1、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,
2、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:反应物是什么;发生了什么反应;图中有没有物质没有写上去或是省略了;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
3、: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: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
4、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: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
5、件下进行反应,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:反应的化学方程式:MnO2SO2= MnSO4;MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水,MnCO3在100 时开始分解。(1)反应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)反应的化学方程式为_。反应需控制溶液的酸碱性
6、,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2CuCl2Na2SO3= 2CuCl2NaClSO3,产生的SO3迅速与水化合生成一种酸,
7、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:CuH2O2H2SO4= CuSO42H2O;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:固体部分溶解,_。(4)
8、步骤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:CuFe2(SO4)3= 2FeSO4CuSO4。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_;方法的化学反应方程式为:2Cu2H2SO4_= 2CuSO4_;操作的实验步骤为
9、:_、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
10、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)步骤中发生反应的化学方程式为_,步骤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
11、化学反应方程式为: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(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
12、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_。专题三工艺流程例1(1)化合(2)过滤漏斗、玻璃棒、烧杯 (3)MnSO42NaHCO3= Na2SO4MnCO3CO2H2OMn(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
13、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)160 g CuSO4中铜元素质量为160 g100%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%) 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)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)O22H2O蒸
14、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应,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
15、。(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= FeSO4H2Fe2O33H2SO4= 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)H2OH2
16、SO4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)3Cu(OH)2Mg(OH)2 开始沉淀的pH 完全沉淀的p
17、H (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
18、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)反应的原理为:Zn2SO2= ZnS2O4,该反应类型为_。(2)反应为复分解反应,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
19、到的原料有空气、焦炭、水、二氧化碳、_等。(2)上述流程中,已知步骤发生的是化合反应,步骤发生的是分解反应,则步骤、发生反应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_。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
20、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(2
21、017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、SO、Ca2可用离子交换膜直接除去,若用化学沉淀法依次除去
22、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)步骤中除去碳酸氢铵的方法是_。(2)步骤中加入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_。若不严谨,如何改进?_。(5
23、)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(CuSO45H2O)。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:Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O。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溶液的途径中,若不通入O2,反应将不会发生,原因是_。途径与途径相比较,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
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