发布时间 : 星期五 文章江苏高考化学一轮复习专题十第一题化学工艺流程题型研究学案含解析更新完毕开始阅读a65e768dfe00bed5b9f3f90f76c66137ef064f4d
专题十 高考热点题型研究
第一题
化学工艺流程题型研究 [试题特点]
————————————————————————————————————— 无机化工流程题是以现代工业生产为基础，一般简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)，然后用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来，根据生产过程中涉及的化学知识设计成一系列问题，考查物质制备过程中原料的预处理、化学反应原理、反应条件的控制、物质的分离与提纯的方法、环境保护等基本实验原理在化工生产中的实际应用。
[做真题—明考查特点]
1．(2018·江苏高考)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图所示：
(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为________________________________________________________________________。
[考查离子方程式的书写]
(2)添加1êO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
?焙烧后矿粉中硫元素总质量?×100% 硫去除率＝?1－??焙烧前矿粉中硫元素总质量?
①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。[考查原料的处理与反应条件的控制]
②700 ℃焙烧时，添加1êO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是______________________________。[考查原料的处理与反应条件的控制]
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为________(填化学式)。
[考查化工原理]
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。
[考查陌生氧化还原反应的书写及计算]
解析：(1)NaOH吸收过量SO2的离子方程式为SO2＋OH===HSO3。(2)①由已知多数金属
1
－
－
硫酸盐的分解温度都高于600 ℃，不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于杂质FeS2。②700 ℃焙烧时，FeS2中的硫元素生成SO2，添加CaO后，SO2会与CaO、O2反应生成CaSO4而留在矿粉中。(3)用NaOH溶液碱浸后，Al2O3、SiO2溶解，转化为NaAlO2和Na2SiO3，通入过量CO2后，NaAlO2与CO2反应转化为Al(OH)3。(4)Fe2O3与FeS2在缺焙烧
氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，发生反应的化学方程式配平为16Fe2O3＋FeS2===== 11Fe3O4＋2SO2↑，可得关系式FeS2～16Fe2O3，则理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。
答案：(1)SO2＋OH===HSO3
(2)①FeS2 ②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 (3)NaAlO2 Al(OH)3 (4)1∶16
2．(2017·江苏高考)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3
等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图所示：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________________________________________。
[考查离子方程式的书写]
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。[考查化工原理]
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________。
[考查化工原理]
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为________________________________________________________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。
[考查电极反应式的书写、产物的判断]
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________________________________________________。
[考查化工原理]
解析：(1)Al2O3为两性氧化物，在NaOH溶液中会溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3
与过量的NaOH反应，导致溶液的pH减小。(3)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(4)阳极上OH失去电子生成O2，由H2O电离出的H可以与CO3反应生成HCO3。阴极上H2O放电生成H2。
－
＋
2－
－
－
－
2
答案：(1)Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O
(2)减小 (3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 (4)4CO3＋2H2O－4e===4HCO3＋O2↑ H2
(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
3．(2016·江苏高考)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如图所示：
(1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。
①生成Ca(ClO)2的化学方程式为____________________________________________。
[考查化学方程式的书写]
②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有________(填序号)。 A．适当减缓通入Cl2速率 B．充分搅拌浆料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解
[考查反应过程中反应条件的控制]
(2)氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2＋6Cl2===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O，氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为________(填化学式)。
②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2]________1∶5(填“＞”“＜”或“＝”)。[考查化工原理]
(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 g·L
－1
2－
－
－
－－
，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是
________________________________________________________________________。
[考查产物的提纯方法]
解析：(1)①Cl2与Ca(OH)2反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②适当减缓通入Cl2的速率、充分搅拌浆料均有利于Cl2的吸收，能够提高Cl2的转化率。Ca(OH)2是否完全溶解不会影响Cl2的吸收，故A、B两项正确。(2)①由于电石渣中的CaCO3不参加反应，所以滤渣的主要成分是CaCO3以及未反应的Ca(OH)2。②由于氯化过程中除发生主要反应6Ca(OH)2＋6Cl2===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O外，还存在副反应Ca(ClO)2===CaCl2＋O2↑，所以滤液中n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2]＜1∶5。(3)由溶解度曲线可知，KClO3的溶解度受温度的影响较大，将溶液蒸发浓缩，得到较高温度下的浓溶液，然后再降温，大部分KClO3将会结晶析出。
答案：(1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O ②AB (2)①CaCO3、Ca(OH)2 ②
3
＜
(3)蒸发浓缩、冷却结晶
[研热点—找解题策略]
[考点分布] 年份 试题 知识点 ①新情境下离子方程式的书写；②原料的处理与反应2018 第16题 条件的控制；③元素的存在形式；④陌生氧化还原反应的书写及相关计算 2017 第16题 ①离子方程式的书写；②pH的变化；③化学反应条件控制的原理；④电极反应式的书写、产物的判断 ①新情境下化学方程式的书写；②提高反应物转化率的措施；③有关物质的量的计算；④产物的提纯方法 12分 12分 分值 2016 第16题 12分 [命题区间] 1．原料预处理方式
2．反应条件的控制
反应条件 加过量试剂 控制溶液的pH 实验目的 反应完全进行或增大转化率、产率等 ①抑制某离子水解(或促进某离子水解)； ②使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ①控制反应速率或固体的溶解；②防止高温时会溶解、温度控制某范围(水浴或油浴) 分解或挥发；③催化剂活性最好；④为了使某物质达到沸点挥发出来；⑤控制副反应发生；⑥控制化学反应的方向；⑦对于某些工艺，降温(减压)可以减少能源成本，降低设备要求 控制压强 使用催化剂 趁热过滤 冰水洗涤 改变速率，使平衡向需要的方向移动 加快反应速率，缩短达到平衡的时间 防止某物质降温时会大量析出 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 降低物质溶解度、有利于析出，减少损耗，提高利用率等 用特殊溶剂清洗
4