2022年中考化学专题突破专题06工业流程图

专题06：工业流程图【必背考点】突破方法:关注流程“三线”(去线、进线和可逆线)和“核心”。读流程图的方法――抓箭头：①主线主产品；②支线副产品；③回头循环品。考查主要内容：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。这类题考查问题主要设问出发点有：⑴据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写情景方程式；⑵滤渣的成分；⑶滤液的成分；⑷核心反应条件的控制和原因；⑸选择化学除杂试剂及原因；⑹调pH值的范围及试剂的选择；⑺相关实验操作及仪器；⑻相关计算等等。1.涉及的主要操作：（1）粉碎或研磨：目的是增大反应物间的接触面积，加快反应(或溶解)速率。（2）溶解：（3）过滤：（4）蒸发：2.工艺流程图的三大类型：（1）工业生产流程（2）提纯除杂类（3）金属的回收利用一：工业生产流程1．CO2是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，并将CO2储存或利用，流程如图（部分条件及物质未标出）。（1）转化室中发生反应的化学方程式为；。（2）下列有关该过程的叙述正确的是。A.该过程可实现CO2零排放B.该过程只有1种物质可以循环利用C.将X物质分离出来的操作是过滤D.该过程至少发生了4个化学反应（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2，将其转化为NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。吸收剂Na2CO3K2CO320℃最高浓度（g/L）2121104价格（元/Kg）1.259.80根据表中信息，选择K2CO3溶液作吸收液的优点是。（4）将CO2作为资源是实现碳中和的有效方法。以CO2和H2为原料，在一定条件可以合成C2H6O和O2，参加反应的CO2和H2的质量比为。【答案】（1）CaO+H2O＝Ca（OH）2；Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；（2）CD；（3）20℃碳酸钾最高浓度比碳酸钠大；（4）44：3。【解析】（1）据题干提供的信息进行分析，碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳；增大反应物的接触面积能促进反应的进行；氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；而氢氧化钠溶液可来“捕捉”CO2；故该过程只有碳酸钙、氢氧化钠等都可以循环利用；而含有二氧化碳含量低的气体排出，并没有“实现CO2零排放”；转化室中发生反应的化学方程式为CaO+H2O＝Ca（OH）2，Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；故答案为：CaO+H2O＝Ca（OH）2；Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；（2）A.从流程图看出，含有二氧化碳含量低的气体排出，并没有“实现CO2零排放”，错误；B.据题干提供的信息进行分析，碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳；氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；而氢氧化钠溶液可来“捕捉”CO2；故该过程碳酸钙、氢氧化钠等都可以循环利用，错误；C.分离CaCO3和NaOH溶液是固体和液体分离，是过滤操作，正确；D.该过程化学反应有：碳酸钙高温能分解生成氧化钙和二氧化碳、氧化钙能与水反应生成氢氧化钙、氢氧化钠溶液与二氧化碳反应、氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，故至少发生了4个，正确；故选：CD；（3）根据表中信息，选择K2CO3溶液作吸收液的优点是20℃碳酸钾最高浓度比碳酸钠大，吸收效果好。故答案为：20℃碳酸钾最高浓度比碳酸钠大；（4）由题意得：CO2和H2为原料，在一定条件可以合成C2H6O和O2，化学方程式为：4CO2+6H22C2H6O+3O2，因此参加反应的CO2和H2的质量比为：（4×44）：（6×2）＝44：3；故答案为：44：3。2．氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。工业上用粗铜渣（含CuO、Fe2O3.FeO以及少量不溶性杂所）为原料制取氯化铜（CuCl2）的为生产流程如图1：（1）为了提高粗铜渣的利用率，可采取的措施是。（2）“盐酸浸出”中发生反应的化学方程式（写1个）。铜的浸出率与浸出时间的关系如图2所示，由图可知：最佳浸出时间为。表一：几种离子生成氢氧化物沉淀的pH开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Cu2+4.76.7（3）“操作1”用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和，其中玻璃棒的作用是。（4）依据“表一”分析：“除铁”中加入H2O2的作用是。在下列试剂中选用适当试剂（填选项字母）调节PH，调节PH的适宜范围是。A.CuSO4B.CuOC.Cu2（OH）2CO3（5）“操作2”包含过滤、洗涤滤渣、蒸发等多步实验基本操作，洗涤滤渣的目的是，过滤后滤渣为红褐色固体，该滤渣是。（填化学式）。（6）若不考虑“调节pH”对流程的影响，欲通过该方法生产CuCl213.5t，理论上至少需要含铜64%的粗铜渣t。（精确到0.1，写出计算过程）【答案】（1）增加反应时间；（2）CuO+2HCl＝CuCl2+H2O或Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；24h；（3）漏斗；引流。（4）把Fe2+氧化为Fe3；BC；3.2至4.7；（5）洗掉残留在滤渣表面的杂质离子；Fe（OH）3；（6）10.0。【解析】（1）根据图示分析可知，为了提高粗铜渣的利用率，可采取的措施是增加反应时间，故答案为：增加反应时间；（2）CuO在“盐酸浸出”中和稀盐酸反应生成氯化铜和水，氧化铁和稀盐酸生成氯化铁和水，反应方程式为：CuO+2HCl＝CuCl2+H2O、Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；根据图象知，随着浸出时间的增加，Cu的浸出率相应的增加，浸出时间超过24h后，Cu的浸出率变化不明显，可知：最佳浸出时间为24h，故答案为：CuO+2HCl＝CuCl2+H2O或Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；24h；（3）操作Ⅰ是分离固体和液体，是过滤操作，过滤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，其中玻璃棒的作用是引流，故答案为：漏斗；引流。（4）H2O2有强氧化性，能把Fe2+氧化为Fe3+；调节溶液pH值时加入的物质能和氢离子反应且不能引进新的杂质，A能引进杂质，只有BC能和氢离子反应且不引进杂质；根据Fe3+完全转化为沉淀时的pH可知，pH在3.2至4.7时Fe3+完全转化为沉淀且铜离子不沉淀；故答案为：把Fe2+氧化为Fe3；BC；3.2至4.7；（5）操作2”包含过滤、洗涤滤渣、蒸发等多步实验基本操作，洗涤滤渣的目的是洗掉残留在滤渣表面的杂质离子，过滤后滤渣为红褐色固体，该滤渣是氢氧化铁，故答案为：洗掉残留在滤渣表面的杂质离子；Fa（OH）3；（6）设粗铜渣质量为x，根据质量守恒，64%x＝13.5t×，x＝10.0t；故答案为：10.0。二：提纯除杂类3．利用废镍催化剂（主要成分：Ni，还含有少量的FE.Cu等杂质）制备NiCO3的实验流程如下（虚线处部分流程略去）：已知：Na2CO3溶液能使无色酚酞溶液变红。碱性条件下NiSO4转化为Ni（OH）2沉淀。（1）实验前需要对废镍催化剂进行粉碎，其目的是。（2）“酸溶”中Fe与稀硫酸反应的化学方程式为。（3）“氧化”阶段发生的反应为H2O2+2FeSO4+H2SO4═Fe2（SO4）3+aH2O，则a＝。（4）“除铁”步骤中加入氨水调节pH，使Fe3+转化Fe（OH）3沉淀，将Fe（OH）3沉淀和NiSO4溶液分离的操作是，该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、。（5）“沉镍”是将Na2CO3溶液加入NiSO4溶液中生成NiCO3沉淀，反应的化学方程式为，属于反应（填基本反应类型）。该过程不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是。【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率；（2）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（3）2；（4）过滤，玻璃棒；（5）Na2CO3+NiSO4＝Na2SO4+NiCO3↓；复分解；碳酸钠溶液呈碱性，碱性条件下NiSO4转化为Ni（OH）2沉淀。【解析】（1）接触面积越大反应速率越快，因此实验前需要对废镍催化剂进行粉碎，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率；故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率；（2）铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和个数都不变，反应前氢原子是4个，反应后应该是4个，因此a＝2。故答案为：2；（4）将Fe（OH）3沉淀和NiSO4溶液分离的操作是过滤，该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；故答案为：过滤，玻璃棒；（5）Na2CO3与NiSO4反应生成生成NiCO3沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：Na2CO3+NiSO4＝Na2SO4+NiCO3↓；属于复分解反应；该过程不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是碳酸钠溶液呈碱性，若将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，生成Ni（OH）2沉淀，不能得到NiCO3。故填：Na2CO3+NiSO4＝Na2SO4+NiCO3↓；复分解；碳酸钠溶液呈碱性，碱性条件下NiSO4转化为Ni（OH）2沉淀。4．粗盐中除了含有NaCl外，还含有少量CaCl2.MgCl2，及泥沙等杂质，如图是常用粗盐精制的操作流程。回答下列问题：（1）操作a相当于实验室中的操作。（2）沉淀A的化学式为。（3）加入过量Na2CO3溶液的目的是。（4）若步骤①和步骤②的顺序颠倒，则最后所得的精盐水中还含有（填化学式）。（5）将得到的精盐水进一步蒸发，得到精盐。现用得到的精盐配制溶质质量分数为6%的氯化钠溶液50g，下列说法正确的是（填序号）。A.需用托盘天平称量精盐的质量为3g，量取水的体积为47mLB.需要用到的玻璃仪器有：烧杯、量筒、胶头滴管、细口瓶C.若使用量筒时俯视读数，其他操作均无任何差错，则所配的氯化钠溶液的溶质质量分数大于6%【答案】（1）过滤；（2）Mg（OH）2.CaCO3；（3）除去氯化钙和过量的氢氧化钙；（4）CaCl2；（5）AC。【解析】（1）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以操作a相当于实验室中的过滤操作；（2）氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以沉淀A的化学式为Mg（OH）2.CaCO3；（3）氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以加入过量Na2CO3溶液的目的是：除去氯化钙和过量的氢氧化钙；（4）若步骤①和步骤②的顺序颠倒，过量的氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，最后所得的精盐水中还含有CaCl2；（5）A.需用托盘天平称量精盐的质量为50g×6%＝3g，量取水的质量为50g﹣3g＝47g，体积为47mL，故正确；B.需要用到的玻璃仪器有：烧杯、量筒、胶头滴管、细口瓶、玻璃棒，故错误；C.若使用量筒时俯视读数，水的实际体积偏小，其他操作均无任何差错，则所配的氯化钠溶液的溶质质量分数大于6%，故正确。故选：AC。三.金属的回收利用5．废旧金属可回收利用，某化学兴趣小组用合金废料（含FE.Cu和Al）制取FeSO4溶液和回收金属铜，实验流程如图所示（部分生成物已略去）。已知：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑。（1）步骤A加入足量NaOH溶液目的是。（2）操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和（填仪器名称）。（3）步骤B发生反应的化学方程式为，该反应属于基本反应类型中的反应。（4）铝制品在空气中耐腐蚀的原因是。【答案】（1）除去合金中的铝；（2）漏斗；（3）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；置换；（4）铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。【解析】（1）铁、铜不能够与氢氧化钠反应，而铝能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，所以步骤A加入足量NaOH溶液目的是除去合金中的铝，故答案为：除去合金中的铝；（2）操作II将难溶性固体铜与硫酸亚铁溶液进行了分离，则操作II是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，故答案为：漏斗；（3）铜不能与稀硫酸反应，铁能够与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，即步骤B发生的反应是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故反应的化学方程式写为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；由化学方程式可知，该反应是一种单质与一种化合物生成另一种单质与另一种化合物的反应，符合置换反应的特点，属于置换反应；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；置换；（4）铝制品在空气中耐腐蚀的原因是铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，隔绝了铝与空气中氧气的接触，对内层的铝起保护作用，故答案为：铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。6．废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，随意丢弃既会造成资源浪费，也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜，设计并进行了如下实验。已知：Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O；不考虑金、银发生类似反应。（1）将电路板粉碎成粉末的目的是。（2）操作a是。滤液A中的溶质除了硫酸以外，还有（填化学式）。（3）步骤Ⅱ中的实验现象是。（4）步骤Ⅳ中反应的化学方程式是。（5）金属活动性Fe＞Cu，故可发生反应：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。非金属与金属类似，已知活动性Cl2＞Br2＞I2，请写出将Cl2通入NaBr溶液中发生反应的化学方程式：。【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率；（2）过滤；Al（SO4）3.FeSO4；（3）滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色；（4）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（5）Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2，故t答案为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2。【解析】（1）将电路板粉碎成粉末的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率；（2）操作a可以将固体和液体进行分离，其操作的名称是过滤；铝和铁的金属活动性强于氢，废旧手机的电路板中铝、铁能与过量的硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁，所以滤液A中的溶质除了硫酸以外，还有Al（SO4）3.FeSO4；故答案为：过滤；Al（SO4）3.FeSO4；（3）步骤Ⅱ中铜和过氧化氢、稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察到的现象是滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色，故答案为：滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色；（4）步骤Ⅳ中过量的铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，因此滤渣F中含有铁、铜，步骤IV中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（5）由题意可知，活动性Cl2＞Br2＞I2，将Cl2通入NaBr溶液中，Cl2与NaBr反应生成氯化钠和溴，反应的化学方程式为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2，故答案为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2。7．某金属冶炼厂的废渣中含有ZnO、Cu、S等物质，现欲从该废渣中回收铜，并制备硫酸锌晶体，其主要流程如下：已知：ZnO不与氧气反应；假定步骤②和步骤③中所有反应物质均恰好完全反应；ZnSO4溶解度随温度升高而增大。（1）将“废渣”粉碎的目的是。（2）产生的“废气”若直接排放到空气中，会造成的环境问题是；处理该废气用石灰浆不用石灰水，其原因是。（