应用。一种利用钛白废酸(含TiO2+、Sc3+、Fe3+等离子的硫酸废液)和拜尔法赤泥(含有
Sc O、Al O、Fe O、SiO 等)联合提取钪的工艺流程如下。
2 3 2 3 2 3 2
回答下列问题：
(1)“酸浸”所得浸渣的主要成分是_______。
(2)“洗钛”中HO 的作用是_______(填标号)。
2 2
A．作氧化剂 B．作还原剂 C．作配体
(3)“萃取”是用酸性磷酸酯萃取剂(P507)、苯乙酮、磺化煤油配得的混合液作萃取剂，P507
质量分数(w)对萃取率的影响如表所示、料液温度对分离系数(β)的影响如图1所示，萃取时
P507最佳质量分数及料液温度分别为_______、_______。
w(P507)/% 分相情况 钪萃取率/% 铁萃取率/%
1 分相容易 90.74 14.89
2 分相容易 91.74 19.88
3 分相容易 92.14 13.30
5 有第三相 90.59 28.47
8 轻微乳化 90.59 34.85(4)含钪元素的微粒与pF[pF=–lgc(F–)]、pH的关系如图2所示，用氨水调节溶液的pH最好
小于_______，“沉钪”所得滤液中c(F–)应大于_______mol·L1。
(5)传统制备ScF 的方法是先得到ScF·6H O，再高温脱水得到ScF，但所得ScF 通常含有
3 3 2 3 3
ScOF杂质，原因是_______(用化学方程式表示)。已知该流程中“沉钪”所得滤渣是ScF
3
与NH Cl形成的水合复盐沉淀，“脱水除铵”可制得高纯度ScF 的原因是_______。
4 3
拓展二 多重曲线型图象题
2．（2022·江苏·海安市立发中学高三期中）以废旧锂离子电池的正极材料[活性物质为
、附着物为炭黑、聚乙烯醇粘合剂、淀粉等]为原料，制备纳米钴粉和 。
(1)预处理。将正极材料研磨成粉末后进行高温煅烧，高温煅烧的目的是_______。
(2)浸出，将煅烧后的粉末(含 和少量难溶杂质)与硫酸混合，得到悬浊液，加入如图
所示的烧瓶中。控制温度为75℃，边搅拌边通过分液漏斗滴加双氧水，充分反应后，滤去少量固体残渣。得到 、 和硫酸的混合溶液。浸出实验中当观察到_______，可
以判断反应结束，不再滴加双氧水。
(3)制钻粉。向浸出后的溶液中加入NaOH调节pH，接着加入 可以制取单质钴
粉，同时有 生成。已知不同pH时Co(II)的物种分布图如图所示。Co2+可以和柠檬酸根离
子( )生成配合物 。
①写出pH=9时制钴粉的离子方程式：_______。
②pH>10后所制钴粉中由于含有Co(OH) 而导致纯度降低。若向pH>10的溶液中加入柠檬
2
酸钠( )，可以提高钴粉的纯度，原因是_______。
(4)请补充完整由浸取后滤液先制备 ，并进一步制取 的实验方案：取浸
取后滤液，_______，得到 。[已知： 易溶于水， 难溶于水，
在空气中加热时的固体残留率( 100%)与随温度的变化如图所示。
实验中需使用的试剂有：2 溶液、0.1 BaCl 溶液)]
2(5)用下列实验可以测定 的组成：
实验1：准确你取一定质量的 样品，加入盐酸，加热至圆体完全溶解(溶液中的金属
离子只存在 和 )，冷却后转移到容量瓶中并定容至100mL。
实验2：移取25.00mL实验1容量瓶中溶液，加入指示剂，用0.01000 EDTA(
)溶液滴定至终点(滴定反应为 )，平行滴定3次，平均消耗EDTA
溶液25.00ml。
实验3：准确称取与实验1中等质量的 样品，加入一定量的硝酸和 溶液，加热
至固体完全溶解。冷却后转移到容量瓶并定容至100mL。移取10.00mL溶液，通过火焰原
子吸收光谱法测定其中 浓度为 。
计算 样品的化学式，并写出计算过程_______。
拓展三 表格题类型
3．（2022·山东青岛·高二期中）含铂、铑等活性成分的催化剂能促使 、 发生如下
反应： ，将汽车尾气中的 、 转化为无毒气体。回答下列
问题：
(1)为了测定在催化剂作用下的反应速率，在某温度下，用二氧化碳传感器测得不同时间的
浓度如表：
时间/ 0 30 60 90 120 150
0
前2min内的平均反应速率 _______。0～30s和30～60s时间段内反应速率变化的
主要原因是_______。
(2)为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响，某同学设计了三组实验，部分实验条件
已经填在下面实验设计表格中。实验编号 T/℃ 催化剂类型
Ⅰ 320 铂铑
Ⅱ 稀土
Ⅲ 260 铂铑
①实验Ⅰ、Ⅲ的目的是_______，故 _______。
②对比实验Ⅱ、Ⅲ，改变的条件是_______，故 _______， _______。
