主題六題型突破第27講綜合能力——化工流程題

化工流程題是中考必考題型。它將初中化學(xué)知識和模擬化工生產(chǎn)有機結(jié)合起來，具有綜合性、應(yīng)用性、陌生性的特點，著重考查學(xué)生基礎(chǔ)知識應(yīng)用能力、提取應(yīng)用信息的能力，考查的知識點主要包括：物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、除雜、分離等知識。題目一般包含：題頭（以文字的形式介紹工藝生產(chǎn)的情景和產(chǎn)品等必要信息），題干（一般以流程圖的形式介紹工藝生產(chǎn)的流程），題尾（將生產(chǎn)過程中涉及的初中化學(xué)知識設(shè)置成問題）三部分構(gòu)成。化工流程題的一般解法：1.閱讀題頭。從題頭中獲取相關(guān)信息，明確化工流程的目的。2.精讀題干。就是仔細分析流程圖的每一環(huán)節(jié)。主要從這幾個方面分析：涉及哪些物質(zhì)？有沒有過量的物質(zhì)？發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？這些反應(yīng)的結(jié)果怎樣？對最后的產(chǎn)品有什么影響？采用什么方式提純分離最終的產(chǎn)品？3.關(guān)注箭頭方向。從左向右的箭頭表示流程順序和步驟，從上往下的箭頭表示添加原料，逆轉(zhuǎn)的箭頭表示可循環(huán)利用。4.準確作答。根據(jù)題目設(shè)置的問題，找到題干中對應(yīng)的步驟，找出關(guān)鍵詞，仔細辨析，正確作答。特別要注意書寫規(guī)范，表述準確。

類型1

物質(zhì)制備型典例1：（2019.21）某合金主要成分為Zn、Fe、Cu及這三種金屬的少量氧化物。利用該合金制成的機械零件廢棄物制取高純度ZnO，其部分工藝流程如圖所示。已知：Zn（OH）2溶于強堿形成可溶性鹽。請回答：（1）濾渣Ⅰ中一定有

銅

?。

銅

（3）調(diào)節(jié)pH可用NaOH，但不能過量，其原因是

Zn（OH）2溶于強堿形成可溶性鹽，導(dǎo)致產(chǎn)率下降

?。

生成的氫氣具有可燃性，避免不純的氫氣遇明火發(fā)生爆炸

置換反應(yīng)Zn(OH)2溶于強堿形成可溶性鹽，導(dǎo)致產(chǎn)率下降（4）焙燒Zn(OH)2發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Zn（OH）2

ZnO＋H2O

?。

ZnO＋H2O解析：根據(jù)“合金主要成分為Zn、Fe、Cu及這三種金屬的少量氧化物”，加入稀硫酸后，可直接判斷出：濾渣Ⅰ是銅，濾液Ⅰ中含有的溶質(zhì)是硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸銅及鐵元素的硫酸鹽，同時生成了氫氣；根據(jù)題目信息“Zn（OH）2溶于強堿形成可溶性鹽”可知，調(diào)節(jié)pH時NaOH不能過量；最后根據(jù)流程圖的最后一步提供的信息寫出氫氧化鋅分解的化學(xué)方程式，此處要注意反應(yīng)條件直接寫“焙燒”，不能寫成高溫。變式訓(xùn)練變式1：（2018.21）孔雀石的主要成分為Cu2（OH）2CO3（難溶于水），還含有少量SiO2（難溶于水、不與稀硫酸反應(yīng)）、Fe2O3等雜質(zhì)。現(xiàn)以孔雀石為原料制取膽礬（CuSO4·5H2O）的部分工藝流程如圖。請回答：（1）濾渣b的化學(xué)式為

SiO2

?。

SiO2（2）溶液c中的溶質(zhì)有：

H2SO4

?、

CuSO4

?、

Fe2（SO4）3

?（寫化學(xué)式）。

（3）鹽溶液d的顏色為

藍色

?；實驗室蒸發(fā)溶液時用到的玻璃儀器有

玻璃棒

?（寫一種）。

H2SO4CuSO4Fe2(SO4)3藍色玻璃棒氯化銨

類型2

物質(zhì)的利用型典例2：（2017.21）某垃圾處理廠對生活垃圾進行處理與綜合利用的部分流程見如圖：資料1：垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有SO2等有害氣體。資料2：FeSO4容易被空氣中的O2氧化?；卮鹣铝袉栴}：

（3）將所得FeSO4溶液在氮氣環(huán)境中蒸發(fā)濃縮、

降溫結(jié)晶

?、過濾，得到FeSO4晶體，其中氮氣的作用是

防止硫酸亞鐵被氧化

?。

Ca(OH)2＋

降溫結(jié)晶防止硫酸亞鐵被氧化（4）政府倡導(dǎo)垃圾分類，其好處是

保護環(huán)境（或“回收利用廢舊資源”）

?（寫一點）。

保護環(huán)境（或“回收利用廢舊資源”）解析：根據(jù)“資料1：垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有SO2等有害氣體”和“石灰漿吸收SO2（性質(zhì)與CO2相似）”這兩條信息，寫出石灰漿吸收SO2的化學(xué)方程式。根據(jù)題干中“生銹的鐵制品”這一信息可知含有鐵和氧化鐵，分別寫出它們與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。根據(jù)“將所得FeSO4溶液在氮氣環(huán)境中蒸發(fā)濃縮”這一信息可知下一步是降溫結(jié)晶，再根據(jù)“資料2：FeSO4容易被空氣中的O2氧化”這一信息推測氮氣的作用。變式訓(xùn)練變式2：（2021·深圳）某科學(xué)興趣小組，用廢渣（主要為CaCO3，還含有C、Fe2O3、MgO等少量雜質(zhì)）去制作CaCl2，反應(yīng)過程如圖所示。（1）Ⅰ過程中加過量稀鹽酸的目的是

使碳酸鈣、氧化鐵、氧化鎂完全反應(yīng)

?。

使碳酸鈣、氧化鐵、氧化鎂完全反應(yīng)

（3）濾渣一的成分為

C

?（填化學(xué)式）。

（4）X溶液為

NaOH

?（填化學(xué)式）。

（5）NaCl在生活中的用處：

用作調(diào)味品

?（寫一例）。

（6）已知CaCl2與焦炭、BaSO4在高溫下生成BaCl2、CO和CaS，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

復(fù)分解CNaOH用作調(diào)味品

1.（2021.20）牙膏中常用碳酸鈣粉末作摩擦劑，利用石灰石（雜質(zhì)不溶于水和酸）制備純凈碳酸鈣的一種方法如圖。

過濾

（3）該方法中，用稀硫酸代替稀鹽酸對制備碳酸鈣是否有影響？判斷并簡述理由：

有影響，是因為稀硫酸和氧化鈣反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，從而導(dǎo)致碳酸鈣產(chǎn)率降低

?。

（4）大氣中CO2含量不斷上升，會導(dǎo)致

溫室效應(yīng)

?。我國在聯(lián)合國大會上提出：努力爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”。請?zhí)岢鲆粭l實現(xiàn)“碳中和”的措施：

多植樹造林（或低碳出行等）

?。

復(fù)分解反應(yīng)有影響，是因為稀硫酸和氧化鈣反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，從而導(dǎo)致碳酸鈣產(chǎn)率降低溫室效應(yīng)多植樹造林（或低碳出行等）2.（2020.20）某廢酸液主要含H2SO4和FeSO4，研究人員利用CaCO3消耗部分酸，再加入廉價的電石渣（主要成分為CaO），通過一系列操作可得到磁性鐵，成本較低且有利于保護環(huán)境。工藝流程如圖：（1）該廢酸液的pH

＜

?7（填“＞”或“＜”）。操作Ⅰ的名稱為

過濾

?。

（2）電石渣轉(zhuǎn)化為石灰乳的過程會

放出

?（填“吸收”或“放出”）熱量。

（3）“沉鐵”過程中，溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca（OH）2發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成的產(chǎn)物是

Fe（OH）2

?和

CaSO4

?（填化學(xué)式）。

＜過濾放出Fe(OH)2CaSO4（4）磁性鐵是鐵的一種氧化物，且為磁鐵礦的主要成分，其化學(xué)式為

Fe3O4

?。

（5）研究發(fā)現(xiàn)，“沉鐵”后，溶液的pH對磁性鐵產(chǎn)率的影響如下表。欲獲得高的產(chǎn)率，最適宜的pH為

7.5

?，pH較低時產(chǎn)率較低的主要原因是

Fe3O4能與酸發(fā)生反應(yīng)

?。

溶液的pH6.06.57.07.58.09.0產(chǎn)物顏色黃褐色黃褐色較黑很黑很黑灰黑色產(chǎn)率43.9%50.6%86.2%93.0%92.3%91.6%Fe3O47.5Fe3O4能與酸發(fā)生反應(yīng)

3.（2022·內(nèi)江）氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。提純工業(yè)級粗氧化鋅（含有FeO、MnO、NiO等雜質(zhì)）的流程如圖所示：（已知：在反應(yīng)①中，金屬氧化物與硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成鹽和水。）

（3）反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是

Mn2＋、Fe2＋

?；反應(yīng)④所得濾液中，溶質(zhì)的主要成分是

硫酸鈉

?。

（4）反應(yīng)⑤生成三種氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Zn2（OH）2CO3

2ZnO＋CO2↑＋H2O

?，若在實驗室中進行此反應(yīng)，Zn2（OH）2CO3固體應(yīng)放在

坩堝

?（填“坩堝”或“燒杯”）中高溫加熱。

將粗ZnO研碎

H2O

置換Mn2＋、Fe2＋硫酸鈉Zn2(OH)2CO32ZnO＋CO2↑＋H2O坩堝4.（2022·貴港）要實現(xiàn)“裝滿‘米袋子’，充實‘菜籃子’”的目標，化肥起到非常重要的作用。工業(yè)以煤、空氣和水為原料生產(chǎn)碳酸氫銨的一種流程如圖所示：（1）NH4HCO3屬于

氮

?（填“氮”、“磷”、“鉀”或“復(fù)合”）肥，其中碳元素的化合價為

＋4

?。

（2）“造氣”是利用煤、空氣和水在一定條件下反應(yīng)獲取CO2、N2和H2，加快“造氣”反應(yīng)速率的具體措施有

將煤粉碎（或升高溫度，加入催化劑等）

?（寫一點）。

氮＋4將煤粉碎（或升高溫度，加入催化劑等）

（4）“循環(huán)”是指

氮氣、氫氣

?（填物質(zhì)名稱）的循環(huán)利用。

N2

氮氣、氫氣5.（2022·梧州）二氧化氯（ClO2）是一種常用的消毒劑，工業(yè)以粗鹽水（含少量CaSO4、MgSO4等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)ClO2，工藝流程如圖所示。（1）除去粗鹽中的難溶性雜質(zhì)的步驟是溶解、

過濾

?。

（2）“精制”中，用下列藥品除去雜質(zhì)離子，請寫出一組合理的添加順序：

③②①（或②③①或②①③）

?（填序號）。

①Na2CO3

②BaCl2

③NaOH過濾③②①（或②③①或②①③）（3）“精制”最后應(yīng)加入適量鹽酸，其目的是除去溶液中的

Na2CO3、NaOH

?（填化學(xué)式）。

（5）生產(chǎn)過程中能循環(huán)利用的物質(zhì)X是

NaCl

?（填化學(xué)式）。

Na2CO3、NaOH

3H2↑NaCl6.（2022·廣安）黃銅（銅鋅合金）長期使用會銹蝕，銅銹主要成分為Cu2（OH）2CO3。查閱資料：銅銹可以與稀硫酸反應(yīng)，雜質(zhì)不與稀硫酸反應(yīng)。回收廢黃銅有用成分，調(diào)配鋅銅比例，可以鑄造新的黃銅，變廢為寶。其工藝流程圖如下：

Cu2(OH)2

CO3

（2）步驟一、步驟二、步驟三中均有混合物分離的操作，且方法相同，分離需要的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要

漏斗

?（填玻璃儀器名稱），其中玻璃棒的作用是

引流

?。

（4）系列處理二后獲得鋅的質(zhì)量

＞

?（填“＜”“＝”或“＞”）原廢黃銅中鋅的質(zhì)量。

（5）黃銅顏色與黃金相似，人稱“愚人金”，常被不法商販冒充黃金牟取暴利。下列選項中不能區(qū)別黃銅與黃金的方法是

A

?。

A.用磁鐵吸引B.浸入稀鹽酸溶液，觀察有無氣泡C.在空氣中灼燒后觀察顏色D.測定密度大小漏斗引流

置換反應(yīng)＞A7.（2022·黃石）二氧化鈰（CeO2）是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì)）。某學(xué)習小組以此粉末為原料，設(shè)計以下工藝流程對資源進行回收，得到純凈的CeO2和硫酸鐵銨晶體[NH4Fe（SO4）2·xH2O]已知：①CeO2不與稀酸反應(yīng)，也不與NaOH溶液反應(yīng)；②SiO2不與酸反應(yīng)（氫氟酸除外）?；卮鹣铝袉栴}：（1）若NH4Fe（SO4）2·xH2O的相對分子質(zhì)量為374，則x＝

6

?。

（2）稀酸A是

稀硫酸

?；操作①的名稱為

過濾

?；濾渣2是

SiO2

?（填化學(xué)式）。

（3）濾液1中的溶質(zhì)是（稀酸A不過量）

FeSO4

?和

Fe2（SO4）3

?（寫化學(xué)式）。

（5）濾液2生成Ce（OH）4