高考化工流程題高分突破

張瑞

化工流程題是最近五年高考的新題型，它將高中階段的理論知識(shí)與化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)緊密地聯(lián)系在一起，能很好地體現(xiàn)《新課程標(biāo)準(zhǔn)》和《考試大綱》的要求，在近幾年全國(guó)各地高考題中頻頻出現(xiàn)，本文對(duì)此類試題解題策略做此總結(jié)，以期幫助考生順利解題。

一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如圖1所示）

圖1

規(guī)律：“主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)?！?/p>

二、內(nèi)容特點(diǎn)

1.原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞

（1）溶解：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。

水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解；浸出：固體加水（酸）溶解得到離子；浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少。

（2）灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。

2.分離提純階段的常見考點(diǎn)

（1）調(diào)pH：一般加入難溶的堿或金屬氧化物來調(diào)pH。注意控制pH范圍是使雜質(zhì)離子沉淀完全，而目標(biāo)離子不能沉淀。

（2）試劑除雜。

（3）加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。

（4）降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。

（5）萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑中的溶解性差異進(jìn)行分離，一般需要梨形分液漏斗。

3.獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)

（1）趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出。

（2）冷水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。

（3）有機(jī)物（乙醇、乙醚等）洗滌：洗滌（冰水、熱水）洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。

（4）蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。

（5）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：是物質(zhì)從溶液到固體的實(shí)驗(yàn)操作，一般在蒸發(fā)皿中進(jìn)行。

三、突破策略

1.讀題頭，劃有用信息

首先從題頭中找出用什么合成什么物質(zhì)，需要除去哪些雜質(zhì)。

2.綜合全題，找出主干

處理問題時(shí)不可只看框圖，應(yīng)先將整題審?fù)?，做到心中有?shù)?？驁D處理時(shí)，一定要寫清每個(gè)框圖中的離子或者物質(zhì)，得出合成的主題路線。

3.分析過程，推測(cè)用意

對(duì)于讀得懂的部分，往往是中學(xué)常見的化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作等基本知識(shí)；對(duì)于讀的不太懂的，一定要看看問題環(huán)節(jié)有沒有信息，整合得到結(jié)論。

4.規(guī)范作答，突破高分

看清楚題目要求，例如：是寫化學(xué)方程式還是離子方程式，注意配平；除雜時(shí)需注明“是為了除去××雜質(zhì)”；是檢驗(yàn)是否沉淀完全，還是檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈等等，一定按要求作答。

例1（2014年江蘇卷）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制備堿式硫酸鋁[Al2（SO4）x（OH）6-2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究，其流程如圖2所示。

圖2

（1）酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為；濾渣Ⅰ的主要成分為（填化學(xué)式）。

（2）加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的硫酸，并使Al2（SO4）3轉(zhuǎn)化為

Al2（SO4）x（OH）6-2x。濾渣Ⅱ的主要成分為（填化學(xué)式）；若溶液的pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是（用離子方程式表示）。

（3）圖2所示流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將（填“增大”“減小”或“不變”）。

解析

1.讀題頭，劃有用信息。

目的是Al2O3、SiO2 Al2（SO4）x（OH）6-2x需要除SiO2，并把Al2O3酸溶轉(zhuǎn)化成溶液

2. 綜合全題，找出主干（如圖3所示）。

圖3

3.分析過程，推測(cè)用意。

（1）粉煤灰中的Al2O3能與H2SO4反應(yīng)生成Al2（SO4）3，而SiO2不能與H2SO4反應(yīng)，因而濾渣Ⅰ為SiO2。（2）濾液為Al2（SO4）3，與CaCO3反應(yīng)生成微溶物CaSO4，因而濾渣Ⅱ?yàn)镃aSO4。溶液中存在Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑，溶液的pH偏高，堿性增強(qiáng)，會(huì)促進(jìn)Al3+水解，鋁元素容易轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀而導(dǎo)致溶液中鋁元素含量降低。（3）+4價(jià)S具有較強(qiáng)還原性，溶液中的SO2-3容易被氧化為SO2-4。SO2在水中溶解度較大且SO2溶于水生成H2SO3，且加熱時(shí)部分H2SO3會(huì)被氧化為酸性更強(qiáng)的H2SO4，因而比吸收SO2前酸性增強(qiáng)，pH減小。

4.規(guī)范作答，突破高分。要看清該題要求的寫化學(xué)方程式、物質(zhì)的化學(xué)式、離子方程式等要求，切記不可不看要求填空。

答案：（1）Al2O3+3H2SO4Al2（SO4）3+3H2O SiO2

（2）CaSO4 3CaCO3+2Al3++3SO2-4+3H2O2Al（OH）3↓+3CaSO4+3CO2↑

（3）部分SO2-3被氧化成SO2-4 減小

例2 （2013年安徽高考節(jié)選）二氧化鈰（CeO2）是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）。某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如圖4所示。

圖4

（1）洗滌濾渣A的目的是為了除去 （填離子符號(hào)），檢驗(yàn)該離子是否洗滌干凈的方法是 。

（2）第②步反應(yīng)的離子方程式是 ，濾渣B的主要成分是 。

（3）萃取是分離稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP （填“能”或“不能”）與水互溶。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)用到的主要玻璃儀器有 、燒杯、玻璃棒、量筒等。

解析

1.讀題頭，劃有用信息。

目的是SiO2、Fe2O3、CeO2、少量可溶于稀酸的物質(zhì) Ce（OH）4

2. 綜合全題，找出主干（如圖5所示）。

圖5

3.分析過程，推測(cè)用意。

該反應(yīng)過程為：①CeO2、SiO2、Fe2O3等中加入稀鹽酸，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為FeCl3存在于濾液中，濾渣為CeO2和SiO2；②加入稀硫酸和H2O2，CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+，濾渣為SiO2；③加入堿后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀，④通入氧氣將Ce從+3價(jià)氧化為+4價(jià)，得到產(chǎn)品。第（3）問中考查物質(zhì)的分離，可以利用我們所學(xué)的萃取原理來推測(cè)用意，兩種溶劑互不相溶，萃取操作需要分液漏斗來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.規(guī)范作答，突破高分。

（1）濾渣上附著的Fe3+、Cl-，取最后洗滌液少量，滴加AgNO3，如無白色沉淀，則洗干凈。

（2）2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O SiO2

（3）不能 分液漏斗

（收稿日期：2015-01-10）