专题10工艺流程题（原卷版）

专题10工艺流程题【题型一】原料预处理的方法及目的（2023秋•桂平市期末）某工厂产生的烧渣（主要含FeO、Fe2O3，还有一定量的SiO2）可用于制备绿矾（FeSO4•xH2O），工艺流程如图所示：资料1：SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应；资料2：+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。（1）在“浸取”前，将烧渣粉碎，目的是。（2）“浸取”、“过滤”步骤后，滤液中的溶质有。（3）二氧化硫与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸，反应的化学方程式为：。（4）FeSO4溶液经过蒸发浓缩、、过滤、洗涤、低温干燥后得到FeSO4•xH2O晶体。（5）以上结晶过程最好在氮气环境中进行，氮气的作用是。（2023•榆树市模拟）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来并加以利用。下图是利用氢氧化钠溶液“捕捉”CO2流程图（部分条件及物质未标出）。请根据有关信息回答问题：（1）氢氧化钠溶液喷成雾状的目的是。（2）在实验室实现操作a的分离方法是。（3）上述流程中没有涉及的基本反应类型是。（4）上述流程中，可以循环利用的主要物质有水、CaO、（填写化学式）。（5）若将5.6tCaO投入沉淀池，理论上最多可制得沉淀的质量为吨。对原料进行预处理的常用方法及其目的:(1)粉碎(或研磨):增大反应物间的接触面积，加快反应速率，使反应更充分。(2)搅拌:使反应物充分接触，加快反应(或溶解)速率。(3)水浸:通过加水，使可溶物溶解，与不溶物分离。(4)酸(或碱)浸:使与酸或碱反应的物质溶解，与不溶物分离。(5)灼烧(或煅烧、焙烧):使固体或杂质在高温条件下分解，使反应充分进行或增大转化率。【题型二】核心化学反应与条件控制（2023•青羊区校级三模）Ⅰ、新能源汽车的动力来源是锂离子电池，如图是实验室从钴酸锂废极片【主要成分为钴酸锂（LiCoO2）】中回收得到Co2O3和Li2CO3的一种流程。（1）废极片粉末加入稀硫酸和过氧化氢进行酸浸的过程中，温度通常要控制在40℃以下，原因是。（2）操作3中检验沉淀洗涤干净的操作是。（3）操作4中，在高温条件下，CoC2O4在空气中反应生成Co2O3和二氧化碳，化学方程式为。（4）操作5中，Li2CO3晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少，说明它的溶解度随温度的变化趋势与我们学过的（填名称）相似。Ⅱ、如图所示，坐标系的四个象限分别代表不同的反应类型，“→”表示物质间的一步转化关系，A、B、C、D分别是碳、碳酸钙、碳酸钠和碳酸中的一种。请回答：（5）B的化学式是。（6）D的用途是，写出转化①的化学方程式：。（7）转化②可通过2Mg+CO2点燃¯2MgO+C实现，其中化合价变化的元素有（2023•东区三模）锰元素能形成MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物，其中Mn3O4是重要的结构材料。工业用硫酸锰（MnSO4）制备Mn3O4的流程如下：（1）“沉淀”反应是MnSO4+2NH3•H2O＝Mn（OH）2↓+（NH4）2SO4。该反应的基本类型为。（2）将Mn（OH）2加水“打浆”制成悬浊液，可加快“氧化”反应速率的原因是。（3）“氧化”时，Mn（OH）2与空气中的氧气在60℃条件下反应生成Mn3O4，该反应的化学方程为。（4）通过测定固体产物中锰元素质量分数来推断产物成分。“氧化”所得固体产物中锰元素质量分数随通空气时间的变化如图所示：①通空气8小时左右，所得固体几乎全部为Mn3O4。推出该结论的依据是。②通空气超过8小时，产物中锰元素质量分数减小的原因是。【题型三】产品的分离提纯（2023•江西模拟）某工厂利用硼砂（主要成分为Na2B4O7，含少量硫酸铁杂质）制备硼（B）单质的部分流程如图所示：已知：BCl3在常温下是一种气体；MgO、B的熔点均高于2000℃。（1）“结晶分离”过程包含蒸发浓缩、和过滤。（2）硼砂粉末中加入NaOH溶液时发生反应的化学方程式为。（3）H3BO3在400℃条件下转变为B2O3的反应属于基本反应类型中的。（4）要获得高纯度的硼单质，选择途径（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）更合理。（2023•东莞市校级二模）二硫化钼（MoS2）被誉为“固体润滑剂之王”。利用低品质的辉钼矿（含MoS2、SiO2以及CuFeS2等杂质）制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图所示。（1）操作①的名称是。在实验室该操作需用玻璃棒，其作用是。（2）“氧化焙烧”的温度为500～600℃，主要将MoS2转化为MoO3，同时生成有刺激性气味的气体，反应的化学方程式为。（3）在“氨浸”前，将物质粉碎的目的是；理论上，最终得到的高纯MoS2的质量（选填“＞”“＝”或“＜”）最初的矿石中MoS2质量。（4）操作⑤需要在氩气（Ar）环境中进行，其作用是。1、分离和提纯常用的方法(1)物理方法:过滤、吸附、结晶、蒸发和蒸馏等。(2)化学方法:①沉淀法:将混合物中某种成分与某一试剂反应生成沉淀而分离出来;②化气法:将混合物中某种成分与某一试剂反应生成气体而分离出来;③转化法:将杂质用化学试剂转化为待提纯物;2、分离与提纯三不原则(1)不增(不增加新杂质)(2)不减(不减少主要成分)(3)易分离(反应后物质的状态不同，易分离（2023•金寨县模拟）氯化钙常用作干燥剂、路面集尘剂、消雾剂、织物防火剂、食品防腐剂及用于制造钙盐。工业上生产氯化钙的主要工艺流程如图：（1）氯化钙中氯元素的化合价是。（2）为加快“反应器”中的反应速率，可采取的方法是（写出1种即可）。（3）“反应器”中发生的反应属于基本反应类型中的。（4）“酸浸槽”中发生反应的化学方程式为。（5）“脱色池”中利用了活性炭的性。（2023•重庆模拟）医学上的“钡餐”是指药用硫酸钡用于消化道的检查，实验室可用如图的方法制取硫酸钡。（已知BaCO3化学性质与CaCO3相似）（1）操作X的名称是。（2）从BaCO3制Ba（OH）2溶液的过程中发生了两个化学反应，任意写其中的一个为，在图中的三个反应中，没有涉及的基本反应类型为反应。（3）固体Y中残留少量可溶物质，向固体Y中加适量水带出可溶物质进入洗涤液，为了证明已洗涤干净，可向最后一次洗涤得到的洗涤液中加入（填序号）进检验，简述判断的标准为。A.澄清石灰水B.碳酸钠溶液C.氯化镁溶液（2023•硚口区模拟）新型发光陶瓷是将高科技蓄光材料融入传统陶瓷釉料中，经高温烧制而成。它吸蓄光能后，可在水、阴暗环境中自行发光，以下是其部分生产流程。分析流程，回答问题：（1）练泥机将水和坯料充分调和，其作用相当于实验操作中的。（2）施釉机先将蓄光釉料印刷在坯体上，再涂抹一层透明釉料的作用是。（3）生产蓄光材料需要在稀有气体环境中进行，利用稀有气体的性质是。（4）若坯料中铁粉未被除去，则烧制的陶瓷会出现黑点，其原因是（用化学方程式解释）。（2023•安徽模拟）高锰酸钾在生产、生活中有广泛的应用，工业上以高纯度的二氧化锰为原料制备高锰酸钾的主要流程如图所示。【资料】相关物质的溶解度（20℃）如表：物质K2CO3KMnO4溶解度1116.34（1）过滤操作要使用玻璃棒，其作用是。（2）操作1的具体实验步骤为：加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥，得到高锰酸钾晶体。干燥时温度不宜过高的原因是（用化学方程式表示）。（3）从经济角度考虑，操作流程中可循环利用的物质是。（2023•瑶海区校级模拟）空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。如图是以空气和其他必要的原料合成氮肥（NH4NO3）的工业流程（流程中涉及物质均已列出）。请按要求回答下列问题：（1）步骤①中发生的是（选填“物理”或“化学”）变化，利用各组分的不同进行分离。（2）写出步骤③中发生反应的符号表达式，催化剂在反应前后，本身的质量和不变；氧气具有助燃性，写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式点燃（3）上述化学反应中属于化合反应的有个。（2023•雁塔区校级二模）水是一种宝贵的自然资源，自来水厂的净水流程如图：（1）自来水厂常用氯气杀菌消毒，在此过程中发生了反应Cl2+H2O═HCl+HClO，HClO中氯元素的化合价为。（2）自来水净化过程中，加“絮凝剂”的主要作用是。日常生活中，常采用的方法降低水的硬度。（3）下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是（填字母序号）。A．氢气在氧气中燃烧B．水的蒸发C．水的电解D．水的净化（4）下列做法会造成水污染的是（填字母序号）。A．生活污水处理后再排放B．合理使用农药和化肥C．任意排放工业污水（2023•潼南区二模）侯德榜发明的“侯氏制碱法”为纯碱和氮肥工业的发展做出了杰出贡献。该方法的主要过程如图所示（部分物质已略去）。已知：Ⅰ.侯氏制碱法原理为NaCl+H2O+NH3+CO2＝NaHCO3↓+NH4Cl。Ⅱ.反应②的化合价未发生变化。Ⅲ.在溶液A中加入NaCl是为了促进固体析出，未发生化学反应。（1）侯氏制碱法制的“碱”属于（填“酸”“碱”或“盐”）。（2）步骤①②③所涉及的操作方法包括过滤的是（填序号）。（3）该流程中可循环使用的物质是NaCl和（填化学式，下同），溶液C中溶质有NaCl、NaHCO3和。（4）步骤②的化学方程式为。（2023•青秀区校级一模）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有少量FeCO3、NiCO3等杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如图，请回答以下问题：（1）步骤Ⅰ中，将碳酸锰矿研磨成粉末的主要目的是，其中碳酸锰与硫酸反应的化学方程式为。（2）步骤Ⅱ中，加入二氧化锰发生以下反应：MnO2+2FeSO4+2H2SO4＝MnSO4+2H2O+Fe2（SO4）3，已知滤液1中的主要溶质为MnSO4，同时还含有少量NiSO4，则步骤Ⅱ中加入氨气和水的主要目的是。（3）步骤Ⅲ中，所得滤液2中含有的溶质为MnSO4、（NH4）2SO4，则滤渣2中主要成分为。（填化学式）（4）步骤Ⅳ中，电解后的废液中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到沉淀Mn（OH）2和氨气，过滤后，再向滤液中加入Na2S进行二级沉降得到沉淀MnS。沉降过程的产物中，可循环利用于上述流程。（2023•灌云县校级模拟）含锌废渣和各种锌矿（如菱锌矿）都有着重要的用途，以含锌废渣（主要成分为ZnO，杂质为FeO、CuO）为原料制备七水硫酸锌（ZnSO4•7H2O）的流程如图：（1）粉碎的目的是。（2）物质X是，滤渣中含有的金属单质有，除铜时发生的反应属于（填基本反应类型）。（3）流程中获得七水硫酸锌