2022年中考二轮专题复习 专题三 工艺流程 (word版含解析)

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名称 2022年中考二轮专题复习 专题三 工艺流程 (word版含解析)
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 化学
更新时间 2022-03-10 21:51:34

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专题三 工艺流程
一、工艺流程路线示意图
特别提醒:关注流程图中的“三线”(出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质可循环利用)和“核心”(核心化学反应)。
解题策略:①一般采用首尾分析法,明确原始物质及目标产物;②读流程,观其大略,找出流程主线(如上图);③解答时不要求看懂全部流程,看不懂的地方先跳过去,继续解答后面的问题,如写陌生的化学方程式。
二、工艺流程中常设问题的解题思路
1.对原料进行预处理的方法及其目的
(1)粉碎(研磨):增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分。
(2)灼烧(煅烧):使固体在高温下分解或使杂质在高温下氧化、分解等。
2.常用的分离、提纯方法(如下图)
(1)实验室进行过滤操作时所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
(2)提纯溶解度受温度变化影响不大的物质(如NaCl),应采用蒸发结晶的方法;提纯溶解度随温度升高而显著增大的物质(如KNO3),应采用降温结晶的方法,其具体操作过程为蒸发浓缩→降温结晶→过滤→洗涤→干燥;当溶液中有两种溶质时,可根据两种物质的溶解度随温度的变化趋势确定提纯方法。
3.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,从以下几个方面了解流程:
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该反应造成了什么影响,对制备产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。
(2)要推断所加试剂,可以根据加入试剂的目的、反应的产物进行分析。
(3)要推断流程图某一步中的物质,可以根据上一步操作中可能发生的反应进行分析,同时需注意所加试剂是否有剩余。
4.化学方程式的书写(含陌生的化学方程式书写)
①根据箭头方向找出反应物和生成物(箭头进入的是反应物,出去的是生成物),然后根据化学方程式的书写步骤正确书写。②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,可在反应物或生成物中加上水,然后进行配平;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。
5.判断能够回收利用或可循环利用的物质
(1)回收利用的物质:流程中除主产物外可以利用的物质。
(2)循环利用的物质:步骤中某一步的产物是另一步的原料,根据图中箭头方向(可逆线)即可判断出可循环利用的物质。
6.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(原料或副产品无毒无害、无废弃物排放等)。
(4)节约性:①原料的来源要丰富、价格低廉,利用率要尽量高;②部分物质可循环利用,降低生产成本。
类型物质制备
例1 某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁。某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红(主要成分为Fe2O3),要求全过程不引入其他金属元素。设计实验方案如图所示:
(1)工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为             ;加入过量A充分反应后,进行操作a,操作a中玻璃棒的作用是      。
(2)用化学式表示固体甲的成分:      。
(3)溶液甲中的金属离子是       (填离子符号)。
(4)步骤①②③所发生的化学反应中,属于复分解反应的是     (填序号)。
(5)氢氧化亚铁与水、氧气接触能迅速发生化合反应生成氢氧化铁。写出步骤④中反应的化学方程式:                       。
(6)步骤⑤中,如果发生的是分解反应,且生成物为两种氧化物,则另外一种生成物是    。
例2 中国“芯”彰显中国“智”造,芯片的基材主要是高纯硅。如图是一种制备高纯硅的工艺流程:
(1)反应Ⅰ的化学方程式为2Mg+SiO2 Si+2MgO,该反应属于      (填基本反应类型)。
(2)操作Ⅰ的名称是过滤,过滤时液面应    (填“高于”或“低于”)滤纸边缘。所得粗硅应充分洗涤,以除去表面可能附着的盐酸和     (填化学式)。
(3)简要叙述检验盐酸已过量的操作和现象:____________________________________________________。
(4)写出反应Ⅱ的化学方程式:               ;该反应需要在无氧环境中进行,目的是           (写一条)。
(5)二氧化硅和二氧化碳一样,也能与氢氧化钠溶液反应,请写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:                   。
例3 以某菱镁矿石(主要成分为MgCO3,含少量MnCO3、SiO2)制取MgSO4·7H2O,流程如图:
(1)“酸浸”时,为了提高浸取率,可采取的措施有           (写一条)。此时,MnCO3发生反应的化学方程式是                      。
(2)“转化”时主要发生的反应是NaClO+MnSO4+H2O=== MnO2↓+NaCl+H2SO4,氯元素反应前后化合价变化情况是    (填“升高”或“降低”)。
(3)硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶,可得到不同的晶体:
温度/℃ -3.9~1.8 1.8~48.1 48.1~67.5 67.5~200
析出晶体 MgSO4·12H2O MgSO4·7H2O MgSO4·6H2O MgSO4·H2O等
①“操作1”的具体操作是:蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现(此时MgSO4溶液已饱和)、           
     、过滤、洗涤、低温干燥。
②“操作1”所得滤液中能分离出一种可循环利用的物质,该物质是      (填化学式)。
(4)若实验测得所得MgSO4·7H2O样品中镁元素的质量分数偏大,可能的原因是           
       。
例4 重铬酸钾(K2Cr2O7)在实验室和工业中都有很广泛的用途,如图是以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2及少量Al2O3)为原料制备重铬酸钾的流程。
(1)重铬酸钾(K2Cr2O7)中铬元素的化合价为    。
(2)废渣中的Cr2O3在煅烧时发生反应的化学方程式为2Cr2O3+3O2+4Na2CO3 4Na2CrO4+4X,则X的化学式为    。
(3)10 ℃时,向Na2Cr2O7溶液中加入KCl溶液发生复分解反应即可制得橙红色的K2Cr2O7晶体,写出该反应的化学方程式:                   。请结合下表中有关物质的溶解度数据(10 ℃时),分析该反应能发生的原因:__________________________________________________________。
物质 Na2Cr2O7 KCl K2Cr2O7 NaCl
溶解度/g 172 31.0 8.5 35.8
(4)图示流程中可循环利用的物质是          (填化学式)。
 1.某科学兴趣小组用废渣(主要成分为CaCO3,还含有C、Fe2O3、MgO等少量杂质)制备CaCl2,反应过程如图所示。
(1)Ⅰ过程中加入过量稀盐酸的目的是                  。
(2)Ⅰ过程中MgO发生反应的化学方程式为               ,此反应为     反应(填基本反应类型)。
(3)滤渣一的成分为      (填化学式,下同)。
(4)加入的X溶液中的X为      。
(5)NaCl在生活中的用处:        (写一种)。
(6)已知CaCl2与焦炭、BaSO4在高温下反应生成BaCl2、CO和CaS,写出该反应的化学方程式:                       。
2.(2020深圳)下列流程可用于制备硫酸铵。
Ⅰ.制硫酸:
(1)反应①的化学方程式为             。
(2)反应②为SO3+H2O=== H2SO4,该反应属于     反应(填基本反应类型)。
Ⅱ.合成氨:
(3)“原料气”中N2的制备:N2约占空气体积的五分之    ,可通过分离液态空气的方法得到。
(4)“原料气”中H2的制备:高温时,CH4和水蒸气在催化剂的作用下反应得到H2和CO2,该反应的化学方程式为                 。
(5)NH3溶于水时形成氨水,氨水的pH    7(填“>”或“<”)。
Ⅲ.制备硫酸铵:
(6)将NH3通入稀释后的硫酸溶液中,得到硫酸铵。用水稀释浓硫酸时,需将    缓慢地加入    中,并不断搅拌。
(7)(NH4)2SO4在农业生产中常被用作    (填序号)。
A.氮肥              B.磷肥              C.钾肥
类型分离提纯
例5 牙膏中常用碳酸钙粉末作摩擦剂,利用石灰石(杂质不溶于水和酸)制备纯净碳酸钙的一种方法如图。
(1)反应①的化学方程式为                   ;操作Ⅰ的名称是     。
(2)反应②的化学方程式为                     ,该反应属于     反应(填基本反应类型)。
(3)该方法中,用稀硫酸代替稀盐酸对制备碳酸钙是否有影响?判断并简述理由:               
                   。
(4)大气中CO2含量不断上升,会导致        。我国在联合国大会上提出:努力争取2060年前实现“碳中和”。请提出一条实现“碳中和”的措施:                   。
例6 高纯氧化铁(Fe2O3)又称“引火铁”,可作催化剂,在现代工业上有广泛应用前景。如下是以赤铁矿(含少量SiO2等杂质,杂质不溶于水和酸)为原料,制备高纯氧化铁的生产流程示意图。
已知:(NH4)2CO3溶液呈碱性,40 ℃以上易分解。
(1)写出高温时赤铁矿中的Fe2O3与CO发生反应的化学方程式:                 ,该反应    (填“是”或“不是”)置换反应。
(2)加入适量氨水的目的是               ,使加入的(NH4)2CO3能顺利发生反应。
(3)加入(NH4)2CO3后,该反应必须控制的条件是        ;(NH4)2CO3与FeSO4发生复分解反应而生成FeCO3,该反应的化学方程式为                      。
(4)用蒸馏水洗涤FeCO3的目的是除去表面附着的杂质,洗涤干净的标志是:取最后一次洗涤液,向其中加入适量BaCl2溶液,无          (填现象)产生。
例7 某兴趣小组利用废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图所示(部分产物略去):
查阅资料:a.H2O2溶液可将Fe2+转化为Fe3+。
b.Fe3+、Ni2+转化为对应的氢氧化物沉淀时,开始沉淀至完全沉淀的pH分别为2.2~3.2、7.2~8.7。
(1)加入稀硫酸前需将材料粉碎,目的是                   。
(2)滤渣①的成分为    (填化学式)。
(3)步骤Ⅳ中生成Ni的反应的化学方程式为               。
(4)滤液②中有Ni2+、无Fe3+,则滤液②的pH可能为    (填序号)。
A.1 B.2 C.6 D.10
(5)Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为        。
类型海水资源的综合利用
例8 新冠疫情防控期间,各学校开展全域喷洒低浓度“84”消毒液进行消毒。“84”消毒液的有效成分是NaClO(次氯酸钠),模拟制备“84”消毒液的流程如图,其中A是密度最小的气体,B俗称烧碱,Cl2是一种黄绿色的有毒气体。请回答下列问题:
(1)A的化学式为     。
(2)溶解过程中玻璃棒的作用是         。
(3)步骤Ⅱ中,通常用碳酸钠来除去滤液中的氯化钙杂质,请写出有关反应的化学方程式:                    ,该反应属于      反应(填基本反应类型)。
(4)电解水时,一般在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是       ,不能加入NaCl的原因是             。
(5)B与Cl2反应除了生成NaClO外,还生成一种常用的调味品和水,写出该反应的化学方程式:                      。
 3.深圳是海滨城市,海水资源丰富。镁被称为“国防金属”,广泛应用于火箭、飞机、轮船等制造业。工业上可从海水中提取镁,其物质的转化关系如图所示(其中部分生成物已省略)。根据以下转化关系,回答下列问题:
(1)M是一种常用于灭火的气体,M的化学式是    ,若在M的饱和溶液中滴入几滴紫色石蕊溶液,则溶液变成    色。
(2)反应②过程中会    (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)反应③属于      反应(填基本反应类型)。
(4)N是    (填序号)。
A.硫酸 B.盐酸 C.氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液
(5)写出反应④的化学方程式:                        。
(6)写出反应⑤的化学方程式:                        。
参考答案
例1 (1)Fe+CuCl2=== FeCl2+Cu 引流 (2)Fe、Cu
(3)Na+、Fe2+ (4)③
(5)4Fe(OH)2+O2+2H2O=== 4Fe(OH)3 (6)水
例2 (1)置换反应 (2)低于 MgCl2
(3)取少量滤液于试管中,再加入金属镁,有气泡产生(合理即可)
(4)SiCl4+2H2 Si+4HCl 防止爆炸(或防止生成的硅被氧化)
(5)SiO2+2NaOH=== Na2SiO3+H2O
例3 (1)将菱镁矿石粉碎(或搅拌等)
MnCO3+H2SO4=== MnSO4+CO2↑+H2O
(2)降低 (3)①降温至1.8~48.1 ℃结晶 ②H2SO4
(4)样品已经失去部分结晶水
例4 (1)+6 (2)CO2
(3)Na2Cr2O7+2KCl=== K2Cr2O7↓+2NaCl
10 ℃时,四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小,能以晶体形式析出
(4)Na2CO3、CO2
真题再现 1.(1)使碳酸钙、氧化铁、氧化镁完全反应
(2)MgO+2HCl=== MgCl2+H2O 复分解
(3)C (4)NaOH (5)用作调味品(合理即可)
(6)CaCl2+4C+BaSO4 BaCl2+4CO↑+CaS
2.(1)S+O2 SO2 (2)化合 (3)四
(4)CH4+2H2O 4H2+CO2 (5)>
(6)浓硫酸 水 (7)A
例5 (1)CaCO3 CaO+CO2↑ 过滤
(2)Na2CO3+CaCl2 === 2NaCl+CaCO3↓ 复分解
(3)有影响,稀硫酸与氧化钙反应生成的硫酸钙是微溶物,会降低碳酸钙的产率 
(4)温室效应 减少化石燃料的使用(合理即可)
例6 (1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 不是
(2)中和过量的硫酸
(3)温度低于40 ℃ (NH4)2CO3+FeSO4=== (NH4)2SO4+FeCO3↓
(4)白色沉淀
例7 (1)增大反应物的接触面积,加快反应速率 (2)Ag
(3)Fe+NiSO4=== FeSO4+Ni (4)C (5)Fe>Ni>Ag
例8 (1)H2 (2)搅拌,加速溶解
(3)Na2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+2NaCl 复分解
(4)增强导电性 会产生有毒的Cl2
(5)2NaOH+Cl2 === NaClO+NaCl+H2O
真题再现 3.(1)CO2 红 (2)放出 (3)复分解 (4)B
(5)Mg(OH)2+2HCl === MgCl2+2H2O
(6)MgCl2 Mg+Cl2↑
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