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(共25张PPT)
专题四　工艺流程图题
题型概述
流程图题主要考查的知识点有化学式和化学方程式的书写、化学基本反应类型的判断、过滤和蒸发等分离物质的操作以及所需仪器和作用、物质变化的判断、物质的分类、常见物质的用途等。
此类试题取材广泛,构思独特新颖,有效融入了工业生产和现代科技工业中的新情境,内容呈现出探究性、应用性与创新性的特点,较好地考查学生提取信息、读图、逻辑思维能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力。预计2026年中考中关于工艺流程图题的考查仍会延续这种命题风格,以制备某种物质的工艺流程图为情境考查相关化学知识。
方法指导
解题技巧:
(1)所设问题一般都是孤立的,在解答时不要求流程全看懂后再解答,看不懂的地方先跳过去,继续解答后面的问题。
(2)抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。
(3)推断流程图某一步中的物质,可以从上一步操作中反应物可能发生的反应入手进行分析,同时需注意所加试剂是否过量。
(4)陌生化学方程式的书写:根据箭头方向,箭头进入的是投料(即反应物),出去的是生成物;若从已知信息中找出的反应物和生成物不满足质量守恒定律,可以在反应物或生成物中加上水,然后进行配平,还应注意反应条件的有关信息;若在空气中煅烧或通入空气则还需考虑空气中的氧气是否参与反应。
(5)循环利用的物质:步骤中某一步的产物是另一步反应的原料,根据图中箭头方向(可逆线)即可判断出可循环使用的物质。
归类剖析
类 型 1
金属资源的回收利用
例1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)中回收铜的方案如图。
(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Fe和Cu的混合物中得到Cu的一种方法:
　。
(4)上述方案中可能造成空气污染的原因是
　 。
FeSO4
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
将混合物加入足量的稀硫酸中,充分反应后过滤
塑料绝缘材料在空气中灼烧产生空气污染物
解析:(1)铜在空气中灼烧生成氧化铜,氧化铜和足量稀硫酸反应生成硫酸铜和水,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,则浅绿色溶液中的溶质是硫酸亚铁,其化学式为FeSO4。(2)黑色固体是氧化铜,氧化铜和足量稀硫酸反应生成硫酸铜和水,据此书写化学方程式。(3)铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与稀硫酸反应,可将混合物加入足量的稀硫酸中,充分反应后过滤(合理即可)。
类 型 2
设备流程图
例2电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和,该新方法的示意图如图1所示。
图1
图2
(1)传统方法:CaCO3在900 ℃以上完全分解生成CaO和　　　　(填化学式)。
(2)新方法:
ⅰ.电解水属于　　　　(填基本反应类型)反应,反应前后氢元素的化合价
　　　　(填“升高”“降低”或“不变”)。
ⅱ.反应器1:一定的H2环境及较低温度下,CaCO3可与H2反应生成CaO、CO和H2O,CO与H2O的分子个数比为　　　　。
CaCO3还可以直接分解。反应器1中CO、CO2的含量随反应温度的变化如图2所示,　　　　 ℃时,抑制CO2生成的效果最好。
CO2
分解
降低
1∶1
750
ⅲ.反应器2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为 　 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有________________________________
(写两条)。
CO+2H2 CH3OH
能减少碳排放,助力碳中和;节约能源
解析:(1)高温煅烧石灰石时,CaCO3在900 ℃以上完全分解生成CaO和CO2。(2)ⅰ.电解水时,水在通电的条件下生成氢气和氧气,由一种物质生成了两种物质,所以属于分解反应;反应前水中氢元素的化合价为+1价,反应后生成的氢气中氢元素的化合价为0价,反应前后氢元素的化合价降低了。ⅱ.根据CaCO3可与H2反应生成CaO、CO和H2O,可以得出CaCO3+H2 CaO+CO+H2O,所以得知CO与H2O的分子个数比为1∶1。反应器1中CO、CO2的含量随反应温度的变化如图2所示,750 ℃时,CO的含量最高,所以抑制CO2生成的效果最好。
例3钛(Ti)被称为“航空金属”。由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)制备钛的一种流程如下。
(1)由TiCl4和Mg制备Ti的反应属于置换反应,化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　;该反应在氩气(Ar)环境中进行的理由是　 　。
(2)氯碱厂电解食盐水时,除生成H2外,还可能生成一种有毒的气体单质,其化学式为　　　　　　。
(3)如上述流程所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的优点是
　。
TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2
氩气作为保护气,防止Mg和Ti在高温时被空气中的氧气氧化
Cl2
提高资源利用率,减少环境污染
解析:(1)由物质的变化可知,TiCl4制备Ti的化学方程式为TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2;该反应在氩气(Ar)氛围中进行的理由是氩气化学性质稳定,可作为保护气,防止Mg和Ti在高温时被空气中的氧气氧化;(2)氯碱厂电解食盐水时,除生成H2外,由反应前后元素的种类不变可知,还可能生成的一种有毒气体是Cl2;(3)将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的优点是原料得到充分利用,节约资源、减小污染等。
类 型 3
“三废”的处理
例4保护环境,实现“绿水青山”目标,要对工厂尾气进行无害化处理。某氮肥厂和炼铁厂联合处理尾气的工艺流程如图所示。
已知饱和食盐水处发生的反应为NH3+CO2+NaCl+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl。
(1)饱和食盐水是　　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)流程中“操作Ⅰ”的名称为　 。
(3)根据信息写出加热NaHCO3固体发生反应的化学方程式:
　 。
(4)流程中,可循环使用的物质是　　　　　　。
混合物
过滤
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
二氧化碳
解析:(1)饱和食盐水中含有溶质氯化钠和溶剂水,属于混合物。(2)固液进行分离采取过滤操作,根据流程中“操作Ⅰ”可知,该操作方法为过滤。(3)根据信息可知,碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。(4)根据流程分析,可循环使用的物质是二氧化碳。
类 型 4
海洋资源的综合利用
例5海洋是巨大的资源宝库,人类应合理开发利用。以下是海水综合利用的部分工艺流程图(部分过程和产物略),据图回答问题。
(1)海水淡化:蒸馏法淡化海水是利用海水中各成分　　　　不同进行分离的。
(2)海水晒盐:晒盐时,采用的结晶方法是　　　　　;海水晒盐后得到的卤水是氯化钠的　　　　(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)海水制镁:在用卤水制镁的过程中发生中和反应的化学方程式是
　。
(4)海水制“碱”:在用粗盐(含MgCl2、CaCl2杂质)制纯碱的过程中,除杂时,先后加入过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液产生的沉淀是　　　　 　　　,由氯化钠制取纯碱,从元素守恒的角度看,还需要含有　　　　元素的物质参加反应。
沸点
蒸发结晶
饱和
Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O
氢氧化镁、碳酸钙
碳、氧
类 型 5
古代工艺流程
例6颜料赋予陶瓷精彩。一种用焙烧黄铁矿产生的红渣块(主要成分为Fe2O3和SiO2,SiO2不溶于水和常见的酸)为原料制备颜料铵铁蓝的工艺流程如图。
已知:①Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2
②Fe+2FeCl3═3FeCl2
③Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2
(1)为加快“酸浸”的反应速率,可采取的措施是
　　　 　　　　　　(任写一种)。
(2)“酸浸”中发生反应的化学方程式为
　。
(3)“滤渣”主要成分的化学式为 　 。
(4)“适量的金属”最佳的选择是　　　(填字母)。
A.Zn　　　B.Fe　　　C.Cu
将红渣块粉碎(或适当升高温度或搅拌)
Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O
SiO2
B
解析:(1)将红渣块粉碎或适当升高温度或搅拌都能加快“酸浸”的反应速率。(3)红渣块的主要成分为Fe2O3和SiO2,SiO2不溶于水和常见的酸,故“滤渣”的主要成分是二氧化硅。(4)根据已知反应,锌、铜与硫酸铁反应除生成硫酸亚铁外,还会生成硫酸锌、硫酸铜,而铁与硫酸铁反应只生成硫酸亚铁,因此,“适量的金属”最佳的选择是铁。

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