2018广东中考化学专题复习资料(二轮)专题三工艺流程

1 专题三专题三 工艺流程工艺流程 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 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 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 2 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 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 3 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 MnO2 SO2 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 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 4 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 4 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 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 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 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 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 2Cu 2H2SO4 2CuSO4 操作 的实验步骤为 降温结晶 5 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 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 6 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 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 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 Fe2 SO4 3吸收 SO2的化学方程式是 Fe2 SO4 3 2 SO2 2FeSO4 2H2SO4 该流程中可循环利用的物质是 8 专题三专题三 工艺流程工艺流程 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 64 160 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 64 99 5 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 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 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 9 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 H2O H2SO4和 FeSO4 10 专题三专题三 工艺流程工艺流程 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 pH1 54 28 6 完全沉淀的 pH3 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 11 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 的原理为 Zn 2SO2 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 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 12 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 13 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 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 2 4 去 Mg2 SO Ca2 需要的三种离子分别是 写 2 4 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 14 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 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 15 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 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 中的化学反应方程式 2 滤渣 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 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 16 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 专题三专题三 工艺流程工艺流程 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 pH 8 6 3 MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 CaCl2 2 1 使溶解或者反应更快更彻底 2 取过滤得到的清液滴入氯化钡溶液 无明显现象 3 CuO 2HCl CuCl2 H2O 4 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 5 降温结晶 3 1 化合反应 2 ZnS2O4 2NaOH Zn OH 2 Na2S2O4 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应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 g 100 130 g 65 65 16 1 2 4 1 氯化钠 2 N2 3H2 2NH3 催化剂 高温 高压 2NaHCO3 Na2CO3