1、化工流程圖專題第 12 頁江俊聲/2021-12-16化工流程圖專題一、引言從2004年開始，廣東省已經開始推出化工流程圖題，并且一直堅持到2014年，期間每年高考都出現至少一道的化工流程圖題。隨著新課改的進行，在高考化學試題中化工題逐漸成為一類熱門的主流題型，它將高中化學與某些化工生產很好地融合在一起，題目情景新穎，綜合性強，思維量大，適應范圍廣，具有挑戰性。集中市教研員和高三化學備課組的意見，大家一致認為化工流程圖題仍然是2015年的保留題型。二、分析通過對2010年2014年廣東高考化工流程圖題的分析比較，不難發現：1、五年中，考查載體分別是“難溶鹽”和“合金”交替出現，即2010年和2

2、012年、2014年為難溶鹽、2011年和2013年為合金。而且不難發現，考查載體如果是“合金”時，將伴隨有考查電化學的知識點出現。如2011年的（4）（5），2013年（1）第一個空。2014年也拐彎出現電化學作圖。2、每題作答點數為58個，分值為1617分，作為流程圖題，其中能夠脫離流程進行作答的空個數平均超過50%，所占分值同樣超過50% 。3、近兩年加強簡單計算能力的考查，同學們在做大題時，不能碰到計算題調頭就走，要勇于面對，小心應對，其中大題中的計算題都很簡單。4、沒有規律的規律。2004年2009年的流程圖題中考查內容較集中，規律較明顯，但2010年2014年之間卻毫無規律存在，也

3、毫無聯系。如2010年是對前面2007年2009年幾年化工流程圖題的集中再現，2011年以電化學主打，2012年卻似是在考化學反應原理大題，2013年在沒看清流程時已經把問題答完了。筆者認為這是出題者為了避免在化工流程一題上出現重復的需要，舊瓶要裝新酒，且年年不同，出題者是用心良苦。5、對實驗的考查較基礎且量少，集中在過濾洗滌、萃取分液、結晶方式等基本實驗。三、建議1、克服畏懼心理，做到戰略上渺視，戰術上重視，并通過多做題多總結歸納做到知彼知己，建立解題信心。2、對于做題時間不充足或基礎不夠扎實的同學，可以跳過分析流程，直接先答題。基礎不扎實的同學保守地完成廣東省各市模擬考卷中化工流程圖題；能

4、力有余者可以涉獵2012年2014年全國各地高考化學卷中的化工流程圖題，以增廣見識。3、加強簡單計算題的訓練。如質量分數、產量產率、KSP等計算。1、（16分）綠礬（FeSO4·7H2O）的一種綜合利用工藝如下：綠礬NH4HCO3FeCO3固體母液焙燒煤粉還原鐵粉(NH4)2SO4粗產品除雜轉化分離（1）綠礬與NH4HCO3在溶液中按物質的量之比1：2反應，有CO2生成，反應的離子方程式為_。（2）隔絕空氣進行“焙燒”，鐵元素的轉化途徑是FeCO3 FeO Fe分解 還原，實際作還原劑的是CO。寫出“焙燒”過程中各步反應的化學方程式_。（3）“除雜”步驟為：向母液中通入含臭氧的空氣、

5、調節pH、過濾，除去的雜質離子是_。（4）母液“除雜”后，欲得到(NH4)2SO4粗產品，操作步驟依次為真空蒸發濃縮、冷卻結晶、_。濃縮時若溫度過高，產品中將混有NH4HSO4，運用化學平衡移動原理解釋其原因_。（5）綠礬的另一種綜合利用方法是：綠礬脫水后在有氧條件下焙燒，FeSO4轉化為Fe2O3和硫的氧化物。分析下表實驗數據，為了提高SO3的含量，可采取的措施是_。空氣通入量/L·s1溫度/SO2含量/SO3含量/0.0285045.454.60.0685030.569.50.1085011.188.90.1081011.188.90.1089011.288.82、（16分）高鐵

6、酸鉀廣泛應用于凈水、電池工業等領域。工業上以鈦白粉生產的副產品FeSO4制備高鐵酸鉀的生產流程如下：查資料得知K2FeO4的一些性質：在堿性環境中穩定，在中性和酸性條件下不穩定溶解度很大，難溶于無水乙醇等有機溶劑具有強氧化性，能氧化有機烴、苯胺和80%以下乙醇溶液回答下列問題：（1）寫出“氧化I”中，生成Fe3+的離子反應方程式 。（2）氧化中，試劑A為 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；過濾操作中，得到的濾渣B中除NaCl還有 （3）操作I中包括冷卻結晶、過濾、洗滌干燥幾個步驟。洗滌干燥的目的是脫堿脫水，進行該操作時最好用 洗滌。 （4）凈水時高鐵酸鉀能逐漸與水反應生成絮狀的

7、Fe(OH)3，請補充并配平該反應方程式 K2FeO4 + H2O = Fe(OH)3 + KOH + 高鐵酸鉀剩余濃度 mg·L-1時間/tFeCl3濃度1.5 mg·L-10 mg·L-1III(5)將一定量的K2FeO4投入一定濃度的FeCl3溶液中，測得剩余K2FeO4濃度如下圖所示，推測產生曲線I和曲線II差異的原因是 3、（深圳市一模）（17分）從化工廠鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如下：鉻渣浸取調pH約3.6并微熱過濾操作B產品水稀NaOH濾液濾渣A母液酸化、還原調pH為5過濾酸C+Na2SO3溶液NaOH溶液濾渣D1201008060402020 40 6

8、0 T/0S/g已知：鉻渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；Fe3+、Cr3+完全沉淀（c 1.0×10-5 mol·L-1）時pH分別為3.6和5。（1）“微熱”除能加快反應速率外，同時還可以 ，濾渣A為 （填化學式）。（2）根據溶解度（S）溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為 （填字母序號）A蒸發濃縮，趁熱過濾 電源NaOH濃溶液Na+交換膜NaOH稀溶液Na2CrO4溶液Na2Cr2O7溶液B蒸發濃縮，降溫結晶，過濾（3）酸化后Cr2O72-可被SO32-還原成Cr3+，離子方程式為 ；酸C為 ，Cr(OH)3的溶度積常數KspCr(OH)3 。（4）根據

9、2CrO422H+ Cr2O72H2O設計圖示裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側電極連接電源的 極，其電極反應式為 。4、（揭陽市學業水平考試）（16分）硫酸錳可用于飼料營養強氧化劑和媒染劑，其生產原材料軟錳礦（MnO2）、菱錳礦（MnCO3）中常混有硫酸亞鐵和硫酸鎂等雜質。其生產工藝如下：（完全沉淀離子的pH值：Fe3+為3.5，Fe2+為9.5，Mn2+為10.8，Mg2+為11.6）（1）酸浸前需將原材料研碎，其目的是 ，酸浸中加入的酸是 （填化學式，下同），從經濟效益考慮，試劑A可能是 。（2）反應器中發生反應的離子方程式是 。（3）硫酸錳和硫酸鎂

10、的溶解度曲線如圖所示：操作I為：在 下蒸發結晶、趁熱過濾。其趁熱過濾目的是 ；為了得到更純凈的一水合硫酸錳，需將晶體置于過濾器中，用 進行洗滌（本空格從以下選擇）。A.蒸溜水 B.稀硫酸 C.飽和硫酸錳溶液 D.氫氧化鈉溶液（4）MnSO4·H2O在1150高溫下易分解，產物是Mn3O4、含硫化合物、水，在該條件下硫酸錳晶體分解反應的化學方程式是 。5、（深圳市直屬六校聯考）（本題共16分）硼酸（H3BO3)大量應用于玻璃制造行業，以硼鎂礦（2MgO.B2O3.H2O、 SiO2及少量Fe3O4、CaCO3, Al2O3)為原料生產硼酸的工藝流程如下：已知：H3BO3在200C、40

11、0C、600C、1000C時的溶解度依次為5.0 g、8.7 g、14.8 g、 40. 2 g。Fe3 +、Al3 +、Fe2 +和Mg2 +以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為3. 2、 5.2、9.7和 12.4。（1）由于礦粉中含CaCO3，為防止“浸取”時容易產生大量泡沫使物料從反應器中溢出，應采取的措施是： 。 （2）“浸出液”顯酸性，含H3BO3和Mg2+和SO42-，還含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等雜質。“除雜”時向浸出液中依次加入適量H2O2和MgO，除去的雜質離子是_。H2O2的作用是_ (用離子方程式表示）。 （3）“浸取”后，采用“熱過濾”的目的是_

12、。（4）“母液”可用于回收硫酸鎂，已知硫酸鎂的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖，且溶液的沸點隨壓強增大而升高。為了從“母液”中充分回收MgSO4·H2O，應采取的措施是將“母液”蒸發濃縮，_（5）硼酸（H3BO3）溶液中存在如下反應：H3BO3(aq)+H2O(l) B(OH)4（aq）+H+(aq) K5.7×1010（298K）計算25時0.7mol·L1 硼酸溶液中H的濃度。（寫出計算過程）（6）已知298K時：化學式碳酸醋酸電離常數K1=4.4×107K2=4.7×1011K1.75×105下列說法正確的是 。A碳酸鈉溶液滴入硼酸

13、中能觀察到有氣泡產生B碳酸鈉溶液滴入醋酸中能觀察到有氣泡產生 C等濃度的碳酸和硼酸溶液比較，pH：前者后者D等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較，pH：前者后者6、在元素周期表中，鋅（30Zn）、鎘（48Cd）、汞（80Hg）同屬于鋅族，鋅和汞在自然界中常共生，鎘的金屬活動性介于鋅和汞之間。濕法煉鋅過程中產生的銅鎘渣中含有Cu、Cd、Zn等多種金屬，可用于生產金屬鎘。鎘的主要用途可以用作鎳鎘電池，以及用于顏料生產，鎘化合物還在PVC穩定劑、發光材料、半導體材料、殺菌劑等方面有廣泛的應用。鎘的生產流程如圖示意如下： 請回答下列問題：(1) 鎘在元素周期表中第 周期，第 族。(2) 寫出步驟反應的離子方

14、程式 。(3) 步驟所加入的金屬的名稱是 ，如何處理“溶液1”？ 。(4) 步驟用“溶液2”作電解液，鎘在 極析出，該電極材料是 。(5) “電解廢液”中含有鎘，不能直接作為污水排放。目前含鎘的廢水處理的方式有兩種，一種是在含鎘污水中加入硫化鈉，沉淀鎘離子，另一種是加入聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁，沉淀鎘離子。寫出硫化鈉沉淀鎘離子的離子方程式 。7、(16分)硫酸鉛廣泛應用于制造蓄電池、白色顏料等。利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣生產硫酸鉛的流程如下：浸出鉛浮渣15%硝酸浸出渣母液浸出液復分解濾渣40%硫酸洗滌PbSO4已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質。

15、25時，Ksp(CaSO4)4.9×105，Ksp(PbSO4)1.6×108。(1)已知步驟有NO產生，浸出液中含量最多的陽離子是Pb2+。分別寫出PbO、Pb參加反應的化學方程式 (2分)、 (3分)。(2)步驟需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，目的是 (2分)。(3)母液可循環利用于步驟，其溶質主要是 (填一種物質化學式，2分)，若母液中殘留的SO42過多，循環利用時可能出現的問題是 (2分)。(4)產品PbSO4還需用Pb(NO3)2溶液多次洗滌，目的是除去 (2分)。(5)鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個電極上沉積的PbSO4分別轉化為PbO2和Pb，充電時陰極

16、的電極反應式為 (3分)。8、（韶關市調研測試）（16分）工業上生產高氯酸（沸點：90°C）時還同時生產了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：（1）實驗室進行過濾操作的常用玻璃儀器有 。（2）反應器I中的溫度最佳為 （填序號）；操作的名稱為 。A. 0°C ； B. 20°C ； C. 80°C ； D. 120°C （3）反應器II中發生反應的離子方程式為 。2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O（4）加快反應器II中反應速率的措施有 （寫出一種措施即可）等。從反應器II中獲得NaClO2粗品的實驗操作依次是 （填序號，下同）

17、，進一步提純的操作名稱為 。A.過濾 B. 重結晶 C.蒸餾 D.蒸發濃縮 E. 蒸干灼燒 F. 冷卻結晶 G.萃取分液（5）上述流程中可循環使用的物質為 ，副產品除NaClO2、NaHSO4外還有 （填化學式）。9、2013年湖北36（15分） 草酸（乙二酸）可作還原劑和沉淀劑，用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產，一種制備草酸（含2個結晶水）的工藝流程如下：回答下列問題：（1）CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學方程式分別為： ； 。（2）該制備工藝中有兩次過濾操作，過濾操作的濾液是 ，濾渣是 ；過濾操作的濾液是 和 ，濾渣是 。（3）工藝過程中和的目的是 。（4）有人建

18、議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸，該方案的缺點是產品不純，其中含有的雜質主要是 。（5）結晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定，稱量草酸成品0.250 g溶于水，用0.0500 mol L1的酸性KMnO4溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL。反應的離子方程式為 ；列式計算該成品的純度 。10、2013年江蘇16(12 分)氧化鎂在醫藥、建筑等行業應用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3 )為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下：（1）MgCO3 與稀硫酸反應的離子方程式為 。（2）加入H2O2 氧化時，發生

19、反應的化學方程式為 。（3）濾渣2 的成分是 (填化學式)。800（4）煅燒過程存在以下反應：8002MgSO4+C= = 2MgO+2SO2+CO2800MgSO4+C= = MgO+SO2+CO MgSO4+3C= = MgO+S+3CO利用右圖裝置對煅燒產生的氣體進行分步吸收或收集。D中收集的氣體可以是 (填化學式)。B中盛放的溶液可以是 (填字母)。aNaOH 溶液 bNa2CO3 溶液 c稀硝酸 dKMnO4溶液 A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應，產物中元素最高價態為+4，寫出該反應的離子方程式： 。11、（2012廣東高考32）（17分）難溶性雜鹵石（K2SO4·

20、;MgSO4·2CaSO4·2H2O）屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡為能充分利用鉀資源，用飽和Ca（OH）2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：（1）濾渣主要成分有 和 以及未溶雜鹵石。（2）用化學平衡移動原理解釋Ca（OH）2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因： 。（3）“除雜”環節中，先加入 溶液，經攪拌等操作后，過濾，再加入 溶液調濾液PH至中性。 （4）不同溫度下，K+的浸出濃度與溶浸時間的關系是圖14，由圖可得，隨著溫度升高， （5）有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會發生：已知298K時， Ksp(CaCO3)=2.80×109， Ksp(Ca

21、SO4)=4.90×105 ，求此溫度下該反應的平衡常數K（計算結果保留三位有效數字）。12、（2014廣東高考32）（16分）石墨在材料領域有重要應用，某初級石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等雜質，設計的提純與綜合利用工藝如下：（注：SiCl4的沸點為57.6，金屬氯化物的沸點均高于150）（1）向反應器中通入Cl2前，需通一段時間N2，主要目的是_。（2）高溫反應后，石墨中氧化物雜質均轉變為相應的氯化物，氣體I中的碳氧化物主要為_，由氣體II中某物質得到水玻璃的化學反應方程式為_。（3）步驟為：攪拌、_、所得溶液IV

22、中的陰離子有_。（4）由溶液IV生成沉淀V的總反應的離子方程式為_，100kg初級石墨最多可獲得V的質量為_kg。（5）石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐，完成圖19防腐示意圖，并作相應標注。1、（16分）（1）Fe22HCO3FeCO3CO2H2O（3分）來源:（2）FeCO3FeOCO2（1分） CO2C2CO（1分） FeOCO FeCO2（1分）（3）Fe2（3分） （4）過濾（2分） NH4+H2O NH3·H2OH+，溫度過高NH3揮發使平衡向右移動，溶液酸性增強生成NH4HSO4。（3分）（5）增大空氣通入量（2分）2、(16分)(1) H2O2 +2 H+2Fe2+

23、=2Fe3+2H2O （3分）(2) NaClO Na2SO4 （4分）(3) 無水乙醇 （3分）(4) 4 10 8 3O2 （產物正確1分，共3分） (5) FeCl3溶液水解顯酸性，促進K2FeO4與水反應，從而降低K2FeO4濃度 （3分） 3、答案：32、（17分）（1）促進Fe3水解生成Fe(OH)3而除去；（2分）Fe(OH)3；（2分）（2）A（2分）（3）3SO32-Cr2O72-8H2Cr33SO42-4H2O；（3分，化學式和配平錯誤0分）H2SO4；（2分）1.0×1032 mol4·L-4（2分，不帶單位扣1分）（4）正極，（2分）4OH-4eO2

24、2H2O（2分）（無“”扣分1分）4、答案： (16分)（1）增大接觸面積，加快反應速率 (2分) H2SO4 (2分)MnCO3或MnO或Mn(OH)2 (2分)（2）MnCO32H+=Mn2+H2OCO2(2分)（3）60 (2分) (2分) 防止MgSO4結晶析出，提高MnSO4的產率(2分) C (2分)（4）3MnSO4·H2O Mn3O4SO22SO33H2O (2分) 5、答案（1）分批慢慢加入稀硫酸 （2分）（2）Fe3+、Fe2+、Al3+（2分，全對才得分） 2 Fe2+ +2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O（2分）（3）防止因溫度下降時H3BO3從溶

25、液中析出（2分）（4）加壓升溫結晶（2分） （5） H3BO3 (aq)H2O (l) B(OH)4 (aq)H(aq)起始時各物質濃度/ mol·L1： 0.70 0 0平衡時各物質濃度/ mol·L1： 0.70x x x（6）BD（2分）x20.7xx20.7K 5.7×1010 x23.99×1010 x2×105（mol·L1） （共4分。兩段式1分；K的表達式1分；代入數字的式子1分；結果1分）6、（1）5，B（各1分，共2分）（2）Cd+2H+=Cd2+H2，Zn+2H+=Zn2+H2（各1分） （3）鋅（2分），回收煉

26、鋅（1分）（4）陰、鎘板（各1分）（5）Cd2+S2-=CdS（1分）7、(16分)(1)PbO2HNO3Pb(NO3)2H2O 3Pb8HNO33Pb(NO3)22NO4H2O (配平錯誤、漏氣體符號各扣1分)(2)防止Ag被溶解進入溶液 (或使Ag留在浸出渣中)(2分) (“置換Ag”“除去Ag”等得1分。多答其他不給分，也不扣分。)(3)HNO3 (2分) 浸出時部分鉛離子生成PbSO4隨浸出渣排出，降低PbSO4的產率 (“生成PbSO4沉淀阻礙了浸出反應”等相似答案得1分。多答其他不給分，也不扣分)(4)CaSO4雜質 (2分) (“Ca2+”或“鈣離子”得1分。多答Zn2+、Ag+

27、、ZnSO4、Ag2SO4等不給分也不扣分)(5)PbSO42ePbSO42 (配平錯誤扣1分。“Pb2+2ePb”得1分)8、答案：（16分）（1）（普通）漏斗、玻璃棒、燒杯（3分，各1分）（2）C； 蒸餾 （各1分）（3）2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O （2分）（4）適當升高溫度（增大NaOH溶液的濃度、增大氣體（SO2、ClO2）和NaOH溶液的接觸面積等）（2分）；DF(A)（2分）；B（1分）（5）硫酸；Na2SO4 （各2分）9、2013年湖北36化學選修2：化學與技術（1）CO +NaOH HCOONa 2HCOONa Na2C2O4 + H2（

28、2）NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaCO3（3）分別循環利用氫氧化鈉和硫酸（降低成本），減少污染（4）Na2SO4 （5）5C2O42+2MnO4+16H+=2Mn2+8H2O+10CO2 ×100%=94.5%（4）CO d 3S+6OH2S2+SO32+3H2O10、2013年江蘇16(12分)（1）MgCO3+2H=Mg2+CO2+H2O（2）2FeSO4+H2O2+H2SO4= Fe2(SO4)3+2H2O（3）Fe(OH)311、（2012廣東高考32）（1）根據題目中雜鹵石的成分及其溶解平衡可知加入氫氧化鈣，有利于生成Mg(OH)2和CaSO4（2）Ca(OH)2溶液中的OH、Ca2離子分別與Mg2、SO42生成沉淀，使平衡向溶解方向移動。（3）分析流程圖可知，除雜的目的是除去Ca2+、最終目的是生成K2SO4，為不引入新的雜質離子所以選擇K2CO3除雜，再加入H2SO4除去過量的碳酸根。（4）根據圖像可知溶浸速