专题11 工业流程题（原卷版）（广东用）

专题11

工艺流程题目录TOC\o"1-1"\h\u►题型一二氧化碳捕捉工艺 1►题型二以矿石为原理制备物质 4►题型三制备硅的相关工艺流程 7►题型四工业三废处理工业流程 9►题型五工业上制备金属的工艺流程 12►题型六制盐工艺 15►题型七制碱工艺 17►题型八传统能源工业（化石燃料的利用） 22►题型九石灰石工艺 25►题型一二氧化碳捕捉工艺【典例1】（2021•广州）我国将力争2060年前实现碳中和。CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一。（1）一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图所示。①捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，优点是。②“反应分离”环节发生的复分解反应是（写化学方程式）。③“反应分离”环节分离物质采用的方法是。④CO2用途广泛，写出一种用途：。（2）CaO固体也可以捕捉回收CO2。研究表明CaC2O4•H2O热分解制得的CaO疏松多孔，具有良好的CO2捕捉性能。取1.46gCaC2O4•H2O进行加热，固体质量随温度变化如图。①写出400～600℃范围内分解反应的化学方程式：（CaC2O4•H2O的相对分子质量：146）。②据图分析，CaO捕捉CO2的反应温度应（填“高于”或“低于”）800℃。【典例2】（2023•广东）电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和，该新方法的示意图如图1所示。（1）传统方法：CaCO3在900℃以上完全分解生成CaO和（填化学式）。（2）新方法：i.电解水属于反应（填基本反应类型），反应前后氢元素的化合价（填“升高”“降低”或“不变”）。ii.反应器1：一定的H2环境及较低温度下，CaCO3可与H2反应生成CaO、CO和H2O，CO与H2O的分子个数比为。CaCO3还可以直接分解。反应器1中CO、CO2的含量随反应温度的变化如图2所示，℃时，抑制CO2生成的效果最好。iii.反应器2：一定条件下，CO与H2发生化合反应生成甲醇（CH3OH），化学方程式为。（3）与传统方法相比，新方法的优点有（写两条）。1.“碳中和”是CO2的排放与吸收相平衡。2.目前二氧化碳的回收技术主要有以下四种：（1）变压吸附技术；（2）膜分离技术；（3）物理吸收技术；（4）化学吸收技术3.工业常用化学吸收技术来回收利用二氧化碳，主要使用化学吸收剂为热碱水溶液系列（碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠），其技术特点为：在吸收剂中反应吸收，加热再生。【变式1-1】（2024•福田区模拟）我国力争碳排放于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现“碳中和”。（1）“碳中和”目的是使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现“碳”的零排放。请你说出一种日常生活中我们可以做到的“低碳行动”：。（2）二氧化碳“捕集”技术实现了二氧化碳的捕捉、封存和资源化利用，是实现“碳中和”的重要途径之一。如图为“氨法”捕集二氧化碳生产甲醇（CH3OH）的流程图。已知：i.当温度高于35℃时，NH4HCO3可分解为NH3、H2O和CO2。ii.二氧化碳在碱性溶液中溶解度更大。①“氨吸室”反应的化学方程式为。②为了提高二氧化碳在“氨吸室”中的吸收率，可先将通入水中，再通入。③“氨吸室”内为了防止NH4HCO3分解，可采取的措施是。④“合成室”中，在一定温度、压强和催化剂作用下，二氧化碳和氢气可生成甲醇和水。甲醇是一种比较清洁的燃料，该物质中碳、氢元素的质量比是。（3）“碳捕集”还可以使用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的二氧化碳，该反应的化学方程式为：。【变式1-2】（2023•惠阳区二模）我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。（1）“碳”排放：化石燃料的燃烧是大气中CO2含量不断上升的主要原因，大气中CO2的含量不断上升会引起的环境问题是。（2）“碳”吸收：绿色植物的光合作用是自然界吸收CO2的主要途径，光合作用的化学反应方程式为6CO2+6H2OC6H12O6，生成物C6H12O6属于（填“无机物”或“有机物”），其中碳、氢元素的原子个数比为。（3）“碳”捕捉：在实际生产中，常用足量NaOH溶液来“捕捉（吸收）”CO2，部分流程如图所示。①X的化学式是。②实验室用澄清石灰水检验CO2也是“捕捉”CO2的过程。工厂不宜采用澄清石灰水“捕捉”CO2的原因是。（4）“碳”减排：“低碳生活”从我做起，你提倡的“碳”减排行为是。►题型二以矿石为原理制备物质【典例3】（2023•江城区一模）《后汉书》记载：“后汉张衡字平子，造候风地动仪。以精铜铸之……”表明我国很早就掌握炼铜及使用铜制造工具的技能。孔雀石又称蓝宝翡翠，是一种比较珍稀的铜矿石，其主要成分是Cu2（OH）2CO3和SiO2的混合物。利用孔雀石制取金属铜的流程如图所示。（1）操作Ⅰ的名称是，其中玻璃棒的作用是。（2）步骤“①碱浸”用到的是常见的一种碱，它是（填化学式）。（3）步骤“②足量酸浸”的作用一是除去固体中的碱，该反应是（填反应的基本类型），二是和Cu2（OH）2CO3反应。请写出上述酸和Cu2（OH）2CO3反应的化学方程式：。（4）步骤“③通电”生成的X是一种气体单质，X是（填化学式）。该反应过程中铜元素的化合价。（填“升高”“降低”或“不变”）（5）该小组同学在研究中还发现，铜与空气中的氧气、、（均填化学名称）反应也会生成Cu2（OH）2CO3。1.工艺流程题的解题思路工艺流程题一般是将工业生产过程、废液处理及物质的回收过程以流程图的形式展示。一般考查金属活动性顺序的应用，酸碱盐之间的相互转化等知识。解题时：（1）首先，明确工艺流程的目的，关注箭头及所指方框。①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。（2）根据流程图中的特征反应、特征现象，结合文字表述的其他信息，找出突破口，依次推断最终得出答案。（3）要学会捕捉流程图提供的基本信息，如起始物质、加入的物质、生成物质的状态、颜色等。与金属有关的流程图类题目要结合金属与酸、盐等反应的规律解答。2.总结工艺流程题一般以物质的相互转化和制备为考查内容，物质的相互转化和制备主要是指以氧气、氢气、碳、硫、磷等为代表的非金属单质，以铝、镁、锌、铁、铜等为代表的金属单质，以一氧化碳、二氧化碳等为代表的非金属氧化物，以氧化铜、氧化铁等为代表的全属氧化物，以盐酸、硫酸、碳酸等为代表的酸,以氢氧化钠、氢氧化钙等为代表的碱，以氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙等为代表的盐。【变式2-1】（2023•惠城区模拟）工业上用铝土矿（含有A12O3、SiO2），不考虑其它杂质，制取金属铝的基本流程如图所示：（1）通过该流程可得出SiO2的性质有（填字母）。A.难溶于水B.不能与稀硫酸反应C.能与氢氧化钠溶液反应（2）加入稀硫酸前常将铝土矿粉碎，目的是，该反应的化学方程式是。（3）滤液Ⅰ中是否还含有硫酸，可以取少量滤液Ⅰ于试管中，滴加检验（填试剂名称），若现象是溶液变红，则表明滤液Ⅰ中仍然含有硫酸。（4）操作Ⅰ、Ⅱ的名称是；进行该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、。（5）将熔融状态的氧化铝通电发生分解反应，得到单质铝和另一种单质，该反应的化学方程式为。【变式2-2】（2023•金湾区一模）MgCl2晶体是太阳能蓄能介质之一。某镁矿石中主要含MgO和主要杂质Fe2O3、SiO2（其他杂质忽略），从该矿物中获得MgCl2晶体的其中一种工艺流程图如图所示。（1）该矿石中主要成分和杂质按分类法均属；在酸溶前要将矿石粉碎，目的是溶解速率；操作Ⅰ、Ⅱ的实验名称是。（2）现需配制370g溶质质量分数为32%的盐酸，需要37%的盐酸溶液g，除烧杯、胶头滴管外，还需要使用的仪器有（填字母）。a．托盘天平b．玻璃棒c．量筒d．蒸发皿（3）已知Fe（OH）3、Mg（OH）2沉淀的pH范围分别为：1.5～4.1、9.4～12.4。可见“加适量氨水，调pH”的目的是；产生Mg（OH）2沉淀发生的化学方程式为。（4）操作Ⅲ的步骤是蒸发浓缩、，过滤，洗涤。►题型三制备硅的相关工艺流程【典例4】（2022•广州）陶瓷是火与土的结晶，是中华民族文化的象征之一。（1）下列中学实验室常见用品中，材质为陶瓷的是（填标号）。A.烧杯B.集气瓶C.蒸发皿D.坩埚钳（2）烧制陶瓷的原料为黏土，某黏土的成分如表，所列出的四种氧化物中属于非金属氧化物的是（写化学式）。成分二氧化硅氧化铝氧化铁氧化镁其它质量分数/%69.5114.152.551.3112.48（3）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”描述的是著名的青瓷。①手工制作陶瓷的过程如图1，陶瓷丰富的色彩与烧制过程中的还原反应有关。燃料（以木炭为例）在窑体内燃烧。通过两步反应生成CO，化学方程式为。②青瓷的“翠色”来源十分复杂，涉及窑体内的CO和瓷器表面釉料中的氧化铁在高温下反应生成氧化亚铁，化学方程式为。（4）古代窑炉（如图2）构造不断变迁。为了提高窑体内CO的体积分数，下列措施中可行的有哪些？（填标号）A.相对增加燃料用量B.相对增加空气鼓入C.增加排气口数量D.减少排气口数量陶艺的制作工艺按顺序可分为原料加工、泥坯塑制

、赋釉及煅烧四大工序。【变式3-1】（2024•南山区一模）深圳市某科技有限公司正式量产第一代微型高光谱MEMS芯片，填补了国内在这个高精尖领域的空白，该芯片广泛采用硅（Si）作为晶圆衬底材料，制作硅（Si）生产过程如图所示：（1）工业上常对石英砂进行预处理，将其粉碎，该操作目的是。（2）“冶炼炉”中发生的反应是：SiO2+2CSi+2CO↑，其中体现焦炭的性。（3）“转化炉”中粗硅属于（填“纯净物”或“混合物”）。（4）“纯化炉”中发生的反应是（用化学方程式表示），其基本反应类型是反应；如果此反应过程中混入O2，可能引起的后果是。（5）该流程中可以循环利用的物质是（写化学式）。（6）硅能在氧气中燃烧生成二氧化硅，并放出大量的热，科学家正研究将硅作为新能源。与化石能源相比较，硅燃烧有助于解决的环境问题是。【变式3-2】（2024•郁南县校级一模）中国芯彰显中国智”造。芯片的基材主要是高纯硅。如图是某种制备高纯硅的工艺流程图：（1）反应Ⅰ的化学方程式，该反应属于（填基本反应类型）。（2）反应Ⅱ要在无氧环境中进行，原因是（答出一种即可）。（3）操作I的名称是，在实验室进行该操作中玻璃棒的作用是。若滤液仍浑浊，下列可能的原因有（填编号）。a.漏斗下端没有紧靠烧杯内壁b.过滤器中的液面超过滤纸边缘c.滤纸没有紧贴漏斗内壁d.玻璃棒没有靠在三层滤纸处，且将滤纸捅破（4）操作I后所得粗硅应充分洗涤，以除去表面可能含有的（填化学式）。（5）上述已知生产流程中，可以循环利用的物质是（填化学式）。►题型四工业三废处理工业流程【典例5】（2022•广州）二甲基亚砜（DMSO）工业废渣含NaNO3及少量有毒的NaNO2。以该废渣为原料制备农用KNO3，既实现资源回收利用又保护了环境。工艺流程如下：（1）农用KNO3为农作物提供的营养元素有。（2）步骤1的作用是除去NaNO2，NaNO2中氮元素的化合价为。（3）结合溶解度曲线分析，步骤3“加热蒸发”时可控制只析出NaCl固体，原因是。（4）步骤4的操作是、过滤。（5）KCl用量的估算依据是（填标号）。A.KCl与NaNO3的粒子个数比为1：1B.KCl与NaNO3的质量比为1：1C.KCl与NaNO3在溶液中的质量分数之比为1：1（6）该工艺所得农用KNO3混有一定量NaCl。取25g样品加足量水溶解，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀的质量为14.35g，则样品中杂质NaCl的质量是g，样品含KNO3%（质量分数）。（相对分子质量：KNO3101NaCl58.5AgNO3170AgCl143.5）【典例6】（2021•深圳）某科学兴趣小组，用废渣（主要为CaCO3，还含有C、Fe2O3、MgO等少量杂质）去制作CaCl2，反应过程如图所示。（1）Ⅰ过程中加过量稀盐酸溶液的目的是。（2）Ⅰ过程中MgO发生反应的化学反应方程式，此反应为反应（填基本反应类型）。（3）滤渣一的成分为（填化学式）。（4）x溶液为（填化学式）。（5）NaCl在生活中的用处：（写一例）。（6）已知CaCl2与焦炭、BaSO4在高温下生成BaCl2和CO和CaS，写出该反应的方程式：。“三废”处理或将“三废”消灭于生产过程中，是近年来化工技术发展的方向之一。除在设计工艺与选择原料时应优先考虑环境保护因素外，创造性地使废料变为生产原料实现废弃物的零排放应当是绿色化学技术的目标之一，化学将对这一目标的实现提供最优的支持，并且近年来已在某些化工生产得以实现。生产中的三废，一般按以下方法处理：1．尾气吸收二氧化硫是化学工业排放物中常见的有害物质，如硫酸生产的尾气中含有少量SO2可用石灰水吸收，使其生成CaSO4，然后再用硫酸处理，生成SO2和CaSO4，这样得到的SO2含量较高，可返回用作原料。2．污水处理不同化工生产过程产生的污水，所含有的杂质不同，除要进行一般的处理外，还要根据杂质的性质，利用不同的化学方法进行处理。3．废渣的利用化工生产中经常有一些未反应的原料或是在生产过程中产生的固体废渣，可以对固体废渣进行综合利用。例如，用黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，会排出一些炉渣和矿灰，可作为炼铁的原料，还可以用来提炼贵重的有色金属；另外，这些废渣还可作为制造水泥的原料或用于制砖。总结：1．在最终产生的“三废”中，往往还含有未反应反应物，为了充分利用原料，在收集产品时可将剩余反应物重新并入原料中，使生产过程带有局部循环的特点，这是化工生产工艺设计中常用的方法。2．化工生产工业则要对生产原理、成本、场地、设备、劳动组织和生产效率等因素进行综合性和系统性的研究，做题也应当从这些方面考虑，用发散的思维去看待问题，这样才能得高分甚至满分！【变式4-1】（2024•端州区校级模拟）实验室有100g废液，其中含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌。现对废液进行处理得到铜和硫酸锌溶液，实验流程如图所示。（1）步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均包含的操作名称是。（2）步骤Ⅰ反应的化学方程式，其基本反应类型是。滤液B的主要成分是。（填其中一个）。（3）步骤Ⅱ当观察到时，说明滤渣A中铁已经完全反应，该反应的化学方程式。（4）步骤Ⅲ中加入的X是（填化学式），理论上所得硫酸锌溶液的质量（填“＜”“＞”或“＝”）原废液中硫酸锌溶液的质量。【变式4-2】（2023•江海区校级一模）“氨法”捕集二氧化碳是实现“碳中和”的重要途径之一，目前受到广泛关注和研究，其主要流程如图，请回答相关问题：（1）为了降低“碳排放”，下列建议可行的是。A.随手关灯B.全面禁止燃烧煤和汽油C.大力发展火力发电D.纸张双面打印（2）常温下，氨水的pH7（填“＞”、“＝”或“＜”）。（3）工业上用氨水喷淋吸收废气中的CO2，采用“喷淋”的原因是。（4）反应①的化学方程式是，该反应的温度不宜高，原因是。（5）上述流程中，可循环利用的物质是。（6）CO2的后续处理包括利用、封存等。写出CO2的一种用途。CO2被封存在含氢氧化钙的地下水层后可慢慢转化为固态碳酸盐，该碳酸盐的化学式是。►题型五工业上制备金属的工艺流程【典例7】（2022•广东）铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图1所示。（1）“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的（填“强”或“弱”）。（2）“过滤”后滤液的主要成分是（写化学式）。（3）若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品，其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量（写出计算过程）。（4）“干燥还原”可在不同的温度下进行，产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图2所示。若（3）中产品是在500℃时干燥还原后得到的，则其中最多含Fe元素g（产品中只含三种元素）。【典例8】（2023•深圳）某同学以金泥（含有Au、CuS、ZnS等）为原料制备（Au）和Cu的流程如图所示：某同学查阅资料已知：①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物，并完全分离出ZnO烟尘。（1）“预处理”中会产生SO2，若SO2直接排放会导致。（2）“过程Ⅱ”产生的固体a中，除CuO外一定还有的物质是。（3）“过程Ⅲ”分离Au的操作是，加入过量稀硫酸的目的是。（4）“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉，这一步生成气体的化学方程式为，该反应属于反应（填写基本反应类型）。（5）ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收，该反应生成偏锌酸钠（Na2ZnO2）和H2O的化学方程式为。解流程题要学会捕捉流程图提供的基本信息，如起始物质、加入的物质、生产的物质状态、颜色等。与金属有关的流程图类题目要结合金属与酸、盐等反应的规律解答。【变式5-1】（2023•封开县一模）某兴趣小组利用废镍材料（含有金属Ni及少量Fe、Ag、Fe2O3）探究相关物质的性质并回收镍，设计流程如图所示。已知：转化过程先加入H2O2溶液将Fe2+转化为Fe3+，再用NaOH溶液调节溶液pH为3.2～6.7，使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀，而Ni2+仍然存在溶液中。（1）“酸浸”中发生的反应：Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O、Ni+H2SO4＝NiSO4+H2↑、（写出反应方程式），该反应属于反应（填基本反应类型）。（2）滤渣①是（填化学式）。（3）操作A是，该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和，此操作中玻璃棒的作用是。（4）写出NiSO4溶液中加入适量铁粉（Fe）制备Ni的化学方程式：。（5）Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为。【变式5-2】（2023•天河区校级三模）金属铍【Be】是原子能、火箭、导弹、航空、宇宙航行以及冶金工业中不可缺少的宝贵材料，有着“超级金属”之称，制备金属铍的原料是绿柱石，其主要成分有BeO、Al2O3、SiO2、Fe2O3和FeO，制备工艺流程如图所示，已知：①“氧化”时发生反应：2FeSO4+H2SO4+H2O2═Fe2（SO4）3+2H2O②（NH4）2BeF4易溶于水，且在水中的溶解度随温度升高显著增大。请回答问题：（1）写出“酸浸”时FeO发生反应的化学方程式；（2）写出“酸浸”后得到的滤液1中的金属离子（写离子符号）；（3）滤渣2的主要成分是Fe（OH）3和（填化学式）；（4）（NH4）2BeF4溶液经蒸发浓缩、、过滤、洗涤、干燥等操作后可得到（NH4）2BeF4晶体；（5）写出在“高温、真空”条件下发生置换反应得到Be化学反应方程式；（6）铍的表面易形成致密氧化膜。由此预测铍的金属活动性比铜（填“强”或“弱”）。将未经打磨的铍丝放入装有少量盐酸的试管中，若观察到（填实验现象），说明预测正确；（7）用绿柱石生产出akg金属铍，理论上需要在“沉铍”环节消耗HFkg。►题型六制盐工艺【典例9】（2023•广州）制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4，某小组从中获取NaCl和Na2SO4的主要过程如图1：（1）“除杂1”应依次加入的两种试剂是、，“除杂2”应加入的试剂是。（除杂限选试剂：HCl、HNO3、Na2CO3、Ca（OH）2）（2）将“溶液A”在80℃蒸发浓缩，至有少量固体析出。①该小组分析溶解度曲线，推测析出的少量固体是NaCl，但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释：。②该小组停止蒸发浓缩，经、过滤得到大量Na2SO4固体及母液；将母液中的NaCl分离出来，操作是。（3）设计由硫磺（单质硫）生产Na2SO4的转化路径，依次写出反应的化学方程式：。（提示：常见+4价硫的化合物可与O2化合为+6价硫的化合物）1.怎样解物质分离的综合探究题在生产实际或复杂的习题中，混合物中的杂质往往有多种，因此在分离或提纯物质的方法上就不可能单独使用一种，这就要求我们根据问题所给条件，考虑混合物中各成分性质的差异，选择出最佳实验方案进行物质分离。2.海水晒盐的原理是通过风吹日晒蒸发溶剂得到食盐晶体．目前从海水中提取食盐的方法主要是“盐田法”（也称“太阳能蒸发法”），使用该法，需要在气候温和、光照充足的地区选择大片平坦的海边滩涂，构筑盐田．盐田通常分为两部分：蒸发池和结晶池。用海水晒盐，先将海水（或海边地下卤水）引入盐田的蒸发池，通过日晒蒸发水分到一定程度时，再导入结晶池，继续日晒，海水就会成为食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出食盐晶体来。【解题方法点拨】要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记海水晒盐的原理和过程，以及与之相关的知识．然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意（或实验、图表信息）等，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．另外，需要注意以下几点：1．用海水晒得的食盐含有较多的杂质，叫做粗盐。2．由于其中含有氯化镁、氯化钙等杂质，能吸收空气里的水分，所以粗盐容易潮解。不过，粗盐经溶解、沉淀、过滤、蒸发，可制得精盐。3．剩余的液体称为母液（也称“苦卤”），可从中提取多种化工原料．【变式6-1】（2023•新会区一模）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所示，回答下列问题：（1）操作①是，实验室进行该操作时使用主要仪器有铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒、。（2）过滤①后发现溶液仍浑浊，正确的操作是。（3）滤渣中的物质主要有BaSO4、Mg（OH）2、、。（写化学式）（4）上述流程中，加入盐酸，除了中和NaOH外，还发生的化学反应方程式是。常温下，pH＝7的溶液呈性。（选填“酸”或“中”或“碱”）（5）某同学实验后得到的精盐质量比粗盐多，可能原因是：。【变式6-2】（2023•揭阳模拟）氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。粗盐提纯的操作流程。以下是提供的试剂：Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、饱和NaCl溶液。欲除去溶液Ⅰ中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4，从提供的试剂中选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为：过量的NaOH溶液、、。（2）用提纯的NaCl配制200g0.9%的生理盐水，需要NaCl的质量为g。①配制该溶液时所需要的玻璃仪器有。②如果配制后溶液溶质的质量分数低于0.9%，你认为可能的原因是。（任写一个）►题型七制碱工艺【典例10】（2023•东莞市一模）海洋是人类宝贵的自然资源，海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧，请根据粗盐“制碱”的流程图（如图1）回答问题：（1）海水“晒盐”是通过（填“蒸发结晶”或“降温结晶”）的方式获取粗盐，海水“制碱”的产物可用作氮肥的是（填名称）。（2）步骤Ⅰ除杂中，操作步骤依次为：加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸，以下试剂①②组合选用合理的是。A．①Ca（OH）2、②Na2CO3B．①Na2CO3、②Ca（OH）2C．①KOH、②Na2CO3D．①NaOH、②Na2CO3请写出除去粗盐中氯化钙的化学方程式（3）步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气，得到饱和铵盐水，饱和铵盐水pH（填“＜”“＞”或“＝”再通入二氧化碳，这样做的目的是；步骤Ⅲ反应，产物NaHCO3比NH4Cl先结晶析出，请结合生产原理和图2解释其原因。（4）步骤Ⅳ发生的反应属于（填基本反应类型）。（5）我国化学家侯德榜创立的联合制碱法优点有。A．和国外的“索尔维氨碱法”制碱相比，无废弃物CaCl2生成，有利于保护环境B．大大提高了食盐利用率，节约了成本C．将“制碱”与制碱生产联合起来，同时各反应均不需要加热，可节约能1．了解纯碱工业制备历程。（1）1791年，法国人吕布兰发明了第一个工业制纯碱的方法，以食盐、硫酸为原料，设备腐蚀严重并且纯度不高。（2）1862年，比利时化学家索尔维发明了——索尔维法（又称氨碱法），以食盐、石灰石和氨为原料。氨碱法实现了连续性生产，产品也较为纯净。（3）1943年，侯德榜成功揭秘索尔维制碱法，创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法，开创了世界制碱工业的新纪元。侯德榜——被称为我国纯碱之父。2．纯碱的制取是指工业上常用氨碱法（又称为索尔维法）生产纯碱，具体过程如图所示。先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，在加压并不断通入二氧化碳的条件下使溶解度较小的碳酸氢钠结晶析出，过滤后，将碳酸氢钠加热分解即可得到纯碱。该过程中的化学反应原理是：NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O．【解题方法点拨】要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记纯碱的制取，以及与之相关的知识。然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意（或实验、图表信息）等，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可。同时，还需要注意以下几点：（1）向饱和氨盐水中，不断通入二氧化碳时，发生的反应实际上是多个反应的综合反应。即氨气和水化合生成氨水，二氧化碳和水化合生成碳酸，氨水和过量的碳酸反应中和反应生成碳酸氢铵和水，碳酸氢铵和氯化钠反应生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。（2）碳酸氢钠分解生成的二氧化碳可回收循环使用；含有氯化铵的滤液与熟石灰混合反应放出氨气，也可回收循环使用。（3）在氨碱工业的历史上，如何处理流程中剩余的氯化铵溶液，出现了两种工艺：一是“索尔维法”。即在氯化铵溶液中加入物质Ca（OH）2，产生了可循环使用的氢气和大量固体废弃物氯化钙；二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在氯化铵溶液中加入适量氯化钠晶体．降低了氯化氨的溶解度，使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品——氮肥，氯化钠溶液则可以循环利用。3．联合制碱法，又称侯氏制碱法，是侯德榜于1943年发明的用于在工业上制取纯碱（Na2CO3）的方法，也是世界上广泛采用的制碱法。侯氏制碱法的原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氨气时的废气。其化学反应原理是：氯化钠、氨气、水和二氧化碳反应生成碳酸氨氢钠（NaHCO3）和氯化铵（NH4Cl）。由于碳酸氢钠的溶解度较低，它会从溶液中析出，经过过滤、洗涤后可以得到碳酸氢钠晶体。再将碳酸氢钠晶体加热分解，即可得到纯碱。同时，溶液中的氯化铵可以作为氮肥使用，实现了资源的综合利用。侯氏制碱法的优点在于它保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%以上；同时它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。联合制碱法将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl-）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵，从而不再生成没有多大用处、又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。【变式7-1】（2023•潮南区模拟）海洋是人类宝贵的自然资源，海水“制碱”体现了化学在改造物质中的智慧。如图是某厂生产纯碱的工艺流程图：请完成下列问题：（1）流程Ⅰ为除去杂质，加入过量BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液，下列说法正确的是（填字母序号）；A．加入三种溶液的顺序不能调整B．加入NaOH溶液能将粗盐水中的Mg2+转化为沉淀C．按流程Ⅰ所加溶液的顺序除杂，过滤后得到四种沉淀（2）在流程Ⅰ中，加入BaCl2溶液时发生反应的化学方程式是；（3）在流程Ⅱ中，如果加入氨气不是为了生产氯化铵，氨气在制碱过程中的作用是；（4）写出流程Ⅲ中发生反应的化学方程式；（5）流程Ⅰ中加入过量Na2CO3溶液除去杂质离子为Ca2+和（填离子符号），写出该厂生产工艺流程中一种可循环利用物质的化学式。【变式7-2】（2023•龙华区二模）侯德榜先生是我国制碱工业的先驱，他发明了“侯氏制碱法”，部分工艺流程如图一：（1）图一中的物质X的化学式为，其俗称有。A.火碱B.烧碱C.纯碱D.苏打E.小苏打（2）写出反应②所属的基本反应类型。（3）NH4Cl是“侯氏制碱法”的一种副产品，在农业上可作氮肥，但不能与熟石灰混合施用，请用化学方程式解析其原因。（4）NH4Cl晶体受热分解成氨气和氯化氢，写出化学反应方程式。（5）系列操作b包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，洗涤时的试剂宜用。A.蒸馏水B.稀NaHCO3溶液C.稀NH4Cl溶液D.饱和NH4Cl溶液（6）写出题中工艺流程图中一种可循环利用的物质。（写化学式，H2O除外）（7）结合图二分析上述流程中NaHCO3固体先析出的原因。【变式7-3】（2023•越秀区二模）海洋是巨大的资源宝库。“筑梦”学习小组模拟化工厂生产流程，利用海水制取纯碱和金属镁，设计方案如图所示。请回答下列问题。（1）流程Ⅰ为海水“晒盐“。由海水获得粗盐的结晶方法是。（2）流程Ⅱ为粗盐精制。粗盐中通常含有泥沙等难溶性杂质和Ca2+、Mg2+、等可溶性杂质离子，为除去上述可溶性杂质离子，将粗盐溶解并依次加入下列试剂：过量氢氧化钠溶液→过量氯化钡溶液→a→适量稀盐酸。①上述除杂过程中，a是。②有同学认为，用一种试剂代替氢氧化钠和氯化钡两种试剂也能达成实验目的，该试剂是（填化学式）。③加入稀盐酸之前应进行的操作是。（3）流程Ⅲ为海水“制碱”。滤液A中碳酸氢钠是否饱和？（填“是”或“否”）；流程Ⅲ中循环利用的物质是（填写化学式）。（4）流程Ⅳ为海水提镁。写出无水氯化镁分解制镁的化学方程式。（5）在流图Ⅳ加入石灰乳时，需要测定溶液pH，在实验室模拟操作，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，，读出pH。►题型八传统能源工业（化石燃料的利用）【典例11】（2023•东莞市二模）以煤粉灰（主要成分为Al2O3、SiO2及少量Fe2O3等）为原料制取Al2O3的部分工艺流程如图：【资料】FeCl3溶液中滴入KSCN溶液会呈血红色（1）“酸浸”包含操作过滤和。“酸浸”时温度不宜过高的原因是。滤渣的主要成分是（填名称）。（2）“除铁”时，发生的反应为FeCl3+3NH4HCO3＝+Fe（OH）3↓+3CO2↑；检验溶液中铁离子已除尽的方法是。（3）“结晶”是向浓溶液中通入HCl气体，从而获得AlCl3•6H2O晶体的过程。溶液中Al3+和盐酸的浓度随通气时间的变化如图所示。由此可得出的结论是。（4）“煅烧”时发生反应的化学方程式。（5）上述流程中，可以循环利用的物质是。（6）高温烧结的氧化铝，又称人造刚玉或人造宝石，可用于制机械轴承、钟表中的钻石、坩埚、高强度陶瓷等。由此可推知氧化铝的性质有（填序号）。A．硬度大B．熔点高C．性质稳定化石燃料主要包括煤、石油和天然气等天然资源。实质是考查学生运用化学反应原理及相关知识来解决工艺业生产中的实际问题。【解题方法和思路】1、题型的结构：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：阅读题目寻找突破→顺藤摸瓜各个击破→验证答案以防误判。【变式8-1】（2023•南沙区一模）燃煤产生的烟气中含有SO2。研究人员利用氨法脱硫防治SO2污染，同时制得化肥K2SO4，以延长产业链。工艺主要流程如下：（1）吸收塔中，氨水采用喷淋方式注入，其目的是。（2）吸收塔中发生化合反应生成（NH4）2SO3，（NH4）2SO3中硫元素的化合价为。（3）氧化塔中发生的是化合反应，反应的化学方程式是。（4）“反应分离”环节在30℃进行，可控制只析出K2SO4固体，请结合溶解度曲线分析原因。（5）“反应分离”环节分离物质采用的操作是。（6）KCl用量的估算依据是（填标号）。A.KCl与（NH4）2SO4的粒子个数比为1：1B.KCl与（NH4）2SO4的粒子个数比为1：2C.KCl与（NH4）2SO4的粒子个数比为2：1（7）关于滤液，下列说法正确的是（填标号）。A.只有NH4Cl，不含K2SO4B.有NH4Cl，又含有K2SO4，K2SO4未达饱和C.有NH4Cl，又含有K2SO4，K2SO4达饱和（8）若在此流程中32kgSO2全部转化为K2SO4，理论上生成K2SO4质量为kg。（相对分子质量：SO264K2SO4174）【变式8-2】（2023•大埔县一模）工业中用煤粉灰为原料制取Al2O3。煤粉灰的主要成分为Al2O3、SiO2及少量Fe2O3等，其部分工艺流程如图：【查阅资料】①SiO2既不溶于水也不溶于酸。②煅烧时发生的反应为：2AlCl3•6H2OAl2O3+6HCl+9H2O（1）①“酸浸”时在恒温密闭的反应釜中进行，温度不宜过高的原因是；滤渣的主要成分是（写名称）。②写出盐酸与Fe2O3发生反应的化学方程式为，反应类型属于。（2）“除铁”时，用到NH4HCO3，根据化肥中所含的营养元素，NH4HCO3属于肥。（3）上述流程中，可以循环利用的物质是。（4）高温烧结的氧化铝又称人造刚玉，氧化铝可用于制造机械轴承、钟表中的钻石、坩埚、高强度陶瓷等，由此可推知氧化铝的性质是。A．性质活泼B．硬度大C．熔点高【变式8-3】（2023•深圳模拟）能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关。煤是社会生产、生活中最重要的能源，其主要成分是碳。工业上常把煤进行气化和液化处理，使煤变成清洁能源，减少对空气的污染。煤气化和液化流程示意图如下。（1）粗煤属于（填“纯净物”或“混合物”）；第①步操作原理与化学实验操作（填写实验操作名称）原理一样，实验室进行此操作时玻璃棒的作用是。（2）第②步是精炼煤与水蒸气在高温条件下制得水煤气，其反应的化学方程式为。（3）第④步中，已知X属于氧化物，且其中硫元素的化合价与硫酸中硫元素化合价相同，则④的化学方程式为。此反应属反应（填写化学反应基本类型）。（4）从“绿色化学”的角度分析，“煤的气化和煤的液化”生产流程的优点是。►题型九石灰石工艺【典例12】（2021•广东）牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂，利用石灰石（杂质不溶于水和酸）制备纯净碳酸钙的一种方法如图。（1）反应①的化学方程式为；操作1的名称是。（2）反应②的化学方程式为，该反应属于反应（填基本反应类型）。（3）该方法中，用稀硫酸代替稀盐酸对制备碳酸钙是否有影响？判断并简述理由。（4）大气中CO2含量不断上升，会导致。我国在联合国大会上提出：努力争取2060年前实现“碳中和”，请提出一条实现“碳中和”的措施。1.钙三角的关系图大理石（石灰石）的主要成分：CaCO3CaO俗称生石灰Ca（OH）2俗称熟石灰高温高温CaCO3=====CaO+CO2↑CaO+H2O====Ca(OH)2Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O【变式9-1】（2023•斗门区一模）超细碳酸钙可用于生产钙片、牙膏等产品。利用碳化法生产超细碳酸钙的主要流程如图1所示：（1）①碳酸钙在医疗上可用作剂。②乳化池中，生石灰与水发生反应，其化学方程式为，该反应（填“放出”或“吸收”）热量。③过筛与过滤类似，其目的是拦截（填“大于”或“小于”）筛孔直径的颗粒。（2）甲、乙、丙三种固体物质的溶解度如图2所示，请回答下列问题。①50℃时，三种物质的溶解度由大到小的顺序是。②若要将丙的饱和溶液转化为不饱和溶液，可采用的方法是（写一种）。③将60℃的甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温至0℃，所得的溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序是。【变式9-2】（2023•深圳模拟）过氧化钙（CaO2）能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等领域。CaO2可由鸡蛋壳（含90%CaCO3）为原料，实验室可按以下流程制得：查阅资料：CaO2在潮湿空气及水中会缓慢放出O2，温度较高时会分解生成CaO和O2。回答下列问题：（1）煅烧前要把鸡蛋壳碾碎，其目的是。（2）反应①的化学方程式为，该反应属于（填基本反应类型）。（3）反应②的生成物为CaO2和H2O，化学方程式为，该反应需在低温条件下进行，主要原因是。（4）过滤CaO2料浆时，玻璃棒的作用是。（5）结合以上信息，保存CaO2需注意的是。【变式9-3】（2023•潮阳区模拟）陶器是我国古文化的艺术创造物，硅酸钙（CaSiO3）是陶瓷的主要成分之一。以天然石灰石（含二氧化硅、氧化铁、氧化镁等杂质）为原料制备硅酸钙的一种流程如图所示：（部分产物省略）（1）石灰石的用途有，酸浸前一般将石灰石粉碎，目的是，写出酸浸过程发生的化学方程式。（2）过滤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、，玻璃棒的作用是。写出滤渣1中的一种物质。（3）CaSiO3中Si元素的化合价为。（4）煅烧时温度对硅酸钙陶瓷力学性能（抗弯强度）具有一定的影响（如图）：由图可知，为达到最大的抗弯强度，煅烧温度为℃。（5）工业上用氯化钙溶液与硅酸钠反应制硅酸钙，而不采用氢氧化钙溶液的原因是。1.（2023•凉山州）今年是侯德榜《纯碱制造》一书出版90周年。侯氏制碱法以氯化钠、水、氨气（NH3）、CO2为原料，既能制备纯碱（Na2CO3），又能制得氮肥。其主要工艺流程如图：流程图中反应①的原理为NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl。请结合图中信息回答问题。（1）操作Ⅰ为。（2）下列说法错误的是。A.工艺流程中CO2可循环使用B.Na2CO3是由离子构成的化合物C.NaHCO3俗称小苏打，可用于治疗胃酸过多D.NH4Cl可作氮肥，能使植物茎秆粗壮，增强植物抗倒伏能力（2023•烟台）海洋是巨大的资源宝库，人类应合理开发利用。以下是烟台市对海水综合利用的部分工艺流程图（部分过程和产物略），据图回答问题。（1）海水淡化：蒸馏法淡化海水是利用海水中各成分不同进行分离的。（2）海水晒盐：晒盐时，采用的结晶方法是；海水晒盐后得到的卤水是氯化钠的（填“饱和”或“不饱和”）溶液。（3）海水制镁：在用卤水制镁的过程中发生中和反应的化学方程式是。（4）海水制“碱”：在用粗盐（含MgCl2、CaCl2杂质）制纯碱过程中，除杂时，先后加入过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液产生的沉淀是，由氯化钠制取纯碱，从元素守恒的角度看，还需要含有元素的物质参加反应。2.（2023•德州）金属材料在生产、生活中有着广泛的用途，金属资源应得到有效的利用和保护。（1）利用金属矿产冶炼金属是获得金属材料的主要途径。工业上炼铁常用的原料有赤铁矿（主要成分为Fe2O3）、焦炭（主要成分为碳）、石灰石和空气。其主要反应过程如图1所示：①上述流程中X的化学式是。写出反应Ⅱ的化学方程式。②反应Ⅲ为炼铁的主要反应，其反应的化学方程式为。（2）为了从某废旧电子产品中提炼贵重金属，并得到硫酸铜溶液，有如图2流程。①“步骤二”中能与稀硫酸反应的是粗铜中的（填化学式，下同），“步骤三”是滤渣Ⅰ中的与空气中的氧气发生反应。②写出“步骤四”中发生反应的化学方程式：。3.（2023•巴中）某工厂秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念，将工厂排放的污水（含有硫酸亚铁、硫酸铜和少量硫酸）进行一系列的处理，从而回收其中的某种重金属，并制得四氧化三铁，达到污水排放标准。其设计工艺流程如下，请回答下列问题。（1）操作Ⅱ的名称是，在实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、。（2）由FeOOH制备四氧化三铁的反应方程式为2FeOOH+FeSO4Fe3O4+X，则X的化学式为，FeOOH中铁元素的化合价为。（3）在固体A中加入过量稀硫酸的目的是，溶液B中的溶质为，固体C是回收的重金属，其成分是。4.（2023•潍坊）稀土被称为“工业维生素”，能显著提升建造航母及舰载机的材料性能，含有稀土元素钇的氧化钇（Y2O3）被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿（主要成分为Y2O3，含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质）生产氧化钇的工艺流程如下，回答下列问题：（1）在粉碎机中研磨粉碎的目的是。（2）操作Ⅰ的名称是，“酸溶”过程中，Y2O3发生反应的化学方程式为。（3）向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性，调节溶液的pH除去滤液Ⅰ中杂质，沉淀Ⅱ的主要成分是（填化学式）。（4）沉淀池中“沉钇”过程有H2O等物质产生，“沉钇”的化学方程式为。（5）流程中可循环使用的物质为（填化学式）。5.（2023•乐山）保护环境，实现“绿水青山”目标，要对工厂尾气进行无害化处理。某氮肥厂和炼铁厂联合处理尾气的工艺流程如图所示。已知饱和食盐水处发生的反应为：NH3+CO2+NaCl+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl。回答下列问题：（1）饱和食盐水是（选填“纯净物”或“混合物”）。（2）流程中“操作Ⅰ”的名称为。（3）根据信息写出加热NaHCO3固体发生反应的化学方程式。（4）流程中，可循环使用的物质是。6.（2024•瑶海区一模）硫化氢（H2S）气体有剧毒，且易燃、易爆，不能直接排放。我国回收硫化氢气体的方法主要是生产硫酸（H2SO4）。其主要生产流程如图：（1）H2S中硫元素的化合价为。（2）在高温条件下，转化器中发生反应的化学方程式为，该反应属于（填反应基本类型）。（3）冷凝器上方浓硫酸（浓度小）以雾状喷出，其原因是。（4）实验室稀释浓硫酸的操作是。7.（2024•广西模拟）白云石除了用于城市布置景观之外，还可以用来制备金属镁，同时得到超细碳酸钙粉末，其制备的主要流程图如图所示：（1）通常将白云石粉碎加工后再投入煅烧窑中，其目的是。（2）煅烧窑中