广东中考化学专题复习 二轮 专题三工艺流程.docx

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广东中考化学专题复习二轮专题三工艺流程

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）160gCuSO4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）

【解析】（5）160gCuSO4中铜元素质量为160g×

×100%＝64g，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64g÷（

×100%）＝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

完全沉淀的pH

（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在水中溶解度显着下降。

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）198gZn（OH）2理论上能得到Zn的质量为__________g。

4．（2017宜昌改编）侯德榜是我国着名的化学家，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，其显着的优点是____________________________（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