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专题04 工艺流程题 (全国通用)
本专题涵盖以下
1、物质制备类
2、物质分离提纯类
【物质制备类】
1、工业上以稀硫酸、氧化铁、铜粉为原料制备硫酸铜的流程如下:
已知:①;②Fe2+易被氧化成Fe3+
(1)操作①的名称是_________。
(2)溶液II中溶质的成分是_________(用化学式表示)。
(3)红褐色沉淀加热时,生成Fe2O3和一种常见的氧化物,请写出反应的化学方程式 。
(4)上述流程中可以循环使用的物质是_________。
【答案】(1)过滤;(2)CuSO4、FeSO4;(3);(4)氧化铁
【解析】(1)操作①可以实现固液分离,是过滤。
(2)加入铜粉,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,硫酸铁和铜反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,通入热空气,硫酸亚铁转化为硫酸铁,溶液II中溶质的成分是硫酸铁和硫酸铜。
(3)红褐色沉淀氢氧化铁加热时,生成Fe2O3和一种常见的氧化物水,反应的化学方程式为
(4)上述流程中可以循环使用的物质是氧化铁,稀硫酸与氧化铁反应需消耗氧化铁,氢氧化铁加热有氧化铁生成。
2、 氮化硼(BN)陶瓷基复合材料在航天领域应用广泛。硼单质是制备氮化硼(BN)的原料之一,某工厂利用硼砂(主要成分为Na2B4O7·10H2O,杂质中含少量Fe3+)制备硼(B)单质的部分流程如下图所示:
请完成下列问题:
(1)粉碎硼砂的目的是 。
(2)操作A的名称是 。
(3)滤渣的成分为 (填化学式)。
(4)写出H3BO3加热分解的化学方程式 。
(5)“制硼”反应的化学方程式为 。
【答案】 (1).增大反应物之间的接触面积,使反应更充分;(2).过滤;(3).Fe(OH)3
(4). (5).
【解析】(1)粉碎硼砂,可以增大反应物之间的接触面积,使反应更充分;
(2)操作A实现了固液分离,是过滤;
(3)硼砂中含有少量铁离子,加入氢氧化钠铁离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化铁,故滤渣为:Fe(OH)3;
(4)由图可知,H3BO3受热分解生成水和B2O3,该反应的化学方程式为:;
(5)“制硼”反应为镁和B2O3在850℃条件下反应生成硼和氧化镁,该反应的化学方程式为:。
3、2009年,我国华为公司推出了5G商用芯片,制造芯片要用到高纯硅,以下为制备高纯硅和二氧化硅的主要工艺流程。
(1)反应①从基本反应类型角度分析,该反应属于_______反应。
(2)反应②的化学方程式为 ,该反应中,在工艺流程中可以循环利用的物质 。
【答案】(1)化合;(2). ;HCl
【解析】(1)反应①为硅与氯气在一定条件下反应生成SiCl4,符合“多变一”的特点,属于化合反应,故填:化合;
(2)反应②为HSiCl3和H2在900~1100℃的条件下生成HCl和Si,反应的化学方程式为;既是反应物,又是生成物的物质可以循环利用,所以该反应中,可以循环利用的物质是HCl,故填:;HCl。
4、氢基熔融冶金技术是利用氢作为还原剂代替碳还原剂,从而实现减少CO2排放的目的,实现低碳冶金。氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的主要流程如下图所示(部分略去)。
(1)燃烧区的作用是______,燃烧区发生燃烧反应的物质还有______(填化学式)。
(2)还原区的反应除3CO+Fe2O32Fe+3CO2,另一主要反应的化学方程式是 。
(3)从环境保护角度,与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术的优点是 。
【答案】(1)提供热量;C(2)(3)减少CO2排放(或减缓温室效应或减少污染气体的排放等)
【解析】(1)氢气燃烧和一氧化碳燃烧,都放出热量,故燃烧区的作用是提供热量;
煤粉中含有碳,故燃烧区发生燃烧反应的物质还有C;
(2)还原区,除了一氧化碳还原氧化铁,还有氢气和氧化铁在高温下反应生成铁和水,该反应的化学方程式为:;
(3)与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术,利用氢作为还原剂代替碳还原剂,可以减少二氧化碳的排放,减缓温室效应。
5、氧化镁在医药等后业应用泛。实验室以菱镁矿(主要成分为,含少量等)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)为了提高“酸浸”的效果,可采取的措施有:适当升高温度、 。与盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”过程中,转化为,该反应属于基本反应类型中的