(完整版)初三化学工艺流程题解法

(完整版)初三化学工艺流程题解法工艺流程是扬州中考中的重点考查酸碱盐知识的题型之一，涉及化学反应原理、元素化合物知识、实验操作及名称、物质除杂、分离、利用溶解度分离物质以及流程中的物质转化和循环。这类题目的特点是情境真实、框图信息新颖、问题设计广泛、综合性强、需要大量的思维容量。考点一是原料预处理，常见考点包括粉碎、溶解、水浸、酸浸、碱浸、灼烧和煅烧。其中，粉碎的目的是加快溶解或增大接触面，溶解通常用酸溶，如硫酸、盐酸和浓硫酸等。酸浸可以使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去，碱浸则是除去金属表面的油污。考点二是产品分离与提纯，常见考点包括试剂除杂、加热、降温或控制温度、调pH除杂等。调pH除杂可以控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。获得产品的常用方法有蒸发浓缩、冷却结晶、蒸发结晶和趁热过滤。对获得的产品要进行洗涤，目的是去除表面可溶性杂质或提高原料的利用率，洗涤方法包括用冰水、乙醇、饱和溶液洗涤易溶于水的固体，用蒸馏水洗涤难溶于水的固体，用有机溶剂洗涤可以减少溶解损耗或使晶体快速干燥。考点三是物质的循环利用，可以通过在流程中写出每一步物质、在后续步骤中寻找可以循环利用的物质（如滤液、滤渣）以及析出晶体过滤后的母液来实现。综上所述，掌握工艺流程的知识和技能对于扬州中考的化学考试至关重要。氯化钡是一种广泛应用于化工领域的可溶性重金属盐。毒重石是制备氯化钡晶体的主要原料，其需进行粉碎以增加反应速率。反应生成的气体为X，若滤液1仍浑浊，则需进行再次过滤的操作。操作Y称为“干燥”，其中滤液2中可循环利用的物质除水外还有氯化钡。洗涤氯化钡制品最适宜的洗涤剂是30℃饱和氯化钠溶液。滤渣水洗的目的是去除氯离子和其它杂质。过碳酸钠是一种具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质的不稳定化合物，广泛应用于洗涤、纺织、医疗、造纸等领域。制备过程中，需加入较多的NaCl以促进过碳酸钠晶体析出。过碳酸钠分解的化学方程式为2(2Na2CO3·3H2O2)==4Na2CO3+6H2O+3O2↑，其中H2O2分解放出热量，Na2CO3受热不分解。生产中，反应及干燥均需在较低温度下进行，以避免过碳酸钠分解。操作A称为“加热”，若在实验室完成此操作，需要的玻璃仪器是烧杯和加热板。洗涤过碳酸钠晶体最好选用蒸馏水。母液可以循环使用，其中主要含有的溶质是NaCl和Na2CO3。小组同学设计了实验装置来测定过碳酸钠样品中2Na2CO3·3H2O2的质量分数。实验中，将过碳酸钠样品和少许黑色粉末混合后置于装置A中，并缓缓滴入水。待装置A中不再产生气泡时，停止加水，并关闭活塞。然后记录量筒中水面刻度，并进行计算。在实验中，若装置A中出现气泡，则开始收集气体。A.当气泡开始均匀连续出现时，可以判断反应已经开始。B.在导管口部放置带火星木条可以促进复燃。C.如果收集到的气体体积为224mL（换算后质量约为0.32g），则碳酸钠样品中2Na2CO3•3H2O的质量分数为多少？已知Mr（2Na2CO3•3H2O）=314，保留到0.1%。练习2：硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：1.将菱锌矿研磨成粉的目的是为了提高反应效率。2.完成“氧化除铁”步骤中反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+Ca(ClO)2+2H2O→4FeO(OH)+CaCl2。这个反应中铁的化合价发生了变化。3.针铁矿（Goethite）的化学式是FeO(OH)，组成元素Fe、O、H的质量比为1：1：3。4.根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上pH可选用的最大区间为：Mg(OH)2：10.4-12.4，Zn(OH)2：6.4-8.0。5.工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是石灰乳。6.“滤液4”之后的操作依次为：蒸发浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥。7.根据分析图中的数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于某个值，需要根据数据计算得出。24.某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及金属铜、锌、硫。综合实践活动小组的同学设计了从管道烟泥中回收金属铜并利用废气中的二氧化硫制备硫酸的实验方案，实验过程如图所示：1.在步骤①中，过滤操作使用了玻璃棒，其作用是帮助分离固体与液体。2.确定硫酸已经过量的方法是加入过量的BaCl2，若出现白色沉淀则说明硫酸已经过量。3.在步骤④中，所加入的金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X。金属X是可以根据实验情况确定的，相关反应的化学方程式需要根据具体情况写出。除去不纯铜中的杂质金属X，可使用以下试剂或用品：a.磁铁，b.稀盐酸，c.蒸馏水，d.氯化铜溶液。将分离出的SO2通过以下碘循环工艺过程可制备H2SO4和H2，其流程如下：H2O+SO2→H2SO4H2SO4+2HI→2H2O+I2+SO2SO2+2HI→H2S+2I20~100℃HI500℃反应器→分离器→膜反应器反应器中的反应方程式：H2SO4+2HI→2H2O+I2+SO2膜反应器中的反应方程式：SO2+2HI→H2S+2I要把上题中的SO2变废为宝，可使用二氧化硫尾气、石灰石、空气、碳酸氢铵、氨气和氯化钾等原料合成有重要应用价值的硫酸钾等物质。合成流程如下图所示：①反应II的总反应的化学方程式：2SO2+O2+2NH3+2H2O+2KCl+CaCO3→2KHSO4+(NH4)2SO4+CaCl2+CO2②可循环使用的物质是NH3和CaCO3。③反应II的温度需控制在60～70℃，因为此时反应速率较快，同时也可避免过高温度导致反应产物分解。④上述流程中的副产物可用作肥料。活性氧化锌（ZnO）是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，制备成为化工行业研究的热点。某校化学兴趣小组的同学参观了某厂用粗ZnO制备活性ZnO的生产流程，做如下探究。制备活性氧化锌的流程如下：粗ZnO（含FeO、CuO）溶解反应1操作AH2SO4+H2O2+NH3Fe(OH)3+Zn→Zn(OH)2+Fe(OH)3反应2操作ACuB溶液NH4HCO3反应3操作A焙烧活性ZnO查阅资料得知：1.粗ZnO中常含杂质FeO、CuO。2.反应3是为了制得碱式碳酸锌，焙烧后可制得活性ZnO。3.几种物质沉淀时的pH如下表：物质开始沉淀时pH完全沉淀时pHFe(OH)26.349.7Fe(OH)31.483.2Zn(OH)26.28.0Cu(OH)25.26.4问题如下：（1）粉碎氧化锌粗品的目的是增加其表面积，加快反应速率。（2）粗ZnO样品中加硫酸发生的化学方程式为：H2SO4+ZnO→ZnSO4+H2O。（3）反应1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，并完全沉淀Fe(OH)3，为了暂不形成Cu(OH)2和Zn(OH)2，该步骤需控制溶液pH的范围在3.2~6.2之间。（4）反应3的副产物可用作涂料、橡胶等行业的添加剂。操作A使用的玻璃仪器包括烧杯等。反应2中加入锌发生的反应属于（填写化学反应的基本类型）。B溶液的溶质是(NH4)2SO4，检验其中是否含NH4+的方法是什么？该兴趣小组的同学想要写出碱式碳酸锌焙烧生成氧化锌的化学方程式，但不知道碱式碳酸锌的化学式是什么（xZnCO3•yZn(OH)2•zH2O）。于是，在老师的指导下，从该厂带回部分焙烧前的碱式碳酸锌样品进行了以下实验。用下列装置测定碱式碳酸锌的化学组成，计算x：y：z的最简比（假设每步反应、吸收均完全）。实验步骤：①按图连接好装置，并检查装置；②在热分解装置中装入68.2g样品，打开活塞，关闭，缓缓鼓入空气数分钟；③称量装置C、D的质量；④关闭活塞K1、K2，打开K3，启动热分解装置，使样品充分热解；⑤停止加热，继续通空气至装置冷却到室温；⑥再次分别称量装置C、D的质量。该小组同学按照上述实验步骤进行了实验，并记录了如下数据：实验前实验后装置C的质量（/g）198.4209.2装置D的质量（/g）235.7244.5实验分析及数据处理：（1）A处干燥管盛放的药品是碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物），其作用是什么？（2）第⑤步继续通空气的目的是什么？（3）老师在审阅方案后指出应该在E处再增加一套装置，你认为所加仪器名称是什么？仪器中药品是什么？其作用是什么？若没有此装置，测得二氧化碳的质量会偏大、偏小还是无影响？（4）根据上述数据，计算x：y：z的最简比，并写出计算过程。提示：1.x