2022年中考化学压轴易错专题12：素材工业流程分析（含答案解析）

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专题12：素材工业流程分析            一、解题思路1．从题干中获取有用信息，了解生产的产品。2．分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。3．从问题中获取信息，帮助解题。多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备，考查有关化学实验操作，同时考查化学方程式的书写技能。关键：实验原理、装置原理、操作原理三结合。二、流程图题题型的结构、解题方法和思路1．题型结构题头(引入信息)→题干(提取信息，应用解题)→题尾(得出结论或产品)。2．解题方法和思路关注流程“三线（去线、进线、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、后全面、逐步深入3．具体操作(1)关注“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)。                       (2)关注方框内所指。(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。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。注意事项：1．从绿色化学方面作答：对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护方面等。2．常见文字叙述情形(1)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤(－洗涤)。(2)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”。  化学工艺流程题是以化工生产中的真实情景为素材，把生产流程用框图形式表示出来，对生产流程中有关的化学知识进行设问。与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查内容涉及：实验步骤、实验注意事项、操作名称、物质的制备、检验、分离提纯等在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。注重对考生综合化学思维能力的考查。1．（2021·黑龙江中考真题）某化肥厂以煤、空气、水为原料合成氨，生产流程如图所示。下列说法错误的是A．氨气转变为液氨是放热过程B．设备1中此反应 一定发生C．设备2中发生的反应，属于基本反应类型中的化合反应D．设备3中参加反应的N2和H2的质量比为14：12．（2021·内蒙古中考真题）某电镀厂排放的废液中含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4三种溶质，为减少水污染并节约成本，回收硫酸锌、金属铁和铜，设计流程如下图所示：下列说法正确的是A．流程中四步操作都是过滤B．实验方案中X是Zn，Y是CuSO4溶液C．滤液b中加适量X有气体产生D．最终所得硫酸锌的质量等于原废液中溶质的质量3．（2021·河南中考真题）从废旧手机的某些部件中可回收银和铜，其操作流程如图所示。（1）请写出步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式______。（写一个即可）（2）步骤Ⅱ中，加入硝酸银溶液的作用是什么______？（3）步骤Ⅲ中，若溶液乙的质量大于溶液甲，确定M后写出发生反应的化学方程式______。4．（2021·广西中考真题）1926年，我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”，结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如下：已知：常温下，氨气的溶解度很大，CO2的溶解度很小。回答下列问题：（1）纯碱的化学式为______。（2）“侯氏制碱法”的反应温度一般控制为30-35°C，因为在此温度时， NaHCO3的溶解度较______（填“大”或“小”）。（3）若向饱和食盐水中先通入CO2，会导致 NaHCO3产量减少，原因是______。（4）写出步骤①、②发生的总反应方程式______。（5）“侯氏制碱法”中能循环利用的物质有NaC1、H2O和______。5．（2021·广东中考真题）牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂。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___________。  1.实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验：（1）操作①是加水充分溶解，操作②的名称是______。（2）沉淀B的化学式是______。（3）小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠，请你评价小科的判断是否正确，并说明理由______。2.真空热还原法生产钙的主要转化过程如下：（1）石灰石的主要成分是______。（2）Ⅱ中反应有两种产物，固体X一定含有氧元素和铝元素，从元素守恒角度说明理由______。（3）Ⅲ中发生的是______（填“物理”或“化学”）变化。3.氢基熔融冶金技术是利用氢作为还原剂代替碳还原剂，从而实现减少CO2排放的目的，实现低碳冶金。氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的主要流程如下图所示（部分略去）。（1）燃烧区的作用是______，燃烧区发生燃烧反应的物质还有______（填化学式）。（2）还原区的反应除3CO+Fe2O32Fe+3CO2，另一主要反应的化学方程式是______。（3）从环境保护角度，与高炉炼铁技术相比，氢基熔融冶金技术的优点是______。4.硝酸溶解废旧CPU所得溶液中含有Cu2+和Ag+，用适当浓度的盐酸、氯化钠溶液、氨水和铁粉，按照如下方法回收Cu和Ag（图中标注的试剂均不同）。（1）加入过量Fe粉发生的主要反应为______（写化学方程式）。（2）试剂1和试剂3的名称依次是______。（3）若向66g物质1中加入100g试剂2后，恰好完全反应，剩余固体质量为60.4g，求所得溶液中溶质的质量分数（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）。5.有一包固体物质，可能含有BaCl2、Na2CO3、BaCO3、Na2SO4和NaOH中的一种或几种，某小组同学为了探究其组成，取少量该固体进行如图实验：（微溶物视为可溶物）回答问题：（1）白色沉淀A是___________（填化学式）。（2）溶液b中一定大量存在的离子是___________（填离子符号）。（3）原固体中一定含有的物质是___________，可能含有的物质是___________。
专题12：素材工业流程分析            一、解题思路1．从题干中获取有用信息，了解生产的产品。2．分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。3．从问题中获取信息，帮助解题。多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备，考查有关化学实验操作，同时考查化学方程式的书写技能。关键：实验原理、装置原理、操作原理三结合。二、流程图题题型的结构、解题方法和思路1．题型结构题头(引入信息)→题干(提取信息，应用解题)→题尾(得出结论或产品)。2．解题方法和思路关注流程“三线（去线、进线、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、后全面、逐步深入3．具体操作(1)关注“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)。                       (2)关注方框内所指。(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。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。注意事项：1．从绿色化学方面作答：对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护方面等。2．常见文字叙述情形(1)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤(－洗涤)。(2)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”。  化学工艺流程题是以化工生产中的真实情景为素材，把生产流程用框图形式表示出来，对生产流程中有关的化学知识进行设问。与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查内容涉及：实验步骤、实验注意事项、操作名称、物质的制备、检验、分离提纯等在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。注重对考生综合化学思维能力的考查。1．（2021·黑龙江中考真题）某化肥厂以煤、空气、水为原料合成氨，生产流程如图所示。下列说法错误的是A．氨气转变为液氨是放热过程B．设备1中此反应 一定发生C．设备2中发生的反应，属于基本反应类型中的化合反应D．设备3中参加反应的N2和H2的质量比为14：1【答案】D【解析】A、氨气转变为液氨属于液化，该过程是放热过程，说法正确；B、设备1原料有煤、空气和水、反应输出有一氧化碳、二氧化碳、氢气和氮气、有一氧化碳生成，所以设备1中此反应 一定发生，说法正确；C、设备2氨气、水和二氧化碳反应生成碳酸氢铵，多种物质反应生成一种物质的反应属于化合反应，说法正确；D、设备3发生的反应化学方程式：，参加反应的H2和N2的质量比=，说法错误；答案：D。2．（2021·内蒙古中考真题）某电镀厂排放的废液中含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4三种溶质，为减少水污染并节约成本，回收硫酸锌、金属铁和铜，设计流程如下图所示：下列说法正确的是A．流程中四步操作都是过滤B．实验方案中X是Zn，Y是CuSO4溶液C．滤液b中加适量X有气体产生D．最终所得硫酸锌的质量等于原废液中溶质的质量【答案】C【分析】废液中含有硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌，加入过量的X，X应是锌，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，故固体a为锌、铜、铁，加入过量的稀硫酸，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应，过滤，得到铜和滤液b，滤液b中含硫酸锌、硫酸亚铁、过量的硫酸，加入适量的锌，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故滤液c中的溶质为硫酸锌。【解析】A、操作①②③均实现了固液分离，都是过滤，硫酸锌溶液经过操作④变为硫酸锌晶体，故操作④为蒸发，不符合题意；B、方案中X是锌，锌能将硫酸铜中的铜和硫酸亚铁中的铁全部置换出来，Y是稀硫酸，能将锌和铁除去，得到铜，不符合题意；C、滤液b中含硫酸锌、硫酸亚铁、过量的稀硫酸，加入适量锌，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，有气体生成，符合题意；D、反应中有硫酸锌生成，如锌和稀硫酸反应生成了硫酸锌，锌和硫酸铜、硫酸亚铁均反应生成了硫酸锌，故最终所得硫酸锌的质量大于原废液中溶质的质量，不符合题意。故选C。3．（2021·河南中考真题）从废旧手机的某些部件中可回收银和铜，其操作流程如图所示。（1）请写出步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式______。（写一个即可）（2）步骤Ⅱ中，加入硝酸银溶液的作用是什么______？（3）步骤Ⅲ中，若溶液乙的质量大于溶液甲，确定M后写出发生反应的化学方程式______。【答案】（1）（或）    （2）除去固体中的铜单质    （3）    【解析】（1）步骤Ⅰ中发生反应为镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，该反应的化学方程式为：；铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，该反应的化学方程式为： ；（2）粗产品中含镁、铝、铜、银，加入稀硫酸，镁、铝和稀硫酸反应，铜、银和稀硫酸不反应，故步骤Ⅱ中，加入硝酸银溶液，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，目的是：除去固体中的铜单质；（3）步骤Ⅲ中，若溶液乙的质量大于溶液甲，溶液甲中含硝酸铜，说明金属M能与硝酸铜反应，且M的相对原子质量比铜大，M可以是锌，锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，该反应的化学方程式为：。4．（2021·广西中考真题）1926年，我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”，结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如下：已知：常温下，氨气的溶解度很大，CO2的溶解度很小。回答下列问题：（1）纯碱的化学式为______。（2）“侯氏制碱法”的反应温度一般控制为30-35°C，因为在此温度时， NaHCO3的溶解度较______（填“大”或“小”）。（3）若向饱和食盐水中先通入CO2，会导致 NaHCO3产量减少，原因是______。（4）写出步骤①、②发生的总反应方程式______。（5）“侯氏制碱法”中能循环利用的物质有NaC1、H2O和______。【答案】（1）Na2CO3    （2）小 （3）食盐水显中性，二氧化碳在中性溶液中，溶解度较小（4） （5）CO2    【解析】（1）纯碱是碳酸钠的俗称，化学式为：Na2CO3；（2）“侯氏制碱法”的反应温度一般控制为30-35°C，因为在此温度时， NaHCO3的溶解度较小，碳酸氢钠可以结晶析出；（3）若向饱和食盐水中先通入CO2，会导致 NaHCO3产量减少，原因是：饱和食盐水显中性，氯化钠在中性溶液中溶解的较少；（4）步骤①、②发生的总反应为氯化钠和氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠和氯化铵，该反应的化学方程式为：；（5）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，故二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，故填：CO2。5．（2021·广东中考真题）牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂。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___________。【答案】（1）CaCO3CaO+CO2↑    过滤    （2）Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl    复分解    （3）有影响，硫酸钙微溶于水，会附着在固体表面阻止反应进行    （4）温室效应    植树造林    【解析】（1）石灰石高温分解生成氧化钙和二氧化碳，固体A是氧化钙和杂质，固液分离操作是过滤，故填：CaCO3CaO+CO2↑；过滤 。（2）固体A是氧化钙和杂质，固体A加稀盐酸生成氯化钙和水，溶液B是氯化钙溶液，氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液C是碳酸钠溶液，化学方程式Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl，该反应双交换价不变，属于复分解反应，故填：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；复分解反应。（3）该方法中，不能用稀硫酸代替稀盐酸，影响，硫酸钙微溶于水，会附着在固体表面阻止反应进行，故填：有影响，硫酸钙微溶于水，会附着在固体表面阻止反应进行。（4）大气中CO2含量不断上升，会导致温室效应。我国在联合国大会上提出：努力争取2060年前实现“碳中和”，碳中和”的措施植树造林，故填：温室效应；植树造林。  1.实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验：（1）操作①是加水充分溶解，操作②的名称是______。（2）沉淀B的化学式是______。（3）小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠，请你评价小科的判断是否正确，并说明理由______。【答案】（1）过滤    （2）CaCO3    （3）不正确，是因为碳酸钠和氢氧化钙反应生成了氢氧化钠，与氯化铁反应的氢氧化钠也可能全部是碳酸钠和氢氧化钙反应生成的氢氧化钠    【解析】（1）操作②是分离固液的操作，名称是过滤。（2）氢氧化钠吸收空气中二氧化碳生成碳酸钠，碳酸钠好氢氧化钙生成碳酸钙沉淀，由流程可知，沉淀B是碳酸钠和氢氧化钙反应生成的碳酸钙CaCO3。（3）因为碳酸钠和氢氧化钙反应生成了氢氧化钠，与氯化铁反应的氢氧化钠也可能全部是碳酸钠和氢氧化钙反应生成的氢氧化钠，故小科的判断不正确。2.真空热还原法生产钙的主要转化过程如下：（1）石灰石的主要成分是______。（2）Ⅱ中反应有两种产物，固体X一定含有氧元素和铝元素，从元素守恒角度说明理由______。（3）Ⅲ中发生的是______（填“物理”或“化学”）变化。【答案】（1）碳酸钙    （2）反应前有钙元素、氧元素和铝元素，产生了钙，所以固体X中一定有氧元素和铝元素    （3）物理    【解析】（1）石灰石的主要成分是碳酸钙；（2）根据质量守恒，元素不可能凭空产生，也不能凭空消失，反应前有钙元素、氧元素和铝元素，所以固体X中一定有氧元素和铝元素；（3）Ⅲ中发生的是结晶过程，属于物理变化。3.氢基熔融冶金技术是利用氢作为还原剂代替碳还原剂，从而实现减少CO2排放的目的，实现低碳冶金。氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的主要流程如下图所示（部分略去）。（1）燃烧区的作用是______，燃烧区发生燃烧反应的物质还有______（填化学式）。（2）还原区的反应除3CO+Fe2O32Fe+3CO2，另一主要反应的化学方程式是______。（3）从环境保护角度，与高炉炼铁技术相比，氢基熔融冶金技术的优点是______。【答案】（1）提供热量    C    （2）    （3）减少CO2排放（或减缓温室效应或减少污染气体的排放等）    【解析】（1）氢气燃烧和一氧化碳燃烧，都放出热量，故燃烧区的作用是提供热量；煤粉中含有碳，故燃烧区发生燃烧反应的物质还有C；（2）还原区，除了一氧化碳还原氧化铁，还有氢气和氧化铁在高温下反应生成铁和水，该反应的化学方程式为：；（3）与高炉炼铁技术相比，氢基熔融冶金技术，利用氢作为还原剂代替碳还原剂，可以减少二氧化碳的排放，减缓温室效应。4.硝酸溶解废旧CPU所得溶液中含有Cu2+和Ag+，用适当浓度的盐酸、氯化钠溶液、氨水和铁粉，按照如下方法回收Cu和Ag（图中标注的试剂均不同）。（1）加入过量Fe粉发生的主要反应为______（写化学方程式）。（2）试剂1和试剂3的名称依次是______。（3）若向66g物质1中加入100g试剂2后，恰好完全反应，剩余固体质量为60.4g，求所得溶液中溶质的质量分数（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）。【答案】（1）
（2）氯化钠溶液、氨水
（3）剩余固体的质量为铜的质量，故物质1中铁的质量为：66g-60.4g=5.6g
解：设反应生成氯化亚铁的质量为x，生成氢气的质量为y

x=12.7g
y=0.2g
故所得溶液中溶质的质量分数：
答：所得溶液中溶质的质量分数为12.0%。【解析】（1）溶液1中含有铜离子，硝酸溶解废旧CPU，故该铜盐是硝酸铜，加入过量铁，铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：；（2）加入试剂1，得到氯化银，故试剂1可能是氯化钠或盐酸，而溶液1中，加入过量铁粉，铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，物质1为铜和铁的混合物，加入试剂2，除去铁，得到铜，试剂2应为盐酸，故试剂1为氯化钠溶液，加入试剂3 ，得到，故试剂3为氨水。5.有一包固体物质，可能含有BaCl2、Na2CO3、BaCO3、Na2SO4和NaOH中的一种或几种，某小组同学为了探究其组成，取少量该固体进行如图实验：（微溶物视为可溶物）回答问题：（1）白色沉淀A是___________（填化学式）。（2）溶液b中一定大量存在的离子是___________（填离子符号）。（3）原固体中一定含有的物质是___________，可能含有的物质是___________。【答案】（1）BaCO3    （2）Na+、H+、、Cl-    （3）Na2CO3、BaCl2    BaCO3、NaOH    【分析】向固体中加足量水，过滤，得到白色沉淀A和滤液1，白色沉淀A可能是碳酸钡，也可能是硫酸钡，或它们的混合物，向白色沉淀A中加入过量的稀硝酸，沉淀消失，说明白色沉淀A是碳酸钡，溶液a中含碳酸钡和稀硝酸反应生成的硝酸钡和过量的硝酸，向滤液1中加入过量的稀硫酸，产生气体，说明滤液1中含碳酸钠，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，固体中一定含碳酸钠，溶液b中含一定含硫酸钠、硫酸，将溶液a和溶液b混合，得到白色沉淀B和滤液2，白色沉淀B为硫酸钡，向滤液2中加入硝酸银，产生白色沉淀C，说明滤液2中含氯离子，氯离子只能来自于氯化钡，故固体中一定含氯化钡，无法确定是否含氢氧化钠，固体中一定含氯化钡、碳酸钠、氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，故固体中可能含碳酸钡，一定不含硫酸钠，因为氯化钡能与硫酸钠反应生成不溶于稀硝酸的硫酸钡沉淀。【解析】（1）由分析可知，白色沉淀A为碳酸钡，化学式为：BaCO3；（2）溶液b中一定含硫酸钠、硫酸，还有氯化钡和碳酸钠反应生成的氯化钠，故一定大量存在的离子是：Na+、H+、 、Cl-；（3）由分析可知，原固体中一定含Na2CO3、BaCl2；可能含NaOH、BaCO3。