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高考理综化学综合题精细化考点解析:工艺流程综合题
必备知能系统归纳——通流程
(一)分析试题结构特点——掌握解题流程
1.分析试题结构特点
题头
(2016·全国卷Ⅰ)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
题干
题尾
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_____________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)
说明
2.掌握解题流程
(1)审题
先审题头,从题头中获取有用信息,了解制取的产品,再整体浏览流程图(题干),分清原料预处理、反应条件的控制、核心反应、物质的分离与提纯等,最后审设问(题尾),逐一回答问题。
(2)答题
①先答以“点”设问的问题
(即不需要理清工艺流程图的主线即可以答题)
如“试题结构特点”题尾第(1)问NaClO2中Cl的化合价为+3和第(3)问“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,需加入的试剂分别为NaOH溶液、Na2CO3溶液。解题时完全没有必要考虑流程图,直接利用所学知识回答即可。
②再答以“线”设问的问题
(即先理清工艺流程图的前后关系才能答题)
如“试题结构特点”题尾第(2)问写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4和第(3)问中……,“电解”中阴极反应的主要产物是ClOeq \o\al(-,2)(或NaClO2)。解题时无法直接作答,需带着问题,找工艺流程图中相应的“反应”和“电解”位置,找到反应物和生成物,再具体问题具体回答即可。
(二)多研高考经典化工流程——提升流程分析能力
1.(2017·全国卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:
[涉及反应]
①“酸浸”后,钛主要以TiOCleq \o\al(2-,4)形式存在,其反应的离子方程式为FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCleq \o\al(2-,4)+2H2O
②由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O4eq \o(=====,\s\up7(高温))2LiFePO4+3CO2↑+H2O
2.(2017·海南高考)以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示:
硼镁泥的主要成分如下表:
MgO
SiO2
FeO、Fe2O3
CaO
Al2O3
B2O3
30%~40%
20%~25%
5%~15%
2%~3%
1%~2%
1%~2%
[涉及反应]
①酸解中发生的主要离子方程式为
MgO+2H+===Mg2++H2O
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
②除杂中发生的主要离子方程式为
2H++ClO-+2Fe2+===2Fe3++Cl-+H2O
2Fe3++3MgO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3Mg2+
2Al3++3MgO+3H2O===2Al(OH)3↓+3Mg2+
3.(2016·全国卷Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
[涉及反应]
①“酸浸”时V2O5转化为VOeq \o\a
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