專題04工藝流程題（全國通用）本專題涵蓋以下1.物質(zhì)制備類2.物質(zhì)分離提純類【物質(zhì)制備類】1.工業(yè)上以稀硫酸、氧化鐵、銅粉為原料制備硫酸銅的流程如下：已知：①；②Fe2+易被氧化成Fe3+（1）操作①的名稱是_________。（2）溶液II中溶質(zhì)的成分是_________（用化學(xué)式表示）。（3）紅褐色沉淀加熱時，生成Fe2O3和一種常見的氧化物，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。（4）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_________?！敬鸢浮浚?）過濾；（2）CuSO4.FeSO4；（3）；（4）氧化鐵【解析】（1）操作①可以實(shí)現(xiàn)固液分離，是過濾。（2）加入銅粉，氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，硫酸鐵和銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸銅，通入熱空氣，硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵，溶液II中溶質(zhì)的成分是硫酸鐵和硫酸銅。（3）紅褐色沉淀氫氧化鐵加熱時，生成Fe2O3和一種常見的氧化物水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（4）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是氧化鐵，稀硫酸與氧化鐵反應(yīng)需消耗氧化鐵，氫氧化鐵加熱有氧化鐵生成。2.氮化硼（BN）陶瓷基復(fù)合材料在航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。硼單質(zhì)是制備氮化硼（BN）的原料之一，某工廠利用硼砂（主要成分為Na2B4O7·10H2O，雜質(zhì)中含少量Fe3+）制備硼（B）單質(zhì)的部分流程如下圖所示：請完成下列問題：（1）粉碎硼砂的目的是。（2）操作A的名稱是。（3）濾渣的成分為（填化學(xué)式）。（4）寫出H3BO3加熱分解的化學(xué)方程式。（5）“制硼”反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮?1).增大反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分；(2).過濾；(3).Fe(OH)3(4).(5).【解析】（1）粉碎硼砂，可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分；（2）操作A實(shí)現(xiàn)了固液分離，是過濾；（3）硼砂中含有少量鐵離子，加入氫氧化鈉鐵離子能與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鐵，故濾渣為：Fe(OH)3；（4）由圖可知，H3BO3受熱分解生成水和B2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；（5）“制硼”反應(yīng)為鎂和B2O3在850℃條件下反應(yīng)生成硼和氧化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。3.2009年，我國華為公司推出了5G商用芯片，制造芯片要用到高純硅，以下為制備高純硅和二氧化硅的主要工藝流程。(1)反應(yīng)①從基本反應(yīng)類型角度分析，該反應(yīng)屬于_______反應(yīng)。(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)中，在工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)?！敬鸢浮浚?）化合；(2).；HCl【解析】（1）反應(yīng)①為硅與氯氣在一定條件下反應(yīng)生成SiCl4，符合“多變一”的特點(diǎn)，屬于化合反應(yīng)，故填：化合；（2）反應(yīng)②為HSiCl3和H2在900～1100℃的條件下生成HCl和Si，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；既是反應(yīng)物，又是生成物的物質(zhì)可以循環(huán)利用，所以該反應(yīng)中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是HCl，故填：；HCl。4.氫基熔融冶金技術(shù)是利用氫作為還原劑代替碳還原劑，從而實(shí)現(xiàn)減少CO2排放的目的，實(shí)現(xiàn)低碳冶金。氫基熔融還原生產(chǎn)高純鑄造生鐵的主要流程如下圖所示（部分略去）。（1）燃燒區(qū)的作用是______，燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)還有______（填化學(xué)式）。（2）還原區(qū)的反應(yīng)除3CO+Fe2O32Fe+3CO2，另一主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）從環(huán)境保護(hù)角度，與高爐煉鐵技術(shù)相比，氫基熔融冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是?！敬鸢浮浚?）提供熱量；C（2）（3）減少CO2排放（或減緩溫室效應(yīng)或減少污染氣體的排放等）【解析】（1）氫氣燃燒和一氧化碳燃燒，都放出熱量，故燃燒區(qū)的作用是提供熱量；煤粉中含有碳，故燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)還有C；（2）還原區(qū)，除了一氧化碳還原氧化鐵，還有氫氣和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；（3）與高爐煉鐵技術(shù)相比，氫基熔融冶金技術(shù)，利用氫作為還原劑代替碳還原劑，可以減少二氧化碳的排放，減緩溫室效應(yīng)。5.氧化鎂在醫(yī)藥等后業(yè)應(yīng)用泛。實(shí)驗(yàn)室以菱鎂礦（主要成分為，含少量等）為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：（1）為了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：適當(dāng)升高溫度、。與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“氧化”過程中，轉(zhuǎn)化為，該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的。（3）“沉淀”時需嚴(yán)格控制NaOH溶液的用量，其目的是。（4）“濾液”中的溶質(zhì)主要是和?！敬鸢浮?1).將礦石粉碎、MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑；(2).化合反應(yīng)；(3).避免氯化鎂與氯化鐵同時轉(zhuǎn)化為沉淀；(4.NaCl【解析】（1）為提高物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，提高“酸浸”的效果，除升高溫度外，還要將礦石粉碎，增大反應(yīng)物的接觸面積，故填將礦石粉碎；碳酸鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、水和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑。（2）“氧化”過程中，F(xiàn)eCl2與Cl2反應(yīng)生成了FeCl3，是兩種物質(zhì)反應(yīng)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)，故填化合反應(yīng)。（3）氫氧化鈉與氯化鎂和氯化鐵均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀，所以嚴(yán)格控制NaOH溶液的用量可以避免氯化鎂與氯化鐵同時轉(zhuǎn)化為沉淀，故填避免氯化鎂與氯化鐵同時轉(zhuǎn)化為沉淀。（4）氫氧化鈉與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉，所以過濾后濾液中的溶質(zhì)除氯化鎂外還有氯化鈉，其化學(xué)式為NaCl，故填NaCl。6.“綠色化學(xué)”是化工產(chǎn)生中的重要理念。下圖為利用尿素工廠廢氣和磷酸工廠廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)硫酸鈣的工藝流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)副產(chǎn)品的化學(xué)式為______。(2)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。(3)工藝流程中體現(xiàn)“綠色化學(xué)”理念的設(shè)計(jì)有_________(答一點(diǎn)即可)?！敬鸢浮?1).CaO(2).(3).CO2循環(huán)利用，減少溫室氣體的排放等【解析】(1)由流程圖可知，副產(chǎn)品為碳酸鈣在煅燒爐中煅燒得到，煅燒碳酸鈣生成氧化鈣和二氧化碳，則副產(chǎn)品化學(xué)式為CaO。(2)沉淀池中硫酸鈣、水、二氧化碳和氨氣反應(yīng)生成碳酸鈣和硫酸銨，化學(xué)方程式為。(3)工藝流程中，需要消耗二氧化碳，且二氧化碳能循環(huán)使用，體現(xiàn)“綠色化學(xué)”理念的設(shè)計(jì)有CO2循環(huán)利用，減少溫室氣體的排放等。7.鋁在地殼中主要以鋁土礦的形式存在，鋁土礦的主要成分為Al2O3（含有少量Fe2O3.SiO2等雜質(zhì)）。工業(yè)上冶煉鋁的工藝流程見如圖：（1）鋁土礦中的SiO2不溶于水，也不與鹽酸反應(yīng)，操作①的目的是；（2）操作③得到的Al（OH）3受熱分解生成Al2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，鋁土礦經(jīng)過操作①~④的目的是；（3）在冰晶石作助熔劑條件下，高溫電解Al2O3得到金屬鋁，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。【答案】（1）除去SiO2；（2）2Al（OH）3Al2O3+3H2O；得到純凈的Al2O3；（3）2Al2O34Al+3O2↑?！窘獯稹浚?）鋁土礦中的SiO2不溶于水，也不與鹽酸反應(yīng)，操作①是為了除去SiO2，故填：除去SiO2；（2）操作③得到的Al（OH）3受熱分解生成Al2O3，同時生成水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al（OH）3Al2O3+3H2O，鋁土礦經(jīng)過操作①~④可以得到純凈的Al2O3，故填：2Al（OH）3Al2O3+3H2O；得到純凈的Al2O3；（3）在冰晶石作助熔劑條件下，高溫電解Al2O3得到金屬鋁，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2O34Al+3O2↑，故填：2Al2O34Al+3O2↑?！疚镔|(zhì)分離提純類】1.重慶多地曾出現(xiàn)過鹽井，從天然鹽井中獲取粗鹽（含泥沙、CaCl2.MgCl2.Na2SO4等雜質(zhì)）為了除去以上雜質(zhì)得到精鹽，小明設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。【提示】雜質(zhì)含量較少，不考慮微溶物形成沉淀（1）過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和______。（2）沉淀b所含物質(zhì)為Mg（OH）2和______。（3）物質(zhì)X是______。（4）濾液c中加入稀鹽酸后發(fā)生中和反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。（5）為了證明滴加的Ba（OH）2溶液已過量，取少許上層清液于試管中加入一種試劑即可。下列物質(zhì)的溶液能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡挠衉_____。A．Ba（OH）2B．K2CO3C.Na2SO4D．KCl【答案】(1)漏斗(2)BaSO4(3)Na2CO3(4)(5)C【解析】（1）過濾中用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；（2）粗鹽中含有泥沙、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉等雜質(zhì)，加足量水溶解，過濾，除去泥沙，滴加足量的氫氧化鋇，氫氧化鋇和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂和氯化鋇，氫氧化鋇和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇和氫氧化鈉，故沉淀b為氫氧化鎂和BaSO4；（3）濾液b中含氯化鈣、反應(yīng)生成的氯化鋇、過量的氫氧化鋇等雜質(zhì)，要想除去這些雜質(zhì)，可加入過量的碳酸鈉，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，氫氧化鋇和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇和氫氧化鈉，氯化鋇和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇和氯化鈉，故物質(zhì)X是Na2CO3；（4）中和反應(yīng)是酸與堿作用生成鹽和水的反應(yīng)，濾液c中含反應(yīng)生成的氫氧化鈉和過量的碳酸鈉雜質(zhì)，其中氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，屬于中和反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；（5）為了證明滴加的氫氧化鋇過量，可取上層清液，加入硫酸鈉，硫酸鈉能與氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇，產(chǎn)生白色沉淀，說明氫氧化鋇過量，碳酸鉀也能與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，但是上層清液中含有氯化鈣，氯化鈣也能與碳酸鉀反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，故加入碳酸鉀，產(chǎn)生白色沉淀，不能說明氫氧化鋇過量，氯化鉀與氫氧化鋇不反應(yīng)。故選C。2.回答下列問題（1）從硝酸鉀、少量氯化鈉和不溶性雜質(zhì)（泥沙）的混合物中得到硝酸鉀的流程如下：①結(jié)合圖分析，趁熱過濾的原因是___________②操作a的名稱是______③濾液2的溶質(zhì)是__________【答案】（1）①增大硝酸鉀溶解能力，減少硝酸鉀的損失；②降溫結(jié)晶；③氯化鈉、硝酸鉀【解析】（1）①硝酸鉀的溶解度受溫度的影響較大，隨溫度升高而增大，趁熱過濾的原因是使硝酸鉀盡量完全溶解在溶液中，減少硝酸鉀的損失；②操作a是從溶液中獲取硝酸鉀晶體，名稱是降溫結(jié)晶；③降溫結(jié)晶時仍有少量硝酸鉀溶溶解在溶液中，而氯化鈉基本不析出，濾液2的溶質(zhì)是氯化鈉、硝酸鉀；3.從廢舊手機(jī)的某些部件中可以回收銀和銅，其操作流程如下所示。（1）請寫出步驟I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。（寫出一個即可）（2）步驟II中，加入硝酸銀溶液的作用是。（3）步驟III中，若溶液乙的質(zhì)量大于溶液甲，確定M后寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?！敬鸢浮浚?）Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑或2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑（2）把Cu和Ag固體進(jìn)行分離（3）Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu【解析】（1）銅、銀與硫酸不反應(yīng)，鎂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣，化學(xué)方程式分別為Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑；（2）步驟I反應(yīng)后固體為銅和銀，在固體中加入硝酸銀，銅與硝酸銀反應(yīng)生成銀和硝酸銅，加入硝酸銀溶液的作用是除去金屬銅；（3）步驟Ⅲ中生成銅，是M與硝酸銅反應(yīng)，M排在銅的前面，若溶液乙的質(zhì)量大于溶液甲，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，金屬M(fèi)相對原子質(zhì)量大于銅，N可以為鋅，鋅與硝酸銅反應(yīng)生成了硝酸鋅和銅，化學(xué)方程式是Zn+Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu。4.某興趣小組利用廢鎳材料（含有金屬Ni及少量FE.Ag）探究相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)并回收鎳，設(shè)計(jì)流程如圖（小部分產(chǎn)物略去）。查閱資料：a．H2O2溶液可將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+。b．Fe3+、Ni2+轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的氫氧化物沉淀時，溶液pH如圖（1）步驟Ⅰ的操作為______。（2）濾渣①的成分為______。（3）單質(zhì)Fe參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。（任寫一個）（4）濾液②中有Ni2+、無Fe3+，則濾液②pH可能為______（填序號）。A.pH=1B.pH=2C.pH=6D.pH=10（5）Ni、FE.Ag三種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_____?！敬鸢浮?1)過濾(2)Ag(3)(4)C(5)Fe>Ni>Ag【解析】廢鎳材料（含有金屬Ni及少量FE.Ag）經(jīng)過步驟Ⅰ加入過量稀硫酸，F(xiàn)e與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，Ag與稀硫酸不反應(yīng)，由圖可知，濾液①的溶質(zhì)為NiSO4.FeSO4和H2SO4，濾渣①成分為Ag。步驟Ⅱ在濾液①中加入H2O2溶液，由查閱資料可得，H2O2溶液將FeSO4轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3，后溶液溶質(zhì)為NiSO4.Fe2(SO4)3和H2SO4。步驟Ⅲ中加入NaOH溶液，H2SO4與NaOH溶液先反應(yīng)，根據(jù)流程圖可知，NaOH只將Fe2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，而NiSO4不會沉淀，所以濾液②的溶質(zhì)為NiSO4。向?yàn)V液②中加入鐵粉即可回收鎳，可知鐵與NiSO4可發(fā)生置換反應(yīng)。（1）步驟Ⅰ將溶液和固體沉淀分離，操作為過濾。（2）根據(jù)上述分析，濾渣①的成分為Ag。（3）Fe參與的反應(yīng)為步驟①中Fe與稀硫酸的反應(yīng)，生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為。（4）濾液②中有Ni2+、無Fe3+，NaOH只將Fe2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，Ni2+不會沉淀，故pH范圍應(yīng)使Fe3+完全沉淀，且Ni2+不會沉淀，由查閱資料可得，pH的取值范圍為3.2-7.2，故選C。（5）Ni、FE.Ag中Ag最不活潑。向?yàn)V液②中加入鐵粉即可回收鎳，可知鐵與NiSO4可發(fā)生置換反應(yīng)，故活潑性為Fe＞Ni＞Ag。5.某工廠生產(chǎn)硼砂產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3.CaCO3.SiO2.Al2O3和Fe2O3等，其中MgCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%。回收鎂的工藝流程如下：（1）“酸浸”時MgCO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“調(diào)pH”前濾液I的pH________7（填“>”或“<”）。（3）濾液Ⅲ中可回收的主要物質(zhì)________（填化學(xué)式）。（4）已知固體廢料質(zhì)量為m，理論上可生產(chǎn)Mg（OH）2的質(zhì)量為______。（5）某BaCO3中混有SiO2雜質(zhì)，簡述提純該BaCO3的實(shí)驗(yàn)操作：___________?！敬鸢浮?1)；(2).<；(3).；(4).；(5).向樣品中加入適量鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡，過濾除去固體雜質(zhì)SiO2，向?yàn)V液中加入適量的碳酸鈉溶液至剛好不再產(chǎn)生沉淀，過濾，洗滌固體，烘干，得到碳酸鋇固體【解析】根據(jù)硫酸和碳酸鎂的反應(yīng)；酸的溶液顯酸性；硫酸、硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鐵和氫氧化鈉反應(yīng)；質(zhì)量守恒定律的計(jì)算；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分離提純，進(jìn)行分析作答。（1）“酸浸”時MgCO3和硫酸發(fā)生反應(yīng)，其化學(xué)方程式為；（2）“調(diào)pH”前濾液I是酸浸之后產(chǎn)生的，會有硫酸，所以pH<7；（3）酸浸之后，濾液I中的溶質(zhì)有硫酸、硫酸鎂、硫酸鋁和硫酸鐵，硫酸先和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生水和硫酸鈉；硫酸鋁和硫酸鐵和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀、氫氧化鐵沉淀和硫酸鈉；然后是硫酸鎂和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，所以濾液Ⅲ中可回收的主要物質(zhì)是硫酸鈉，其化學(xué)式為；（4）固體廢料中MgCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，碳酸鎂中的鎂元素全部轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2；設(shè)可生產(chǎn)Mg（OH）2的質(zhì)量為x，則：，解得；（5）從流程圖中知道，SiO2不能和酸反應(yīng)，BaCO3中和硫酸會產(chǎn)生難溶于酸的硫酸鋇，BaCO3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳，所以用鹽酸進(jìn)行反應(yīng)。提純該BaCO3的實(shí)驗(yàn)操作：向樣品中加入適量鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡，過濾除去固體雜質(zhì)SiO2，向?yàn)V液中加入適量的碳酸鈉溶液至剛好不再產(chǎn)生沉淀，過濾，洗滌固體，烘干，得到碳酸鋇固體。6.某工廠廢液中含有氯化鈉、氯化銅和氯化亞鐵。某課外小組要從廢液中回收銅并得到鐵紅（主要成分Fe2O3），要求全過程不引入其他金屬元素。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如圖所示：請回答下列問題：（1）工廠廢液中加入過量A反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）用化學(xué)式表示固體甲的成分。（3）溶液甲中的金屬離子是（用離子符號表示）。（4）完成步驟④的化學(xué)方程式：4Fe（OH）2+O2+2═4Fe（OH）3?！敬鸢浮浚?）Fe+CuCl2＝FeCl2+Cu；（2）FE.Cu；（3）Na+、Fe2+；（4）H2O?！窘獯稹繌U液中含有氯化鈉、氯化銅和氯化亞鐵，由于目的是獲得銅和鐵紅，所以需要在過程中銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，根據(jù)流程可以看成銅應(yīng)該出現(xiàn)在固體甲中，所以A就是轉(zhuǎn)化銅離子用的鐵粉，為使銅離子徹底轉(zhuǎn)化，所以應(yīng)該加入過量的鐵粉．這樣導(dǎo)致固體甲為生成的銅和剩余的鐵粉．當(dāng)加入過量鹽酸時，使鐵粉完全從銅粉中除掉，所以固體乙是純凈的銅粉，溶液乙為生成的氯化亞鐵和剩余的鹽酸．而溶液甲為氯化鈉和氯化亞鐵．溶液甲和乙