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工艺流程题
工艺流程题背景新颖，试题陌生度大，知识覆盖面广，思维跨度较大，综合性较强，涵盖元素及其化合物的知识与实验基本操作，体现理论联系实际，学以致用的学习观，能有效体现新课标的特点。是中考常考的重要题型之一。
1.工艺流程题的题型结构：题头(引入信息)→题干(提取信息，应用理解）→题尾(得出结论或产品)。
2.工艺生产主要解决的问题：
（1）了解将原料转化为产品的生产原理；（2）除去所有杂质并分离提纯产品；（3）提高产量与产率；（4）减少污染，考虑“绿色化学”生产；（5）原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；（6）生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。
3.解答工艺流程题的步骤与策略：
第一步：简阅题头、提取信息、明确目的。找准关键字词，获取有用信息，明确生产目的和工艺设计思路。
第二步：精读流程、分析对比、明确原理。
（1）关注“箭头三线”：“进线”为原料，“出线”为产品或副产品；“可逆线”为原料循环再利用。（2）明确核心反应及生产原理，找出解题线索。第三步：浏览问题、纵观全局、分析解答。关注题尾问题，沿主线寻找线索及答案，关注核心反应及箭头提示，运用所学知识和方法进行分析解答。
攻略01 分析流程中物质的成分
【典例剖析】
【例1-1】（2024·内蒙古呼和浩特）作为基建强国，我国在建筑和水利工程中大量使用到水泥。生产水泥时，加入适量可调节水泥硬化速率。工厂利用电石渣[主要成分为、MgO]制备的主要流程如下：
已知：MgO难溶，易溶，微溶。
（1）电石渣粉碎的目的是 。
（2）加入反应器中的试剂X的名称是 。
（3）反应器中发生的主要反应为 （写1个方程式即可），反应的基本类型是 。
（4）上述流程中，用于分离提纯的设备有 和洗涤槽。
【例1-2】（2024·海南）硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O) 可用于炸药、瓷器、肥料等工业中。一种利用菱苦土(主要成分为氧化镁)制备高纯度硫酸镁晶体的工艺流程如下：

（1）X为常见的酸，X是 ；
（2）步骤②加入碳酸镁的目的是 ；
（3）通过操作Ⅱ可将活性炭等不溶物与溶液2分离，则操作Ⅱ的名称是 。
（4）经测定得到的硫酸镁晶体中MgSO4的质量分数为48.48%,
则晶体的纯度为 。(计算结果保留小数点后两位。纯度指样品中含主要成分的质量分数。)
【提分秘籍】
物质成分的分析（1）判断所加试剂：从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析，但一定要考虑是否会引入新的杂质。（2）判断物质成分：从上一步操作中反应物可能发生的反应或题干所给信息入手进行分析。反应的生成物一定有，同时需注意所加试剂是否过量，过量试剂在流程图的物质滤液中一定含有。
【变式演练】
【变式1-1】（2024·新疆乌鲁木齐·三模）为了实现碳减排目标，许多国家都在研究二氧化碳的减排措施，其中“碳捕捉和封存”技术是实现这一目标的重要途径之一。工业流程如图所示：
请回答以下有关问题：
（1）捕集——人工固碳：将二氧化碳和水混合注入地下玄武岩中最终形成石头(碳酸盐)，此转化方式属于 (填“物理”或“化学)变化。
（2）“捕捉室”中发生反应的化学方程式为 。
（3）进入“反应分离器”中物质A是 (填化学式)。
（4）整个过程中，可以循环使用的物质是 。
攻略02 原料预处理的方法与目的
【典例剖析】
【例2-1】（2024江西）研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体（含Cu、Cu2O、CuO和C）为原料制备胆矾（硫酸铜晶体），操作流程如图：
资料：Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + Cu + H2O
（1）步骤①中进行反应时用玻璃棒搅拌的目的是 。
（2）步骤②中反应的化学方程式为Cu + H2SO4 + H2O2 = CuSO4 + 2 X，则X的化学式为 。
（3）步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为 。
（4）下列分析不正确的是________（填字母，双选）。
A．操作1和操作2的名称是过滤
B．固体N的成分是炭粉
C．步骤④中加入的溶液丙是Na2SO4溶液
D．“一系列操作”中包含降温结晶，说明硫酸铜的溶解度随温度的升高而减小
【例2-2】（2024·江苏无锡）以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下：
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%，含锌14%~16%，杂质总量≤0.3%。
②59℃时，向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液，可制得产率较高的石绿固体。
（1）“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
（2）写出铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水的化学方程式： 。
（3）步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 （填离子符号）。
（4）“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应：，R的化学式为 。
（5）本实验中，提高石绿产率采取的措施有① ；② 。
【提分秘籍】
原料预处理的方法及目的1.粉碎或研磨：目的是增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。2.煅烧或灼烧：目的是不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质3.酸浸：目的是溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）4.碱溶：目的是去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）5.加入氧化剂：转化为易于被除去（沉淀）的离子。6.煮沸：除去溶解在溶液中的气体，如氧气
【变式演练】
【变式2-1】（2024山西，12）我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石（主要成分是碳酸锌）十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼（反应后生成一氧化碳）垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅（锌）也。”此工艺过程分解模拟如图。（已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。）请结合图文信息，分析思考，解决问题：
（1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 。
（2）高温炉内，碳酸锌（ZnCO3）在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为 。该反应生成物中碳元素的化合价为 价。
（3）冷凝器中发生的变化属于 。
（4）我国古代冶锌晚于铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因是 。
攻略03 流程中涉及的操作
【典例剖析】
【例3-1】（2024湖北）某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图所示。
已知：两种物质在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃ 0 20 40 60 80
NaCl溶解度/g 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
MgSO4溶解度/g 22.0 33.7 44.5 54.6 55.8
（1）20℃时，NaCl的溶解度为 g。
（2）“反应器”中反应的化学方程式为 。
（3）“过滤器1”产生的“滤渣”为 。
（4）“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是 结晶。
（5）从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质，需用试剂洗去。为避免晶体损失，最适宜的洗涤试剂是 。
【例3-2】（2024·四川巴中）海洋是一个巨大的资源宝库。广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁，就是利用从海水中提取的镁盐制取的。下图是模拟从海水中制取镁的简易流程。
根据流程回答下列问题：
（1）步骤①得到的母液是氯化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
（2）步骤②操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
（3）步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是 。
（4）写出步骤③中反应的化学方程式 。
（5）市场调研发现，的价格远低于NaOH，更适用于实际工业生产。在步骤②中，若要制得580t，理论上至少需要加入的质量是多少？(写出计算过程)
【提分秘籍】
产品的分离提纯1.混合物分离、提纯的操作及所需仪器的判断（1）过滤：实验操作后得到的物质分别为固体和液体，如图操作a。实验室过滤操作所用仪器：(玻璃仪器) 玻璃棒、烧杯和漏斗，铁架台（带铁圈）。（2）蒸发结晶；使溶液中的溶质析出，获取该物质固体的过程，如图操作b。实验室蒸发结晶操作所用仪器：蒸发皿、玻璃棒、酒精等、坩埚钳、铁架台(带铁圈)。①当溶液中只含有一种溶质时：a.最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3)：蒸发结晶；b.最后所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O)：蒸发浓缩、冷却结晶。②当溶液中有两种或两种以上溶质时：根据两种物质溶解度随温度的变化趋势确定提纯方法。2.沉淀洗涤（1）沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。（2）洗涤方法：向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。（3）误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。（4）沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板　取最后一次洗涤液，滴加……（试剂），若没有……现象，证明沉淀已洗净（5）趁热过滤：减少结晶损失；提高晶体纯度3.工业流程的主要操作：结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
【变式演练】
【变式3-1】（2024·山东枣庄）实验室中对某河水的水样进行净化处理，设计流程如图所示。
回答下列问题：
（1）明矾的作用是 。
（2）操作1的名称是 ，用到的玻璃仪器有 (填一种即可)。
（3）加活性炭是利用其 性除去水样中的异味等。
（4）净化水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
【变式3-2】（2024山东烟台）电动汽车的兴起对金属镁和碳酸锂（Li2CO3）的需求增大。以盐湖卤水（主要成分是MgCl2、NaCl、LiCl）为原料，制备金属镁和碳酸锂的主要物质转化流程如下：
资料：①碳酸钠能与氯化镁发生复分解反应；②部分物质的溶解度如下表：
物质 Li2CO3 MgCO3 LiOH LiCl MgCl2 Mg(OH)2
20℃时溶解度/g 1.32 0.039 12.8 77 54.8 难溶
（1）为避免引入新杂质，过程Ⅰ中加入的适量物质X是 。
（2）制镁过程中发生中和反应的化学方程式是 。
（3）过程Ⅱ的目的是浓缩含锂溶液。这个过程中，氯化钠的结晶方法是 （填“蒸发结晶”或“降温结晶”）。
（4）过程Ⅲ发生了复分解反应，其反应的化学方程式是 。
（5）用盐湖卤水制取碳酸锂，要先除去卤水中的氯化镁，其原因是 。
【变式3-3】（2024·山西吕梁·三模）氧化铜被广泛应用于催化剂、玻璃、陶瓷等领域，一种制备氧化铜的工艺流程如下。该工艺一道工序可完成从铜盐到氢氧化铜热分解生成氧化铜的全过程。分析流程，回答问题：
（1）反应釜中发生的复分解反应的化学方程式是 ，过程中需不断搅拌的目的是 。
（2）过滤器分离出的滤液中一定含有的溶质是 (填化学式)。
（3）反应釜中通过给溶液加热的方式使氢氧化铜分解，其优点是 。
（4）检验氧化铜是否洗涤干净的操作是 。
攻略04 流程中反应条件的控制
【典例剖析】
【例4-1】（2024·江苏南通）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3，含少量FeO、Fe2O3、Al2O3）为原料制备MgCO3。实验过程如下：
已知：①在溶液中，pH＝5.0时AlCl3完全转化为Al（OH）3沉淀，pH＝8.5时MgCl2开始生成Mg（OH）2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg（OH）2沉淀。
（1）“酸溶”时，MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
（2）“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸，原因可能是 （写一条）。
（3）“调pH”时，需控制溶液pH为 。
（4）“沉镁”时，为提高MgCO3的纯度，试剂加入顺序为 （填“a”或“b”）。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液 b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
【例4-2】（2024·广东广州）碳酸锂（Li2CO3）广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水（含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2）制备Li2CO3的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外，还有 （填离子符号）。
（2）“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外，还有 。
（3）“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是 。
（4）“滤液2”显 性（填“酸”、“中”或“碱”）。
（5）结合下图分析：
①“调pH”至溶液显中性，“操作1”为 。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”，析出的NaCl固体中可能含有LiOH，原因是 。
（6）“滤液3”一定是 （填化学式）的饱和溶液。
（7）“沉锂”时发生反应的化学方程式为 。
【提分秘籍】
控制反应条件的方法1.温度的控制（1）加热：加快反应速率或溶解速率；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料气化。但要注意避免反应物或生成物的过热分解。（2）降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。（3）控温：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。（4）降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。2.调节溶液的pH（1）目的：使反应发生或者避免某反应的发生。（2）需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质如用MgO、Mg（OH）2等等。（3）原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了的浓度，增大pH。（4）pH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的pH。3.通入保护气(如氮气、氩气等不活泼气体或氢气等还原性气体 )的目的：防止主物质与氧气等发生反应等。4.加入过量(或适量)试剂的目的：将原料中的物质转化完全或将原料中的杂质完全除去。需要注意在下一步中，该过量的物质还留在滤渣或滤液中，不要忽略。
【变式演练】
【变式4-1】（2024·广东深圳）铁黄（FeOOH）是一种颜料，以某硫铁矿废渣（主要成分，含有少量的，其余成分不考虑）为原料，制取铁黄，以下是制取工艺流程。
注：铁黄不与水反应，不与水和反应
（1）过程Ⅰ的化学方程式为 ，滤渣Ⅰ中的物质有 （填化学式）；
（2）过程Ⅱ的操作名称为 ；
（3）过程Ⅲ中的化学方程式为，该反应属于 反应（填基本反应类型）；
（4）①FeOOH随着温度的升高，可以加热分解成，写出其反应的化学方程式 ；
②温度不同时，生成的颜色如下表：
温度/℃ 400 700 750 800
颜色 橘红 鲜红 鲜红 暗红
如果思考乐希希同学想获得鲜红的，应把温度控制在 。
攻略05 判断流程中可循环利用的物质
【典例剖析】
【例5-1】（2024·山东临沂）钛白粉（）作为白色颜料广泛应用于油漆、塑料等工业生产中。工业上以钛铁矿（主要成分）和硫酸为原料生产钛白粉，其主要工艺流程如图（部分流程未标出）：
请回答：
（1）该工艺流程中将矿石粉碎的目的是 。
（2）该工艺流程中可循环使用的物质为 。
（3）在钛铁矿粉中加入硫酸可制得硫酸氧钛（），其反应的化学方程式为：。请推断X的化学式为 。
（4）偏钛酸高温煅烧生成钛白粉（）和一种常见氧化物，请写出该反应的化学方程式 。
【例5-2】（2024·湖南长沙·三模）高锰酸钾（））是一类重要的化学品，已广泛应用于医学、工业等领域。目前，高锰酸钾生产仍采用固相焙烧法，其制备工艺主要为：将软锰矿（主要成分为）与碱（KOH）和氧化剂（）混合后共熔制得，再经电解、结晶、分离、干燥等工序制得高锰酸钾。其主要工艺流程如下：（熔融物指固体物质加热熔化后呈现的液态物质）
请回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ“混合加热”中发生的变化主要是 （填“物理”或“化学”）变化。
（2）该流程中，可以循环利用的物质是 （填化学式）。
（3）下列有关该流程的相关分析中，正确的是______（填标号）。
A．步骤Ⅱ“氧化反应”中，空气中的氧气参与了反应
B．步骤Ⅲ“电解”中，只有锰元素的化合价发生变化
C．产品经“干燥”工序时温度不宜过高
D．为使生产流程持续进行，需要适时另外补充KOH
【提分秘籍】
（1）流程图中有箭头回转指向前面方框的物质一般是可循环利用的物质。（2）作为反应物参与流程中反应，但在后面流程中又生成的物质(副产品)一般是可循环利用的物质。（3）若某物质在上一流程生成，又参加后续流程的反应，则这样的物质是中间产物，一般不属于可循环利用的物质。
【变式演练】
【变式5-1】（2024·山东滨州·三模）芯片的基材主要是高纯硅。如图是用粗硅原料（含氧化镁杂质，不考虑其他杂质与酸反应）制备高纯硅和金属镁的流程。
已知：硅不与稀盐酸反应。请回答下列问题。
（1）操作1的名称是 ，进行操作1之前发生的化学方程式为 。
（2）为了加快粗硅原料和稀盐酸反应的速率，可以采用的措施有 。
（3）上述流程中，可循环利用的物质是 （填物质名称）。
（4）滤液中含有的阳离子为 。
（5）写出SiCl4制备高纯硅的化学方程式 。
【变式5-2】（2024·湖南长沙·三模）工业上可利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理，工艺流程如图所示。
（1）操作1的名称是 。
（2）二氧化硫排放到大气中，造成的危害是导致 。
（3）工艺流程中可循环利用的一种物质是 (填化学式)，实验室若用同样的原理和反应，要使这种物质得到最大限度的回收的做法是 。
攻略06 化学方程式的书写及反应类型的判断(含陌生化学方程式)
【典例剖析】
【例6-1】（2024·江苏徐州）铝的应用涉及生产、生活的各个方面。工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含沙石等杂质）制备铝的主要流程如图所示：
（1）过程①、②都包含固液分离的操作，该操作名称是 。
（2）为加快铝土矿与NaOH溶液反应的速率，可采取的措施是 。
（3）生成Al(OH)3的反应中，反应物除了有NaAlO2，CO2，还有一种氧化物为 。
（4）写出电解氧化铝获得铝的化学方程式： 。
【例6-2】（2024·四川内江）海洋是巨大的资源宝库，海水综合利用的部分工艺流程图如图。请回答以下问题：
（1）粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2，则固体B的主要成分是 和CaCO3.
（2）步骤①加入适量盐酸的目的是 。
（3）用NaCl制取纯碱(Na2CO3)。从元素守恒的角度，还需要含有 、氧元素的物质参加反应。
（4）步骤②中加入石灰乳充分反应后，还需进行的操作是 。
（5）步骤③中试剂D为 。
（6）钛(T)被称为航空金属，常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛，其反应的化学方程式为 。
【提分秘籍】
根据流程图中线的走向，找出反应物和生成物，然后根据化学反应前后元素种类不变，书写化学方程式；若从已知信息中找到的反应物和生成物不满足质量守恒定律，需确认反应中是否有水参与或生成；若在空气中燃烧或通入空气，则需考虑空气中的氧气或CO2是否参加反应，再根据题意写出反应条件并配平，最后结合化学方程式判断基本反应类型。
【变式演练】
【变式6-1】（2024·四川德阳）金属钼（Mo）制成的合金有良好的机械性能，利用钼矿石（主要成分为MoS2）制备金属钼的简易流程如图所示。
回答下列问题：
（1）“灼烧”时，MoS2发生反应的化学方程式为 .
（2）中间产物（NH4)2MoO4中钼元素的化合价为 。
（3）“高温”发生反应所属的化学反应类型是 （填标号）。
a．化合反应 b．分解反应
c．置换反应 d．复分解反应
种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于
【变式6-2】（2024·安徽）碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质，一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如图：
回答下列问题：
（1）步骤①发生反应的化学方程式为 。
（2）步骤②操作a的名称是 。
（3）步骤③中加入草酸钠，其中草酸根(C2O)的化合价是-2价，则草酸钠的化学式为 。
（4）滤液2中含有LiCl，步骤④中生成Li2CO3的反应类型是 。
（5）该工艺中用到的氧化物有 (写1种即可)。
攻略07 流程的评价
【典例剖析】
【例7-1】（2024·内蒙古包头）金属铜广泛用于电子工业和精密仪器零件制造等领域，从含铜电线电缆的废料（主要成分为铜、塑料绝缘材料等）中回收铜的方案如下：
回答下列问题：
（1）浅绿色溶液中的溶质是 （写化学式）。
（2）黑色固体与稀硫酸反应的化学方程式为 。
（3）写出从和的混合物中得到的一种方法 。
（4）上述方案中可能造成空气污染的原因是 。
【提分秘籍】
对流程的评价：（1）科学性：是否能达到实验目的，是否引入新的杂质，杂质是否完全除去等。（2）安全性和简便性：若反应中会产生可燃性物质，应注意做好防护措施，如通风和远离火源；尽量选用较温和的反应条件，避免高温高压等复杂条件。（3）环保性：是否符合“绿色化学”理念，是否产生有毒物质等，环保、低碳方案优先。（4）经济实用性：应遵循原料廉价易得，反应能耗低，产率或原料的利用率高等原则。
【变式演练】
【变式7-1】（2024·广东清远·三模）胆矾常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂。某化学兴趣小组用废铜料（含铁），通过不同的化学反应制取胆矾（CuSO4·5H2O）。其设计的实验过程如图所示：
（1）操作a用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯 ，该操作中玻璃棒的作用是 ；溶液A中的溶质是 （填化学式）。
（2）反应②的化学方程式为 ；反应③的化学方程式为 。
（3）已知：途径Ⅱ发生的化学反应是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。从环保和经济的角度对比途径Ⅰ、Ⅱ，途径Ⅰ的优点有 。
（4）生产流程中没有涉及的基本反应类型是 反应。
【变式7-2】（2024·重庆·三模）回收利用废旧金属是保护金属资源的重要途径之一。从硬铝（Al、Cu、Mg）废料中制取溶液的工艺流程如下：
（1）将硬铝粉碎后再加入碱浸槽的目的是 ，反应产生和，发生反应的化学方程式为
（2）酸浸槽中发生反应的化学方程式为 该过程中离子的变化情况如图所示，有关说法正确的是 （填序号）。
A．①对应硫酸根 B．②对应氢离子
C．反应结束后，①和③对应的离子在溶液中个数比一定大于1∶2 D．所得溶液不呈电中性
（3）由Cu制取溶液的三种方案原理如下：
①（浓）
②、
③
有关说法错误的是______（填序号）。
A．方案①过程中需进行尾气处理 B．方案②最节约药品
C．方案③消耗34 g可得160 g D．三种方案消耗等量铜，会产生等量硫酸铜
类型一 物质的制备类流程
1．（2024·内蒙古赤峰）以蛋壳为原料生产高纯碳酸钙，可以实现资源的综合利用。其生产流程如图所示（蛋壳主要含，不考虑其他成分的影响）。
（1）蛋壳需要经过粉碎处理，目的是 。
（2）反应Ⅰ涉及的化学方程式为 。
（3）操作的名称为 。
（4）反应所得的在农业上可用作 。
2．（2024四川宜宾）二水合氯化钙（CaCl2·2H2O）可用于食品加工、制药等领域。工业上以石灰石（主要成分为CaCO3，含少量Fe2O3和MgCO3等杂质）为原料生产CaCl2·2H2O的主要流程如下图。
已知：pH > 9.5时，Fe3+和Mg2+完全转化为沉淀。
问答下列问题：
（1）将石灰石粉碎的目的是 。
（2）“酸溶”时，CaCO3发生的反应属于 （填基本反应类型）。
（3）“滤渣”的成分有Mg(OH)2和 （填化学式）。
（4）“系列操作”依次为蒸发浓缩、 、过滤，得到CaCl2·2H2O晶体。
（5）若用10 t 36.5%的浓盐酸制得6.615 t CaCl2·2H2O，则浓盐酸中HCl的利用率是 。（CaCl2·2H2O的相对分子质为147）
3．（2024·湖北武汉）硫酸钡是白色固体，医疗上常用作透视肠胃的内服剂。以毒重石（主要成分是碳酸钡，还含少量氧化铁和二氧化硅）为原料生产硫酸钡的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
（1）二氧化硅属于 （填“单质”或“化合物”）。
（2）上述流程中涉及过滤，该操作用到的玻璃仪器有 。
（3）“除铁”时发生反应的化学方程式为 （写一个即可）。
（4）可溶性钡盐和碳酸钡均有毒，而硫酸钡无毒，说明硫酸钡具有的性质是 。
（5）为变废为宝，将“滤液”转化为氯化钠溶液的方法是 （简述试剂、用量及操作）。
类型二 物质的回收、提纯类流程
4．（2024·江苏镇江）一种用炼铜烟灰（主要含CuO、ZnO）制备Cu和ZnSO4 7H2O的流程如图。
（1）溶液X应选用 （选填序号）。
a.稀HCl b.稀H2SO4 c.稀HNO3
（2）“置换”发生反应的化学方程式为 。
（3）“过滤”操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒等。
（4）“过滤”后滤液制备ZnSO4 7H2O晶体的实验方案：将滤液 （填操作名称），过滤，洗涤并干燥。
5．（2024·山西忻州·三模）粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，含有：SiO2、Al2O3、CaO、MgO等(假设其他物质不参与反应)。从粉煤灰中提取氧化铝的部分流程如下图所示。
已知：SiO2不溶于水，也不与盐酸反应。
分析流程，解决问题：
（1）为了提高酸溶池中的反应速率，可采取的措施是 。
（2）写出一个酸溶池中发生反应的化学方程式： 。
（3）分离塔得到的滤渣的主要成分是 。
（4）流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
（5）从粉煤灰中提取氧化铝工艺的实际意义是 。
类型三 工业废弃物的处理类流程
6．（2023·四川成都·模拟预测）燃煤电厂产生的脱硫废水（含有CaCl2、MgCl2、MgSO4等物质）软化的一种工艺流程如下：
（1）“沉淀”步骤需要不断搅拌，目的是 ；
（2）写出“一级沉淀”中生成氢氧化镁的化学方程式： （写一个）；
（3）固体Y的化学式为 ；加入稀盐酸的目的是 ；
（4）软化处理过程中，碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒，原因是 。
7．（2024·江苏宿迁）热电厂燃烧煤产生含有大量的烟气，某石膏板企业采用“碱—石灰”的方法使烟气脱硫，再生产石膏。其主要生产流程如下图所示。
（提示：①与的某些化学性质相似；②难溶于水）
（1）在实验室中，操作a使用的玻璃仪器有：烧杯和 。
（2）吸收塔内发生反应的化学方程式是 。
（3）流程中，可以循环利用的物质是 （填化学式）。
（4）理论上只需不断加入 （填化学式），便可持续实现烟气的脱硫处理。
（5）氧化塔中，反应前后化合价升高的元素是 。
类型四 传统工艺拓展类流程
8．（2024四川成都）皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品，制作流程如图。
资料：1．草木灰（含K2CO3）中常含有砂石和未燃尽的秸秆等固体。
2．碱，有涩味，可与蛋白质作用，使其凝固。
回答下列问题。
（1）选料：“过筛”的目的是 。
（2）调浆：调浆过程发生的复分解反应的化学方程式为 ，料浆浸出液中一定含有的阴离子有 （填离子符号）。
（3）裹泥：裹泥时，不慎皮肤接触料浆，处理方法为 。
（4）封存：需要“密封”的主要原因是减少水分蒸发和 。
（5）食用皮蛋时加醋能去除涩味的原因是 。
9．（2024·广东）《天工开物》蕴含丰富的化学知识和化学思想。书中记载了银朱的制备过程，如图所示。
（1）水银属于 (填“金属”或“非金属”)单质。
（2）“研磨”时，水银与石亭脂充分反应生成银朱，化学方程式为 ，有剩余的反应物是 。
（3）“加热”时，银朱 (填“升华”或“凝华”)，再经“蘸水擦盏”形成粉末贴于泥罐内壁，达到银朱从混合物中 的目的。
（4）为使燃烧更充分，可采取的措施是 。
10．（2024·湖南长沙）《周礼·考工记》中记载，古人曾在草木灰（含）的水溶液中加入贝壳烧成的灰（主要成分为），利用生成物中能够去污的成分来清洗丝帛。为了得到该去污液，某兴趣小组同学在老师的指导下设计了以下实验流程。回答下列问题：
（1）操作I的名称为 ；
（2）该流程中涉及到所有的基本反应类型有分解反应、 ；
（3）该去污液能消洗丝帛。请你根据流程推测，该去污液中所含溶质的可能组成为 （用化学式表示）。
类型五 模拟图示类流程
11．（2024·北京大兴·二模）高纯CaCO3广泛应用于医药、生产、生活领域。工业上利用石灰石(含杂质SiO2)制备高纯CaCO3的工艺流程如图：
（1）酸溶槽中，反应的化学方程式为 。
（2）上述流程中，除去杂质SiO2，利用其性质是不溶于水、 。
（3）高纯CaCO3中的氧元素来自于______(填序号)。
A．CO2 B．H2O C．CaCl2
12．（2024·山东淄博·二模）硼（B）是制造火箭耐热合金的原料。镁还原法生产硼的主要工艺流程如下图。
（1）脱水炉中，硼酸在加热条件下发生分解，反应的化学方程式是 。
（2）还原炉中，加入过量镁，反应中化合价发生变化的元素是 。
（3）酸煮罐中，加入盐酸的主要目的是 ，写出反应的化学方程式 。
13．（2024·吉林省吉林市）食品加工、制药等领域广泛使用二水合氯化钙（）。工业上生产的主要流程如如图所示，下列说法正确的是
A．石灰石的主要成分是
B．粉碎可以增大反应物间的接触面积
C．搅拌可以提高的产量
D．反应器中生成的气体具有可燃性
14．（2024·甘肃兰州）镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。用海水晒盐得到苦卤（含、NaCl等物质），从苦卤中提取镁的部分流程如下图所示。
回答下列问题：
（1）“苦卤”属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）写出中和池中反应的化学方程式： 。
（3）上述获取金属镁的整个流程中，涉及到的化学反应的基本类型共有 种。
（4）该流程中循环使用的物质是 。
（5）镁用于火箭、飞机等领域，体现了镁的哪些物理性质？ （答一点）。
15．（2024·广东）铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
（1）“溶铜”前，粉碎处理铜原料的目的是 。
（2）“溶铜”中，存在Cu与O2生成CuO的反应，该反应属于 (填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质，该操作名称为 。
（3）“制箔”中，发生反应的化学方程式：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2X，X的化学式为 。物质X可用于 和 工序。
（4）“制箔”中，需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔，据图2可知，温度应控制在 内(填字母)。
a.45~49℃ b.50~52℃ c.53~55℃ d.56~60℃
（5）“酸洗”后，用熟石灰中和酸性废液，其反应的化学方程式为 。
16．（2024·山东潍坊）钼（Mo）是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿（主要成分为及少量的）为原料制备金属钼的主要流程如下。回答下列问题。
（1）在焙烧炉中，矿石要粉碎处理并从上部加入，其目的是 。炉内主要反应，X的化学式为 。
（2）反应器1中浓氨水可以溶解粗产品。搅拌器相当于实验室中的 （填一种仪器名称）。要实现废渣和溶液的分离，需要进行的主要操作是 （填操作名称）。
（3）反应器2中发生复分解反应，Y溶液中溶质的主要成分为 （填化学式）。
（4）反应器3中发生反应的化学方程式为 。
（5）为减少废气X对环境的影响，可用上述流程中的 溶液进行吸收。
答案和解析
工艺流程题背景新颖，试题陌生度大，知识覆盖面广，思维跨度较大，综合性较强，涵盖元素及其化合物的知识与实验基本操作，体现理论联系实际，学以致用的学习观，能有效体现新课标的特点。是中考常考的重要题型之一。
1.工艺流程题的题型结构：题头(引入信息)→题干(提取信息，应用理解）→题尾(得出结论或产品)。
2.工艺生产主要解决的问题：
（1）了解将原料转化为产品的生产原理；（2）除去所有杂质并分离提纯产品；（3）提高产量与产率；（4）减少污染，考虑“绿色化学”生产；（5）原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；（6）生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。
3.解答工艺流程题的步骤与策略：
第一步：简阅题头、提取信息、明确目的。找准关键字词，获取有用信息，明确生产目的和工艺设计思路。
第二步：精读流程、分析对比、明确原理。
（1）关注“箭头三线”：“进线”为原料，“出线”为产品或副产品；“可逆线”为原料循环再利用。（2）明确核心反应及生产原理，找出解题线索。第三步：浏览问题、纵观全局、分析解答。关注题尾问题，沿主线寻找线索及答案，关注核心反应及箭头提示，运用所学知识和方法进行分析解答。
攻略01 分析流程中物质的成分
【典例剖析】
【例1-1】（2024·内蒙古呼和浩特）作为基建强国，我国在建筑和水利工程中大量使用到水泥。生产水泥时，加入适量可调节水泥硬化速率。工厂利用电石渣[主要成分为、MgO]制备的主要流程如下：
已知：MgO难溶，易溶，微溶。
（1）电石渣粉碎的目的是 。
（2）加入反应器中的试剂X的名称是 。
（3）反应器中发生的主要反应为 （写1个方程式即可），反应的基本类型是 。
（4）上述流程中，用于分离提纯的设备有 和洗涤槽。
【答案】（1）使反应完充分接触从而使反应更充分
（2）稀硫酸
（3）/ 复分解反应
（4）过滤器
【解析】（1）根据题意，电石渣是固体需要和反应器中的物质反应，粉碎后可以增大接触面积从而使反应更充分；
（2）根据氢氧化钙和氧化镁最终经过流程生成硫酸钙和硫酸镁，由氢氧化钙和氧化镁都能和稀硫酸反应生成，故推知X是稀硫酸；
（3）根据上述分析可知，反应器中的反应是氢氧化钙和稀硫酸反应生成硫酸钙和水，以及氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水，化学方程式分别是：；；
两个反应都是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应即复分解反应；
（4）根据题意和流程，硫酸钙微溶于水，硫酸镁易容，通过过滤器可以将二者分离，故填：过滤器
【例1-2】（2024·海南）硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O) 可用于炸药、瓷器、肥料等工业中。一种利用菱苦土(主要成分为氧化镁)制备高纯度硫酸镁晶体的工艺流程如下：

（1）X为常见的酸，X是 ；
（2）步骤②加入碳酸镁的目的是 ；
（3）通过操作Ⅱ可将活性炭等不溶物与溶液2分离，则操作Ⅱ的名称是 。
（4）经测定得到的硫酸镁晶体中MgSO4的质量分数为48.48%,
则晶体的纯度为 。(计算结果保留小数点后两位。纯度指样品中含主要成分的质量分数。)
【答案】（1）硫酸/H2SO4
（2）将硫酸转化为硫酸镁，提纯硫酸镁
（3）过滤
（4）解：硫酸镁的化学式量=24+32+16×4=120，硫酸镁晶体的化学式量=24+32+16×4+18×7=246，硫酸镁晶体中MgSO4的质量分数为48.48%
设晶体的纯度为x
=
x≈99.4%
答：晶体的纯度为99.4%。
【解析】（1）菱苦土的主要成分为氧化镁，根据质量守恒定律可知，将氧化镁转化为硫酸镁，则加入的X溶液为硫酸镁溶液，即X为硫酸，故填硫酸或H2SO4。
（2）由题文可知，操作①加入过量的硫酸溶液，则溶液1中除硫酸镁外，还含量过量的硫酸，硫酸能够与碳酸镁反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，将硫酸转化为硫酸镁，即步骤②加入碳酸镁的目的是提纯硫酸镁，故填提纯硫酸镁。
（3）操作Ⅱ可将活性炭等不溶物与溶液2分离，而过滤能够将难溶性固体与液体进行分离，则操作Ⅱ的名称是过滤，故填过滤。
（4）见答案
【提分秘籍】
物质成分的分析（1）判断所加试剂：从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析，但一定要考虑是否会引入新的杂质。（2）判断物质成分：从上一步操作中反应物可能发生的反应或题干所给信息入手进行分析。反应的生成物一定有，同时需注意所加试剂是否过量，过量试剂在流程图的物质滤液中一定含有。
【变式演练】
【变式1-1】（2024·新疆乌鲁木齐·三模）为了实现碳减排目标，许多国家都在研究二氧化碳的减排措施，其中“碳捕捉和封存”技术是实现这一目标的重要途径之一。工业流程如图所示：
请回答以下有关问题：
（1）捕集——人工固碳：将二氧化碳和水混合注入地下玄武岩中最终形成石头(碳酸盐)，此转化方式属于 (填“物理”或“化学)变化。
（2）“捕捉室”中发生反应的化学方程式为 。
（3）进入“反应分离器”中物质A是 (填化学式)。
（4）整个过程中，可以循环使用的物质是 。
【答案】（1）化学
（2）
（3）CaO
（4）氧化钙、氢氧化钠
【解析】（1）将二氧化碳和水混合注入地下玄武岩中最终形成石头(碳酸盐)，有新物质碳酸盐的形成，属于化学变化，故填：化学；
（2）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为，故填：；
（3）煅烧炉中碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，而氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和水，则物质A为氧化钙，化学式为CaO，故填：CaO；
（4）由流程可知，反应过程中，既有氧化钙和氢氧化钠生成，又需要氧化钙和氢氧化钠参与反应，则可循环利用的物质有氧化钙和氢氧化钠，故填：氧化钙、氢氧化钠。
攻略02 原料预处理的方法与目的
【典例剖析】
【例2-1】（2024江西）研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体（含Cu、Cu2O、CuO和C）为原料制备胆矾（硫酸铜晶体），操作流程如图：
资料：Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + Cu + H2O
（1）步骤①中进行反应时用玻璃棒搅拌的目的是 。
（2）步骤②中反应的化学方程式为Cu + H2SO4 + H2O2 = CuSO4 + 2 X，则X的化学式为 。
（3）步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为 。
（4）下列分析不正确的是________（填字母，双选）。
A．操作1和操作2的名称是过滤
B．固体N的成分是炭粉
C．步骤④中加入的溶液丙是Na2SO4溶液
D．“一系列操作”中包含降温结晶，说明硫酸铜的溶解度随温度的升高而减小
【答案】（1）加快化学反应速率（或使反应更充分等）
（2）H2O
（3）CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
（4）CD
【解析】（1）反应过程中搅拌的目的是使反应物之间充分接触，加快反应速度，使反应更快更充分；
（2）化学反应前后原子的种类和个数不变，反应前有6个氧原子、1个铜原子、4个氢原子、1个硫原子，反应后有4个氧原子、1个铜原子、1个硫原子，所以2X中共有2个氧原子、4个氢原子，故一个X的分子中有1个氧原子、2个氢原子，故填：H2O；
（3）通过步骤②得到溶液甲，其中的溶质为硫酸铜，加入过量氢氧化钠后，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，方程式为CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4；
（4）通过操作1和操作2均得到一份溶液和一份固体，属于固液分离操作，为过滤，A正确；剩余固体中含Cu、Cu2O、CuO和C，加入过量稀硫酸后得到的固体M中含铜和炭，加入过量过氧化氢溶液和过量稀硫酸后，得到的固体N为不反应的炭，B正确；步骤③得到的蓝色沉淀为氢氧化铜沉淀，加入适量溶液丙要得到硫酸铜溶液，而Na2SO4不与氢氧化铜反应，丙应为硫酸，与氢氧化铜反应生成硫酸铜和水，C错误；“一系列操作”中包含降温结晶，可通过降温结晶获得晶体，说明硫酸铜的溶解度随温度的升高而增大，D错误。
【例2-2】（2024·江苏无锡）以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下：
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%，含锌14%~16%，杂质总量≤0.3%。
②59℃时，向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液，可制得产率较高的石绿固体。
（1）“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
（2）写出铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水的化学方程式： 。
（3）步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 （填离子符号）。
（4）“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应：，R的化学式为 。
（5）本实验中，提高石绿产率采取的措施有① ；② 。
【答案】（1）增大接触面积，使反应更充分 除锌
（2）
（3）H+
（4）CuO
（5）控制温度 选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液
【解析】（1）“粉碎”的目的是为了增大接触面积，使反应更充分；金属活动性锌＞氢＞铜，锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，而铜不与稀硫酸反应，所以使用稀硫酸酸浸的目的是为了除锌；
（2）铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O；
（3）因为步骤1后加入的是过量的稀硫酸，所以步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和H+；
（4）由反应的化学方程式可知，反应前有2个铜原子、5个氧原子、2个氢原子和1个碳原子，反应后有3个氧原子、2个氢原子和1个碳原子，由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变，则2个R分子中含有2个铜原子、2个氧原子，1个R分子中含有1个铜原子、1个氧原子，则R的化学式为CuO；
（5）本实验中，提高石绿产率采取的措施有控制温度、选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液等。
【提分秘籍】
原料预处理的方法及目的1.粉碎或研磨：目的是增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。2.煅烧或灼烧：目的是不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质3.酸浸：目的是溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）4.碱溶：目的是去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）5.加入氧化剂：转化为易于被除去（沉淀）的离子。6.煮沸：除去溶解在溶液中的气体，如氧气
【变式演练】
【变式2-1】（2024山西，12）我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石（主要成分是碳酸锌）十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼（反应后生成一氧化碳）垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅（锌）也。”此工艺过程分解模拟如图。（已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。）请结合图文信息，分析思考，解决问题：
（1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 。
（2）高温炉内，碳酸锌（ZnCO3）在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为 。该反应生成物中碳元素的化合价为 价。
（3）冷凝器中发生的变化属于 。
（4）我国古代冶锌晚于铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因是 。
【答案】
（1）增大反应物的接触面积，使反应更充分
（2）2 C + ZnCO3 Zn + 3 CO↑ +2
（3）物理变化
（4）锌的金属活动性比铁和铜强
【解析】
（1）将炉甘石敲碎可以增大反应物的接触面积，使反应更充分；
（2）碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为2 C + ZnCO3 Zn + 3 CO↑；该反应生成物中氧元素化合价为－2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，可知CO中碳元素的化合价为+2价；
（3）锌蒸气在冷凝器中冷凝为固体锌，只是状态改变，没有生成新物质，属于物理变化；
（4）锌金属活动性比铁和铜强，容易与氧气反应生成锌的化合物，故我国古代冶锌晚于铁和铜。
攻略03 流程中涉及的操作
【典例剖析】
【例3-1】（2024湖北）某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图所示。
已知：两种物质在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃ 0 20 40 60 80
NaCl溶解度/g 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
MgSO4溶解度/g 22.0 33.7 44.5 54.6 55.8
（1）20℃时，NaCl的溶解度为 g。
（2）“反应器”中反应的化学方程式为 。
（3）“过滤器1”产生的“滤渣”为 。
（4）“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是 结晶。
（5）从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质，需用试剂洗去。为避免晶体损失，最适宜的洗涤试剂是 。
【答案】（1）36/36.0
（2）Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2 H2O
（3）BaSO4/硫酸钡
（4）冷却（或降温）
（5）饱和硫酸镁溶液（或饱和MgSO4溶液）
【解析】（1）由表可知，20℃时，NaCl的溶解度为36.0g；
（2）“盐泥”的主要成分是硫酸钡、氢氧化镁、氯化钠，反应器中加入稀硫酸，氢氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水，该反应的化学方程式为Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2 H2O；
（3）硫酸钡难溶于水，且与酸不反应，故“过滤器1”产生的“滤渣”为硫酸钡；
（4）由表可知，硫酸镁的溶解度随温度的升高而增加，且溶解度受温度影响较大，故“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是降温结晶；
（5）从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质，需用试剂洗去。为避免晶体损失，最适宜的洗涤试剂是饱和硫酸镁溶液，饱和硫酸镁溶液不能继续溶解硫酸镁，但是可以溶解其它物质，可以除去杂质，且减少损耗。
【例3-2】（2024·四川巴中）海洋是一个巨大的资源宝库。广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁，就是利用从海水中提取的镁盐制取的。下图是模拟从海水中制取镁的简易流程。
根据流程回答下列问题：
（1）步骤①得到的母液是氯化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
（2）步骤②操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
（3）步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是 。
（4）写出步骤③中反应的化学方程式 。
（5）市场调研发现，的价格远低于NaOH，更适用于实际工业生产。在步骤②中，若要制得580t，理论上至少需要加入的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】（1）饱和
（2）漏斗
（3）使MgCl2全部反应
（4）Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
（5）解：设至少需要Ca(OH)2的质量为x；

x=740t
答：至少需要Ca(OH)2的质量为740t。
【解析】（1）步骤①得到的母液不能继续溶解氯化钠，则为氯化钠的饱和溶液；
（2）步骤②实现了固液分离，所以步骤②是过滤，操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
（3）步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是为了将氯化镁完全反应；
（4）步骤③中氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O；
（5）过程见答案。
【提分秘籍】
产品的分离提纯1.混合物分离、提纯的操作及所需仪器的判断（1）过滤：实验操作后得到的物质分别为固体和液体，如图操作a。实验室过滤操作所用仪器：(玻璃仪器) 玻璃棒、烧杯和漏斗，铁架台（带铁圈）。（2）蒸发结晶；使溶液中的溶质析出，获取该物质固体的过程，如图操作b。实验室蒸发结晶操作所用仪器：蒸发皿、玻璃棒、酒精等、坩埚钳、铁架台(带铁圈)。①当溶液中只含有一种溶质时：a.最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3)：蒸发结晶；b.最后所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O)：蒸发浓缩、冷却结晶。②当溶液中有两种或两种以上溶质时：根据两种物质溶解度随温度的变化趋势确定提纯方法。2.沉淀洗涤（1）沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。（2）洗涤方法：向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。（3）误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。（4）沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板　取最后一次洗涤液，滴加……（试剂），若没有……现象，证明沉淀已洗净（5）趁热过滤：减少结晶损失；提高晶体纯度3.工业流程的主要操作：结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
【变式演练】
【变式3-1】（2024·山东枣庄）实验室中对某河水的水样进行净化处理，设计流程如图所示。
回答下列问题：
（1）明矾的作用是 。
（2）操作1的名称是 ，用到的玻璃仪器有 (填一种即可)。
（3）加活性炭是利用其 性除去水样中的异味等。
（4）净化水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】（1）加速沉降(沉降等)
（2） 过滤 漏斗/玻璃棒/烧杯等
（3）吸附
（4）混合物
【解析】（1）明矾溶于水会形成胶状物，吸附水中悬浮的杂质，使其沉降。
（2）由图可知，操作1能将固体和液体分离，则其名称为过滤；
过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
（3）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味。
（4）沉淀、过滤能除去水中的难溶性杂质，活性炭能除去颜色和异味，消毒剂能除去细菌病毒，最终得到的净化水中仍含有可溶性杂质，则属于混合物。
【变式3-2】（2024山东烟台）电动汽车的兴起对金属镁和碳酸锂（Li2CO3）的需求增大。以盐湖卤水（主要成分是MgCl2、NaCl、LiCl）为原料，制备金属镁和碳酸锂的主要物质转化流程如下：
资料：①碳酸钠能与氯化镁发生复分解反应；②部分物质的溶解度如下表：
物质 Li2CO3 MgCO3 LiOH LiCl MgCl2 Mg(OH)2
20℃时溶解度/g 1.32 0.039 12.8 77 54.8 难溶
（1）为避免引入新杂质，过程Ⅰ中加入的适量物质X是 。
（2）制镁过程中发生中和反应的化学方程式是 。
（3）过程Ⅱ的目的是浓缩含锂溶液。这个过程中，氯化钠的结晶方法是 （填“蒸发结晶”或“降温结晶”）。
（4）过程Ⅲ发生了复分解反应，其反应的化学方程式是 。
（5）用盐湖卤水制取碳酸锂，要先除去卤水中的氯化镁，其原因是 。
【答案】（1）氢氧化钠溶液
（2）2 HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2 H2O
（3）蒸发结晶
（4）2 LiCl + Na2CO3 = Li2CO3↓ + 2 NaCl
（5）防止MgCl2 与Na2CO3反应生成MgCO3沉淀，导致Li2CO3不纯
【解析】（1）根据流程，为避免引入新杂质，过程Ⅰ中加入的适量物质X是氢氧化钠溶液，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，氯化钠是已有物质，不是新的杂质；
（2）制镁过程中，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，该反应是酸和碱反应生成盐和水，属于中和反应，化学方程式为2 HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2 H2O；
（3）氯化钠的溶解度受温度变化影响较小，氯化钠的结晶方法是蒸发结晶；
（4）过程Ⅲ中氯化锂和碳酸钠相互交换成分（复分解反应）生成碳酸锂沉淀和和氯化钠，化学方程式为2 LiCl + Na2CO3 = Li2CO3↓ + 2 NaCl；
（5）用盐湖卤水制取碳酸锂，要先除去卤水中的氯化镁，防止MgCl2 与Na2CO3反应生成MgCO3沉淀，导致Li2CO3不纯。
【变式3-3】（2024·山西吕梁·三模）氧化铜被广泛应用于催化剂、玻璃、陶瓷等领域，一种制备氧化铜的工艺流程如下。该工艺一道工序可完成从铜盐到氢氧化铜热分解生成氧化铜的全过程。分析流程，回答问题：
（1）反应釜中发生的复分解反应的化学方程式是 ，过程中需不断搅拌的目的是 。
（2）过滤器分离出的滤液中一定含有的溶质是 (填化学式)。
（3）反应釜中通过给溶液加热的方式使氢氧化铜分解，其优点是 。
（4）检验氧化铜是否洗涤干净的操作是 。
【答案】（1） 使反应充分进行(合理即可)
（2）
（3）受热均匀(或温度容易控制)
（4）在最后一次洗涤液中滴加少量氯化钡(或硝酸钡)溶液，观察是否有沉淀生成(合理即可)
【解析】（1）该工艺一道工序完成从铜盐到氢氧化铜热分解生成氧化铜的全过程，所以反应釜中发生的反应有氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜和硫酸钠，该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应，化学方程式为：；氢氧化铜加热分解生成氧化铜和水，该反应是一种物质生成两种物质，属于分解反应；
搅拌是为了使反应物充分接触，加快反应速率。
（2）过滤器将氧化铜分离出来，滤液中含有的溶质是硫酸钠，化学式为Na2SO4；
（3）反应釜中通过给溶液加热的方式使氢氧化铜分解，不仅能使氢氧化铜受热均匀，还方便控制温度；
（4）氧化铜从含有硫酸钠的溶液中分离出来，检验氧化铜是否洗涤干净，根据钡离子和硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀，可向洗涤液中加入氯化钡或硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成。
攻略04 流程中反应条件的控制
【典例剖析】
【例4-1】（2024·江苏南通）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3，含少量FeO、Fe2O3、Al2O3）为原料制备MgCO3。实验过程如下：
已知：①在溶液中，pH＝5.0时AlCl3完全转化为Al（OH）3沉淀，pH＝8.5时MgCl2开始生成Mg（OH）2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg（OH）2沉淀。
（1）“酸溶”时，MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
（2）“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸，原因可能是 （写一条）。
（3）“调pH”时，需控制溶液pH为 。
（4）“沉镁”时，为提高MgCO3的纯度，试剂加入顺序为 （填“a”或“b”）。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液 b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
【答案】（1）MgCO3+2HCl＝MgCl2+CO2↑+H2O；
（2）Fe 废渣溶解充分，提高原料的浸出率
（3）5.0≤pH＜8.5
（4）b
【解析】（1）“酸溶”时，MgCO3与稀盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳，化学方程式为 MgCO3+2HCl＝MgCl2+CO2↑+H2O；
（2）“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①亚铁离子被氧化为铁离子，化合价升高；氧元素由﹣1价还原到﹣2价，因此反应前后化合价发生变化的元素有O、Fe；
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸，原因可能是保证废渣溶解充分，提高原料的浸出率，为过氧化氢氧化亚铁离子提供酸性环境等；
（3）在溶液中，pH＝5.0时AlCl3完全转化为Al（OH）3沉淀，pH＝8.5时MgCl2开始生成Mg（OH）2沉淀。所以“调pH”时，需控制溶液pH为5.0≤pH＜8.5之间；
（4）MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg（OH）2沉淀，“沉镁”时，为提高MgCO3的纯度，试剂加入顺序为：向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液，故选b。
【例4-2】（2024·广东广州）碳酸锂（Li2CO3）广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水（含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2）制备Li2CO3的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外，还有 （填离子符号）。
（2）“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外，还有 。
（3）“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是 。
（4）“滤液2”显 性（填“酸”、“中”或“碱”）。
（5）结合下图分析：
①“调pH”至溶液显中性，“操作1”为 。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”，析出的NaCl固体中可能含有LiOH，原因是 。
（6）“滤液3”一定是 （填化学式）的饱和溶液。
（7）“沉锂”时发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1）Na+、Mg2+
（2）Mg（OH）2
（3）除去“除杂1”中加入过量的Ca（OH）2
（4）碱
（5）蒸发结晶，趁热过滤 溶液中含OH-（LiOH），LiOH溶解度小于NaCl溶解度
（6）NaCl
（7）
【解析】（1）浓缩后的盐湖卤水（含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2），故浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外，还有Na+、Mg2+；
（2）Ca（OH）2还能与MgCl2反应生成Mg（OH）2沉淀，故“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外，还有Mg（OH）2；
（3）过滤后，由CaCO3产生，故“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是除去“除杂1”中加入过量的Ca（OH）2；
（4）Na2CO3溶液与过量的Ca（OH）2生成CaCO3沉淀和NaOH溶液，过滤，得到“滤液2”， “滤液2”中含NaOH，故“滤液2”显碱性；
（5）①如图所示，由于氯化钠溶解度受温度影响小，氯化锂溶解度随温度升高而明显增大，因此“操作1”后分离出NaCl固体和滤液3，则“操作1”为蒸发结晶，趁热过滤；
②若未加盐酸“调pH”，则溶液中含OH-（LiOH），根据图示可知，LiOH溶解度小于NaCl溶解度，则直接进行“操作1”，析出的NaCl固体中可能含有LiOH；
（6）“滤液3”是析出NaCl固体后所得溶液，故“滤液3”一定是NaCl的饱和溶液；
（7）加盐酸“调pH”后，溶液中阴离子只有Cl-，则“沉锂”时，加入的饱和Na2CO3溶液和LiCl反应生成Li2CO3固体和NaCl，化学方程式为。
【提分秘籍】
控制反应条件的方法1.温度的控制（1）加热：加快反应速率或溶解速率；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料气化。但要注意避免反应物或生成物的过热分解。（2）降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。（3）控温：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。（4）降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。2.调节溶液的pH（1）目的：使反应发生或者避免某反应的发生。（2）需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质如用MgO、Mg（OH）2等等。（3）原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了的浓度，增大pH。（4）pH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的pH。3.通入保护气(如氮气、氩气等不活泼气体或氢气等还原性气体 )的目的：防止主物质与氧气等发生反应等。4.加入过量(或适量)试剂的目的：将原料中的物质转化完全或将原料中的杂质完全除去。需要注意在下一步中，该过量的物质还留在滤渣或滤液中，不要忽略。
【变式演练】
【变式4-1】（2024·广东深圳）铁黄（FeOOH）是一种颜料，以某硫铁矿废渣（主要成分，含有少量的，其余成分不考虑）为原料，制取铁黄，以下是制取工艺流程。
注：铁黄不与水反应，不与水和反应
（1）过程Ⅰ的化学方程式为 ，滤渣Ⅰ中的物质有 （填化学式）；
（2）过程Ⅱ的操作名称为 ；
（3）过程Ⅲ中的化学方程式为，该反应属于 反应（填基本反应类型）；
（4）①FeOOH随着温度的升高，可以加热分解成，写出其反应的化学方程式 ；
②温度不同时，生成的颜色如下表：
温度/℃ 400 700 750 800
颜色 橘红 鲜红 鲜红 暗红
如果思考乐希希同学想获得鲜红的，应把温度控制在 。
【答案】（1） SiO2
（2）过滤
（3）复分解
（4） 700℃～750℃
【解析】（1）根据资料，铁黄不与水反应，SiO2不与水和H2SO4反应。某硫铁矿废渣（主要成分Fe2O3，含有少量的SiO2，其余成分不考虑），过程Ⅰ加入过量H2SO4，Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3、H2O，化学方程式为：。
SiO2不与水和H2SO4反应，所以滤渣Ⅰ中的物质有SiO2。
（2）根据流程图，经过过程Ⅱ，得到了滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ，说明该过程是过滤。
（3）过程Ⅲ中的化学方程式为，该反应由两种化合物交换成分生成两种新的化合物，属于基本反应类型中的复分解反应。
（4）①根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变。反应物FeOOH含有Fe、O、H这三种元素，产物Fe2O3含有Fe、O这两种元素，则反应一定生成一种含有氢元素的产物，由于FeOOH含有Fe、O、H这三种元素，推知另一种产物是H2O，则FeOOH加热分解成Fe2O3、H2O，化学方程式为：。
②根据表格信息，想获得鲜红的Fe2O3，应把温度控制在700℃～750℃。
攻略05 判断流程中可循环利用的物质
【典例剖析】
【例5-1】（2024·山东临沂）钛白粉（）作为白色颜料广泛应用于油漆、塑料等工业生产中。工业上以钛铁矿（主要成分）和硫酸为原料生产钛白粉，其主要工艺流程如图（部分流程未标出）：
请回答：
（1）该工艺流程中将矿石粉碎的目的是 。
（2）该工艺流程中可循环使用的物质为 。
（3）在钛铁矿粉中加入硫酸可制得硫酸氧钛（），其反应的化学方程式为：。请推断X的化学式为 。
（4）偏钛酸高温煅烧生成钛白粉（）和一种常见氧化物，请写出该反应的化学方程式 。
【答案】（1）增大反应物之间的接触面积，加快反应速率，使反应更充分
（2）硫酸
（3）FeSO4
（4）H2TiO3TiO2+H2O
【解析】（1）该工艺流程中将矿石粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积，加快反应速率，使反应更充分。
（2）在流程图中，在某一步是生成物，在前面的某一步是反应物的物质可以循环利用，故该工艺流程中可循环使用的物质为硫酸。
（3）该反应中反应前Fe、S、Ti、H、O原子的个数分别为1、2、1、4、11，反应后Fe、S、Ti、H、O原子的个数分别为0、1、1、4、7，根据化学反应前后原子的种类和个数不变可知，一个X分子中1个Fe原子，1个S原子和4个O原子，故X的化学式为FeSO4。
（4）根据化学反应前后元素种类不变可知，偏钛酸（H2TiO3）高温煅烧生成钛白粉（TiO2）和一种常见氧化物，该氧化物中含有氢元素，为水，该反应的化学方程式为H2TiO3TiO2+H2O。
【例5-2】（2024·湖南长沙·三模）高锰酸钾（））是一类重要的化学品，已广泛应用于医学、工业等领域。目前，高锰酸钾生产仍采用固相焙烧法，其制备工艺主要为：将软锰矿（主要成分为）与碱（KOH）和氧化剂（）混合后共熔制得，再经电解、结晶、分离、干燥等工序制得高锰酸钾。其主要工艺流程如下：（熔融物指固体物质加热熔化后呈现的液态物质）
请回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ“混合加热”中发生的变化主要是 （填“物理”或“化学”）变化。
（2）该流程中，可以循环利用的物质是 （填化学式）。
（3）下列有关该流程的相关分析中，正确的是______（填标号）。
A．步骤Ⅱ“氧化反应”中，空气中的氧气参与了反应
B．步骤Ⅲ“电解”中，只有锰元素的化合价发生变化
C．产品经“干燥”工序时温度不宜过高
D．为使生产流程持续进行，需要适时另外补充KOH
【答案】（1）物理
（2）KOH
（3）ACD
【解析】（1）由流程图可以知道，“Ⅰ混合加热”发生的主要是物理变化，因为混合加热的过程中只是将MnO2和KOH加热至熔融状态，没有生成新物质，是物理变化；
（2）由流程图可以知道，KOH既是反应物，又是生成物，在流程中可循环利用；
（3）A、将软锰矿（主要成分为 MnO2 ）与碱（KOH）和氧化剂（ O2 ）混合后共熔制得 K2MnO4 ，步骤Ⅱ“氧化反应”中，空气中的氧气参与了反应，故A说法正确；
B、步骤Ⅲ“电解”中，生成了氢气，氢气中氢元素的化合价为0，则不只有锰元素的化合价发生变化，氢元素的化合价也发生变化，故B说法错误；
C、产品经“干燥”工序时温度不宜过高，防止高锰酸钾受热分解，故C说法正确；
D、为使生产流程持续进行，需要适时另外补充KOH，因为根据钾元素守恒，部分钾元素形成了高锰酸钾，故D说法正确；
故选：ACD。
【提分秘籍】
（1）流程图中有箭头回转指向前面方框的物质一般是可循环利用的物质。（2）作为反应物参与流程中反应，但在后面流程中又生成的物质(副产品)一般是可循环利用的物质。（3）若某物质在上一流程生成，又参加后续流程的反应，则这样的物质是中间产物，一般不属于可循环利用的物质。
【变式演练】
【变式5-1】（2024·山东滨州·三模）芯片的基材主要是高纯硅。如图是用粗硅原料（含氧化镁杂质，不考虑其他杂质与酸反应）制备高纯硅和金属镁的流程。
已知：硅不与稀盐酸反应。请回答下列问题。
（1）操作1的名称是 ，进行操作1之前发生的化学方程式为 。
（2）为了加快粗硅原料和稀盐酸反应的速率，可以采用的措施有 。
（3）上述流程中，可循环利用的物质是 （填物质名称）。
（4）滤液中含有的阳离子为 。
（5）写出SiCl4制备高纯硅的化学方程式 。
【答案】（1）过滤 MgO+2HCl=MgCl2+H2O
（2）将粗硅原料粉碎
（3）氯气、氯化氢
（4）Mg2+、H+
（5）
【解析】（1）由流程图可知，操作1实现了固液分离，则操作1的名称是过滤；进行操作1之前加入过量的稀盐酸，粗硅中的氧化镁杂质与稀盐酸反应生成氯化镁和水，化学方程式书写为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O。
（2）为了加快粗硅原料和稀盐酸反应的速率，可以采用的措施有将粗硅原料粉碎，增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分。
（3）由流程图可知，氯气、氯化氢既是反应物，又是生成物，可以循环利用。
（4）粗硅中含氧化镁杂质，加入过量稀盐酸，氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水，盐酸过量，故滤液中的溶质为氯化镁和氯化氢，故含有的阳离子为：Mg2+、H+。
（5）SiCl4制备高纯硅的反应为SiCl4和氢气在高温下反应生成硅和HCl，该反应的化学方程式为：。
【变式5-2】（2024·湖南长沙·三模）工业上可利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理，工艺流程如图所示。
（1）操作1的名称是 。
（2）二氧化硫排放到大气中，造成的危害是导致 。
（3）工艺流程中可循环利用的一种物质是 (填化学式)，实验室若用同样的原理和反应，要使这种物质得到最大限度的回收的做法是 。
【答案】（1）过滤
（2）酸雨
（3） NaOH 加入过量的Ca(OH)2溶液
【解析】（1）操作Ⅰ是分离难溶性固体和液体的操作，是过滤操作，故填：过滤；
（2）二氧化硫排放到大气中，与雨水经过一系列反应，会形成酸雨，故填：酸雨；
（3）根据流程图，最终生成的氢氧化钠溶液，可重新用于吸收室中，则工艺流程中可循环利用的物质是NaOH；氢氧化钙与亚硫酸钠反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠，要使氢氧化钠得到最大限度的回收的做法是加入过量的Ca(OH)2溶液，促进亚硫酸钠反应，故填：NaOH；加入过量Ca(OH)2溶液。
攻略06 化学方程式的书写及反应类型的判断(含陌生化学方程式)
【典例剖析】
【例6-1】（2024·江苏徐州）铝的应用涉及生产、生活的各个方面。工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含沙石等杂质）制备铝的主要流程如图所示：
（1）过程①、②都包含固液分离的操作，该操作名称是 。
（2）为加快铝土矿与NaOH溶液反应的速率，可采取的措施是 。
（3）生成Al(OH)3的反应中，反应物除了有NaAlO2，CO2，还有一种氧化物为 。
（4）写出电解氧化铝获得铝的化学方程式： 。
【答案】（1）过滤
（2）将铝土矿粉碎（搅拌、增大碱溶液的浓度、加热等）
（3）H2O/水
（4）
【解析】（1）过程①、②都包含固液分离的操作，过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，则该操作名称是过滤。
（2）将铝土矿粉碎，搅拌，能增大反应物的接触面积，提高化学反应速率；增大碱溶液的浓度、加热等，也可以提高化学反应速率。
（3）二氧化碳和NaA1O2溶液反应，生成Al（OH）3，由质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，生成Al（OH）3的反应中，反应物除了有NaAlO2、CO2，还有一种氧化物为H2O。
（4）电解氧化铝生成铝，同时应生成氧气，反应的化学方程式为：。
【例6-2】（2024·四川内江）海洋是巨大的资源宝库，海水综合利用的部分工艺流程图如图。请回答以下问题：
（1）粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2，则固体B的主要成分是 和CaCO3.
（2）步骤①加入适量盐酸的目的是 。
（3）用NaCl制取纯碱(Na2CO3)。从元素守恒的角度，还需要含有 、氧元素的物质参加反应。
（4）步骤②中加入石灰乳充分反应后，还需进行的操作是 。
（5）步骤③中试剂D为 。
（6）钛(T)被称为航空金属，常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛，其反应的化学方程式为 。
【答案】（1）Mg(OH)2
（2）除去氢氧化钠和碳酸钠
（3）碳
（4）过滤
（5）稀盐酸
（6）2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2
【解析】（1）粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2，加入过量的氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，过滤后，则固体B的主要成分是Mg(OH)2和CaCO3；
（2）滤液A中含有氯化钠、过量的氢氧化钠和碳酸钠，盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水、和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，故步骤①加入适量盐酸的目的是除去氢氧化钠和碳酸钠；
（3）用NaCl制取纯碱(Na2CO3)。从元素守恒的角度，还需要含有碳、氧元素的物质参加反应；
（4）从流程图可知，步骤②中加入石灰乳充分反应后，将固体和液体进行分离，因此还需进行的操作是过滤；
（5）氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，步骤③中试剂D为稀盐酸；
（6）钛(T)被称为航空金属，常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛，其反应为镁和四氯化钛反应生成钛和氯化镁，化学方程式为：2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2。
【提分秘籍】
根据流程图中线的走向，找出反应物和生成物，然后根据化学反应前后元素种类不变，书写化学方程式；若从已知信息中找到的反应物和生成物不满足质量守恒定律，需确认反应中是否有水参与或生成；若在空气中燃烧或通入空气，则需考虑空气中的氧气或CO2是否参加反应，再根据题意写出反应条件并配平，最后结合化学方程式判断基本反应类型。
【变式演练】
【变式6-1】（2024·四川德阳）金属钼（Mo）制成的合金有良好的机械性能，利用钼矿石（主要成分为MoS2）制备金属钼的简易流程如图所示。
回答下列问题：
（1）“灼烧”时，MoS2发生反应的化学方程式为 .
（2）中间产物（NH4)2MoO4中钼元素的化合价为 。
（3）“高温”发生反应所属的化学反应类型是 （填标号）。
a．化合反应 b．分解反应
c．置换反应 d．复分解反应
【答案】（1）
（2）+6价
（3）c
【解析】（1）由流程图可知，“灼烧”时，发生的反应为MoS2与氧气在灼烧条件下反应生成MoO3和二氧化硫，化学方程式为；
（2）（NH4)2MoO4中铵根的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设钼元素的化合价为x，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则，解得，故（NH4)2MoO4中钼元素的化合价为+6价；
（3）由流程图可知，“高温”时发生的反应为MoO3与氢气在高温条件下反应生成钼和水，化学方程式为，该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故选：c。
【变式6-2】（2024·安徽）碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质，一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如图：
回答下列问题：
（1）步骤①发生反应的化学方程式为 。
（2）步骤②操作a的名称是 。
（3）步骤③中加入草酸钠，其中草酸根(C2O)的化合价是-2价，则草酸钠的化学式为 。
（4）滤液2中含有LiCl，步骤④中生成Li2CO3的反应类型是 。
（5）该工艺中用到的氧化物有 (写1种即可)。
【答案】（1）CaO + H2O ＝ Ca(OH)2
（2）过滤
（3）Na2C2O4
（4）复分解反应
（5）生石灰（氧化钙）或水
【解析】（1）步骤①发生的反应是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为CaO + H2O ＝ Ca(OH)2；
（2）步骤②操作a能固体与液体分离，其名称是过滤；
（3）钠元素显+1价，草酸根()的化合价是-2价，书写化学式时，一般正价的写在左边，负价的写在右边，根据化合物中各元素化合价代数和为零，草酸钠的化学式为：Na2C2O4；
（4）滤液2中含有LiCl，步骤④中生成Li2CO3的反应是碳酸钠与氯化锂相互交换成分生成碳酸锂和氯化钠，该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应，属于复分解反应；
（5）氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，该工艺中用到的生石灰（氧化钙）、水都是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物。　
攻略07 流程的评价
【典例剖析】
【例7-1】（2024·内蒙古包头）金属铜广泛用于电子工业和精密仪器零件制造等领域，从含铜电线电缆的废料（主要成分为铜、塑料绝缘材料等）中回收铜的方案如下：
回答下列问题：
（1）浅绿色溶液中的溶质是 （写化学式）。
（2）黑色固体与稀硫酸反应的化学方程式为 。
（3）写出从和的混合物中得到的一种方法 。
（4）上述方案中可能造成空气污染的原因是 。
【答案】（1）FeSO4
（2）
（3）用磁铁吸引；加入过量稀盐酸，过滤
（4）塑料在空气中燃烧会产生有害气体
【分析】含铜电线电缆的废料（主要成分为铜、塑料绝缘材料等）在空气中灼烧，得到黑色固体氧化铜，氧化铜与过量稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜溶液是蓝色溶液，硫酸铜和过量铁反应生成硫酸亚铁和铜，过量铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤得到滤渣：铁、铜，说明有铁剩余，稀硫酸反应完全，滤液：硫酸亚铁溶液。
【解析】（1）浅绿色溶液是指硫酸亚铁溶液，溶质化学式：FeSO4。
（2）黑色固体氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，该反应化学方程式：。
（3）磁铁吸引铁、不吸引铜，可利用磁铁吸引；稀盐酸与铁反应，与铜不反应，可以向铁、铜混合物中加入过量稀盐酸，过滤，洗涤、干燥，得到铜。
（4）含铜废料中含有塑料，塑料在空气中燃烧会产生有害气体，污染环境。
【提分秘籍】
对流程的评价：（1）科学性：是否能达到实验目的，是否引入新的杂质，杂质是否完全除去等。（2）安全性和简便性：若反应中会产生可燃性物质，应注意做好防护措施，如通风和远离火源；尽量选用较温和的反应条件，避免高温高压等复杂条件。（3）环保性：是否符合“绿色化学”理念，是否产生有毒物质等，环保、低碳方案优先。（4）经济实用性：应遵循原料廉价易得，反应能耗低，产率或原料的利用率高等原则。
【变式演练】
【变式7-1】（2024·广东清远·三模）胆矾常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂。某化学兴趣小组用废铜料（含铁），通过不同的化学反应制取胆矾（CuSO4·5H2O）。其设计的实验过程如图所示：
（1）操作a用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯 ，该操作中玻璃棒的作用是 ；溶液A中的溶质是 （填化学式）。
（2）反应②的化学方程式为 ；反应③的化学方程式为 。
（3）已知：途径Ⅱ发生的化学反应是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。从环保和经济的角度对比途径Ⅰ、Ⅱ，途径Ⅰ的优点有 。
（4）生产流程中没有涉及的基本反应类型是 反应。
【答案】（1） 漏斗 引流 H2SO4、FeSO4
（2）2Cu+O22CuO CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
（3）不产生有害气体，硫酸利用率高
（4）分解
【解析】（1）分离固、液混合物的操作是过滤，过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；过滤操作中玻璃棒的作用是引流；
废铜料中含铁、铜，加入足量试剂X，得到单质A和溶液A，单质A与氧气在加热条件下生成黑色固体B，黑色固体B与试剂X反应生成硫酸铜溶液，说明单质A是铜、黑色固体B是氧化铜、试剂X为硫酸，往废铜料（含铁）中加入足量硫酸，根据金属活动性顺序铁>铜，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与硫酸不能反应，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁和硫酸，化学式为H2SO4、FeSO4；
（2）由第（1）小问分析可知，单质A是铜、黑色固体B是氧化铜，则反应②为铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，化学方程式为2Cu+O22CuO；反应③为氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；
（3）途径Ⅱ有二氧化硫生成，二氧化硫属于空气污染物，故对比途径Ⅰ、Ⅱ，途径Ⅰ的优点有不产生有害气体；由化学方程式Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O、Cu0+H2SO4=CuSO4+H2O可知，途径Ⅰ的优点还有制备相同质量的胆矾消耗的硫酸少，即硫酸利用率高；
（4）往废铜料中加入足量硫酸发生的反应是Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；
反应②2Cu+O22CuO，该反应符合“多变一”，属于化合反应；
反应③CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，该反应符合两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应；
综上生产流程中没有涉及的基本反应类型是分解反应。
【变式7-2】（2024·重庆·三模）回收利用废旧金属是保护金属资源的重要途径之一。从硬铝（Al、Cu、Mg）废料中制取溶液的工艺流程如下：
（1）将硬铝粉碎后再加入碱浸槽的目的是 ，反应产生和，发生反应的化学方程式为
（2）酸浸槽中发生反应的化学方程式为 该过程中离子的变化情况如图所示，有关说法正确的是 （填序号）。
A．①对应硫酸根 B．②对应氢离子
C．反应结束后，①和③对应的离子在溶液中个数比一定大于1∶2 D．所得溶液不呈电中性
（3）由Cu制取溶液的三种方案原理如下：
①（浓）
②、
③
有关说法错误的是______（填序号）。
A．方案①过程中需进行尾气处理 B．方案②最节约药品
C．方案③消耗34 g可得160 g D．三种方案消耗等量铜，会产生等量硫酸铜
【答案】（1） 增大接触面积，使反应更充分
（2） AC
（3）A
【解析】（1）将硬铝粉碎增大了其表面积，使反应物接触面积增大，反应更充分；
铝与氢氧化钠溶液反应是铝与氢氧化钠和水共同作用生成偏铝酸钠和氢气的过程，方程式为：；
（2）酸浸槽中发生的反应为镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，方程式为：；
根据反应可知，并结合图像进行分析，金属镁与硫酸反应生成硫酸镁溶液，同时产生氢气，随着硫酸的加入溶液中硫酸镁溶质质量增大，溶液中硫酸根离子和镁离子逐渐增多，反应过程中溶液中不存在氢离子，当金属镁完全反应后，继续加入稀硫酸，溶液中硫酸镁质量不再发生变化，溶液中镁离子不再增大，溶液中开始出现硫酸，溶液中的硫酸根离子继续增加，同时溶液中出现氢离子，即氢离子逐渐增加，故①表示硫酸根离子，②标上镁离子，③表示氢离子。
A、由分析可知①对应的是硫酸根离子，选项正确；
B、②对应的是镁离子，选项错误；
C、①对应的是硫酸根离子，③对应的是氢离子，反应结束后溶液为硫酸镁和硫酸的混合溶液，硫酸中硫酸根离子和氢离子的个数比为1：2，由于生成的硫酸镁中含有硫酸根离子，故反应后溶液中①和③对应的离子在溶液中个数比一定大于1∶2 ，选项正确；
D、所得溶液为硫酸镁和硫酸的混合溶液，在溶液中氢离子和镁离子所得的正电荷总数等于硫酸根离子所带的负电荷总数，所以呈电中性，选项错误；
故选AC；
（3）A、方案①过程中产生二氧化硫气体，二氧化硫有毒会污染空气，所以要进行尾气处理，选项错误；
B、根据方程式可知，方案①消耗的硫酸质量大，方案③需要消耗过氧化氢，故方案②最节约药品，选项正确；
C、根据方程式可知，方案③中过氧化氢与生成硫酸铜的质量比，故消耗34 gH2O2可得160 gCuSO4，选项正确；
D、由方程式可知，三种方案中生成的硫酸铜中铜元素质量都等于反应的铜的质量，所以种方案消耗等量铜，会产生等量硫酸铜，选项正确；
故选A。
类型一 物质的制备类流程
1．（2024·内蒙古赤峰）以蛋壳为原料生产高纯碳酸钙，可以实现资源的综合利用。其生产流程如图所示（蛋壳主要含，不考虑其他成分的影响）。
（1）蛋壳需要经过粉碎处理，目的是 。
（2）反应Ⅰ涉及的化学方程式为 。
（3）操作的名称为 。
（4）反应所得的在农业上可用作 。
【答案】（1）增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分
（2）
（3）过滤
（4）氮肥
【解析】（1）蛋壳需要经过粉碎处理，目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；
（2）蛋壳的主要成分是碳酸钙，故反应Ⅰ为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
（3）操作a实现了固液分离，名称是：过滤；
（4）氯化铵含N、P、K中的氮元素，故氯化铵在农业上可用作氮肥。
2．（2024四川宜宾）二水合氯化钙（CaCl2·2H2O）可用于食品加工、制药等领域。工业上以石灰石（主要成分为CaCO3，含少量Fe2O3和MgCO3等杂质）为原料生产CaCl2·2H2O的主要流程如下图。
已知：pH > 9.5时，Fe3+和Mg2+完全转化为沉淀。
问答下列问题：
（1）将石灰石粉碎的目的是 。
（2）“酸溶”时，CaCO3发生的反应属于 （填基本反应类型）。
（3）“滤渣”的成分有Mg(OH)2和 （填化学式）。
（4）“系列操作”依次为蒸发浓缩、 、过滤，得到CaCl2·2H2O晶体。
（5）若用10 t 36.5%的浓盐酸制得6.615 t CaCl2·2H2O，则浓盐酸中HCl的利用率是 。（CaCl2·2H2O的相对分子质为147）
【答案】
（1）增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分
（2）复分解反应
（3）Fe(OH)3
（4）降温结晶
（5）90
【解析】
（1）将石灰石粉碎的目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；
（2）“酸溶”时，CaCO3发生的反应为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应，属于复分解反应；
（3）石灰石的主要成分是碳酸钙，还含有少量氧化铁和碳酸镁，加入浓盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，碳酸镁和盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水，加入石灰乳，氯化铁和氢氧化钙反应生成氢氧化铁和氯化钙，氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁和氯化钙，“滤渣”的成分有Mg(OH)2和Fe(OH)3；
（4）通过系列操作将氯化钙溶液转化为氯化钙晶体，应通过降温结晶的方法，“系列操作”依次为蒸发浓缩、降温结晶、过滤，得到CaCl2·2H2O 晶体；
（5）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则制得6.615 t CaCl2·2H2O需要消耗HCl的质量为：，则浓盐酸中 HCl 的利用率是：。
3．（2024·湖北武汉）硫酸钡是白色固体，医疗上常用作透视肠胃的内服剂。以毒重石（主要成分是碳酸钡，还含少量氧化铁和二氧化硅）为原料生产硫酸钡的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
（1）二氧化硅属于 （填“单质”或“化合物”）。
（2）上述流程中涉及过滤，该操作用到的玻璃仪器有 。
（3）“除铁”时发生反应的化学方程式为 （写一个即可）。
（4）可溶性钡盐和碳酸钡均有毒，而硫酸钡无毒，说明硫酸钡具有的性质是 。
（5）为变废为宝，将“滤液”转化为氯化钠溶液的方法是 （简述试剂、用量及操作）。
【答案】（1）化合物
（2）烧杯、漏斗和玻璃棒
（3）/
（4）硫酸钡难溶于水，且不和酸反应
（5）向滤液中加入适量的氯化钡和稀盐酸的混合液，充分反应后过滤（合理即可）
【解析】（1）二氧化硅是由硅、氧两种元素组成，属于化合物。
（2）过滤需要的玻璃

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