專(zhuān)題四綜合能力題——工藝流程分類(lèi)突破練方法一、工藝流程的一般路線圖二、對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法1.物理方法(1)粉碎(研磨、噴淋或溶解):

。(2)攪拌:

,

,使反應(yīng)更充分。

(3)水浸:通過(guò)加水,使可溶物溶解形成溶液,與不溶物分離。(4)金屬打磨:除去

等雜質(zhì)。

2.化學(xué)方法(1)灼燒(煅燒):使固體在高溫下分解或使雜質(zhì)在高溫下氧化、分解等。(2)酸浸、堿浸:固體原料與酸或堿反應(yīng)進(jìn)入溶液。增大反應(yīng)物間的接觸面,加快反應(yīng)速率加速固體溶解(或使反應(yīng)物充分接觸)加快反應(yīng)速率金屬表面的氧化物三、?？嫉姆蛛x、提純操作1.過(guò)濾:使可溶于水的物質(zhì)與不溶或難溶于水的物質(zhì)分離。過(guò)濾操作中所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、

,其中玻璃棒的作用是

。

漏斗引流

2.蒸發(fā)結(jié)晶提純?nèi)芙舛入S溫度升高而變化不大的物質(zhì),如氯化鈉。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)操作所需玻璃棒的作用是

.

。

3.降溫結(jié)晶:提純?nèi)芙舛入S溫度升高而顯著增大的物質(zhì)(或在某溫度區(qū)間變化明顯),如硝酸鉀。4.蒸餾或分餾:分離沸點(diǎn)不同的液體混合物。5.洗滌目的:除去固體表面的可溶性雜質(zhì),提高產(chǎn)物純度。若該固體能溶于水,則可以使用該固體的飽和溶液進(jìn)行洗滌。攪拌,防止因局部溫度過(guò)高,造成液滴飛濺四、陌生化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)1.找反應(yīng)物與生成物:根據(jù)流程圖箭頭方向判斷是反應(yīng)物還是生成物。如圖所示。2.查漏補(bǔ)缺:若反應(yīng)在溶液中進(jìn)行,需要考慮水是否參與反應(yīng);若反應(yīng)在空氣中進(jìn)行,需要考慮空氣成分如氧氣是否參與反應(yīng)。反應(yīng)物反應(yīng)條件生成物五、反應(yīng)物、生成物及可循環(huán)利用的物質(zhì)的判斷如圖所示,箭頭從A指向某個(gè)環(huán)節(jié),又從某個(gè)環(huán)節(jié)指向B,而逆向線上標(biāo)注了C,則A為反應(yīng)物,B為生成物,C為可循環(huán)利用的物質(zhì)。六、反應(yīng)條件的控制1.調(diào)節(jié)溶液pH的目的:控制反應(yīng)向目標(biāo)反應(yīng)進(jìn)行,避免其他反應(yīng)的發(fā)生。2.控制溫度的目的:使反應(yīng)發(fā)生或防止某物質(zhì)在高溫下分解、揮發(fā)等。3.通入保護(hù)氣(如氮?dú)?、稀有氣體)的目的:

.

。

4.加入過(guò)量試劑的目的:使某物質(zhì)完全反應(yīng)。隔絕空氣,防止物質(zhì)與空氣中的氧氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)七、工藝流程的評(píng)價(jià)1.科學(xué)性:能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?雜質(zhì)是否完全除去,是否會(huì)引入新的雜質(zhì)等。2.安全性和簡(jiǎn)便性:若反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生可燃性物質(zhì),應(yīng)注意做好防護(hù)措施,如通風(fēng)和遠(yuǎn)離火源;盡量選用較溫和的反應(yīng)條件,避免高溫和高壓等復(fù)雜條件。3.環(huán)保性:是否符合“綠色化學(xué)”理念,環(huán)保、低碳方案優(yōu)先。4.經(jīng)濟(jì)實(shí)用性:應(yīng)遵循原料廉價(jià)易得、反應(yīng)能耗低、產(chǎn)率或原料的利用率高等原則。類(lèi)型1物質(zhì)的制備(5年5考)例1(2025廣東)金屬注射成型是一種精密器件的制造技術(shù)。某種制備鐵鎳合金器件的主要工序如圖甲。H2O3∶80該反應(yīng)發(fā)生在b區(qū)該反應(yīng)發(fā)生在a區(qū)

aⅲ.將鐵粉、純鎳粉與石蠟黏結(jié)劑混合,制成原料顆粒。(2)除蠟:若要加快溶劑對(duì)石蠟的溶解,可采取的措施是

.

。

(3)燒結(jié):需在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行的原因是

。與純鐵相比,燒結(jié)后得到的鐵鎳合金的優(yōu)點(diǎn)有

(寫(xiě)一條)。

適當(dāng)升溫(合理即可)作保護(hù)氣,防止金屬被氧化硬度大(合理即可)(4)滲碳:通過(guò)滲碳技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品性能。對(duì)比圖丙中不同溫度下含碳量隨滲層深度變化的曲線,可得出的結(jié)論是

.

(寫(xiě)一條)。某精密器件滲碳需要達(dá)到滲層深度為1.0mm、含碳量為0.6%的要求,圖中三個(gè)溫度中最適合的是

℃。在一定范圍內(nèi),滲層深度相同時(shí),溫度越高,含碳量越高1000類(lèi)型2物質(zhì)的分離提純(5年2考)例2(2021廣東節(jié)選)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所示。(1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為

;操作Ⅰ的名稱(chēng)是

。(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為

,該反應(yīng)屬于

(填基本反應(yīng)類(lèi)型)反應(yīng)。

過(guò)濾復(fù)分解類(lèi)型3工業(yè)三廢的處理及回收利用例3(2025清遠(yuǎn)一模)一種利用某地飛灰(主要含CaO、SiO2及C)和赤泥(主要含F(xiàn)e2O3及Zn、Pb、Ni、Cu、Cr等重金屬化合物)共同處理回收金屬工藝各環(huán)節(jié)如圖所示。(1)推測(cè)赤泥可能的顏色

(填字母)。

a.黑色b.磚紅色c.銀白色(2)“馬弗爐”中,C還原Fe2O3的化學(xué)方程式是

,該反應(yīng)屬于

(填基本反應(yīng)類(lèi)型)。

(3)“高溫還原”中,部分金屬汽化后與氯結(jié)合形成“二次飛灰”,實(shí)現(xiàn)與“熔融混合物”分離,由此可知Zn的沸點(diǎn)比Cu

(填“高”或“低”)。(4)“磁選分離”利用該鐵合金的

(填“物理性質(zhì)”或“化學(xué)性質(zhì)”)實(shí)現(xiàn)與殘?jiān)蛛x,得到的鐵合金的硬度比鐵

(填“大”或“小”)。b置換反應(yīng)低物理性質(zhì)大(5)飛灰用量與鐵回收率、鐵合金中鐵含量的關(guān)系如圖所示。飛灰用量增大,鐵回收率增大的原因是

.

,鐵合金中鐵的含量先增后降的原因是

.

。

(6)與傳統(tǒng)飛灰填埋處理相比,該工藝的優(yōu)勢(shì)有

.(寫(xiě)一點(diǎn))。

飛灰用量增加,碳的含量增加,鐵能被充分還原出來(lái)赤泥比例減少,鐵含量減少,雜質(zhì)占比增加減少環(huán)境污染(合理即可)強(qiáng)化訓(xùn)練培素養(yǎng)1.(2023廣東)電解水制氫聯(lián)合碳酸鈣分解制備氧化鈣,能減少碳排放,助力碳中和。該新方法的示意圖如圖甲所示。甲(1)傳統(tǒng)方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成CaO和

(填化學(xué)式)。CO2(2)新方法:①電解水屬于

(填基本反應(yīng)類(lèi)型)反應(yīng),反應(yīng)前后氫元素的化合價(jià)

(填“升高”“降低”或“不變”)。

②反應(yīng)器1:一定的H2環(huán)境及較低溫度下,CaCO3可與H2反應(yīng)生成CaO、CO和H2O。CO與H2O的分子個(gè)數(shù)比為

。

CaCO3還可以直接分解。反應(yīng)器1中CO、CO2的含量隨反應(yīng)溫度的變化如圖乙所示。

℃時(shí),抑制CO2生成的效果最好。

分解降低1∶1750乙③反應(yīng)器2:一定條件下,CO與H2發(fā)生化合反應(yīng)生成甲醇(CH3OH),化學(xué)方程式為

。

(3)與傳統(tǒng)方法相比,新方法的優(yōu)點(diǎn)有

.

(寫(xiě)兩條)。

①減少二氧化碳排放,緩解溫室效應(yīng);②節(jié)約能源2.設(shè)備流程

(2025安徽)納米氧化鋅是一種新型高功能材料。工業(yè)上利用鋅浸出液(主要含ZnSO4、CuSO4和CdSO4等)通過(guò)水熱法制備納米氧化鋅,主要流程示意圖如圖甲:甲已知:金屬活動(dòng)性順序?yàn)閆n>Cd(鎘)>Cu?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)鋅浸出液需先加酸調(diào)節(jié)pH,適宜加入的酸是

(填“稀鹽酸”或“稀硫酸”)。

稀硫酸(2)鋅粉除銅、鎘比鋅粒效果好的原因是

,除銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)鋅粉除銅、鎘的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖乙所示。增加鋅粉用量,銅的去除率不變,鎘的去除率上升的原因是

。(4)水熱合成后,“反應(yīng)器2”中的混合物經(jīng)

(填操作名稱(chēng))、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。

鋅粉的接觸面更大,反應(yīng)更充分硫酸銅已除盡,增加的鋅粉僅與硫酸鎘反應(yīng)過(guò)濾乙3.傳統(tǒng)文化

(2025江門(mén)三模)柴米油鹽醬醋茶,琴棋書(shū)畫(huà)詩(shī)酒花,都與化學(xué)息息相關(guān)。Ⅰ.醬油是我國(guó)傳統(tǒng)調(diào)味品之一,已有3000多年歷史。天然曬露法是傳統(tǒng)的老法醬油的生產(chǎn)方法。以初夏開(kāi)始制作為例,主要流程如圖所示:回答下列問(wèn)題。(1)“發(fā)酵”過(guò)程中,所取缸內(nèi)樣品呈

(填“酸”“中”或“堿”)性。(2)“壓榨”與化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作中的

(填操作名稱(chēng))有相似之處。(3)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

(填字母)。

A.“浸泡”的目的是泡脹大豆,并除去雜物

B.鐵強(qiáng)化醬油中“鐵”指鐵單質(zhì)C.天然曬露法得到成品的時(shí)間會(huì)受天氣影響酸過(guò)濾ACⅡ.在我國(guó),以高粱釀酒已有700多年歷史,釀酒的主要生產(chǎn)流程如圖所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(4)將高粱粉碎的目的是

。(5)“潤(rùn)糝”的目的是使高粱吸收一定量的水。用熱水潤(rùn)糝效果更好,從微觀角度分析,用熱水的原因是

。

增大反應(yīng)物之間的接觸面,使反應(yīng)更快更充分溫度高,分子運(yùn)動(dòng)速率快(6)“蒸餾”可將酒精與水、酯類(lèi)等物質(zhì)分離,其原理是利用物質(zhì)的

不同。

(7)將乙醇溶液中含有的水進(jìn)一步除去,再添加適量的變性劑可形成變性燃料乙醇(C2H5OH)。乙醇燃燒的化學(xué)方程式為

。

沸點(diǎn)4.(2025廣州節(jié)選)化學(xué)在“低碳行動(dòng)”中發(fā)揮著重要作用。一種用溶液對(duì)燃煤電廠排放的二氧化碳進(jìn)行捕集和利用的方案如下:(1)燃煤發(fā)電是將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為

。

(2)吸收塔中溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。(3)上述方案的相關(guān)舉措中,體現(xiàn)低碳、循環(huán)發(fā)展理念的有

(填字母)。A.使用高硫煤發(fā)電 B.設(shè)置熱交換器

C.K2CO3循環(huán)再生 D.用粉煤灰制磚(4)甲酸是一種重要的化工原料,分子微觀示意圖如圖乙。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)由二氧化碳合成甲酸的化合反應(yīng),寫(xiě)出化學(xué)方程式:

。電能BCD5.(2025成都)成都盛產(chǎn)蛇紋石,利用蛇紋石生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝如圖。[資料信息]①蛇紋石的主要成分為MgO和SiO2,含少量Fe2O3、Al2O3等。②SiO2難溶于水,不與稀硫酸反應(yīng)。③部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表。金屬離子Fe3+Al3+Mg2+開(kāi)始沉淀的pH2.33.59.4沉淀完全的pH3.24.612.4(1)“粉碎”的目的是

。

(2)“酸浸”后,濾液中的陽(yáng)離子有Mg2+和

(填符號(hào)),濾渣1的主要成分是

。

(3)“堿洗”時(shí),適宜的pH范圍為

。

(4)“沉鎂”的化學(xué)方程式為

。

(5)“洗滌”時(shí),證明氫氧化鎂已洗凈的方法是

.

。增大反應(yīng)物間的接觸面,使反應(yīng)更充分H+、Fe3+、Al3+SiO24.6≤pH<9.4取少量最后一次洗滌液于試管中,滴入氯化鋇溶液和無(wú)色酚酞溶液,無(wú)明顯變化,說(shuō)明已洗凈1.(2025湖南)以白云石(主要成分為MgCO3和CaCO3)為原料制備Mg(OH)2的主要流程如圖甲所示(部分產(chǎn)物略去),回答下列問(wèn)題。課后精練提能力(1)為使白云石反應(yīng)更充分,煅燒前可對(duì)白云石采取的措施是

。(2)Mg(OH)2產(chǎn)品的純度受煅燒窯中煅燒溫度的影響,Mg(OH)2純度與煅燒溫度的關(guān)系如圖乙所示,煅燒白云石最佳溫度是

℃。

(3)反應(yīng)器中CaO發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。粉碎9602.(2025云南)現(xiàn)代繪畫(huà)的紅色顏料已很少使用赭石,而是通過(guò)化學(xué)方法制備Fe2O3。例如可用廢鐵絲(主要含鐵和少量氧化鐵,其余雜質(zhì)不參與反應(yīng))制得,其工藝流程如圖所示。攪拌(1)“酸浸”過(guò)程中,可加快化學(xué)反應(yīng)速率的方法有

(任填一種)。(2)“酸浸”過(guò)程中,加入過(guò)量稀鹽酸的目的是

。使鐵與氧化鐵完全反應(yīng)(3)Fe(OH)3高溫焙燒得到兩種氧化物,化學(xué)方程式為

.

。

(4)流程中的兩次過(guò)濾均不能省略,其中“過(guò)濾1”不能省略的原因是

。

Fe2O3+3H2O將未反應(yīng)的固體雜質(zhì)除去,以免影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)(合理即可)3.(2025湛江模擬)碳酸鋇(BaCO3)用于電子陶瓷、PTC熱敏電阻、電容器等多種電子元器件的制造。工業(yè)上以重晶石(主要成分為BaSO4,雜質(zhì)為Fe2O3)為原料生產(chǎn)碳酸鋇的流程如圖甲。已知:焙燒溫度為1000～1200℃,BaS易溶于水。(1)重晶石進(jìn)入“焙燒”前需粉碎的目的是

.

。

增大反應(yīng)物的接觸面,使反應(yīng)更快、更充分(2)操作Ⅰ的名稱(chēng)是

;其中玻璃棒的作用為

。

(3)流程中必須進(jìn)行尾氣處理,目的是

。

(4)焙燒時(shí),溫度對(duì)硫酸鋇轉(zhuǎn)化率的影響如圖乙,則焙燒的最佳溫度為

。焙燒時(shí)生成BaS,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

.

。

(5)“沉鋇”時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為BaS+(NH4)2CO3BaCO3↓+X,(NH4)2CO3陽(yáng)離子為

,“X”的化學(xué)式為

。

過(guò)濾引流防止生成的CO污染空氣1000℃BaSO4+4C(NH4)2S4.(2025佛山二模)我國(guó)每年約有4億部手機(jī)被淘汰,其中的零部件中含約4t黃金,以下是從中提取金的兩種方案。方案一:乳清蛋白海綿吸附法(如圖甲)(1)“酸浸”前需粉碎零部件的目的是

.

。

(2)乳清蛋白海綿具有

的結(jié)構(gòu)能吸附金離子。

(3)Au+在高溫下“解吸”,通過(guò)

(填“得”或“失”)電子變成Au粉。增大反應(yīng)物的接觸面,使反應(yīng)更充分疏松多孔得方案二:硫脲浸取法(部分工藝如圖乙)(4)硫脲[CS(NH2)2]中硫元素和氫元素的質(zhì)量比為

,碳、氮元素的化合價(jià)分別為+4和-3,則硫元素的化合價(jià)為

。

(5)“過(guò)程Ⅱ”發(fā)生的化學(xué)方程式: