1、专题七 工艺流程,知识是珍宝，但实践是得到它的钥匙。 托马斯富勒,中考课标导航,1. 了解化学与科学技术和社会生产之间的相互关系，了解化工生产中遵循的“绿色化学”思想的重要性。 2. 考查运用化学反应原理和实验操作及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。,专题应对攻略,一考查内容及特点工业流程类试题是近几年中考的热点。这类型题是将化工生产或化学实验的主要过程用流程的形式表现出来，并针对流程中有关的化学知识进行设问，形成与化工生产或化学实验紧密联系的化学工艺流程试题。内容涉及化学反应原理、元素化合物知识、实验操作及名称、物质的分离与提纯以及流程中物质的转化与循环、化学计算等诸多方面。试题具有设
2、置情境真实、内容信息新颖、问题设计广泛、综合性强、思维容量大等特点。,二考查形式与常见题型试题形式是将化工生产过程中的主要步骤、操作和物质转换等用流程的形式表现出来，再根据流程中涉及的化学知识进行设问。常以资源、环境、化工生产等为背景进行分类。常见题型有以水资源为背景：如海水提镁、氯碱工业等；空气资源：如合成氨工艺流程；矿产资源：冶炼金属；化工生产：合成工艺；环境问题：污水处理、工厂废气、废料、化工废液处理等。,一解题思路和方法 1. 了解题型结构：原料预处理核心反应产品分离提纯,2. 明确解题思路：,3. 常用解题方法： （1）先要读懂题头，即题目开始用文字叙述的部分，弄清楚化工生产的目标产
3、品是什么，如果是化学实验流程题，则要搞清楚实验的目的是什么？是合成新物质还是分离提纯物质？ （2）要读懂工艺流程图，即从第一个流程开始沿着流程图读到结束，明确整个流程中每一步骤的目的，分析清楚每一步流程中的物质种类、化学反应和基本操作。有时需要联系前后左右的相关流程中物质变化、,（3）“绿色化学”和“安全化学”也是工业生产的主旋律，分析时也要时时刻刻留心关注。,实际用量、物质的状态等进行推测各流程中所发生的化学反应和分离提纯操作，理解了流程图描述的原料怎样变成主产品和副产品，充分挖掘图中有效信息和关键词句。解题抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。,一自然资源类此类试题以海水、空
4、气、矿产等自然资源为背景，考查知识主要涉及混合物的分离和提纯、基本反应原理、基本操作等相关内容。,经典例题解读,【例1】（2018.山东枣庄）海洋是个巨大的宝藏。人类利用海洋化学资源大体上经历了如下图所示的几个阶段。,（1）海水经日晒蒸发水分变为饱和溶液，再晒析出食盐，这一过程叫 ，这样得到的是“粗盐”，不仅含有泥沙，还含有Ca2+、SO42-、Mg2+等。为去除三种杂质离子，可向粗盐水中依次加入过量的(填化学式)，过滤去除沉淀后再加入适量盐酸，将溶液调至中性。,蒸发结晶,BaCl2、NaOH、Na2CO3 或NaOH、BaCl2、Na2CO3,（2）氯碱工业基本流程：,由图示可知工艺中可循环
5、利用的物质是 。,（3）海水提镁流程：,写出其中任一个反应的化学方程式，提取氯化镁历经 a、b两步转换的目的是 。,NaCl,MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2 或Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O,获得比较纯净的氯化镁,（4）下列方法中能淡化海水的是 （填字母）。A过滤法 B沉淀法 C多级闪急蒸馏法 D分解法,C,【方法点拨】该题综合性较强，内容包括海水晒盐、氯碱工业、海水提镁三个流程，考查知识点涉及溶解度、物质的分离提纯、物质的化学性质等。首先要清楚三个流程中的原料和产品分别是什么，再结合每个流程中所提供的信息进行分析，熟悉物质的性质
6、，理解流程中每步操作和加入试剂的作用和原理，即可清楚最终获得产品的方法。解题抓住一个关键点，一切反应和操作都是为了获得最终目的产品而服务。流程中前面用到的、后面生成的为可循环利用的物质。,【解析】（1）海水经日晒蒸发水分，变为饱和溶液，继续蒸发则析出食盐晶体，这一过程叫蒸发结晶。这样得到的是“粗盐”，其中含有Ca2+、Mg2+、SO42等杂质。要除去这三种离子，首先要选择合适的除杂试剂，其次要清楚加入的除杂试剂要过量，最后还要考虑加入试剂的顺序。加入过量NaOH除去的是Mg2+ 、过量BaCl2除去的是SO42、过量Na2CO3除去的是Ca2+和过量的BaCl2 ，因此加入试剂的顺序可以是Ba
7、Cl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3 ；,过滤除去沉淀后再加入适量稀盐酸，除去过量的NaOH和Na2CO3，即可得到纯净的氯化钠。 （2）根据图示可以看出，该工艺中可循环利用的物质是氯化钠。 （3）海水提镁中氯化镁能与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，过滤得到氢氧化镁，再加入稀盐酸，即可得到纯净的氯化镁。 （4）海水经沉淀、过滤、分解均不能将其中的溶质完全除去，故选C。,1.（2016.江苏泰州）海水是一种重要的资源，利用海水可制取镁等物质有人设计如图实验流程：,试题演练,下列说法错误的是（ ） A固体B是Mg(OH)2，试剂X为稀盐酸 B操作和操作的操作方式
8、完全相同 C加入NaOH溶液应过量，其目的是使MgCl2完全反应 D处理等量海水，若将NaOH溶液换成石灰乳，能节约成本,B,2（2018.广西梧州）工业上为提高煤的综合利用，可采用下列流程:,（1）在加压条件下，把二氧化碳通入溶有氨气的饱和食盐水中，最终可制得一种含氯元素的氮肥 （填化学式）和一种水溶液显碱性的盐 （填化学式）。 （2）写出流程中CO与H2转化为C8H16的化学方程式,C8H16 +8H2O 。,NH4Cl,NaHCO3,8CO + 16H2,3（2018.北京朝阳区一模）某化肥厂以煤、空气、水为原料合成氨，生产流程如图：,（1）NH3中氮元素的化合价为 。 （2）设备2中参
9、加反应的物质有 。 （3）设备3中发生的反应，属于基本反应类型中 反应。 （4）该生产流程中含氮元素的物质有 。,-3,NH3、H2O、CO2,化合,N2、NH3、NH4HCO3,4.（2018.四川成都）工业上常用电解饱和食盐水的方法制烧碱。某同学设计的工业制备氢氧化钠的流程如下图。,【资料】 2NaCl+2H2O,两电极一端得到NaOH和H2 ，另一端得到Cl2 。,2NaOH+H2+Cl2,（1）晾晒海水得到粗盐的原理是 。 （2）实验室蒸发用到的仪器有铁架台(带铁圈)、坩埚钳、石棉网、酒精灯、玻璃棒和 。,蒸发结晶,蒸发皿,（3）工业生产中应选择途径 (“”或“”)，理由是 。,（4）
10、Cl2可用于生产84消毒液(有效成分NaClO)，反应原理为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，反应前后氯元素的化合价有 种。,（5）图1实验测定水的组成，不能加入NaCl增强水的导电性的理由是 。电解水的化学方程式为 。,步骤简便，节约能源,加入NaCl后会有Cl2的生成，干扰实验结果,2H2O 通电 2H2 + O2,3,（6）图2实验获得84消毒液，直流电源正极应与 (填a或b)连接，才能使NaClO的含量更高。,b,二化工生产类此类试题以化工生产为背景，流程首先以化工原料开始，经过一系列操作，最终获取要制备的物质。解题时首先要明确制备原理，熟悉制备过程中每一步骤中涉及到
11、的化学反应和操作，分清主产品和副产品，知道分离它们的方法。,经典例题解读,【例2】（2018.江苏连云港）过氧化钙(CaO2)是用途广泛的优良供氧剂。以电石渣（主要成分为Ca(OH)2，含少量CaCO3）为原料制备CaO2的一种工艺流程如下：,【查阅资料】 I. Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3H2O . CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2O=CaO28H2O+2NH4Cl . CaO28H2O在水中不太稳定，会缓慢分解。,（1）提取Ca(OH)2时反应的基本类型是 ；Ca(OH)2的俗名为 ；过滤1所得滤渣的主要成分是 。,复分解反应,熟石灰(或消石灰),CaCO
12、3(碳酸钙),（2）在实验室进行过滤操作时，要遵循“一贴、二低、三靠”原则。其中“二低”指的是：滤纸边缘略低于漏斗口、 。生产过程中为了精确测定溶液的pH，常使用 (填仪器名称)。,液面低于滤纸边缘,pH 计,（3）在其他条件不变的情况下，制备CaO28H2O的反应时间(t)对其产率(w)的影响如图所示。 平均反应速率最快的时间段为：_ (填字母)。 a. 010min b. 1020min c. 2030min d.3040min 30min后，w开始下降的主要原因是。,a,CuO28H2O在水中不太稳定会缓慢分解,【方法点拨】仔细阅读题干所提供的资料信息，结合流程图理解每一步操作的目的，清
13、楚从原料到产品的过程中每一步所发生的化学反应，认真分析每发生一个化学反应的反应物是什么，生成物是什么，这样即可知道最终获得产品的方法。,【解析】(1)根据资料信息可知：提取Ca(OH)2的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3H2O，属于复分解反应；Ca(OH)2的俗名为熟石灰(或消石灰)； CaCO3(碳酸钙)难溶于水，是滤渣的主要成分；,(2)过滤操作时，要遵循“一贴、二低、三靠”原则。“一贴”是指滤纸紧贴漏斗内壁；“二低”是指滤纸边缘低于漏斗边缘，滤液液面低于滤纸边缘；“三靠”玻璃棒紧靠滤纸三折处，滤液烧杯紧靠玻璃棒，漏斗器下端紧靠烧杯内壁；pH计(酸度计或pH测
14、定仪)可以精确测定溶液的pH；(3)据图判断010min，平均反应速率最快；CuO28H2O在水中不太稳定会缓慢分解，使反应减慢；,试题演练,1.（2018.四川德阳） 氢氧化镁是一种重要的化工原料，某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成。用它制备氢氧化镁的流程示意图如下：,部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：,（1）熟石灰主要成分的化学式是 。 （2）溶液A中的阳离子是 （填离子符号）。 （3）沉淀C的成分是 。 （4）溶液B与熟石灰反应的化学方程式是。,2（2018.北京通州区一模）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。工业上通常以一锂辉石（主要成分为Li2OAl2O
15、34SiO2）为原料制备Li2CO3，工艺流程如图所示。,Ca(OH)2,H+、Fe3+、Cu2+、Mg2+,Fe(OH)3、Cu(OH)2,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2,（1）已知硫酸浸后得到的浸出液中含硫酸锂、硫酸铝等物质，则该变化属属于 变化 （填“物理“或“化学”）。 （2）已知硫酸锂（Li2SO4）与碳酸钠发生复分解反应，写出化学方程式 。 （3）检验碳酸锂中碳酸根时，所需试剂是。,化学,Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3,稀盐酸和澄清石灰水,3（2018.北京市模拟）甲酸（HCOOH）广泛用于轻工、医药、化工等行业。甲酸钠法是最早工业化
16、的甲酸 生产工艺，主要流程如下图所示：,（1）甲酸钠（HCOONa）的组成元素中，属于金属元素的是 。 （2）甲酸反应器中，发生反应的化学方程式为：2HCOONa+H2SO4,若制得 46kg 甲酸，则参加反应的甲酸钠的质量为 kg。 （3）图中所涉及的物质中，属于氧化物的是 。 （4）甲酸蒸馏塔中发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。,2HCOOH+Na2SO4,钠元素,68,CO、H2O,物理,4. (2018.湖北黄石)某兴题小组用铝简制备A12O3及明矾大晶体，具体流程如下：,已知：明矾在水中的溶解度随着温度的升高而增大， 请回答下列问题： （1）步骤II中发生反应的化学方程式为：N
17、aAlO2+CO2+2H2O= Al(OH)3+X，X的化学式为。,NaHCO3,（2）步骤III中发生的反应，其基本反应类型为。 （3）写出Al(OH)3与硫酸反应的化学方程式 。 （4）在培养明矾大晶体的过程中，其操作的先后顺序为。A. 自然冷却至室温B. 选规则明矾小晶体，并用一根细线悬挂在溶液中央C. 配制45的明矾饱和溶液 （5）写出明矾的一种用途 。,分解反应,3H2SO4 + 2Al(OH)3 = Al2(SO4)3 + 6H2O,C B A,作净水剂,三环境问题类此类试题以环境问题为背景，试题内容涉及空气污染治理、污水处理、化工生产中的废料回收利用等社会热点问题。解题时在理解工
18、业流程的基础上，运用所学知识解决实际问题。,经典例题解读,【例3】（2018.安徽）废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡（Sn）等，为实现对其中锡的绿色回收，某工艺流程如下：,已知：Sn + SnCl42SnCl2,（1）SnCl4中锡元素的化合价是_。 （2）铜的金属活动性比锡的_（填“强”或“弱”），固体A中一定含有的金属元素是_ 。 （3）写出步骤发生反应的化学方程式 _。 （4）相比于直接焚烧废旧电路板回收金属，该工艺主要优点是 （回答一点即可）。,+4,弱,Cu,2SnCl2 Sn+SnCl4,避免焚烧塑料产生污染，更加环保,【方法点拨】工业流程题解题的关键：首先必须要明确该工业流程的目
19、的，确定反应物是什么，流程中加入了哪些物质，发生了什么反应，加入的物质起到什么作用，反应最终得到的物质是什么；其次要利用好题干所提供的资料信息，结合所学知识解决实际问题。只有读懂流程，才是正确解题的保证。,【解析】已知SnCl4中氯元素的化合价为-1价，则锡元素的化合价为+4价；根据金属活动顺序可知，铜的金属活动性比锡的弱；根据题干提供的资料可知，步骤中加,入 SnCl4溶液，发生如下反应：Sn + SnCl42SnCl2 ，而废料中的铜不与SnCl4反应，故固体A中一定含有的金属元素是Cu；根据流程图可知，步骤中的反应物是SnCl2，生成物是Sn 和SnCl4，所以步骤发生反应的化学方程式为
20、：2SnCl2 Sn+SnCl4 ；废旧电路板中含有塑料，焚烧会造成空气污染。,试题演练,1.（2018.北京怀柔区一模）某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程如下，请回答下列问题。,（1）垃圾焚烧产生的烟气中含有HCl、SO2等有害气体。石灰浆吸收HCl气体的化学方程式是。,Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O,（2）溶解步骤中，与稀硫酸发生反应的物质是 ，在此过程中还能发生Fe + Fe2(SO4)3 = 3FeSO4 ，其反应类型是 。,2（2018.北京东城区一模）氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，由煤制氢气的技术发展已有200年历史。某实验室
21、提出了一种煤制氢技术。其流程如图所示：,铁、氧化铁,化合反应,（1）水煤浆是由煤（主要含碳）与水混合而成，经过气化器后转化为CO2和H2在气化器中发生了两个反应（反应条件已省略）： C + H2O = CO + H2 + = CO2 + H2 的基本反应类型是 ；的化学方程式是 。 （2）重整器的作用是 。 （3）燃料电池里发生的反应为：2H2 + O2 = 2H2O，为了维护电池的正常工作，需要定期排放所生成的水。100kg氢气通入燃料电池，理论上可生成水 kg。,置换反应,CO + H2O = CO2 + H2,除去H2中混有的CO2,900,3（2018.北京朝阳区模拟）矿山废水中含有大
22、量的H2SO4和CuSO4，直接排放会影响水体酸碱性，并造成重金属污染。通过处理可以回收金属铜，并使废水pH和重金属含量达到排放标准。,已知：步骤中无蓝色沉淀生成。 （1）步骤和步骤都需进行的操作是 。,过滤,（2）步骤得到金属铜的反应的化学方程式为。 （3）加入Ca(OH)2可以降低铁屑的消耗量，原因是。 （请用文字并结合化学方程式解释）。 （4）步骤需加入Na2S才能使废水达到排放标准，由此推测废水不达标的主要原因是其中含有。,Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4,Ca(OH)2会与废水中的硫酸发生反应，Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O；消耗了废水中的
23、硫酸，减少了铁屑与硫酸的反应，化学方程式为：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2,CuSO4（或Cu2+）,4（2018.福建）以某矿山酸性废水（主要含硫酸、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锌等）为原料，通过下述流程可将废水中的铁、铜和锌分步沉淀，实现回收利用。,（1）步骤中，加入Ca(OH)2有两个作用。 一是中和废水中的硫酸，该反应的化学方程式为； 二是将硫酸铁转化为Fe(OH)3，该反应属于 。（填基本反应类型）。 （2）步骤中，锌泥中最主要的含锌化合物的化学式 为 ； （3）为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质，只需改变上述流程中的某步骤加入的试剂即可。该步骤和应加入的试剂分别是 。,H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O,复分解反应,Zn(OH)2,步骤 、 Zn,结 束,
