专题18 工艺流程图题（考点详解）-备战2021年中考化学考点微专题（原卷版）

          专题18  工艺流程图题

流程示意图解读

明确工艺流程的目的，关注箭头及所指方框

箭头：箭头进入的是投料（即反应物）、出去的是生成物（包括主产物和副产物）

三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。

突破方法：

关注流程“三线（去线、进线、可逆线）”和“核心”

流程示意图图解：

一、制备与生成流程

二、回收与利用流程

三、海水资源的利用流程

四、“三废”处理流程

五、净水流程

六、分离、提纯和除杂流程

七、混合成分的确定流程

八、定量测定流程

制备与生成流程

【典例精讲】

1．（2020北京市）CuO是某种无机胶黏剂的组分之一，制备的部分流程如下图。

已知：CuO难溶于水。

（1）反应釜中发生的反应有：①

②，其中属于复分解反应的是____（填“①”或“②”）。

（2）过滤器分离出的滤液中一定含有的溶质是__________。

2．（2020安徽省卷）硫酸亚铁晶体是重要的化学试剂。传统制备方法是用铁屑与稀硫酸反应，因铁屑中含有硫、磷等杂质，与稀硫酸反应会产生刺鼻、呛人的有毒气体。某科技小组改用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁晶体，流程如下：

（1）步骤①中反应的化学方程式为___________。

（2）操作Ⅰ的名称是_______。步骤②涉及到蒸发，蒸发时必需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、玻璃棒、_______。

（3）用硫酸铜溶液代替稀硫酸制备硫酸亚铁晶体，优点是________。

3．（2020重庆市B）孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu（OH）2及少量不溶性杂质（杂质不与酸反应），某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。

（1）白色沉淀的化学式为________。

（2）写出步骤③中发生反应的化学方程式________。

（3）蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是_____。

（4）若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液，其过程中溶质种数会发生变化，最多时可达____种。

回收与利用流程

【典例精讲】

4．（2020北京市）从氯碱工业产生的盐泥中回收BaSO4，其主要工艺流程如下图。

已知：①盐泥的主要成分为BaSO4、NaCl、Mg（OH）2和CaCO3。

②BaSO4难溶于水，不与盐酸反应。

（1）除去NaCl，利用的性质是____。

（2）酸溶槽中发生中和反应的化学方程式为____。

（3）过滤器中分离出来的固体是____。

5．（2020江西省卷）2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究作出贡献的三位科学家。下图是从钴酸锂废极片【主要成分为钴酸锂（LiCoO2）中回收得到Co2O3和Li2CO3的一种工艺流程。

（1）操作1中，粉碎废极片的目的是_____；

（2）实验室中完成操作2时，需用到的玻璃仪器是_____（填一种即可）；

（3）操作4中，在高温条件下，CoC2O4在空气中反应生成Co2O3和二氧化碳，化学方程式为_____；

（4）操作5中，Li2CO3晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少，说明Li2CO3的溶解度随温度升高面_____。

6．（2020新疆省卷）从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属，并得到硫酸铜溶液。其工艺流程如图所示:

（1）图中“操作”的名称是_____ 。

（2）写出所得贵重金属中任意一种成分的化学式________。

（3）写出①中发生的化学反应方程式_______ （ 任写一种）；该反应的基本类型为_       _ 。

（4）写出②中发生的化学反应方程式_______________ 。

7．（2020贵州遵义）现对一批已生锈的弹壳进行回收利用，主要流程如下：

【资料】①该弹壳由铜锌合金制成，其锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3。

②Cu2（OH）2CO3能与稀硫酸反应生成硫酸铜，其他杂质不溶于水，也不参与反应。

（1）为加快步骤一的反应速率，可采用的方法是______________（填一种即可）；

（2）溶液A中的溶质是____________________；

（3）步骤三中发生反应的化学方程式为__________；

（4）回收锌的质量___________废弃弹壳中锌元素的质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）；

（5）改变铜锌合金中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。现欲制备120吨（t）含锌量小于35%的黄铜，该类黄铜具有良好的塑性，能承受冷热加工，但在200℃~700℃之间热加工时易断裂。下列符合原料配比及热加工条件的是______________（填字母序号）。

a．锌44t   铜76t    750℃      b．锌38t   铜82t   500℃

c．锌55t   铜65t   190℃      d．锌25t   铜95t   750℃

海水资源的利用流程

【典例精讲】

8．（2020山东青岛）2020年6月8日是第12个“世界海洋日”，海洋是巨大的资源宝库。某课题小组模拟工业海水提镁的流程，在实验室制取生产镁的原料——氯化镁，设计方案如下：

【信息】

（1）海水和苦卤中都含有NaCl、Na2SO4、MgCl2、CaCl2、KCl等。

（2）苦卤是海水晒盐后剩余的溶液。

（3）如下表是某品牌不同碱的价格。

请分析与计算。

（1）海水和苦卤都可以作为制取氯化镁的原料，甲同学提出选择苦卤更好，小组同学一致同意他的观点，理由是______。

（2）在工业生产中为了降低成本，试剂X最好选择表格中的______。

（3）该方案制取氯化镁时，要经历步骤I和步骤II两步转化，其主要目的是____。

（4）小组同学按上述方案进行了实验，并制得19．0g干燥纯净的氯化镁固体。若步骤Ⅱ中溶质质量分数为10%的稀盐酸与氢氧化镁恰好完全反应，且步骤III中氯化镁没有损失，求步骤II中消耗稀盐酸的质量___。（写出计算步骤）

9．（2020云南省卷）镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料。大量的镁是从海水蒸发结晶得到粗盐后的苦卤水中提取的。根据下列工业制镁的主要生产步骤回答问题：

（1）操作X的名称是__             ___。

（2）试剂②可选用___           ______

（3）MgCl2在熔融状态下，通电后会产生金属镁和氯气（Cl2），该反应的化学方程式为_____    ___。

“三废”处理流程

【典例精讲】

10．（2020山东临沂）工业上处理黄铜渣（Cu、Zn、ZnO、CuO和杂质）废料时，通常将其转化为硫酸锌和铜等有价产品。其主要流程如图所示（杂质不溶于水也不参与反应）:

资料：；；

（1）物质B化学式是___。

（2）过程Ⅱ中分离操作的名称是______，该操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___（填仪器名称）。

（3）过程Ⅲ中有气体产生，该反应的化学方程式是____。

11．（2020广东省卷）某废酸液主要含H2SO4和FeSO4，研究人员利用CaCO3消耗部分酸，再加入廉价的电石渣（主要成分为CaO），通过一系列操作可得到磁性铁，成本较低且有利于保护环境。工艺流程如下：

（1）该废酸液的pH______7（填“<”或“>”）。操作Ⅰ的名称为___________。

（2）电石渣转化为石灰乳的过程会_____________（填“吸收”或“放出”）热量。

（3）“沉铁”过程中，溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca（OH）2发生复分解反应，生成的产物是_______和_____________（填化学式）。

（4）磁性铁是铁一种氧化物，且为磁铁矿的主要成分，其化学式为____________。

（5）研究发现，“沉铁”后，溶液的pH对磁性铁产率的影响如下表。欲获得高的产率，最适宜的pH为______。pH较低时产率较低的主要原因是_________________。

12．（2020山西阳泉）工业上，可用废弃的粉煤灰为原料替代铝土矿来生产高纯硫酸铝。粉煤灰的主要成分为氧化铝和二氧化硅，还含有少量氧化铁、氧化镁等杂质，主要生产流程如图1所示。【已知：二氧化硅不溶于水，也不与硫酸反应；氧化铝与稀硫酸反应的化学方程式为】。分析生产过程，回答下列问题：

（1）分析图2，球磨机的作用是__________。

（2）利用废弃的粉煤灰生产硫酸铝的优点是________。

（3）酸浸塔中稀硫酸与杂质反应的一个化学方程式为___________，残渣主要成分为______。

（4）分析硫酸铝溶解度表，结晶池中析出硫酸铝晶体采用方法是_______。

净水流程

【典例精讲】

13．（2020海南省卷）硬水不仅对健康造成危害，而且会给生活带来很多麻烦。硬水受热后会产生水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，其他成分不参与反应，实验室由水垢制取纯净氯化钙固体的流程如下：

请按要求填空：

（1）用_____区别硬水和软水。

（2）步骤②中加的碱的化学式是_____；步骤③过滤操作中用到玻璃棒的作用是_____。

（3）步骤④中加入适量稀盐酸的目的是_____，若盐酸过量对氯化钙固体的纯度_____（选填“有”或“无”）影响。

（4）步骤⑤是利用_____的方法得到氯化钙固体。

分离、提纯和除杂流程

14．（2020西藏）西藏芒康县通过晾晒盐井水提取粗盐的生产方式历史悠久。粗盐溶液过滤后仍含有多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙、硫酸钠等）。某化学拓展实验小组欲探究粗盐样品中可溶性杂质的成分，设计了如图所示的实验流程：

（实验分析）

（1）步骤①中加入适量氢氧化钠溶液的目的是___________。

（2）步骤③的白色沉淀是____________________（填化学式）。

（3）乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸，你是否同意他的观点？____________（填“同意”或“不同意”），请说明原因___________________。

（4）根据以上实验信息，实验小组得出结论：此粗盐样品中含有的杂质是__________________。

15．（2020四川内江）下图是某化工企业利用“侯氏制碱法”生产纯碱的部分工艺流程示意图：

查阅资料知：① ；②氨气极易溶于水，氨水呈碱性。

（1）检验食盐水是否饱和的方法是__________。

（2）操作Ⅰ的名称是____________。实验室进行此操作时，玻璃棒的作用是____________。

（3）“候氏制碱法”中，向饱和氨盐水中通入足量的CO2，使氨气、水、NaCl和CO2反应生成NaHCO3等，该反应的化学方程式为_______________；先通氨气形成饱和氨盐水，后加压通入二氧化碳，这样操作的目的是_____________。

（4）处理含氯化铵混合溶液时，不直接加热蒸干得到氯化铵固体的原因是_________________。

16．（2020贵州黔东南）某兴趣小组查阅资料得知：氯酸钾（KClO3） 在加热和二氧化锰做催化剂的条件下生成氯化钾和氧气。他们利用该原理制取氧气，并回收提纯氯化钾和二氧化锰，按以下流程图进行实验，按要求完成下列问题：

（1）步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为_____。

（2）步骤Ⅳ中操作y的名称是___。

（3）步骤Ⅲ中“洗涤”操作2次后，收集第3次的洗涤液并进行检验。取少量洗涤液于试管中，滴加____溶液，有白色沉淀生成，说明还没有洗涤干净。

（4）实验结束后，理论上能够回收得到___克二氧化锰。

17．（2020湖南邵阳）粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，还含有氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质。提纯粗盐并制取纯碱的工艺流程如下：

已知：①20℃时，将CO2通入含有NH3的饱和NaCl溶液中生成NaHCO3晶体和NH4Cl溶液

②20℃时，几种物质在水中的溶解度/g

请根据上述题中有关信息，回答下列问题：

（1）步骤③中加入试剂A的化学式是_____。

（2）步骤④中加入过量Na2CO3溶液的目的是_____。

（3）在步骤⑥反应中，有NaHCO3晶体析出，而没有NH4Cl和NaCl析出的原因是_____。

（4）步骤⑦中NaHCO3，转化为纯碱的化学反应方程式是，该化学反应属于反应_____〔填基本反应类型）。

18．（2020四川成都节选）回答下列问题

（1）从硝酸钾、少量氯化钠和不溶性杂质（泥沙）的混合物中得到硝酸钾的流程如下：

①结合图分析，趁热过滤原因是___________

②操作a的名称是______

③滤液2的溶质是__________

七、混合成分的确定流程

19．（2020四川攀枝花）某氯化钠样品中可能含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙中的一种或几种杂质。某学习小组欲探究氯化钠样品中杂质的成分设计了以下实验：

回答下列问题：

（1）步骤①中加人适量NaOH溶液的目的是_______________。

（2）步骤③中加人足量稀盐酸时，能够观察到的明显现象是____________，发生此现象的化学方程式是_______________。

（3）此氯化钠样品中含有的杂质是_____________________。

20．（2020四川德阳）有一包固体粉末可能含有NaOH、NaCl、CuCl2、Mg（OH）2、CaCO3中的一种或多种，为探究其成分，某同学取样进行了如下图所示实验：

（1）操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，其名称是_______。

（2）无色气体的化学式为__________。

（3）反应生成白色沉淀Ⅱ的化学方程式为____________。

（4）原固体粉末中不能确定是否含有的物质是______。

21．（2020广东广州）某固体粉末可能含有KOH、K2CO3、K2SO4中的一种或几种，为了确定其成分，进行如下实验：

根据上述实验，回答下列问题：

（1）上述实验中，“产生气泡”的化学方程式为______。

（2）分析实验现象，推断原固体粉末的成分是____（填化学式）。

（3）能区别K2CO3溶液和NaCl溶液的试剂是______（填标号）。

A． NaOH溶液       B． 盐酸

C． 酚酞溶液       D． NaNO3溶液

八、定量测定流程

22．（2020湖北武汉）实验室有一包久置的生铁粉末（成分为碳、铁和氧化铁）。为测定各组分的质量分数，小怡取两份质量均为m的生铁粉末样品，分别进行如下实验：

Ⅰ.测定碳的含量

已知：过氧化氢溶液能将Fe2+转化为Fe3+。

（1）步骤①的具体实验操作中包括过滤，此操作中玻璃棒的作用是____________。

（2）生成滤渣丙的化学方程式为____________。

Ⅱ.测定氧化铁的质量分数

下图所示装置气密性良好。在硬质玻璃管中放入样品2，打开止水夹K，在球形干燥管出口处检验氢气纯净后，点燃酒精灯，待充分反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭止水夹K。

（3）打开止水夹K，观察到装置甲中的实验现象是____________。

（4）若无装置乙，会导致测得氧化铁的质量分数____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（5）实验过程中无污染性气体生成，且实验结束，硬质玻璃管中剩余固体为单质铁，丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了0.54g，则m=__________g（结果精确到0.01）。

23．（2020黑龙江哈尔滨）图为某钙片的商品标签，为测定钙片中钙元素的质量分数（假设钙片中其他物质不含钙元素，且不溶于水，也不与任何物质发生反应），某化学兴趣小组取20片钙片，进行如下实验：

（1）上述实验过程中发生反应的化学方程式为___________。

（2）根据已知条件列出求解所加的稀盐酸中溶质质量（x）的比例式_________。

（3）用36.5%的浓盐酸配制100g上述稀盐酸，所需浓盐酸的质量为_________。

（4）钙片中钙元素的质量分数为_______。

（5）若向滤液中加入5.4g水，所得溶液中溶质的质量分数为_____。

（6）工厂生产钙片时若需碳酸钙120t，理论上需含氧化钙84%的生石灰的质量为_____。