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专题四　工艺流程题
一、工艺流程题概述
工艺流程题的实质是通过流程图示的形式来考查实验步骤、实验现象、操作名称、物质的循环利用以及绿色环保等问题。常见的工艺流程图示形式如下：
二、工业流程常见的操作
1．原料预处理的方法及目的
(1)粉碎、研磨或喷淋：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。
(4)煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化分解。
2．物质的分离和提纯的方法
(1)结晶——固体物质从溶液中析出的过程(冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)。
(2)过滤——固、液分离。
(3)蒸馏——液、液分离。
3．控制反应条件的目的
(1)调节pH：调节溶液的酸碱度，在一定pH范围内，使得某些离子开始沉淀或完全沉淀，目的是除去杂质离子。
(2)控制温度：防止某物质温度过高发生分解、挥发、熔化等，防止副反应的发生。
4．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。
最后：熟练书写反应的化学方程式，若反应在溶液中进行，可考虑是否有水参与反应或有水生成；若反应在空气中进行或通入空气，可考虑空气中的成分(一般为O2)是否参与反应。注意：不要漏写反应条件、漏标生成物状态。
类型1 环境保护流程图
1．[2025·云南]捕集CO2合成尿素[CO(NH2)2]，可实现CO2资源化利用，转化流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．理论上，反应②中合成3.4 t NH3需要0.6 t H2
B．理论上，反应③中参加反应的NH3和CO2的质量比为17∶22
C．该转化流程中，H2O可循环利用，
无需额外补充
D．该转化流程中，分子总数减少
2．[2025·长沙]“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一，如图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)CO2固化利用能减少CO2的排放，防止_____效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为_____________________。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是___________
______________________________________________________
___________________________________________。
温室
2H2O 2H2↑＋O2↑
一方面增大
了O2的浓度，使焦炭等充分燃烧释放更多热量，另一方面高炉
内固体与气体能有足够大的接触面，反应更充分
类型2 生产制备流程图
3．[2025·大庆]工业上用重晶石(主要成分为硫酸钡)制备碳酸钡的工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A．为了使焙烧更充分可将重晶石粉碎
B．反应1的化学方程式为BaSO4＋4C BaS＋4X↑，则物质
X的化学式为CO2
C．操作1、操作2均用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
D．反应2的基本反应类型为复分解反应
4．[2025·贵州]碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。利用锂辉石(成分为Li2O、Al2O3、SiO2)制备Li2CO3的流程如下：
已知SiO2难溶于水，不与稀H2SO4反应；Li2CO3＋CO2＋H2O===
2LiHCO3。
下列说法不正确的是( )
A．操作1、2是过滤，滤渣1是SiO2
B．滤液1中的溶质含有Li2SO4、Al2(SO4)3、H2SO4
C．加热分解Li2CO3的温度比LiHCO3低
D．若把NaOH溶液换成LiOH溶液，获得的产品更多
5．[2025·广东]《疡医大全》记载西瓜霜具有治疗口腔溃疡的功效。西瓜霜(主要成分是硫酸钠)的一种炮制过程如图1。
(1)西瓜片和芒硝交替放置于瓦罐中，目的是_________________
_______________。
(2)将瓦罐置于阴凉处有利于西瓜霜析出，据图2分析，原因是
_______________________________________________________
_____。通风可加速水分挥发，水分子间的间隔变___。
增大反应物的接触
面积，加快溶解
硫酸钠的溶解度随温度降低而减小，温度较低时，有利于晶体
析出
大
(3)若刷取的西瓜霜略呈黄色，可使用_______进行脱色。
(4)西瓜霜还含有锌元素，锌属于人体所需_____(填“微量”或
“常量”)元素。
(5)《中国药典》中评价西瓜霜的质量指标之一是硫酸钠的含
量。一种测量方法为：取一定量样品处理后，加入过量BaCl2
溶液，经_____、洗涤、干燥，称量沉淀质量后计算含量。
活性炭
微量
过滤
6．[2025·泸州]碘单质(I2)微溶于水，广泛用于医药、染料等
方面。I2的一种制备方法如图所示。回答相关问题：
(1)“沉碘富集”反应的化学方程式为_______________________，
该反应的类型为___________。
AgNO3＋KI===AgI↓＋KNO3
复分解反应
(2)“置换1”沉淀与铁粉反应的化学方程式为_______________
______，反应后分离出“Ag和Fe”的操作名称是_____，若用化
学方法进一步提纯，得到纯净的Ag所需试剂是_______________
(填化学式)。
(3)“置换2”所剩“溶液2”中，含有的阴离子主要是_______
____。
Fe＋2AgI===FeI2
＋2Ag
过滤
H2SO4(合理即可)
NO3－、
Cl－
7．[2025·成都]成都盛产蛇纹石，利用蛇纹石生产氢氧化镁的工艺如图。
【资料信息】
①蛇纹石的主要成分为MgO和SiO2，含少量Fe2O3、Al2O3等。
②SiO2难溶于水，不与稀硫酸反应。
③部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
(1)“粉碎”的目的是___________________________________
_______。
(2)“酸浸”后，滤液中阳离子有Mg2＋和_______________(填符
号)，滤渣1的主要成分是____。
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋
开始沉淀的pH 2.3 3.5 9.4
沉淀完全的pH 3.2 4.6 12.4
增大反应物间的接触面积，使反应更快
更充分
H＋、Fe3＋、Al3＋
SiO2
(3)“碱洗”时，适宜的pH范围为_____________。
(4)“沉镁”的化学方程式为__________________________
______。
(5)“洗涤”时，证明氢氧化镁已洗净的方法是_______________
_______________________________________________________
_________________。
4.6≤pH＜9.4
MgSO4＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋
Na2SO4
取少量最后一次
洗涤液于试管中，滴入无色酚酞溶液和氯化钡溶液，均无明显
变化，说明已洗净
(5)“洗涤”时，证明氢氧化镁已洗净的方法是_______________
_______________________________________________________
_________________。
取少量最后一次
洗涤液于试管中，滴入无色酚酞溶液和氯化钡溶液，均无明显
变化，说明已洗净
8．[2025·兰州]碱式碳酸铜用来做颜料、制造烟火。从孔雀
石中提纯该物质的流程如图所示。
【资料链接】
①孔雀石的主要成分碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]能与稀硫酸反应，生成硫酸铜和两种常见的氧化物。假设孔雀石中其他物质不溶于水，也不与酸反应。
②碱式碳酸铜加热到220 ℃会分解成其他物质。
回答问题：
(1)“粉碎机”粉碎孔雀石的目的是_________________________
___________。
(2)“酸浸”过程中的化学方程式为_____________________
___________________。
(3)“沉淀池”中发生的反应为2CuSO4＋2Na2CO3＋X===
Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑，其中X为___(填化学式)。
增大反应物的接触面积，加
快反应速率
Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===
2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
H2O
(4)在“烘干池”中为了不影响产率，此操作中应注意_________
_______。
温度低于
220 ℃
9．[2025·广州]碳酸钡(BaCO3)广泛用于制造光学玻璃、陶瓷、
搪瓷、颜料等，工业上用重晶石(BaSO4)碳化法生产碳酸钡的流
程如图：
(1)煅烧炉得到的副产品是____(写化学式)。
(2)粗BaS中的杂质不参与反应，反应器中生成的Ba(OH)2和
Ba(HS)2均进入溶液A，在碳化塔中与CO2反应完全转化为BaCO3
沉淀。
①BaS与H2O反应的化学方程式是______________________
_______。
②如果参加反应的BaS质量是338 kg，理论上碳化塔中参加反
应的CO2质量是___kg。
CaO
2BaS＋2H2O===Ba(OH)2＋
Ba(HS)2
88
(3)结合上述工艺，设计吸收碳化塔产生的酸性气体H2S的合理
方案：_______________________________________________。
将H2S通入由煅烧炉副产品制成的石灰乳中(合理即可)
(4)BaCO3可用于制备其他钡的化合物。已知BaCl2，Ba(OH)2的
溶解度如表：
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解 度/g BaCl2 31.6 35.7 40.7 46.4 52.4
Ba(OH)2 1.7 3.9 8.2 20.9 101.4
①描述两种物质的溶解度特点：
BaCl2：0～80 ℃范围内溶解度均较大，随温度升高而增大。
Ba(OH)2：_______________________________________________
______________________________。
②以BaCO3为原料制备Ba(OH)2固体，简述操作过程：在加热条件
下，将BaCO3固体溶于浓盐酸，_____________________________
_________________________________________________。
0～40 ℃范围内溶解度较小，且随温度升高溶解度增
大，在40 ℃以后溶解度迅速增大
向所得的BaCl2溶液中加入适量饱
和NaOH溶液，蒸发浓缩，降温结晶，过滤、洗涤、干燥
类型3 回收利用流程图
10．[2025·广安]2025年，中国经济新动能澎湃发展，我国制造业向着高质量发展的航道稳健前行。制造业中的芯片用到的高纯度硅，可用石英砂(主要成分SiO2，含少量Al2O3、Fe2O3、其他杂质)为原料制得，制备过程中还可以回收金属铝和铁。其工艺流程如图：
已知：①SiO2不溶于水，且不与酸反应；②Si＋3HCl
SiHCl3＋H2；
③其他杂质不溶于水也不参与反应。
回答下列问题：
(1)Al2O3中铝元素的化合价为____。
(2)在实验室中“操作1”的名称为_____。
(3)“酸浸”步骤中发生的反应属于_______(填基本反应类型)
反应。
(4)写出焦炭与SiO2在高温条件下反应生成Si和CO的化学方程
式_______________________。
(5)该工艺流程中，可循环利用的物质：_______(填化学式)。
＋3
过滤
复分解
SiO2＋2C Si＋2CO↑
HCl、H2
11．[2025·宜宾]绿矾(FeSO4·7H2O)是一种重要的化工原料。用表面沾有油脂的钢渣(主要成分为FeO和SiO2，含少量C和Fe2O3)为原料制备FeSO4·7H2O的流程如图。
已知：①钢渣来源于长时间堆放钢铁的场地上残留的固体废渣；②SiO2难溶于水，也难溶于硫酸；③油脂可与NaOH溶液反应；④FeSO4·7H2O受热易失去结晶水。
回答下列问题：
(1)“碱洗”的主要目的是_________。
(2)“浸取”步骤中，分离出“浸渣”的实验操作名称是_____，“浸渣”的主要成分有_______(填化学式)。
(3)若“滤液”中有FeSO4而没有Fe2(SO4)3，则“还原”步骤发
生反应的化学方程式是_____________________、_________
______________。
除去油脂
过滤
SiO2、C
Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4
Fe＋H2SO4
===FeSO4＋H2↑
(4)“系列操作”过程涉及干燥。干燥时需控制温度低于30 ℃，
原因是_____________________________________。
(5)用10.64 t含铁量50%的钢渣，并在“还原”步骤中加入0.3 t
铁粉，最终得到27.8 t FeSO4·7H2O固体，则“还原”步骤得
到的“滤渣”为_____t。(FeSO4·7H2O的相对分子质量为278)
防止FeSO4·7H2O在较高温度下失去结晶水
0.02
12．[2025·河北]高纯氧化钙是一种重要的化工原料。如图所示为小组同学以某工厂废渣(主要成分为CaCO3，含少量Fe2O3和MgCO3)为原料，在实验室制备高纯氧化钙的实验方案。
请回答下列问题：
(1)氧化钙的化学式为____。
(2)将废渣粉碎为细小颗粒的目的是_______________________
_____________________。
(3)步骤②中过滤时玻璃棒的作用是_____。
CaO
增大反应物之间的接触面
积，使反应更快更充分
引流
(4)步骤③中反应的化学方程式为__________________________
_______________________________________(写一个即可)。
(5)以相同质量的废渣为原料，仅将步骤②中的石灰水换为氢氧
化钠溶液，会使产品的产量_____(填“提高”“不变”或“降
低”)。
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋
2NaOH(或CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl)
降低
13．[2025·巴中]废旧手机中含有一定量的铝、铜、金等金属。从废旧手机中回收金和制取硫酸铜溶液流程如下：
(1)塑料属于___(填序号)。
①金属材料 ②有机合成材料
③无机非金属材料
②
(2)操作1中玻璃棒的作用是_____。
(3)向物质B中加入稀硫酸，发生反应的化学方程式为__________
_____________，其基本反应类型为___________。
(4)“曾青得铁化为铜”，铁和硫酸铜溶液反应可用于湿法炼铜。工业用100吨质量分数为16%的硫酸铜溶液最多可炼出多少吨铜？(利用化学方程式计算，写出计算过程)。
引流
CuO＋H2SO4
===CuSO4＋H2O
复分解反应

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