
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文档简介
题型三工艺流程题
目录
类型三能源、环境等类的流程11
【核心提炼•考向探究】13
知识点一原料预处理的方法及目的13
【真题研析•规律探寻】2
知识点二控制反应条件的方法13
类型一金属制取与回收流程2
知识点三产品的分离、提纯14
考法01金属的提纯与回收2
考法02金属的制备类5知识点四常考问题的解题思路14
类型二酸碱盐的处理与制取流程7
【题型归纳•命题预测】15
考法01海水制碱、制镁、粗盐提纯类7
考法02其他酸碱盐处理和制备类9
工艺流程题是将完整的化工生产过程或其中的一部分用框图的形式表示出来,工艺流程题主要是物质
的生产和除杂,工艺流程一般为原料一一生产(除杂)产品。工艺流程题的素材多样,充分体现化学学科知识
的实用性。这类题目的综合性强,要求考生既要熟知常用的化学反应原理,常见化合物的性质,实验基本
操作及名称,物质的除杂与分离,以及物质的转化和循环等内容,又要对流程图中所给出的信息进行提取、
筛选,对考生的学科能力要求较高。
金属的提纯与回收类
金属制取与回收流程
金属的制备类
类
型海水制碱、制镁、粗盐提纯类
酸碱盐的处理与制取流程
其他酸碱盐处理和制备类
能源、环境等类的流程
工
艺
流
程
题原料预处理的方法及目的:1.粉碎或研磨;2.燃烧或灼烧;3.酸浸;4.碱溶;5,加入氧化剂;6.煮沸:
温度的控制:加热;降温;控温
必控制反应条件的方法(1)目的:使溶液中的金属阳离子形成氢氧化
备调节溶液的pH:
物完全沉淀而除去
知
(2)需要的物质:含主要阳离子的难溶性氧化
识
催化剂:物或氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反应,使pH增
大的物质如用MgO、Mg(OH)2等等。
(3)原理:加入的物质能与溶液中的H+反应,
[产品的分离提纯
L降低了的浓度,增大pH
(4)pH控制的范围:大于除去离子的完全沉淀
值,小于主要离子的开始沉淀的pH
真题研析-规律探寻
类型一金属制取与回收流程
考法01金属的提纯与回收
1.(2023•内蒙古兴安盟)回收利用废旧金属具有重要意义。某金属废料的成分是Zn、Cu和CuO,利用该
金属废料回收铜。请回答下列问题。
适量Zn滤液n
过量的稀H2sol-滤液I
金属废料步骤口
Cu
步骤I.-固体
(1)步骤I和步骤II的操作名称是.
⑵加入过量稀H2s的目的是
(3)滤液I与Zn反应生成Cu的化学方程式为
【答案】(1)过滤
(2)使锌和氧化铜充分反应(合理即可)
(3)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
【解析】(i)步骤i和步骤n均能实现固体和液体的分离,其操作名称是过滤;
(2)金属废料的成分是Zn、Cu和CuO,加入过量稀硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氧化铜和
稀硫酸反应生成硫酸铜和水,铜和稀硫酸不反应,稀硫酸过量,目的是使锌和氧化铜充分反应(合理即可);
(3)金属废料的成分是Zn、Cu和CuO,加入过量稀硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氧化铜和
稀硫酸反应生成硫酸铜和水,铜和稀硫酸不反应,稀硫酸过量,故步骤I所得滤液I中溶质的成分是:CuSO4、
ZnSOcH2so4;向滤液I中加入适量Zn,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和
铜,该反应的化学方程式为:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4a
2.(2023•湖北咸宁)兴趣小组的同学利用某废镁材料(含有金属Ni及少量Fe、Cu)回收保,设计流程如
下图所示(部分产物略去)。
NaOH溶液
过量稀硫酸氏。2溶液(调节pH)适量铁粉
过滤一一L”过滤
废银
除铁滤液
材料II-------银-
滤渣Fe(OH)3
请根据上述流程回答下列问题:
(1)过滤时,玻璃棒的作用是
⑵写出“酸浸”时发生反应的化学方程式(任写一个)。
(3)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时发生反应的化学方程式为2FeSO4+H2SO'+H2O2=Fe2(SOJ+2X,则X
的化学式是o
(4)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为。
(5)已知Fe3+和Ni?+开始沉淀和完全沉淀时的pH如表。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液
的pH使Fe3+完全沉淀而Ni?+不沉淀,则pH的范围是(填字母序号)。
开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe3+2.73.2
Ni2+7.28.7
A.2.7<pH<3.2B.3.2<pH<7.2C.7.2<pH<8.7
【答案】⑴引流
(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2T/M+H2SO4=NiSO4+H2?
(3)H2O
(4)Fe、Ni、Cu(合理表述即可)
(5)B
【解析】(1)过滤时,玻璃棒的作用为引流。
(2)在金属活动性顺序中,铁>氢>铜,则铁能与盐酸反应生成硫酸亚铁和氢气,又由于滤液I中含有保离
子,则说明保能与盐酸反应生成硫酸镁和氢气,反应的化学方程式为Fe+为SO广FeSOjH2T或
Ni+H2SO4=NiSO4+H2T0
(3)反应前后,原子的种类和个数不变,等号左边有2Fe、3S、4H和140,等号右边除2X外,有2Fe、
3S和120,则2X中含有4H和20,则X的化学式为H2Oo
(4)结合流程可知,加入向滤液II加入铁粉能置换出银,则说明铁比保活泼,则金属活动性顺序铁>银>铜。
(5)由于Fe3+完全沉淀时pH为3.2,而Ni?+开始沉淀时的pH为7.2,则若想使Fe?+完全沉淀而Ni?+不沉淀,
pH的范围为3.2~7.2,故选B。
3.(2023•山东济宁)某一工厂的金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,为回收铜和金并得到氧化铁。工
作人员设计了如图所示的工艺流程。
请回答:
(1)滤液A的溶质为—o(写化学式)
(2)固体A与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式—;
(3)操作1和操作2为同一操作,两操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和。
(4)往滤液B中加入的物质X是o
【答案】(DFeSCU
(2)CUO+H2SO4=CUSO4+H2O
(3)漏斗
(4)铁/Fe
【解析】金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,加入适量稀硫酸,铜、金和稀硫酸不反应,铁和稀硫酸
反应生成硫酸亚铁和氢气,操作1是过滤,实现固液分离,则滤液A是硫酸亚铁溶液,气体A是氢气,固
体A是铜、金,固体A在空气中加热,金不反应,铜与氧气加热生成氧化铜,加入适量稀硫酸,氧化铜与
稀硫酸反应生成硫酸铜和水,操作2是过滤,固体B是金,滤液B是硫酸铜溶液,滤液B加入X,通过操
作3过滤,得到铜和硫酸亚铁,则X是铁,滤液A经过一系列反应得到氧化铁。
(1)滤液A的溶质是硫酸亚铁,化学式:FeSCU;
(2)固体A是铜和铁,氧气与铜在加热条件下反应生成氧化铜,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,该
反应化学方程式:CUO+H2SO4=CUSO4+H2O;
(3)操作1和操作2为过滤,两操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗;
(4)往滤液B中加入的物质X是铁。
考法02金属的制备类
4.(2023•江苏无锡)由菱铁矿(主要成分为FeCOj,含少量SiO?等杂质)制备铁粉的一种流程如下:
过量稀硫酸Na2cO3溶液空气炭粉
(JJI
菱铁矿-u过滤|~u沉铁|-H过滤|-H焙烧|H还原卜铁粉
Si。2等
⑴碳酸亚铁(Fee。?)中铁元素的化合价为—o
⑵“酸浸”时,为使反应充分,可采取的一种措施是—。“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有:FeSO,和-0
(3)“沉铁”时,Fes。,转化为FeCC)3沉淀,该反应的基本类型是—。“焙烧”时,在高温条件下,FeCC)3与。2
反应生成Fe2O3与C02的化学方程式为—。
(4)“还原”时,在高温条件下,利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来;若向氧化铁与炭粉的混合物中添加适
量的CaCOs,更利于还原氧化铁,其原因是—»
【答案】(1)+2
(2)将菱铁矿粉碎硫酸/H2s04
高温
(3)复分解反应AFeCO3+O22Fe2O3+4cQ
(4)碳酸钙高温分解二氧化碳,二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳,一氧化碳也能还原氧化铁
【解析】(1)“亚铁”的化合价为+2价。
(2)增大接触面积,能使反应更充分,则可将菱铁矿粉碎;
碳酸亚铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,由于加入的硫酸过量,贝「酸浸”后所得溶液中含有的
溶质有硫酸亚铁和硫酸。
(3)硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁和硫酸钠,该反应为两种化合物互相交换成分生成另两种化合物
的反应,属于复分解反应;
碳酸亚铁和氧气在高温条件下生成氧化铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:
高温
4FeCO3+O2-2Fe2O3+4C(?2。
(4)由于碳酸钙高温分解生成二氧化碳,而二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳,一氧化碳也能将铁从氧化
铁中还原出来,则加入适量的碳酸钙,更利用还原氧化铁。
5.(2023•湖北恩施)《梦溪笔谈》中记载了“苦泉水”制取铜的方法“抱其水熬之,则成胆矶,烹胆研则成
铜;熬胆研铁釜,久之亦化为铜”,文中描述的制钢工艺如图。
(1)步骤①的操作名称是。
(2)“熬胆矶铁釜,久之亦化为铜”,其中发生化学反应的基本类型是o
(3)步骤②中存在硫酸铜在高温条件下分解生成氧化铜、二氧化硫和一种气体单质,请你写出该反应的化学
方程式o
【答案】(1)蒸发结晶
(2)置换反应
高温A
(3)2CUSO42CUO+2SO2T+02T
【解析】(1)操作①是硫酸铜溶液通过蒸发得到硫酸铜结晶,其操作名称是蒸发结晶;
(2)铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另
一种化合物的化学反应,该反应属于置换反应;
(3)反应物中硫酸铜中含有Cu、S、。三种元素,生成物中有一种气体单质,根据质量守恒定律,单质必
定含有Cu、S、O三种元素的一种,其是气体,故其是氧气,则硫酸铜在高温条件下分解生成氧化铜、二
氧化硫和氧气,化学方程式为2CUSO4-2CUO+2SO2T+O2TO
6.(2023•湖南衡阳)黄铜(锌和铜的合金)在古代应用非常广泛,古人用炉甘石(ZnCOs),赤铜(C“0)和木
炭制备黄铜,其中一种流程如下:
反应n
(1)黄铜和纯铜相比较,硬度更大的是.
(2)反应H中赤铜与木炭反应生成铜和二氧化碳,请写出此反应的化学方程式
(3)黄铜与黄金外观上非常相似,请用一种方法对两者进行区分.
【答案】(1)黄铜
1100℃~1300℃
UT
(2)2CU2O+C4C+CO2
(3)取少量两者置于试管中,向试管中加入适量稀盐酸,有气泡生成的是黄铜,无明显现象的是黄金
【解析】(1)合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性也更好,黄铜是锌和铜的合金,
故硬度更大的是黄铜;
(2)反应H中赤铜与木炭在1100℃~1300℃时反应生成铜和二氧化碳气体,化学方程式为
1100℃~1300℃
2CU2O+C4CU+CO2T;
(3)黄铜是锌和铜的合金,锌可以与稀盐酸反应生成氢气和氯化锌,而黄金化学性质稳定,不与稀盐酸反
应,故区分方法是:取少量两者置于试管中,向试管中加入适量稀盐酸,有气泡生成的是黄铜,无明显现
象的是黄金。
类型二酸碱盐的处理与制取流程
考法01海水制碱、制镁、粗盐提纯类
1.(2023•湖南常德)海水化学资源利用已成为各沿海国家促进经济发展的重要手段,我国在氯碱工业技术上
有长足的发展。如图是氯碱工业流程图。请回答相关问题:
(1)“操作1”为,过滤操作中玻璃棒的作用是。
(2)在实验室用托盘天平称量烧碱固体时,应用_______盛装烧碱。
(3)请写出反应①的化学方程式____,反应②属于四个基本反应类型中的反应。
(4)氯气与烧碱制备漂白剂的原理为:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,由此可推测产物中可起漂白作用的
物质为(填化学式)。
【答案】⑴蒸发引流
(2)烧杯或玻璃器皿
通电..
⑶2NaCl+2H2NaOH+H2T+C12T化合
(4)NaC10
【解析】(1)“操作1”为蒸发,过滤操作中玻璃棒的作用是引流;
(2)氢氧化钠具有强烈的的腐蚀性,在实验室用托盘天平称量烧碱固体时,应用烧杯或玻璃器皿盛装烧碱;
(3)反应①是氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气,化学方程式为:
通电小小
2NaCl+2H2O-2NaOH+H2T+C12T,反应②是氢气和氯气在点燃的条件下生成氯化氢,化合反应是由两
种或两种以上的物质生成一种物质的化学反应,特征是:多变一,该反应属于四个基本反应类型中的化合
反应;
(4)氯气与烧碱制备漂白剂的原理为:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,氯化钠、水均是生活中常见的物
质,其不具有漂白性,由此可推测产物中可起漂白作用的物质为NaClO。
2.(2023•山东莉泽)我国制碱先驱侯德榜为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出贡献,某企业把海水的
综合开发和利用与侯氏制碱法结合,实现资源利用最大化,请根据图示完成下列问题。
(1)①中用石灰乳而不选用氢氧化钠的原因是—;请写出该反应的化学方程式—。
(2)已知在溶液中温度高于35℃,NH4HCO3会有分解。吸氨碳化塔内发生的反应:I:
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3;II:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3i+NH4Cl»
请结合如图分析反应H能进行的原因—o实际生产时,吸氨碳化塔内温度通常控制在不低于30℃,不高
【答案】⑴石灰乳更加廉价易得Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2;+CaC12
(2)碳酸氢钠的溶解度相对较小,在溶液中首先结晶析出温度高于35℃,NH4HCO3会有分解
【解析】(1)①石灰乳中的氢氧化钙和氢氧化钠都能和海水中的镁离子结合生成氢氧化镁,在工业生产中
常需要考虑原料的价格,石灰乳更加廉价易得,所以使用石灰乳而不使用氢氧化钠。
氢氧化钙和海水中的氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为
Ca(OH)2+MgC12=Mg(OH)2J+CaCL。
(2)由溶解度曲线图可知,碳酸氢钠的溶解度相对较小,碳酸氢镂与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶
体,反应n能进行的原因是碳酸氢钠的溶解度相对较小,在溶液中首先结晶析出。
从溶解度曲线可知,40℃后无碳酸氢钱的溶解度曲线,根据学习过的知识可知碳酸氢镀常温下就能分解。
所以实际生产时,吸氨碳化塔内温度通常控制在不低于30℃,不高于35℃,是因为温度高于35℃,NH4HCO3
会有分解。
3.(2023•山东烟台)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。
淡水
(1)海水淡化:蒸储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MgCL、Ca”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。
【答案】⑴沸点
⑵蒸发结晶饱和
(3)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(4)氢氧化镁、碳酸钙碳、氧
【解析】(1)蒸储法淡化海水是利用海水中各成分沸点不同进行分离的;
(2)氯化钠的溶解度随温度的变化不大,所以晒盐时,采用的结晶方法是蒸发结晶;海水晒盐后得到的卤
水不能再继续溶解氯化钠,故是氯化钠的饱和溶液;
(3)在用卤水制镁的过程中发生中和反应是氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式是:
Mg(OH)2+2HCl=MgCh+2H2O;
(4)在用粗盐(含MgCb、CaCl2杂质)制纯碱过程中,除杂时,先后加入过量的NaOH溶液和Na2cCh
溶液,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,
产生的沉淀是:氢氧化镁、碳酸钙,由氯化钠制取纯碱,氯化钠中含有钠元素和氯元素,纯碱碳酸钠中含
有钠元素、碳元素和氧元素,所以从元素守恒的角度看,还需要含有碳、氧元素的物质参加反应。
考法02其他酸碱盐处理和制备类
4.(2023•山东临沂)造纸术是中国古代四大发明之一,氢氧化钾是造纸的重要原料。我国古代制造氢氧化
钾的主要流程如图所示,其原理是将干燥的木料烧成灰(含K2co力,再向灰汁中加入石灰浆,充分反应后,
进一步提纯得到氢氧化钾。
石灰石一►石灰窑一►制浆池-----———►滤渣
空气H20
1--------1-------1-------1------1操件②,,-----------
木料一燃烧窑-A|溶解池F反应池•一►KOH
废气滤渣
⑴操作①的名称是O
(2)“制浆池”中发生反应的基本类型是—,从能量变化的角度分析该反应为—(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)“反应池”中发生反应的化学方程式是—o
【答案】⑴过滤
(2)化合反应放热
(3)Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3J+2KOH
【解析】(1)由图可知,通过操作①可将固体和液体分离,则其名称为过滤。
(2)由于石灰石中的碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,贝『'制浆池”中发生的反应为氧化钙和水反应
生成氢氧化钙,该反应为多种物质生成一种物质的反应,则基本反应类型为化合反应;
该反应为放热反应。
(3)结合前面分析,“反应池”中碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,反应的化学方程式为
Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3J+2KOH。
5.(2023•黑龙江牡丹江)兴趣小组在实验室用某石灰石(含少量FezCh)为原料制备高纯CaCCh的流程如
图所示,请回答下列问题:
稍过量盐酸氨水适量Ca(OH),NH,
Ca(OH)2
(1)“酸溶”前为使反应物接触更充分,应对石灰石进行的操作是=
(2)“沉钙”时发生反应的化学方程式为:CaCl2+2NH3+CO2+X=2NH4Cl+CaCO3J,X的化学式为。
(3)“沉钙”中,其他条件相同,当温度高于35℃时CaCCh产率会明显下降,其主要原因:一是氨水挥发和分
解速率加快,二是。
(4)流程中可循环利用的物质有(写一种)。
【答案】⑴粉碎
(2)H2O
(3)CO2溶解度随温度升高而减小
(4)NH3(或“H2O”)
【解析】(1)为了使石灰石和盐酸接触更充分,可以对石灰石进行粉碎。
(2)在化学反应过程中,原子的种类和数目不变,反应前有一个钙原子,两个氯原子,两个氮原子,六个
氢原子,一个碳原子,两个氧原子;反应后有一个钙原子,两个氯原子,两个氮原子,八个氢原子,一个
碳原子,三个氧原子;故可得出X中含有二个氢原子,一个氧原子,即X的化学式为H2O。
(3)CO2随着温度升高,在液体中溶解度不断减小,造成CaCCh产率明显下降。
(4)由流程图中可得,开始有投入,后续有产出的非产品的物质可循环利用,循环利用的物质有NH3、H2O。
类型三能源、环境等类的流程
1.(2023•内蒙古呼和浩特)为了实现碳减排目标,许多国家都在研究二氧化碳的减排措施,其中“碳捕捉和
封存”技术是实现这一目标的重要途径之一。工业流程如图所示:
高纯度rzzzzzj
CO2气体,液态
co2
封存室
捕捉室
请回答以下有关问题:
(1)“捕捉室”中氢氧化钠溶液常喷成雾状,主要目的是。
(2)“反应分离器”中涉及的化合反应的方程式为。
(3)“封存室"内二氧化碳由气态变为液态,从微观角度解释变化的原因是
(4)整个过程中,可以循环利用的物质除水之外,还有(填化学式)。
【答案】(1)增大反应物接触面接,使反应更充分
(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3)分子间的间隔减小
(4)CaO、NaOH
【解析】(1)将氢氧化钠溶液喷成雾状,能增大反应物的接触面积,使反应更充分。
(2)煨烧炉中碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳,则物质A为氧化钙,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,
而氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和水,贝IJ“反应分离器”中涉及的化合反应的方程式为:
CaO+H2O=Ca(OH)9。
(3)二氧化碳由气态变为液态,分子间的间隔改变。
(4)由流程可知,反应过程中除水之外,既有氧化钙和氢氧化钠生成,又需要氧化钙和氢氧化钠参与,则
可循环利用的物质还有氧化钙和氢氧化钠。
2.(2023•四川乐山)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。
fNH£1溶液fNHQ(氮肥)
氮肥厂尾气除尘净化>NH3
饱和食盐水
炼铁厂尾气除尘净化>co2加热—Na2c(纯碱)
fNaHCO同体^1
AHQ+CO?
已知饱和食盐水处发生的反应为:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4C1o
回答下列问题:
(1)饱和食盐水是(选填“纯净物”或“混合物”)。
⑵流程中“操作I”的名称为o
(3)根据信息写出加热NaHCOs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0
【答案】(1)混合物
⑵过滤
A-
⑶2NaHCC)3=Na2CO3+CO2T+H2O
(4)二氧化碳/CO2
【解析】(1)饱和食盐水是饱和的氯化钠的水溶液,由水和氯化钠两种物质组成,属于混合物;
(2)“操作I”后得到液体和固体,操作名称为过滤;
(3)根据信息NaHCOj固体加热生成Na2c03(纯碱)、IhO和CCh,反应的化学方程式为
A人
2NaHCO3=Na2cO3+CO2T+H2O;
(4)由流程图可知,可循环使用的物质是二氧化碳(或CO2)。
3.(2023•山西)制作豆腐过程中用到了盐卤。盐卤是我国数千年来豆腐制作的传统凝固剂,有较好的溶解
性和凝固性,主要成分为氯化钠(含量约2%~6%)和氯化钾(含量约2%~4%)等。豆腐的制作流程如下,请结
合图文信息、分析思考,解决问题:
研磨机煮浆器混合器成品器
(1)研磨机将豆子研碎、研细的目的是o
(2)煮浆器内在煮沸过程中,可将有毒豆浆转化为无毒豆浆,发生的主要变化是
(3)为加快凝固速度,当把盐卤慢慢加入混合器时,需进行的操作是o
(4)向盐卤中滴加AgNCh溶液,发生反应的化学方程式为(写1个)。
(5)“花开富贵”是一道吃出咸辣味、品出世间美的豆腐制品,它有强筋骨、防贫血等功效由此推知,这种食
物含有的微量元素是o
【答案】(1)使豆子得到充分利用(合理即可)
(2)化学变化
(3)搅拌
(4)AgNO3+NaCl=AgClJ+NaNO3/AgNO3+KCl=AgClJ+KNO3
(5)Fe/铁元素
【解析】(1)研磨机将豆子研碎、研细的目的是使豆子得到充分利用或得到更多的豆浆;
(2)煮浆器内在煮沸过程中,可将有毒豆浆转化为无毒豆浆,会杀死一部分细菌,有新物质生成,属于化
学变化;
(3)当把盐卤慢慢加入混合器时,搅拌可以增大盐卤和蛋白质的接触面积,加快凝固速度;
(4)氯化钠和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,氯化钾和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸
钾,发生反应的化学方程式为:AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3B£AgNO3+KCl=AgCl+KNO3;
(5)铁元素能预防贫血。
核心提炼・考向探究
知识点一原料预处理的方法及目的
1.粉碎或研磨:目的是增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或
浸取率)
2.煨烧或灼烧:目的是不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不
稳定的杂质
3.酸浸:目的是溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)
4.碱溶:目的是去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)
5.加入氧化剂:转化为易于被除去(沉淀)的离子
6.煮沸:除去溶解在溶液中的气体,如氧气
知识点二控制反应条件的方法
1.温度的控制
(1)加热:加快反应速率或溶解速率;除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCCh、Ca(HCO3)2、KMnCU、卜、
NH4cl等物质;使沸点相对较低或易升华的原料气化。但要注意避免反应物或生成物的过热分解。
(2)降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解);使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;降
低晶体的溶解度,减少损失。
(3)控温:(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)防止某种物质温度过高时会分解或挥发;为了使某物
质达到沸点挥发出来;使催化剂的活性达到最好;防止副反应的发生。
(4)降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
2.调节溶液的pH
(1)目的:使溶液中的金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀而除去
(2)需要的物质:含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反应,使pH增大的物质
如用MgO、Mg(OH)2等等。
(3)原理:加入的物质能与溶液中的H+反应,降低了的浓度,增大pH
(4)pH控制的范围:大于除去离子的完全沉淀值,小于主要离子的开始沉淀的pH
3.使用催化剂目的:提高反应速率,但使用时必须注意其活性温度范围。
知识点三产品的分离、提纯
1.纯物质溶液得到晶体:蒸发结晶(NaCl型)或蒸发浓缩(至有晶体出现为止),冷却结晶(KNO3型和含
有结晶水的晶体)
2.混合溶液(分离A和B):蒸发结晶,趁热过滤(得NaCl型),将滤液冷却结晶,过滤(得KNCh型)
模板:加热浓缩一冷却结晶一过滤-洗涤一干燥
3.沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
(2)洗涤方法:向漏斗内加蒸储水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2〜3次。
(3)误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀
溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板
取最后一次洗涤液,滴加……(试剂),若没有……现象,证明沉淀已洗净
(5)趁热过滤:减少结晶损失;提高晶体纯度
4.工业流程的主要操作:结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
知识点四常考问题的解题思路
1.流程中涉及的主要操作
(1)粉碎或研磨:目的是增大反应物间的接触面积,加快反应(或溶解)速率。
⑵溶解
混合物
溶液/滤液
(4)结晶(蒸发结晶或冷却结晶)
操作③
溶液/滤液晶体/固体
2.加入试剂的选择或加入某试剂的目的
(1)加入试剂的选择:从所得反应的产物分析判断。
(2)加入某试剂的作用:多为除去某过量物质或者反应副产物。
(3)通入稀有气体(氤气)或氮气的作用:稀有气体、氮气等性质稳定,可以用作保护气,隔绝空气,防止生成
物被氧化。
3.判断可循环利用的物质
(1)可逆线表示可循环利用的物质。如图,物质A为可循环利用的物质。
物质A
(2)某设备或流程的生成物,为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图,物质B为
可循环利用的物质。
物质B
物质B
其他产物
4.陌生化学方程式的书写
(1)熟悉化学方程式的书写:根据题目要求在流程图中找到反应物、生成物,根据所学知识判断其可能发生
的反应,写出化学方程式。
(2)陌生化学方程式的书写:根据箭头方向,箭头进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
若从已知信息中找到的反应物和生成物不满足质量守恒定律,可在反应物或生成物中加入水,然后进行配
平,还应注意反应条件的有关信息,如在空气中煨烧或通入空气,则还需考虑空气中的氧气是否参与反应。
5.对流程进行评价
(1)安全性和简便性:若反应中会产生可燃性物质,应注意做好防护措施,如通风和远离火源;尽量选用较
温和的反应条件,避免高温、高压等复杂条件。
(2)环保性:是否符合“绿色化学”理念,环保、低碳方案优先。
(3)经济实用性:应遵循原料廉价易得、反应能耗低、产率或原料的利用率高等原则。
・题型特训-命题预测
类型一金属制取与回收流程
1.(2023•广东深圳)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:
琴琴同学查阅资料已知:
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o
⑵“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o
(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(NazZnCh)和H2O的化学方程式为。
【答案】⑴酸雨
(2)金/Au
(3)过滤将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率
(4)Fe+H2sC\=FeSC)4+H2T置换
(5)ZnO+2NaOH=Na2ZnO2+H2O
【解析】(1)若SO2直接排放,与水生成酸性物质,会导致酸雨;
(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,银的化学性质稳定,
不与氧气反应,所以“过程H”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是Au;
(3)“过程III”加入稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,银不与硫酸反应,分离固体Au和滤液
的操作是过滤,加入过量稀硫酸的目的是将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率;
(4)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,发生的反应有:铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,
铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以这一步生成气体的化学方程式为Fe+H2s。广FeSOjH2T;该反应
是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O,该反应的化学方程式为
ZnO+2NaOH=Na2ZnO2+H2O。
2.(2023•四川绵阳)某油脂厂废弃的催化剂含金属Ni、AhFe及其氧化物。采用如下工艺流程回收其中
的银制备硫酸锲晶体:
回答下列问题:
⑴滤饼是(填“纯净物”或“混合物”);NaAlO2的名称为偏铝酸钠,它所属物质类别是
⑵步骤③中Hz。?的作用是将FeSO,转化为。
(3)步骤④生成Fe(OH)3的化学方程式为,所属基本反应类型为0
(4)步骤⑤需要进行的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶、、洗涤。所得硫酸保晶体是含结晶水的化合
物,化学式为NiSO/7H2。,其中结晶水的质量分数是(计算结果精确到0.1%)。
(5)已知铁能与硫酸保溶液发生置换反应,则Ni、AhFe三种金属在溶液中的活动性由强到弱的顺序
为o
【答案】(1)混合物盐
⑵及式5。4)3/硫酸铁
(3)Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3J+3Na2SO4复分解反应
(4)过滤44.8%
(5)Al>Fe>Ni
【解析】从流程图中可知,向废弃的催化剂中加入NaOH溶液进行后,氢氧化钠溶液可除去油脂,并发生
反应2A/+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3凡T、2A/2O3+4NaOH=4NaAlO2+2H,O,将Al及其氧化物溶解,
而铁和镇及其氧化物不反应,过滤后得到的滤饼为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质;加稀H2s04
酸浸后,锲和铁都为氢前金属,都能和稀硫酸反应,金属氧化物能和酸反应生成盐和水,所以得到含有Ni2+、
Fe2+、Fe3+的滤液,从流程图中可以看出,Fe?+经H2O2氧化为Fe3+后,是亚铁离子消失,即将硫酸亚铁转化
为硫酸铁;再加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀后被除去,再控制pH、浓缩结晶得到硫酸镇
的晶体,然后通过过滤的方法将硫酸银晶体分离出来。
(1)滤饼为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质,故其是混合物;偏铝酸钠由金属离子和酸根离子
构成,故其属于盐类(盐、盐类化合物都可以)。
(2)由分析可知,步骤③中H2O2的作用是将硫酸亚铁转化为硫酸铁;
(3)硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为:
Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3+3Na2SO4,由于该反应是两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物,
故其属于复分解反应。
(4)步骤⑤进行蒸发浓缩、冷却结晶后,硫酸馍晶体析出,呈现固液混合状态,将其从含有硫酸钠的溶液
中分离出来,采用过滤的方法。
硫酸银晶体中结晶水的质量分数为:59+32+54+■2+16尸™°。
(5)根据教材中金属活动性顺序表,铝的活动性比铁的强;铁能与硫酸镁溶液发生置换反应,所以铁的活
动性比保的强,则Ni、Al、Fe三种金属在溶液中的活动性由强到弱的顺序为:Al>Fe>Ni»
3.(2023•海南)某工业废料中含有Fe和CuO(不考虑其他成分),小红设计如下实验方案用该工业废料制备
FeSO4-HzO和Cu。
稀硫酸铁粉稀硫酸
(1)实验室进行过滤操作,用到的玻璃仪器有—、烧杯和玻璃棒。
(2)加入铁粉后溶液A中发生的化学反应有:Fe+H2SO4=FeSO4+H?T、。
(3)固体C的成分为。
(4)“系列操作”中最后通过冷却结晶得到Fes。4-7H2O晶体。能够采用冷却结晶的方法进行提纯的物质,其溶
解度与温度的关系是—。
【答案】⑴漏斗
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)铜、铁
(4)溶解度受温度影响变化较大
【解析】(1)过滤操作中用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)工业废料中加入过量的稀硫酸,稀硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁
和氢气,故溶液A中含有硫酸亚铁、硫酸铜、过量的硫酸,加入铁粉后,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和
氢气,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)过滤后,固体C中含有生成的铜和过量的铁;
(4)溶解度受温度的影响变化较大的,采用冷却结晶的方法进行提纯。
4.(2023•四川巴中)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、O
一定条件
⑵由FeOOH制备四氧化三铁的反应方程式为2FeOOH+FeSC)4-=Fe3O4+X,则X的化学式为,
FeOOH中铁元素的化合价为o
(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O
【答案】(1)过滤漏斗
(2)H2SO4+3
(3)溶解过量的铁粉/除去过量的铁粉厂与心/硫酸亚铁Cu/铜
【解析】(1)操作n是分离固体和液体,所以操作n的名称是过滤;操作n中用到的玻璃仪器有烧杯、玻
璃棒和漏斗;
一定条件
(2)根据质量守恒定律可知,反应前后原子的种类和数目保持不变,根据2FeOOH+FeSC>4—FesO4+X
反应可知,生成物缺少2个H、4个O、1个S,所以X的化学式为H2so/氢元素为+1价,氧元素为-2
价,根据化合价法则可知,氢氧化氧铁(FeOOH)中铁元素的化合价是+3价;
(3)操作I中加入过量的铁粉,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气,铁能与硫酸铜反应生成硫酸
亚铁溶液和铜,故溶液B中的溶质为硫酸亚铁;故固体A中含有铁、铜,加入过量稀硫酸后,铁能与稀硫
酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气,而铜不与硫酸反应,所以在固体A中加入过量稀硫酸的目的是除去过量
的铁粉,所以固体C的成分是铜。
5.(2023•湖南岳阳)为了防止环境污染,工厂废液需经过处理达标后才能排放。某电镀厂为了减少对水的
污染并节约成本,从排放的废液(主要含ZnSCU、FeSCU和CuS04)中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,
设计了如图所示的工艺流程,请据图回答下列问题:
(1)步骤I中分离固体A和溶液C的操作名称是0
(2)物质Y的化学式为。
(3)请写出步骤m中生成Fe的化学反应方程式:o
(4)请写一条保护金属资源的有效途径:。
【答案】(1)过滤
(2)H2so4
(3)Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
(4)回收利用废旧金属(或有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品等)
【解析】废液中含硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸铜,要从废液中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,则X为
锌,锌和硫酸铜生成硫酸锌和铜,和硫酸亚铁生成硫酸锌和铁,则固体A为铜、铁和过量的锌,溶液C为
硫酸锌,Y为硫酸溶液,稀硫酸和锌、铁分别生成硫酸锌和硫酸亚铁,则溶液B为硫酸锌、硫酸亚铁及过
量的硫酸,向B中加入适量锌,锌和硫酸亚铁生成铁和硫酸锌,C结晶得到硫酸锌晶体。
(1)步骤I将固液分离,为过滤操作。
(2)由以上分析知,物质Y为硫酸,化学式为H2s04。
(3)步骤III中生成Fe的反应为硫酸亚铁和锌生成硫酸锌和铁,化学方程式为Zn+FeSC)4=ZnSO4+Fe。
(4)保护金属资源的有效途径有:防止金属的锈蚀,回收利用废旧金属,有计划、合理地开采矿物,寻找
金属的代用品等。
6.(2023•四川眉山)钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为
“未来金属”。我国帆钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由帆钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下。
回答下列问题:
(1)钛铁矿需要粉碎,其目的是—O
(2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiCh),其中钛元素的化合价为价。
(3)TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属钛,该反应的化学方程式为o
(4)金属矿物不能再生。下列能有效保护钛金属资源的措施是。
A.回收利用废旧钛金属制品B.任意开采钛金属矿石
C.钛金属抗腐蚀性能好,可随意堆放储存D.寻找、开发钛金属的代替品
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率
⑵+4
高温
(3)TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(4)AD
【解析】(1)钛铁矿需粉碎,其目的是
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