中考化学三轮冲刺压轴题 专题05 化学工艺与流程图（讲练测）（含解析）

专题05化学工艺与流程图(讲练)考点设置名师点拨化学工艺与流程图生产工艺流程图(1)审题：圈出原料和产品(一般箭头前面的为原料，后面的是产品。若有回线，则该物质可以循环利用，如果既能作为原料参加反应，又是过程中的生成物，这样的物质也可以循环利用)；(2)推断物质，写出化学式或化学方程式；(3)注意除杂或者混合物的分离过程。涉及的分离操作通常有：过滤、蒸馏、分馏、蒸发结晶和降温结晶等。(4)若有超出考纲的内容，尝试在题目中寻找答案海水的综合利用工艺物资的提纯、除杂流程物质的回收利用与环境保护【考点一】生产工艺流程图【要点梳理】该考点常以“先进生产工艺”为情境，将化工生产过程中的主要生产阶段以生产流程的形式呈现出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题，在解题过程中要掌握工业中主要物质的分类和性质。此类题主要流程分为以下几步：(1)原料处理：①研磨：增大接触面积；②浸出：通过酸或碱溶解成溶液；③煅烧：高温加热。(2)除杂：①试剂除杂：利用化学反应加入相应的试剂；②氧化除杂：利用氧化剂；③调剂pH除杂：利用酸碱性。(3)分离提纯：过滤、蒸发、结晶、洗涤和烘干等。【典型例题】(2019•眉山)某矿石主要成分是MgO，含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图如图：回答下列问题：(1)步骤①和步骤②均用到的操作是。(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和(填离子符号)。(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：对应离子Fe3+Cu2+Mg2+开始沉淀时的pH1.94.29.1完全沉淀时的pH3.26.711.1步骤②加入熟石灰，调节溶液的pH范围为，固体C中所含成分的化学式为。(4)步骤③制得Mg(OH)2的化学方程式为。【答案】(1)过滤；(2)H+；(3)6.7～9.1，Cu(OH)2、Fe(OH)3；(4)MgCl2+Ca(OH)2＝CaCl2+Mg(OH)2↓。【解答】解：(1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以步骤①和步骤②均用到的操作是过滤；(2)盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，和氧化铜反应生成氯化铜和水，和氧化镁反应生成氯化镁和水以及盐酸是过量的，所以溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和H+；(3)由铁离子、铜离子沉淀时的pH值和镁离子开始沉淀的pH值可知，所以步骤②加入熟石灰，调节溶液的pH范围为6.7～9.1，固体C中所含成分的化学式为Cu(OH)2、Fe(OH)3；(4)氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，化学方程式为：MgCl2+Ca(OH)2＝CaCl2+Mg(OH)2↓。【变式训练】1．(2019•青岛)氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域，其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是BaCO3)制备氯化钡晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程，设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案，实验流程如图所示。(该毒重石样品所含杂质难溶于水，不与酸反应。(1)步骤①中发生反应的化学方程式为。(2)滤液Ⅱ是30℃时氯化钡的溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。(3)关于上述实验方案的相关内容，下列说法不正确的是(选填字母序号)。A、氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料C、可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石，制备氯化钡晶体D、步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少Ba2+环境的污染(4)某同学提出，步骤③将滤液Ⅰ浓缩时会产生气体污染物，其化学式为。为防止污染，需要对滤液Ⅰ处理后再浓缩。简述处理滤液Ⅰ的方法：。【答案】(1)BaCO3+2HCl═BaCl2+H2O+CO2↑。(2)饱和。(3)C。(4)HCl．加入适量的碳酸钡。【解答】解：(1)步骤①中发生反应是碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡和水以及二氧化碳，对应的化学方程式为BaCO3+2HCl═BaCl2+H2O+CO2↑。(2)滤液Ⅱ是过滤晶体得到，所以30℃时氯化钡的饱和溶液。(3)A、氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全。正确；B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料。正确；C、由于硫酸钡不溶于水也不和酸反应，所以不可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石，制备氯化钡晶体。错误；D、步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少Ba2+环境的污染。正确；故选：C。(4)某同学提出，步骤③将滤液Ⅰ浓缩时会产生气体污染物，是因为盐酸过量，浓缩时挥发出氯化氢气体，其化学式为HCl．为防止污染，需要对滤液Ⅰ处理后再浓缩。为避免引入新的杂质，所以可以用适量的碳酸钡。处理滤液Ⅰ的方法：加入适量的碳酸钡。2．(2018•昆明)金属钛被用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成份为FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如下：(1)反应①的化学方程式为。(2)TiO2与焦炭(C)和Cl2在高温下反应，该反应中C和Cl2按质量比为12：71的比例参加反应，相应的化学方程式为。(3)反应②的产物除红色固体A外，还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体。则该反应的化学方程式为。【答案】H2TiO3H2O+TiO2；TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。【解答】解：(1)反应①中，H2TiO3分解生成水和二氧化钛，反应的化学方程式为：H2TiO3H2O+TiO2。故填：H2TiO3H2O+TiO2。(2)该反应中C和Cl2按质量比为12：71的比例参加反应，则碳和氯气的物质的量之比为：：＝1：1，相应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。故填：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。(3)反应②中的红色固体是氧化铁，两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体是二氧化硫和三氧化硫，则该反应的化学方程式为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。故填：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。【考点二】海水的综合利用工艺【要点梳理】主要包括海水中提取淡水、食盐、金属镁、溴等物质。1.粗盐提纯：粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，以及可溶性杂质如：Ca2+、Mg2+、SO42-等可溶性杂质。不溶性杂质可以用过滤的方法除去，步骤为：溶解、过滤、蒸发；可溶性杂质中的Ca2+、Mg2+、SO42-则可通过加入BaCl2、NaOH和Na2CO3溶液生成沉淀而除去，最后蒸发水分得到较纯净的精盐。提纯步骤如下：(1)溶解；(2)加入过量BaCl2溶液去除SO42；(3)加入过量NaOH溶液去除Mg2+；(4)加入过量Na2CO3溶液去除Ca2+及BaCl2中的钡离子(加入BaCl2溶液和Na2CO3溶液的顺序不能颠倒)；(5)过滤；(6)向滤液中加入适量HCl除去过量NaOH、Na2CO3；(7)蒸发结晶。2.海水提镁Ca(OH)2的生成：CaCO3===CaO+CO2↑(分解反应)CaO+H2O==Ca(OH)2(化合反应)MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2(复分解反应)Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O(复分解反应)MgCl2通电Mg+Cl2↑(分解反应)【典型例题】(2018•枣庄)海洋是个巨大的宝藏。人类利用海洋化学资源大体上经历了如图1所示几个阶段。(1)海水经日晒蒸发水分，变为饱和溶液，再晒析出食盐，这一过程叫，这样得到的是“粗盐”，不仅含有泥沙，还含有Ca2+、SO42﹣、Mg2+等为去除三种杂质离子，可向粗盐水中依大加入过量的(填化学式)，过滤去除沉淀后再加入适量盐酸，将溶液调至中性。(2)氯碱工业基本流程(图2)：由图示可知工艺中可循环利用的物质是。(3)海水提镁流程：，写出其中任一个反应的化学方程式，提取氯化镁历经a、b两步转换的目的是。(4)下列方法中能淡化海水的是(填字母)。A．过滤法B．沉淀法C．多级闪急蒸馏法D．分解法【答案】(1)蒸发结晶；BaCl2、NaOH、Na2CO3；(2)NaCl；(3)MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2；获得比较纯净的氧化镁；(4)C。【解答】解：(1)海水经日晒蒸发水分，变为饱和溶液，再晒析出食盐，这一过程是蒸发水分析出晶体，叫蒸发结晶，这样得到的是“粗盐”，含有Ca2+、SO42﹣、Mg2+等为去除三种杂质离子，要除去这些杂质离子，加入的试剂要注意后加入的试剂需要把先加入的过量的试剂除去，故可向粗盐水中依大加入过量的BaCl2、NaOH、Na2CO3；过滤去除沉淀后再加入适量盐酸，将溶液调至中性。故填：蒸发结晶；BaCl2、NaOH、Na2CO3；(2)根据图示可以看出，该工艺中可循环利用的物质是氯化钠，故填：NaCl。(3)海水提镁中氯化镁能与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2，提取氯化镁历经a、b两步转换是为了获得比较纯净的氧化镁，故填：MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2；获得比较纯净的氧化镁。(4)多级闪急蒸馏法能淡化海水，故填：C。【变式训练】(2018•大庆)从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等)，必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图。有关该流程说法错误的是()A．不溶性杂质主要是泥沙 B．过滤时玻璃棒的作用是搅拌，以便加快过滤速度 C．蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干 D．操作①②③依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液【答案】B【解答】解：A、由题意，粗盐中含有不溶性杂质(泥沙等)，则不溶性杂质主要是泥沙，故选项说法正确。B、过滤时玻璃棒的作用是引流，故选项说法错误。C、蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干，故选项说法正确。D、镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可溶液以将镁离子沉淀；硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀；至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都可以；钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入过量的碳酸钠溶液转化为沉淀，但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氯化钡溶液之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡；操作①②③依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，故选项说法正确。故选：B。【考点三】物质的提纯、除杂流程【要点梳理】1.分离与提纯的两种方法：①物理方法主要有过滤法、结晶法、蒸馏法和吸附法等，对于结晶法主要有蒸发结晶(适用于溶解度受温度影响不大的物质，如氯化钠中含有少量硝酸钾时提纯氯化钠用蒸发结晶法)、降温结晶(冷却热饱和溶液，适用于溶解度随温度降低而明显减小的物质，如硝酸钾中含有少量氯化钠时提纯硝酸钾可用降温结晶法)、升温结晶(适用于溶解度随温度升高而减小的物质，如从石灰水中分离出氢氧化钙)。②化学方法主要有气化法、沉淀法、置换法、溶解法、加热法等。2.分离与提纯的两种操作：过滤和蒸发。【典型例题】(2019•河南)为除去氯化钠中的泥沙和CaCl2、MgCl2、Na2SO4杂质，某化学兴趣小组的同学先将粗盐样品溶解、过滤，除去泥沙后，取粗盐水按以下流程进行实验探究。(1)溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是。(2)写出一个加入Na2CO3溶液时所发生反应的化学方程式。(3)上述流程中，若将过滤和加盐酸的操作顺序颠倒，所得精盐产品中含哪些杂质？(BaSO4不溶于水，也不溶于酸)【答案】玻璃棒；Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl或BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；氯化钙、氯化镁、氯化钡。【解答】解：(1)溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是玻璃棒。故填：玻璃棒。(2)加入Na2CO3溶液时，碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠，和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，发生反应的化学方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl，BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。故填：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl或BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。(3)上述流程中，若将过滤和加盐酸的操作顺序颠倒，盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，和氢氧化镁反应生成氯化镁和水，和碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳，所得精盐产品中杂质有氯化钙、氯化镁、氯化钡。故答案为：氯化钙、氯化镁、氯化钡。【变式训练】(2018•常州)氯化钠是重要的化工原料，氯碱工业生产的一种流程如图：(1)从“海水→粗盐→精盐”的过程包括溶解、过滤、蒸发等实验操作，实验室中上述3种操作都需要使用的仪器是(填名称)(2)“食盐水”中常含有NaCl、MgCl2、CaCl2等物质，“精制”过程中加入NaOH的目的是。(3)写出“电解槽“中发生反应的化学方程式，流程中可以循环使用的物质有(填化学式)(4)氯碱工业生产的碱样品中常含有Na2CO3和NaCl等杂质，用“离子交换膜法”生产的碱样品质量主要标准如下表所示等级氢氧化钠含量碳酸钠含量优等品≥99.0%≤0.5%一等品≥98.5%≤0.8%合格品≥98.0%≤1.0%①你认为碱样品中含有Na2CO3的原因是，检验碱样品中是否含有Na2CO3，下列试剂中可选择使用的是a．酚酞b．稀盐酸c。澄清石灰水②李老师设计和完成了如下实验来判断碱样品的等级。称取20.3g碱样品，加足量水溶解，再加入足量的氯化钡溶液，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液；将滤渣洗涤，干燥得到碳酸钡(BaCO3)固体0.197g；向滤液中加入几滴酚酞，再逐滴加入稀盐酸至恰好完全反应，共消耗溶质质量分数为5%的稀盐酸365g。该碱样品的等级是(不考虑其他杂质参加反应)【答案】(1)玻璃棒；(2)除去粗盐中的氯化镁；(3)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；NaCl和NaOH；(4)①氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠；bc；②一等品。【解答】解：(1)溶解、过滤、蒸发等实验操作中都需要使用的仪器是玻璃棒，故填：玻璃棒；(2)“精制”过程中加入NaOH可以与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，可以除去氯化镁，故填：除去粗盐中的氯化镁。(3)“电解槽“中氢氧化钠和水通电分解生成氢氧化钠、氯气和氢气，发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，流程中可以循环使用的物质是NaCl和NaOH，故填：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；NaCl和NaOH；(4)①碱样品中含有Na2CO3的原因是因为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，检验碱样品中是否含有Na2CO3，a．酚酞不能选，因为氢氧化钠和碳酸钠都是呈碱性的；b．稀盐酸能与碳酸钠反应产生气体，具有选用；c．澄清石灰水能与碳酸钠反应产生白色沉淀，可以选铜；故填：氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠；bc；②由于碱样品中含碳酸钠、氯化钠，故根据碳酸钡计算碳酸钠的质量计算的结果不如计算氢氧化钠的质量准确，设氢氧化钠的质量为xHCl+NaOH═NaCl+H2O36.540365g×5%xx＝20g故氢氧化钠的质量分数为：≈98.5%故是一等品；故填：一等品。【考点四】废旧金属的回收利用【要点梳理】废旧金属的回收利用类流程题主要是突出绿色化学的理念，变废为宝。解答此类题目首先要掌握好常见金属(重点是铁)、酸、碱、盐的化学性质和常见盐的溶解性，记住金属活动性顺序，要掌握好复分解反应、置换反应(铁单质与硫酸铜溶液生成亚铁盐的反应是考查的重点)、化合反应、分解反应等四大基本反应类型；最后掌握过滤(过滤时所用的仪器、玻璃棒的作用是考查的重点)、结晶(蒸发结晶和降温结晶的区别)等实验基本操作。【典型例题】(2019•大庆)某化学兴趣小组的同学想从含有A12(SO4)3、CuSO4的废液中回收金属铜，设计流程如图：(1)过滤操作中用到的所有玻璃仪器为。(2)I中有关反应的化学方程式。(3)溶液B中所含的溶质是；固体A的成分是。(均填化学式)(4)Ⅱ中加入过量的稀硫酸的目的是。【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯；(2)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；(3)Al2(SO4)3、FeSO4；Cu、Fe；(4)使铁完全反应。【解答】解：(1)过滤操作中用到的所有玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯。故填：漏斗、玻璃棒、烧杯。(2)I中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。故填：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。(3)溶液B中所含的溶质是没有反应的Al2(SO4)3、反应生成的FeSO4；固体A的成分是反应生成的Cu、过量的Fe。故填：Al2(SO4)3、FeSO4；Cu、Fe。(4)Ⅱ中加入过量的稀硫酸的目的是使铁完全反应。故填：使铁完全反应。【变式训练】(2019•镇江)用废铜屑生产硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)的流程如下：(1)“溶解”时需要加热，但温度不宜过高，原因是。(2)“系列操作”包括：除杂、蒸发浓缩、、过滤等。过滤时用到的玻璃仪器有烧杯，漏斗、。(3)“洗涤”时为减少晶体损失，最好选用(选填序号)。a．热水b．冰水c.95%的酒精溶液【答案】(1)减少过氧化氢的分解；(2)降温结晶，玻璃棒；(3)c。【解答】解：(1)过氧化氢溶液在加热的条件下会分解，所以“溶解”时需要加热，但温度不宜过高，原因是：减少过氧化氢的分解；(2)从硫酸铜溶液中得到晶体的方法是降温结晶，所以“系列操作”包括：除杂、蒸发浓缩、降温结晶、过滤等，过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(3)“洗涤”时为减少晶体损失，最好选用95%的酒精溶液，故选：c。1．(2019•东营)碳酸钡是工业上一种重要的化工产品，以下是某工厂用含二氧化硅杂质的碳酸钡原料来生产碳酸钡的工艺流程，请你根据流程回答下列问题(说明：操作B为洗涤，干燥)(1)生产流程中为节约成本，生成的气体B直接应用于流程中，其气体B是。(2)操作A的名称为。(3)流程中溶液A中含有的溶质有(写化学式)。(4)写出反应室中有关反应的化学方程式(任意一个即可)。(5)写出电解氯化钠溶液的化学方程式。【答案】(1)二氧化碳。(2)过滤。(3)BaCl2和HCl。(4)Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl或者NaOH+HCl＝NaCl+H2O或者2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。(5)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。【解答】解：(1)生产流程中为节约成本，生成的气体B直接应用于流程中，气体B是含二氧化硅杂质的碳酸钡和盐酸反应得到的气体，而二氧化硅和盐酸不反应，所以气体B是碳酸钡和盐酸反应生成的二氧化碳。(2)操作A分离得到固体和液体，所以为过滤。(3)流程中溶液A是二氧化硅杂质的碳酸钡和过量的盐酸反应得到的溶液，所以含有的溶质有生成的氯化钡以及剩余的盐酸，对应的化学式为BaCl2和HCl。(4)写出反应室中有关反应的化学方程式(任意一个即可)Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl或者NaOH+HCl＝NaCl+H2O或者2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。(5)根据图可知电解氯化钠溶液生成氢氧化钠以及氢气和氯气(根据质量守恒定律推得)，则对应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。2．(2018•莱芜)碳酸亚铁(FeCO3)是制取补血剂的原料，以下是用黄铜矿废液[溶质成份为Fe2(SO4)3、CuSO4及H2SO4]为原料，制备碳酸亚铁并回收铜的生产流程示意图：已知：①Fe与Fe2(SO4)3溶液能发生反应生成FeSO4②溶液B中只有一种溶质(1)步骤1中，试剂A为，加入过量A的目的是；反应过程中观察到的现象之一是有红色固体析出，写出该反应的化学方程式。(2)操作a的名称：。(3)步骤Ⅱ中，试剂C的化学式可能为。(4)步骤Ⅲ的目的是：除去“不溶物”中的另一种金属，回收得到纯净、干燥的铜。用化学方法回收铜的操作步骤为：加入过量的、过滤、、干燥；回收铜的物理方法为。【答案】(1)铁；使废液中Fe2(SO4)3、CuSO4及H2SO4全部转化为硫酸亚铁；Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。(2)过滤。(3)Na2CO3等可溶性碳酸盐。(4)稀盐酸等酸；洗涤；磁铁吸附。【解答】解：(1)由于最终制备碳酸亚铁和铜，所以为避免引入新的杂质，步骤1中，试剂A为铁，加入过量A的目的是使废液中Fe2(SO4)3、CuSO4及H2SO4全部转化为硫酸亚铁；反应过程中观察到的现象之一是有红色固体析出，是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，对应的化学方程式Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。(2)操作a实现了固体和液体的分离，属于过滤。(3)步骤Ⅱ中是硫酸亚铁和C转化生成碳酸亚铁，根据质量守恒定律以及复分解反应关于反应物的条件“有酸可不溶，无酸需都溶”，所以试剂C的化学式可能为Na2CO3等可溶性碳酸盐。(4)由于不溶物为生成的铜和剩余的铁的混合物，所以步骤Ⅲ的目的是：除去“不溶物”中的铁，回收得到纯净、干燥的铜。用化学方法回收铜的操作步骤为：加入过量的稀盐酸等酸、过滤、洗涤、干燥；回收铜的物理方法为磁铁吸附。3．(2019•湘潭)某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌，并对硫进行环保处理，主要步骤如图所示：已知：加热的条件下，Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。(1)烟泥最初处理需要除油污，用洗涤剂除油污的过程中发生了现象。步骤①产生的废气B中，一定含有的有害气体是(填化学式)。环保处理最好釆用的试剂是(填字母序号)。A、浓硫酸B、食盐水C、石灰乳(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式，它属于基本反应类型中的反应。(3)步骤③和④中主要操作的名称是。(4)我国古代制得了一种外观似金子的锌和铜的合金，也就是黄铜，它的硬度比纯铜(填“高”或者“低”)。(5)取少量的溶液C，往其中加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定没有(填字母序号)。A、硫酸镁B、硫酸锌C、硫酸铜D、硫酸铜和硫酸锌【答案】(1)乳化，SO2，C；(2)Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4，置换；(3)过滤；(4)高；(5)C。【解答】解：(1)用洗涤剂除油污的过程中发生了乳化现象，硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，所以步骤①产生的废气B中，一定含有的有害气体是SO2，二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水，所以环保处理最好釆用的试剂是石灰乳，故选：C；(2)锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，化学方程式为：Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4，该反应属于置换反应；(3)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以步骤③和④中主要操作的名称是过滤；(4)合金的硬度比组成其纯金属的硬度大，所以黄铜的硬度比纯铜高；(5)滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则说明滤渣中一定含有锌，而不一定含有镁，锌可能被完全置换出来，也可能部分被置换出来，则溶液中一定不含有硫酸铜，而可能含有硫酸锌，故选：C。4．(2019•南通)氧化镁在医药等行业应用广泛。实验室以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3等)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)为了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：适当升高温度、。MgCO3与盐酸反应的化学方程式为。(2)“氧化”过程中。FeCl2转化为FeCl3，该反应属于基本反应类型中的。(3)“沉淀”时需严格控制NaOH溶液的用量，其目的是。(4)“滤液”中的溶质主要是MgCl2和。【答案】(1)适当增大盐酸浓度(或边加盐酸边搅拌、增加酸浸时间)；MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑；(2)化合反应；(3)确保FeCl3全部转化成沉淀，MgCl2不转化成沉淀；(4)NaCl。【解答】解：(1)为了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：适当升高温度、适当增大盐酸浓度、边加盐酸边搅拌、增加酸浸时间。碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑。(2)FeCl2转化为FeCl3，是氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。(3)氢氧化钠溶液与氯化镁、氯化铁反应均能生成沉淀，“沉淀”时需严格控制NaOH溶液的用量，其目的是确保FeCl3全部转化成沉淀，MgCl2不转化成沉淀。(4)氢氧化钠溶液与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，则“滤液”中的溶质主要是MgCl2和NaCl。专题05化学工艺与流程图(测试)一、选择题1．(2019•白银)以空气等为原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程(部分产物略去)如图所示，下列说法不正确的是（）A．X是N2 B．分离空气属于物理变化 C．尿素属于氮肥 D．煤与氧气的反应吸收热量【答案】D【解答】解：A、X是从空气中分离出来的，能与氢气反应生成氨气，则X是N2，故选项说法正确。B、分离空气是利用的液态氮和液态氧沸点的不同，属于物理变化，故选项说法正确。C、尿素中含有氮元素，属于氮肥，故选项说法正确。D、煤与氧气反应属于放热反应，放出大量的热，故选项说法错误。故选：D。2．(2019•营口)粗盐中常含有MgCl2、CaC12、Na2SO4及泥沙等杂质，常用下面的流程进行提纯。下列说法正确的是()A．加入试剂a的顺序可以是过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液，BaCl2溶液 B．加入试剂a后，将混合物过滤，得到的沉淀中除泥沙外还含有3种不溶物 C．向溶液Ⅰ中加入的盐酸也可以是过量的 D．操作b的名称为过滤【答案】C【解答】解：A、加入试剂a的顺序不能是过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液，BaCl2溶液，这是因为过量的氯化钡不能除去，该选项说法不正确；B、加入试剂a后，将混合物过滤，得到的沉淀中除泥沙外还含有4种不溶物，即氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡，该选项说法不正确；C、向溶液Ⅰ中加入的盐酸也可以是过量的，这是因为盐酸易挥发，随着蒸发氯化氢会挥发出去，该选项说法正确；D、操作b的名称为蒸发，该选项说法不正确。故选：C。3．(2019•大庆)海水中镁元素的总储量约为2.1×1015t，可用于生产金属镁，目前世界生产的镁60%来自海水。利川用海水提取镁的工业流程如图所示。下列说法错误的是()A．沉淀槽中总的化学方程式为：MgCl2+CaO+H2O＝Mg(OH)2↓+CaCl2 B．在上述流程中，元素的化合价均没有发生变化 C．反应器中发生的化学反应类型为中和反应 D．由贝壳制取生石灰的反应条件是高温【答案】B【解答】解：A．先是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：CaO+H2O＝Ca(OH)2；然后氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钙，化学方程式为：MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2，故总反应的化学方程式为：MgCl2+CaO+H2O＝Mg(OH)2↓+CaCl2，故A正确；B．在上述流程中氯化镁通过一系列的变化生成了镁，在氯化镁中镁元素的化合价为+2价，在镁中镁元素的化合价为0，故B错误；C．反应器中氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，符合中和反应的特征是中和反应，故C正确；D．贝壳的主要成分是碳酸钙，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳的条件是高温，故D正确。故选：B。4．(2019•镇江)已知CaSO4+(NH4)2CO3＝CaCO3↓+(NH4)2SO4．如图为模拟烟气处理并得到轻质CaCO3的主要流程。下列说法正确的是()A．净化时用石灰乳而不用石灰水，是为了充分吸收SO2 B．净化时反应的化学方程式：Ca(OH)2+SO2+O2＝CaSO4+H2O C．沉淀时应先通入CO2后，再通入NH3，有利于CaCO3的生成 D．由沉淀池中发生的反应可知，溶解性：CaSO4＞CaCO3【答案】AD【解答】解：A．氢氧化钙微溶于水，为了吸收更多的二氧化硫，净化时用石灰乳而不用石灰水，故正确；B．净化过程中，氢氧化钙、二氧化硫和氧气反应生成硫酸钙和水，化学方程式为2Ca(OH)2+2SO2+O2＝2CaSO4+2H2O，故错误；C．氨气极易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以沉淀时应先通入氨气，溶液显碱性，就能够吸收更多的二氧化碳气体，有利于CaCO3的生成，故错误；D．沉淀池中的反应原理为：硫酸钙、氨气和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵，说明溶解性：CaSO4＞CaCO3，故正确。故选：AD。5.(2018•湖北黄冈)金属钨(W)可做白炽灯泡的灯丝。用黑钨矿［主要含有FeWO4(钨酸亚铁)］制得金属钨(W)的工艺流程如下图所示:其主要反应原理如下：①4FeWO4＋4Na2CO3＋O24Na2WO4＋2Fe2O3＋4CO2②Na2WO4＋2HCl(热浓)＝H2WO4＋2NaCl③H2WO4H2O＋WO3

④3H2＋WO3W＋3H2O下列说法不正确的是()A.反应③属于分解反应B.反应①②③④的产物都有氧化物C.反应①④中有元素的化合价发生改变D.为加快反应的速率，可将黑钨矿石碾成粉末【答案】B【解析】A、反应③是由一种物质生成两种物质，属于分解反应，故正确；B、由①②③④的化学方程式可知，在反应②中的生成物中没有氧化物，故错误；C、反应①中铁、氧的化合价从+2、0变成+3、-2；反应④中氢、钨的化合价从0、+6变成+1、0，故正确；D、将黑钨矿石碾成粉末，可增大物质间接触面积，反应速率加快，故正确。故选B。二、填空题6．(2019•重庆)某兴趣小组同学设计了以下流程对铜矿冶炼铜时得到的一种黑色固体进行探究。(1)分离出白色沉淀的操作Ⅰ的名称是。(2)红色固体为单质，无色气体能使澄清石灰水变浑浊，则反应①的化学方程式为。(3)反应②的化学方程式为。(4)反应③恰好完全反应，则溶液A中的溶质为(填化学式)。【答案】(1)过滤。(2)2CuO+C2Cu+CO2↑。(3)CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O。(4)HCl和CuCl2。【解答】解：(1)操作Ⅰ分离出白色沉淀和溶液，所以是过滤。(2)红色固体为单质，无色气体能使澄清石灰水变浑浊，是黑色的氧化铜和碳在高温下生成铜和二氧化碳，对应的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑。(3)反应②是氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，对应的化学方程式为CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O。(4)反应③恰好完全反应，由于蓝色溶液含有硫酸铜和剩余的硫酸，所以加入氯化钡恰好完全反应生成氯化铜和HCl，则则溶液A中的溶质的化学式为HCl和CuCl2。7．(2019•泰州)钼是一种重要的金属，用它制成的合金有良好的机械性能，在工农业生产和国防上都有广泛的用途。如图是利用钼矿石(主要成分为MoS2)制备金属钼的流程图：信息：MoO3+3H2Mo+3H2O请回答下列问题：(1)反应①常将钼矿石粉碎，目的是；MoO3中钼元素的化合价为。(2)操作Ⅰ的名称是；常用NaOH溶液吸收反应①的尾气，化学方程式为。(3)制得19.2吨金属钼，理论上至少需含MoO380%的粗产品多少吨？请写出计算过程。注：粗产品杂质中不含钼元素【答案】(1)提高转化速率和转化率；+6。(2)过滤；2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O。(3)36t。【解答】解：(1)反应①常将钼矿石粉碎，由于反应物接触面积越大反应越快，转化率越高，所以目的是提高转化速率和转化率；MoO3中氧元素的化合价为﹣2价，根据化合物中正负化合价的代数和为零可得钼元素的化合价为+6。(2)操作Ⅰ得到固体和液体，所以是过滤；常用NaOH溶液吸收反应①的尾气，是二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，对应的化学方程式为2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O。(3)设制得19.2吨金属钼，理论上至少需含MoO380%的粗产品的质量为xMoO3+3H2Mo+3H2O1449680%x19.2t＝x＝36t8．(2019•常州)我国煤炭资源丰富。目前人们除了将煤作为燃料外，更是重要的化工原料。工业上以煤和空气为原料生产尿素[CO(NH2)2]的一种流程如图：(1)从液态空气中分离出N2的过程属于(填“物理”或“化学”)变化。(2)在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎，这样做的目的是。(3)水煤气在铜催化下实现CO的转化：CO+H2OCO2+X，其中X的化学式为。(4)上述流程中合成尿素的同时还有水生成，该反应的化学方程式为。(5)实际生产中，N2和H2不可能全部化为NH3．上述流程中可以循环利用的物质有、、。(6)以CO2和H2为原料还可合成液体燃料乙醇(C2H6O)，该过程可用化学方程式表示为：2CO2+6H2C2H6O+3H2O．已知：每克燃料完全燃烧数出的热量叫做热值物质煤乙醇热值/kJ•g﹣1约3330若将含12g的碳的煤为原料合成的乙醇完全燃烧。理论上最多可放出690kJ的热量，从而提高了煤的利用效率。【答案】(1)物理；(2)增大煤与水的接触面积，使反应更快更充分；(3)H2；(4)CO2+2NH3═CO(NH2)2+H2O；(5)H2O、N2、H2；(6)690。【解答】解：(1)从液态空气中分离出N2的过程中没有新物质生成，属于物理变化；(2)在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎，这样做的目的是：增大煤与水的接触面积，使反应更快更充分；(3)化学反应前后元素种类不变，原子个数不变，所以水煤气在铜催化下实现CO的转化：CO+H2OCO2+X，其中X的化学式为：H2；(4)二氧化碳和氨气反应生成尿素和水，化学方程式为：CO2+2NH3═CO(NH2)2+H2O；(5)既是反应物也是生成物的物质可以循环使用，所以上述流程中可以环利用的物质有：H2O、N2、H2；(6)理论上最多可放出的热量为：12g÷×30＝690kJ。9．(2019•株洲)氧化锌软膏可用于急性或亚急性皮炎、湿疹、痱子及轻度、小面积的皮肤溃疡。闪锌矿(主要成分为ZnS)是含锌的主要矿物质之一，高温煅烧闪锌矿生成氧化锌和SO2，以氧化锌产品为原料制备纯氧化锌的生产工艺流程如图：(1)已知A为碳酸锌和硫酸钠的混合物，则滤渣2的化学式为。(2)上述步骤中，步骤⑥的操作是(填操作名称)。(3)在上述步骤中，步骤发生的反应属于分解反应。(4)步骤④中发生的反应化学方程式为(提示：ZnO与酸反应和Fe2O3与酸反应类似)。【答案】(1)ZnCO3。(2)过滤。(3)⑦。(4)ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O。【解答】解：(1)由于滤渣2分解为氧化锌，所以滤渣2的化学式为ZnCO3。(2)上述步骤中，步骤⑥得到滤渣和滤液，所以是过滤。(3)在上述步骤中，步骤⑦发生是碳酸锌受热分解为氧化锌和二氧化碳，所以属于分解反应。(4)步骤④中发生氧化锌和硫酸能反应生成硫酸锌和水，对应的反应化学方程式为ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O。10．(2018•广州)氧化锌(ZnO)可作为紫外线吸收剂应用于化妆品中，其一种生产工艺如图(1)推测草酸的化学式是；(2)“沉锌”过程中发生复分解反应，反应的化学方程式是(3)“操作A”的名称是过滤；实验室常用的研磨仪器是；(4)“高温灼烧”时草酸锌分解，反应的化学方程式是。【答案】(1)H2C2O4；(2)ZnCl2+(NH4)2C2O4═ZnC2O4↓+2NH4Cl；(3)过滤；研钵；(4)ZnC2O4ZnO+CO2↑+CO↑。【解答】解：(1)根据草酸铵、草酸锌的化学式可知草酸根的化合价是﹣2价，草酸是草酸根与氢结合，所以草酸的化学式是H2C2O4；(2)氯化锌和草酸铵反应生成草酸锌和氯化铵，所以方程式是：ZnCl2+(NH4)2C2O4═ZnC2O4↓+2NH4Cl；(3)把沉淀和溶液分开，属于过滤；用研钵来研磨物质；(4)草酸锌分解后生成氧化锌和气体混合物，反应前后元素种类不变，所以生成的混合气体是二氧化碳和一氧化碳，所以方程式是：ZnC2O4ZnO+CO2↑+CO↑。11.(2019•攀枝花)从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl，还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质SiO2．从该矿物中提取KCl的流程如图：回答下列问题：(1)滤渣I的主要成分是。(2)Y溶液中溶质的化学式为。(3)向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是。(4)蒸发溶液得到KCl固体的过程中，要用玻璃棒不断搅拌，目的是。【答案】(1)硫酸钡、氢氧化镁。(2)K2CO3。(3)除去溶液中的氢氧化钾和碳酸钾。(4)防止因局部温度过高，造成液体飞溅。【解答】解：(1)X溶液为硫酸镁和氯化钙的混合物，所以加入过量的氢氧化钡，生成的沉淀为硫酸钡和氢氧化镁，所以滤渣I的主要成分是硫酸钡、氢氧化镁。(2)滤液I含有氢氧化钡以及氯化钙，当然主要成分是氯化钾，所以要去除氢氧化钡和氯化钙，需要加入碳酸钾，这样去除杂质而不引入新的金属离子，所以Y溶液中溶质的化学式为K2CO3。(3)由于加入的碳酸钾过量，同时碳酸钾和氢氧化钡反应生成氢氧化钾，所以向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是除去溶液中的氢氧化钾和碳酸钾。(4)蒸发溶液得到KCl固体的过程中，要用玻璃棒不断搅拌，目的是防止因局部温度过高，造成液体飞溅。12.(2019昆明中考)碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)类比CO2与NaOH的反应，写出“碱浸”时发生反应的化学方程式______。

(2)滤液1中的两种溶质是H2SO4和______(填化学式)。

(3)上述工艺流程中设计“废渣→…→TeO2”的目的是______。

(4)“酸溶”后，在TeCl4溶液中通入SO2，反应生成碲和初中化学中两种常见的酸，则该反应的化学方程式是______。【答案】(1)TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O；(2)Na2SO4；(3)将TeO2进行提纯富集；

(4)4H2O+TeCl4+2SO2=Te+4HCl+2H2SO4。【解析】解：(1)二氧化碲和二氧化碳的性质相似，二氧化碲和氢氧化钠反应生成亚碲酸钠和水，化学方程式为：TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O；

(2)氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，亚碲酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碲，所以滤液1中的两种溶质是H2SO4和Na2SO4；

(3)上述工艺流程中设计“废渣→…→TeO2”的目的是：除去杂质，提纯二氧化碲；

(4)四氯化碲、水、二氧化硫反应生成碲、盐酸和硫酸，化学方程式为：4H2O+TeCl4+2SO2=Te+4HCl+2H2SO4。

13.(2019济宁中考)我国科学家侯德榜在氨碱法的基础上创立了更为先进的联合制碱法(候氏制碱法)，其生产流程简明如图1：

请读识流程图并回答下面问题：

(1)写出沉淀池中发生反应的化学方程式______；

(2)上述流程中气体X的化学式是______；

(3)沉淀池中晶体转移至焙烧炉时用到操作①，操作①的名称是______。【答案】NaCl+H2O+NH3+CO2=NH4Cl+NaHCO3

CO2

过滤

【解析】解：(1)沉淀池中氯化钠和水和氨气和二氧化碳反应生成氯化铵和碳酸氢钠；故答案为：NaCl+H2O+NH3+CO2=NH4Cl+NaHCO3；

(2)上述流程中气体X是二氧化碳；故答案为：CO2；

(3)沉淀池中晶体转移至焙烧炉时用到操作①，操作①的名称是过滤；故答案为：过滤；

由题目的信息可知，(1)沉淀池中氯化钠和水和氨气