初中化学中考复习 决胜2020年中考化学压轴题揭秘 专题05 化学工艺与流程图（讲练）（原卷版）

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专题05 化学工艺与流程图(讲练)考点设置名师点拨化学工艺与流程图生产工艺流程图(1)审题：圈出原料和产品(一般箭头前面的为原料，后面的是产品。若有回线，则该物质可以循环利用，如果既能作为原料参加反应，又是过程中的生成物，这样的物质也可以循环利用)；(2)推断物质，写出化学式或化学方程式；(3)注意除杂或者混合物的分离过程。涉及的分离操作通常有：过滤、蒸馏、分馏、蒸发结晶和降温结晶等。(4)若有超出考纲的内容，尝试在题目中寻找答案海水的综合利用工艺物资的提纯、除杂流程物质的回收利用与环境保护【考点一】生产工艺流程图【要点梳理】该考点常以“先进生产工艺”为情境，将化工生产过程中的主要生产阶段以生产流程的形式呈现出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题，在解题过程中要掌握工业中主要物质的分类和性质。此类题主要流程分为以下几步：(1)原料处理：①研磨：增大接触面积；②浸出：通过酸或碱溶解成溶液；③煅烧：高温加热。(2)除杂：①试剂除杂：利用化学反应加入相应的试剂；②氧化除杂：利用氧化剂；③调剂pH除杂：利用酸碱性。(3)分离提纯：过滤、蒸发、结晶、洗涤和烘干等。【典型例题】(2019•眉山)某矿石主要成分是MgO，含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图如图：回答下列问题：(1)步骤①和步骤②均用到的操作是　   　。(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和　  　(填离子符号)。(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：对应离子Fe3+Cu2+Mg2+开始沉淀时的pH1.94.29.1完全沉淀时的pH3.26.711.1步骤②加入熟石灰，调节溶液的pH范围为　         　，固体C中所含成分的化学式为　                            　。(4)步骤③制得Mg(OH)2的化学方程式为　                          　。【变式训练】1．(2019•青岛)氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域，其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是 BaCO3)制备氯化钡晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程，设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案，实验流程如图所示。(该毒重石样品所含杂质难溶于水，不与酸反应。(1)步骤①中发生反应的化学方程式为　                   　。(2)滤液Ⅱ是 30℃时氯化钡的　 　溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。(3)关于上述实验方案的相关内容，下列说法不正确的是　 　(选填字母序号)。A、氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料C、可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石，制备氯化钡晶体D、步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少 Ba2+环境的污染(4)某同学提出，步骤③将滤液Ⅰ浓缩时会产生气体污染物，其化学式为　  　。为防止污染，需要对滤液Ⅰ处理后再浓缩。简述处理滤液Ⅰ的方法：　             　。2．(2018•昆明)金属钛被用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成份为FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如下：(1)反应①的化学方程式为　                     　。(2)TiO2与焦炭(C)和Cl2在高温下反应，该反应中C和Cl2按质量比为12：71的比例参加反应，相应的化学方程式为　                             　。(3)反应②的产物除红色固体A外，还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体。则该反应的化学方程式为　                                　。 【考点二】海水的综合利用工艺【要点梳理】主要包括海水中提取淡水、食盐、金属镁、溴等物质。1. 粗盐提纯：粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，以及可溶性杂质如：Ca2+、Mg2+、SO42-等可溶性杂质。不溶性杂质可以用过滤的方法除去，步骤为：溶解、过滤、蒸发；可溶性杂质中的Ca2+、Mg2+、SO42-则可通过加入BaCl2、NaOH和Na2CO3溶液生成沉淀而除去，最后蒸发水分得到较纯净的精盐。提纯步骤如下：(1)溶解；(2)加入过量BaCl2溶液去除SO42；(3)加入过量NaOH溶液去除Mg2+；(4)加入过量Na2CO3溶液去除Ca2+及BaCl2中的钡离子(加入BaCl2溶液和Na2CO3溶液的顺序不能颠倒)；(5)过滤；(6)向滤液中加入适量HCl除去过量NaOH、Na2CO3；(7)蒸发结晶。2.海水提镁Ca(OH)2的生成：CaCO3  ===  CaO  +CO2 ↑ (分解反应)CaO + H2O ==  Ca(OH)2     (化合反应) MgCl2 + Ca(OH)2 ===Mg(OH)2 ↓ +  CaCl2 (复分解反应)Mg(OH)2 + 2HCl ===  MgCl2  +  2H2O    (复分解反应)MgCl2通电Mg  +  Cl2↑ (分解反应)【典型例题】(2018•枣庄)海洋是个巨大的宝藏。人类利用海洋化学资源大体上经历了如图1所示几个阶段。(1)海水经日晒蒸发水分，变为饱和溶液，再晒析出食盐，这一过程叫　   　，这样得到的是“粗盐”，不仅含有泥沙，还含有Ca2+、SO42﹣、Mg2+等为去除三种杂质离子，可向粗盐水中依大加入过量的　                    (填化学式)，过滤去除沉淀后再加入适量盐酸，将溶液调至中性。(2)氯碱工业基本流程(图2)：由图示可知工艺中可循环利用的物质是　   　。(3)海水提镁流程：，写出其中任一个反应的化学方程式　                      ，提取氯化镁历经 a、b两步转换的目的是　                　。(4)下列方法中能淡化海水的是　 　(填字母)。A．过滤法     B．沉淀法      C．多级闪急蒸馏法      D．分解法【变式训练】(2018•大庆)从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等)，必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图。有关该流程说法错误的是(　　)A．不溶性杂质主要是泥沙 B．过滤时玻璃棒的作用是搅拌，以便加快过滤速度 C．蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干 D．操作①②③依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液【考点三】物质的提纯、除杂流程【要点梳理】1.分离与提纯的两种方法：①物理方法主要有过滤法、结晶法、蒸馏法和吸附法等，对于结晶法主要有蒸发结晶(适用于溶解度受温度影响不大的物质，如氯化钠中含有少量硝酸钾时提纯氯化钠用蒸发结晶法)、降温结晶(冷却热饱和溶液，适用于溶解度随温度降低而明显减小的物质，如硝酸钾中含有少量氯化钠时提纯硝酸钾可用降温结晶法)、升温结晶(适用于溶解度随温度升高而减小的物质，如从石灰水中分离出氢氧化钙)。②化学方法主要有气化法、沉淀法、置换法、溶解法、加热法等。2.分离与提纯的两种操作：过滤和蒸发。【典型例题】(2019•河南)为除去氯化钠中的泥沙和CaCl2、MgCl2、Na2SO4杂质，某化学兴趣小组的同学先将粗盐样品溶解、过滤，除去泥沙后，取粗盐水按以下流程进行实验探究。(1)溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是　   　。(2)写出一个加入Na2CO3溶液时所发生反应的化学方程式　               　。(3)上述流程中，若将过滤和加盐酸的操作顺序颠倒，所得精盐产品中含哪些杂质？(BaSO4不溶于水，也不溶于酸)【变式训练】(2018•常州)氯化钠是重要的化工原料，氯碱工业生产的一种流程如图：(1)从“海水→粗盐→精盐”的过程包括溶解、过滤、蒸发等实验操作，实验室中上述3种操作都需要使用的仪器是　  　(填名称)(2)“食盐水”中常含有NaCl、MgCl2、CaCl2等物质，“精制”过程中加入NaOH的目的是　              　。(3)写出“电解槽“中发生反应的化学方程式                      　，流程中可以循环使用的物质有　                        (填化学式)(4)氯碱工业生产的碱样品中常含有Na2CO3和NaCl等杂质，用“离子交换膜法”生产的碱样品质量主要标准如下表所示 等级 氢氧化钠含量 碳酸钠含量 优等品≥99.0%≤0.5% 一等品≥98.5%≤0.8% 合格品≥98.0%≤1.0%①你认为碱样品中含有Na2CO3的原因是　                     　，检验碱样品中是否含有Na2CO3，下列试剂中可选择使用的是　  　a．酚酞 b．稀盐酸c。澄清石灰水②李老师设计和完成了如下实验来判断碱样品的等级。称取20.3g碱样品，加足量水溶解，再加入足量的氯化钡溶液，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液；将滤渣洗涤，干燥得到碳酸钡(BaCO3)固体0.197g；向滤液中加入几滴酚酞，再逐滴加入稀盐酸至恰好完全反应，共消耗溶质质量分数为5%的稀盐酸365g。该碱样品的等级是　     　(不考虑其他杂质参加反应) 【考点四】废旧金属的回收利用【要点梳理】 废旧金属的回收利用类流程题主要是突出绿色化学的理念，变废为宝。解答此类题目首先要掌握好常见金属(重点是铁)、酸、碱、盐的化学性质和常见盐的溶解性，记住金属活动性顺序，要掌握好复分解反应、置换反应(铁单质与硫酸铜溶液生成亚铁盐的反应是考查的重点)、化合反应、分解反应等四大基本反应类型；最后掌握过滤(过滤时所用的仪器、玻璃棒的作用是考查的重点)、结晶(蒸发结晶和降温结晶的区别)等实验基本操作。【典型例题】(2019•大庆)某化学兴趣小组的同学想从含有A12(SO4)3、CuSO4的废液中回收金属铜，设计流程如图：(1)过滤操作中用到的所有玻璃仪器为　                         　。(2)I中有关反应的化学方程式　                               　。(3)溶液B中所含的溶质是　                 　；固体A的成分是　 　。(均填化学式)(4)Ⅱ中加入过量的稀硫酸的目的是　                  　。【变式训练】(2019•镇江)用废铜屑生产硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)的流程如下：(1)“溶解”时需要加热，但温度不宜过高，原因是　                  　。(2)“系列操作”包括：除杂、蒸发浓缩、　       　、过滤等。过滤时用到的玻璃仪器有烧杯，漏斗、　      　。(3)“洗涤”时为减少晶体损失，最好选用　 　(选填序号)。a．热水            b．冰水              c.95%的酒精溶液 1．(2019•东营)碳酸钡是工业上一种重要的化工产品，以下是某工厂用含二氧化硅杂质的碳酸钡原料来生产碳酸钡的工艺流程，请你根据流程回答下列问题(说明：操作B为洗涤，干燥)(1)生产流程中为节约成本，生成的气体B直接应用于流程中，其气体B是　     　。(2)操作A的名称为　 　。(3)流程中溶液A中含有的溶质有　             　(写化学式)。(4)写出反应室中有关反应的化学方程式(任意一个即可)                  　。(5)写出电解氯化钠溶液的化学方程式　                                 　。2．(2018•莱芜)碳酸亚铁(FeCO3)是制取补血剂的原料，以下是用黄铜矿废液[溶质成份为Fe2(SO4)3、CuSO4及H2SO4]为原料，制备碳酸亚铁并回收铜的生产流程示意图：已知：①Fe与Fe2(SO4)3溶液能发生反应生成FeSO4②溶液B中只有一种溶质(1)步骤1中，试剂A为　 　，加入过量A的目的是　                   　；反应过程中观察到的现象之一是有红色固体析出，写出该反应的化学方程式　          　。(2)操作a的名称：　 　。(3)步骤Ⅱ中，试剂C的化学式可能为　                           　。(4)步骤Ⅲ的目的是：除去“不溶物”中的另一种金属，回收得到纯净、干燥的铜。用化学方法回收铜的操作步骤为：加入过量的　        　、过滤、　    　、干燥；回收铜的物理方法为　   　。3．(2019•湘潭)某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌，并对硫进行环保处理，主要步骤如图所示：已知：加热的条件下，Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。(1)烟泥最初处理需要除油污，用洗涤剂除油污的过程中发生了　  　现象。步骤①产生的废气B中，一定含有的有害气体是　    　(填化学式)。环保处理最好釆用的试剂是   (填字母序号)。A、浓硫酸    B、食盐水    C、石灰乳(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式　                  ，它属于基本反应类型中的　  　反应。(3)步骤③和④中主要操作的名称是　   　。(4)我国古代制得了一种外观似金子的锌和铜的合金，也就是黄铜，它的硬度比纯铜 (填“高”或者“低”)。(5)取少量的溶液C，往其中加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定没有　 　(填字母序号)。A、硫酸镁    B、硫酸锌    C、硫酸铜    D、硫酸铜和硫酸锌4．(2019•南通)氧化镁在医药等行业应用广泛。实验室以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3等)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)为了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：适当升高温度、　        　。MgCO3与盐酸反应的化学方程式为　                                     　。(2)“氧化”过程中。FeCl2转化为FeCl3，该反应属于基本反应类型中的　  　。(3)“沉淀”时需严格控制NaOH溶液的用量，其目的是　                 　。(4)“滤液”中的溶质主要是MgCl2和　  　。