专家级讲座高考化学流程图题的特点与解决方法精品.docx

1、专家级讲座高考化学流程图题的特点与解决方法精品高考化学流程题的特点与解决方法 一、 流程题的基本特征1、 何为流程题？将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的试题，化学工艺流程图题是将元素化合物知识和化学实验基础知识以真实的工业流程为载体来进行综合考查，取代了传统的无机框图题。体现了化学与生产实践的紧密结合，让学生能解决实际问题，符合高考的命题立意。2、 流程题的目的？两个目的：一是利用某些物质制备另一物质（基本概念、基本原理）；另一目的就是从混合物中分离、提纯某一物质（基础实验操作）。3、 流程题的设计环节？

2、原料处理混合物目标产物原料：各种矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）；原料处理：灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质： 如海带中提取碘；再如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解溶解：水浸与水接触反应而溶解；酸浸（与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去、去金属氧化物（膜）、调节PH抑制水解）；碱溶（去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）；研磨2013浙江28、利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及

3、副产物ZnO。制备流程图如下：已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题：（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有_ _。A去除油污B溶解镀锌层C去除铁锈D钝化答案：AB混合物的处理：运用氧化还原反应或复分解反应，结合反应原理分离制的目标产物目标产物的处理：进行分离、提纯、定量分析4、 流程题考什么？2013年全国高考理综化学13份试卷中10份以流程图形式出题，比2012年又有所增加。题号分值考查内容相关考点2013年新课标27 14除杂条件的选择、反应类型、离子检验、化学计算氧化还原反应、基础实验操作、化学计算 2013年新课标2715化合价确定、方程式书写、元

4、素化合物性质 化学用语、化学反应原理、2013年大纲卷2915离子、化学方程式书写化学用语、化学反应原理2013年北京卷2712离子、化学方程式书写、实验现象的描述化学用语、化学反应原理考查应用化学反应原理、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识、绿色化学以及以经济的视角分析实际生产中的各种问题的能力。（1）化学用语：如化学方程式、离子方程式、化学式、离子符号（2）化学反应原理：各种平衡（水解平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡、化学平衡）；化学反应速率；电化学的相关原理。（3）实验基础：试剂的选择、分离提纯操作、仪器的用途。（4）元素化合物知识：氧化还原反应、复分解反应的应用（5）定量计算或分

5、析（转化率、产量、纯度等）。二、流程题的应对策略总体来说，要采取总览全题，结合问题截段分析的思路: 总览全题就是对一些线型工艺流程试题，对比分析流程图中原料与产品之间的关系，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？结合问题截段分析就是针对题目所涉及的问题在流程中的呈现位置进行截段，做重点分析，分析时，也要注意前后联系，不要断章取义。若流

6、程复杂，线索不清晰，那我们还可以直接看问题，有些问题考查基础实验操作、或基础离子检验、或典型物质的制备，均可脱离流程直接回答，或者针对问题到流程中找答案，这样又拿分又能节省宝贵的时间。具体操作上我们老师要怎么做呢？我主要说五个方面：1、关注传统化学工艺,熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理(1)钠：电解熔融氯化钠。(2)镁：电解熔融氯化镁。 (3)铝：电解熔融氧化铝。(4)铁：CO还原铁矿石、铝热法(热还原法)。(5)铜：火法炼铜、湿法炼铜、电解精炼铜(6)氯气：电解饱和食盐水（氯碱工业，同时得到氢氧化钠）。(7)硅：在高温下，用焦炭还原二氧化硅。(8)盐酸：将氢气在氯气中燃烧所得的氯

7、化氢溶于水。(9)硫酸：FeS2(或S)SO2SO3H2SO4(接触法)。(10)硝酸NH3NONO2HNO3(氨氧化法)。2、回归课本，吃透知识点，巩固重要的课后习题。必修二第四章海水资源的开发利用中提到:海带提碘；(P91-实验4-2) 海带海带灰滤液H2O2氧化I为I2萃取蒸馏碘海水提溴：(P91-资料卡片)酸化浓缩海水氯气氧化到Br2SO2还原到Br（富集）再氯气氧化到Br2萃取蒸馏溴海水提镁：（P93-4题）海水Mg(OH)2MgCl2溶液（HCl气流蒸干）无水MgCl2Mg如何从MgCl26H2O中得到无水MgCl2：在干燥的HCl气流中加热，干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水

8、解，且带走MgCl26H2O受热产生的水汽若直接加热MgCl26H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式：MgCl26H2O=Mg(OH)Cl+HCl+5H2O课本母题1：（P106-9）卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料可制轻质氧化镁。表2：原料价格表物质价格（元吨-1）漂液（含25.2%NaClO）450双氧水（含30%H2O2）2400烧碱（含98%NaOH）2100纯碱（含99.5%Na2CO3）600表1：生成氢氧化物沉淀的PH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)2

9、9.611.1涉及物质的转化、除杂，原料的经济性选择，基础的实验操作：溶解、过滤、灼烧课本母题2：（选修四P66-2） 在粗制CuSO45H2O晶体中常含有Fe2+。在提纯时，为了除去Fe2+，常加入少量H2O2，使Fe2+ 氧化为Fe3+，再加入相应物质至pH=4，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。涉及离子的转化、除杂。调节溶液的pH，常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点： a.能与H+反应，使溶液pH增大，应达到目标沉淀物沉淀完全的pH而小于保留离子开始沉淀的pH；例如市一模的流程题中pH范围b不引入新杂质。 例如：若要除去Cu2+中混有的Fe3+，

10、可加入CuO, Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加NaOH溶液、氨水等。迁移高考：2013年北京27. 用含有A12O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318H2O。，工艺流程如下(部分操作和条件略):。向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤:。向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；。加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:。加入MnSO4至紫红色消失，过滤;。浓缩、结晶、分离，得到产品。（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.3

11、2.8注：金属离子的起始浓度为0.1molL-1根据表中数据解释步骤的目的： (4)己知:一定条件下，MnO4 - 可与Mn2+反应生成MnO2, 向 的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是 . 中加入MnSO4的目的是 答案：pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀。2012年江苏卷19题实验室用废旧的铜帽（Cu，Zn总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO，锌灰(主要成分为Zn, ZnO,杂质为铁及其氧化物) (3)已知p H11时Z n(O H)2能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀

12、的pH(开始沉淀的pH接金属离子浓度为1.0molL-1计算)。 实验中可选用的试剂：30H 2 O2，10 molL-1HNO3,1molL-1NaOH .由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为： 过滤； ；过滤、洗涤、干燥；900煅烧。答案：向滤液中加入适量30H2O2，使其充分反应滴加1.0molL-1 NaOH调节溶液pH约为5(或3.2pH5.9),使Fe3+沉淀完全向滤液中滴加1.0molL-1 NaOH调节溶液pH约为10(或8.9p H11),使Zn2+沉淀完全2012年广东卷.难溶性杂卤石(K2S04MgS042CaS042H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2S0

13、4MgS042CaS042H2O (s) 2Ca2+2K+Mg2+4SO42-+2H20 为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下 “除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液pH至中性。答案:K2CO3 H2SO4课本母题3 P94-10以金红石（主要成分TiO2）为原料生产金属钛的步骤主要有：(1)在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入Cl2得到TiCl4 和一种可燃性气体。TiO2 + 2Cl2 +2 C= TiCl4 +2CO(2)在稀有气体(如氩)氛围和加热的条件下， 用镁与TiC14 反应可得到钛。TiC14+2Mg=

14、Ti+2MgCl2 请写出上述两步反应的化学方程式，并分析反应(2)时稀有气体氛围的作用。课本母题4 P105-4铅丹(Pb3O4)可作为防锈用涂料，呈红褐色。(1)铅丹可用PbO在空气中加热制备，请写出有关反应的化学方程式； 6PbO+O2=2 Pb3O4 (2)铅丹曾用于铁制品防锈，请举例说明铁制品防锈的其他两种方法； 镀上惰性金属，添加金属制得不锈钢 (3)铅丹与浓盐酸反应生成PbCl2、Cl2和H2，请写出反应的化学方程式，说明如何检验反应后有氯气生成. Pb3O4+8HCl(浓) =3PbCl2+Cl2+4H2O 湿润的淀粉碘化钾试纸 3、训练学生熟练掌握固定问题的表达：（即无需根据

15、流程图就可回答的问题）原料粉碎的目的：增大原料与气体或溶液的接触面积，加快反应速率控制温度（水浴）的目的：避免反应物或生成物的过热分解或水解（H2O2、铵盐、KMnO4、AgNO3、HNO3（浓）等物质。）典例：2013年山东10 (2)工业上由钛铁矿(FeTi03)(含Fe203、Si02等杂质)制备TiO2的有关反应包括简要工艺流程如下：试剂A为 。钛液I需冷却至70左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，其原因是 取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2Ti03中存在的杂质离子是 。这种H2Ti03即使用水充分洗涤，

16、煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是 (填化学式)答案：(2) Fe 温度过高会导致TiOSO4提前水解，产生H2TiO3（沉淀）Fe2+ Fe2O3加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动趁热过滤的目的：防止某物质降温时会析出，减少结晶损失，提高纯度。冰水（硫酸、乙醇）洗涤：洗去晶体表面的杂质离子；并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗从溶液中分离出晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶（或趁热结晶）、过滤、洗涤、干燥a蒸发时用到的仪器：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、坩埚钳、铁架台（或泥三角与三脚架）b蒸发时玻璃棒作用：搅拌散热，防止液体飞溅。C蒸发到何程度停止加热：若不带结晶水且稳定则为大量晶体

17、析出时停止；若为结晶水合物或不稳定则为少量晶体析出或表面出现晶膜时停止。d结晶时，当溶液是单一溶质时，若不带结晶水（如NaCl、KNO3）：蒸发、结晶；若所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、）：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。当溶液中有两种或以上溶质时，要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤，例如析出NaCl（混有少量KNO3）；要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。例如析出KNO3（混有少量NaCl）2013年四川卷11.（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 答案：蒸发结晶2013年广东11银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产

18、品(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。答案：蒸发浓缩、冷却结晶产品进一步提纯的操作：重结晶减压蒸发（小心烘干）目的：常压蒸发温度过高，易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止分解过滤、洗涤涉及的问题：a过滤的仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台b洗涤时为什么洗：使得到的固体纯净，减少测量误差c怎么洗：沿玻璃棒向漏斗中加水至没过沉淀物，待水慢慢流出后，重复操作2-3次。d如何证明洗净：取最后一次洗涤液，滴加沉淀剂，如无沉淀生成则证明洗净。由反应原理即方程式中推测出来要洗涤的离子。例如证明沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-)e过滤后滤液仍然浑浊的可能的

19、操作原因：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘2013年高考27.（14分）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(), Mn(), Ni()等杂质)的流程如下:(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 答案：取少量水洗液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴加硝酸钡溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀已经洗涤干净。2012年山东30采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下 (1)为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入_(填“A”或“B”)，再滴加另一反应物

20、。(2)如右图所示，过滤操作中的一处错误是_。(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是_。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是 。答案：（1）B（2）漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁（3）AgNO3溶液（或硝酸酸化的AgNO3溶液） 坩埚4、强化训练化学用语（化学方程式、离子方程式）结合反应环境（酸碱环境、氧化还原环境）方程式书写氧化还原反应非氧化还原反应2013新课标4空9分7分2分2013新课标1空4分4分0分2013大纲4空10分2分8分2013广东4空8分6分2分2013北京2空4分2分2分例如:2013年新课标：pH=5环境向Fe2+、Fe3+、Zn2+中加入KMnO4结合流程的表述、提示

21、分析出Fe(OH)3和MnO2 沉淀的形式，而且2013年北京卷中提到一定条件下（pH=5）MnO4-与Mn2+反应生成MnO2，应练习书写：MnO4-+3Fe2+7H2O=3Fe(OH)3 +MnO2 +5H+ 2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2 +4H+附中一模在污水处理中也用到了这一点，题中关键信息是pH=5环境，而Fe3+在pH=3左右就沉淀完全，所以电极产生的Fe2+ 最终以Fe(OH)3形式生成，确定氧化剂后应用电荷守恒只能出现H+:4Fe2+O2+10H2O= 4Fe(OH)3+8H+2013年江苏卷19题用绿矾与碳酸钠溶液反应制取FeCO3,题干中给了Fe2+、Fe3

22、+、Al3+沉淀开始及完全的pH范围，第一问提到了加料方式及理由结合环境若不想生成Fe(OH)2沉淀，就不能让这两种离子在碱性环境相遇Fe2+（5.8-8.8）所以必须是将Na2CO3溶液缓慢加入FeSO4溶液中。2013年四川卷中提到Na2FeO4具有强氧化性，遇到稀硫酸溶液变黄并有无色气体产生，用化合价守恒思想结合环境很容易写出离子方程式：4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H2O2013新课标中提到“沉钴”是向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液生成CoCO3，想到Co2+与HCO3-反应生成CoCO3很正常，那就会生成H+，而反应液的环境中还有HCO3-，必然还有后续反应

23、，最终还有CO2生成。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O2013年北京卷考查了SO2与漂粉精的实验探究：其中有一处分析溶液中有黄绿色气体的原因，其涉及的知识点一是SO2参与的氧化还原反应总是消耗水，产生H+，二就是我们强调的卤素及硫在碱性环境歧化、对应的高低价态的离子在酸性环境归中。X2、S在碱性环境歧化、对应的高低价态的离子在酸性环境归中。(X指Cl2、Br2、I2) X2 + 2OH-=X-+XO-+H2O 3X2 + 6OH-= 5X-+XO3-+3H2O(热浓碱液) 3S + 6OH-= 2S2-+SO32-+3H2O(热浓碱液) X-+XO-

24、+2H+=X2+H2O 5X-+XO3-+6H+=3X2+3H2O 2S2-+SO32-+ 6H+=3S+3H2O所以一方面回归基础的与环境有关的方程式很必要，同时结合新情境书写复杂的氧化还原反应或复分解反应也应在复习中有所侧重。Fe3O4与HNO3 、氢碘酸；ClO-与SO2；Ca(ClO)2中通入足量SO2：Ca2+2ClO-+2SO2+2H2O=CaSO4+2Cl-+SO42-+4H+Ca(ClO)2中通入少量SO2：Ca2+3ClO-+SO2+H2O=CaSO4+Cl-+2HClO2013年高考27.（14分）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(

25、), Mn(), Ni()等杂质)的流程如下:提示:在本实验条件下，Ni()不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是MnO2回答下列问题: (1)反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 答案： MnO4-+3Fe2+7H2O=3Fe(OH)3 +MnO2 +5H+ MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2 +4H+2013大纲卷11.(15分)铝是一种应用广泛的金属，工业上用A12O3和冰晶石(Na3A1F6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al203和SiO2等。从铝土矿中提炼A12O3的流程如下： 以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶

26、石的流程如下：回答下列问题： (1)写出反应l的化学方程式 (2)滤液I中加入CaO生成的沉淀是 ，反应2的离子方程式为 (3)E可作为建筑材料，化合物C是 ，写出由D制备冰晶石的化学方程式 (4)电解制铝的化学方程式是 ，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成份是 答案：(1)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O 、2NaOH+A12O3=2NaA1O2+ H2O(2)CaSiO3 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-(3)浓H2SO4，l2HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2OO2 CO2(CO) 2013年广东11(15

27、分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下： (1)电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为 (2)固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为 ； (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式 CuO+ A12 O3 = CuAlO2+ (4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜完全转化为 mol CuA102 ，至少需要1.0 mol L-1的A12(S04)3溶液 L (5)CuSO4

28、溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。 答案：(1)Ag+e-=Ag；2NO+O2=2NO2(2)CuO、Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(3)4 2 4 O2(4)50 25(5)蒸发浓缩，冷却结晶5、运用守恒进行计算（气体体积、沉淀质量、酸碱中和滴定、氧化还原滴定）氧化还原滴定中常见的试剂：酸性KMnO4溶液、酸性KCr2O7溶液、淀粉的碘溶液滴定对象:Fe2+、SO32-、草酸等滴定终点：若为酸性KMnO4，溶液变为紫红色（或粉红色），且半分钟不恢复原色。注意：找准关系式是关键，单位换算是重点，倍数问题仔细看。要引领学生熟练掌握重要的关系式K

29、MnO4 5Fe2+2KMnO4 5 SO32-(SO2)2KMnO4 5 H2O22KMnO4 5 H2C2O44KMnO4 5 C2H5OHCr2O72- 6Fe2+2Cr2O72- 3C2H5OH2Fe3+ I2 2Na2S2O32012年江苏卷19题(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn, ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=34，加入过量的KI，用N a2 S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察

30、到的现象为 。若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2+含量将会 。(填“偏高”“偏低或“不变”)。答案：（2）淀粉溶液 蓝色褪去 偏高2013安徽卷10（13分）MCe=140二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下： (4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+)，消耗25.00mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为 答案：(4)97.0解析：（4）Ce(OH