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专题五 工艺流程题
工艺流程题从形式上看,类似于框图推断但又与之有别。此类题取材广泛,构思新颖,有机地融合了工业生产和现代科技工业中的新知识。
此类题将转化过程中的关键步骤与操作融于流程图中,学生分析流程图后就能很快获取图中的有效信息。
主要考查物质的分类、元素的化合价、化学基本反应类型、化学实验基本操作、化学方程式的书写和金属及酸、碱、盐的性质等知识。
生产制备型
该类试题常以生产、生活实际为背景,主要考查物质的制备与合成,如侯氏制碱法、合成氨、合成化肥等。解题时应明确生产原理、生产目的及生产主线,根据箭头指向寻找转化关系,生产原料有时不止一种,常见于流程图的开始,目标产物常见于图末。
[例1] (2022德阳)碘(I2)及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如图所示:
说明:图中的“置换”指发生置换反应。
回答下列问题:
(1)“过滤”操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 (填仪器名称)。
(2)在此制备流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
(3)溶液B中主要溶质可能是 (填化学式)。
(4)“置换①”中的化学方程式为 。
漏斗
AgNO3
FeCl3或FeCl2
回收利用型
该类试题常以金属矿物的冶炼、废旧金属的回收及利用等为背景给题,主要考查金属的性质、金属活动性顺序、实验操作及化学方程式的书写等问题。理解主线中提炼金属或其盐类的主要反应原理,弄清生产过程中添加试剂的目的等是解题的关键。
请回答相关问题。
(1)“蚀刻废液”的全部溶质有 和少量FeCl3。操作Ⅰ的名称是 。
(2)参照上述流程,画出由“金属残渣X”分离回收Cu和FeCl2溶液的简
单流程图: 。
(3)上述流程中,能使三价铁转化为二价铁的物质有 。
(4)蚀刻掉128 g铜,消耗FeCl3的质量为 g,理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为 g。
FeCl2、CuCl2
过滤
铜和铁
650
3 250
分离提纯型
该题型属于实验流程题型,常以粗盐中可溶性杂质的去除及其类似问题为背景命题,主要考查酸、碱、盐的相互转化及判断物质间能否发生复分解反应,常涉及过滤和蒸发两个基本实验操作。理解每个流程的转化目的、加入每种试剂的顺序和作用,是解答此类试题的关键。
[例3] (2023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”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒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 .
。
(2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中钛元素的化合价为 。
(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
。
(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 (填字母)。
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,可随意堆放贮存
D.寻找、开发钛金属的代替品
增大反应物的接触面,加快化学反应的速率
+4
AD
其他类型
该题型主要涉及工业“三废”(废水、废气和废渣)的处理与减排问题、海洋资源的利用等。题目中常常出现多种设备及原理,涉及多种物质或方法。解题时注意箭头的指向:箭头指向设备,表明是添加的反应物;箭头离开设备,表明是生成物。设备中的排出物一般不会对环境造成污
染,如H2O、O2等。一般综合性较强,涉及知识面较广。
[例4] (2023成都)成都有丰富的钙芒硝矿(主要成分有硫酸钠和硫酸
钙),是生产元明粉(硫酸钠)的重要原料,工艺流程和硫酸钠的溶解度曲线如下。回答问题。
(1)①处用到的分离方法是 。
(2)矿石粉共经过 次浸出,可有效增大“一段浸出液”的浓度,其目的是提高产率和 。
(3)终渣中主要含有硫酸钙,原因是 。
(4)②处浓溶液的温度约为 时,开始降温结晶,较为合适。
(5)硫酸钠可用于钡盐(如氯化钡)中毒的解毒剂,解毒原理的化学方程式为 。
过滤
三
避免蒸发时消耗更多能源
硫酸钙在水中溶解能力较弱
40 ℃
1.(2023德阳旌阳区一模)硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味