广东中考化学专题复习资料二轮专题三工艺流程 17页

专题三　工艺流程 工艺流程题一般以“生产工艺”或“实验操作流程”为情境，将化工生产过程中的主要生产阶段以生产流程呈现出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。中考中的工艺流程题主要是物质的制备和除杂。‎ 工艺流程题常考的知识点有：物质成分的分析(推断某物质)，化学反应原理(物质的除杂、化学方程式的书写等)，操作步骤的名称及操作所需要的仪器等，绿色化学(物质的循环利用、废物处理、能量的充分利用等)，工艺流程的评价等。因此解答化学工艺流程题，除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识及分离、提纯物质的基本技能外，还要学会从题干中获取有用信息，了解生产的产品。关注流程图中的出线、进线(均表示物料流向或操作流程)、可逆线(表示物质循环使用)和核心化学反应(如下所示)。‎ ‎1．物质成分的分析(推断流程图中的某种物质等)‎ ‎(1)分析流程中的每一步骤，从几个方面解流程：‎ ‎①反应物是什么；‎ ‎②发生了什么反应；‎ ‎③图中有没有物质没有写上去或是省略了；‎ ‎④该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。‎ ‎(2)要判断所加的试剂，可以从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析。‎ ‎(3)推断流程图中某一步中的物质，从上一步操作中反应物可能发生的反应入手进行分析，同时需注意所加试剂是否有剩余。‎ ‎2．化学方程式的书写 ‎(1)根据流程图书写某步中发生反应的化学方程式：根据所学知识判断其可能发生的反应，然后写出反应物、产物，并进行配平。‎ ‎(2)陌生化学方程式的书写：根据箭头方向，箭头进入的是投料(即反应物)，出去的是生成物(包括主产物和副产物)；若从已知信息中找出的反应物和生成物不满足质量守恒定律，可以在反应物或生成物中加上水，然后进行配平，还应注意反应条件的有关信息；若在空气中煅烧或通入空气则还需考虑空气中的氧气是否参与反应。‎ ‎3．混合物分离、提纯的操作及所需仪器的判断 ‎(1)固体和液体混合物的分离：过滤。其所需的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。‎ ‎(2)从物质的溶液中得到该物质的晶体常用的方法：‎ ‎①蒸发结晶(具体操作见粗盐的提纯)。‎ ‎②降温结晶，操作过程为蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。‎ ‎4．判断能够回收利用或可循环使用的物质 ‎(1)回收利用的物质：若流程图中的原料在生产中以副产物的形式产生，则可将其进行回收利用。‎ ‎(2)循环使用的物质：步骤中一步的产物是另一步的原料，根据上图中箭头方向(可逆线)即可判断出可循环使用的物质。‎ ‎5．工艺流程的评价 ‎(1)设计方案的科学性：能否达到实验目的，杂质是否完全除去、是否引入新的杂质等。‎ ‎(2)安全性和简便性：尽量选用较温和的反应条件，避免高温、高压条件。‎ ‎(3)对环境的影响：是否符合绿色化学理念。‎ ‎(4)节约性：原料利用率要尽量高。‎ 注：绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是：①充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；③提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。‎ 类型一　物质制备(实验室模拟、工业生产等) (2015、2012、2010、2008考)‎ 例1　(2017南通)实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的流程如下：‎ 已知：①反应Ⅰ的化学方程式：MnO2＋SO2=== MnSO4；‎ ‎②MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水，MnCO3在100 ℃时开始分解。‎ ‎(1)反应Ⅰ属于基本反应类型中的__________反应。‎ ‎(2)流程中“操作”的名称为__________，所需要的主要玻璃仪器有______________。‎ ‎(3)反应Ⅱ的化学方程式为_________________________。反应Ⅱ需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，MnCO3粗产品中将混有____________________(填化学式)。‎ ‎(4)验证MnCO3粗产品表面附着有Na2SO4杂质：取样品少许，向其中加入水，搅拌、过滤，向滤液中加入适量的____________________(填化学式)溶液，有白色沉淀产生。‎ ‎(5)为获得高纯MnCO3，需选择“低温”干燥的原因是___________________________。‎ 例2　(2017广州)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金、电镀、医药等行业。已知CuCl难溶于水和乙醇，在潮湿空气中易变质。CuCl的制备流程如下：‎ ‎(1)“滤液1”中除了Na＋、SO外，还存在较多的离子是__________(写离子符号)。‎ ‎(2)“反应”中发生的化学变化是2CuCl2＋Na2SO3=== 2CuCl↓＋2NaCl＋SO3，产生的SO3迅速与水化合生成一种酸，该反应的化学方程式为__________________________。‎ ‎(3)“操作a”的名称是__________，流程中可以循环利用的物质(水除外)是__________(写化学式)。‎ ‎(4)可用“水洗”的原因是______________________________，“醇洗”的目的是_________________________________。‎ ‎(5)160 g CuSO4与足量NaCl经上述制备流程，可生成的CuCl最多是______________________________。‎ 例3　(2017陕西改编)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，化学兴趣小组为回收其中的铜，设计并进行了如下实验：‎ 已知：Cu＋H2O2＋H2SO4=== CuSO4＋2H2O；不考虑金、银发生类似反应。‎ ‎(1)将电路板粉碎成粉末的目的是__________________________。　　　　　　　‎ ‎(2)步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外，还有____________________________。　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎(3)步骤②中的实验现象：固体部分溶解，__________________。　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎(4)步骤④中反应的化学方程式是_____________________________。　　　　　　　　‎ ‎(5)对废旧手机中的金属加以回收的意义是___________________(写一条)。‎ 例4　(2015广东)现有工厂丢弃的废铜屑(铜屑表面呈绿色，其中混有少量生锈铁屑)。课外活动小组同学欲利用其制取胆矾，他们设计了下面的两种制取流程。已知：Cu＋Fe2(SO4)3=== 2FeSO4＋CuSO4。请回答：‎ ‎(1)铜屑表面呈绿色的物质的化学式是Cu2(OH)2CO3，俗称________；操作①所用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和________。‎ ‎(2)溶液A的溶质有____________(只写一种)；铁锈与稀硫酸反应的化学方程式为_______________________________________。‎ ‎(3)两种方法比较，符合绿色化学要求的是方法__________；方法Ⅱ的化学反应方程式为：2Cu＋2H2SO4＋________=== 2CuSO4＋________；操作②的实验步骤为：________、降温结晶。‎ 类型二　分离提纯 (2014、2013、2011考)‎ 例5　(2016德州改编)CO2是造成温室效应的主要气体，而工业上却可用CO2来制备甲醛等物质，“碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来并加以利用——如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其过程如图所示(部分条件及物质未标出)。‎ 请根据有关信息回答问题：‎ ‎(1)用NaOH溶液“捕捉”CO2的化学方程式是________________________________。‎ ‎(2)“反应分离”环节中，分离物质所采用的基本操作是__________。‎ ‎(3)此化学工艺流程中没有涉及到的基本反应类型是________________。‎ ‎(4)整个过程中，可以循环利用的物质是__________和__________。‎ 例6　(2016兰州改编)粗盐中MgCl2、CaCl2等杂质，提纯粗盐的工艺流程如图所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)氢氧化钠有强烈的腐蚀性，如果不慎沾到皮肤上，要用大量的水冲洗，再涂上__________。‎ ‎(2)步骤①中发生反应的化学方程式为________________________________，步骤②加入过量的碳酸钠溶液的作用是________________________。‎ ‎(3)操作a的名称是__________。‎ ‎(4)步骤④中，要用玻璃棒不断搅拌，其目的是________________________________。‎ 类型三　环保相关 (2017、2009、2008考)‎ 例7　(2017广东)某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程如下图： ‎ 资料1: 垃级焚烧产生的烟气中含有SO2等有害气体。‎ 资料2：FeSO4容易被空气中的O2氧化。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)石灰浆吸收SO2(性质与CO2相似)的化学反应方程式为_______________________。‎ ‎(2)溶解步骤中同时发生的三个化学反应方程式为：Fe＋Fe2(SO4)3=== 3FeSO4、_________________________、__________________________。‎ ‎(3)将所得FeSO4溶液在氮气环境中蒸发浓缩、__________、过滤，得到FeSO4晶体，其中氮气的作用是___________________________________。‎ ‎(4)政府倡导垃圾分类，其好处是__________________________(写一点)。‎ 注：领跑化学2017版课时作业P50第10题与该题基本一样。‎ 例8　某烟气脱硫的工艺不仅能消除SO2，还能将其转化为石膏(CaSO4·2H2O)等产品，实现“变废为宝”。主要物质转化关系如图1所示：‎ 图1‎ ‎　　‎ 图2　　‎ ‎(1)设备1中，通过喷淋水脱去烟气中的SO2，该反应的化学方程式为__________________________，若将烟气直接排放到空气中，可能会导致的环境问题是__________。‎ ‎(2)设备2中，加入CaCO3的目的是_______________________________。‎ ‎(3)设备3中反应的化学方程式是_______________________________。‎ ‎(4)有一工厂为防治SO2的污染，另外设计了一种治污方法，不仅吸收了二氧化硫，同时也得到了硫酸等工业产品，该工艺流程如图2所示。‎ ‎①Fe2(SO4)3吸收SO2的化学方程式是：Fe2(SO4)3＋2__________＋SO2=== 2FeSO4＋2H2SO4。‎ ‎②该流程中可循环利用的物质是__________________。‎ 专题三　工艺流程 例1　(1)化合　(2)过滤　漏斗、玻璃棒、烧杯 ‎ ‎(3)MnSO4＋2NaHCO3=== Na2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O　Mn(OH)2　(4)BaCl2 ‎ ‎(5)MnCO3的分解温度为100 ℃，为防止MnCO3高温分解，影响高纯MnCO3的纯度 例2　(1)Cu2＋、Cl－　(2)SO3＋H2O=== H2SO4　(3)过滤　NaCl　(4)能够除去可溶性杂质　可以除去水，防止在后续步骤中CuCl变质　(5)99.5‎ ‎【解析】(5)160 g CuSO4中铜元素质量为160 g××100%＝64 g，反应过程中硫酸铜的铜元素完全转化到了氯化亚铜中，因此足量NaCl经上述制备流程，可生成的CuCl最多为64 g÷(×100%)＝99.5 g。‎ 例3　(1)增大反应物接触面积，加快反应速率 ‎(2)硫酸铝、硫酸亚铁[或Al2(SO4)3、FeSO4]‎ ‎(3)溶液由无色变成蓝色 ‎(4)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑‎ ‎(5)节约金属资源(或减少对环境的污染等)‎ 例4　(1)铜绿　漏斗　(2)CuSO4(或FeSO4，或H2SO4)‎ Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O ‎(3)Ⅱ　O2　2H2O　蒸发 ‎【解析】(2)分析溶液A中的溶质应注意利用题给信息，首先铜屑表面的铜绿及生锈的铁屑会与稀硫酸发生反应，分别生成CuSO4和Fe2(SO4)3，再根据题给信息Cu＋Fe2(SO4)3=== 2FeSO4＋CuSO4可以判断其中不含Fe2(SO4)3，同时还应注意稀硫酸是过量的。(3)方法Ⅱ中通入空气说明氧气参与反应，再根据质量守恒定律可知有水生成。‎ 例5　(1)2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O　(2)过滤 ‎(3)置换反应　(4)氢氧化钠　氧化钙 ‎【解析】(3)氧化钙和水反应的属于化合反应，碳酸钙高温分解的反应属于分解反应，碳酸钠和氢氧化钙的反应属于复分解反应，所以化学工艺流程中没有涉及到的基本反应类型是置换反应。(4)根据箭头的方向确定可逆线，由此推出可循环利用的物质是氢氧化钠和氧化钙。‎ 例6　(1)硼酸溶液 ‎(2)MgCl2＋2NaOH=== 2NaCl＋Mg(OH)2↓　完全除去氯化钙 ‎(3)过滤　(4)防止液体受热不均匀，造成液滴飞溅 例7　(1)Ca(OH)2＋SO2=== CaSO3＋H2O ‎ ‎(2)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑‎ Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O ‎ ‎(3)降温结晶　作保护气，防止FeSO4被空气中氧气氧化，提高转化率(合理即可)‎ ‎(4)方便对垃圾进行无害化处理(或有利于保护环境等) ‎ 例8　(1)SO2＋H2O=== H2SO3　酸雨　(2)CaSO3‎ ‎(3)2CaSO3＋O2=== 2CaSO4 　(4)①H2O　②H2SO4和FeSO4‎ 专题三　工艺流程 类型一　物质制备 ‎1．(2017安顺)某种矿石由氧化镁、氧化铁、氧化铜和二氧化硅组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图所示(已知：二氧化硅不溶于水也不与稀盐酸反应)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)溶液A中共含有__________种阳离子；写出矿石中的任意一种金属氧化物与稀盐酸反应的化学方程式：______________________________(只写一个)。‎ ‎(2)在溶液A中加入熟石灰调节溶液的pH，可以使溶液中的金属阳离子逐步转化为沉淀。该实验条件下，使金属阳离子沉淀的相关pH数据见下表。为保证产品纯度、减少产品损失，并便于操作，所得溶液B的pH的取值范围为____________________。‎ 氢氧化物 Fe(OH)3‎ Cu(OH)2‎ Mg(OH)2 ‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎4.2‎ ‎8.6 ‎ 完全沉淀的pH ‎3.2 ‎ ‎6.7 ‎ ‎11.1‎ ‎(3)写出溶液B中加入熟石灰发生的化学反应方程式：___________________________。‎ ‎2．(2017无锡)硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化学品，用某种石英砂矿石(主要成分是SiO2，还含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠(Na2SiO3)的流程如下：‎ 资料：SiO2既不溶于水，也不与盐酸反应。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)“研磨”的目的是__________________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎(2)检验“洗涤a”已洗净的方法是__________________________________________。‎ ‎(3)“酸浸”的化学方程式为_______________________________________。　　　　　　‎ ‎(4)“碱浸”的化学方程式为____________________________________。　　　　　　‎ ‎(5)“操作a”包含蒸发浓缩、________________、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。‎ ‎3．(2016广州)保险粉(化学式为Na2S2O4)在工农业生产中有广泛的用途。Na2S2O4在碱性溶液中稳定。在中性和酸性溶液中极不稳定。在NaCl存在下，Na2S2O4在水中溶解度显著下降。制备流程如图：‎ ‎(1)反应Ⅰ的原理为：Zn＋2SO2=== ZnS2O4，该反应类型为______________。‎ ‎(2)反应Ⅱ为复分解反应，该反应的化学方程式为_________________________________。‎ ‎(3)操作a的名称为__________。‎ ‎(4)滤液中含有Na2S2O4，为使Na2S2O4结晶析出还需要加入少量NaOH的原因是__________________________，加入NaCl的原因是____________________________。‎ ‎(5)198 g Zn(OH)2理论上能得到Zn的质量为__________g。‎ ‎4．(2017宜昌改编)侯德榜是我国著名的化学家，为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献，他发明的侯氏制碱法大大提高了原料的利用率，其工业流程大致如图：‎ ‎(1)上述流程中，用到的原料有空气、焦炭、水、二氧化碳、______________等。‎ ‎(2)上述流程中，已知步骤②发生的是化合反应，步骤⑤发生的是分解反应，则步骤②、⑤发生反应的化学方程式分别是：②___________________，⑤_____________________。‎ ‎(3)上述流程中，可循环利用的物质是________________。‎ ‎(4)上述流程中，较关键的一步是在加压条件下不断向饱和的氨盐水(含氯化钠和氨水)中通入CO2，析出NaHCO3，该流程需要加压条件的原因是__________________________。‎ ‎5．(2016苏州)某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO，其余成分既不与酸反应，也不溶解于水)的方案，实现废物综合利用。部分实验流程如下：‎ 请根据上述实验流程回答下列问题：‎ ‎(1)操作1的名称是__________。‎ ‎(2)在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸，主要成分发生反应的化学方程式为________________________________，__________________________________。‎ ‎(3)加过量铁粉后，发生反应的基本反应类型是______________，得到滤渣1的成分为__________(填化学式)。‎ ‎(4)在实验过程中，双氧水会与Fe2＋反应生成Fe3＋和水，以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去；高锰酸钾溶液也能将Fe2＋氧化成Fe3＋，选用双氧水的优点是________________________。‎ ‎6．炼铁产生的废渣中含有大量CuS及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如下：‎ ‎(1)操作1：粉碎。粉碎的目的是______________________________。‎ ‎(2)操作2：焙烧。高温条件下，通入空气，CuS和NaCl反应生成了CuCl2和Na2SO4，化学方程式为______________________________。‎ ‎(3)操作3：__________(填操作名称)。‎ ‎(4)流程图中能循环利用的物质是__________。‎ ‎7．(2017烟台改编)十三五期间，烟台将建设大型海水淡化厂。绿色生态、综合利用海洋资源将是设计的重点。如图是某设计院设计的综合利用海水的流程图。据图回答问题：‎ ‎(1)反渗透膜法与滤纸过滤法在原理上都是利用混合体系中各物质的____________ __________ 不同进行分离的方法。‎ ‎(2)过程③是氨碱法制纯碱的一个流程，需要向饱和食盐水中先后加入NH3和CO2，产物除NaHCO3外，还有一种氮肥，写出该反应的化学方程式：_______________________。‎ ‎(3)过程④采用蒸发结晶的方法，而不采用冷却热饱和溶液方法，原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)如果要充分利用海边贝壳资源，过程⑤生成氢氧化镁的化学方程式是__________________________________________________。‎ ‎(5)浓海水中Mg2＋、SO、Ca2＋可用离子交换膜直接除去，若用化学沉淀法依次除去Mg2＋、SO、Ca2＋，需要的三种离子分别是________________________________(写离子符号)。‎ ‎(6)离子交换膜是对特定离子的选择性透过膜，可以使带特定电量的离子透过。过程②中“某种离子交换膜”选择透过的离子特点是________________________________________。‎ 类型二　分离提纯 ‎8．(2017长沙改编)为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水)的氯化钾提纯，并制得纯净的氯化钾溶液，某同学设计的实验流程如下：‎ 请根据以上流程图中的信息。回答下列问题：‎ ‎(1)步骤①中除去碳酸氢铵的方法是_________________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎(2)步骤③中加入过量氯化钡的目的是_____________________(用化学方程式表示)。‎ ‎(3)步骤④中加过量碳酸钾溶液的目的是___________________________________。‎ ‎(4)此设计方案是否严谨？并说明理由__________________________________。‎ 若不严谨，如何改进？________________________________________。　　　　　　‎ ‎(5)若要得到KCl晶体，可采用蒸发结晶的方法，蒸发过程中除用到酒精灯、蒸发皿外，还要用到的一种玻璃仪器是__________，其作用是______________________________。‎ ‎9．(2016内江)为了除去铜粉中混有的铁粉，并用提纯的铜粉制取胆矾(CuSO4·5H2O)。某课外活动小组的同学按如下流程进行实验(反应中部分生成物已略去)。‎ 已知：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。回答下列有关问题：‎ ‎(1)操作a的名称是__________；除去铜粉中的铁粉，最简便的实验方法是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)FeCl2溶液中通入Cl2发生化合反应，写出该反应的化学方程式____________。‎ ‎(3)由Cu制CuSO4溶液的途径Ⅱ中，若不通入O2，反应将不会发生，原因是________________________________________。途径Ⅱ与途径Ⅰ相比较，其显著的优点是____________________________(回答一点即可)。‎ ‎(4)FeCl3溶液可腐蚀铜以制作印刷线路板，反应只生成两种常见的盐，则该反应的化学方程式为____________________________。‎ 类型三　环保相关 ‎10．某沿海工业区排放的污水中含有少量的Fe2＋、Na＋、Ca2＋、Cu2＋、Cl－，为了达到零污染的目标，将污水进行如下工业流程处理：‎ ‎(1)步骤Ⅰ的操作名称是________________，在实验室进行该操作所需玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有__________________；写出步骤Ⅰ中的化学反应方程式：_____________ _________________________________。‎ ‎(2)滤渣Ⅰ所含的物质是__________________(填化学式)。‎ ‎(3)加入过量NaOH溶液的目的是_________________________________________。　　　　　　　　　　　‎ ‎(4)在滤液Ⅲ中加入盐酸使得到的溶液呈中性，要使用____________来测定溶液的酸碱度，确保盐酸不过量。‎ ‎11．某研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”，实验中，先一次性分别在相应装置中加入水和铁，然后连续通入CO2、SO2和O2混合气体，反应液多次循环，但过量的铁仍在反应装置中与循环进入的反应液不断反应，经过多次循环以后，导出的反应液可用于制备FeSO4·7H2O。‎ ‎(1)吸收装置的温度不宜过高，原因是__________________________；该装置中总反应的化学方程式为______________________________。‎ ‎(2)反应装置的温度控制在40 ℃左右，其中的反应化学方程式为_______________，此时欲加快该反应速率可采取的措施有____________________(写出一种即可)。‎ ‎(3)实验中，对第一次循环中反应液的pH在A、B、D三点进行跟踪监测，A、B、D三点pH由小到大的次序为__________，若忽略循环中的热量散失，C、D两点中温度高的是__________点。‎ ‎(4)经过多次循环以后导出反应液，经过______________、______________、洗净晶体和干燥即可制得FeSO4·7H2O。‎ ‎(5)上述流程中存在两个可改进处，一是______________________________，二是可利用尾气1和尾气2在一定条件下催化合成甲醇CH4O(同时有H2O生成)，该反应的化学方程式为______________________________________________________。‎ 专题三　工艺流程 ‎1．(1)4　MgO＋2HCl=== MgCl2＋H2O ‎(或Fe2O3＋6HCl=== 2FeCl3＋3H2O；或CuO＋2HCl=== CuCl2＋H2O)　(2)6.7～8.6(或6.7