專題九 工藝流程-中考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案2

1、一、考點(diǎn)分析專題九工 藝 流 程一、復(fù)習(xí)目標(biāo)1. 了解化學(xué)工藝的兩大作用：利用混合物提純物質(zhì)、利用化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)；2. 知道可以通過工藝流程圖的形式呈現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的簡要思路，并能繪制簡單的工藝流程圖；3. 能通過工藝流程圖獲取關(guān)于物質(zhì)、變化的信息，解決實(shí)際問題；4. 了解實(shí)驗(yàn)原理和真正的工業(yè)生產(chǎn)之間存在的差距，知道工業(yè)生產(chǎn)中需要考慮的具體實(shí)際問題，能設(shè)計(jì)合理的制備物質(zhì)和提純物質(zhì)方案。二、方法指引（一）知識儲備1. 物質(zhì)制備工藝模型設(shè)計(jì)制備方案時(shí)需考慮：（1）理論上的可行性；（2）原料價(jià)廉易得；（3）設(shè)備簡單，步驟簡便； （4）盡量提高產(chǎn)品的純度；（5）產(chǎn)品與雜質(zhì)易分離；（6）是否符合綠色化學(xué)

2、的標(biāo)準(zhǔn)。2. 物質(zhì)的分離與提純（1） 分離提純思路：根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的差異，使要分離的物質(zhì)與其他物質(zhì)處于不同的形態(tài)，采用合適的方法將物質(zhì)分開或除去。（2） 常用的方法：物理方法：過濾、結(jié)晶、蒸餾化學(xué)方法：沉淀法：將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去；氣化法：將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成氣體而除去；置換法：將雜質(zhì)通過置換反應(yīng)而除去；加熱法：雜質(zhì)受熱易分解，通過加熱將雜質(zhì)除去。43. 工藝流程結(jié)構(gòu)箭頭:箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)（二）解題思路1. 從生產(chǎn)目的出發(fā)，讀懂框圖。包括箭頭、三線等；2. 閱讀題頭，找出關(guān)鍵字，把物質(zhì)名稱寫成化學(xué)式；3. 分析流程中的每一步驟，從幾個(gè)方面了解流程：反

3、應(yīng)物是什么，發(fā)生了什么反應(yīng)，該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為了獲得產(chǎn)品；4. 從題目中的問題出發(fā)，并結(jié)合涉及該問題的流程階段進(jìn)行分析：涉及操作方式，看流程圖下一階段的物質(zhì)狀態(tài)；涉及化學(xué)方程式及反應(yīng)類型判斷，結(jié)合輔助原料書寫化學(xué)方程式并判斷反應(yīng)類型；涉及化學(xué)式、物質(zhì)性質(zhì)等知識性問題，直接根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行解答；涉及環(huán)保等方面根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行解答。三、典型例題題型一 分離提純類氯化鉀是低鈉鹽的主要添加劑，從海水曬鹽后的苦鹵中可以提取氯化鉀。（1）物理方法提取苦鹵的主要成分是氯化鎂和氯化鈉，其次是硫酸鎂和氯化鉀。它們的溶解度曲線如圖1 所示，提取過程如下

4、：將苦鹵在較高溫度下（填操作名稱） 析出氯化鈉和硫酸鎂；將中所得混合物進(jìn)行 操作得到母液；將母液降溫，氯化鉀和氯化鎂析出。在較低溫度下用水洗滌，即可獲得較純凈的氯化鉀。（2）化學(xué)方法提純工業(yè)生產(chǎn)的氯化鉀中含有少量硫酸鎂雜質(zhì)，不能滿足科研的需要，實(shí)驗(yàn)室提純過程如圖 2 所示：提純過程所用試劑 X、Y 分別是（寫溶質(zhì)化學(xué)式） 、 ，所加試劑均稍過量的目的是 ；寫出提純過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 （任寫一個(gè)）；步驟中實(shí)際參加反應(yīng)的離子有（寫符號） ?！敬鸢浮浚?）蒸發(fā)結(jié)晶；過濾；（2）K2CO3HCl把要除去的雜質(zhì)全部除去；MgSO4+Ba(OH)2BaSO4+Mg(OH)2，Ba(OH)2+K2C

5、O3BaCO3+2KOH，3K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2，KOH+HClKCl+H2O；Ba2+和 CO 2。【解析】解：（1）氯化鈉的溶解度受溫度的影響不大，硫酸鎂的溶解度在溫度大于 66之后，會隨著溫度的升高而減少，所以將苦鹵在較高溫度下蒸發(fā)結(jié)晶，析出氯化鈉和硫酸鎂；將中所得混合物進(jìn)行過濾操作得到母液；（2）往溶液中加入過量的氫氧化鋇和硫酸鎂反應(yīng)生氫氧化鎂和硫酸鋇除去硫酸鎂；再往混合物中加入過量的碳酸鉀和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇和氫氧化鉀，最后加入過量的鹽酸和碳酸鉀反應(yīng)生成氯化鉀、水和二氧化碳；所加試劑均稍過量的目的是把要除去的雜質(zhì)全部除去；在提純過程發(fā)生的反應(yīng)，硫酸鎂和氫氧

6、化鋇反應(yīng)生成氫氧化鎂和硫酸鋇，化學(xué)方程式為： MgSO4+Ba(OH)2BaSO4+Mg(OH)2；氫氧化鋇和碳酸鉀反應(yīng)生成碳酸鋇和氫氧化鉀，化學(xué)方程式為： Ba(OH)2+K2CO3 BaCO3+2KOH；碳酸鉀和鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為： K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2；氫氧化鉀和鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀和水，化學(xué)方程式為：KOH+HCl KCl+H2O；步驟中實(shí)際參加反應(yīng)的離子有 Ba2+和 CO32。【點(diǎn)撥】本題考查了提純物質(zhì)的方法：有物理方法和化學(xué)方法。結(jié)晶和過濾是初中學(xué)習(xí)的兩種常用的分離混合物的方法，常見的結(jié)晶有降溫結(jié)晶和蒸發(fā)結(jié)晶，降溫結(jié)晶適用于溶解度

7、受溫度影響較大的物質(zhì)， 而蒸發(fā)結(jié)晶適用于溶解度受溫度影響較小的物質(zhì)，過濾操作是分離難溶性固體和液體的一種方法；在使用化學(xué)方法提純物質(zhì)的時(shí)候，一定要注意加入的試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)后不能引入新的雜質(zhì)，最后能得到純凈的物質(zhì)?！究荚嚪较颉炕瘜W(xué)工藝流程圖題以化工生產(chǎn)為背景，用框圖的形式表達(dá)生產(chǎn)流程，問題設(shè)計(jì)靈活，近年來考察的內(nèi)容主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：金屬的冶煉、海水、礦產(chǎn)等自然資源的開發(fā)與利用、化石能源的綜合利用、環(huán)境保護(hù)等。變式訓(xùn)練例 1Na2SO4 是制造紙漿、燃料稀釋劑、醫(yī)藥品等的重要原料。某 Na2SO4 樣品中含有少量 CaCl2 和 MgCl2， 實(shí)驗(yàn)室提純 Na2SO4 的流程如圖 1圖1

8、圖2 （1） 加入 NaOH 溶液可除去的陽離子是 （填離子符號）， 其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。若添加 NaOH 和 Na2CO3 過量，可加入適量 （填名稱）除去；（2） 操作a 的名稱是 ，該操作中需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、 ；（3） 溶液 M 中的溶質(zhì)是 Na2SO4 和雜質(zhì) NaCl，觀察圖 2 中的溶解度曲線，操作 b 是：先將溶液 M 蒸發(fā)濃縮，再降溫結(jié)晶、過濾。降溫結(jié)晶的最佳溫度范圍是 以下，因?yàn)?Na2SO4 的溶解度 。例 2 已知某種干電池的內(nèi)部黑色糊狀填充物含炭黑、二氧化錳、氯化銨和氯化鋅。下列是回收利用干電池得到二氧化錳和氯化銨固體的流程：68有關(guān)數(shù)據(jù)見表：溫度/

9、020406080100溶解度/gNH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614（1） 操作I 中用到的玻璃儀器有 、玻璃棒和漏斗；（2） 固體M 的成分為 ，操作的簡便方法為 ；（3） 操作的過程包括冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。溶液 B 的溶質(zhì)為 ；洗滌時(shí)最好選用下列物質(zhì)中的 作為洗滌液；A冰水B氯化銨飽和溶液C氯化鋅飽和溶液D氯化鈉飽和溶液（4） 施肥時(shí)不能將熟石灰與氯化銨混合施用的原因是 （用化學(xué)方程式回答）。題型二物質(zhì)轉(zhuǎn)化類氫氧化鎂是一種重要的化工原料，某礦石由 MgO、Fe2O3、CuO 和 SiO2 雜質(zhì)。用該礦石制備氫氧化

10、鎂的工藝流程如圖：回答下列問題：（1） 步驟和步驟均用到的操作是 ；（2） 溶液A 中所含的陽離子有 （填離子符號）；（3） 已知部分金屬陽離子以氫氧化物形成沉淀時(shí)溶液的pH 見下表：對應(yīng)離子Fe3+Cu2+Mg2+開始沉淀時(shí)的pH1.94.29.1完全沉淀時(shí)的pH3.26.711.1步驟加入熟石灰，調(diào)節(jié)溶液的pH 范圍為 ，固體 C 中所含成分的化學(xué)式為 ；（4） 步驟制得產(chǎn)品的化學(xué)方程式 ?！敬鸢浮浚?）過濾；74（2）Fe3+、Cu2+、Mg2+和 H+；（3）6.79.1，Cu(OH)2、Fe(OH)3；（4）MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2?！窘馕觥拷猓海?）操作

11、后物質(zhì)的狀態(tài)均是固態(tài)和液態(tài)，過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來， 所以步驟和步驟均用到的操作是過濾；（2） 鹽酸和氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水，和氧化銅反應(yīng)生成氯化銅和水，和氧化鎂反應(yīng)生成氯化鎂和水以及鹽酸是過量的，所以溶液A 中所含的陽離子有 Fe3+、Cu2+、Mg2+和 H+；（3） 由鐵離子、銅離子沉淀時(shí)的 pH 值和鎂離子開始沉淀的 pH 值可知，所以步驟加入熟石灰，調(diào)節(jié)溶液的pH 范圍為 6.79.1，固體C 中所含成分的化學(xué)式為Cu(OH)2、Fe(OH)3；（4） ） 氯化鎂和氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣， 化學(xué)方程式為： MgCl2+Ca(OH)2 CaCl2+Mg(O

12、H)2 ?！军c(diǎn)撥】本題考查了物質(zhì)的分離和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。過濾操作是分離不溶性固體和液體的一種方法，一切反應(yīng)和操作都是為了得到產(chǎn)品，所以在解答題目時(shí)帶著問題去讀圖，尋找解答有用的信息；會分析溶液的組成，掌握酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)會書寫化學(xué)方程式?！究荚嚪较颉看祟}主要考察基本操作以及酸堿鹽的知識，因此了解物質(zhì)的性質(zhì)是關(guān)鍵。變式訓(xùn)練例 1 工業(yè)上利用某廢渣（含 FeSO4、Fe2(SO4)3 及少量 CaO 和 MgO）制備高檔顏料鐵紅（主要成分為 Fe2O3） 和回收(NH4)2SO4 具體生產(chǎn)流程如下：【資料】氧化還原反應(yīng)中，會有元素化合價(jià)發(fā)生變化。（1） 步驟中操作Y 的名稱是 ；（2） 加入物質(zhì)X 溶

13、解廢渣，X 應(yīng)選用 （填序號）；A鹽酸B硫酸C氨水D氫氧化鈉步驟酸浸時(shí)，生成鹽的化學(xué)方程式為 （任寫一個(gè)）；（3） 步驟通入氧氣氧化的目的是 ；工業(yè)上對該操作控制在 4 小時(shí)左右為宜，根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)分析，影響 Fe2+氧化率的變化規(guī)律： 。例 22020 年奧運(yùn)會獎(jiǎng)牌制作原料來自于電子垃圾中提煉出來的金屬。從廢線路板中提煉貴重金屬和制備硫酸銅晶體的一種工藝流程如圖：已知：在酸性環(huán)境中有過氧化氫存在時(shí)，鐵和銅分別會轉(zhuǎn)化為鐵離子和銅離子。（1） 操作的名稱是 ；（2） 提煉出的貴重金屬可制作獎(jiǎng)牌，其成分是 ；（3） 調(diào)節(jié)pH 的主要目的是除去濾液中 （填金屬離子符號）；（4） 寫出粗銅中的銅與稀

14、硫酸和過氧化氫的混合溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。四、自主訓(xùn)練1. 為了從含有 FeSO4、CuSO4 的工業(yè)廢水中回收 Cu 和硫酸亞鐵晶體，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（）A. 固體X 中只含 CuB. 試劑 B 是稀硫酸C. 溶液 Z 中的溶質(zhì)為 FeSO4 和 CuSO4D. 操作I 用到的玻璃儀器只有燒杯和玻璃棒2. 無水氯化鈣的用途廣泛。以石灰石礦粉（含有 MgSO4、Fe2O3、SiO2 等雜質(zhì)）為原料，生產(chǎn)無水氯化鈣的流程如圖：回答下列問題：（1） 從流程圖中推知：SiO2 具有的化學(xué)性質(zhì)是 ；（2） 加入鹽酸的主要作用是 （寫化學(xué)方程式）；（3） 濾渣 3

15、 中除有 Ca(OH)2 外，還有 （填化學(xué)式）；（4） 產(chǎn)品中的雜質(zhì)除極少量H2O 外，最可能含的是 （填化學(xué)式）。3. 治理污染性氣體（NO2、NO、SO2、CO 等）有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。（1） NO2 可用水吸收，請補(bǔ)全該反應(yīng)的化學(xué)方程式 3NO2+H2O2HNO3+ ；（2） 用氨氣可以把 NO 轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)直接排放，反應(yīng)的微觀示意圖如圖 1。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；（3） 煙氣中的 SO2 經(jīng)過如圖 2 轉(zhuǎn)化可以得到化工產(chǎn)品。加入石灰石的目的是將 SO2 轉(zhuǎn)化為 ；上述處理過程中，化合價(jià)發(fā)生改變的元素是 ；（4） 要使碳燃燒時(shí)不產(chǎn)生一氧化碳，則需控制碳和氧氣的質(zhì)量比在 范圍內(nèi)。4

16、. 金屬鈦廣泛用于航空航天工業(yè)、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。用鈦鐵礦（主要成分為 FeTiO3）制取鈦并獲得副產(chǎn)品A 的主要工藝流程如圖 1 所示：請回答下列問題：（1） 構(gòu)成金屬鈦的微粒是 （填“分子”“原子”或“離子”），H2TiO3 中鈦元素的化合價(jià)為 ；（2） 反應(yīng)需持續(xù)通入氬氣，氬氣的作用是 ；（3） 反應(yīng)的產(chǎn)物除紅色固體 A 外，還有兩種組成元素相同且相對分子質(zhì)量相差 16 的氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；（4）反應(yīng)中屬于分解反應(yīng)的是 （填“”“”“”）。題九工 藝 流 程變式訓(xùn)練1. 【答案】（1）Mg2+ 2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2+2NaCl 稀硫酸；（2）過濾 漏斗；（

17、3）30 在 30以下比氯化鈉?。ɑ?30以下硫酸鈉的溶解度受溫度影響比氯化鈉大）?！窘馕觥浚?）加入的氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，因此除去的是 Mg2+，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+MgCl2Mg(OH)2+2NaCl；稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，沒有帶入新雜質(zhì)；碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳?xì)怏w，沒有帶入任何其它雜質(zhì)，符合除雜的原則；故 NaOH 和 Na2CO3 如果添加過量了，可在過濾后向?yàn)V液中滴加稀硫酸除去。（2） 操作 a 得到的是固體和液體，因此是過濾，過濾需要燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺；故答案為：漏斗（或鐵架臺)；（3） 由于硫酸鈉的溶

18、解度在 30以下比氯化鈉小，降溫的過程中會析出大量的硫酸鈉；故答案為： 30；在 30以下比氯化鈉?。ɑ?30以下硫酸鈉的溶解度受溫度影響比氯化鈉大）。2. 【答案】（1）燒杯； （2）炭黑、二氧化錳的混合物 在空氣流中灼燒；（3）ZnCl2 B；（4）Ca(OH)2+2NH4C1CaCl2+2H2O+2NH3【解析】（1）操作 I 中溶解、過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，故答案為：燒杯；（2） 固體 M 是炭黑、二氧化錳的混合物，欲從固體 M 中得到較純的 MnO2，操作可采用的最簡便方法是在空氣流中灼燒，木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，二氧化錳不能，故答案為：炭黑、二氧化錳的混合物 在空

19、氣流中灼燒；（3） ZnCl2 的溶解度受溫度影響較大，而 NH4Cl 的溶解度受溫度影響相對較小，操作采用的蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶的方法，則通過操作所得到固體 NH4Cl，溶液中的溶質(zhì)是 ZnCl2，因?yàn)槁然@不溶于氯化銨飽和溶液而能溶于其他溶質(zhì)的飽和溶液，應(yīng)用氯化銨飽和溶液洗滌，故答案為：ZnCl2 B；（ 4 ）氯化銨能于堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)降低肥效，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： Ca(OH)2+2NH4C1 CaCl2+2H2O+2NH3，故答案為：Ca(OH)2+2NH4C1CaCl2+2H2O+2NH3。變式訓(xùn)練【答案】1.（1）過濾；（2）BMgO+H2SO4MgSO4+H2O；（3）將亞鐵離子

20、氧化成三價(jià)鐵離子；溫度越高，pH 越小，三價(jià)鐵離子氧化率越高?！窘馕觥浚?）過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來，所以步驟中操作 Y 的名稱是過濾；（2） 加入的物質(zhì)既需要可以溶解金屬氧化物，又不能引入新的雜質(zhì)，所以加入物質(zhì) X 溶解廢渣，X 應(yīng)選用硫酸，故選：B；氧化鎂和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和水，化學(xué)方程式為：MgO+H2SO4MgSO4+H2O；（3） 該反應(yīng)過程中制取的是高檔顏料鐵紅氧化鐵，所以步驟通入氧氣氧化的目的是：將硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化成硫酸鐵。通過分析圖像中的數(shù)據(jù)可知，影響 Fe2+氧化率的變化規(guī)律是：將亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子；溫度越高，pH 越小，三價(jià)鐵離子氧化率越高。2.【答案】（1

21、）過濾；（2）金；（3）Al3+和 Fe3+；（4）Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O?！窘獯稹浚?）操作得到固體和液體，所以是過濾；（2） 提煉出的貴重金屬可制作獎(jiǎng)牌，其中有金，所以其成分是金；（3） 調(diào)節(jié)pH，根據(jù)生成固體氫氧化鋁和氫氧化鐵，所以主要目的是除去濾液中 Al3+和 Fe3+；（4） 根據(jù)信息“在酸性環(huán)境中有過氧化氫存在時(shí)，鐵和銅分別會轉(zhuǎn)化為鐵離子和銅離子”，可知粗銅中的銅與稀硫酸和過氧化氫的混合溶液發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅和水，對應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。自主檢測1. 【答案】B【解答】解：A. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菑暮?FeSO4、CuS

22、O4 的工業(yè)廢水中回收 Cu 和硫酸亞鐵晶體，則加入的試劑 A 是過量的鐵粉，固體 X 是鐵和銅的混合物，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B. 固體X 是鐵和銅的混合物，鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，銅不能，則試劑是稀硫酸，故選項(xiàng)說法正確；C. 鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，溶液 Z 中的溶質(zhì)是 FeSO4，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；D. 操作I 是過濾操作，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。2. 【答案】（1）不能和鹽酸反應(yīng)；（2）Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O；（3）Mg(OH)2、Fe(OH)3；（4）BaCl2?！窘馕觥浚?）從流程圖中可以看出，SiO2 不能和鹽酸反應(yīng)；（ 2 ）加入鹽酸的主要作用是除去氧化鐵，生成氯化鐵和水， 對應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O；（3） 濾渣 3 中除有Ca(OH)2 外、還有生成的 Mg(OH)2 以及 Fe(OH)3；（4） 產(chǎn)品中的雜質(zhì)除極少量H2O 外，由于氯化鋇可溶，所以最可能含的是 BaCl2。3. 【答案】（1）NO；（2）4NH3+6NO 5N2+6H2O、；（3）CaSO4、硫元素與氧元素；（4）小于 3：8?！窘獯稹浚?）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式可知，X 的化學(xué)式中含有 N 的