(共20张PPT)
专题(五) 工艺流程题
专题重点突破
工艺流程题的内容往往与生产、生活实际联系密切,因此从题干部分看一般都是采取流程图的模式。
流程图的形式各异,有的以操作名称作框形成流程的主线,有的以物质作框,有的以设备作框,但每一题都固定某一种形式。近几年的试题常见的是以操作名称为主线,物质随着操作流程发生变化。
这类题目中通常还包含简单的实验设计,实验一般为制备或对样品的定性、定量分析实验。
突破方法:关注流程“三线”(去线、进线和可逆线)和“核心”。
总结如下:读正文,找信息,灵活运用;看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。
角度1 粗盐的提纯
例1 [2021·重庆B]重庆多地都曾出现过盐井,从天然盐井水中获取的粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)。为除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验:
提示:杂质含量较少,不考虑微溶物形成沉淀。
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、
玻璃棒和 。
(2)沉淀b所含物质为Mg(OH)2和 。
(3)物质X是 。
类型一
提纯回收类
图T5-1
漏斗
BaSO4
Na2CO3
例1 [2021·重庆B]重庆多地都曾出现过盐井,从天然盐井水中获取的粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)。为除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验:
提示:杂质含量较少,不考虑微溶物
形成沉淀。
(4)向滤液c中加入稀盐酸后发生中
和反应的化学方程式为
。
图T5-1
例1 [2021·重庆B]重庆多地都曾出现过盐井,从天然盐井水中获取的粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)。为除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验:
提示:杂质含量较少,不考虑微溶物
形成沉淀。
(5)为了证明滴加的Ba(OH)2溶液已过量,取少许上层清液于试管中加入一种试剂即可。下列物质的溶液能达到实验目的的有 (填序号)。
A.Ba(OH)2 B.K2CO3
C.Na2SO4 D.KCl
A
角度2 金属的回收和利用
例2 [2020·青岛]回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是 Zn、Cu、ZnO和CuO,某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化
锌和硫酸铜。请回答下列问题。
活动一回收铜并制取氧化锌,实验方
案如图T5-2所示:
(1)步骤Ⅰ所得滤液 a 中溶质的成分
是 (填化
学式)。
(2)步骤Ⅲ加入试剂甲的名称是 。
图T5-2
ZnSO4、CuSO4、H2SO4
稀硫酸
例2 [2020·青岛]回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是 Zn、Cu、ZnO和CuO,某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化
锌和硫酸铜。请回答下列问题。
活动一回收铜并制取氧化锌,实验方
案如图T5-2所示:
(3)步骤Ⅳ加入适量NaOH溶液的目
的是_________________________
。
图T5-2
除去过量的稀硫酸,使锌离子全部转化为氢氧化锌沉淀
活动二利用活动一回收的铜制取硫酸铜,设计方案如下:
产生了污染物二氧化硫
角度1 石灰石工业
例3 [2021·广东]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T5-3所示。
请回答:
(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
(填基本反应类型)反应。
类型二
制备类
图T5-3
过滤
复分解
例3 [2021·广东]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T5-3所示。
请回答:
(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:_____________________________________________________________
。
图T5-3
有影响,会使碳酸钙产率下降。因为反应生成的硫酸钙是微溶物,会使部分钙离子进入不溶物而被除去,使溶液B中钙离子减少
例3 [2021·广东]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T5-3所示。
请回答:
(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:
。
图T5-3
温室效应
植树造林(合理即可)
角度2 单质及化合物的制备
例4 [2021·江西]江西赣州被誉为“世界钨都”,钨(W)是一种重要的战略资源。如图T5-4是一种生产钨的工业流程。
已知:白钨矿的主要成分是钨酸钙
(CaWO4),还含有CaO、SiO2等;碳在高
温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
(1)操作1中粉碎白钨矿的目的是
。
(2)操作2所得滤液中一定含有的阳离子是 、
。
图T5-4
增大反应物的接触面积,加快反应速率,使其充分反应
Ca2+(或钙离子)
H+(或氢离子)
例4 [2021·江西]江西赣州被誉为“世界钨都”,钨(W)是一种重要的战略资源。如图T5-4是一种生产钨的工业流程。
已知:白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4),还含有CaO、SiO2等;碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
(3)流程中氨水(NH3·H2O)和H2WO4反应生
成(NH4)2WO4的化学方程式为
。
(4)用氢气还原WO3可获得高纯度的钨,此处不宜
用焦炭代替氢气的原因是__________________________________________
。
图T5-4
不易获得高纯度的金属钨(或会引入碳杂质、会生成杂质碳化钨等)
例5 [2021·枣庄]二氧化碲(TeO2)是性能优良的声光晶体材料。用某工业废渣(主要含有TeO2,还有少量Cu、Ag)为原料制备纯净的 TeO2的一种工艺流程如图T5-5所示。
已知:TeO2微溶于水,能与 NaOH 发生反应。回答下列问题。
(1)粉碎的目的是 。
图T5-5
增大反应物的接触面积,加快反应速率(合理即可)
例5 [2021·枣庄]二氧化碲(TeO2)是性能优良的声光晶体材料。用某工业废渣(主要含有TeO2,还有少量Cu、Ag)为原料制备纯净的 TeO2的一种工艺流程如图T5-5所示。
已知:TeO2微溶于水,能与 NaOH 发生反应。回答下列问题。
(2)类比 CO2与 NaOH 的反应,写出“碱浸”时发生反应的化学方程式:
。
图T5-5
例5 [2021·枣庄]二氧化碲(TeO2)是性能优良的声光晶体材料。用某工业废渣(主要含有TeO2,还有少量Cu、Ag)为原料制备纯净的 TeO2的一种工艺流程如图T5-5所示。
已知:TeO2微溶于水,能与 NaOH 发生反应。回答下列问题。
(3)“碱浸”后过滤,此时滤渣成分为 。
(4)“沉碲”时,加入硫酸的作用为_____________________________________
。
图T5-5
Cu、Ag
除去过量的氢氧化钠,使Na2TeO3转化为
TeO2
例6 [2021·云南]“垃圾是放错的资源”。碘循环工艺不仅能吸收SO2,减少环境污染,而且还可以得到仅含一种元素的化工原料X,流程如图T5-6所示。
(1)流程中可循环利用的物质是 。
(2)膜反应器中发生的是分解反
应,X的化学式是 。
(3)反应器中发生反应的化学方
程式为
。
类型三
环境保护类
图T5-6
I2
H2
例7 [2021·广州]我国将力争2060年前实现碳中和。CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一。一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图T5-7 所示。
请回答下列问题。
(1)捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状,优点是____________________________
。
(2)“反应分离”环节发生的复分解反应是
(写化学方程式)。
(3)“反应分离”环节分离物质
采用的方法是 。
图T5-7
增大NaOH溶液与CO2气体的接触面积,使吸收CO2更充分、更快速
过滤
例7 [2021·广州]我国将力争2060年前实现碳中和。CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一。一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图T5-7 所示。
请回答下列问题。
(4)CO2用途广泛,写出一
种用途: 。
图T5-7
作气体肥料(或灭火等)