高考化學工藝流程題案例分析

殷列+王春艷

摘 要：工藝流程題是近幾年高考化學中的熱點題型，對學生的理解程度要求較高，本文通過典型的工藝流程題的案例分析，使得學生掌握工藝流程題的題型、解題思路和解題技能。

關鍵詞：高考；工藝流程題；案例分析

一、 題型分析

化學工藝流程題是近幾年高考中的高頻考點，試題考察面廣，綜合性較強，多為流程圖和圖像形式出現，包含實驗操作、化學反應、條件控制、產率計算等，側重考察學生獲取信息的能力、分析問題的能力、對已學知識的遷移、轉換、重組的能力。

二、 解題技能

1. 審題要點：①了解生產目的、原料及產品；②了解題目提供的信息；③分析各步的反應條件、原理及物質成分；④理解物質分離、提純、條件控制等操作的目的及要點。

2. 答題切入點：①原料及產品的分離提純；②生產目的及反應原理；③生產要求及反應條件；④有關產率、產量及組成的計算；⑤綠色化學。

三、 典例分析

例 過氧化尿素[CO（NH2）2·H2O2]是一種白色粉末，溶于水呈弱酸性，過氧化尿素化尿素不穩定，在痕重量金屬離子等活性催化劑的存在下迅速分解，工業生產過氧化尿素的原理和流程如圖：

原理：CO（NH2）2+H2O2CO（NH2）2·H2O2 （30℃下）

回答下列問題：

（1）CO（NH2）·H2O2中氮元素的化合價是 。

分析：依據化合價代數和為零，碳元素化合價為+4，CO（NH2）2中氫顯+1價，氧顯-2價，計算得氮元素為-3價。

（2）過氧化尿素鑒定反應：在重鉻酸鉀酸性溶液中加入乙醚和少量過氧化尿素，振蕩，上層乙醚呈藍色，這是由于在酸性溶液中過氧化尿素中的過氧化氫與重鉻酸鉀反應生成穩定的藍色過氧化鉻（CrO5），寫出H2O2與重鉻酸鉀反應的離子方程式： 。

本題為信息給予型的氧化還原反應，利用題中信息：沉淀、溶液顏色、氧化性、還原性等信息寫出主要的反應物和生成物，在依據電子守恒、電荷守恒配平。本題信息H2O2與K2Cr2O7

反應生成CrO5，Cr元素化合價升高，表現了H2O2的強氧化性，自身還原為無污染的水。

4H2O2+Cr2O2-7+2H+2CrO5+54H2O

（3）經過化學工藝流程后的產品為粗產品，已知30℃時，尿素的溶解度遠大于過氧化尿素的溶解度，則提純粗產品的操作順序是： 。

①洗滌；②蒸發濃縮；③過濾；④冷卻至30℃結晶；⑤溶解

分析：粗產品提純的一般過程：蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥。此類題也會考到具體的實驗操作，比如蒸發濃縮：加熱到有大量晶體析出時就停止加熱，再靠預熱蒸發。檢驗洗滌是否干凈：取最后一次洗滌液，加某溶液進行鑒別。

故：⑤②④③①

（4）攪拌過氧化尿素的攪拌器材一般用玻璃而非鐵質，原因是 。

從物質性質考慮，題中信息過氧化尿素溶于水顯弱酸性，會與鐵反應，再者H2O2會把鐵氧化為Fe3+?；仡欒F的鈍化現象，可將鐵質容器放到濃硫酸或濃硝酸中，待氧化后拿出。

（5）Ⅰ. 未測定產品中H2O2的含量，常用KMnO4溶液滴定H2O2（MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++5O2+8H2O）。高錳酸鉀標準溶液通常放置時間較長，因此在滴定H2O2前，常用現配的草酸鈉溶液先標定出KMnO4溶液的濃度。

Ⅱ. 稱取過氧化尿素樣品2.000g，溶解在250mL容量瓶中定容，準確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，用標定過的0.1000mol/L的高錳酸鉀標準溶液滴定至滴入最后一滴時溶液呈淺紅色且半分鐘內不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液8mL（KMnO4與尿素不反應）

①H2O2的質量分數是 。

本題是工藝流程題中的典型計算題，解決此類提的關鍵是看懂題意。依據氧化還原反應比例關系得出：

2MnO-4 + 5H2O2+6H+2Mn2++5O2+8H2O

8×10-3×0.1000 2×10-3moL

所以2×10-3×34/2=34.0%

②若裝草酸鈉溶液的滴定管水洗后為潤洗，最終H2O2的質量分數為 。

考查實驗誤差分析，考查范圍：滴定誤差、配置物質的量濃度誤差等。方法：首先分析未潤洗造成草酸鈉滴多，所以高錳酸鉀濃度偏大，進而分析其他量。

未潤洗草酸鈉的滴定管，會使得KMnO4溶液濃度偏大，再依據KMnO4與H2O2的關系，可知道H2O2的質量分數偏大。

總之，解決工藝流程題的關鍵是讀懂題意，要了解每個步驟的意圖，再依據化學中原理進行分析。

作者簡介：殷列，陜西省咸陽市，西藏民族大學附中；王春艷，陜西省咸陽市，咸陽彩虹中學。endprint