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2021年江西中考化学专题复习 化学工艺流程题导学案
化学工艺流程题是近年来江西中考化学必考题型，一般为填空与说明题的倒数第二题。近年来，化学工艺流程题以“先进生产工艺”或“实验操作流程”为情境，以化学反应、实验操作等知识为背景，考查考生阅读信息，将信息吸收、整合、分析，解决问题的能力。考查内容涉及实验操作的名称、目的，实验仪器的名称及作用，物质的成分与转化，可循环利用的物质，物质化学式和反应的化学方程式的书写等。其中化学方程式的书写多为陌生的化学方程式，难度较大。
1．阅读流程图前的文字，提取信息，明确工艺目的。提取的信息中包括原材料、目标产物、工艺流程设计思路等。
2．分析流程图，理解反应原理和操作。工艺流程一般包括三部分：三线(进线、出线、循环线)、核心反应和图给文字信息(如主要原料、产物及反应条件等)，读图时首先关注图中反应物与目标产物；其次是图中箭头指向、每一步物质的变化、每一个反应的提示及文字说明等，在此基础上明确核心反应，找到解题的线索。
3．前后关联，规范答题。一般来说，题中设置的问题可在流程中或通过分析流程找到答案，甚至有些问题的答案在前面或后面的问题中会有提示，解题时需“瞻前顾后”。
4．流程图中涉及的操作主要是过滤，其次是煅烧、溶解、蒸发。粉碎(或研磨)的目的是增大反应物之间的接触面积；加入过量试剂的目的是将原物质中的杂质完全反应。
5．判断可循环利用的物质时，可根据涉及物质及图示中显示的箭头方向寻找，一般为辅助试剂、母液，一定不会是目标产物和杂质。
6．书写化学方程式时，可通过比较每一步中进料成分与出去物质成分，再结合题给信息确定反应物、生成物。若不满足质量守恒定律，在溶液中进行的反应需考虑可能有水参加或生成，在空气中煅烧需考虑有氧气参加反应。
　物质制备型
例1　高氯酸钠晶体(NaClO4·H2O)可用于制备高氯酸。粗盐除去泥沙等不溶性杂质后得到“精盐”(只含MgCl2、CaCl2两种杂质)，以“精盐”为原料制备高氯酸钠晶体的流程如下：
【资料】高氯酸钠在较高温度下容易分解。
请回答下列问题：
(1)实验室进行过滤后，滤液仍然浑浊的可能原因是________(填一种)。
(2)滤液中溶质除NaCl外还含有________。
(3)通入SO2是为了除去NaClO4溶液中少量的NaClO3，该反应的化学方程式为__________________。
(4)“气流干燥”时温度应控制在75～95 ℃之间，其原因是__________________。
【解析】(1)实验室进行过滤操作时，如果滤纸破损或漏斗中液面高于滤纸边缘或接收滤液的烧杯不干净等，都可能导致滤液浑浊。(2)氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，碳酸钠与过量的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以滤液中除氯化钠外，还有过量的碳酸钠及反应生成的氢氧化钠。(3)通入二氧化硫，是除去氯酸钠，生成硫酸钠和二氧化氯，反应的化学方程式为2NaClO3＋SO2===Na2SO4＋2ClO2。(4)根据题给信息，温度过高，高氯酸钠晶体易分解，温度过低干燥速度慢，甚至无法充分干燥。
1．分子筛(又称为沸石，主要成分为水合硅铝酸钠)可作为催化剂或吸附剂等，以高岭土[主要成分为Al2(Si2O5)(OH)4]、烧碱等为主要原料生产分子筛的工艺流程如下：
(1)步骤①所得烧渣中主要含有两种固体氧化物，分别为SiO2和__Al2O3__(填化学式)。
(2)步骤②加入NaOH溶液前需将烧渣粉碎，其目的是__增大反应接触面积加快反应速率，使反应更充分__。
(3)步骤③发生的反应之一是Na2SiO3溶液和通入的CO2气体生成偏硅酸(H2SiO3)沉淀和碳酸氢钠，该反应的化学方程式为__Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3__。
(4)上述流程中可以循环利用的物质(水除外)是__CO2__。
2．碱式碳酸镁是一种新型阻燃剂，其工业制备流程如下：
(1)常温下向溶液中加入少量的NH4HCO3固体，固体不能溶解，则该溶液为NH4HCO3的__饱和__(选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)操作1的名称是__过滤__；“一系列操作”中包括蒸发，实验室中蒸发溶液时用玻璃棒搅拌的作用是__防止因局部温度过高，造成液滴飞溅__。
(3)副产品氯化铵与氢氧化钠反应，生成了一种可直接进入上述流程循环利用的物质是__氨气__。
　回收利用型
例2　2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究作出贡献的三位科学家。下图是从钴酸锂废极片[主要成分为钴酸锂(LiCoO2)]中回收得到Co2O3和Li2CO3的一种工艺流程。
(1)操作1中，粉碎废极片的目的是________。
(2)实验室完成操作2时，需用到的玻璃仪器是________(填一种即可)。
(3)操作4中，在高温条件下，CoC2O4在空气中反应生成Co2O3和二氧化碳，化学方程式为________。
(4)操作5中，Li2CO3晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少，说明Li2CO3的溶解度随温度升高而________。
【解析】(1)粉碎废极片，可增大与硫酸、过氧化氢溶液的接触面积，使反应更快、更充分。(2)操作2得到滤渣和溶液，所以操作2是过滤，实验室进行过滤操作时，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。(3)根据题意高温条件下，CoC2O4在空气中反应生成Co2O3和二氧化碳，根据质量守恒定律，空气中氧气参加了反应，所以反应的化学方程式为4CoC2O4＋3O22Co2O3＋8CO2。(4)碳酸锂晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少，说明碳酸锂在热水中的溶解度较冷水中小，所以碳酸锂的溶解度随温度升高而减小。
3．某合金的主要成分为Zn、Fe、Cu及这三种金属的少量氧化物。用该合金制成的机械零件废弃物可用于制取高纯度ZnO，其部分工艺流程如图所示。请回答：[已知：Zn(OH)2固体不溶于水，但可溶于强碱并形成可溶性盐]
(1)操作1的名称是__过滤__。
(2)滤渣1中一定有__铜__。
(3)调节pH可用NaOH，但不能过量，其原因是__调节pH的目的是使硫酸锌转化为氢氧化锌沉淀，若氢氧化钠过量，氢氧化锌会溶于氢氧化钠__。
(4)焙烧Zn(OH)2发生分解反应生成两种氧化物，该反应的化学方程式为__Zn(OH)2ZnO＋H2O__。
4．2020年奥运会奖牌制作原料来自电子垃圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如下：
已知：在酸性环境中有过氧化氢存在时，铁和铜分别会转化为铁离子和铜离子。
(1)操作①的名称是__过滤__。
(2)提炼出的贵金属可制作奖牌，其成分是__金、铂(或Au、Pt)__。
(3)调节pH的主要目的是除去滤液中的__Al3＋和Fe3＋__(填金属离子符号)。
(4)写出粗铜中的铜与稀硫酸和过氧化氢的混合溶液发生反应的化学方程式：__Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O__。
　分离提纯型
例3　海水晒制的粗盐的主要成分是NaCl，还含有少量的MgSO4、CaCl2、泥沙等杂质，某校研究性学习小组的同学取一包粗盐样品，为了除去其中的MgSO4、CaCl2和泥沙，得到纯净的NaCl，设计了如下实验方案：
请你回答下列问题：
(1)操作③的名称是________。
(2)Y溶液中溶质的化学式是________。
(3)操作①、②、③过量加入各物质的目的是________________。
(4)X溶液与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式是____________________。
(5)最终得到的NaCl要比原粗盐中的NaCl多，原因是____________________。
【解析】(1)(4)粗盐溶解，过滤除去泥沙，X溶液的溶质是氯化钠、氯化钙和硫酸镁，向X溶液中加入氢氧化钡溶液是为了除去硫酸镁，反应的化学方程式为Ba(OH)2＋MgSO4===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓，操作①是过滤，将硫酸钡和氢氧化镁除去。(2)滤渣a是氢氧化镁和硫酸钡，滤液a的溶质有氯化钠、氯化钙和氢氧化钡，向滤液a中加入Y溶液的目的是除去氯化钙和氢氧化钡，由于碳酸钙和碳酸钡均难溶于水，所以Y溶液的阴离子是碳酸根离子，为避免引入杂质，Y的阳离子是钠离子，即Y为碳酸钠。(3)操作②是将碳酸钙和碳酸钡除去，为过滤操作，滤渣b的成分是碳酸钙和碳酸钡，滤液b的溶质为氯化钠、碳酸钠和氢氧化钠，向滤液b中加入过量的盐酸，盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，加入过量盐酸后，所得溶液为氯化钠和盐酸的混合溶液，操作③是将氯化钠从该混合溶液中分离出来，盐酸具有挥发性，操作③为蒸发，流程中加入的氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液和盐酸均过量，其目的是将欲除去的物质充分反应转化为沉淀或气体而除去。(5)由于在除杂过程中加入的试剂能与杂质反应生成氯化钠，所以最终所得氯化钠较原粗盐中氯化钠的质量大。
5．纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙，主要应用于高档塑料制品。如图是某厂生产纳米碳酸钙的工艺流程。请回答下列问题：
(1)操作1的名称是__过滤__，实验室进行该操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、__漏斗__。
(2)请完成该工艺中生成纳米碳酸钙的反应化学方程式：__CaCl2＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH4Cl＋H2O__。
(3)上述过程制得的碳酸钙粗品表面可能含有的可溶性杂质有__NH4Cl(或CaCl2)__(写一种化学式即可)。为了除去表面的杂质，操作2的实验方案为洗涤、检验和干燥，其中检验固体已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，滴加__②__(填序号)。
①稀盐酸　　　　　　②AgNO3溶液
③Ba(NO3)2溶液
(4)上述流程中的副产品NH4Cl在农业上可用作__氮肥__(填一种用途)。
6．可以利用氧化锌粗品(含有Fe2O3、FeO、CuO)为原料制备纯净的氧化锌，其化学工艺流程如图：
(1)加稀硫酸前需将氧化锌粗品粉碎，其目的是__增大反应物间的接触面积，使反应更快、更充分__，流程中操作1的名称为__过滤__。
(2)步骤②中发生反应的化学方程式为2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2X，其中X的化学式为__H2O__。
(3)步骤④中高温煅烧碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]，通过分解反应可得到纯净的氧化锌，反应的化学方程式为__Zn2(OH)2CO32ZnO＋H2O＋CO2↑__。
1．BMH[化学式为Mg2ClO?(OH)3·H2O]是一种白色粉末，难溶于水，是常用的无机抗菌剂。BMH的一种生产工艺如图所示。
(1)BMH中氯元素的化合价为__－1__。
(2)流程中操作1的名称为__过滤__。
(3)流程中“反应”步骤生成BMH的化学方程式为__2MgCl2＋Cl2＋5NaOH===Mg2ClO(OH)3·H2O↓＋5NaCl__。
(4)该流程中除水外，可循环利用的物质是__氯化钠(或NaCl)__。
2．2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、石墨粉等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下：
(1)处理前应该将废旧锂电池粉碎，其目的是__增大反应物间的接触面积，使反应更快、更充分__。
(2)过程ⅰ至过程ⅳ都需进行的操作是__过滤__。
(3)过程ⅰ加入盐酸和过氧化氢溶液时发生如下反应：2LiFePO4＋8HCl＋H2O2===2LiCl＋2FeCl3＋2H3PO4＋2X，其中X的化学式为__H2O__。
(4)过程ⅲ加入饱和碳酸钠溶液发生反应的化学方程式为__2LiCl＋Na2CO3===Li2CO3↓＋2NaCl__。
3．打“蓝天保卫战”是创造良好生态环境的必要之举。工业废气中SO2浓度低但量大，污染严重，所以应该处理。下图是一种处理工业废气中SO2的工艺流程示意图：
(1)吸收采用逆流操作，废气由下而上，Na2SO3溶液由上而下喷入，这样操作的目的是__使反应物充分接触，加快反应速率，提高原料利用率__。
(2)在吸收塔中，SO2通过化合反应而被吸收的化学方程式为__SO2＋H2O＋Na2SO3===2NaHSO3__，生成物NaHSO3中S的化合价是__＋4__。
(3)该处理过程中，可循环使用的物质除水外，还有__Na2SO3__。
(4)通过本工艺处理后，不仅可以消除废气中的SO2以免污染空气，还可以__将废气中的SO2转化为生产硫酸的原料，变废为宝__。
4．某烟气脱硫的工艺流程如下图，请回答下列问题：
(1)设备1的作用是__除去烟气中的二氧化硫__。
(2)设备4中经过__过滤__操作，将水和石膏固体进行分离。
(3)设备3中发生反应的化学方程式为__2CaSO3＋O2===2CaSO4__。
(4)该流程图中可供循环利用的物质是__H2O__。
5．某矿石的主要成分是MgO，含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。下图是用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图。回答下列问题：
(1)步骤①和步骤②均用到的操作是__过滤__。
(2)溶液A中所含的阳离子有__Fe3＋、Cu2＋、Mg2＋、H＋__(填离子符号)。
(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形式形成沉淀时，溶液的pH如下表所示：
对应离子 Fe3＋ Cu2＋ Mg2＋
开始沉淀时的pH 1.9 4.2 9.1
完全沉淀时的pH 3.2 6.7 11.1
步骤②加入熟石灰，调节溶液的pH范围为__6.7～9.1__，固体C中所含成分的化学式为__Fe(OH)3、Cu(OH)2__。
(4)步骤③制得Mg(OH)2的化学方程式为__MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2__。
6．金属钼在工业和国防建设中有着重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为＋6、＋5、＋4。用钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)，部分流程如下 。
(1)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是__形成酸雨__。
(2)流程中“操作1”的名称是__过滤__，钼酸钠晶
体(Na2MoO4·2H2O)中钼元素的化合价为__＋6__。
(3)写出流程中MoO3在高温条件下生成Mo的化学方程式：__MoO3＋3H2Mo＋3H2O__。
7．金属碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如下：
(1)已知操作①、②、③是相同的操作，则该操作的名称是__过滤__。
(2)上述工艺流程中设计“废渣→……→TeO2固体”的目的是__提纯TeO2(或除去银、金，合理即可)__。
(3)“酸溶”后，在TeCl4溶液中通入SO2，发生反应的化学方程式是__2SO2＋TeCl4＋4H2O===4HCl＋2H2SO4＋Te↓__。
(4)该流程中可循环利用的物质是__HCl、H2SO4__(填化学式)。
8．高氯酸钾(KClO4)是一种性能稳定的物质，主要用作发烟剂、引火剂、氧化剂和化学分析试剂，工业生产上生产的高氯酸钾的工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)为加快氯酸钾的溶解，可采取的措施为__搅拌__。
(2)流程中的分离操作相当于实验室中的__过滤__。
(3)反应釜中发生的化学反应方程式为__KClO3＋NaClO4===NaClO3＋KClO4↓__，该反应属于基本反应类型中的__复分解__反应。
(4)电解NaClO3溶液时，除产生NaClO4外，还得到一种清洁的高能燃料，该反应的化学方程式为__NaClO3＋H2ONaClO4＋H2↑__。

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