專項(xiàng)突破：工藝流程圖題

專項(xiàng)突破工藝流程圖題CONTENTS目錄PART01好題精練PART02教師專用1.(2018廣西梧州,17,2分)海水綜合利用流程如下,有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

()

A.從母液中可以進(jìn)一步制得金屬鎂B.①處操作是溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶C.海水“曬鹽”得到的粗鹽還含有雜質(zhì)D.析出粗鹽后的母液是氯化鈉的不飽和溶液答案

D從母液中可進(jìn)一步制得金屬鎂,A正確;粗鹽提純的操作順序是溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶,B正確;粗鹽中含有S

、Ca2+、Mg2+等雜質(zhì),C正確;析出粗鹽后的母液是NaCl的飽和溶液,D錯(cuò)誤。2.(2019廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū),27,6分)工業(yè)上利用某廢渣[含F(xiàn)eSO4、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:

【背景信息】a.氧化還原反應(yīng)中,會(huì)有元素化合價(jià)發(fā)生變化。b.3Fe2(SO4)3+12NH3·H2O

(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓+

5(NH4)2SO4銨黃鐵礬晶體(1)步驟③中操作Y的名稱是

。(2)加入物質(zhì)X溶解廢渣,X應(yīng)選用

(填序號(hào))。A.鹽酸B.硫酸

C.氨水D.氫氧化鈉步驟①酸浸時(shí),生成鹽的化學(xué)方程式為

(任寫一個(gè))。(3)步驟②通入氧氣氧化的目的是

;工業(yè)上對(duì)該操作控制在4小時(shí)左右為宜,根據(jù)下圖有關(guān)數(shù)據(jù)分析,影響Fe2+氧化率的變化規(guī)律:

。

答案(1)過(guò)濾(2)BCaO+H2SO4

CaSO4+H2O或MgO+H2SO4

MgSO4+H2O(3)將FeSO4氧化成Fe2(SO4)3(合理即可)Fe2+氧化率隨溫度升高而增大,隨pH降低而增大解析(1)在溶液Ⅱ中加入氨水后,經(jīng)過(guò)結(jié)晶、操作Y得到濾液和銨黃鐵礬晶體,故操作Y為過(guò)濾。(2)加物質(zhì)X的目的為酸浸,流程中要回收(NH4)2SO4,X應(yīng)為硫酸,用鹽酸會(huì)引入Cl-;氧化鈣、氧化鎂均能與硫酸反應(yīng)生成鹽和水。(3)通入氧氣氧化的目的是將FeSO4氧化成Fe2(SO4)3;分析圖像可知,Fe2+氧化率隨溫度升高而增大,隨pH降低而增大。3.(2019廣西梧州,24,5分)制備高純硅和二氧化硅主要工藝流程如圖所示。

(1)2019年,我國(guó)華為公司推出了5G商用芯片。制造芯片要用到高純硅,硅屬于

元素(填“金屬”或“非金屬”)。(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為SiO2+2C

Si+2CO↑,從氧化還原反應(yīng)角度分析,C發(fā)生了

反應(yīng)。(3)用于制造光導(dǎo)纖維的高純二氧化硅,可利用反應(yīng)②制備,同時(shí)生成一種可循環(huán)使用的物質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。整個(gè)工藝流程中,還可以循環(huán)利用的另一種物質(zhì)是

。答案(1)非金屬(2)氧化(3)SiCl4+O2

SiO2+2Cl2氫氣(或氯化氫)解析(1)硅屬于非金屬元素;(2)SiO2+2C

Si+2CO↑中碳元素得到氧生成了一氧化碳,從氧化還原反應(yīng)角度分析,C發(fā)生了氧化反應(yīng);(3)四氯化硅和氧氣在1300℃的條件下反應(yīng)生成二氧化硅和氯氣,化學(xué)方程式為SiCl4+O2

SiO2+2Cl2。Si+3HCl

HSiCl3+H2,HSiCl3+H2

Si+3HCl,H2和HCl既是反應(yīng)物也是生成物,可以循環(huán)使用,所以整個(gè)工藝流程中,還可以循環(huán)利用的另一種物質(zhì)是氫氣或氯化氫。4.(2019廣西貴港,18,4分)氫能是最理想的能源。如圖是制取與貯存氫氣的一種方法。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)ZnFe2O4在循環(huán)制氫體系的總反應(yīng)中起

作用,其中鐵元素的化合價(jià)為

。(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為

。答案(1)催化+3(2)3H2+2Mg2Cu

3MgH2+MgCu2

解析(1)ZnFe2O4在循環(huán)制氫體系的總反應(yīng)中起催化作用,在ZnFe2O4中,氧元素顯-2價(jià),鋅元素顯+2價(jià),所以

鐵元素的化合價(jià)是+3;(2)反應(yīng)③中的反應(yīng)物是H2、Mg2Cu,反應(yīng)條件是一定條件,生成物是MgH2、MgCu2,化

學(xué)方程式為3H2+2Mg2Cu

3MgH2+MgCu2。5.(2019廣西玉林,26,6分)煉鐵產(chǎn)生的廢渣中含有大量CuS及少量鐵和鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2的流程圖如下。

(1)廢氣中污染空氣的氣體主要是

。(2)在高溫條件下,通入空氣,CuS、NaCl等物質(zhì)反應(yīng)生成CuCl2和Na2SO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(3)【查閱資料】不同金屬氫氧化物可以在不同的pH范圍內(nèi)從溶液中沉淀析出,工業(yè)上利用調(diào)節(jié)溶液pH范圍的方法,使某種金屬氫氧化物沉淀,結(jié)合過(guò)濾等操作,進(jìn)行物質(zhì)分離。下表是氫氧化鐵與氫氧化銅開(kāi)始沉淀與沉淀完全的pH。

Fe(OH)3Cu(OH)2開(kāi)始沉淀的pH1.94.2沉淀完全的pH3.26.7為了只讓上述流程溶液中的Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去,你認(rèn)為調(diào)節(jié)溶液的pH到

(填數(shù)值范圍)比較合適。(4)流程圖中能循環(huán)利用的物質(zhì)是

。(5)本流程中,鐵元素的化合價(jià)除+3價(jià)外還有

。答案(1)SO2(二氧化硫)(2)CuS+2NaCl+2O2

CuCl2+Na2SO4(3)3.2~4.2(合理范圍均可)(4)NaCl(氯化鈉)(5)0、+2解析(1)廢渣中含有硫元素,與空氣中的氧氣反應(yīng)生成的二氧化硫污染空氣;(2)依題意可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuS+2NaCl+2O2

CuCl2+Na2SO4;(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH在3.2~4.2時(shí),Fe(OH)3完全沉淀而Cu(OH)2尚未沉淀析出,可達(dá)到只讓Fe(OH)3沉淀析出的目的;(4)從流程圖中可以看出,NaCl為可循環(huán)利用的物質(zhì);(5)單質(zhì)鐵中鐵元素為0價(jià),FeO中鐵元素為+2價(jià),Fe2O3和Fe(OH)3中鐵元素為+3價(jià)。6.(2018山東臨沂,27,5分)某工廠附近海水中含有較多Na2CO3等物質(zhì)。該工廠采用海水脫硫技術(shù)吸收燃煤煙氣中的SO2,其主要設(shè)備及流程如下

(1)海水脫硫設(shè)備中,排出的海水呈堿性的是

(填字母序號(hào))。A.海水泵B.吸收塔

C.曝氣池①D.曝氣池②(2)向曝氣池①內(nèi)通入空氣后,主要有兩個(gè)化合反應(yīng)發(fā)生,寫出其中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。(3)曝氣池②排放的海水中不含H2SO4的原因是

(用化學(xué)方程式表示)。答案(1)A(2)2Na2SO3+O2

2Na2SO4或2H2SO3+

2H2SO4(3)Na2CO3+H2SO4

Na2SO4+CO2↑+H2O解析(1)由題圖可知:海水脫硫設(shè)備中,海水泵排出的海水的pH=8,呈堿性。(2)曝氣池①中含有H2SO3、Na2SO3,向曝氣池①內(nèi)通入空氣后,Na2SO3和H2SO3均與氧氣反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Na2SO3+O2

2Na2SO4、2H2SO3+O2

2H2SO4。(3)曝氣池②排放的海水中不含H2SO4的原因是碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為Na2CO3+H2SO4

Na2SO4+CO2↑+H2O。方法指導(dǎo)

讀圖,從中獲得解答題目所需的信息,所以在解答題目時(shí)先看解答的問(wèn)題是什么,然后帶著問(wèn)題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找與答題有關(guān)的信息,這樣可提高答題的效率。7.(2018廣西玉林,26,6分)利用某工業(yè)廢棄固體(成分為Cu2S和FeS2)制備硫酸銅溶液和硫酸亞鐵晶體,流程如圖所示。

(已知:①固體B含有氧化銅、氧化鐵,②鐵能與硫酸鐵反應(yīng),生成硫酸亞鐵)(1)操作Ⅰ是

。為了提高廢棄固體的反應(yīng)速率,除將固體粉碎、提高溫度外,還可以采取的具體措施有

(寫一條)。(2)寫出FeS2在空氣中灼燒的化學(xué)方程式

。(3)溶液C中的溶質(zhì)有

(用化學(xué)式表示)。(4)試劑y的作用是

。答案(1)過(guò)濾通入足量的氧氣(2)4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2(3)H2SO4、CuSO4、Fe2(SO4)3(4)將鐵、銅分離出來(lái)(除去剩余的鐵)解析(1)操作Ⅰ是將固體與液體進(jìn)行分離,應(yīng)用過(guò)濾的方法;FeS2在空氣中灼燒的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的接觸面積越大,反應(yīng)速率越快,通入氧氣的量越多,反應(yīng)速率越快,故還可以采取“通入足量的氧氣”的措施。

(2)FeS2在空氣中灼燒生成氧化鐵與二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2;(3)反應(yīng)后得到固體B的成分為CuO、Fe2O3,與硫酸反應(yīng)生成CuSO4、Fe2(SO4)3且硫酸過(guò)量,溶液C中溶質(zhì)有H2SO4、CuSO4、Fe2(SO4)3;(4)加入的過(guò)量試劑x應(yīng)為Fe,故固體D的成分有鐵和硫酸銅反應(yīng)生成的銅及剩余的鐵,試劑y的作用是將過(guò)量的鐵反應(yīng)掉,除去過(guò)量的鐵。8.(2018北京,18,3分)為保護(hù)綠水青山,可將工業(yè)殘留的鋇渣[主要成分為碳酸鋇(BaCO3)]進(jìn)行無(wú)害化處理,制取化工原料硫酸鋇(BaSO4)。主要流程如下:

已知:BaSO4難溶于水,氯化鋇(BaCl2)可溶于水。(1)粉碎鋇渣的目的是

。(2)反應(yīng)釜1中的氣體X為

。(3)反應(yīng)釜2中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。答案(1)增大反應(yīng)物間的接觸面積,使反應(yīng)更充分(2)CO2(3)BaCl2+H2SO4

BaSO4↓+2HCl解析(1)粉碎鋇渣增大了反應(yīng)物間的接觸面積,使反應(yīng)進(jìn)行得更充分。(2)碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳?xì)怏w,所以反應(yīng)釜1中的氣體X為二氧化碳。(3)進(jìn)入反應(yīng)釜2的物質(zhì)是氯化鋇和硫酸,二者發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl2+H2SO4

BaSO4↓+2HCl。9.(2018廣東廣州,25,7分)氧化鋅(ZnO)可作為紫外線吸收劑應(yīng)用于化妝品中,其一種生產(chǎn)工藝如下:(1)推測(cè)草酸的化學(xué)式是

。(2)“沉鋅”過(guò)程中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。(3)“操作A”的名稱是

;實(shí)驗(yàn)室常用的研磨儀器是

。(4)“高溫灼燒”時(shí)草酸鋅分解,反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。答案(1)H2C2O4(2)ZnCl2+(NH4)2C2O4

ZnC2O4↓+2NH4Cl(3)過(guò)濾研缽(4)ZnC2O4

ZnO+CO↑+CO2↑解析(1)草酸的化學(xué)式是H2C2O4。(2)“沉鋅”過(guò)程是ZnCl2與(NH4)2C2O4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成草酸鋅和氯化銨,反應(yīng)的化學(xué)方程式是ZnCl2+(NH4)2C2O4

ZnC2O4↓+2NH4Cl。(3)“操作A”是將溶液與難溶性固體分離,故該操作為過(guò)濾;實(shí)驗(yàn)室常用的研磨儀器是研缽。(4)“高溫灼燒”時(shí)草酸鋅分解得氣體混合物,根據(jù)原子守恒,可推知?dú)怏w混合物中含有一氧化碳和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式是ZnC2O4

ZnO+CO↑+CO2↑。10.(2018重慶A,20,4分)某工廠的廢水中含有MgSO4和FeCl3,技術(shù)人員逐漸加入NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水的pH,先后分離出兩種沉淀,并通過(guò)系列處理得到有價(jià)值的產(chǎn)品。操作流程如下圖所示。

(1)固體A與某酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。操作②時(shí),當(dāng)

即可停止加熱。(2)固體B加熱的產(chǎn)物是兩種常見(jiàn)氧化物,則另一種氧化物的化學(xué)式為

。(3)溶液a除了可能含有NaOH外,還一定含有的溶質(zhì)是

(填化學(xué)式)。答案(1)Mg(OH)2+H2SO4

MgSO4+2H2O出現(xiàn)大量固體時(shí)(2)H2O(3)NaCl、Na2SO4(全對(duì)才給分)解析(1)廢水中含有硫酸鎂,加入氫氧化鈉溶液后生成氫氧化鎂沉淀,由固體A可得到MgSO4,即固體A為氫氧化鎂;Mg(OH)2與某酸反應(yīng),最終得到硫酸鎂,說(shuō)明該酸是硫酸,氫氧化鎂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg(OH)2+H2SO4

MgSO4+2H2O;操作②是蒸發(fā),當(dāng)有較多晶體析出時(shí)即可停止加熱,用余熱把剩余水分蒸干。(2)廢水中含有氯化鐵,加入氫氧化鈉溶液后得到的固體B是氫氧化鐵,加熱氫氧化鐵可得到氧化鐵和水。(3)廢水中加入氫氧化鈉溶液后,除了生成沉淀外,還有氯化鈉和硫酸鈉生成,因此溶液a中除了可能有NaOH外,還一定含有NaCl、Na2SO4。11.(2018貴州畢節(jié),14,9分)廢舊金屬可回收利用,某化學(xué)興趣小組用合金廢料(含F(xiàn)e、Cu和Al)制取FeSO4溶液和回收金屬銅,實(shí)驗(yàn)流程如圖所示(部分生成物已略去)。已知:2Al+2NaOH+2H2O

2NaAlO2+3H2↑

(1)單質(zhì)鐵的金屬活動(dòng)性比銅

(填“強(qiáng)”或“弱”);(2)操作Ⅰ的名稱是

,操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和

(填儀器名稱);(3)若取FeSO4溶液適量,滴入BaCl2溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的

反應(yīng);(4)步驟B的化學(xué)方程式為

;(5)鋁制品在空氣中耐腐蝕的原因是

。答案(1)強(qiáng)(2)過(guò)濾漏斗(3)FeSO4+BaCl2

BaSO4↓+FeCl2復(fù)分解(4)Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑(5)鋁在空氣中會(huì)與氧氣反應(yīng)形成致密的氧化鋁薄膜,阻止鋁制品進(jìn)一步被氧化解析(1)在金屬活動(dòng)性順序中,鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng),所以鐵能置換出硫酸銅溶液中的銅;(2)操作Ⅰ用于分離固體和液體,其操作的名稱為過(guò)濾,操作Ⅱ?yàn)榉蛛xFeSO4溶液和銅,用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗;(3)若取FeSO4溶液適量,滴入BaCl2溶液,硫酸亞鐵和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeSO4+BaCl2

BaSO4↓+FeCl2,該反應(yīng)是兩種化合物交換成分,生成另外兩種化合物的反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng);(4)鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,化學(xué)方程式為Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑;(5)在空氣中鋁制品更耐腐蝕的原因是鋁在空氣中會(huì)形成致密的保護(hù)膜,阻止鋁制品進(jìn)一步被氧化。12.(2017江西,19,6分)堿式碳酸鎂是一種新型阻燃劑,其工業(yè)制備流程如下:

(1)常溫下向溶液中加入少量的NH4HCO3固體,固體不能溶解,則該溶液為NH4HCO3的

(填“飽和”或“不飽和”)溶液;(2)操作1的名稱是

;“一系列操作”中包括蒸發(fā),實(shí)驗(yàn)室中蒸發(fā)溶液時(shí)用玻璃棒攪拌的作用是

;(3)副產(chǎn)品氯化銨與氫氧化鈉反應(yīng),生成了一種可直接進(jìn)入上述流程循環(huán)利用的物質(zhì)是

。答案(1)飽和(2)過(guò)濾防止因局部溫度過(guò)高,造成液滴飛濺(合理即可)(3)氨氣(或NH3)解析(1)常溫下,向溶液中加入少量的NH4HCO3固體,不能繼續(xù)溶解,說(shuō)明該溶液為NH4HCO3的飽和溶液。

(2)通過(guò)操作1得到了固體和濾液,說(shuō)明該操作是過(guò)濾;實(shí)驗(yàn)室蒸發(fā)溶液時(shí)用玻璃棒攪拌的作用是使溶液受熱均勻,防止因局部溫度過(guò)高造成液滴飛濺(3)副產(chǎn)品氯化銨與氫氧化鈉反應(yīng),生成氯化鈉、氨氣和水,其中氨氣可循環(huán)利用。13.(2016廣西北海,27,6分)小型化工廠常以純堿和大理石為主要原料,按以下工藝流程生產(chǎn)燒堿(NaOH)。

(1)物質(zhì)C的化學(xué)式是

,在步驟Ⅲ中要進(jìn)行的分離操作是

。(2)寫出步驟Ⅰ的化學(xué)方程式:

。(3)寫出步驟Ⅲ的化學(xué)方程式:

。答案(1)Ca(OH)2過(guò)濾(2)CaCO3

CaO+CO2↑(3)Ca(OH)2+Na2CO3

CaCO3↓+2NaOH解析碳酸鈣高溫煅燒生成氧化鈣(固體A)和二氧化碳(氣體B),氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣(固體C),氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣(固體D)和氫氧化鈉(溶液E)。(1)物質(zhì)C的化學(xué)式是Ca(OH)2,在步驟Ⅲ中要進(jìn)行的分離操作實(shí)現(xiàn)的是固體和液體的分離,為過(guò)濾。(2)步驟Ⅰ中碳酸鈣在高溫下發(fā)生分解生成氧化鈣和二氧化碳,對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式:CaCO3

CaO+CO2↑。(3)步驟Ⅲ中氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式:Ca(OH)2+Na2CO3

CaCO3↓+2NaOH。14.(2016廣西柳州,27,6分)某工廠產(chǎn)生的廢水中含有硫酸鋅和少量的硫酸銅以及污泥,為了變廢為寶,利用廢水制取七水硫酸鋅(ZnSO4·7H2O),其工藝流程圖如下:

回答下列問(wèn)題:(1)步驟①的操作名稱是

。(2)步驟②需加入過(guò)量的物質(zhì)是

,目的是

。(3)步驟③需加入的溶液是

。(4)步驟④的操作是蒸發(fā)濃縮,

,過(guò)濾。(5)如果用ZnSO4·7H2O來(lái)配制100g32.2%的硫酸鋅溶液,需要

g七水硫酸鋅。答案(1)過(guò)濾(2)鋅除去硫酸銅(3)稀硫酸(4)降溫(5)57.4解析(1)步驟①的操作名稱是過(guò)濾,通過(guò)過(guò)濾可以除去污泥。(2)步驟②需加入過(guò)量的物質(zhì)是鋅,目的是除去硫酸銅。(3)步驟③需加入的溶液是稀硫酸,利用稀硫酸可以把鋅轉(zhuǎn)化成硫酸鋅。(4)步驟④的操作是蒸發(fā)濃縮,降溫,過(guò)濾。(5)設(shè)需要七水硫酸鋅質(zhì)量的為x,x×

×100%=100g×32.2%,x=57.4g。教師專用題組1.(2018遼寧沈陽(yáng),17,7分)為了防止污染,用黃銅礦(主要成分是CuFeS2及少量含Zn的化合物)煉銅時(shí),將產(chǎn)生的廢氣、廢液轉(zhuǎn)換成工業(yè)原料,設(shè)計(jì)流程如下:(假定每一步都完全反應(yīng))(1)廢氣處理后得到的產(chǎn)品X是

。(2)寫出步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式

。(3)步驟②的操作是

。(4)濾液a和濾液b中溶質(zhì)的成分

(填“相同”或“不相同”)。(5)若操作過(guò)程中物質(zhì)的損失忽略不計(jì),要生成2.8gB和3.2gD,則加入Zn的質(zhì)量應(yīng)至少大于

g。答案(1)H2SO4(或硫酸)(2)Zn+FeSO4

ZnSO4+Fe、Zn+CuSO4

ZnSO4+Cu(3)用磁鐵吸引(4)相同(5)6.5解析(1)三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸,因此產(chǎn)品X是硫酸。(2)鋅比銅、鐵金屬活動(dòng)性強(qiáng),廢液中加入過(guò)量鋅,鋅與硫酸銅、硫酸亞鐵發(fā)生置換反應(yīng),得到的固體A為生成的銅、鐵和過(guò)量的鋅的混合物,濾液a為硫酸鋅溶液。(3)固體A為銅、鐵、鋅的混合物,用