高考化学复习：化工微流程 （原卷版）.pdf

题型0 6化工微流程目录【考向一】原料预处理研磨、浸取、焙烧.1【考向二】条件控制一调溶液的p H.3【考向三】条件控制一调节温度.5【考向四】微流程分离与提纯.8【考向五】微流程答题规范.1 1【考向六】微流程一信息型方程式书写.1 4【考向七】微流程一试剂加入的作用与循环物质的确定.1 5【考向八】微流程K p 计算与溶解平衡图像.1 7 e _02高考练场01考向归纳【考向一】原料预处理一一研磨、浸取、焙烧【典 例 1 1 （2 02 3 福建卷）从炼钢粉尘（主要含F e sF e z O j和Z n O）中提取锌的流程如下:炼钢粉尘滤渣 滤液ZnS 盐浸”过程Z n O 转化为 Zn（N H j J+,并有少量F e?+和F e?+浸出.下列说法错误的是A.“盐浸”过程若浸液p H 下降,需补充N H 3B.“滤渣”的主要成分为F e（O H%C.“沉锌”过程发生反应 Zn（N H 3）4 r+4 H 2 O +S 2-=ZnS jMN H 3-H 2D.应合理控制（N H J 2 S 用量，以便滤液循环使用原料预处理一一研磨、浸取、焙烧L研磨、粉碎、雾化概念将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分研磨目的提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等（粉碎、雾化）接触面固体-粉碎、研磨积增大液体-喷淋的措施气体一一用多孔分散器等2.浸取浸取概念向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸、酸浸、碱浸、盐浸、醇浸等浸出率固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少（工业上往往为了追求更多转化）提高浸出率的措施增大接触面积;适当升温（加热）增大反应物（酸或碱）的浓度搅拌，使反应更加充分水浸与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液，做到初步分离.酸浸与酸反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去.常用硫酸、盐酸、硝酸等，用盐酸、硝酸酸溶时注意控制温度,用硫酸酸溶时要关注P b2 C a2 Ag,会 生 成 P b S O i、C a S 04 Ag S 04在滤渣中出现.碱浸常 用 N a O H溶液、N a 2 c 溶液、氨水溶液等,与碱接触反应或溶解N a O H溶液与金属（A1、Z n 等）或 氧 化 物（如 S i。

AI2O 3、Z n O、C 0O 3 等）反应,N a z O h 溶液（与原料反应或去油污），金属阳离子与N Hs 形成配离子进入溶液醇浸提取有机物,常采用有机溶剂（如乙醛、二氯甲烷等）浸取的方法提取有机物盐浸常用镂盐、F e C L溶液等,与盐溶液接触反应或溶解3.焙烧固体高温加热概念使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解、物质能溶解等.如：金属（多）硫化物，使硫元素一s o?t （再钙基固硫除）；煨烧高岭土和石灰石.燃烧物质受热分解或发生晶形转变，温度低于熔点高于1 200;如：锻烧石灰石、生产玻璃、打铁等,设备如回转窑等焙烧固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程,可以有氧化、热解、还原、卤化等.物质与空气，氧气或添加剂发生化学反应，以固一一气反应为主,温度低于熔点，在 5 00-1 5 00之间.如沸腾炉、焙烧炉等.可以通过增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧.适当升温等来提高焙烧效率.灼烧物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程.1 000左右，如煤气灯、电炉等;如：灼烧海带、颜色反应、灼烧失重、灼烧残渣等备注灼烧所需要的仪器：珀烟、泥三角、酒精灯、三脚架、生烟钳蒸发所需要的仪器：蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、铁架台、组烟钳图圄阑限【变 式 1-11(2023 辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备CMOHb,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是滤渣 滤液A.“焙烧”中产生CO?B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2C.滤液中C r元素的主要存在形式为CrOj D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用【变 式 1-2 (2023 海南卷)钺的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域,是重要的战略物资.利用绿柱石(主要化学成分为(Be3AIzSiQK还含有一定量的FeO和FeQs)生产BeO的一种工艺流程如下.绿柱石浓硫酸硫酸镂氨水氨水2 BeO残渣 滤渣 滤渣 滤液回答问题:(1)Be3Al2Si6O18 中 Be 的 化 合 价 为.(2)粉 碎 的 目 的 是;残 渣 主 要 成 分 是(填 化 学 式).(3)该 流 程 中 能 循 环 使 用 的 物 质 是(填 化 学 式).(4)无水BeC可用作聚合反应的催化剂.BeO、Cl2与足量C在 600800制备BeCl2的化学方程式为.(5)沉钺时，将 pH从 8.0 提高到8.5,则 被 的 损 失 降 低 至 原 来 的%.【考向二】条件控制一一调溶液的pH【典例2】焦亚硫酸钠(N a f)在印染、电镀、酿造等工业生产中广泛应用，其制备流程如图所示.已知:NaHSOs过饱和溶液经结晶脱水得到Na2S2O5)下列说法正确的是N&和CO?CO2 H,0It 形 成 饱pH=4.1 _N鬻 嘉N&S.V 气体aNH4cl溶 液.海 ,p L,黄铁矿(FeS2)f g g Jn r空气A.反应I 制备N a H C O3,反应时先通入氨气,再通入C 02B.气体 a 为 S 02,反应I I I 为 Na2C O3+S O2=Na2S O3+CO2C.调 p H=7 8,并再次通入气体a的目的是得到N a 2 s。

3过饱和溶液D.结晶后的脱水反应为氧化还原反应瑁画画阍 条件控制一一调溶液的pH1 .调 p H除杂：控制溶液的p H使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去.(1)原理：加入的物质能使溶液中的H*反应,降低了 H，浓度,使溶液p H 增大.(2)p H调整范围：杂质离子沉淀完全时p H 值主要离子开始沉淀时p H(注意端值取).(3)调 pH 需要加入的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐，能与H,反应,使溶液p H 增大;如M g O,M g (OH)2、蛇等类型物质.(4)除去Cu 汁溶液中混有的F l+：可加入C u O、CU(0 H)2,CUC 03 C u?(O H)2 c O 3 等物质来调节溶液的pH 值.(原因：加 C u O 等消耗溶液中的的,促进F e 的水解平衡正向移动,生成F e(O H)3 沉淀析出)(5)除去加+溶液中混有的F e?+：一般先加H 2 O 2 将 F e?+氧化为F e ,再 加 C u O、C u(O H)2,C u C O3 C u2(0 H)2C 03等物质来调节溶液的pH 值.2 .抑制某些离子的水解,防止产品混入杂质像盐酸盐、硝酸盐溶液,通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相应的无水盐时.由于水解生成的盐酸或硝酸挥发,促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯.如：有 M g C L -6 H 2 O 制无水氯化镁要在H C 1 气流中加热,否则M g C L -6 H2O A M g(O H)21 +2 H C 1 f +4 压03 .控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性(增强M nO J、N O 的氧化性).4 .调节离子的水解程度.5 .控制P H 的目的的答题思路(l)pH 调小：抑制某离子水解，防治某离子沉淀(2)pH 调大：确保某离子完全沉淀，防止某物质溶解等.固眼度泰一 d j【变 式 2-1 (2 0 2 3 上 福建福州 高三闽侯县第一中学校联考期中)工业上用软锦矿(主要成分是M n02,含有 A I Q、S i O z 等杂质)，制备K M nO 4 的流程如下：滤渣IIKMnO4氧化（如 N a 2 s 0 3）或促进水解（如 A 1 C L）等,影响产品的生成.b.温度不低于X 义。

的原因：加快反应速率或者对于吸热反应而言可使平衡正移，增加产率.【变 式 3-1 （2 0 2 3 上 湖 北 高三校联考）F e F,是制备硫化物全固态锂电池高能正极材料的原料.一种制备 F e F s 材料的生产流程如下：ArHF(叫)Fe(NO3)3-9H2O无水FeB下列叙述正确的是A.“混合溶液”时要用到烧杯、玻璃棒B.“反应器”中温度越高,越有利于制备F e F3C.”系列操作”得到的滤液，可采用分液的方法循环利用D.“灼烧”时通入A r 的主要作用是带走水蒸气防止F e F s 水解【变 式 3-2 （2 0 2 3 上 山东淄博 高三统考期中）实验室制备柠檬酸铁俊的流程如图,柠檬酸铁镂易溶于水,不溶于乙醇.下列说法错误的是Na C 1 03硫酸 Na O H 柠檬酸 氨水F e S C 4溶液一*氧化 一 制备F e（O H）3-制备柠檬酸铁钱滤液粗产品8 0 8 0 9 0 A.氧化时反应为 6F e2+C 1 0-+6H=6F e3+C r+3H20B.制备F e （O H）3时需控温8 0 9 0 目的之一是防止产生F e （0 H）3胶体C.制备柠檬酸铁镂时加入足量的氨水是为了确保F e*沉淀完全D.粗产品用乙醇洗涤除去杂质并减少产品溶解损耗【考向四】微流程一一分离与提纯 园画周画 【典例4 1 （2023 福建卷）从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如下:苯甲醇苯甲酸钾甲基叔丁基酸苯 甲 醛 萃 取、分液KOH溶液-有机层*水层一水 MgSO4 操作x -洗 涤 干 燥、过滤 回收溶剂、去除杂质本用试剂Y调节pH 共结晶、过滤、洗涤、干燥 本已知甲基叔丁基雄的密度为0.74g-cnf3.下列说法母牛的是A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层B.”有机层”从分液漏斗上口倒出C.操作X 为蒸储，试剂Y 可选用盐酸D.洗涤 苯甲酸,用乙醇的效果比用蒸储水好掘附制霜微流程一一分离与提纯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（1）常压过滤使用范围分离难溶物和易溶物仪器铁架台、铁圈、漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯4r注意事项一贴：滤纸紧贴漏斗;两低：滤纸边沿低于漏斗边沿，液体低于滤纸.三靠：玻璃棒紧靠三层滤纸处,烧杯紧靠玻璃棒,漏斗下端紧靠烧杯内壁.过滤后所得的滤液仍然浑浊,需更换滤纸,重新过滤,直至溶液澄清透明为止原因可能是：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;过滤时液体高于滤纸边缘等（2）减压过滤（抽滤）：加快过滤速度;减少晶体含有的水分.（3）趁热过滤：减少过滤时间、保持过滤温度；a.要滤渣（产品）：防止降温时析出X X 杂质，提高产品纯度；b.要滤液（产品）：或防止降温过程中X X 析出产品而损耗；2.蒸发结晶（1）适用范围：适用于溶解度受温度影响不大的物质（如 NaCl）.实例：从NaCl溶液中获取NaCl晶体a.方法：蒸发结晶 b.具体操作：加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干.N aC l溶液中混有少量的K N 0 3 溶液a.方法：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干 燥 b.趁热过滤的目的：防止K N 0 3 溶液因降温析出，影 响 N aC l的纯度3.冷却结晶：(1)适用范围：适用于溶解度受温度影响大的物质(如K N O s)、带结晶水的物质(例C uSO4-5 H20),受热易分解的物质(如镀盐、K M nO4)易水解的物质(如F eC L).(2)常考的一系列操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.(3)易水解的盐蒸发时的气氛：如从溶液中析出F eC L、A 1 C 13 M gC k等溶质时，应在H C 1 的气流中加热，以防其水解尾气处理4.重结晶：将晶体重复溶解、制成热饱和溶液、冷却结晶、再过滤、洗涤的过程.5.蒸储：分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇或甘油.干燥的 MgCl2-6H2O图 1 图 2仪器：铁架台、铁圈、石棉网、蒸储烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(尾接管)、锥形瓶、殍拿疗(2)冷凝管有直形、球形和蛇形冷凝管三种(图3),蒸储只能用直形冷凝管。