資源簡介

(共44張PPT)
專題五　工藝流程題
一、題目特點
工藝流程題往往與化工生產、生活實際相聯系,考查內容為化學反應原理,元素及化合物,物質的分離與提純,實驗操作及名稱、目的,流程中的物質轉化與循環,工藝的實用價值評價等知識相聯系。
此類試題的題干一般分成三部分:題頭簡單介紹該工藝生產的原料和生產目的;圖示是以工藝流程圖的形式將原料到產品或工藝過程展示出
來;主要根據流程中涉及的化學知識設置系列問題要求解析。
此類試題呈現高起點、低落點的特點,難度不是很大,但由于學生的表述能力、特別是化學用語的表述存在很大偏差,導致得分率較低。
二、解題方法
Ⅰ.工藝流程路線示意圖分析
1.關注“箭頭”:箭頭入是投料(即反應物);箭頭出是生成物(含主產物和副產物);箭頭回為循環利用物質。
2.關注方框內所指:包括反應設備;提純、除雜、分離操作方法;中間產物;產品(包括副產品)等。
3.關注操作:一般為蒸發、過濾、冷卻結晶、洗滌、干燥等。
Ⅱ.解題的一般思路與方法
Ⅲ.涉及的考查點及解析模板
1.對原料預處理
(1)粉碎(研磨、噴淋):增大反應物的接觸面積,加快反應速率或使反應更充分。
(2)打磨:除去氧化膜(或污物)。
(3)溶解(水溶、酸溶):通過溶于水或酸,使其與不溶性物質經過過濾
分離。
(4)灼燒(煅燒):除去可燃性雜質或使物質高溫氧化。
灼燒完全的判斷依據:質量不再變化。
(5)加洗滌劑:除油污。
2.加入試劑或得到物質
(1)加入過量試劑的目的:將原物質中的雜質完全反應掉或全部轉化。
(2)判斷加入試劑種類:可從加入目的、產物入手。
(3)判斷某步存在或得到的物質:根據上一步可能發生的反應,且注意所加試劑是否有剩余。
3.混合物分離、提純的操作及所需儀器的判斷
(1)過濾:使固體、液體分離。
①操作的判斷:如圖中操作Ⅰ。
②過濾操作中使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗 ,其中玻璃棒的作用是引流。
(2)蒸發結晶:提純溶解度受溫度影響變化不大的物質,如NaCl等。
①操作的判斷:如圖中操作Ⅱ。
②蒸發結晶操作中使用的儀器有酒精燈、玻璃棒、蒸發皿、鐵架臺(鐵圈),其中玻璃棒的作用是攪拌,使液體均勻受熱,防止因局部溫度過高造成液滴飛濺 。
(3)冷卻結晶:提純溶解度隨溫度升高明顯增大的物質。
操作過程:蒸發濃縮→冷卻結晶→過濾→洗滌→干燥。
(4)洗滌:濾渣用水洗;晶體產品用飽和溶液洗滌等。
判斷濾渣是否洗滌干凈的方法:取少量最后一次洗滌液,檢驗洗滌液中是否含有溶液中的溶質。
4.控制反應條件
(1)攪拌或加熱:加快反應(或溶解)速率。
(2)溶液趁熱過濾(控溫處理):防止目標物質損失。
(3)調節溶液pH的目的:使目標陽離子沉淀。
(4)通入保護氣(如氬氣)的作用: 防止物質被氧化。
5.對流程評價改進
可從科學性、安全性、節約性、簡便性、對環境的影響等方面分析。
生產制備型
[例1] 以黃鐵礦(主要成分為FeS2,含有少量SiO2雜質)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下:
已知:SiO2難溶于水和酸,FeCl3·6H2O受熱易分解。
4
11
2
8
(2)試劑a的名稱是　 　。
(3)操作Ⅱ為　 　(填“蒸發結晶”或“冷卻結晶”)。
稀鹽酸
冷卻結晶
(4)焙燒產生的SO2可用于工業制備硫酸,制備過程中產生的廢氣中含有SO2,廢水中含有硫酸。以下想法不妥的是　 　(填字母)。
A.廢氣可以回收再利用
B.廢氣可以點燃后排放
C.廢水用熟石灰中和后排放
D.改進工藝,減少廢氣、廢水的排放
B
回收利用型
[例2](2023黃岡)興趣小組的同學利用某廢鎳材料(含有金屬Ni及少量Fe、Cu)回收鎳,設計流程如圖所示(部分產物略去)。
請根據上述流程回答下列問題:
(1)過濾時,玻璃棒的作用是　 　。
引流
(2)寫出“酸浸”時發生反應的化學方程式　 .
　(任寫一個)。
(3)過氧化氫具有氧化性,“氧化”時發生反應的化學方程式為2FeSO4+
H2SO4+H2O2 Fe2(SO4)3+2X,則X的化學式是　 　。
(4)Ni、Fe、Cu的金屬活動性由強到弱的順序為　 　。
H2O
Fe>Ni>Cu
(5)已知Fe3+和Ni2+開始沉淀和完全沉淀時的pH如表。“除鐵”過程中加入NaOH溶液的目的是通過調節溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉
淀,則pH的范圍是　 　(填字母)。
A.2.7≤pH<3.2 B.3.2≤pH<7.2
C.7.2B
離子 開始沉淀時的pH 完全沉淀時的pH
Fe3+ 2.7 3.2
Ni2+ 7.2 8.7
分離提純型
[例3](2023廣州)制鹽在我國有著悠久的歷史。某鹽湖水樣品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,某小組從中獲取NaCl和Na2SO4的主
要過程如下:
(1)“除雜1”應依次加入的兩種試劑是　 　,“除雜2”應加入的試劑是　　。[除雜限選試劑:HCl、HNO3、Na2CO3、Ca(OH)2]
(2)將“溶液A”在80 ℃蒸發濃縮,至有少量固體析出。
①該小組分析溶解度曲線,推測析出的少量固體是NaCl,但檢驗后卻發現是Na2SO4。請作出合理解釋:　 .
　。
Ca(OH)2、Na2CO3
HCl
溶液中Na2SO4含量比NaCl高,蒸發濃縮時Na2SO4先達到飽和狀態而析出
②該小組停止蒸發濃縮,經　 　、過濾得到大量Na2SO4固體及母液;將母液中的NaCl分離出來,操作是　 .
　。
(3)設計由硫黃(單質硫)生產Na2SO4的轉化路徑,依次寫出反應的化學方程式:　 .
　。(提示:常見+4價硫的化合物可與O2化合為+6價硫的化合物)
冷卻結晶
加熱蒸發溶劑至有較多晶體析出,趁熱過濾,洗滌、干燥
其他類型
[例4] (2023樂山)保護環境,實現“綠水青山”目標,要對工廠尾氣進行無害化處理。某氮肥廠和煉鐵廠聯合處理尾氣的工藝流程如圖所示。
回答下列問題:
(1)飽和食鹽水是　 　(填“純凈物”或“混合物”)。
(2)流程中“操作Ⅰ”的名稱為　 　。
(3)根據信息寫出加熱NaHCO3固體發生反應的化學方程式:
　 　。
(4)流程中,可循環使用的物質是水、　 　。
混合物
過濾
二氧化碳
1.(2022呼和浩特)2022年4月16日,3名航天員在中國人自己的空間站圓滿完成各項任務后返回地球。為了保障航天員在空間站的生命和健康,科學家們精心研制出最新的環境控制和生命保障系統,部分循環過程如圖。下列說法不正確的是( )
D
2.二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌消毒劑。以粗鹽水
(含可溶性雜質MgSO4、CaCl2)為原料,制取ClO2的工藝流程如圖:
(1)試劑A為　 　。
(2)加入過量Na2CO3溶液的作用是　 　。
(3)步驟④中發生反應的化學方程式為　 　。(4)步驟⑤涉及的物質中含氯元素化合價最高的物
質是　 　。
(5)如圖流程中可循環利用的物質有　 　。
Ba(OH)2溶液
除去CaCl2和過量的Ba(OH)2
NaClO3
Cl2和NaCl
3.(2023通遼霍林郭勒模擬)某金屬冶煉廠的管道煙泥中含有少量銅、鋅、硫等單質。現欲回收銅和鋅,并對硫進行環保處理,主要步驟如圖所示:
已知:加熱的條件下,Zn、Cu都可以與氧氣反應生成相應的金屬氧化物。
(1)步驟①產生的廢氣B中,一定含有有害氣體,環保處理該氣體最好采用的試劑是　 　(填字母)。
A.濃硫酸 B.食鹽水 C.石灰乳
C
(2)寫出步驟④中得到銅的化學方程式:　 　。
(3)步驟③和④中主要操作的名稱是　 　。
(4)取少量的溶液C,往其中加入一定質量的鎂粉,充分反應后過濾,得到濾渣和濾液。往濾渣中加入稀鹽酸有氣泡產生,則濾液中一定沒有
　 　(填字母)。
A.硫酸鎂 B.硫酸鋅
C.硫酸銅 D.硫酸鎂和硫酸鋅
過濾
C
4.(2023濟寧)某一工廠的金屬廢料中含有銅、鐵、金等金屬單質,為回收銅和金并得到氧化鐵。工作人員設計了如圖所示的工藝流程。
請回答:
(1)濾液A的溶質為　 　(寫化學式)。
(2)固體A與空氣加熱發生化學反應,寫出反應后的生成物與適量稀硫酸反應的化學方程式　 　。
(3)操作1和操作2為同一操作,兩操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和　 　。
(4)往濾液B中加入的物質X是　 　。
FeSO4
漏斗
鐵(或Fe)
5.(2023廣西)我國科學家利用太陽光在某種新型催化劑表面高效分解水后,再利用某種高效催化劑將二氧化碳轉化成有機物X。反應過程如圖所示,回答下列問題:
(1)反應①、②使用的催化劑在反應前后的　 　和化學性質都沒有發生變化。
(2)反應①的能量轉化形式中存在光能轉化為　 　能 ,產生的H2、O2的體積比約為　 　。
質量
化學
2∶1
C2H4
澄清石灰水
(4)反應②生成的水全部循環利用,為使該過程持續發生,反應①需要不斷補充水,其原因是　 　。
反應①消耗的水比反應②生成的水多
6.(2023通遼)下圖是用粗硅原料(含氧化鎂雜質,不考慮其他雜質與酸反應)制備高純硅和金屬鎂的流程。
已知:硅不與稀鹽酸反應。
請回答下列問題。
(1)操作1的名稱是　 　。
(2)上述流程中,可循環利用的物質是　 　。
(3)濾液中含有的陽離子為　 　。
(4)MgCl2制備Mg的化學方程式為　 　。
過濾
HCl、Cl2
Mg2+、H+
7.(2022棗莊)回收含銅廢料(主要成分為Cu)中的銅,部分實驗流程
如下:
注:灼燒后得到黑色固體和殘留物,殘留物不溶于水和稀硫酸。
回答下列問題:
(1)“灼燒”的主要目的是　 　。
(2)“酸溶”發生反應的化學方程式為　 　,反應類型為　 　。
(3)“轉化”生成氣體X的成分為　 　。
將Cu轉化為CuO
復分解反應
氫氣(或H2)
8.(2022濟寧)某工業廢液中主要含有CuCl2、NaCl,為防止廢液直接排放對環境造成危害,課外探究小組經采樣分析,嘗試利用這種工業廢液回收金屬銅。實驗設計流程見如圖:
(1)步驟①選用的試劑是　 　,采用的操作為　 　。
(2)步驟②發生反應的化學方程式為　 　。
(3)步驟③發生的反應屬于　 　(填基本反應類型)。
NaOH溶液
過濾
置換反應
9.(2023呼和浩特)為了實現碳減排目標,許多國家都在研究二氧化碳的減排措施,其中“碳捕捉和封存”技術是實現這一目標的重要途徑之一。工業流程如圖所示:
請回答以下有關問題:
(1)“捕捉室”中氫氧化鈉溶液常噴成霧狀,主要目的是　 .
　。
(2)“反應分離器”中涉及的化合反應的化學方程式為　 .
　。
增大與CO2氣體的接觸面積,使反應更充分
(3)“封存室”內二氧化碳由氣態變為液態,從微觀角度解釋變化的原因是　 　。
(4)整個過程中,可以循環利用的物質除水外,還有　 　 .
(填化學式)。
二氧化碳分子間的間隔變小
NaOH、CaCO3、CaO
10.(2023 隨州)CO2捕獲和轉化可減少CO2排放并實現資源利用。一種捕集煙氣中CO2并轉化利用的流程如圖:
(1)CaO俗稱　 　。
(2)催化轉化器中發生反應的化學方程式是　 　。
(3)甲醇(CH3OH)屬于　 　(填“無機物”或“有機物”)。
生石灰
有機物
(4)我國力爭在2060年前實現“碳中和”。下列措施不利于大氣中CO2減少的是　 　(只有一個選項符合題意)。
A.用氨水捕集廢氣中的CO2,將其轉化為氮肥
B.大力推廣使用干冰實現人工增雨,緩解旱情
C.利用和開發風能、太陽能、氫能等清潔能源
D.通過植樹造林,利用光合作用吸收大氣中的CO2
B
11.(2023深圳)某同學以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)為原料制備(Au)和Cu的流程如圖所示:
琴琴同學查閱資料已知:
①預處理的主要目的是將含硫化合物轉化為氧化物。
②熱空氣流充分加熱的目的是將Cu、Zn轉化為氧化物,并完全分離出ZnO煙塵。
(1)“預處理”中會產生SO2,若SO2直接排放會導致　 　。
(2)“過程Ⅱ”產生的固體a中,除CuO外一定還有的物質是　 　 。
(3)“過程Ⅲ”分離Au的操作是　 　,加入過量稀硫酸的目的是　 　。
(4)“系列過程”中有一步是向濾液中加入過量鐵粉,這一步生成氣體的化學方程式為　 　,該反應屬于　 　反應(填基本反應類型)。
(5)ZnO煙塵可用NaOH溶液吸收,該反應生成偏鋅酸鈉(Na2ZnO2)和H2O的化學方程式為　 　。
酸雨
金(或Au)
過濾
將氧化銅完全轉化為硫酸銅,提高銅的產率
置換
12.(2022通遼)我國化學家侯德榜所創立的侯氏聯合制堿法,既提高了原料利用率,又“變廢為寶”,降低了生產成本,促進了世界制堿技術的發展。侯氏聯合制堿法的部分工藝流程如下:
(1)粗鹽水中主要含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2三種可溶性雜質,工業上常用加入稍過量的　 　溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液及適量的鹽酸等除雜、精制。
(2)Ⅱ中發生反應的化學方程式為　 　。(3)氯化銨屬于化肥中的　 　,不采用蒸發結晶的方法得到氯化銨晶體的原因是　 　。
(4)該流程中可循環利用的物質是水、　 　。
BaCl2
氮肥
氯化銨受熱易分解
CO2
13.(2022大慶)中國航天工業飛速發展,金屬鈦常被用于航空航天工業。下圖是以鈦鐵礦為主要原料冶煉金屬鈦的生產工藝流程:
已知:鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),請回答下列問題。
(1)FeTiO3中鈦元素的化合價為　 　。
+4
增大鈦鐵礦與濃硫酸的接觸面積,加快溶浸速率
(3)溶液Ⅱ的主要溶質為TiOSO4,加熱時和水發生反應。經過濾得到
H2TiO3。寫出化學方程式:　 　。
CO
作保護氣,防止鎂、鈦在高溫下被空氣中的氧氣氧化
Na的金屬活動性比鎂強
14.(2022武漢)某化工廠以廢金屬(主要成分為Fe和Cu,表面有少量油污)為原料回收海綿銅,并制備氯化鐵的工藝流程如圖所示。
回答問題:
(1)廢金屬屬于　 　(填“純凈物”或“混合物”)。
(2)“洗滌”的目的是去除廢金屬表面的油污,試劑X最好選用　 　(填字母)。
A.水 B.氫氧化鈉溶液
C.稀硫酸 D.氯化鈉溶液
(3)“酸浸”中發生反應的化學方程式為　 　。
(4)“濾液甲”中一定含有的溶質是　 　。
(5)向“濾渣乙”中加入適量鹽酸,可以觀察到的現象是　 .
　。
混合物
B
NaNO2、NaCl
紅褐色固體逐漸溶解,得到黃色溶液
謝謝觀賞！

展開更多......

收起↑