广东中考化学专题复习资料专题三工艺流程.pdf

1 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)，化学反响原理(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根本知识及别离、提纯物质的根本技能外，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)和核心化学反响(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：反响物是什么；发生了什么反响；图中有没有物质没有写上去或是省略了；该反响造成了什么后果，对制造产品有什么作用。(2)要判断所加的试剂，可以从参加试剂的目的、反响的产物入手进行分析。(3)推断流程图中某一步中的物质，从上一步操作中反响物可能发生的反响入手进行分析，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响的化学方程式：根据所学知识判断其可能发生的反响，然后写出反响物、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(即反响物)，出去的是生成物(包括主产物和副产物)；假设从信息中找出的反响物和生成物不满足质量守恒定律，可以在反响物或生成物中加上水，然后进行配平，还应注意反响条件的有关信息；假设在空气中煅烧或通入空气那么还需考虑空气中的氧气是否参与反响。2 3混合物别离、提纯的操作及所需仪器的判断(1)固体和液体混合物的别离：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：蒸发结晶(具体操作见粗盐的提纯)。降温结晶，操作过程为蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤枯燥。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：假设流程图中的原料在生产中以副产物的形式产生，那么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：能否到达实验目的，杂质是否完全除去、是否引入新的杂质等。(2)平安性和简便性：尽量选用较温和的反响条件，防止高温、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：充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的条件下进行反响，以减少废物向环境排放；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；生产出有利于环境保护、社区平安和人体健康的环境友好的产品。3 类型一 物质制备(实验室模拟、工业生产等)(2021、2021、2021、2021 考)例 1(2021 南通)实验室以 MnO2为原料制备少量高纯 MnCO3的流程如下：反响的化学方程式：MnO2SO2=MnSO4；MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水，MnCO3在 100 时开始分解。(1)反响属于根本反响类型中的_反响。(2)流程中“操作的名称为_，所需要的主要玻璃仪器有_。(3)反响的化学方程式为_。反响需控制溶液的酸碱性，假设碱性过强，MnCO3粗产品中将混有_(填化学式)。(4)验证 MnCO3粗产品外表附着有 Na2SO4杂质：取样品少许，向其中参加水，搅拌、过滤，向滤液中参加适量的_(填化学式)溶液，有白色沉淀产生。(5)为获得高纯 MnCO3，需选择“低温枯燥的原因是_。例 2(2021 广州)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金、电镀、医药等行业。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、SO24外，还存在较多的离子是_(写离子符号)。(2)“反响中发生的化学变化是 2CuCl2Na2SO3=2CuCl2NaClSO3，产生的SO3迅速与水化合生成一种酸，该反响的化学方程式为_。(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_。4 例 3(2021 陕西改编)我国每年报废的 超过 1 亿部。废旧 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：CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O；不考虑金、银发生类似反响。(1)将电路板粉碎成粉末的目的是_。(2)步骤所得滤液中的溶质除硫酸外，还有_。(3)步骤中的实验现象：固体局部溶解，_。(4)步骤中反响的化学方程式是_。(5)对废旧 中的金属加以回收的意义是_(写一条)。例 4(2021 广东)现有工厂丢弃的废铜屑(铜屑外表呈绿色，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。：CuFe2(SO4)3=2FeSO4CuSO4。请答复：(1)铜屑外表呈绿色的物质的化学式是 Cu2(OH)2CO3，俗称_；操作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)；铁锈与稀硫酸反响的化学方程式为_。(3)两种方法比拟，符合绿色化学要求的是方法_；方法的化学反响方程式为：2Cu2H2SO4_=2CuSO4_；操作的实验步骤为：_、降温结晶。5 类型二 别离提纯 (2021、2021、2021 考)例 5(2021 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别离出来并加以利用如可利用 NaOH 溶液来“捕捉CO2，其过程如下图(局部条件及物质未标出)。请根据有关信息答复以下问题：(1)用 NaOH 溶液“捕捉CO2的化学方程式是_。(2)“反响别离环节中，别离物质所采用的根本操作是_。(3)此化学工艺流程中没有涉及到的根本反响类型是_。(4)整个过程中，可以循环利用的物质是_和_。例 6(2021 兰州改编)粗盐中 MgCl2、CaCl2等杂质，提纯粗盐的工艺流程如下图：答复以下问题：(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)步骤中发生反响的化学方程式为_，步骤参加过量的碳酸钠溶液的作用是_。(3)操作 a 的名称是_。(4)步骤中，要用玻璃棒不断搅拌，其目的是_。6 类型三 环保相关(2021、2021、2021 考)例 7(2021 广东)某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的局部流程如以下图：资料 1:垃级燃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。答复以下问题：(1)石灰浆吸收 SO2(性质与 CO2相似)的化学反响方程式为_。(2)溶解步骤中同时发生的三个化学反响方程式为：FeFe2(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 2021 版课时作业 P50第 10 题与该题根本一样。7 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(CaSO42H2O)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，该反响的化学方程式为_，假设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，参加 CaCO3的目的是_。(3)设备 3 中反响的化学方程式是_。(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。Fe2(SO4)3吸收 SO2的化学方程式是：Fe2(SO4)32_SO2=2FeSO42H2SO4。该流程中可循环利用的物质是_。8 专题三 工艺流程 例 1(1)化合(2)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯 (3)MnSO42NaHCO3=Na2SO4MnCO3CO2H2O 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)SO3H2O=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 g64160100%64 g，反响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(6499.5100%)99.5 g。例 3(1)增大反响物接触面积，加快反响速率(2)硫酸铝、硫酸亚铁或 Al2(SO4)3、FeSO4(3)溶液由无色变成蓝色(4)FeH2SO4=FeSO4H2(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)Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O(3)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，首先铜屑外表的铜绿及生锈的铁屑会与稀硫酸发生反响，分别生成 CuSO4和 Fe2(SO4)3，再根据题给信息 CuFe2(SO4)3=2FeSO4CuSO4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)方法中通入空气说明氧气参与反响，再根据质量守恒定律可知有水生成。例 5(1)2NaOHCO2=Na2CO3H2O(2)过滤(3)置换反响(4)氢氧化钠 氧化钙【解析】(3)氧化钙和水反响的属于化合反响，碳酸钙高温分解的反响属于分解反响，碳酸钠和氢氧化钙的反响属于复分解反响，所以化学工艺流程中没有涉及到的根本反响类型是置换反响。(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)MgCl22NaOH=2NaClMg(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)2SO2=CaSO3H2O (2)FeH2SO4=FeSO4H2 9 Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O (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)SO2H2O=H2SO3 酸雨(2)CaSO3(3)2CaSO3O2=2CaSO4 (4)H2O H2SO4和 FeSO4 1 0 专题三 工艺流程 类型一 物质制备 1(2021 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下图(：二氧化硅不溶于水也不与稀盐酸反响)。请答复以下问题：(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响的化学方程式：_(只写一个)。(2)在溶液A中参加熟石灰调节溶液的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 中参加熟石灰发生的化学反响方程式：_。2(2021 无锡)硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先开展的精细化学品，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，也不与盐酸反响。请答复以下问题：(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、枯燥等一系列操作。1 1 3(2021 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)反响的原理为：Zn2SO2=ZnS2O4，该反响类型为_。(2)反响为复分解反响，该反响的化学方程式为_。(3)操作 a 的名称为_。(4)滤液中含有 Na2S2O4，为使 Na2S2O4结晶析出还需要参加少量 NaOH 的原因是_，参加 NaCl 的原因是_。(5)198 g Zn(OH)2理论上能得到 Zn 的质量为_g。4(2021 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开展作出了杰出的奉献，他创造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，步骤发生的是化合反响，步骤发生的是分解反响，那么步骤、发生反响的化学方程式分别是：_，_。(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_。1 2 5(2021 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响，也不溶解于水)的方案，实现废物综合利用。局部实验流程如下：请根据上述实验流程答复以下问题：(1)操作 1 的名称是_。(2)在 氧 化 铜 锌 矿 中 参 加 过 量 稀 硫 酸，主 要 成 分 发 生 反 响 的 化 学 方 程 式 为_，_。(3)加过量铁粉后，发生反响的根本反响类型是_，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反响生成 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 反响生成了 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_。1 3 7(2021 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。据图答复以下问题：(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_ _ 不同进行别离的方法。(2)过程是氨碱法制纯碱的一个流程，需要向饱和食盐水中先后参加 NH3和 CO2，产物除 NaHCO3外，还有一种氮肥，写出该反响的化学方程式：_。(3)过 程 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 生 成 氢 氧 化 镁 的 化 学 方 程 式 是_。(5)浓海水中 Mg2、SO24、Ca2可用离子交换膜直接除去，假设用化学沉淀法依次除去Mg2、SO24、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。过程中“某种离子交换膜选择透过的离子特点是_。1 4 类型二 别离提纯 8(2021 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，并制得纯洁的氯化钾溶液，某同学设计的实验流程如下：请根据以上流程图中的信息。答复以下问题：(1)步骤中除去碳酸氢铵的方法是_。(2)步骤中参加过量氯化钡的目的是_(用化学方程式表示)。(3)步骤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_。假设不严谨，如何改良？_。(5)假设要得到 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(2021 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(CuSO45H2O)。某课外活动小组的同学按如下流程进行实验(反响中局部生成物已略去)。：Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O。答复以下有关问题：(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发生化合反响，写出该反响的化学方程式_。(3)由 Cu 制 CuSO4溶液的途径中，假设不通入 O2，反响将不会发生，原因是_。途径与途径相比拟，其显著的优点是_(答复一点即可)。(4)FeCl3溶液可腐蚀铜以制作印刷线路板，反响只生成两种常见的盐，那么该反响的化学方程式为_。1 5 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，为了到达零污染的目标，将污水进行如下工业流程处理：(1)步骤的操作名称是_，在实验室进行该操作所需玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有_；写出步骤中的化学反响方程式：_ _。(2)滤渣所含的物质是_(填化学式)。(3)参加过量 NaOH 溶液的目的是_。(4)在滤液中参加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某研究人员按如下图流程进行“燃煤烟气的脱硫研究，实验中，先一次性分别在相应装置中参加水和铁，然后连续通入 CO2、SO2和 O2混合气体，反响液屡次循环，但过量的铁仍在反响装置中与循环进入的反响液不断反响，经过屡次循环以后，导出的反响液可用于制备 FeSO47H2O。(1)吸收装置的温度不宜过高，原因是_；该装置中总反响的化学方程式为_。(2)反响装置的温度控制在 40 左右，其中的反响化学方程式为_，此时欲加快该反响速率可采取的措施有_(写出一种即可)。(3)实验中，对第一次循环中反响液的 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_，假设忽略循环中的热量散失，C、D 两点中温度高的是_点。(4)经过屡次循环以后导出反响液，经过_、_、洗净晶体和枯燥即可制得 FeSO47H2O。(5)上述流程中存在两个可改良处，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)，该反响的化学方程式为_。1 6 专题三 工艺流程 1(1)4 MgO2HCl=MgCl2H2O(或 Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；或 CuO2HCl=CuCl2H2O)(2)6.78.6(或6.7pH8.6)(3)MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 2(1)使溶解或者反响更快更彻底(2)取过滤得到的清液滴入氯化钡溶液，无明显现象(3)CuO2HCl=CuCl2H2O(4)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O (5)降温结晶 3(1)化合反响(2)ZnS2O42NaOH=Zn(OH)2Na2S2O4(3)过滤(4)可调节溶液为碱性，使 Na2S2O4结晶稳定存在 氯化钠的存在使 Na2S2O4的溶解度降低，更易结晶析出，提高产率(5)130【解析】(5)由质量守恒定律可知反响前后锌元素的质量不变，198 g Zn(OH)2理论上能得到 Zn 的质量为 198 g65651612100%130 g。4(1)氯化钠(2)N23H2=催化剂高温、高压 2NH3 2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2(3)二氧化碳、水(4)增大二氧化碳在水中的溶解度 5(1)过滤(2)ZnOH2SO4=ZnSO4H2O CuOH2SO4=CuSO4H2O(3)置换反响 Fe、Cu(4)不引入较难除去的杂质 6(1)增大反响物的接触面积(2)CuS2NaCl2O2=高温 CuCl2Na2SO4(3)过滤(4)NaCl(或氯化钠)7(1)颗粒大小(2)NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl(3)氯化钠的溶解度受温度的影响较小(4)MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2 或 MgSO4Ca(OH)2=CaSO4Mg(OH)2(5)OH、Ba2、CO23(6)带有一个单位电荷的离子 8(1)加热(2)K2SO4BaCl2=BaSO42KCl 1 7 (3)除去氯化钙和过量的氯化钡(4)不严谨；反响后剩余的碳酸钾没有除去 在滤液中参加过量的盐酸(5)玻璃棒 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅 9(1)过滤 用磁铁吸引(2)2FeCl2Cl2=2FeCl3(3)在金属活动顺序中，铜是位于氢之后的，与稀硫酸不反响 不会产生污染空气的二氧化硫气体(4)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2 10(1)过滤 烧杯 FeCuCl2=CuFeCl2(2)Fe 和 Cu(3)完全除去 Fe2(4)pH 试纸 11(1)温度过高，气体的溶解度下降，不利于反响的进行 2SO22H2OO2=2H2SO4(2)FeH2SO4=FeSO4H2 搅拌(或采用更细的铁粉)(3)BDA D(4)冷却结晶 过滤(5)废热利用 CO23H2=催化剂 CH4OH2O 【解析】(1)温度过高，气体的溶解度下降，不利于反响的进行，因此吸收装置的温度不宜过高。(3)A 点是纯水，因此 pH7，B 点是硫酸溶液，因此 pH7，D 点可能存在未完全反响的硫酸，因此 pH 会增大，但仍然7，因此 A、B、D 三点 pH 由小到大的次序为 BDA；D点是铁和硫酸反响的溶液，反响放热，因此温度会升高，即 D 点的温度高于 C 点。(5)由于反响放热，因此可以进行废热回收利用。