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)。(3)“净化除杂”需先加 H2O2溶液，作用是_ A4。然后再调节溶液的 pH 约
4、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Fe2O
5、3、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= = = = = 3MgO2B。= = = = = 【答案】 (1)Mg 2B2O5
7、H2O2H 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，23电极反应式为 TeO 3H 2O4e =Te6OH 。(5)TeO 2微溶于水，易溶于较浓的强酸和23强碱。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