工业流程题-三年（2019-2021）中考真题化学分项汇编（解析版）

专题10工业流程题

一.解答题

1（2021•南京）金属材料在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的用途。

（1）钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含

碳量（填“大于”或“小于”）钢的含碳量。

（2）在钢中加入不同的合金元素可以提高其性能，例如，加入鹤可以增强合金钢的耐磨

性等。用黑鸨矿制备鸨的过程如图所示:

（注：铐酸是难溶于水的黄色固体。）

①鸨酸钠中鸨元素的化合价为。

②填写下表。

步骤化学方程式基本反应类型

II复分解反应

III分解反应

IV____________

【答案】（1）大于。（2）①+6。

②2HCl+Na2WO4=2NaCl+H2WO4J；H2WO4-向皿WO3+H2O；WO3+3H2-上皿

W+3H20；置换反应。

【解析】

解：（1）生铁含碳量是2%-4.3%,钢含碳量是0.03%-2%,因此生铁的含碳量大于钢

的含碳量。

故填：大于。

（2）①鸨酸钠中氢元素化合价是+1,氧元素化合价是-2,根据化合物中元素化合价代

数和为零可知，鹄元素的化合价为+6。

故填：+6。

②鸨酸钠和盐酸反应生成鸨酸和氯化钠，反应的化学方程式：2HCl+Na2WO4=

2NaCI+H2WO4I;

吉洱

高温条件下铝酸分解生成三氧化鸨和水，反应的化学方程式：H2WQ4mWO3+H2O；

高温条件下三氧化鸨和氢气反应生成铝和水，是置换反应，反应的化学方程式：WO3+3H2

吉泪

向皿W+3H20。

故填：2HCl+Na2WO4=2NaCl+H2WO4I；H2WO4同皿WO3+H2O；\¥。3+3也尸皿

W+3H20；置换反应。

2.（2021•宿迁）海洋是一个巨大的资源宝库。海水资源综合利用的部分途径如图。

已知：粗盐中的杂质有泥沙、MgC12、CaC12,流程中部分操作及试剂已省略。

（1）试剂X的作用是除去粗盐中的Ca2+,则试剂X为（填化学式）。

（2）“操作1”中玻璃棒的作用是，“操作2”的名称为

（3）滤渣中除泥沙外，还含有。

（4）实际生产中，步骤1常选用作为沉淀剂。

（5）步骤2需电解状态的MgCk以获得金属镁。

【答案】（1）Na2c03；

（2）引流；蒸发；

（3）氢氧化镁、碳酸钙；

（4）氢氧化钙；

（5）熔融。

【解析】

解：（1）碳酸根离子和钙离子反应生成碳酸钙沉淀，所以试剂X的作用是除去粗盐中的

Ca2+,试齐ijX为Na2CO3；

（2）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，蒸发可以将晶体从溶液中分离出来，所

以“操作1”中玻璃棒的作用是引流，“操作2”的名称为蒸发；

（3）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化

镁沉淀和氯化钠，滤渣中除泥沙外，还含有氢氧化镁、碳酸钙：

（4）氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，所以实际生产中，步骤1常选

用氢氧化钙作为沉淀剂；

（5）工业上需电解熔融状态的MgCh以获得金属镁。

故答案为：（1）Na2co3;

（2）引流；蒸发；

（3）氢氧化镁、碳酸钙；

（4）氢氧化钙；

（5）熔融。

3.（2021•连云港）在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。

（1）“焦炭炼钢”是先将铁精矿（Fe2O3）和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应

后得到生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。

①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来。

②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2,则

该钢铁厂每年排放CO2的质量为万吨。

（2）为了实现CO2的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂（含NaFe3O4）,能

将CO2转化为汽油，转化步骤如下：

CO2兽丁《）君丁（CH2）n频3汽油

①步骤I除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是o

②下列说法错误的是（填字母）。

a.所得汽油中含有C、H两种元素

b.NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3价

c.上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求

（3）一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。

铁精矿（FezOs）

H：0废钢

炼

/炼钢炉

铁

>a

钢

倾倒至模具

।海绵状铁

冷却

①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为o

②跟“焦炭炼钢”工艺相比，'‘氢能炼钢”的主要优点有

③从物质组成的角度，说明向炼钢炉中加入废钢的目的：

【答案】（1）①co；

②440；

(2)

C°?,止嘘［"C()正羹n一(CH2)n步骤］［［汽川I

①H2O；

②b；

(3)①3H2+Fe2O3--皿2Fe+3H20：

②不排放二氧化碳，无污染。

③调节钢中的含碳量。

【解析】

解：（1）①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下,CO夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来，

故填：CO；

②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2,则

该钢铁厂每年排放CO?的质量：

C--------CO2

1244

120万吨440万吨

故填：440：

（2）为了实现CO2的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂（含NaFe2O4）,能

将CO2转化为汽油，转化步骤如下：

CO2一正吟广C。止说］•（CH?）n步骤］］j汽油

①反应物是二氧化碳和氢气，含有碳、氢、氧三种元素，故步骤I除生成co外，还生

成另一种氧化物是水，化学式是H2O,故填：H20；

②a.化学反应前后元素的种类不变，故所得汽油中含有C、H两种元素，说法正确；

b.NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3和+2价，说法错误；

c.根据转化关系可以看出，上述转化不仅有利于C02减排，还可以减轻人类对化石能源

的需求，说法正确；

故填：b；

（3）①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为3H2+Fe2O3刊血-2Fe+3H2O,故填：

七*日

3H2+Fe?O3向皿2Fe+3H20;

②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”不排放二氧化碳，无污染，故填：不排放二氧

化碳，无污染。

③从物质组成的角度，向炼钢炉中加入废钢是为了调节钢中的含碳量，故填：调节钢中

的含碳量。

4.（2021•苏州）碳酸氢钱是一种常用的化学肥料。工业生产碳酸氢钱的一种流程如图所示：

NH4HCO3溶满便地

已知I：“合成”步骤中发生的反应为N2+3H22NH3。

图温压

（1）碳酸氢铉属于化肥中的肥。

（2）“造气”步骤中为加快反应速率，可采取的具体措施有（写一条即可）.

（3）“碳酸化”步骤的化学方程式为。该步骤在较低温度下进行的原因是

（4）“碳酸化”步骤的作用是制取碳酸氢钱和

（5）“循环”的目的是。

【答案】（1）氮;

（2）将煤粉碎（或升高温度或加入催化剂）：

（3）NH3+CO2+H2O—NH4HCO3:防止碳酸氢钱分解，减少氨水的挥发：

（4）吸收二氧化碳，分离出氮气和氢气；

（5）提高氮气、氢气的利用率，节约资源。

【解析】

解：（1）碳酸氢钱中含有氮元素，属于氮肥；

（2）将煤粉碎增大反应物接触面积，升高温度或加入催化剂都可以加快反应速率；

（3）反应物是氨气、水和二氧化碳，生成物是碳酸氢钱，所以方程式是：NH3+CO2+H2O

=NH4HCO3；碳酸氢钱受热易分解生成氨气、水和二氧化碳，所以在较低温度下进行的

原因是：防止碳酸氢筱分解，减少氨水的挥发；

（4）由图示可知“碳酸化”步骤的作用是制取碳酸氢锈和吸收二氧化碳，分离出氮气和

氨气；

（5）循环可以提高氮气、氢气的利用率，节约资源。

故答案为：（1）氮；

（2）将煤粉碎（或升高温度或加入催化剂）；

（3）NH3+CO2+H2O—NH4HCO3；防止碳酸氢钺分解，减少氨水的挥发；

（4）吸收二氧化碳，分离出氮气和氢气；

（5）提高氮气、氢气的利用率，节约资源。

5.（2021•苏州）硫酸亚铁是一种重要的补铁剂。实验室以废铁屑（含少量Fe2O3）为原料

制备硫酸亚铁晶体的流程如图所示：

碳酸钠溶液稀硫酸

废铁屑------►丽］------►雇圜------“结晶|-------------------►纯胃酸」

已知：铁与硫酸铁反应的化学方程式为Fe+Fe2（SO4）3—3FeSCU。

（1）“碱洗”是为了洗去铁屑表面的油污。用热的碳酸钠溶液浸泡，过滤，再用蒸储水

洗涤2〜3次。取最后一次洗涤液，测其pH,若pH=,说明洗涤液中无碳酸钠。

（2）“酸溶”是向“碱洗”过的铁屑中加入过量稀硫酸。

①写出铁与稀硫酸反应的化学方程式：。

②所用硫酸溶液浓度不能太稀，原因是。

③废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理，原因是。

（3）“结晶”的相关操作依次为：蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的目的是,便

于结晶。

（4）含量测定：准确称取制得的硫酸亚铁样品2.82g于锥形瓶中，加蒸储水完全溶解，

加入稀硫酸，滴加溶质质量分数为1.58%的高锌酸钾溶液，当恰好完全反应时，消耗高

镒酸钾溶液的体积为20.00mL（该高铳酸钾溶液密度近似为lg-mL'）o列式计算该样品

中硫酸亚铁的含量（结果用百分数表示，保留一位小数）。

已知：高锦酸钾与硫酸亚铁反应的化学方程式为10FeSO4+2KMnO4+8H2so4-5Fe2（SO4）

3+2MnSO4+K2so4+8H2O（相对分子质量：FeSO4=152,KMnO4=158）

【答案】（I〉7；

（2）①Fe+H2s04-FeSO4+H2t:

②反应速率太慢，结晶步骤能耗过多；

③

氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁；

（3）形成热的饱和溶液；

（4）该样品中硫酸亚铁的含量为x

10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2（SO4）3+2MnSO4+K2so4+8H2O

1520316

x20.00mLXIg/mLX1.58%

1520__________316_________

X20.00irLXIg/mLX1.58%

x=1.52g

-1^52gxio。％=539%

2.82g

答：样品中硫酸亚铁的含量为53.9%。

【解析】

（1）碳酸钠溶液呈碱性，取最后一次洗涤液，测其pH,若pH=7,说明洗涤液中已无

碳酸钠；故填：7；

（2）①铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H2sO4-FeSO4+H2t；故

填：Fe+H2SO4-FeSO4+H2t；

②硫酸溶液的浓度影响化学反应的速率，为了加快反应速率，且结晶时蒸发的水过多会

浪费能源，因此所用硫酸的浓度不能过低；故填：反应速率太慢，结晶步骤能耗过多；

③从题目中所给的信息，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，

因此当废铁屑中含有少量Fe2O3时，不需要进行除杂处理；故填：

氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁；

（3）“结晶”的相关操作依次为：蒸发浓缩、降温结晶；先蒸发使溶液由不饱和变成热

的饱和溶液，然后再降温，更有利于硫酸亚铁结晶析出；故填：形成热的饱和溶液；

（4）该样品中硫酸亚铁的含量为x

10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2（SO4）3+2MnSC）4+K2so4+8H2O

1520316

x20.00mLXIg/mLX1.58%

1520___________316__________

x20.00mLXlg/mLX1.58%

x=1.52g

1.52gX100%=53.9%

2.82g

答：样品中硫酸亚铁的含量为53.9%。

6.（2020•苏州）硝酸钙可用于无土栽培等。一种利用石灰石制备硝酸钙晶体的流程如图:

气体XHj>«

石灰石f「燃'口制浆f中和f|过j结晶一►硝酸钙晶体

滤渣

已知：硝酸会挥发、受热会分解。

（1）气体X为（填化学式）。

（2）“制浆”所得的混合物属于（填字母）。

a.溶液b.悬浊液c.乳浊液

（3）写出“中和”步骤主要反应的化学方程式：。

（4）工业生产根据以下两项指标判断“中和”反应完全发生：容器内混合物基本变澄清

和________

（5）“制浆”时须控制好加入水的量。加入水量太少会导致制浆困难；加入水量太多会

导致。

(6)若省去“制浆”步骤也可制得硝酸钙。但硝酸利用率会降低，同时会产生污染气体

NOx.产生NOx的原因是。

【答案】(1)C02o

(2)b«

(3)Ca(OH)2+2HNO3-Ca(NO3)2+2H2O。

(4)溶液pH=7。

(5)结晶时能耗过大。

(6)氧化钙和稀硝酸反应放热，导致硝酸分解生成NOx。

【解析】

解：(1)气体X为碳酸钙分解生成的CO2o

故填：CO2。

(2)“制浆”所得的混合物，是氢氧化钙悬浮在液体中形成的悬浊液。

故填：bo

(3)“中和”步骤主要反应是氢氧化钙和稀硝酸反应生成硝酸钙和水，反应的化学方程

式：Ca(OH)2+2HNO3-Ca(NO3)2+2H2O。

故填：Ca(OH)2+2HNO3—Ca(NO3)2+2H2O。

(4)工业生产根据以下两项指标判断“中和”反应完全发生：容器内混合物基本变澄清

和溶液pH=7。

故填：溶液pH=7。

(5)“制浆”时须控制好加入水的量。加入水量太少会导致制浆困难；加入水量太多会

导致结晶时能耗过大。

故填：结晶时能耗过大。

(6)产生NOx的原因是氧化钙和稀硝酸反应放热，导致硝酸分解生成NOx。

故填：氧化钙和稀硝酸反应放热，导致硝酸分解生成NOx。

7.(2020•无锡)四氧化三铁是一种常用的磁性材料，由工业废料铁泥(含Fe、Fe2O3>FeO

和杂质，杂质不参与反应)制取Fe3O4的一种流程如图:

固体Fe溶液

(1)操作II的名称是。

(2)Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为,为使铁泥与稀硫酸充分反应，可采取

的措施是(答出一点即可)。

(3)向溶液X中加入过量铁粉的作用是。

(4)FeOOH与FeSO3溶液在一定条件下反应生成Fe3O4和(填化学式)。

【答案】(1)过滤。

(2)Fe2O3+3H2s04-Fe2(SO4)3+3H2O；搅拌。

(3)使硫酸铁和过量的硫酸完全转化为硫酸亚铁。

(4)H2。、SO2o

【解析】

解：(1)操作H的名称是过滤。

故填：过滤。

(2)Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2

(S04)3+3H2O;

为使铁泥与稀硫酸充分反应，可采取的措施是搅拌。

故填：Fe2t)3+3H2so4-Fe2(SCU)3+3H2O；搅拌。

(3)向溶液X中加入过量铁粉的作用是使硫酸铁和过量的硫酸完全转化为硫酸亚铁。

故填：使硫酸铁和过量的硫酸完全转化为硫酸亚铁。

(4)FeOOH与FeSOa溶液在一定条件下反应生成Fe3O4和亚硫酸，反应的化学方程式：

2FeOOH+FeSO3=Fe3O4+H2O+SO2t。

故填：H2。、S020

8.(2019•无锡)钛(Ti)被称为“航空金属”。由钛铁矿(主要成今是钛酸亚铁，化学式为

FeTiOj)制备钛的一种流程如下:

食盐水

烧碱

钛铁矿甲醇

FeCb*Ti

(1)FeTiO3中钛元素的化合价为.

(2)“氯化”过程中焦炭的作用是.

(3)由TiCl4制备Ti的化学方程式为.。该反应在负气(Ar)氛围中进行的理由

是.

(4)如上述流程所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是.

【答案】(1)+4；

(2)做还原剂;

Ar

(3)2Mg+TiC14=-------“2Mge12+Ti；防止镁在高温的条件下被氧化；

8001C

(4)各种物质可以充分得到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境。

【解析】

解：(1)在FeTiCh中，因化合物中元素化合价的代数和为0,所以钛的化合价为0-(+2)

(-2)X3—+4；故填：+4；

(2)由于TiO2、C和C12反应生成了TiCU和CO,此反应体现了碳的还原性，做还原剂;

故填：做还原剂;

(3)TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti.根据质量守恒定律可知，还应有氯化

镁，所以方程式是：2Mg+TiCUg益^MgCh+Ti.氯气化学性质稳定，为防止

镁在高温的条件下被氧化，所以该反应在氮气(Ar)氛围中进行；故填：2Mg+TiC14

Ar

--------"2Mge12+Ti；防止镁在高温的条件下被氧化；

soot：

(4)如上述流程所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是各种物质可以充分

得到利川，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境；故填：各种物质可以充分得

到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境。

9.(2019•连云港)以镁矿石(主要成分MgCO3、SiO2)为原料生产MgO的工艺流程如图

稀H：SC>4NH3-H2O

II

镁矿石一|酸浸过jI|~»卜瓦镁加热fMgO

滤渣X滤港

注：SiO2难溶于水和常见的酸；“沉镁”过程中有Mg(OH)2生成。

(1)滤渣X的主要成分为(填化学式)。

(2)实验室中用图一所示装置进行过滤。

①该装置中仪器A的名称为。

②若过滤时滤液出现浑浊，可能的原因是(填字母)。

a.滤纸已破损b.漏斗中液面低于滤纸边缘c.滤纸未紧贴漏斗内壁

(3)“沉镁”时MgSO4与NH3，H2O发生反应。结合图二，写出该反应的化学方程

式O

图一图二图三

(4)已知在不同温度下，充分加热等质量的Mg(OH)2,加热温度与固体残留率的关

系如题图三所示。“加热”时温度至少要达到350℃,原因是。

【答案】(1)SiO2o

(2)①烧杯。②a。

(3)MgSO4+2NH3*H2O=Mg(OH)2I+(NH4)2so4。

(4)低于350℃时氢氧化镁不能完全分解，导致氧化镁不纯。

【解析】

解：

(1)SiO2难溶于水利常见的酸，所以滤渣X的主要成分的化学式为SiO2o

(2)①该装置中仪器A的名称为烧杯。

②若过滤时滤液出现浑浊，给出的选择中只有滤纸破损才可能。故选：a。

(3)“沉镁”时MgSCM与NH3，H2O发生反应。结合图二，可知生成氢氧化镁和硫酸铉，

对应的化学方程式为MgSO4+2NH3・H2O=Mg(OH)2I+(NH4)2so4。

(4)“加热”时温度至少要达到350C,原因是低于350℃时氢氧化镁不能完全分解，

导致氧化镁不纯。

故答案为：

(1)SiO2«

(2)①烧杯。②a。

(3)MgSO4+2NH3•H2O=Mg(OH)2I+(NH4)2so4。

(4)低于350C时氢氧化镁不能完全分解，导致氧化镁不纯。

10.(2019•苏州)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgC03、MgO和SiO2)为原料制备

MgCO3・3H2O.其主要实验过程如图：

过量硫酸溶液过量碳酸钠溶液

废渣f国画f过滤］—►反应一“过滤n洗涤-»MgCO3•3H：0

I3

滤渣滤液

已知：SiO2不溶于水，常温下不与硫酸、碳酸钠反应。

(1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为和o

(2)“过滤n”所得滤液中含有的主要离子有(填离子符号)。

(3)“反应”步骤前后均有过滤，能否省去“过滤I”只进行“过滤n”。

(填''能"或"否")，理由是。

(4)“酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是0

【答案】(1)MgO+H2s04=MgSO4+H2O和；MgCO3+H2s=MgSO4+H2O+CO2t。

(2)Na+、SO42\CO32\

(3)否；导致产品不纯。

(4)避免制备产品消耗更多的碳酸钠。

【解析】

解：

(1)“酸溶"时是氧化镁以及碳酸镁与硫酸反应，对应的化学方程式为MgO+H2s04=

MgSO4+H2O和MgC03+H2so4=MgSO4+H2O+CO2t.

(2)滤液I为生成的硫酸以及生成的硫酸镁的混合溶液，和过量碳酸钠反应，生成硫酸

钠以及碳酸镁，还剩余碳酸钠，所以“过滤II”所得滤液中含有的主要离子有Na+、SO?

\CO32O

(3)“反应”步骤前后均有过滤，能否省去“过滤【”只进行“过滤11不能，因为导

致得到的产品因为混有二氧化硅而不纯。

(4)“酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是过量的硫酸需要加入碳酸钠进行去

除，所以是避免制备产品消耗更多的碳酸钠。

故答案为：

(1)MgO+H2sO4=MgSO4+H2O和；MgCO3+H2sO4=MgSO4+H2O+CO2t。

(2)Na+、S0?\CO32\

(3)否；导致产品不纯。

(4)避免制备产品消耗更多的碳酸钠。

11.(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+HO===CO2+X,其中X的化学式

2△

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o

(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爵(C2H60),该过程可用化学方程式表示

为：

2co2+6H2二2H6O+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・gi约3330

若将含12g碳的煤为原料合成的乙醇完全燃烧，理论上最多可放出kJ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