1、1第三关 入“虎穴”捉“虎崽”化工流程不可怕高起点 低落点 目的原理熟简单工艺流程题是近几年高考的必考题型，其结构分为题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺的生产原料和生产目的(包括副产品)；题干将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来，题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识，设计成一系列的问题。其中题干的呈现形式多为流程图、表格和图像，设问角度一般为操作措施判断、物质成分确定、反应方程式书写以及反应条件的控制和常规计算等。该题型具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点，能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力以及“科学精神与社会责任”化学学科核心素养。题型一 物质制备类工艺
2、流程题1首尾分析法破解无机物制备工艺流程原理与过程。对一些线性流程工艺(从原料到产品为“一条龙”的生产工序)题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和分离、提纯产品的化工工艺，然后结合题设的问题，逐一推敲解答。2截段分析法对于用同样的原材料生产两种或多种产品(包括副产品)的工艺流程题，用截段分析法更容易找到解题的切入点。关键在于看清主、副产品是如何分开的，以此确定截几段更合适，一般截段以产品为准点。3掌握“5 种”原料预处理(研磨、水浸、酸浸、灼烧、煅烧)的作用和“6 种”控制反应条件(调溶液 pH，控
3、制温度，控制压强，使用催化剂，趁热过滤，冰水洗涤)目的。【例 1】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为 Mg2B2O5H2O 和Fe3O4，还有少量 Fe2O3、FeO、CaO、Al 2O3和 SiO2等)为原料制备硼酸(H 3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)写出 Mg2B2O5H2O 与硫酸反应的化学方程式_。 A1为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_(写出两条)A2。(2)利用_的磁性 A3，可将其从“浸渣”中分离。 “浸渣”中还剩余的物质是_(写化学式)。2(3)“净化除杂”需先加 H2O2溶液，作用是_ A4。然后再调节溶液的 pH
4、约为 5，目的是_。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_ A5(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_ A6。(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_ A7。批注A1：强酸制弱酸原理。批注A2：影响反应速率的条件。批注A3：重要物质的特性。批注A4：过氧化氢的性质特点。批注A5：分析原料中各成分以及加入的试剂的下落。批注A6：化学用语的考查。批注A7：可从铝热反应进行迁移。【解析】 读题头，明确目的为以铁硼矿(主要成分为 MgB2O5H2O 和 Fe3O4，还有少量Fe2
5、O3、FeO、CaO、Al 2O3和 SiO2等)为原料制备硼酸(H 3BO3)。流程分为原材料，预处理，反应转化，分离提纯，目标产品 5 个部分。(1)盐与酸反应生成新盐和新酸，据此可写出 Mg2B2O5H2O 与硫酸反应的化学方程式为Mg2B2O5H2O2H 2SO4=2MgSO42H 3BO3。可采取升高温度、将矿石粉碎或搅拌等措施，以提高浸出率。(2)Fe 3O4具有磁性， “浸渣”中除含 Fe3O4外，还含有不与硫酸反应的 SiO2，以及 CaO 与 H2SO4反应生成的微溶物 CaSO4。(3)硫酸浸出后的滤液中，含有的主要物质有MgSO4、Fe 2(SO4)3、FeSO 4、Al
6、 2(SO4)3、H 3BO3等，H 2O2具有氧化性，因此加入 H2O2溶液可将Fe2 氧化为 Fe3 ，由工艺流程图可知，最后过滤得到含镁盐母液，因此调节溶液的 pH 约为 5，可使 Fe3 、Al 3 转化为沉淀而除去。(4)由(3)的分析及最后过滤得到的镁盐母液，可知“粗硼酸”中的主要杂质为硫酸镁。(5)NaBH 4是一种离子化合物，由 Na 和构成。(6)以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，根据反应物性质结合质量守恒定律可知，其过程中反应的化学方程式为 2H3BO3 B2O33H 2O、B 2O33Mg= = = = = 33MgO2B。= = = = = 【答案】 (1)Mg 2B2
7、O5H2O2H 2SO4 2H2BO32MgSO 4 提高反应温度、= = = = = 减小铁硼矿粉粒径 (2)Fe 3O4 SiO 2和 CaSO4(3)将 Fe2 氧化成 Fe3 使 Fe3 和 Al3 形成氢氧化物沉淀而除去 (4)(七水)硫酸镁 (5)Na (6)2H 3BO3B2O33H 2O、B 2O33Mg 3MgO2B= = = = = = = = = = 题型二 物质提纯类工艺流程题提纯类化工生产流程题的解题策略1阅读流程图，明确原料中含有的杂质和目标物质以及提纯的流程。2明确提纯的方法及各种方法使用范围.水溶法：除去可溶性杂质。.酸溶法：除去碱性杂质。.碱溶法：除去酸性杂质
8、。.氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。.加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。.调节溶液的 pH 法：如除去酸性溶液中的 Fe3 等。3明确常用的分离方法同时还要注意物质分离、提纯的原则及注意事项等。【例 2】(2018襄阳模拟)硒(Se)、碲(Te)为 VIA 族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一，电解精炼铜的阳极泥主要成分为 Cu2Te、Ag 2Se 和少量金属单质及其他化合物，工业上从其中回收碲、硒的一种工艺流程如下：已知：.Se 单质难溶于水；TeO 2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱；.元素碲在溶液中可能以 Te4 、TeO 、HTeO 等形式存在；23 3.25时
9、，亚碲酸(H 2TeO3)的 Ka1110 3 ， Ka2210 8 。(1)Se 的氢化物的电子式是_ A8。0.1mol/L 的 H2TeO3电离度(当弱电解质在溶液里达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数的百分数叫做4电离度) 约为_ A9。(2) 加入浓硫酸焙烧前常将阳极泥中大块颗粒先粉碎，其目的是 A10_。(3) SeO2与 SO2在冷却后通入水中反应的化学方程式为_ A11。反应后分离出 Se 单质的操作为_(填操作名称)。(4)焙砂中碲以 TeO2形式存在，与足量 NaOH 溶液反应后得到的溶液，其溶质的主要成分为 A12_(填化学式，过量的 NaOH 除外
10、)。工业上也可以通过电解溶液得到单质碲。已知电解时电极均为石墨，则阴极的电极反应式为 A13_。(5)向溶液中加入硫酸时控制溶液的 pH 为 4.55.0，生成 TeO2沉淀，如果 H2SO4过量，将导致碲的回收率 A14_(填“偏高” “偏低”或“无影响”)。(6)将纯净的 TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲，然后再将 SO2通入溶液中得到 Te 单质，请写出由四氯化碲得到 Te 单质的离子方程式 A15_。(7)上述流程中可循环利用的物质有 A16_(填化学式)。批注A8：考查电子式书写。批注A9：考查常规计算。批注A10：固体颗粒大小，应该联想到反应速率。批注A11：对照流程图中确定核心产物
11、 Se，再根据信息方程式书写方法作答。批注A12：结合信息、确定。批注A13：根据电解过程 TeO Te，可推知阴极反应式。23批注A14：结合信息分析解答。批注A15：信息方程式书写方法运用。批注A16：从图中物质的“进”与“出”分析。【解析】 (1)Se 与 O 属于同族元素，氢化物的电子式为 。设电离的亚碲酸为 x mol/L， (H2TeO3)的 Ka1110 3 ，解得 x0.01，则 0.1 cHTeO 3cH cH2TeO3 xx0.1 xmol/L 的 H2TeO3电离度 100%10%。(2)加入浓硫酸焙烧前常将阳极泥中大0.01 mol/L0.1 mol/L块颗粒先粉碎，可
12、以增大接触面积，提高反应速率。(3)根据流程图，SeO 2与 SO2在冷却后通入水中反应生成 Se，反应的化学方程式为 SeO22SO 22H 2O=2H2SO4Se。Se 单质难溶于水，反应后分离出 Se 单质可以通过过滤分离。(4) TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。焙砂中碲以 TeO2形式存在，与足量 NaOH 溶液反应后得到的溶液，其溶质的主要成分为 Na2TeO3。电极均为石墨，则阴极发生还原反应，TeO 得到电子生成 Te，电极23反应式为 TeO 3H 2O4e =Te6OH 。(5)TeO 2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。235如果 H2SO4过量，将导致生成的 TeO2沉淀偏少，碲的回收率偏低。(6)将 SO2通入 TeCl4溶液中得到 Te 单质，二氧化硫被氧化生成硫酸，反应的离子方程式为Te4 2SO 24H 2O=Te8H 2SO 。(7)根据流程图和上述(6)的方程式可知，24Te4 2SO 24H 2O=Te8H 2SO 反应中生成的盐酸和硫酸可以循环利用。24【答案】 (1) 10% (2)增大接触面积，提高反应速率 (3)SeO22SO 22H 2O=2H2SO4 Se 过滤(4)Na2TeO3 TeO 3H 2O4e =Te6OH (5)偏低 (6)23Te4 2SO 24H 2O=Te8H 2SO (7)H 2SO4、HCl24
