2026屆高考化學(xué)沖刺復(fù)習(xí)工業(yè)流程題——金屬及其化合物在化工流程中的轉(zhuǎn)化

化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，是無機框圖的創(chuàng)新。

它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為依托，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護等相融合，考查物質(zhì)的制備、檢驗、分離提純等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，要求考生依據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題。感悟高考動向

硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：（1）在95℃“溶侵”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。（2）“濾渣1”的主要成分有_________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子，可選用的化學(xué)試劑是_________。（3）根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3+H2OH++B(OH)4?，Ka=5.81×10?10，可判斷H3BO3是_______酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是______。（4）在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為__________，母液經(jīng)加熱后可返回___________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是__。1，題頭:介紹原材料。2，題干:用框圖形式將主要生產(chǎn)工藝流程表示出來。3，題尾：設(shè)問高考回顧4思維主線一、化工流程題的特點1、工業(yè)生產(chǎn)流程的主要框架:原料→I預(yù)處理→II核心反應(yīng)→III分離提純→產(chǎn)品2、考察內(nèi)容：

物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、產(chǎn)品分離提純。（1）據(jù)流程圖或題目提供的反應(yīng)物和部分生成物書寫情景方程式；（2）濾渣的成分；（3）濾液的成分；（4）核心反應(yīng)條件的控制和原因；（5）選擇化學(xué)除雜試劑及原因；（6）調(diào)pH值的范圍及試劑的選擇；（7）相關(guān)實驗儀器；（8）相關(guān)計算。……以點的形式設(shè)問即不需要理清工藝生產(chǎn)流程圖的主線即可以答題以線的形式設(shè)問即必須先理解工藝生產(chǎn)流程圖主線與核心部分才能答題（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有

（寫兩條）（2）濾渣I的主要成分有

。3、設(shè)問特點二、解題要領(lǐng)（一）讀題

1、

①先粗讀：明確原料、明確雜質(zhì)、明確目標(biāo)產(chǎn)品。②針對問題再精讀：分析細節(jié)，根據(jù)問題去研究某一步或某一種物質(zhì)。

2、讀流程圖

抓箭頭：①主線主產(chǎn)品；支線副產(chǎn)品；回頭循環(huán)品。

②箭頭進框反應(yīng)物，箭頭出框生成物

（二）答題

要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達的規(guī)范性。

【思考】在基礎(chǔ)理論下結(jié)合實際問題進行思考①反應(yīng)原理②提高原料利用率

利用好副產(chǎn)品、循環(huán)使用原料、能量盡可能利用③快速反應(yīng)

化學(xué)反應(yīng)速率（措施有粉碎、加熱、增大濃度、攪拌等）④提高產(chǎn)率

化學(xué)平衡的移動⑤提高產(chǎn)品純度產(chǎn)品的分離、提純⑥環(huán)保⑦工業(yè)成本低

原料廉價、資源豐富【注意】前一問回答不了，并不一定會影響回答后面的問題。

三、工藝流程圖主線與核心及解題策略原料預(yù)處理產(chǎn)品分離提純反應(yīng)條件控制、核心反應(yīng)式的書寫

考試時，通常就核心反應(yīng)區(qū)的三個部分設(shè)問，緊盯目標(biāo)物質(zhì)，弄清每一步反應(yīng)原理及產(chǎn)物。一般而言，其解題方法都是有章可循的。例題1：硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:

為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取的措施有__________________(寫出兩條)。攪拌、提高反應(yīng)溫度變式1：稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源，被廣泛應(yīng)用于電子信息、國防軍工等多個領(lǐng)域。一種從廢棄陰極射線管（CRT）熒光粉中提取稀土元素釔（Y）的工藝流程如下：已知：①廢棄CRT熒光粉的化學(xué)組成（某些不參與反應(yīng)的雜質(zhì)未列出）：成分含量/%Y2O3ZnOAl2O3PbO2MgO預(yù)處理前24.2841.827.811.670.19預(yù)處理后68.515.424.335.430.50（1）步驟I中進行原料預(yù)處理的目的為_____________。除去ZnO和Al2O3，富集Y2O3①粉碎

增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；或使反應(yīng)更充分②溶解（浸出）

酸溶、堿溶、水溶（又叫酸浸、堿浸、水浸）酸浸目的：與酸反應(yīng)，使可溶性金屬離子進入溶液，

不溶物過濾除去。堿浸目的：與堿反應(yīng)，使可溶性金屬離子進入溶液，

不溶物過濾除去。水浸目的：使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過除去。

浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少

提高浸出率的措施通常有哪些？

粉碎、攪拌、升溫、增大酸（或堿）濃度。③焙燒（煅燒、灼燒）：

改變結(jié)構(gòu)，使難以發(fā)生的反應(yīng)得以發(fā)生（使一些物質(zhì)在高溫條件下被氧化或分解）④堿洗：

去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等（一）原料預(yù)處理的解題方法小結(jié)例2：某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3，MgSiO3，CaMg(CO3)2，Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3．45．212．4部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH由見上表。（2）濾渣I的主要成分有

。Fe(OH)3、Al(OH)32、溫度的選擇：①低溫（冷卻）：

a、抑制水解b、防止揮發(fā)（如HCl、HNO3等）c、防止分解（如H2O2、氨水、NaHCO3、NH4HCO3等銨鹽）d、增加氣體溶解度，使氣體充分吸收、防止氣體揮發(fā)②加熱（升溫）：

a、提高物質(zhì)的溶解或反應(yīng)速率b、減小氣體的溶解度，使氣體充分逸出c、使固體充分氣化、揮發(fā)、防止堵塞d、使平衡正向移動，提高轉(zhuǎn)化率or產(chǎn)率③控制在某范圍：

a、確保催化劑活性最大b、兼顧反應(yīng)速率與化學(xué)平衡以及生產(chǎn)成本c、防止副反應(yīng)發(fā)生1、調(diào)節(jié)pH：①使金屬陽離子分步沉淀除雜②抑制or促進水解（二）控制反應(yīng)條件解題方法小結(jié)例題2：以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：（3）反應(yīng)Ⅰ需控制反應(yīng)溫度低于35℃，其目的是________。

防止NH4HCO3分解（或減少Fe2+的水解）（三）核心反應(yīng)方程式的書寫重要得分點1、非氧化還原型2、氧化還原反應(yīng)型3、電化學(xué)反應(yīng)中的電極反應(yīng)式總結(jié)：三種反應(yīng)類型的化學(xué)方程式或離子方程式三大思維：氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、平衡移動三大守恒：得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒獲取信息能力（4）在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為__________直擊高考（1）在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。NH4HCO3+NH3

=

(NH4)2CO3

2Mg2++3CO32-

+2H2O

=

Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-

2Mg2++2CO32-

+H2O

=

Mg(OH)2·MgCO3↓+

CO2↑

Mg2B2O5·H2OSiO2Fe2O3Al2O3【練習(xí)1】以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：金屬離子

c0(Mn+)=0.1mol·L-1

，形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問題：（1）焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。（2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。（3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為_________________。（4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應(yīng)式為______________；沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續(xù)使用ZnSSiO2FeSCdSPbS溶浸（四）獲得產(chǎn)品常見考點（產(chǎn)品的分離提純）1、從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、(洗滌、干燥)。(1)當(dāng)溶液是單一溶質(zhì)時：①所得晶體不帶結(jié)晶水、穩(wěn)定(如NaCl)：蒸發(fā)結(jié)晶②所得晶體帶結(jié)晶水(如CuSO4·5H2O等)：蒸發(fā)濃縮(至有晶膜出現(xiàn))，冷卻結(jié)晶，過濾③鹽水解生成易揮發(fā)性酸(如FeCl3、MgCl2·6H2O等)：在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾(2)當(dāng)溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時：①要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：濃縮(結(jié)晶)，趁熱過濾。趁熱過濾目的：減少結(jié)晶損失；提高純度。②要得到溶解度受溫度影響大的：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。(1)洗滌沉淀操作：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2－3次。(2)洗滌劑選擇：①水洗：洗去產(chǎn)品表面吸附的離子②冰水洗：同上，減少產(chǎn)品的溶解損耗③有機物（如乙醇）洗：a、同上；b、增加有機物的溶解度，便于洗去有機雜質(zhì)c、快速干燥(3)檢驗沉淀洗滌干凈：取少量最后一次的洗滌液于試管中，再滴加少量的檢驗試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)，則證明沉淀已洗滌干凈。2、洗滌沉淀：例3，晚練（14分）某火電廠收捕到的粉煤灰的主要成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小組對其進行綜合處理的流程如下：（5）

為使濾渣2

沉淀完全（溶液中離子濃度小于10-5mol/L）。需“調(diào)pH”最小為________。（6）實驗室用MgCl2溶液制備MgCl2?6H2O，需進行的操作為______________________________、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。已知：②常溫下，Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10-38，Ksp[Mg(

OH)2]＝1.0×10-11硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：（2）“濾渣1”的主要成分有_________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子，可選用的化學(xué)試劑是_________。（3）根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3+H2OH++B(OH)4?，Ka=5.81×10?10，可判斷H3BO3是_______酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是_________。（4）母液經(jīng)加熱后可返回___________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是________?！揪毩?xí)2】SiO2、Fe2O3、Al2O3

KSCN一元弱轉(zhuǎn)化為H3BO3，促進析出溶浸高溫焙燒Mg2B2O5·H2OSiO2Fe2O3Al2O3【練習(xí)3】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下：（1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的凈出率為70%時，所采用的實驗條件為____________。（2）“酸浸”后，鈦主要以TiOCl42-形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。100℃、2h或90