高中化学压轴题

压轴题二压轴题二化学工艺流程题化学工艺流程题 题型模型 化学工艺流程题结构一般包括题头、题干和题尾三部分。题头一般简单介绍以何种物质(主 要成分是什么、含什么杂质等，要注意一些关键信息)为原料制备哪种物质，以及物质的性 质和用途。 题干部分则是工业制备的简化工艺流程图。 题尾部分则是根据工业生产流程中涉 及到的化学知识命题者精心设计的系列问题。 对于学生解题需要的未学过的信息在三个部分 都有可能出现，审题时须全盘考虑。 考点模型 (1)原料处理的方法和作用 ①研磨：增大接触面积，加快溶解或加快反应速率。 ②水浸：与水接触溶解或反应，可通过延长时间、搅拌或适当升温来加速，以提高浸出率。 ③酸浸：与酸接触反应而溶解， 使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。可通过适当 增大酸的浓度、升温和强力搅拌等加快反应速率。 ④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化。 ⑤煅烧：改变结构，使一些物质在后续过程中易溶解，并可使一些杂质 (如有机物)在高温下 氧化、分解。 (2)实验条件的控制和目的 ①调节溶液的 pH 值：使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的，抑制某些离子的水解，防 止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。 ②控制体系的温度 a．控制低温：防止物质的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等；防止物质的 挥发，如盐酸、醋酸等；抑制物质的水解，如冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；增 大气体反应物的溶解度，使其被充分吸收； b．采取加热：加速某固体的溶解，加快反应速率；减少气体生成物的溶解并使其逸出；使 平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质； c．控制范围：确保催化剂的催化效果，兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益，防止副 反应发生等。 (3)物质分离或提纯常用的化学方法 ①溶解法：利用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如 Fe(Al)可用过量的 NaOH 溶液而除去 Al， CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水，再通过浓H2SO4。 ②沉淀法：a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀， 加入的沉淀剂必须过量， 且在后续步 骤中容易除去)；b.调节溶液的酸碱性。 ③洗涤法：a.水洗；b.冰水洗；c.有机溶剂洗。其目的是：洗去目标物表面的杂质离子；减 少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量； 防止目标物形成结晶水合物； 使晶体快速干 第 1 页 共 1 页 燥。 (4)可循环物质的判断 ①流程图中回头箭头的物质 ②生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应 的相关物质。 1．钒有金属“维生素”之称，研究发现钒的某些化合物对治疗糖尿病有很好的疗效。工业 上设计将 VOSO4中的 K2SO4、SiO2、CuO 杂质除去并回收得到 V2O5的流程如下： 请回答下列问题： (1)步骤②、③的变化过程可表示为(HM 为有机萃取剂)： VOSO4(水层)＋2HM(有机层)VOM2(有机层)＋H2SO4(水层) 步骤②中萃取时必须加入适量碱，其原因是__________________________________。 步骤③中 X 试剂为________________________________________________________。 (2)步骤④的离子方程式为__________________________________________________。 (3)该工艺流程中，可以循环利用的物质有____________和____________。 (4)操作Ⅰ得到的废渣，用____________溶解，充分反应后，____________________(填写系 列操作名称)，称量得到 m g 氧化铜。 (5)为了制得氨水，甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制 备原理填写在下表空格中。 实验装置实验药品制备原理 反应的化学方程式为 甲小 组 A ①________________ 氢氧化钙、氯化铵__________________ __________________ __________________ 第 2 页 共 2 页 __ 分析产生氨气的原因 乙小 组 ②____浓氨水、氢氧化钠固体 ③________________ __________________ _________________ 答案(1)加入碱中和硫酸，促使平衡正向移动，提高钒的萃取率H2SO4 (2)ClO3＋6VO2＋9H2O===Cl ＋6VO3＋18H －＋－－＋ (3)氨气(或氨水)有机萃取剂 (4)氢氧化钠溶液过滤、洗涤、干燥 (5)①2NH4Cl＋Ca(OH)2===== CaCl2＋2H2O＋2NH3↑ ②B ③氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；固体氧氧化钠吸水， 促使氨放出；氢氧化钠电离出的 OH 增大了氨水中 OH 浓度，促使氨水电离平衡左移，导 致氨气放出 解析(1)根据平衡移动原理，加碱中和 H2SO4，使平衡正向移动，提高钒的萃取率。根据 箭头的指向及名称(反萃取)，得到有机萃取剂，X 应为 H2SO4。(2)KClO3作氧化剂，VO2 －＋－－＋ ＋ －－ △ 作还原剂， 离子方程式为 ClO3＋6VO2＋9H2O===Cl ＋6VO3＋18H 。(3)根据箭头的指向， 有机萃取剂和 NH3可循环利用。(4)操作Ⅰ得到的废渣有 SiO2和 CuO，用 NaOH 溶解 SiO2， 过滤、洗涤、干燥可得到 CuO。(5)若用 NH4Cl 固体和 Ca(OH)2固体制 NH3，应选用 A 装置， 其化学方程式为 2NH4Cl＋Ca(OH)2===== 2NH3↑＋2H2O＋CaCl2，若用浓氨水和NaOH 固体 制 NH3，应选用 B 装置，放出 NH3的原因可以从以下几个方面回答：①温度升高；②c(OH － △ )增大；③NaOH 固体吸水。 2．以硫铁矿(主要成分为 FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下： (1)氧化过程中发生反应的离子方程式是______________________________________， 检验氧化生成的阳离子的试剂是__________________________。 (2)尾气中主要含 N2、O2、SO2和少量的 CO2、H2O，取标准状况下的尾气 V L 测定 SO2含 量： 方案一：让尾气缓慢通过以下装置。 第 3 页 共 3 页 ①C 仪器的名称是________，该装置的作用是________________________________ ________________________。 ②实验时先通入尾气，再通入一定量氮气。若通过 B 装置的增重来测量 SO2的体积分数。 你 认 为 该 方 案 是 否 合 理 ____________( 填 “ 是 ” 或 “ 否 ”) ， 请 说 明 理 由 _____________________ ___________________________________________________