化学工艺流程题归纳题型解法及解析.docx
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化学工艺流程题归纳题型解法及解析
化学工艺流程题
【归纳题型解法】
类型一海水资源利用类
【方法技巧】以海水资源为情境命制的题目主要有制备工艺流程和提纯工艺流程两类，如利用海水资源和辅助原料制取新的产品和从海水中晒制的粗盐的提纯，这两类题目主要考查化学反应方程式的书写、实验基本操作、物质分离与提纯等。
要想突破此类题目要掌握以下几点：
（1）书写化学反应方程式要注意“四步”：
①反应物和生成物的化学式要正确书写。
②要遵循质量守恒定律。
③要注意写反应条件，如加热、加压或催化剂等。
④注意标准沉淀符号或气体符号。
（2）注意“两操作”：
①过滤操作的所用仪器与物品：
漏斗、滤纸、烧杯和玻璃棒；过滤时的注意事项：
“三靠、二低、一贴”。
②蒸发操作所用的仪器：
蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（带铁圈）；其中玻璃棒的作用是加热时搅拌，防止受热不均匀造成液滴飞溅；当出现较多量固体时停止加热。
（3）注意“两方法”：
①物理方法主要有过滤法、结晶法、蒸馏法和吸附法等，对于结晶法主要有蒸发结晶（适用于溶解度受温度影响不大的物质，如氯化钠中含有少量硝酸钾时提纯氯化钠用蒸发结晶法）、降温结晶（冷却热饱和溶液，适用于溶解度随温度降低而明显减小的物质，如硝酸钾中含有少量氯化钠时提纯硝酸钾可用降温结晶法）、升温结晶（适用于溶解度随温度升高而减小的物质，如从石灰水中分离出氢氧化钙）。
②化学方法主要有化气法、沉淀法、置换法、溶解法、加热法等。
（4）要清楚制备目的，关注好流程的主线、框内物质的成分、核心反应及箭头的指向（反箭头一般指的物质是可以循环再用），就能很好的完成该类题目。
【典例1】（改编）广东省拥有丰富的海洋资源，开发利用这些宝贵的资源有力地促进了经济的发展。
（1）从海水中提取出的粗盐中除了NaCl外，还含有泥沙等杂质．请完善下列实验室中除去泥沙等杂质的实验步骤，并回答相关问题：
（如图1）其中操作1的名称是 ；在过滤操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 （填仪器名称）；在加热蒸发过程中，当蒸发皿中 时，停止加热。
（2）上述除去泥沙后的澄清滤液中，还含有Ca2+、Mg2+等阳离子．要想知道该滤液是硬水还是软水，可加入 进行检验。
（3）海水提取出粗盐后的母液中，还含有较多的氯化镁，用氯化镁可制得金属镁。
工业上从母液中提取氯化镁的过程如图2：
反应1的基本反应类型是 ；物质X是 （填名称）。
类型二合成氨类
【方法技巧】该类题目是利用空气资源（主要是氮气）和制得的氢气联合制氨气的工艺，因此该类题目一般考查从空气中氮气的分离、气体的干燥和除杂和根据题给信息书写化学反应方程式等，主要从以下几点进行突破：
（1）分离气体的方法：
一般是根据气体的沸点不同进行分离，如液态氮的沸点比液态氧低，采用低温蒸发的方法分离出来液态氮。
（2）气体的除杂：
一般是根据气体的性质不同进行除杂，要注意除杂所用的试剂尽量不能是气体，因为气体之间很容易混在一起，故要选液体或固体试剂。
如①除去N2和H2中的水蒸气可通过装浓硫酸的洗气瓶，也可以通过盛碱石灰的干燥管。
②除去N2和H2中的水蒸气可通过盛碱石灰的干燥管。
（3）根据新信息书写化学方程式的关键：
①读懂所给信息，提取反应物和生成物的有用信息。
②书写化学方程式时要注意反应的条件、气体符号、沉淀符号和方程式的配平。
（4）关注“箭头”、“方框内物质”、“核心反应”、“副产品”、“循环再用物质”等。
【典例2】（原创）合成氨指由氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中合成外，绝大部分是合成氨，这人类科学技术上的一项重大突破，以下是利用天然气、水和空气为原料合成氨的流程：
高温
高温
（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS．一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：
。
（2）天然气和水蒸气制取氢气的反应原理如下：
①CH4==C+2H2；②H2O+C==CO+H2，其中反应①中碳元素的化合价变化情况是变成。
反应②属于基本反应类型。
（3）通过空气获得N2的过程属于变化。
（4）步骤Ⅵ经冷却得到的气体是没有完全反应的N2和H2，液体是液氨，由此可见，氨气、氮气、氢气沸点最高的是；已知同温同压下，相同数目的气体分子具有相同的气体体积，若要让氢气和氮气恰好完全反应，则需要氢气和氮气的体积比为。
类型三利用矿产资源合成类
【方法技巧】这类型的题目一般首先矿产例如石灰石、铁矿石等作为原料制取物质，此类题主要分为以下几步：
（1）原料处理主要包括以下几种方法：
①溶解时：
粉碎固体的目的；溶解试剂（蒸馏水溶、酸溶、碱溶等），仪器选择（如过滤所需要的仪器等）。
③高温煅烧：
如碳酸钙分解；煅烧高岭土改变其结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解，便于后面步骤的除去。
（2）分离提纯主要包括以下几种方法：
①氧化除杂：
如用氧化剂将Fe2+氧化成Fe3+，。
②调节pH除杂：
控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
③试剂除杂：
加试剂直接反应除去杂质。
（3）最后制取产品的处理主要包括以下几种方法：
①洗涤：
洗涤剂选择（如冰水、乙醇洗等）；目的是洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的损耗；晶体表面洗净检验方法（实质上检验晶体表面一些可溶性杂质离子，要注意强调取最后一次洗涤液少许于试管中）。
②结晶方法：
a.蒸发结晶：
一般适用于单一溶质且该物质热稳定性较好（不会热分解）的结晶析出，如从食盐水中得到氯化钠晶体。
b.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤：
目的主要是让溶解度随温度变化大的溶质析出，多用于结晶水合、不稳定的盐类（如铵盐、硝酸盐）的结晶析出。
这种题往往是用图像表示溶解度与温度关系。
c.蒸发结晶、趁热过滤：
目的是让溶解度随温度变化小的溶质析出，防止某物质降温时会析出，如除去氯化钠溶液中硝酸钾。
趁热过滤需用到热滤漏斗或用热毛巾捂住普通漏斗外壁，以防因温度下降而析出杂质。
d.重结晶：
提高产品的纯度。
【典例3】（2013·湛江）牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备，甲同学设计了一种实验流程：
（1）过滤时玻璃棒的作用是，过滤后发现滤液浑浊，应。
（2）写出步骤②的化学方程式。
该反应是（填“放热”或“吸热”）反应。
乙同学设计了一种实验流程方案如下：
（3）请你写出乙同学实验方案的一个优点：
。
【典例4】硫铁矿烧渣（主要成分是Fe2O3及不溶性杂质）是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。
利用硫铁矿烧渣制备硫酸亚铁的实验流程如下：
（1）写出还原剂（C）还原硫铁矿烧渣的化学反应方程式：
，
（2）A溶液中的主要溶质是（写名称），
（3）实验室过滤操作中除用到漏斗外还要用到的玻璃仪器是，
（A）量筒（B）烧杯（C）表面皿（D）玻璃棒（4）操作4的名称是。
类型四能源转化类
【方法技巧】该类型的工业流程图，一般以化石燃料为资源背景，如煤由于含有碳元素，因此也是合成有机化合物的重要材料之一，故该类型题目涉及的知识面较广，但是一般会提供比较多信息或问题的落点比较低，只要掌握以上几种流程图的解题思路，也会迎刃而解。
【典例5】（2011·佛山）煤是社会生产、生活中最重要的能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，使煤变成清洁能源。
煤气化和液化流程示意图如下：
（1）第①步操作发生的是（填“物理”或“化学”）变化。
（2）第②步是精炼煤与水蒸气的反应，化学方程式为。
（3）第③步反应的基本类型属于。
（4）含硫化合物洗液经过提炼后，可用来制硫酸，过程是：
含硫化合物氧化得到SO2，SO2进一步氧化得到X，X与水反应得到H2SO4，则X的化学式为。
（5）从“绿色化学”的角度分析，“煤的汽化和煤的液化”生产流程的优点。
类型五回收利用类试题
【方法技巧】回收利用（废液、废渣）类流程题主要是突出绿色化学的理念，变废为宝，主要考查的知识点是酸、碱、盐内容，因此首先要掌握好常见金属（重点是铁）、酸、碱、盐的化学性质和常见盐的溶解性，记住初中化学常见的一些沉淀，如BaSO4、BaCO3是白色沉淀等，再者要记住金属活动性顺序表中氢后面的金属不与稀酸反应；其次要掌握好复分解反应、置换反应（铁单质与硫酸铜溶液生成亚铁盐的反应是考查的重点）、化合反应、分解反应等四大基本反应类型；最后掌握过滤（过滤时所用的仪器、玻璃棒的作用是考查的重点）、结晶（蒸发结晶和降温结晶的区别）等实验基本操作。
【典例6】（2014·呼和浩特）有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁、少量硫酸铜和污泥。
某同学设计了一个既经济又合理的实验方案，制备硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）并回收铜。
方案流程如下：
【查阅资料】FeSO4·7H2O受热易分解。
回答下列问题：
（1）步骤①中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和____________。
（2）步骤②中需加入的物质是___________，目的是_________________________。
（3）步骤③中发生反应的化学方程式是_____________________________。
（4）步骤④的操作是蒸发浓缩、____________、过滤。
类型六信息给予类
【方法技巧】虽然近年中考工业流程题设置的情境新颖，但万变不离，对于此类题要注意以下几点：
（1）信息给予类试题的特点。
①该类试题一般由“新信息”和“问题”两个部分组成。
②所给的信息对大部分学生而言是陌生的，而且信息可以以文字、图表、装置等形式呈现，信息的内容可以是物质的组成或结构、化学式、有关物质的性质、用途或使用注意事项，可以是有关反应的现象、化学方程式等。
③此类题具有“高起点、低落点”的特点，即题目看来很新颖、要求很高，但解决问题用到的知识往往却很基础。
④有些试题往往会呈现一些无用的或具有干扰作用的信息，而有些题目给出的信息往往是隐蔽的（这类试题相对会难些，中考虽然出现过，但出现频率不高）；
（2）解此类题的步骤。
①阅读题目，明确解题要求；②认真审题，根据答题要求，获取有用信息；③把新信息和已有知识进行整合、提炼，形成新知识；④按要求作答，并加以检验（验证）。
其中关键步骤是根据题目要求获取新信息、把新信息和已有知识进行整合。
下面以近年中考典型试题来加以说明。
【典例】（原创）以含硫铁矿石为原料生产硫酸的工艺流程图如下，请回答下列问题：
（1）含硫铁矿石进入沸腾炉燃烧前，需将其粉碎，其目的是：
。
（2）从沸腾炉出来的气体，含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷硒化合物和矿尘等，在进入接触室之前，需对气体进行净化处理，主要有除尘（除去矿尘）、洗涤（除去砷、硒化合物）、干燥（除去水蒸气）等过程，除尘过程发生的是（填“物理变化”或“化学变化”）。
（3）在接触室，在400-500℃，在五氧化二钒的催化作用下，二氧化硫被氧气氧化成三氧化硫。
请写出此反应方程式：
。
（4）在吸收塔内，三氧化硫被浓硫酸中的水吸收，得到%的浓硫酸（又叫“发烟硫酸”），可以被稀释成各种浓度的稀硫酸进行使用。
这里发生反应的基本反应类型为。
（5）整个流程可以循环使用的物质是。
（6）尾气中含有二氧化硫，如果直接排放到空气中会造成环境污染，必须对尾气进行回收、净化处理。
下列溶液用来处理尾气的效果最好的是（填字母）。
A.稀硫酸B.氯化钡C.硝酸钠D.氨水
专题提升训练类型一海水资源利用类
1.（2014·泰安）海洋是人类宝贵的自然资源，海水“制碱”体现了化学科学在改造物质中的智慧。
下图是某厂生产纯碱的工艺流程图：
请完成下列问题：
（1）该厂最终产品有（填物质名称）。
（2）流程Ⅰ中为了除去杂质，加入过量BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液。
下列说法正确的
是（填字母序号）。
A．加入三种溶液的顺序不能调整B．加入三种溶液将粗盐水中的SO42-、Mg2+、Ca2+转化为沉淀
C．按流程Ⅰ所加溶液的顺序除杂，过滤后得到四种沉淀
（3）在流程Ⅱ中，如果加入氨气不是为了生产氯化铵，氨气在制碱过程中作用是。
（4）写出流程Ⅲ中发生反应的化学方程式：
。
2.海水中有大量可以利用的化学资源，例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等．综合利用海水制备金属镁的流程如下图所示：
（1）贝壳主要成分的化学式是。
（2）操作a的名称是，在实验室中进行此项操作，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、。
（3）写出第②步反应的化学方程式：
。
（4）写出第③步反应的化学方程：
。
3.（2013·广东）粗盐中含泥沙、氯化钙、氯化镁等杂质，某同学自制的简易净水器（如图1）中放置物质的顺序错误，使净水效果不理想。
（1）请按由上到下的顺序重新排列________（填字母）。
调整后净化的盐水仍含可溶性杂质，他设计了下面的除杂流程：
（2）如图2中步骤①②都需要进行__________操作，步骤④需要进行操作。
（3）已知试剂X是碱溶液，则沉淀I为_______（写化学式），下列碱溶液不符合要求的是_____（填序号）。
A.氢氧化钠溶液B.氢氧化钡溶液C.氢氧化钾溶液D.氢氧化钙溶液
（4）步骤②除去氯化钙的反应方程式是_______；步骤③中发生中和反应的化学方程式是。
类型二合成氨类
4.）合成氨是人类科学技术上得一项重大突破，
对社会发展与进步做出了巨大贡献。
合成氨的工艺流程图如下：
（1）合成氨需要的氮气来自空气，空气中氮气的体积分数约为。
（2）制取氢气的反应过程为：
C+H2O=CO+H2，CO+H2O=CO2+H2。
上述两个化学方程式中表现氧化性的物质是（填化学式）。
（3）原料中N2、H2中常含有CO2和水蒸气，反应前要净化。
净化的过程是。
（4）写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式：
。
物质
H2
N2
O2
NH3
沸点
-252℃
℃
-183℃
℃
（5）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。
如，控制温度在-183℃时，可将空气中N2与O2分离。
根据下表中物质的沸点判断，要将产物NH3与N2、H2分离开来，最适宜的温度应该控制在℃。
类型三利用矿产资源合成类
5.（2014·苏州）某化工厂用石灰石和废铜屑等设计生产石青、波尔多液的工艺流程如下：
（1）X的化学式为。
（2）反应②中空气的作用是。
（3）石青的化学式为2CuCO3·Cu（OH）2，写出反应③的化学方程式：
。
（4）若反应④中硫酸铜、生石灰和水的化学计量数之比为1：
1：
1，则其化学方程式为。
7.（2014·佛山）过氧化钙（CaO2）难溶于水，常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢放出氧气，广泛应用于渔业等领域。
下图是以大理石（含Al2O3及其他不溶于水也不溶于酸的杂质）等为原料制取CaO2的流程图：
（1）操作a、b、c的名称都是。
（2）操作a的目的是。
（3）从滤液C中可回收的副产品的化学式为。
（4）写出反应①的化学方程式。
（5）反应②的基本反应类型是。
（6）
在该生产过程中，用110kg大理石制得了72kg的过氧化钙。
如果不考虑过程中的损耗，可计算出大理石中CaCO3的质量分数为。
（结果保留一位小数）
8.（2013•佛山）硫酸钙转化为K2SO4和CaCl2•6H2O的工艺流程如下：
（1）吸收过程中发生了化学反应，化学方程式为 。
（2）操作I的名称为 ，沉淀的主要物质为 （填化学式）。
（3）蒸氨过程中涉及的反应类型 （填编号）。
A．复分解反应B．化合反应C．分解反应D．置换反应
（4）操作Ⅲ包含一系列操作：
蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
（5）可循环利用的物质除了NH3外，还有 （填化学式）。
类型四能源转化类
9.（2014•肇庆一模）能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4、CO2等原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。
通常天然气中含有H2S等有毒气体，图为天然气合成氨（NH3）的工艺流程：
（1）合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是。
（2）①处加入Fe2O3•H2O的目的是。
（3）②处CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2，反应的化学方程式是（反应条件略去）。
（4）③处一般加入K2CO3溶液以吸收CO2，K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾（KHCO3），该反应的化学方程式是。
（5）该流程中参与循环的物质是。
类型五回收利用类试题
10.（2014·无锡）FeSO4•7H2O是一种重要的食品和饲料添加剂，某工业废渣主要成分是Fe2O3，还含有CaCO8和SiO2（既不溶于水也不溶于稀硫酸），实验室用此废渣制备FeSO4•7H2O的流程如图1所示：
请根据流程图回答下列问题：
（1）稀硫酸与粉末中的氧化铁反应的化学方程式为 。
（2）操作②所需要的玻璃仪器是：
烧杯、玻璃棒和 。
（3）经测定，滤渣中只含有CaSO4和SiO2，你认为实验室 （填“能”或者“不能”）用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳。
（4）Fe与Fe2（SO4）3反应的化学方程式为 。
（5）硫酸亚铁的溶解度曲线如图2，待结晶完毕后，滤除晶体，用少量冰水洗涤2﹣3次。
用冰水洗涤的目的是：
Ⅰ.除去晶体表面附着的杂质；
Ⅱ. 。
11.（2014•成都）城市生活垃圾的处理是世界性难题，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：
资料1：
垃圾焚烧产生的烟气中含有
等有害气体。
资料2：
+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
回答下列问题：
（1）发电厂是利用垃圾焚烧产生的转变为电能。
（2）吸收步骤中，石灰浆的作用是。
（3）溶解步骤中，产生的H2的化学方程式为。
除此反应外，溶解步骤还能发生两个反应：
①
②
，其中属于化合反应的是（填序号）。
反应前后铁元素的化合价不变的是（填序号）。
（4）将所得硫酸亚铁溶液在氮气环境中加热蒸发浓缩、冷却结晶、（填操作名称），得到硫酸亚铁晶体，其中氮气的作用是。
（5）请你就成都市生活垃圾处理提一条建议：
。
类型六信息给予类
12.（原创）1892年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O为原料生产Na2CO3，叫索尔维法。
其主要步骤如下：
（1）流程中X的化学式是；
（2）请写出步骤②的化学方程式；
索尔维法制纯碱的缺点不少，因此我国制碱工业的先驱侯德榜为弥补以上不足发明的联合制碱法：
改进的工艺流程如下：
资料：
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
粗盐水
合成氨工厂
NaCl
饱和溶液
精制
NH3
过滤
NaHCO3晶体
滤液A
提取
副产品
NH4Cl
煅烧
Na2CO3+CO2+H2O
CO2
（3）该法与氨碱法比大大提高了原料利用率，主要表现在。
不再弃去，而是参与循环B.减少无用的氯化钙生成
C.使NH4Cl析出，可作氮肥D.不需要氨气即可制得碳酸钠
（4）侯德榜制碱工艺中，可以循环再用的物质除了NaCl外还有。
（5）提取副产品NH4Cl的方法是，把滤液A—降温结晶—过滤。
化学工艺流程题答案
类型一海水资源利用类
【典例1】
（1）溶解漏斗出现较多量晶体
（2）肥皂水
（3）复分解反应盐酸
类型二合成氨类
【典例2】
（1）
（2）—40置换反应（碳为负四价,氢为正一价,氢元素一般只有在金属氢化物中才显负价；
）
（3）物理
（4）氨气3：
1
类型三利用矿产资源合成类
【典例3】
分析
解答
点评
【典例4】
分析
解答
点评
类型四能源转化类
【典例5】
考点
分析
解答
点评
类型五回收利用类试题
【典例6】考点
分析
解答
点评
类型六信息给予类
【典例】
（2）以硫铁矿等其他原料制成的原料气，含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质，需经过净化，使原料气质量符合转化的要求。
为此，经回收余热的原料气，先通过干式净化设备（旋风除尘器、静电除尘器）除去绝大部分矿尘，然后再由湿法净化系统进行净化。
旋风除尘器、静电除尘器都无新物质生成，故答案为：
物理变化
（3）
（4）
故答案为：
化合反应
（5）二氧化硫
（6）D（氨水弱碱性，二氧化硫溶于水后与水反应生成亚硫酸，酸碱中和）
专题提升训练类型一海水资源利用类
1.
分析
解答
点评
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