化学第二部分 研究 五 工艺流程题

专题五工艺流程题专题五工艺流程题1. 解题方法和思路解题方法和思路2. 情景归类情景归类(1)物质生产制备；物质生产制备；(2)物质的回收利用；物质的回收利用；(3)物质的分离与提纯等物质的分离与提纯等 3. 考查内容考查内容(1)涉及操作名称：煅烧、溶解、过滤、蒸发等。涉及操作名称：煅烧、溶解、过滤、蒸发等。(2)操作目的：粉碎操作目的：粉碎(或研磨或研磨)的目的是增大反应物之间的的目的是增大反应物之间的接触面积；加入过量试剂的目的是将原物质中的杂质完接触面积；加入过量试剂的目的是将原物质中的杂质完全反应。全反应。(3)仪器的作用：详见仪器的作用：详见P3P4。(4)可循环利用的物质：根据流程图中涉及物质及图示可循环利用的物质：根据流程图中涉及物质及图示中显示的箭头方向，进行判断，一般为辅助试剂、母液，中显示的箭头方向，进行判断，一般为辅助试剂、母液，一定不会是目标产物和杂质。一定不会是目标产物和杂质。(5)化学方程式书写：根据箭头方向，箭头进入的化学方程式书写：根据箭头方向，箭头进入的是投料即是投料即 反应物，出去的是生成物反应物，出去的是生成物(包括主产物和副产物包括主产物和副产物)；或根据题；或根据题中信息给出的反应物和生成物，若不满足质量守恒定律，中信息给出的反应物和生成物，若不满足质量守恒定律，可以在反应物或生成物中加上水，进行书写、配平，注意可以在反应物或生成物中加上水，进行书写、配平，注意反应条件的有关信息；若在空气中煅烧或通入空气则需要反应条件的有关信息；若在空气中煅烧或通入空气则需要考虑氧气是否参与反应。考虑氧气是否参与反应。4. 涉及图示的关注重点涉及图示的关注重点(1)关注关注“箭头箭头”：箭头进入的是投料：箭头进入的是投料(即反应物即反应物)，出去的，出去的是生成物是生成物(包括主产物和副产物包括主产物和副产物)。(2)关注流程关注流程“三线三线”和和“核心核心”(如图如图)。三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质可循环使用。表示物质可循环使用。类型类型1工业生产工业生产 1. (2017江西江西)碱式碳酸镁是一种新型阻燃剂，其工业制备流碱式碳酸镁是一种新型阻燃剂，其工业制备流程如下：程如下：第第1题图题图(1)常温下向溶液中加入少量的常温下向溶液中加入少量的NH4HCO3固体，固体不能溶固体，固体不能溶解，则该溶液为解，则该溶液为NH4HCO3的的_(填填“饱和饱和”或或“不饱不饱和和”)溶液。溶液。(2)操作操作1的名称是的名称是_；“一系列操作一系列操作”中包括蒸发，中包括蒸发，实验室中蒸发溶液时用玻璃棒搅拌的作用是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述流程循环利用的物质是_。饱和饱和过滤过滤防止局部温度过高，造成液滴飞溅防止局部温度过高，造成液滴飞溅(合理即可合理即可)氨气氨气(或或NH3)【解析解析】(1)在一定温度下、一定量的溶剂里，不能再溶解某在一定温度下、一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液就是该温度下该溶质的饱和溶液。常温下向溶种溶质的溶液就是该温度下该溶质的饱和溶液。常温下向溶液中加入少量的液中加入少量的NH4HCO3固体，固体不能溶解，则该溶液固体，固体不能溶解，则该溶液为为NH4HCO3的饱和溶液。的饱和溶液。(2)把不溶性固体和液体分离开的把不溶性固体和液体分离开的操作是过滤；实验室中蒸发溶液时用玻璃棒搅拌是防止局部操作是过滤；实验室中蒸发溶液时用玻璃棒搅拌是防止局部温度过高，造成液滴飞溅。温度过高，造成液滴飞溅。(3)氯化铵与氢氧化钠反应生成氯氯化铵与氢氧化钠反应生成氯化钠、水和氨气，由此可知，二者反应后生成的可直接进入化钠、水和氨气，由此可知，二者反应后生成的可直接进入上述流程循环利用的物质是氨气。上述流程循环利用的物质是氨气。2. (2016江西江西)高锰酸钾是常用的氧化剂。如图是实验室模拟高锰酸钾是常用的氧化剂。如图是实验室模拟工业上制备高锰酸钾晶体的操作流程：工业上制备高锰酸钾晶体的操作流程：第第2题图题图(1)完成操作所需要的玻璃仪器是完成操作所需要的玻璃仪器是_(填一种即可填一种即可)；实验中通过操作析出高锰酸钾晶体，说明高锰酸钾的溶解实验中通过操作析出高锰酸钾晶体，说明高锰酸钾的溶解度随温度升高而度随温度升高而_。(2)操作流程中可循环利用的物质是操作流程中可循环利用的物质是_。(3)氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下煅烧，生成锰酸氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下煅烧，生成锰酸钾和水，该反应的化学方程式为钾和水，该反应的化学方程式为_。烧杯烧杯增大增大二氧化锰二氧化锰(或或MnO2)4KOH2MnO2O2 2K2MnO42H2O点燃点燃【解析解析】(1)操作是过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、操作是过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；高锰酸钾热饱和溶液冷却后有高锰酸钾晶玻璃棒和漏斗；高锰酸钾热饱和溶液冷却后有高锰酸钾晶体析出，说明高锰酸钾的溶解度随温度的升高而增大。体析出，说明高锰酸钾的溶解度随温度的升高而增大。(2)二氧化锰在开始时要用到，后面又能得到，可循环使用。二氧化锰在开始时要用到，后面又能得到，可循环使用。(3)氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温下煅烧的化学方程式为氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温下煅烧的化学方程式为4KOH2MnO2O2 2K2MnO42H2O。高温高温4. (2017安徽安徽)五氧化二钒五氧化二钒(V2O5)是一种工业催化剂，如图是是一种工业催化剂，如图是制取制取V2O5的工艺流程。的工艺流程。第第4题图题图(1)写出反应的化学方程式写出反应的化学方程式_。(2)操作操作a的名称是的名称是_，实验室进行该操作所需的玻璃，实验室进行该操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和仪器有烧杯、玻璃棒和_。(3)反应的反应类型是反应的反应类型是_，物质，物质X中一定含有的中一定含有的元素是元素是_。(4)写出副产物写出副产物KCl的一种用途的一种用途_。KVO3NH4Cl = NH4VO3KCl过滤过滤漏斗漏斗分解反应分解反应N(或或N和和H)可用作化肥可用作化肥【解析解析】(1)反应是反应是KVO3溶液和氯化铵反应生成溶液和氯化铵反应生成NH4VO3沉淀和氯化钾溶液，因此反应的化学方程式为沉淀和氯化钾溶液，因此反应的化学方程式为KVO3NH4Cl = NH4VO3KCl。(2)操作操作a是将是将NH4VO3沉淀和氯沉淀和氯化钾溶液分离化钾溶液分离(即固液分离即固液分离)，因此操作，因此操作a的名称是过滤，过滤的名称是过滤，过滤所需玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。所需玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。(3)反应是由反应是由NH4VO3一种物质反应生成一种物质反应生成V2O5 、物质、物质X以及以及H2O三种物质，三种物质，属于分解反应；属于分解反应；NH4VO3是由是由N、H、V、O四种元素组成的，四种元素组成的，由于由于V2O5 和和H2O中不含氮元素，根据中不含氮元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可知物质质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可知物质X中中一定含有氮元素；根据工艺流程信息，可写出反应的化学一定含有氮元素；根据工艺流程信息，可写出反应的化学方程式为方程式为2NH4VO3 V2O5H2O2NH3，可知物质，可知物质X中一定含有氮、氢元素。中一定含有氮、氢元素。(4)KCl中含有植物所需的钾元素，中含有植物所需的钾元素，因此可作为钾肥。因此可作为钾肥。一定条件一定条件6. (2017宜昌宜昌)我国制碱工业的先驱侯德榜发明了我国制碱工业的先驱侯德榜发明了“侯氏联合侯氏联合制碱法制碱法”，其模拟流程如下：，其模拟流程如下：第第6题图题图(1)反应反应A、B、C中不涉及的基本反应类型是中不涉及的基本反应类型是_。(2)“侯氏联合制碱法侯氏联合制碱法”的主要产品的主要产品“碱碱”是指是指_(填化学式填化学式)。(3)反应反应B的化学方程式是的化学方程式是_。(4)在该模拟流程中，能被循环利用的物质是在该模拟流程中，能被循环利用的物质是_。置换反应置换反应Na2CO3NaClNH4HCO3 NaHCO3NH4Cl二氧化碳二氧化碳一定条件一定条件【解析解析】(1)反应反应A为二氧化碳、氨气、水反应生成碳酸氢铵，属为二氧化碳、氨气、水反应生成碳酸氢铵，属于化合反应，反应于化合反应，反应B为氯化钠溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸为氯化钠溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，属于复分解反应，反应氢钠沉淀和氯化铵，属于复分解反应，反应C为碳酸氢钠固体受为碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，属于分解反应，以上反应不热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，属于分解反应，以上反应不涉及置换反应。涉及置换反应。(2)侯氏联合制碱法的主要产品侯氏联合制碱法的主要产品“碱碱”是指碳酸钠，是指碳酸钠，化学式为化学式为Na2CO3。(3)反应反应B为氯化钠溶液与碳酸氢铵溶液在一定为氯化钠溶液与碳酸氢铵溶液在一定条件下反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵。条件下反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵。(4)根据流程图信息可知，根据流程图信息可知，反应反应C生成的二氧化碳可用于反应生成的二氧化碳可用于反应A，即能被循环利用的物质是二，即能被循环利用的物质是二氧化碳。氧化碳。类型类型2回收利用回收利用9. (2015江西江西)炼铁产生的废渣中含有大量炼铁产生的废渣中含有大量CuS及少量铁和铁及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如下：的流程图如下：第第9题图题图(1)操作操作1：粉碎。粉碎的目的是：粉碎。粉碎的目的是_。(2)操作操作2：焙烧。高温条件下，通入空气，：焙烧。高温条件下，通入空气，CuS和和NaCl反应反应生成了生成了CuCl2和和Na2SO4，化学方程式为，化学方程式为_。(3)操作操作3：_(填操作名称填操作名称)。(4)流程图中能循环利用的物质是流程图中能循环利用的物质是_。增大反应物的接触面积增大反应物的接触面积CuS2NaCl2O2 CuCl2Na2SO4高温高温过滤过滤氯化钠氯化钠(或或NaCl)【解析解析】(1)粉碎可以增大反应物的接触面积，一方面可以加快反粉碎可以增大反应物的接触面积，一方面可以加快反应速率，另一方面可使反应更充分。应速率，另一方面可使反应更充分。(2)焙烧时，通入空气，硫化焙烧时，通入空气，硫化铜和氯化钠反应生成氯化铜和硫酸钠，对比反应前后元素的种类，铜和氯化钠反应生成氯化铜和硫酸钠，对比反应前后元素的种类，可确定在焙烧时空气提供氧气，所以该反应的反应物为氧气、硫可确定在焙烧时空气提供氧气，所以该反应的反应物为氧气、硫化铜和氯化钠，生成物为氯化铜和硫酸钠，反应条件是高温。化铜和氯化钠，生成物为氯化铜和硫酸钠，反应条件是高温。(3)操作操作3得到难溶于水的得到难溶于水的Fe(OH)3固体和溶液，即操作固体和溶液，即操作3是分离不溶是分离不溶性固体与液体的操作，该操作是过滤。性固体与液体的操作，该操作是过滤。(4)从流程图可知需要加入从流程图可知需要加入的物质有的物质有NaCl、空气、盐酸、空气、盐酸、NaClO溶液，后面操作中又生成溶液，后面操作中又生成NaCl、CuCl2，故可循环利用的物质是氯化钠。，故可循环利用的物质是氯化钠。10. (2017江西中考说明样卷二江西中考说明样卷二)氧化铁是一种重要的化工原料，氧化铁是一种重要的化工原料，利用废铁屑利用废铁屑(其中的杂质不溶于水，且不与酸发生反应其中的杂质不溶于水，且不与酸发生反应)制备制备氧化铁的流程如图所示：氧化铁的流程如图所示：第第10题图题图(1)操作操作、的名称是的名称是_。(2)向废铁屑中加入的稀硫酸需过量，其目的是向废铁屑中加入的稀硫酸需过量，其目的是_。(3)高温条件下，高温条件下，FeCO3与通入的与通入的O2发生反应的化学方程式是发生反应的化学方程式是_。过滤过滤使废铁屑与稀硫酸充分反应使废铁屑与稀硫酸充分反应4FeCO3O2 2Fe2O34CO2高温高温【解析解析】(1)操作操作、都是将固体和液体分开的操作，操都是将固体和液体分开的操作，操作名称是过滤。作名称是过滤。(2)加入过量的稀硫酸是为了使铁屑完全反加入过量的稀硫酸是为了使铁屑完全反应。应。(3)根据流程图可以看出碳酸亚铁和氧气在高温条件下根据流程图可以看出碳酸亚铁和氧气在高温条件下反应生成氧化铁和二氧化碳。反应生成氧化铁和二氧化碳。类型类型3提纯、除杂提纯、除杂 15. (2016内江内江)为了除去铜粉中混有的铁粉，并用提纯的铜粉为了除去铜粉中混有的铁粉，并用提纯的铜粉制取胆矾制取胆矾(CuSO45H2O)。某课外活动小组的同学按如下流程。某课外活动小组的同学按如下流程进行实验。进行实验。(反应中部分生成物已略去反应中部分生成物已略去)第第15题图题图已知：已知：Cu2H2SO4(浓浓) CuSO4SO22H2O。回答下列有关问题：回答下列有关问题：(1)操作操作a的名称是的名称是_；除去铜粉中的铁粉，最简便；除去铜粉中的铁粉，最简便的实验方法是的实验方法是_。(2)FeCl2溶液中通入溶液中通入Cl2发生化合反应，写出该反应的化学方发生化合反应，写出该反应的化学方程式程式_。过滤过滤用磁铁吸引用磁铁吸引2FeCl2Cl2= 2FeCl3(3)由由Cu制制CuSO4 溶液的途径溶液的途径中，若不通入中，若不通入O2，反应将不，反应将不会发生，原因是会发生，原因是_。途。途径径与途径与途径相比较，其显著的优点是相比较，其显著的优点是_(回答一点即可回答一点即可)。(4)FeCl3溶液可腐蚀铜以制作印刷线路板，反应只生成两种溶液可腐蚀铜以制作印刷线路板，反应只生成两种常见的盐，则该反应的化学方程式为常见的盐，则该反应的化学方程式为_。铜在金属活动性顺序中排在氢后，不能和稀硫酸反应铜在金属活动性顺序中排在氢后，不能和稀硫酸反应不产生污染物不产生污染物SO2(合理即可合理即可)2FeCl3Cu= 2FeCl2CuCl2【解析解析】(1)操作操作a是将固体和液体进行分离，操作名称是过是将固体和液体进行分离，操作名称是过滤；除去铜粉中混有的铁粉，最简单的方法是用磁铁吸引。滤；除去铜粉中混有的铁粉，最简单的方法是用磁铁吸引。(2)氯化亚铁溶液中通入氯气后的生成物只有一种，所以生成氯化亚铁溶液中通入氯气后的生成物只有一种，所以生成物中含有铁元素和氯元素，为氯化铁，化学方程式为物中含有铁元素和氯元素，为氯化铁，化学方程式为2FeCl2Cl2= 2FeCl3。(3)铜在金属活动性顺序中排在氢的后面，铜在金属活动性顺序中排在氢的后面，不能直接和稀硫酸发生反应，通入氧气后先生成氧化铜，氧不能直接和稀硫酸发生反应，通入氧气后先生成氧化铜，氧化铜再和稀硫酸反应产生硫酸铜，反应过程中不产生化铜再和稀硫酸反应产生硫酸铜，反应过程中不产生污染物；反应污染物；反应的过程中会产生二氧化硫，二氧化硫会污染的过程中会产生二氧化硫，二氧化硫会污染环境。环境。(4)氯化铁溶液和铜反应的化学方程式为氯化铁溶液和铜反应的化学方程式为2FeCl3Cu= 2FeCl2CuCl2。