中考化学题型解法系列六-工业流程图题的解法技巧

中考化学题型解法系列六工业流程图题的解法技巧工业流程图题的内容往往与生产、生活实际联系密切，因此从题干部分看一般都是采取流程图的模式。解题方法是阅读完流程图后结合相关信息回答问题。1．流程图的形式各异，有的以操作名称作为框图形成流程的主线，有的以物质作框，有的以设备作框。从近几年的试题看常见的一种形式是以操作名称为主线，物质随着操作发生变化。2．这类题目中通常还包含简单的实验设计，且实验一般为制备或对样品的定性定量分析实验。专题归纳一、考查内容和特点1．考查内容(1)化学反应原理。(2)元素化合物知识。(3)实验操作及名称。(4)物质除杂、分离。(5)流程中的物质转化和循环。2．特点(1)情境真实。(2)框图信息新颖。(3)问题设计广泛。(4)综合性强。(5)思维容量大。二、解题思路1．从题干中获取有用信息，了解生产的产品。2．分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。3．从问题中获取信息，帮助解题。多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备，考查有关化学实验操作，同时考查化学方程式的书写技能。关键：实验原理、装置原理、操作原理三结合。三、与初中内容有关的化学工业1．海水资源的开发和利用(如从海水中提取氯化钠和氯化镁等)。2．金属回收工业：Mg、Fe、Cu等。3．工业废水处理。4．氯碱工业。四、工业流程图题题型的结构、解题方法和思路1．题型结构题头(引入信息)→题干(提取信息，应用解题)→题尾(得出结论或产品)。2．解题方法和思路3．具体操作(1)关注“箭头”：箭头进入的是投料(即反应物)，出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(2)关注方框内所指。(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。注意事项：1．从绿色化学方面作答：对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护方面等。2．常见文字叙述套路。(1)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤(－洗涤)。(2)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”是不给分的。典例突破题型1海水资源的多重利用1．制盐工业[例1]（2018•天津）（1）如图是利用海盐提取粗盐的过程：如图中①是池（填“蒸发”或“冷却”）。（2）粗盐中含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4和泥沙，某同学将该粗盐样品进行提纯。①将样品加适量水溶解，然后进行，除去泥沙等难溶性杂质，得到澄清溶液；②向所得的澄清溶液中依次加入稍过量的BaCl2溶液、NaOH溶液和溶液，除去生成的沉淀后，再滴加稍过量的稀盐酸，得到较纯净的NaCl溶液；③蒸发溶液，得到较多氯化钠固体时停止加热，他注意到不能立即把直接放在实验台上，以免烫坏实验台。（3）另一同学用所得的氯化钠和蒸馏水配制溶质质量分数为6%的氯化钠溶液。配制步骤：①称量和量取②溶解③计算④装入试剂瓶贴好标签。配制上述溶液的正确顺序是（填序号）。【解析】（1）氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，可用蒸发结晶的方法进行分离，所以图中①是蒸发池；（2）过滤是分离固体与液体的一种操作，所以将样品加适量水溶解，然后进行过滤，除去泥沙等难溶性杂质，得到澄清溶液；②碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，所以向所得的澄清溶液中依次加入稍过量的BaCl2溶液、NaOH溶液和碳酸钠溶液，除去生成的沉淀后，再滴加稍过量的稀盐酸，得到较纯净的NaCl溶液；③蒸发溶液，得到较多氯化钠固体时停止加热，他注意到不能立即把蒸发皿直接放在实验台上，以免烫坏实验台；（3）配制一定质量分数溶液的正确操作是计算、称量、溶解、装瓶，所以配制上述溶液的正确顺序是③①②④。【答案】（1）蒸发池；（2）过滤；②碳酸钠；③蒸发皿；（3）③①②④。[专题训练]1．（2018•邵阳）在粗盐的提纯实验中（1）其主要操作步骤顺序是①过滤②溶解③蒸发④计算产率（2）图1是某同学过滤的操作图，指出图中明显错误；过滤后，如果滤液仍然浑浊，其原因可能是。（填一种）（3）蒸发时，蒸发皿内出现时应停止加热。（4）通过以上操作只能除去粗盐中难溶性杂质，欲除去可溶性杂质MgCl2、CaCl2得到纯净的NaCl，可采用如图2所示流程①图中所用甲、乙、丙三种试剂依次是A．NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸B．Na2CO3溶液、KOH溶液、稀盐酸C．NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀硫酸②反思交流：通过以上规范操作，制得氯化钠的质量比原粗盐样品中含氯化钠的质量（填“增多”、“减少”、“不变”）。【解析】（1）粗盐提纯时除去不溶性杂质的操作步骤是溶解、过滤、蒸发和计算产量，故填：②①③④；（2）图1是的过滤操作图中明显的错误是没有使用玻璃棒引流；过滤后，如果滤液仍然浑浊，可能是因为滤纸破损，故填：没有使用玻璃棒引流；滤纸破损；（3）蒸发时，当蒸发皿内出现较多量固体时应停止加热，故填：较多量固体。（4）①要除去可溶性杂质MgCl2、CaCl2得到纯净的NaCl，加入试剂及其顺序为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、稀盐酸，故填：A；②通过以上规范操作，有食盐生成，故制得氯化钠的质量比原粗盐样品中含氯化钠的质量会增多，故填：增多。2.（2018•长春）某白色固体甲的主要成分为NaCl，可能含有MgCl2、KCl、BaCl2和NaOH中的一种或几种杂质，为检验白色固体甲的成分并除去其中杂质，进行如下实验：（1）写出生成白色固体丙的化学方程式；（2）向无色溶液D中加入过量稀盐酸的目的是；（3）分析上述实验可知，白色固体甲中一定没有的物质是；（4）若用上述实验中的A、B、C、D四种溶液鉴别稀H2SO4和NaOH溶液，分别取样后，按如图所示操作进行实验，就能达到鉴别目的是实验。【解析】（1）生成白色固体丙，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，反应的化学方程式为：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。故填：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。（2）向无色溶液D中加入过量稀盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。故填：除去氢氧化钠和碳酸钠。（3）分析上述实验可知，加入氢氧化钠溶液产生白色沉淀，说明溶液中含有氯化镁，加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，说明溶液中含有氯化钡，向无色溶液A中滴加酚酞试液，溶液不变色，说明溶液中不含有氢氧化钠，因此白色固体甲中一定没有的物质是NaOH。故填：NaOH。（4）无色溶液A中含有氯化钡和氢氧化镁，加入样品中时，氯化钡能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡，氯化镁能和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化镁，因此利用溶液A不能区分稀硫酸和氢氧化钠溶液；无色溶液B中含有酚酞试液，加入样品中时，样品变红色的是氢氧化钠溶液，无明显现象的是稀硫酸；无色溶液C中含有氯化钡，加入样品中时，产生白色沉淀的样品是稀硫酸，另一种是氢氧化钠溶液；无色溶液D中含有碳酸钠，加入样品中时，产生气泡的是稀硫酸，另一种是氢氧化钠溶液；由以上分析可知，实验2、实验3、实验4都能够达到鉴别目的。故填：实验2、实验3、实验4。2．海水提取金属镁[例2]（2018•海南）三沙市是我国位置最南、总面积最大（含海域）、陆地面积最小的地级市。（1）永兴岛上的饮用水主要利用海水淡化膜对海水进行二级脱盐后获得。分离原理如图1所示，该原理与化学实验中常见的操作相似；（2）三沙海域的海水盐度高，从海水中获取食盐的方法是；（3）海水提取粗盐后的母液还可以用来提取金属镁，其流程如图2：该流程中，溶液A为，其中没有发生的基本反应类型为。【解析】（1）分离原理如图1所示，该原理与化学实验中常见的过滤操作相似；故答案为：过滤；（2）三沙海域的海水盐度高，从海水中获取食盐的方法是：蒸发结晶或蒸发溶剂，因为氯化钠的溶解度受温度影响不大；故答案为：蒸发结晶或蒸发溶剂；（3）海水提取粗盐后的母液还可以用来提取金属镁，其流程如图2：该流程中，溶液A为稀盐酸；氯化镁和氢氧化钙反应生成氯化钙和氢氧化镁白色沉淀，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，都属于复分解反应；氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气，属于分解反应；故答案为：稀盐酸；化合反应和置换反应；[专题训练]3．（2018•沙湾区模拟）人类社会的进步与金属材料的发展有密切相关。（1）21世纪是钛的世纪，下面是利用钛白粉（TiO2）生产海绵钛（Ti）的工艺流程：①反应①在800～900℃的条件下进行，生成一种无色的可燃性气体，该气体的化学式为。②该工艺流程中，可以循环使用的物质有。（2）向一定量的AgNO3溶液中加入铜和锌的混合粉末，充分反应后过滤，得到溶液甲和固体乙。①若乙中含有锌、铜、银三种固体，则溶液甲中所含的金属离子符号为。②若溶液甲显蓝色，是因为（用化学反应方程式表示）。【解析】（1）①反应Ⅰ在800～900℃的条件下进行，还生成一种可燃性无色气体一氧化碳，故填：CO；②该工艺流程中，可以循环使用的物质有Mg、Cl2．故填：Mg、Cl2；（2）①若乙中含有锌、铜、银三种固体，说明了溶液中没有硝酸银、硝酸铜，则溶液甲中所含的金属离子符号为：Zn2+，故填：Zn2+；②若溶液甲显蓝色，说明了铜与硝酸银反应生成了硝酸铜，化学反应方程式为：Cu+2AgNO3═2Ag+Cu（NO3）2，故填：Cu+2AgNO3═2Ag+Cu（NO3）2。3．侯氏制碱工艺[例3]（2018•潍坊）侯德榜是我国著名的化学家，发明了侯氏制碱法，为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献。工业上以半水煤气（主要成分是N2、H2、CO、CO2和H2O）、食盐等为原料制取纯碱的流程如下：（1）流程中循环利用的物质有H2O和。（2）步骤Ⅰ中，在使用铜催化剂和加热条件下，半水煤气主要成分间发生反应实现了CO转化，化学方程式是。（3）实验室从混合气体H2、N2、CO2中分离出CO2的实验装置如图所示。广口瓶和分液瀾斗中盛放的药品分别是、。（4）除去纯碱中少量碳酸氢钠杂质的方法是。（5）纯碱用途广泛。工业上可用废碱渣（主要成分Na2CO3）吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3，达到减少污染、节约资源的目的。反应过程中溶液组成变化如图2所示。①吸收初期（图中A点以前）反应的化学方程式为。②不断通入SO2，最终产物是【解析】（1）据图可以看出，流程中循环利用的物质有H2O和CO2，故填：CO2。（2）步骤Ⅰ中，在使用铜催化剂和加热条件下，半水煤气中一氧化碳和水发生反应生成二氧化碳和氢气，实现了CO转化，化学方程式为CO+H2OCu¯△CO2+H2，故填：CO+H2OCu¯△CO（3）要从混合气体H2、N2、CO2中分离出CO2，需要先将氢氧化钠吸收掉，使用的药品是氢氧化钠溶液，然后将二氧化碳释放出了，使用的是稀硫酸，故广口瓶和分液漏斗中盛放的药品分别是氢氧化钠溶液、稀硫酸，故填：氢氧化钠溶液；稀硫酸。（4）碳酸氢钠热稳定性差，故除去纯碱中少量碳酸氢钠杂质可以采用加热的方法，故填：加热。（5）①吸收初期是碳酸钠、二氧化硫和水反应生成碳酸氢钠和亚硫酸钠，反应的化学方程式为2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3，故填：2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3。②不断通入SO2，最终产物是亚硫酸氢钠，故填：NaHSO3。[专题训练]4.(2018·德州模拟)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，其生产纯碱和副产品氯化铵的工艺流程如下图所示：(1)NH3溶于水得到氨水，将无色酚酞溶液滴入氨水中，溶液显________色。(2)写出反应Ⅰ的化学方程式：____________________________；该反应的基本类型为____________。(3)操作a的过程是蒸发浓缩、________、过滤。(4)上述工艺流程中可循环利用的物质是________。【解析】氨气的水溶液显碱性；碳酸氢钠受热分解生成了碳酸钠、二氧化碳和水；根据从氯化铵的溶液中得到氯化铵的过程可分析得知操作a；观察分析工艺流程，由加入的物质与生成物质可找出可循环利用的物质。【答案】(1)红(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O分解反应(3)冷却结晶(4)CO2题型2工业废水废液处理[例4]（2018•重庆）某工厂的废水中含有MgSO4和FeCl3，技术人员逐渐加入NaOH溶液调节废水的pH，先后分离出两种沉淀，并通过系列处理得到有价值的产品。操作流程如下图所示。（1）固体A与某酸反应的化学方程式为。操作②时，当即可停止加热。（2）固体B加热的产物是两种常见氧化物，则另一种氧化物的化学式为。（3）溶液a除了可能含有NaOH外，还一定含有的溶质是（填化学式）。【解析】工业废水加入氢氧化钠溶液，则会与硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀，与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，A中加入某酸以后得到的是硫酸镁，故酸是硫酸，固体A是氢氧化镁；固体B加热得到的是氧化铁，故B是氢氧化铁，溶液a中含有生成的氯化钠和硫酸钠；（1）固体A与某酸反应是氢氧化镁与硫酸的反应，生成的是硫酸镁和水，操作②是蒸发操作，当析出大量晶体时停止加热，故填：H2SO4+Mg（OH）2═MgSO4+2H2O；析出大量晶体；（2）固体B是氢氧化铁，加热的产物是两种常见氧化物，则另一种氧化物是水，故填：H2O；（3）溶液a中含有生成的氯化钠和硫酸钠，故填：NaCl、Na2SO4。[专题训练]5.（2018•杭州）某化工厂利用含有1%﹣2%BaCO3的废料制取BaCl2（废料中其他物质不溶于水和稀盐酸、且不与稀盐酸反应）。其部分流程如下：滤渣必须经过充分洗涤，确保其中Ba2+含量达到规定标准才能作为固体废弃物处理，检验Ba2+的试剂可用，洗涤滤渣的主要目的是。【解析】硫酸钡是不溶于硝酸的白色沉淀，所以检验Ba2+的试剂可用硫酸；滤渣上会附着一层氯化钡溶液，洗涤滤渣的主要目的是防止固体废弃物中可溶性钡盐对环境的污染。【答案】稀硫酸；防止固体废弃物中可溶性钡盐对环境的污染。6.（2018•焦作二模）某兴趣小组同学从实验室中收集到一桶废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁设计了以下流程图。（1）固体A的成分为；操作a和操作b都要用到一种玻璃仪器，该仪器在操作a中的作用是。（2）加入Y时反应的化学方程式为。（3）理论上所得硫酸亚铁晶体质量（填“＞”、“＜”或“=”）原废液中硫酸亚铁质量。【解析】（1）由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质。过量的铁与六三反应生成了硫酸亚铁和铜，所以，固体A的成分为铜、铁；由题可知，操作a和操作b都要用到一种玻璃仪器是玻璃棒，该仪器在操作a过滤中的作用是引流。（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，发生反应的化学方程式是：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（3）由于硫酸铜与铁反应生成了硫酸亚铁，所以理论上所得硫酸亚铁晶体质量＞原废液中硫酸亚铁质量。【答案】（1）铁；引流；（2）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（3）＞。题型3氯碱工业[例5]（2018•成都）某同学设计的工业制备氢氧化钠的流程如图：．资料：2NaCl+2H2O通电¯2NaOH+H2↑+C12↑，两电极，一端得到NaOH和H2，另一端得到Cl2（1）晾晒海水得到粗盐的原理是（2）实验室蒸发用到的仪器有铁架台（带铁圈）、坩埚钳、石棉网、酒精灯、玻璃棒和（3）工业生产中应选择途径（“①”或“②”），理由是（4）Cl2可用于生产84消毒液（有效成分NaClO），反应原理为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，反应前后氯元素的化合价有种。（5）图2实验测定水组成，不能加入NaCl增强水的导电性的理由是。电解水的化学方程式为。（6）图3实验获得84消毒液，直流电源正极应与（填a或b）连接，才能使NaClO的含量更高。【解析】（1）晾晒海水得到粗盐的原理是蒸发结晶，故填：蒸发结晶；（2）实验室蒸发用到的仪器还有蒸发皿，故填：蒸发皿；（3）工根据流程图可以看出，途径①的步骤简单，故工业生产中应选择途径①，故填：①；步骤简单；（4）反应前后氯气中氯元素为0价，反应后氯化钠中氯元素的化合价为﹣1价，反应后次氯酸钠中氯元素的化合价为+1，故反应前后氯元素的化合价有3种，故填：3。（5）要测定水组成，不能加入NaCl增强水的导电性是因为加氯化钠会生成氯气，干扰实验结果。电解水的化学方程式为2H2O通电¯2H2↑+O2↑，故填：加氯化钠会生成氯气，干扰实验结果；2H2O通电¯2H2↑+O2（6）图3实验获得84消毒液，直流电源正极应与b连接，才能使NaClO的含量更高。故填：b。[专题训练]7．（2018•温州）工业生产常用“苛化法”制取氢氧化钠其原料为碳酸钠、石灰乳[由Ca（OH）2和水组成的混合物]，大致流程如图1。科学兴趣小组模拟上述流程，在实验室中制备氢氧化钠。（1）实验室进行“操作1”时，需要用到下列器材（图2）中的（可多选）。（2）制备氢氧化钠的化学方程式为，Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓．将53克溶质质量分数为20%的碳酸钠溶液与17克石灰乳混合，若二者恰好完全反应出计算所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）【解析】过滤操作中需要用到烧杯、漏斗、玻璃棒，所以选择BDE。设生成的碳酸钙的质量为x，生成的氢氧化钠的质量为yNa2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓1068010053g×20%yx10653g×20%=x=10gy=8g所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为8g【答案】（1）BDE。（2）13.3%。题型4金属回收工业[例6]（2018•福建）以某矿山酸性废水（主要含硫酸、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锌等）为原料，通过下述流程可将废水中的铁、铜和锌分步沉淀，实现回收利用。（1）步骤①中，加入Ca（OH）2有两个作用。一是中和废水中的硫酸，该反应的化学方程式为；二是将硫酸铁转化为Fe（OH）3，该反应属于（填基本反应类型）。（2）步骤③中，锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为；（3）为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质，只需改变上述流程中的某步骤加入的试剂即可。该步骤和应加入的试剂分别是。【解析】（1）步骤①中，加入Ca（OH）2有两个作用。一是中和废水中的硫酸，是氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水，对应的化学方程式为Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O。二是将硫酸铁转化为Fe（OH）3，是硫酸铁和氢氧化钙相互交换成份生成硫酸钙和氢氧化铁，为复分解反应。（2）步骤③中，锌泥中最主要的含锌化合物是硫酸锌和氢氧化钙生成的难溶性氢氧化锌，对应的化学式为Zn（OH）2；（3）为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质，所以需要把铜离子转化为铜，所以只需要在步骤②加入锌。【答案】（1）Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O．；复分解反应。（2）Zn（OH）2；（3）步骤②加入锌。[变式训练]8．（2018•岱岳区二模）某研究性学习小组从含有Hg（NO3）2、Cu（NO3）2的实验室废液中回收金属汞和铜，设计的实验方案如图：（1）在过滤操作过程中用到的仪器有带铁圈的铁架台、玻璃棒、漏斗和，其中铁架台的作用是．（2）加过量铁粉的目的是；加适量稀硫酸的目的是，写出加稀硫酸反应的化学方程式．（3）若给黑色固体通入的试剂a为单质，则该单质为．（4）为防止有毒的汞蒸气扩散污染环境，冷凝回收汞的操作应（填序号）：①通入干冷烧杯；②用导管通入带胶塞的锥形瓶；③用导管通入装