1、工業流程專題工業流程專題試題特點：試題特點：陌生度高、閱讀量大、綜合性強、區分度高陌生度高、閱讀量大、綜合性強、區分度高工業流程題工業流程題以與工業生產和日常生活密切以與工業生產和日常生活密切相關的物質制備、分離和提純相關的物質制備、分離和提純為中心，為中心，以流程圖為信息背景，以流程圖為信息背景，以物質的性質、轉化、分離等以物質的性質、轉化、分離等為考查點，為考查點，將元素化合物、反應原理、化將元素化合物、反應原理、化學實驗等內容有機融合。學實驗等內容有機融合。無機框圖推斷題無機框圖推斷題以元素特性為中心，以元素特性為中心，以不同物質間的框圖轉以不同物質間的框圖轉化為背景，化為背景，以物質性

2、質和物質的轉以物質性質和物質的轉化為考查點。化為考查點?！耙阅芰y試為主導，考查考生將與化學相關的實際問題分解，以能力測試為主導，考查考生將與化學相關的實際問題分解，綜合運用相關知識和科學方法，解決生產、生活實際和科學綜合運用相關知識和科學方法，解決生產、生活實際和科學研究中的化學問題的能力。研究中的化學問題的能力?！眱煞N意識兩種意識 快速瀏覽全題快速瀏覽全題流程的目的（特別是流程中的始末物質）流程的目的（特別是流程中的始末物質）題目設問情況題目設問情況（2013年全國新課標卷年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離

3、子電池正極材料有鈷酸鋰（某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，），導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發生的反應為該鋰離子電池負極發生的反應為6C+xLi+xe-=LixC6。現欲利用以下工藝流程回?，F欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。濾液濾渣H2SO4、H2O2過濾Al(OH)3固體廢舊鋰離子電池放電處理拆解正極堿浸NaOH溶液調pH濾液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有機相反萃取有機相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉鈷CoCO3固體過濾調pH過濾濾

4、渣濾液過濾濾液（6）在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有）在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_(填化學式填化學式)。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3（2010安徽卷）安徽卷） 27鋰離子電池的廣泛應用使回收利用鋰資源鋰離子電池的廣泛應用使回收利用鋰資源成為重要課題：某研究性學習小組對廢舊鋰離子電池正極材料成為重要課題：某研究性學習小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進行資源回收研究，設計、碳粉等涂覆在鋁箔上）進行資源回收研究，設計實驗流程如下：實驗流程如下：廢舊鋰離子電池正極材料加過量NaOH溶液過濾濾液LiMn2O4、碳粉通入過量CO2過濾沉淀

5、X加稀H2SO4通入空氣MnO2、碳粉加一定量Na2CO3過濾Li2CO31234濾液濾液過濾Al(OH)3（2011福建卷）福建卷） 24四氯化鈦四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業是制取航天航空工業材料材料鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是主要成分是FeTiO3)制備制備TiCl4等產品的一種工藝流程示意如下：等產品的一種工藝流程示意如下：鈦鐵礦TiO2 nH2O2341強酸性浸出液（含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等）廢渣廢液廢氣富含TiO2+溶液粗TiO2成品TiCl4綠礬氯氣、焦炭鐵屑該工藝流程中存在的不足之處是該工藝流程中存在的不足之處是

6、產生三廢產生三廢。兩種意識兩種意識 定位意識定位意識（1）問題一般各自相對獨立，無連帶效應，一個問題）問題一般各自相對獨立，無連帶效應，一個問題 解決不了不會影響下一個問題的解決。解決不了不會影響下一個問題的解決。 （2）每題中基本上都有與流程無關的問題，可直接）每題中基本上都有與流程無關的問題，可直接 作答；對于超綱知識，題目中要么有信息提示，作答；對于超綱知識，題目中要么有信息提示， 要么與解答題目無關。要么與解答題目無關。（2013年全國新課標卷年全國新課標卷I ）27回答下列問題：回答下列問題：（1）LiCoO2中，中，Co元素的化合價為元素的化合價為_。（2）寫出）寫出“正極堿浸正極

7、堿浸”中發生反應的離子方程式中發生反應的離子方程式_。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在80下進行，寫出該步驟中發生的所有氧下進行，寫出該步驟中發生的所有氧化還原反應的化學方程式化還原反應的化學方程式_；可用鹽酸代；可用鹽酸代替替H2SO4和和H2O2的混合液，但缺點是的混合液，但缺點是_。（4）寫出）寫出“沉鈷沉鈷”過程中發生反應的化學方程式過程中發生反應的化學方程式_。（5）充放電過程中，發生）充放電過程中，發生LiCoO2與與Li1-xCoO2之間的轉化，寫出之間的轉化，寫出 放電時電池反應方程式放電時電池反應方程式_。（6）上述工藝中，）上述工藝中，“放電處理放電處理”有利于鋰在正極的回收

8、，其原有利于鋰在正極的回收，其原因是因是_。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物 有有_(填化學式填化學式)。實驗方案評價實驗方案評價化合價化合價氧化還原反應氧化還原反應原電池反應原電池反應元素化合物元素化合物離子反應離子反應化學方程式化學方程式原電池工作原理原電池工作原理濾 液濾 渣H2S O4、 H2O2過 濾A l(O H )3固 體廢 舊鋰 離 子 電 池放 電處 理拆 解 正 極 堿 浸N a O H 溶 液調 p H濾 液酸 浸萃 取水 相 （ L i2S O4溶 液 ）有 機 相 反 萃 取有 機 相 再 生 回 用水 相 （ C o S

9、 O4溶 液 ）N H4H C O3溶 液沉 鈷C o C O3固 體過 濾調 p H過 濾濾 渣濾 液過 濾濾 液濾 液濾 渣H2S O4、 H2O2過 濾A l(O H )3固 體廢 舊鋰 離 子 電 池放 電處 理拆 解 正 極 堿 浸N a O H 溶 液調 p H濾 液酸 浸萃 取水 相 （ L i2S O4溶 液 ）有 機 相 反 萃 取有 機 相 再 生 回 用水 相 （ C o S O4溶 液 ）N H4H C O3溶 液沉 鈷C o C O3固 體過 濾調 p H過 濾濾 渣濾 液過 濾濾 液濾 液濾 渣H2S O4、 H2O2過 濾A l(O H )3固 體廢 舊鋰 離 子

10、 電 池放 電處 理拆 解正 極 堿 浸N aO H 溶 液調 p H濾 液酸 浸萃 取水 相 （ L i2S O4溶 液 ）有 機 相反 萃 取有 機 相 再 生 回 用水 相 （ C oS O4溶 液 ）N H4H C O3溶 液沉 鈷C oC O3固 體過 濾調 p H過 濾濾 渣濾 液過 濾濾 液充電時，該鋰離子電池負極發充電時，該鋰離子電池負極發生的反應為生的反應為6C+xLi+xe-=LixC6濾 液濾 渣H2SO4、 H2O2過 濾Al(O H )3固 體廢 舊鋰 離 子 電 池放 電處 理拆 解正 極 堿 浸NaO H 溶 液調 pH濾 液酸 浸萃 取水 相 （ Li2SO4溶

11、 液 ）有 機 相反 萃 取有 機 相再 生 回 用水 相 （ CoSO4溶 液 ）NH4H CO3溶 液沉 鈷CoCO3固 體過 濾調 pH過 濾濾 渣濾 液過 濾濾 液原料原料目標目標產物產物原料的原料的預處理預處理反應條件的反應條件的控制控制產品的分離產品的分離提純提純成本成本環保環保建建 模模 核心反應核心反應、核心反應、核心反應陌生方程式的書寫陌生方程式的書寫氧化還原反應：氧化還原反應：熟練應用氧化還原規律判斷產物形式熟練應用氧化還原規律判斷產物形式配平配平非氧化還原反應：非氧化還原反應：結合物質性質和反應實際判斷產物形式結合物質性質和反應實際判斷產物形式關注箭頭的指向關注箭頭的指向

12、(聚焦局部聚焦局部)前后追溯物質（放大局部）前后追溯物質（放大局部）反應實際（物質性質、試劑量）反應實際（物質性質、試劑量）全面考慮全面考慮濾液濾渣H2SO4、H2O2過濾Al(OH)3固體廢舊鋰離子電池放電處理拆解正極堿浸NaOH溶液調pH濾液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有機相反萃取有機相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉鈷CoCO3固體過濾調pH過濾濾渣濾液過濾濾液（2013年全國新課標卷年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2

13、），導電劑乙炔黑和鋁箔等。），導電劑乙炔黑和鋁箔等。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在80下進行，寫出該步驟中發生的所有氧化還原反下進行，寫出該步驟中發生的所有氧化還原反應應 的化學方程式的化學方程式_；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2 LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4濾液濾渣H2SO4、H2O2過濾Al(OH)3固體廢舊鋰離子電池放電處理拆解正極堿浸NaOH溶液調pH濾液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有機相反萃取有機相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉鈷CoCO3固體過濾調p

14、H過濾濾渣濾液過濾濾液（2013年全國新課標卷年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導電劑乙炔黑和鋁箔等。），導電劑乙炔黑和鋁箔等。（4）寫出）寫出“沉鈷沉鈷”過程中發生反應的化學方程式過程中發生反應的化學方程式_。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2（） CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）對于提純型的流程題，關注對于提純型的流程題，關注起始原料中的雜質對于寫全起始原料中的雜質對于

15、寫全方程式尤為重要！方程式尤為重要?。?013年全國新課標卷年全國新課標卷II ）27氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業級氧化鋅癬等皮膚病的治療。純化工業級氧化鋅(含有含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質等雜質)的流程如下：的流程如下：濾液稀硫酸過濾2341工業ZnOZnNa2CO3浸出液適量高錳酸鉀溶液調pH約為5過濾濾液過濾濾餅煅燒ZnO5提示：在本實驗條件下，提示：在本實驗條件下，Ni()不能被氧化；高錳酸鉀的還原不能被氧化；高錳酸鉀的還原產物是產物是MnO2。（1）反應中除掉的雜質離子是）反應中除掉的雜質離子是_，發生反應的離子，發

16、生反應的離子方程式為方程式為_；Fe2和和Mn2；MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H3Mn22MnO42H2O=5MnO24H增大固體樣品與液體（或氣體）的接觸增大固體樣品與液體（或氣體）的接觸面積，加快反應速率。面積，加快反應速率。原料的預處理原料的預處理浸出：浸出：研磨：研磨：（水浸、酸浸、堿浸）（水浸、酸浸、堿浸）使原料中的使原料中的*溶解（物理溶解或與浸取液溶解（物理溶解或與浸取液接觸反應），可溶性離子進入溶液，不溶接觸反應），可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。物通過過濾除去。灼燒灼燒： （焙燒、煅燒）（焙燒、煅燒）除去可燃性的雜質（或使原料初步轉化）除去可燃

17、性的雜質（或使原料初步轉化）攪拌：攪拌： 使反應物充分接觸，增大反應（或溶解）使反應物充分接觸，增大反應（或溶解）速率。速率。溫度溫度:反應速率反應速率物質的溶解度物質的溶解度物質的熱分解與揮發物質的熱分解與揮發弱離子的水解（平衡）弱離子的水解（平衡）溫度、溫度、pH、保護氣、保護氣pH：物質的沉淀與溶解物質的沉淀與溶解弱離子的水解弱離子的水解保護氣：保護氣：隔絕空氣（主要是隔絕空氣（主要是O2、H2O）弱離子的水解弱離子的水解反應條件的控制反應條件的控制產品的分離提純產品的分離提純過濾、結晶、蒸餾、萃取分液過濾、結晶、蒸餾、萃取分液過濾：過濾：趁熱過濾趁熱過濾考慮溶解度考慮溶解度沉淀的洗滌沉

18、淀的洗滌水（冰水、熱水）、水（冰水、熱水）、 有機物（乙醇、乙醚）有機物（乙醇、乙醚） （主要考慮溶解度）（主要考慮溶解度）降低因溶質的溶解而引起的損耗；降低因溶質的溶解而引起的損耗；乙醇易揮發，有利于干燥，同時可防乙醇易揮發，有利于干燥，同時可防止溶質與水反應生成結晶水合物。止溶質與水反應生成結晶水合物。沉淀的洗滌方法沉淀的洗滌方法 加入蒸餾水（或其他溶劑）至浸沒固體，加入蒸餾水（或其他溶劑）至浸沒固體， 濾凈，重復濾凈，重復23次。次。檢驗沉淀是否洗凈的方法檢驗沉淀是否洗凈的方法分析清楚溶液中的成分分析清楚溶液中的成分 Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH4+結晶：結晶：蒸發結晶

19、蒸發結晶蒸發濃縮、冷卻結晶蒸發濃縮、冷卻結晶蒸發濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶蒸發濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶重結晶重結晶CuSO45H2O、ZnSO47H2O、CaBr26H2O、 Al2(SO4)318H2ONaCl生產實際生產實際速率快、產率高、速率快、產率高、產品純度高產品純度高成本低、無污染成本低、無污染循環利用循環利用水蒸氣甲烷造合成氣水蒸氣轉化一氧化碳分離二氧化碳合成氨分離氨合成尿素尿素CO2+H2CO+H2H2CO2N2+NH3+H2N2+H2NH3N2（2006四川卷）四川卷） 29四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示（圖中某些轉化步驟及生成物未列成尿素的主要步驟如下圖所示（圖中某些轉化步驟及生成物未列出）：出）：（2）在合成氨的實際生產過程中，常采取的措施之一是：將生）在合成氨的實際生產過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時分