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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
以物质的制备
为背景
2024·广西卷,1,3 分;2024·北京卷,7,3
分;2024·湖南卷,11,3 分;2023•湖北省选择
性考试,3,3 分;2023•辽宁省选择性考试,
10,3 分;2023•山东卷,13,3 分;2022•福
建,6,3 分;2022•河北省选择性,4,3 分;
微型工艺流程题一般分题
干、流程图和问题三部
分。题干一般是简单介绍
该工艺生产的原材料和生
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
来,在流程中一般分为3 个
过程:原料处理→分离提
纯→获得产品,问题部分
主要根据生产中涉及的化
以废旧资源利
用为背景
2024·福建卷,5,4 分;2024· 贵州卷,13,3
分;2024·辽吉黑卷,13,3 分;2024·辽吉黑
卷,13,3 分;2023•湖南卷,9;2023•江苏
卷,12,3 分;
1
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学知识设置成四个选项。
其它
2024·福建卷,4,4 分;2023•浙江省6 月选
考,12,3 分;
2
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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SnO3
2-和HPbO2
-。下列说法正确的是( )
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-+O2=SnO3
2-+H2O
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。NA为阿伏加德罗常数的值,
下列说法正确的是( )
A.“反应1”中,每消耗0.1molNH4Cl,在25℃、101 kPa 下得到2.24LNH3
B.“反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为0.5NA
C.在密闭容器中进行“反应3”, 0.1molNO 充分反应后体系中有0.1NA个NO2
D.“反应4”中,为使0.1molNO2完全转化成HNO3,至少需要0.02NA个O2
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:
该过程中可能涉及
反应有:
①CuCl+2NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++Cl-+2H2O
②2[Cu(NH3)2]+=[Cu(NH3)4]2++Cu↓
③[Cu(NH3)4]2++Cu=2[Cu(NH3)2]+
④4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
3
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下列说法错误的是( )
A.与Cu2+的配位能力:NH3<OH- B.[Cu(NH3)2]+(aq)无色
C.氧化性:[Cu(NH3)2]+<[Cu(NH3)4]2+ D.探究过程未发生反应②
4.(2024· 贵州卷,13,3 分)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国1/3 以上。某研究小组对重晶
石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“气体”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶质是Na2S
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BaTiO3的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱,以提高纯度
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:3FeS2+8O2
Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
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Na2HPO4·12H2O 的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13
②Na2HPO4·12H2O 易风化。
下列说法错误的是( )
4
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A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入Na2CO3溶液
B.“调pH”工序中X 为NaOH 或H3PO4
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H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2=2Cu2++ H2↑+2H2O
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
5
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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。
6
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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CCl4或苯萃取溴水中
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KNO3、FeCl3、
CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O 等。
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NH3。
4 .
制备工艺中提纯实例
制备过程及工艺
提纯方案
含硫锌粒与稀盐酸反应制备
纯净氢气(用作还原剂)
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
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
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
反应制备纯净氧气
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
去未反应完的二氧化碳和水蒸气。
加热分解碳酸氢铵制备纯净
氨气
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
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CaCl2+8NH3===CaCl2·8NH3。
用硫化亚铁与稀盐酸反应制
备纯净的硫化氢
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
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
气。
除去铜粉中混有的氧化铜
加入稀硫酸或稀盐酸溶液,充分反应后,再过滤、洗涤、干
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
土矿为原料制备较高纯度
Al2O3的主要工艺流程
先加入过量氢氧化钠溶液溶解、过滤,再向滤液中通入过量
CO2,过滤出沉淀,进行煅烧。
除去MgCl2(或CuCl2、
ZnCl2等)溶液中的FeCl3、
FeCl2
先向混合溶液中加入H2O2(把亚铁离子氧化为铁离子),再加入
过量MgO 或Mg(OH)2(或过量CuO、ZnO)、使铁离子完全沉
淀。
7
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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(FeSO4·7H2O)制备三草酸合铁酸钾晶体
{ K3[Fe(C2O4) 3]·3H2O}的流程如图
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FeC2O4加入酸性高锰酸钾溶液,观察到溶液褪色,说明产物中含C2O4
2-
C.“氧化”过程中H2O2被还原为O2
D.隔绝空气加热K3[Fe(C2O4) 3]·3H2O,分解产物为K2CO3、Fe2O3、CO2、H2O
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(FeCr2O4)制备CrCl3·6H2O,流程
如下:
8
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已知:①4FeCr2O4+10Na2CO3+7O2
8Na2Cr2O7+4NaFeO2+10CO2;
②Cr(OH)3不溶于乙醚。
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(FeCr2O4)制备CrCl3·6H2O,流程如下:
已知:①4FeCr2O4+10Na2CO3+7O2
8Na2Cr2O7+4NaFeO2+10CO2;
Cr(OH)
②
3不溶于乙醚。
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
9
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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FeSO4水解生成Fe(OH)2
6.无水FeCl3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Fe2O3、C 和SiO2)制取
无水FeCl3的流程如下,下列说法正确的是( )
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FeCl3·6H2O
D.“脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解,原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
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Cu2O。已
知:CuCl 是白色固体,难溶于水,可溶于Cl-浓度较大的体系,CuCl+2Cl-
CuCl3
2-(棕色),在碱性条
件下易水解转化为Cu2O。
下列说法不正确的是( )
A.SO2在反应中表现还原性 B.试剂①可用饱和NaCl 溶液
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Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
10
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已知:“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2SO4
2-+15Fe2++16H+;FeS2与H2SO4不反应。下列有
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++8NH3•H2O+O2=8NH4
++4FeOOH↓+2H2O
10.某新型纳米材料氧缺位铁酸盐ZnFe2Ox(3<x<4),能在常温下将工业废气中的SO2、NO2等转化为
单质而除去,由锌灰(含ZnO 和少量PbO、CuO、Fe2O3等)为主要原料制备氧缺位铁酸盐及其转化废气的流
程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.浸取时为了提高酸浸效率,可以搅拌或延长浸取时间
B.“除杂”过程中需要加入足量锌粉等操作,与锌粉反应的金属离子有Fe3+、Cu2+
C.除去SO2时,ZnFe2Ox在反应中表现出氧化性
D.ZnFe2O4与H2反应制得1molZnFe2Ox时,转移的电子物质的量为(8-2x)mol
11.(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)医学发现一种Fe3O4纳米粒子具有
肝靶向功能。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图示意如下:
11
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已知:Zn 溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2-。下列有关说法正确的是( )
A.“Fe3O4”俗称铁红
B.“碱洗”是为了洗去废旧镀锌铁皮表面的油污
C.“酸溶”中发生反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O
D.“氧化”后溶液中存在的离子有:H+、Fe2+、Fe3+、SO4
2-
12.(2024· 江苏省扬州中学高三下学期月考)利用如下流程可从废光盘中回收金属层中的银(金属层中
其他金属含量过低,对实验影响可忽略):
已知:NaClO 溶液在加热时易分解生成NaCl 和NaClO3。下列说法正确的是( )
A.若省略第一次过滤,会使氨水的用量增加
B.“氧化”时,发生的化学方程式:
C.若“还原”工序利用原电池来实现,则N2是正极产物
D.“还原”时,每生成1molAg,理论上消耗
13.某化学兴趣小组通过查阅文献,设计了从阳极泥(成分为Cu2S、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属
的工艺,其流程如图所示。已知:“酸溶”时Pt、Au 分别转化为[PtCl6]2-和 [AuCl4]-,下列判断错误的是(
)
A.“焙烧”时,Cu2S 转化为CuO 的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2
B.“酸浸氧化”时,O2的作用之一是防止NO 排放到空气中污染环境
C.“酸溶”时,金溶解的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-=2[AuCl4]-
D.有机层中回收的金属元素是Pt,萃取分液用到的玻璃仪器是分液漏斗和烧杯
考向
3
以物质分离提纯为背景
14.(2024·江苏省苏州市南京航空航天大学苏州附属中学高三二模)实验室从含I-的溶液中提取I2的流
程如下:
12
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已知2Fe3+ + 2I-= 2Fe2+ + I2。下列说法不正确的是( )
A.“过滤1”所得沉淀为AgI
B.“过滤2”所得滤液中铁元素主要以Fe3+的形式存在
C.用稀HNO3溶解滤渣Y 得到的溶液可循环利用
D.氧化时,理论上通入Cl2的物质的量为I-物质的量的
15.(2024· 江苏省南京师范大学苏州实验学校高三零模考试)一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.“氧化”和“转化”工序中Cl2的主要作用相同
B.水相Ⅰ和水相Ⅱ中均含有H+和Cl-
C.“洗脱”工序可完成R3NCl 的再生
D.保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质被氧化
16.(2024· 江苏省苏州市南京航空航天大学苏州附属中学高三下月考)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)
微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正
确的是( )
A.苯胺既可与盐酸也可与
溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
13
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D.①、②、③均为两相混合体系
17.(2025·江西稳进上派联考高三调研考试)Na2S2O3 可用于解氰化物中毒。制备Na2S2O3 的一种工业
流程如下图所示:
下列说法错误的是( )
A.气体
可引起温室效应
B.欲制备3 mol Na2S2O3 理论上需要6 mol FeS2
C.向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可减小溶解度
D.蒸发浓缩时为得到较大晶体颗粒应用小火蒸发
18.(2025·山东省济南市高三联考)制备一种重要的含氯消毒剂—亚氯酸钠(NaClO2,受热易分解)的工
艺流程如图,下列说法正确的是( )
A.“滤渣”的成分为MgCO3、CaCO3
B.两处HCl 的作用相同
C.操作a 为“减压蒸发”
D.理论上,产生气体A、B 的物质的量之比为2:1
14
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