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高考化学工艺流程题核心速记表与2025新场景题库

更新时间:作者:小小条

一、高频Ksp数据速记表(25℃,高考计算必考)

高考化学工艺流程题核心速记表与2025新场景题库

说明:表中“完全沉淀pH”指离子浓度≤10⁻⁵mol/L时的pH,为高考调pH除杂核心计算依据,需精准记忆

物质化学式

Ksp值

完全沉淀pH(c≤10⁻⁵mol/L)

高考高频应用场景

备注(易错点提醒)

Fe(OH)₃

2.7×10⁻³⁹

3.2

调pH除Fe³⁺(如Cu²⁺、Ni²⁺溶液除杂)

计算时需用Ksp=[Fe³⁺][OH⁻]³,OH⁻浓度三次方根易错算;优先选CuO、MgO等调pH(不引新杂)

Cu(OH)₂

2.2×10⁻²⁰

6.7

调pH分离Cu²⁺与Fe³⁺、Al³⁺

除杂时pH需控制在3.2~6.7之间,避免Cu²⁺提前沉淀;常与Fe(OH)₃除杂组合命题

Mg(OH)₂

1.8×10⁻¹¹

11.1

海水提镁、Mg²⁺与Ca²⁺分离

区别于Ca(OH)₂(完全沉淀pH≈12.4);海水提镁用石灰乳(廉价)而非NaOH

CaCO₃

4.96×10⁻⁹

水垢去除、纯碱制备、硬水软化

工业常用“石灰纯碱法”生成;与盐酸反应的离子方程式易漏标气体符号

AgCl

1.8×10⁻¹⁰

沉淀滴定测Cl⁻、粗盐提纯除Cl⁻、沉淀转化验证

溶解度:AgCl>AgBr>AgI,转化时需注明“难溶物转化为更难溶物”;莫尔法测Cl⁻需控制pH=6.5~10.5

AgBr

5.0×10⁻¹³

照相底片感光、废水除Br⁻、沉淀转化实验

转化方程式需标注状态(s);高考常考“AgCl悬浊液中加NaBr溶液生成AgBr”

AgI

8.3×10⁻¹⁷

人工降雨、痕量I⁻检测、沉淀转化极限验证

Ksp最小,可作为Ag⁺检验的特征沉淀;注意与AgSCN的Ksp区分(避免混淆)

Ag₂CrO₄

1.1×10⁻¹²

莫尔法测Cl⁻(指示剂)、沉淀滴定终点判断

虽Ksp>AgCl,但Ag₂CrO₄沉淀颜色(砖红色)更易观察;计算时注意化学式中Ag⁺系数为2(Ksp=[Ag⁺]²[CrO₄²⁻])

CaSO₄

9.1×10⁻⁶

石膏除杂、硫酸钙晶须制备、工业废水除SO₄²⁻

微溶物,工业中避免在管道内生成(易堵塞);除SO₄²⁻时优先选Ba²⁺(完全沉淀),Ca²⁺仅适用于粗除

Mn(OH)₂

1.9×10⁻¹³

9.8

锰系电池材料制备、Mn²⁺与Fe³⁺/Cu²⁺分离

与Fe(OH)₃除杂pH差大(3.2~9.8),易分离;调pH时避免用强碱(防止局部过碱生成沉淀)

二、滴定误差分析速记表(以“标准酸滴定待测碱”为例)

核心逻辑:c(待)=c(标)×V(标)/V(待),误差由V(标)读数偏差决定(V(标)偏大→c(待)偏高,反之偏低)

操作分类

具体操作

误差方向(待测碱浓度)

核心原因(关联V(标)变化)

高考采分点+易错点警示

一、仪器洗涤相关

仪器洗涤

1. 酸式滴定管未润洗标准酸

偏高

标准酸被滴定管内壁水稀释,浓度降低,需更多V(标)才能达终点

采分点:“标准液稀释→V(标)偏大”;易错点:仅写“未润洗”不扣分,但未关联V(标)不得分

仪器洗涤

2. 碱式滴定管未润洗待测碱

偏低

待测碱被滴定管内壁水稀释,实际溶质物质的量减少,消耗V(标)偏小

采分点:“待测液稀释→溶质减少→V(标)偏小”;易错点:混淆“标准管”与“待测管”润洗要求

仪器洗涤

3. 锥形瓶用待测碱润洗

偏高

锥形瓶内壁残留待测碱,导致参与反应的溶质偏多,消耗V(标)增多

采分点:“锥形瓶润洗→溶质偏多→V(标)偏大”;易错点:认为“锥形瓶需润洗”(实际无需润洗,有水不影响)

二、气泡与读数相关

气泡与读数

4. 滴定前酸式滴定管尖嘴有气泡,滴定后消失

偏高

滴定前气泡占用体积,滴定后气泡消失,这部分体积被误算为V(标),导致V(标)读数偏大

采分点:“气泡填充空间→V(标)读数偏大”;易错点:未说明“气泡消失”与读数的关联

气泡与读数

5. 滴定前仰视读数,滴定后俯视读数

偏低

仰视时读数偏大,俯视时读数偏小,两次读数差值(V(标))计算值偏小

采分点:“仰视读大、俯视读小→V(标)差值偏小”;易错点:记混仰视/俯视对读数的影响(口诀:仰大俯小)

气泡与读数

6. 滴定终点时尖嘴悬一滴标准酸未滴入锥形瓶

偏高

悬滴已计入V(标)读数,但未参与锥形瓶内反应,相当于多算V(标)

采分点:“悬滴未反应→V(标)读数偏大”;易错点:认为“悬滴未滴入则不影响”(忽略读数已包含)

三、操作细节相关

操作细节

7. 锥形瓶中液体溅出

偏低

溅出液体带走部分待测碱溶质,参与反应的溶质减少,消耗V(标)偏小

采分点:“溶质溅出→需V(标)减少”;易错点:未说明“溶质减少”的中间过程

操作细节

8. 指示剂(酚酞)用量过多

偏低

酚酞为弱酸,过量会消耗部分标准酸,导致实际参与中和反应的V(标)偏小

采分点:“指示剂耗酸→有效V(标)偏小”;易错点:认为“指示剂不参与反应”(忽略其酸性/碱性)

操作细节

9. 滴定达终点后立即读数

偏高

滴定管内壁标准酸未完全流下,此时读数会比实际消耗的V(标)偏大

采分点:“内壁液未流下→V(标)读数偏大”;易错点:未等待30s稳定读数(高考实验题常考操作规范)

操作细节

10. 移液管取待测碱后,残留液吹入锥形瓶

偏高

移液管设计时已考虑残留液,吹入后导致取出的待测碱溶质偏多,消耗V(标)偏大

采分点:“残留液吹入→溶质偏多→V(标)偏大”;易错点:混淆移液管与滴定管的残留液要求(移液管残留不吹出)

四、试剂与环境相关

试剂与环境

11. 标准酸部分变质(如H₂SO₄吸收水、HCl挥发)

偏高

标准酸实际浓度降低,未校正时按原浓度计算,需更多V(标)才能达终点

采分点:“标准酸浓度降低→V(标)偏大”;易错点:认为“HCl挥发会导致V(标)偏小”(实际浓度降→V(标)增)

试剂与环境

12. 滴定环境温度过高(盐酸挥发加剧)

偏高

温度过高导致HCl挥发,标准酸有效浓度降低,消耗V(标)偏大,按原浓度计算则c(待)偏高

采分点:“盐酸挥发→有效浓度降→V(标)偏大”;易错点:原表误判为“偏低”,核心错误:忽略c(标)实际降低的影响

三、2025新场景预测题库

说明:2025高考重点聚焦“碳中和、新能源、海水资源利用”三大主题,本题库精准匹配命题趋势,做题时需先拆解流程(原料→除杂→产品),再关联考点(离子方程式、平衡计算、工业原则)

场景1:碳中和——CO₂捕获制备碳酸二甲酯(DMC,绿色溶剂)

核心命题方向:气体除杂、加压条件的工业意义、滴定纯度计算、绿色化学原则(高频大题考点)

工艺流程:

工业尾气(含CO₂、杂质SO₂)→脱硫(加Na₂CO₃溶液)→CO₂加压吸收(用甲醇+催化剂)→反应生成DMC→蒸馏提纯→DMC产品(未反应的甲醇、CO₂循环)

设问与答案:

1. 脱硫步骤中,Na₂CO₃溶液除去SO₂的离子方程式为?(2分)
答案:CO₃²⁻ + SO₂ = CO₂↑ + SO₃²⁻(或2CO₃²⁻ + SO₂ + H₂O = 2HCO₃⁻ + SO₃²⁻)(1分,配平正确1分)
采分点:产物正确(CO₂+SO₃²⁻/HCO₃⁻)、配平正确、气体符号(缺一扣0.5分,扣完为止);
高分指引:SO₂过量时产物为HSO₃⁻,但工业脱硫Na₂CO₃过量,故优先写SO₃²⁻产物,避免因产物错误失分。

2. 加压吸收CO₂的工业目的是?(2分)
答案:①提高CO₂浓度,加快反应速率(1分);②促进CO₂溶解,提高原料转化率(1分)
采分点:“提速率”“提转化率”,漏一点扣1分,未体现“加压”与目的的关联不得分。

3. 若用滴定法测定DMC产品纯度:取0.500g DMC样品,加NaOH溶液加热水解生成Na₂CO₃,冷却后用0.100mol/L盐酸滴定Na₂CO₃,消耗盐酸22.00mL。计算DMC纯度(DMC摩尔质量90g/mol)。(3分)
答案:①水解计量关系:DMC ~ Na₂CO₃ ~ 2HCl(1分);②n(HCl)=0.100mol/L×0.02200L=0.00220mol,n(DMC)=0.00110mol(1分);③纯度=(0.00110mol×90g/mol)/0.500g×100%=19.8%(1分)
采分点:计量比正确、单位换算(mL→L)、有效数字(3位)、结果正确(缺一扣1分);
高分指引:高考计算必查有效数字,本题中样品质量(0.500g,3位)、标准液浓度(0.100mol/L,3位),结果需保留3位有效数字(19.8%而非19.80%),避免因有效数字错误失分。

4. 流程中可循环利用的物质是?体现了绿色化学的哪一原则?(2分)
答案:循环物质:甲醇、CO₂(1分,漏一种扣0.5分);绿色化学原则:原子利用率最大化(或废物资源化,1分)
采分点:物质名称正确、绿色化学原则表述规范(“循环利用”不算原则,需写具体原则)。

场景2:新能源——锂电池正极材料(磷酸铁锂LiFePO₄)制备

核心命题方向:氧化还原离子方程式书写、pH调节目的、温度控制的意义、产品纯度影响因素(新能源材料制备为2025高考热点)

工艺流程:

FeSO₄·7H₂O(原料)→氧化(加H₂O₂,调节pH=2)→除杂(加CaCO₃除SO₄²⁻)→混合(加H₃PO₄、LiOH)→高温煅烧→LiFePO₄产品(母液回收Li⁺)

设问与答案:

1. 氧化步骤中,H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺的离子方程式为?(2分)
答案:2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O(1分,配平正确1分)
采分点:酸性条件(H⁺参与)、电子守恒(Fe²⁺→Fe³⁺失1e⁻,H₂O₂→H₂O得2e⁻)、无多余气体/沉淀符号(缺一扣0.5分);
高分指引:易错写为“2Fe²⁺ + H₂O₂ = 2Fe³⁺ + 2OH⁻”,忽略pH=2的酸性环境,OH⁻会与Fe³⁺生成沉淀,故必须写H⁺参与反应。

2. 调节pH=2的目的是?(2分)
答案:①抑制Fe³⁺水解(1分);②为H₂O₂提供酸性环境,防止H₂O₂分解(1分)
采分点:“抑水解”“保H₂O₂稳定”,漏一点扣1分,未写pH=2的作用不得分。

3. 除杂步骤中,加CaCO₃除SO₄²⁻生成CaSO₄沉淀,需控制温度在60℃的原因是?(2分)
答案:①60℃时CaSO₄溶解度较小,沉淀更完全(1分);②温度过高会导致Fe³⁺水解加剧,生成Fe(OH)₃杂质(1分)
采分点:“提沉淀率”“防Fe³⁺水解”,体现温度与溶解度、水解的关联。

4. 高温煅烧时,若煅烧温度过高,产品纯度会下降,原因是?(1分)
答案:温度过高导致LiFePO₄分解(或生成Fe₂O₃等杂质)(1分)
采分点:需体现“高温→分解/杂质生成”,仅写“纯度下降”不得分。

场景3:海水资源利用——低盐度海水制备高纯MgO

工艺流程:

低盐度海水(含Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺)→预处理(加NaOH除Ca²⁺,生成Ca(OH)₂)→沉淀(加纯碱Na₂CO₃,生成MgCO₃)→转化(MgCO₃加H₂O煮沸,生成Mg(OH)₂)→过滤洗涤→高温煅烧→高纯MgO(母液回收Na₂CO₃)

设问与答案:

1. 预处理除Ca²⁺时,控制NaOH浓度的原因是?(2分)
答案:①浓度过低,Ca²⁺沉淀不完全(1分);②浓度过高,会导致Mg²⁺提前沉淀,降低Mg²⁺回收率(1分)
采分点:“Ca²⁺除尽”“防Mg²⁺沉淀”,体现浓度与离子沉淀的关联。

2. 沉淀步骤中,生成MgCO₃的离子方程式为?(1分)
答案:Mg²⁺ + CO₃²⁻ = MgCO₃↓(1分,标沉淀符号)
采分点:沉淀符号必标,漏写扣1分。

3. 转化步骤中,MgCO₃转化为Mg(OH)₂的原因是?(2分)
答案:MgCO₃的溶解度大于Mg(OH)₂(或Ksp(MgCO₃) > Ksp(Mg(OH)₂)),煮沸促进CO₃²⁻水解,生成OH⁻,使Mg²⁺与OH⁻结合生成Mg(OH)₂(1分,原理1分)
采分点:“溶解度/Ksp差异”“CO₃²⁻水解”,漏一点扣1分。

4. 洗涤Mg(OH)₂沉淀时,检验洗涤干净的方法是?(2分)
答案:取最后一次洗涤液,滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液(1分),若无白色沉淀生成,则洗涤干净(1分)
采分点:“盐酸酸化的BaCl₂”(检验SO₄²⁻,或用AgNO₃检验Cl⁻)、“无白色沉淀”,操作与现象对应。

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