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题型四　工艺流程题
题型·分类研析
类型1生产制备流程
典题　(2022·威海中考)某工厂生产高锰酸钾(KMnO4)的流程如图所示,下列
说法不正确的是 ( )
A.混合加热室中发生物理变化
B.氧化室中一定有O2参与反应
C.电解室中K2MnO4发生分解反应
D.该过程中可循环利用的物质是KOH
C
【方法点拨】常见的工艺流程图示形式
1.原料预处理的方法及目的
(1)粉碎、研磨或喷成雾状:增大反应物间的接触面积,加快反应速率。
(2)搅拌:使反应物充分接触,加快反应速率。
(3)酸浸(或碱浸):使能与酸(或碱)反应的物质溶解,与不溶物分离。
2.判断能回收利用和可循环使用的物质
(1)逆向箭头一般表示可循环利用的物质。如图1,物质A为可循环利用的物质。
(2)某设备或某步骤的生成物,为前面某一设备或步骤的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图2,物质B为可循环利用的物质。
类型2 回收利用流程
典题　(2023·株洲中考)某校化学兴趣小组的同学在实验室里用废铜屑(假设不含其他金属杂质)制取胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为250)。实验流程如图:
(1)图中“A溶液”呈_______(填“酸”或“碱”)性,用来洗涤废铜屑表面的油污。
(2)图中“操作1”的名称是_________。
(3)在固体与稀硫酸的混合物中通入氧气并加热,一段时间后,固体完全溶解,得到
硫酸铜溶液。反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)若要制取25 g胆矾,至少需要废铜屑________g。
(5)某温度下,25 g胆矾可完全溶于75 g水中,此时所得溶液中溶质的质量分数为
_________。
　碱　
　过滤　
　2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O　
　6.4　
　16%　
【方法点拨】
1.工艺流程中陌生化学方程式的书写
(1)找出反应物、反应条件和生成物并配平化学方程式:
①若设问中已给出反应的过程,可直接写出反应物和生成物;
②若设问中未给出反应的过程,可从流程图中分析出反应物和生成物:箭头尾部的是反应物,箭头指向的是生成物。
(2)若找出的反应物和生成物不满足质量守恒定律,可从以下两个方面考虑:
①反应在溶液中进行,可考虑是否有水参与反应或有水生成;
②反应在空气中进行或通入空气,可考虑空气中的各成分(一般为O2或CO2)是否参与反应。
注意:不要漏写反应条件、漏标生成物状态。
2.对工艺流程的评价
(1)科学性:杂质是否完全除去、是否引入新的杂质等。
(2)安全性和便捷性:尽量选用较温和的反应条件。
(3)对环境的影响:是否符合绿色化学理念,是否产生有毒气体或者其他引起环境问题的物质。
类型3分离提纯流程
典题1　(2022·临沂中考)芯片、光导纤维在现代科技发展中有着十分重要的作用,制造芯片要用到高纯硅,制造光导纤维要用到高纯二氧化硅。利用石英砂(主要成分是二氧化硅)通过如图工艺流程可以分别制备高纯硅和高纯二氧化硅(反应中部分生成物已略去)。
(1)硅是地壳中元素含量居第二位的___________(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)反应①的化学方程式:SiO2+2C Si+2CO↑,其中SiO2发生了_________(填
“氧化”或“还原”)反应。
(3)反应②和反应③都属于置换反应。工艺流程Ⅰ中可以循环利用的物质是
_______(填化学式);工艺流程Ⅱ中反应③的化学方程式是_______________________。
　非金属　
　还原　
HCl　
SiCl4+O2 SiO2+2Cl2　
典题2　(2023·重庆中考A卷)锂辉矿(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。如图是一种模拟提纯碳酸锂的工艺,根据要求回答问题。
【查阅资料】
Ⅰ.锂辉矿主要成分为Li2CO3,含泥沙等杂质。
Ⅱ.Li2CO3(化学性质与Na2CO3类似)为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比
热水中大。
(1)X是一种酸,其溶质化学式为___________,常用_______________(填试剂名称)
检验气体Y。
(2)②中发生中和反应的化学方程式为________________________________。
　H2SO4　
　澄清石灰水　
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O　
(3)有以下三种温度的饱和Na2CO3溶液,③中你选择的是______(填字母)。
A.0 ℃　　B.25 ℃　　C.80 ℃
(4)将滤液2蒸发,当有_________________时(填现象),停止加热,可得到其他化工产品。
　C　
　较多固体出现　
2.控制反应条件的目的:
(1)调节pH:除去杂质离子。
(2)控制温度:防止某物质温度过高发生分解。
题组·演练提能
【重温真题】
1.(2023·威海中考)芯片是用高纯硅制成的。如图是以石英砂为原料制备高纯硅
的工艺流程(石英砂主要成分是SiO2,含有少量的Fe2O3和Al2O3)。下列说法正确的
是 ( )
A.溶液a中的溶质是FeCl3和AlCl3
B.①中发生还原反应的物质是碳
C.②中反应需要在无氧环境下进行
D.该流程中可以循环利用的物质是CO和HCl
C
2.(2023·衡阳中考)黄铜(锌和铜的合金)在古代应用非常广泛,古人用炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭制备黄铜,其中一种流程如图:
(1)黄铜和纯铜相比较,硬度更大的是_________。
(2)反应Ⅱ中赤铜与木炭反应生成铜和二氧化碳,请写出此反应的化学方程式:
_____________________________________。
(3)黄铜与黄金外观上非常相似,请用一种方法对两者进行区分:
______________________________________________________________________。
　黄铜　
　2Cu2O+C 4Cu+CO2↑　
　取样品,加入稀盐酸,有气泡产生的是黄铜,没有明显现象的是黄金(合理即可)　
3.(2023·江西中考)烧碱-纯碱法净化卤水过程产生的盐泥中主要含有CaCO3及少量的Mg(OH)2和NaCl。如图是实验室模拟工业上以该盐泥为原料制备CaCl2的操作流程:
(1)步骤①中操作a的名称是_________。
(2)步骤②中发生中和反应的化学方程式为
________________________________。
(3)步骤③中的试剂X应选下列物质中的______(填字母)。
A.KOH溶液　　　 B.Ca(OH)2溶液
C.Na2SO4溶液 D.Ca(NO3)2溶液
(4)步骤④中“一系列操作”包括降温结晶,说明CaCl2的溶解度随温度的降低而
_________。
　过滤　
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O　
　B　
　减小　
4.(2023·重庆中考B卷)氢气是重要的化工原料,如图是通过热化学循环用硫化氢气体(H2S)制备氢气的模拟工艺流程。
(1)吸收室中生成的S可进一步燃烧为反应室提供SO2,写出该反应的化学方程式:　_______________。
(2)HI进入产品室中发生的反应属于_____________(填基本反应类型)。
(3)写出一种上述流程中可以循环利用的物质:_______________。
(4)硫化氢气体制备氢气时生成两种单质,写出化学方程式:________________。
S+O2 SO2　
　分解反应　
　H2SO4(或I2)　
　H2S===H2+S　
5.(2023·安徽中考)活性氧化铜用于印刷电路板制造,由普通氧化铜制备活性氧化铜的工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式是____________________________。
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
A.过滤时用玻璃棒在漏斗中不断搅拌
B.步骤②溶液中的水参加了反应
C.Cu2(OH)2CO3易溶于水
D.Na2CO3的俗名是纯碱
(3)步骤②加入Na2CO3溶液时有气泡产生,原因是_________________________
___________________。
(4)步骤③发生反应的反应类型是_____________。
　CuO+2HCl===CuCl2+H2O　
　BD　
　过量的盐酸和碳酸钠反应
生成二氧化碳气体　
　分解反应　
6.(2023·荆州中考)燃煤电厂常利用NaOH溶液处理烟气,实现“碳捕集”,其主要转化流程如下。请回答下列问题:
(1)溶液X中的溶质是_____________。
(2)写出烟气通入氢氧化钠溶液中所发生反应的化学方程式: ______________________________。
(3)写出干冰的一种用途:__________________________。
(4)上述流程中可循环使用的物质有溶液X和___________。
　氢氧化钠　
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O　
　用于人工降雨(合理即可)　
　氧化钙　
【精练模拟】
1.(2023·保定模拟)我国重型卡车采用SCR技术可有效降低柴油发动机的氮氧化合物的排放。SCR工作原理如图:
(1)NO2中氮元素的化合价为_______。
(2)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解的化学方程式为CO(NH2)2+H2O 2NH3↑+CO2↑;NH3和CO2的质量比为___________。
(3)SCR催化反应器中NH3与NO2反应的化学方程式为
__________________________________。
(4)从保护环境的角度分析,重型卡车采用SCR技术的优点为_____________。
　+4　
　17∶22　
　8NH3+6NO2 7N2+12H2O　
　保护环境　
2.(2023·烟台一模)高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷、医药等的生产,以石灰石矿粉(含有SiO2、Fe2O3、MgSO4等杂质)为原料,生产高纯碳酸钙的流程如图:
(1)从流程图中推知:SiO2具有的化学性质是___________________________。
(2)氧化铁与盐酸反应的化学方程式为_______________________________。
(3)滤渣3中除有Ca(OH)2外,还有______________________(填化学式,下同)。
(4)向得到的NH4Cl溶液中加入氢氧化钙溶液并加热,可以得到的气体是
_________(填化学式)。
(5)“转化”过程发生反应的化学方程式是_________________________
________________。
　二氧化硅不会与盐酸反应　
　Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O　
　Fe(OH)3、Mg(OH)2　
　NH3　
CaCl2+H2O+CO2+2NH3===
2NH4Cl+CaCO3↓
3.(2023·常州模拟)利用氮肥工厂废气和磷肥工厂废渣(液)联合生产硫酸铵【(NH4)2SO4】的工艺流程如下:
(1)煅烧炉中发生反应的化学方程式是_________________________。
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为
_______________________________________________。
(3)上述流程中除了CaCO3外,循环利用的物质还有_____________。
(4)施肥时为了不降低肥效,下列物质中不宜与硫酸铵混用的是______(填字母)。
A.熟石灰　　　B.硝酸钾　　　C.稀硫酸
　CaCO3 CaO+CO2↑　
　2NH3+CO2+CaSO4+H2O===(NH4)2SO4+CaCO3↓　
　二氧化碳　
　A　
4.(2023·防城港二模)“波尔多液”是一种保护性的杀菌剂,有效成分为碱式硫酸铜,具有杀菌谱广、持效期长、病菌不会产生抗药性、对人和畜低毒等特点,是应用历史最长的一种杀菌剂。如图所示是利用废弃铜料(只含有铜和一定量的铁)和石灰石制备“波尔多液”的流程,请回答下列问题。
(1)反应器1中将硫酸以喷淋方式注入的目的是____________________________
_______________,反应器1的作用是___________。
(2)反应器4中发生反应的化学方程式是
______________________________________________________________
(写一个即可)。
(3)气体B的化学式为_________。
(4)反应器3和反应器4的内壁不能为铁或铝,原因是_________________________。
　增大反应物接触面积,使反应
更快、更充分　
　除去铁　
　CaO+H2O===Ca(OH)2[或Ca(OH)2+CuSO4===CaSO4+Cu(OH)2↓]　
　CO2　
　硫酸铜能和铁、铝反应　
5.(2023·广州二模)碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。以菱锶矿(含80%~90%SrCO3,少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)为原料制备高纯碳酸锶的工艺流程如图,请回答下列问题。
【查阅资料】
①难溶性碳酸盐高温下可以分解,生成金属氧化物和CO2气体。
②可溶性碱可由相应的金属氧化物与水反应生成,而难溶性碱不能由金属氧化物与水反应生成。如K2O和水反应可以生成KOH,而CuO不能与水反应生成Cu(OH)2。
③金属锶:化学性质非常活泼,可直接与水反应生成氢氧化锶和氢气。
④氢氧化锶在水中的溶解度数据如表:
温度/℃ 10 20 30 40 60 80 90 100
溶解度/(g/100 g) 1.25 1.77 2.64 3.95 8.42 20.2 44.5 91.2
请回答以下问题:
(1)菱锶矿和焦炭混合粉碎的目的是______________________________。
(2)“立窑煅烧”中碳酸锶和焦炭反应得到单质锶,该反应的化学方程式为　_________________________。
(3)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是
____________________________________________________,滤渣1含有焦炭、Ca(OH)2和_________。
　增大接触面积,加快反应速率　
2C+SrCO3 Sr+3CO↑　
　为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解　
　MgO　
(4)“沉锶”反应中氢氧化锶和NH4HCO3发生反应,产物除了碳酸锶外,还有水和一
水合氨(NH3·H2O),请写出该反应的化学方程式:
______________________________________________;该反应温度需控制在65~
80 ℃,其原因是_________________________________________________________。
　Sr(OH)2+NH4HCO3===SrCO3↓+H2O+NH3·H2O　
　温度过高,碳酸氢铵易分解,温度过低,氢氧化锶的溶解度太小　

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