专项突破：工艺流程图题

专项突破工艺流程图题CONTENTS目录PART01好题精练PART02教师专用1.(2018广西梧州,17,2分)海水综合利用流程如下,有关说法错误的是

()

A.从母液中可以进一步制得金属镁B.①处操作是溶解、过滤、蒸发结晶C.海水“晒盐”得到的粗盐还含有杂质D.析出粗盐后的母液是氯化钠的不饱和溶液答案

D从母液中可进一步制得金属镁,A正确;粗盐提纯的操作顺序是溶解、过滤、蒸发结晶,B正确;粗盐中含有S

、Ca2+、Mg2+等杂质,C正确;析出粗盐后的母液是NaCl的饱和溶液,D错误。2.(2019广西北部湾经济区,27,6分)工业上利用某废渣[含FeSO4、Fe2(SO4)3及少量CaO和MgO]制备高档颜料铁红(主要成分为Fe2O3)和回收(NH4)2SO4。具体生产流程如下:

【背景信息】a.氧化还原反应中,会有元素化合价发生变化。b.3Fe2(SO4)3+12NH3·H2O

(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓+

5(NH4)2SO4铵黄铁矾晶体(1)步骤③中操作Y的名称是

。(2)加入物质X溶解废渣,X应选用

(填序号)。A.盐酸B.硫酸

C.氨水D.氢氧化钠步骤①酸浸时,生成盐的化学方程式为

(任写一个)。(3)步骤②通入氧气氧化的目的是

;工业上对该操作控制在4小时左右为宜,根据下图有关数据分析,影响Fe2+氧化率的变化规律:

。

答案(1)过滤(2)BCaO+H2SO4

CaSO4+H2O或MgO+H2SO4

MgSO4+H2O(3)将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3(合理即可)Fe2+氧化率随温度升高而增大,随pH降低而增大解析(1)在溶液Ⅱ中加入氨水后,经过结晶、操作Y得到滤液和铵黄铁矾晶体,故操作Y为过滤。(2)加物质X的目的为酸浸,流程中要回收(NH4)2SO4,X应为硫酸,用盐酸会引入Cl-;氧化钙、氧化镁均能与硫酸反应生成盐和水。(3)通入氧气氧化的目的是将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3;分析图像可知,Fe2+氧化率随温度升高而增大,随pH降低而增大。3.(2019广西梧州,24,5分)制备高纯硅和二氧化硅主要工艺流程如图所示。

(1)2019年,我国华为公司推出了5G商用芯片。制造芯片要用到高纯硅,硅属于

元素(填“金属”或“非金属”)。(2)反应①的化学方程式为SiO2+2C

Si+2CO↑,从氧化还原反应角度分析,C发生了

反应。(3)用于制造光导纤维的高纯二氧化硅,可利用反应②制备,同时生成一种可循环使用的物质,该反应的化学方程式为

。整个工艺流程中,还可以循环利用的另一种物质是

。答案(1)非金属(2)氧化(3)SiCl4+O2

SiO2+2Cl2氢气(或氯化氢)解析(1)硅属于非金属元素;(2)SiO2+2C

Si+2CO↑中碳元素得到氧生成了一氧化碳,从氧化还原反应角度分析,C发生了氧化反应;(3)四氯化硅和氧气在1300℃的条件下反应生成二氧化硅和氯气,化学方程式为SiCl4+O2

SiO2+2Cl2。Si+3HCl

HSiCl3+H2,HSiCl3+H2

Si+3HCl,H2和HCl既是反应物也是生成物,可以循环使用,所以整个工艺流程中,还可以循环利用的另一种物质是氢气或氯化氢。4.(2019广西贵港,18,4分)氢能是最理想的能源。如图是制取与贮存氢气的一种方法。请回答下列问题:

(1)ZnFe2O4在循环制氢体系的总反应中起

作用,其中铁元素的化合价为

。(2)反应③的化学方程式为

。答案(1)催化+3(2)3H2+2Mg2Cu

3MgH2+MgCu2

解析(1)ZnFe2O4在循环制氢体系的总反应中起催化作用,在ZnFe2O4中,氧元素显-2价,锌元素显+2价,所以

铁元素的化合价是+3;(2)反应③中的反应物是H2、Mg2Cu,反应条件是一定条件,生成物是MgH2、MgCu2,化

学方程式为3H2+2Mg2Cu

3MgH2+MgCu2。5.(2019广西玉林,26,6分)炼铁产生的废渣中含有大量CuS及少量铁和铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如下。

(1)废气中污染空气的气体主要是

。(2)在高温条件下,通入空气,CuS、NaCl等物质反应生成CuCl2和Na2SO4,该反应的化学方程式为

。(3)【查阅资料】不同金属氢氧化物可以在不同的pH范围内从溶液中沉淀析出,工业上利用调节溶液pH范围的方法,使某种金属氢氧化物沉淀,结合过滤等操作,进行物质分离。下表是氢氧化铁与氢氧化铜开始沉淀与沉淀完全的pH。

Fe(OH)3Cu(OH)2开始沉淀的pH1.94.2沉淀完全的pH3.26.7为了只让上述流程溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去,你认为调节溶液的pH到

(填数值范围)比较合适。(4)流程图中能循环利用的物质是

。(5)本流程中,铁元素的化合价除+3价外还有

。答案(1)SO2(二氧化硫)(2)CuS+2NaCl+2O2

CuCl2+Na2SO4(3)3.2~4.2(合理范围均可)(4)NaCl(氯化钠)(5)0、+2解析(1)废渣中含有硫元素,与空气中的氧气反应生成的二氧化硫污染空气;(2)依题意可得反应的化学方程式为CuS+2NaCl+2O2

CuCl2+Na2SO4;(3)根据表中数据可知,pH在3.2~4.2时,Fe(OH)3完全沉淀而Cu(OH)2尚未沉淀析出,可达到只让Fe(OH)3沉淀析出的目的;(4)从流程图中可以看出,NaCl为可循环利用的物质;(5)单质铁中铁元素为0价,FeO中铁元素为+2价,Fe2O3和Fe(OH)3中铁元素为+3价。6.(2018山东临沂,27,5分)某工厂附近海水中含有较多Na2CO3等物质。该工厂采用海水脱硫技术吸收燃煤烟气中的SO2,其主要设备及流程如下

(1)海水脱硫设备中,排出的海水呈碱性的是

(填字母序号)。A.海水泵B.吸收塔

C.曝气池①D.曝气池②(2)向曝气池①内通入空气后,主要有两个化合反应发生,写出其中一个反应的化学方程式:

。(3)曝气池②排放的海水中不含H2SO4的原因是

(用化学方程式表示)。答案(1)A(2)2Na2SO3+O2

2Na2SO4或2H2SO3+

2H2SO4(3)Na2CO3+H2SO4

Na2SO4+CO2↑+H2O解析(1)由题图可知:海水脱硫设备中,海水泵排出的海水的pH=8,呈碱性。(2)曝气池①中含有H2SO3、Na2SO3,向曝气池①内通入空气后,Na2SO3和H2SO3均与氧气反应,反应的化学方程式分别为2Na2SO3+O2

2Na2SO4、2H2SO3+O2

2H2SO4。(3)曝气池②排放的海水中不含H2SO4的原因是碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为Na2CO3+H2SO4

Na2SO4+CO2↑+H2O。方法指导

读图,从中获得解答题目所需的信息,所以在解答题目时先看解答的问题是什么,然后带着问题去读给出的图进而去寻找与答题有关的信息,这样可提高答题的效率。7.(2018广西玉林,26,6分)利用某工业废弃固体(成分为Cu2S和FeS2)制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体,流程如图所示。

(已知:①固体B含有氧化铜、氧化铁,②铁能与硫酸铁反应,生成硫酸亚铁)(1)操作Ⅰ是

。为了提高废弃固体的反应速率,除将固体粉碎、提高温度外,还可以采取的具体措施有

(写一条)。(2)写出FeS2在空气中灼烧的化学方程式

。(3)溶液C中的溶质有

(用化学式表示)。(4)试剂y的作用是

。答案(1)过滤通入足量的氧气(2)4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2(3)H2SO4、CuSO4、Fe2(SO4)3(4)将铁、铜分离出来(除去剩余的铁)解析(1)操作Ⅰ是将固体与液体进行分离,应用过滤的方法;FeS2在空气中灼烧的化学反应中,反应物的接触面积越大,反应速率越快,通入氧气的量越多,反应速率越快,故还可以采取“通入足量的氧气”的措施。

(2)FeS2在空气中灼烧生成氧化铁与二氧化硫,反应的化学方程式为4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2;(3)反应后得到固体B的成分为CuO、Fe2O3,与硫酸反应生成CuSO4、Fe2(SO4)3且硫酸过量,溶液C中溶质有H2SO4、CuSO4、Fe2(SO4)3;(4)加入的过量试剂x应为Fe,故固体D的成分有铁和硫酸铜反应生成的铜及剩余的铁,试剂y的作用是将过量的铁反应掉,除去过量的铁。8.(2018北京,18,3分)为保护绿水青山,可将工业残留的钡渣[主要成分为碳酸钡(BaCO3)]进行无害化处理,制取化工原料硫酸钡(BaSO4)。主要流程如下:

已知:BaSO4难溶于水,氯化钡(BaCl2)可溶于水。(1)粉碎钡渣的目的是

。(2)反应釜1中的气体X为

。(3)反应釜2中发生复分解反应的化学方程式为

。答案(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分(2)CO2(3)BaCl2+H2SO4

BaSO4↓+2HCl解析(1)粉碎钡渣增大了反应物间的接触面积,使反应进行得更充分。(2)碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳气体,所以反应釜1中的气体X为二氧化碳。(3)进入反应釜2的物质是氯化钡和硫酸,二者发生复分解反应的化学方程式为BaCl2+H2SO4

BaSO4↓+2HCl。9.(2018广东广州,25,7分)氧化锌(ZnO)可作为紫外线吸收剂应用于化妆品中,其一种生产工艺如下:(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

;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)ZnC2O4

ZnO+CO↑+CO2↑解析(1)草酸的化学式是H2C2O4。(2)“沉锌”过程是ZnCl2与(NH4)2C2O4发生复分解反应生成草酸锌和氯化铵,反应的化学方程式是ZnCl2+(NH4)2C2O4

ZnC2O4↓+2NH4Cl。(3)“操作A”是将溶液与难溶性固体分离,故该操作为过滤;实验室常用的研磨仪器是研钵。(4)“高温灼烧”时草酸锌分解得气体混合物,根据原子守恒,可推知气体混合物中含有一氧化碳和二氧化碳,反应的化学方程式是ZnC2O4

ZnO+CO↑+CO2↑。10.(2018重庆A,20,4分)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)。答案(1)Mg(OH)2+H2SO4

MgSO4+2H2O出现大量固体时(2)H2O(3)NaCl、Na2SO4(全对才给分)解析(1)废水中含有硫酸镁,加入氢氧化钠溶液后生成氢氧化镁沉淀,由固体A可得到MgSO4,即固体A为氢氧化镁;Mg(OH)2与某酸反应,最终得到硫酸镁,说明该酸是硫酸,氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水,反应的化学方程式为Mg(OH)2+H2SO4

MgSO4+2H2O;操作②是蒸发,当有较多晶体析出时即可停止加热,用余热把剩余水分蒸干。(2)废水中含有氯化铁,加入氢氧化钠溶液后得到的固体B是氢氧化铁,加热氢氧化铁可得到氧化铁和水。(3)废水中加入氢氧化钠溶液后,除了生成沉淀外,还有氯化钠和硫酸钠生成,因此溶液a中除了可能有NaOH外,还一定含有NaCl、Na2SO4。11.(2018贵州毕节,14,9分)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)单质铁的金属活动性比铜

(填“强”或“弱”);(2)操作Ⅰ的名称是

,操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和

(填仪器名称);(3)若取FeSO4溶液适量,滴入BaCl2溶液,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)步骤B的化学方程式为

;(5)铝制品在空气中耐腐蚀的原因是

。答案(1)强(2)过滤漏斗(3)FeSO4+BaCl2

BaSO4↓+FeCl2复分解(4)Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑(5)铝在空气中会与氧气反应形成致密的氧化铝薄膜,阻止铝制品进一步被氧化解析(1)在金属活动性顺序中,铁的金属活动性比铜强,所以铁能置换出硫酸铜溶液中的铜;(2)操作Ⅰ用于分离固体和液体,其操作的名称为过滤,操作Ⅱ为分离FeSO4溶液和铜,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;(3)若取FeSO4溶液适量,滴入BaCl2溶液,硫酸亚铁和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化亚铁,发生反应的化学方程式为FeSO4+BaCl2

BaSO4↓+FeCl2,该反应是两种化合物交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;(4)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑;(5)在空气中铝制品更耐腐蚀的原因是铝在空气中会形成致密的保护膜,阻止铝制品进一步被氧化。12.(2017江西,19,6分)碱式碳酸镁是一种新型阻燃剂,其工业制备流程如下:

(1)常温下向溶液中加入少量的NH4HCO3固体,固体不能溶解,则该溶液为NH4HCO3的

(填“饱和”或“不饱和”)溶液;(2)操作1的名称是

;“一系列操作”中包括蒸发,实验室中蒸发溶液时用玻璃棒搅拌的作用是

;(3)副产品氯化铵与氢氧化钠反应,生成了一种可直接进入上述流程循环利用的物质是

。答案(1)饱和(2)过滤防止因局部温度过高,造成液滴飞溅(合理即可)(3)氨气(或NH3)解析(1)常温下,向溶液中加入少量的NH4HCO3固体,不能继续溶解,说明该溶液为NH4HCO3的饱和溶液。

(2)通过操作1得到了固体和滤液,说明该操作是过滤;实验室蒸发溶液时用玻璃棒搅拌的作用是使溶液受热均匀,防止因局部温度过高造成液滴飞溅(3)副产品氯化铵与氢氧化钠反应,生成氯化钠、氨气和水,其中氨气可循环利用。13.(2016广西北海,27,6分)小型化工厂常以纯碱和大理石为主要原料,按以下工艺流程生产烧碱(NaOH)。

(1)物质C的化学式是

,在步骤Ⅲ中要进行的分离操作是

。(2)写出步骤Ⅰ的化学方程式:

。(3)写出步骤Ⅲ的化学方程式:

。答案(1)Ca(OH)2过滤(2)CaCO3

CaO+CO2↑(3)Ca(OH)2+Na2CO3

CaCO3↓+2NaOH解析碳酸钙高温煅烧生成氧化钙(固体A)和二氧化碳(气体B),氧化钙和水反应生成氢氧化钙(固体C),氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙(固体D)和氢氧化钠(溶液E)。(1)物质C的化学式是Ca(OH)2,在步骤Ⅲ中要进行的分离操作实现的是固体和液体的分离,为过滤。(2)步骤Ⅰ中碳酸钙在高温下发生分解生成氧化钙和二氧化碳,对应的化学方程式:CaCO3

CaO+CO2↑。(3)步骤Ⅲ中氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,对应的化学方程式:Ca(OH)2+Na2CO3

CaCO3↓+2NaOH。14.(2016广西柳州,27,6分)某工厂产生的废水中含有硫酸锌和少量的硫酸铜以及污泥,为了变废为宝,利用废水制取七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O),其工艺流程图如下:

回答下列问题:(1)步骤①的操作名称是

。(2)步骤②需加入过量的物质是

,目的是

。(3)步骤③需加入的溶液是

。(4)步骤④的操作是蒸发浓缩,

,过滤。(5)如果用ZnSO4·7H2O来配制100g32.2%的硫酸锌溶液,需要

g七水硫酸锌。答案(1)过滤(2)锌除去硫酸铜(3)稀硫酸(4)降温(5)57.4解析(1)步骤①的操作名称是过滤,通过过滤可以除去污泥。(2)步骤②需加入过量的物质是锌,目的是除去硫酸铜。(3)步骤③需加入的溶液是稀硫酸,利用稀硫酸可以把锌转化成硫酸锌。(4)步骤④的操作是蒸发浓缩,降温,过滤。(5)设需要七水硫酸锌质量的为x,x×

×100%=100g×32.2%,x=57.4g。教师专用题组1.(2018辽宁沈阳,17,7分)为了防止污染,用黄铜矿(主要成分是CuFeS2及少量含Zn的化合物)炼铜时,将产生的废气、废液转换成工业原料,设计流程如下:(假定每一步都完全反应)(1)废气处理后得到的产品X是

。(2)写出步骤①中反应的化学方程式

。(3)步骤②的操作是

。(4)滤液a和滤液b中溶质的成分

(填“相同”或“不相同”)。(5)若操作过程中物质的损失忽略不计,要生成2.8gB和3.2gD,则加入Zn的质量应至少大于

g。答案(1)H2SO4(或硫酸)(2)Zn+FeSO4

ZnSO4+Fe、Zn+CuSO4

ZnSO4+Cu(3)用磁铁吸引(4)相同(5)6.5解析(1)三氧化硫与水反应生成硫酸,因此产品X是硫酸。(2)锌比铜、铁金属活动性强,废液中加入过量锌,锌与硫酸铜、硫酸亚铁发生置换反应,得到的固体A为生成的铜、铁和过量的锌的混合物,滤液a为硫酸锌溶液。(3)固体A为铜、铁、锌的混合物,用