高考化学二轮复习化学工艺流程题型研究学案（江苏专用）

[题型特点]

工艺流程题是江苏高考必考题型，工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)；题干主要用流程图形式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问题，构成一道完整的化学试题。此类试题集综合性、真实性、开放性于一体，包含必要的操作名称、化工术语或文字说明，考查知识面广、综合性强、思维容量大。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、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等，能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力；涉及到的化学知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识。

1.(2017·江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为__________________ ______________________________________________________ _______________________________________________________。

(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是__________________________________________________________。

(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为

___________________________________________________________， 阴极产生的物质A的化学式为________。

(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_______________________。 解析 (1)“碱溶”时，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O，注意离子方程式。(2)“过滤I”所得滤液为NaAlO2，加入NaHCO3溶液，过滤Ⅱ后电解的是

－Na2CO3溶液，说明溶液的溶质由NaAlO2变为Na2CO3，发生反应AlO－2＋HCO3－说明AlO－结合H＋能力强于CO2－，＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2即其水解能力3，23

强，说明碱性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH减小。(3)电解Al2O3，阳极O2－放电生成O2，石墨(C)电极会被O2氧化。(4)阳极溶液中的阴离子即水中的OH－放电

－－生成O2(图示)及H＋(2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)，H＋与CO23结合生成HCO3－＋－由图阳极区NaCO生成NaHCO)，－(CO2写出总反应：4CO23＋H===HCO3，2333＋＋2H2O－4e－===4HCO－3＋O2↑。阴极，水中的H放电生成H2。(5)NH4Cl加热

时分解生成HCl和NH3，HCl可以破坏铝表面的氧化膜，有利于反应进行。 答案 (1)Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O (2)减小 (3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化

－－－

(4)4CO23＋2H2O－4e===4HCO3＋O2↑ H2

(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜

2.(2016·江苏化学，16)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：

(1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。

①生成Ca(ClO)2的化学方程式为______________________________ __________________________________________________________。 ②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有________(填序号)。 A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料

C.加水使Ca(OH)2完全溶解

(2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为：6Ca(OH)2＋6Cl2===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O 氯化完成后过滤。

①滤渣的主要成分为__________(填化学式)。 ②

滤

液

中

Ca(ClO3)2

与

CaCl2

的

物

质

的

量

之

比

n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2]________1∶5(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100 g·L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________。

解析 (1)①Cl2与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，配平。②适当缓慢通氯气，气液充分接触，提高Cl2的吸收率，A正确；充分搅拌，增大气液接触面积，

提高Cl2的吸收率，B正确；由于Ca(OH)2溶解度小，加水使Ca(OH)2溶解，生成Ca(ClO3)2浓度小，无法提高Cl2的转化率，错误。(2)①电石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2，滤渣为CaCO3、Ca(OH)2。②因为Ca(OH)2与Cl2还可以发生反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，Ca(ClO)2少量分解也会生成CaCl2，所以Ca(ClO3)2含量偏低。(3)由溶解度图可知，KClO3随温度变化溶解度变化大，可以采用蒸发浓缩，冷却结晶的方法生成沉淀。 答案 (1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O ②AB

(2)①CaCO3、Ca(OH)2 ②＜ (3)蒸发浓缩、冷却结晶

3.(2015·江苏化学，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。

－(1)匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO24)随时间变化如图。清液pH

＞11时CaSO4转化的离子方程式为____________；能提高其转化速率的措施有____________________________________________________________

___________________________________________________________(填序号)。

A.搅拌浆料

B.加热浆料至100 ℃