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廣東省中考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題三 工藝流程練習(xí) 工藝流程題一般以“生產(chǎn)工藝”或“實(shí)驗(yàn)操作流程”為情境，將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段以生產(chǎn)流程呈現(xiàn)出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。中考中的工藝流程題主要是物質(zhì)的制備和除雜。 工藝流程題?？嫉闹R點(diǎn)有：物質(zhì)成分的分析(推斷某物質(zhì))，化學(xué)反應(yīng)原理(物質(zhì)的除雜、化學(xué)方程式的書寫等)，操作步驟的名稱及操作所需要的儀器等，綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、能量的充分利用等)，工藝流程的評價等。因此解答化學(xué)工藝流程題，除了必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識及分離、提純物質(zhì)的基本技能外，還要學(xué)會從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。關(guān)注流程圖中的出線、進(jìn)線(均表示物料流向或操作流程)、可逆線(表示物質(zhì)循環(huán)使用)和核心化學(xué)反應(yīng)(如下所示)。 1．物質(zhì)成分的分析(推斷流程圖中的某種物質(zhì)等) (1)分析流程中的每一步驟，從幾個方面解流程： ①反應(yīng)物是什么； ②發(fā)生了什么反應(yīng)； ③圖中有沒有物質(zhì)沒有寫上去或是省略了； ④該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。 (2)要判斷所加的試劑，可以從加入試劑的目的、反應(yīng)的產(chǎn)物入手進(jìn)行分析。 (3)推斷流程圖中某一步中的物質(zhì)，從上一步操作中反應(yīng)物可能發(fā)生的反應(yīng)入手進(jìn)行分析，同時需注意所加試劑是否有剩余。 2．化學(xué)方程式的書寫 (1)根據(jù)流程圖書寫某步中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：根據(jù)所學(xué)知識判斷其可能發(fā)生的反應(yīng)，然后寫出反應(yīng)物、產(chǎn)物，并進(jìn)行配平。 (2)陌生化學(xué)方程式的書寫：根據(jù)箭頭方向，箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)，出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)；若從已知信息中找出的反應(yīng)物和生成物不滿足質(zhì)量守恒定律，可以在反應(yīng)物或生成物中加上水，然后進(jìn)行配平，還應(yīng)注意反應(yīng)條件的有關(guān)信息；若在空氣中煅燒或通入空氣則還需考慮空氣中的氧氣是否參與反應(yīng)。 3．混合物分離、提純的操作及所需儀器的判斷 (1)固體和液體混合物的分離：過濾。其所需的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙。 (2)從物質(zhì)的溶液中得到該物質(zhì)的晶體常用的方法： ①蒸發(fā)結(jié)晶(具體操作見粗鹽的提純)。 ②降溫結(jié)晶，操作過程為蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥。 4．判斷能夠回收利用或可循環(huán)使用的物質(zhì) (1)回收利用的物質(zhì)：若流程圖中的原料在生產(chǎn)中以副產(chǎn)物的形式產(chǎn)生，則可將其進(jìn)行回收利用。 (2)循環(huán)使用的物質(zhì)：步驟中一步的產(chǎn)物是另一步的原料，根據(jù)上圖中箭頭方向(可逆線)即可判斷出可循環(huán)使用的物質(zhì)。 5．工藝流程的評價 (1)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性：能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模s質(zhì)是否完全除去、是否引入新的雜質(zhì)等。 (2)安全性和簡便性：盡量選用較溫和的反應(yīng)條件，避免高溫、高壓條件。 (3)對環(huán)境的影響：是否符合綠色化學(xué)理念。 (4)節(jié)約性：原料利用率要盡量高。 注：綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)，它的主要特點(diǎn)是：①充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；②在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以減少廢物向環(huán)境排放；③提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”；④生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。 類型一　物質(zhì)制備(實(shí)驗(yàn)室模擬、工業(yè)生產(chǎn)等) (xx、xx、xx、xx考) 例1　(xx南通)實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的流程如下： 已知：①反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式：MnO2＋SO2=== MnSO4； ②MnCO3、Mn(OH)2均難溶于水，MnCO3在100 ℃時開始分解。 (1)反應(yīng)Ⅰ屬于基本反應(yīng)類型中的__________反應(yīng)。 (2)流程中“操作”的名稱為__________，所需要的主要玻璃儀器有______________。 (3)反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為_________________________。反應(yīng)Ⅱ需控制溶液的酸堿性，若堿性過強(qiáng)，MnCO3粗產(chǎn)品中將混有____________________(填化學(xué)式)。 (4)驗(yàn)證MnCO3粗產(chǎn)品表面附著有Na2SO4雜質(zhì)：取樣品少許，向其中加入水，攪拌、過濾，向?yàn)V液中加入適量的____________________(填化學(xué)式)溶液，有白色沉淀產(chǎn)生。 (5)為獲得高純MnCO3，需選擇“低溫”干燥的原因是___________________________。 例2　(xx廣州)氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于冶金、電鍍、醫(yī)藥等行業(yè)。已知CuCl難溶于水和乙醇，在潮濕空氣中易變質(zhì)。CuCl的制備流程如下： (1)“濾液1”中除了Na＋、SO外，還存在較多的離子是__________(寫離子符號)。 (2)“反應(yīng)”中發(fā)生的化學(xué)變化是2CuCl2＋Na2SO3=== 2CuCl↓＋2NaCl＋SO3，產(chǎn)生的SO3迅速與水化合生成一種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。 (3)“操作a”的名稱是__________，流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)(水除外)是__________(寫化學(xué)式)。 (4)可用“水洗”的原因是______________________________，“醇洗”的目的是_________________________________。 (5)160 g CuSO4與足量NaCl經(jīng)上述制備流程，可生成的CuCl最多是______________________________。 例3　(xx陜西改編)我國每年報(bào)廢的手機(jī)超過1億部。廢舊手機(jī)的電路板中含有鋁、鐵、銅、銀、金等多種金屬，化學(xué)興趣小組為回收其中的銅，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： 已知：Cu＋H2O2＋H2SO4=== CuSO4＋2H2O；不考慮金、銀發(fā)生類似反應(yīng)。 (1)將電路板粉碎成粉末的目的是__________________________?！　　　　　　? (2)步驟①所得濾液中的溶質(zhì)除硫酸外，還有____________________________?！　　　　　　　　　　　　　? (3)步驟②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：固體部分溶解，__________________?！　　　　　　　　　　　　　? (4)步驟④中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________。　　　　　　　　 (5)對廢舊手機(jī)中的金屬加以回收的意義是___________________(寫一條)。 例4　(xx廣東)現(xiàn)有工廠丟棄的廢銅屑(銅屑表面呈綠色，其中混有少量生銹鐵屑)。課外活動小組同學(xué)欲利用其制取膽礬，他們設(shè)計(jì)了下面的兩種制取流程。已知：Cu＋Fe2(SO4)3=== 2FeSO4＋CuSO4。請回答： (1)銅屑表面呈綠色的物質(zhì)的化學(xué)式是Cu2(OH)2CO3，俗稱________；操作①所用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒和________。 (2)溶液A的溶質(zhì)有____________(只寫一種)；鐵銹與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。 (3)兩種方法比較，符合綠色化學(xué)要求的是方法__________；方法Ⅱ的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Cu＋2H2SO4＋________=== 2CuSO4＋________；操作②的實(shí)驗(yàn)步驟為：________、降溫結(jié)晶。 類型二　分離提純 (xx、xx、xx考) 例5　(xx德州改編)CO2是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，而工業(yè)上卻可用CO2來制備甲醛等物質(zhì)，“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法，將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并加以利用——如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其過程如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。 請根據(jù)有關(guān)信息回答問題： (1)用NaOH溶液“捕捉”CO2的化學(xué)方程式是________________________________。 (2)“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)所采用的基本操作是__________。 (3)此化學(xué)工藝流程中沒有涉及到的基本反應(yīng)類型是________________。 (4)整個過程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是__________和__________。 例6　(xx蘭州改編)粗鹽中MgCl2、CaCl2等雜質(zhì)，提純粗鹽的工藝流程如圖所示： 回答下列問題： (1)氫氧化鈉有強(qiáng)烈的腐蝕性，如果不慎沾到皮膚上，要用大量的水沖洗，再涂上__________。 (2)步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________，步驟②加入過量的碳酸鈉溶液的作用是________________________。 (3)操作a的名稱是__________。 (4)步驟④中，要用玻璃棒不斷攪拌，其目的是________________________________。 類型三　環(huán)保相關(guān) (xx、xx、xx考) 例7　(xx廣東)某垃圾處理廠對生活垃圾進(jìn)行處理與綜合利用的部分流程如下圖： 資料1: 垃級焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有SO2等有害氣體。 資料2：FeSO4容易被空氣中的O2氧化。 回答下列問題： (1)石灰漿吸收SO2(性質(zhì)與CO2相似)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________。 (2)溶解步驟中同時發(fā)生的三個化學(xué)反應(yīng)方程式為：Fe＋Fe2(SO4)3=== 3FeSO4、_________________________、__________________________。 (3)將所得FeSO4溶液在氮?dú)猸h(huán)境中蒸發(fā)濃縮、__________、過濾，得到FeSO4晶體，其中氮?dú)獾淖饔檬莀__________________________________。 (4)政府倡導(dǎo)垃圾分類，其好處是__________________________(寫一點(diǎn))。 注：領(lǐng)跑化學(xué)xx版課時作業(yè)P50第10題與該題基本一樣。 例8　某煙氣脫硫的工藝不僅能消除SO2，還能將其轉(zhuǎn)化為石膏(CaSO42H2O)等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示： 圖1 　　 圖2　　 (1)設(shè)備1中，通過噴淋水脫去煙氣中的SO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________，若將煙氣直接排放到空氣中，可能會導(dǎo)致的環(huán)境問題是__________。 (2)設(shè)備2中，加入CaCO3的目的是_______________________________。 (3)設(shè)備3中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。 (4)有一工廠為防治SO2的污染，另外設(shè)計(jì)了一種治污方法，不僅吸收了二氧化硫，同時也得到了硫酸等工業(yè)產(chǎn)品，該工藝流程如圖2所示。 ①Fe2(SO4)3吸收SO2的化學(xué)方程式是：Fe2(SO4)3＋2__________＋SO2=== 2FeSO4＋2H2SO4。 ②該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是__________________。 專題三　工藝流程 例1　(1)化合　(2)過濾　漏斗、玻璃棒、燒杯 (3)MnSO4＋2NaHCO3=== Na2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O　Mn(OH)2　(4)BaCl2 (5)MnCO3的分解溫度為100 ℃，為防止MnCO3高溫分解，影響高純MnCO3的純度 例2　(1)Cu2＋、Cl－　(2)SO3＋H2O=== H2SO4　(3)過濾　NaCl　(4)能夠除去可溶性雜質(zhì)　可以除去水，防止在后續(xù)步驟中CuCl變質(zhì)　(5)99.5 【解析】(5)160 g CuSO4中銅元素質(zhì)量為160 g100%＝64 g，反應(yīng)過程中硫酸銅的銅元素完全轉(zhuǎn)化到了氯化亞銅中，因此足量NaCl經(jīng)上述制備流程，可生成的CuCl最多為64 g(100%)＝99.5 g。 例3　(1)增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率 (2)硫酸鋁、硫酸亞鐵[或Al2(SO4)3、FeSO4] (3)溶液由無色變成藍(lán)色 (4)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑ (5)節(jié)約金屬資源(或減少對環(huán)境的污染等) 例4　(1)銅綠　漏斗　(2)CuSO4(或FeSO4，或H2SO4) Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O (3)Ⅱ　O2　2H2O　蒸發(fā) 【解析】(2)分析溶液A中的溶質(zhì)應(yīng)注意利用題給信息，首先銅屑表面的銅綠及生銹的鐵屑會與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，分別生成CuSO4和Fe2(SO4)3，再根據(jù)題給信息Cu＋Fe2(SO4)3=== 2FeSO4＋CuSO4可以判斷其中不含F(xiàn)e2(SO4)3，同時還應(yīng)注意稀硫酸是過量的。(3)方法Ⅱ中通入空氣說明氧氣參與反應(yīng)，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知有水生成。 例5　(1)2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O　(2)過濾 (3)置換反應(yīng)　(4)氫氧化鈉　氧化鈣 【解析】(3)氧化鈣和水反應(yīng)的屬于化合反應(yīng)，碳酸鈣高溫分解的反應(yīng)屬于分解反應(yīng)，碳酸鈉和氫氧化鈣的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，所以化學(xué)工藝流程中沒有涉及到的基本反應(yīng)類型是置換反應(yīng)。(4)根據(jù)箭頭的方向確定可逆線，由此推出可循環(huán)利用的物質(zhì)是氫氧化鈉和氧化鈣。 例6　(1)硼酸溶液 (2)MgCl2＋2NaOH=== 2NaCl＋Mg(OH)2↓　完全除去氯化鈣 (3)過濾　(4)防止液體受熱不均勻，造成液滴飛濺 例7　(1)Ca(OH)2＋SO2=== CaSO3＋H2O (2)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑ Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O (3)降溫結(jié)晶　作保護(hù)氣，防止FeSO4被空氣中氧氣氧化，提高轉(zhuǎn)化率(合理即可) (4)方便對垃圾進(jìn)行無害化處理(或有利于保護(hù)環(huán)境等) 例8　(1)SO2＋H2O=== H2SO3　酸雨　(2)CaSO3 (3)2CaSO3＋O2=== 2CaSO4 　(4)①H2O?、贖2SO4和FeSO4