2025年中考化学一轮专题复习（山东）题型四：工艺流程题

题型四　工艺流程题 题型研析·塑思维 题组演练·提素能 类型1　生产制备流程 【典题】(2024·烟台中考)电动汽车的兴起对金属镁和碳酸锂(Li2CO3)的需求增大。以盐湖卤水(主要成分是MgCl2、NaCl、LiCl)为原料,制备金属镁和碳酸锂的主要物质转化流程如图所示: 题型研析·塑思维 ‹#› 资料:①碳酸钠能与氯化镁发生复分解反应;②部分物质的溶解度如表: 物质 Li2CO3 MgCO3 LiOH LiCl MgCl2 Mg(OH)2 20 ℃时 溶解度/g 1.32 0.039 12.8 77 54.8 难溶 (1)为避免引入新杂质,过程Ⅰ中加入的适量物质X是__________________。  (2)制镁过程中发生中和反应的化学方程式是　________________________________。  　氢氧化钠溶液　 2HCl+Mg(OH)2===MgCl2+2H2O　 ‹#› (3)过程Ⅱ的目的是浓缩含锂溶液。这个过程中,氯化钠的结晶方法是 ______________(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。  (4)过程Ⅲ发生了复分解反应,其反应的化学方程式是　__________________________________。  (5)用盐湖卤水制取碳酸锂,要先除去卤水中的氯化镁,其原因是 __________________________________________________________。  　蒸发结晶　 2LiCl+Na2CO3===Li2CO3↓+2NaCl　 　防止MgCl2 与Na2CO3反应生成MgCO3沉淀,导致Li2CO3不纯　 ‹#› [方法点拨]常见的工艺流程图示形式如下: ‹#› 1.原料预处理的方法及目的 (1)粉碎、研磨或喷成雾状:增大反应物间的接触面积,加快反应速率。 (2)搅拌:使反应物充分接触,加快反应速率。 (3)酸浸(或碱浸):使能与酸(或碱)反应的物质溶解,与不溶物分离。 ‹#› 2.判断能回收利用和可循环使用的物质 (1)逆向箭头一般表示可循环利用的物质。如图1,物质A为可循环利用的物质。 (2)某设备或某步骤的生成物,为前面某一设备或步骤的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图2,物质B为可循环利用的物质。 ‹#› 类型2　回收利用流程 【典题】兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Cu)回收镍,设计流程如图所示(部分产物略去)。 ‹#› 请根据上述流程回答下列问题: (1)过滤时,玻璃棒的作用是__________。  (2)写出“酸浸”时发生反应的化学方程式: _____________________________________________________(任写一个)。  (3)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时发生反应的化学方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2===Fe2(SO4)3+2X,则X的化学式是_________。  (4)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为______________。  　引流　 　Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑(或Ni+H2SO4===NiSO4+H2↑)　 　H2O　 　Fe>Ni>Cu　 ‹#› (5)已知Fe3+和Ni2+开始沉淀和完全沉淀时的pH如表。“除铁”过程中加入NaOH溶 液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则pH的范围是 _______(填字母)。  A.2.7≤pH<3.2　　 B.3.2≤pH<7.2 C.7.2<pH<8.7 离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Fe3+ 2.7 3.2 Ni2+ 7.2 8.7 　B　 ‹#› [方法点拨] 1.工艺流程中陌生化学方程式的书写 (1)找出反应物、反应条件和生成物并配平化学方程式: ①若设问中已给出反应的过程,可直接写出反应物和生成物; ②若设问中未给出反应的过程,可从流程图中分析出反应物和生成物:箭头尾部的是反应物,箭头指向的是生成物。 (2)若找出的反应物和生成物不满足质量守恒定律,可从以下两个方面考虑: ①反应在溶液中进行,可考虑是否有水参与反应或有水生成; ②反应在空气中进行或通入空气,可考虑空气中的各成分(一般为O2或CO2)是否参与反应。 注意:不要漏写反应条件、漏标生成物状态。 ‹#› 2.对工艺流程的评价 (1)科学性:杂质是否完全除去、是否引入新的杂质等。 (2)安全性和便捷性:尽量选用较温和的反应条件。 (3)对环境的影响:是否符合绿色化学理念,是否产生有毒气体或者其他引起环境问题的物质。 ‹#› 类型3　分离提纯流程 【典题1】(2023·威海中考)芯片是用高纯硅制成的。如图是以石英砂为原料制备 高纯硅的工艺流程(石英砂主要成分是SiO2,含有少量的Fe2O3和Al2O3)。下列说法 正确的是( ) A.溶液a中的溶质是FeCl3和AlCl3 B.①中发生还原反应的物质是碳 C.②中反应需要在无氧环境下进行 D.该流程中可以循环利用的物质是CO和HCl C ‹#› 【典题2】我国承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”,体现大国担当。工业上有一种利用烧碱溶液实现“碳捕捉”的技术,其主要流程如下: (1)分离区进行的实验操作是__________(填操作名称);  (2)该流程中可循环利用的物质甲、乙分别是______________________;  (3)反应区Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ______________________________________________________________ (答一个即可); 　过滤　 　氧化钙、氢氧化钠　 　Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH[或CaO+H2O===Ca(OH)2]　 ‹#› (4)为了确定“捕捉区”进入反应区Ⅰ中溶液的成分,请完成下表中实验方案。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①______________________________ ________________________________ ②____________________________ __________ ①______________ ②____________ 溶液成分只有Na2CO3 取少量该溶液于试管中,向溶液中 滴加过量的氯化钙溶液,并不断振荡 取①中上层清液,加入酚酞溶液 (合理即可) 产生白色沉淀  无明显变化 ‹#› [方法点拨] 1.物质的分离和提纯的方法: (1)结晶——固体物质从溶液中析出的过程(冷却热饱和溶液、蒸发浓缩)。 (2)过滤——固、液分离。 (3)蒸馏——液、液分离。 ‹#› 2.控制反应条件的目的: (1)调节pH:除去杂质离子。 (2)控制温度:防止某物质温度过高发生分解。 ‹#› 基础巩固练 1.(双选)海水通过晒制得到的粗盐中常含有泥沙、MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质, 以下是除去粗盐中可溶性杂质的过程,下列说法正确的是 ( ) A.滤渣中共有三种沉淀 B.BaCl2和Na2CO3的添加顺序不能颠倒,否则除不尽Ba2+ C.经过一系列除杂操作后,最终将溶液B加热蒸干,得到的固体只有NaCl D.为证明所加盐酸过量,取少量溶液B,向其中滴加硝酸银溶液,看是否有沉淀生成 题组演练·提素能 B、C ‹#› 2.(2024·重庆中考A卷)CaCl2可用于食品加工,制药等领域,某工厂就地取用矿石 (主要含石灰石和氧化铜)制取CaCl2,其主要流程如下图所示。 (1)粉碎机和搅拌器所起的作用是__________________________________。  (2)反应器中生成的气体的化学式为_________,流程中X可以为____(填字母)。  A.稀盐酸　B.氢氧化钠　C.生石灰　D.氢氧化钙 (3)写出生成沉淀的化学方程式______________________________________。  (4)该流程存在缺陷,请提出改进措施__________________________。  　增大接触面积,使反应更快更充分　 　CO2　 CD 　CuCl2+Ca(OH)2===CaCl2+Cu(OH)2↓　 　将“过量X”改为“适量X”　 ‹#› 3.(2024·乐山中考)氨气(NH3)是生产氮肥的重要原料,合成氨工业的发展很大程度上解决了全球粮食不足的问题。一种以水煤气和空气为主要原料,生产NH3和物质X的工艺流程如图所示(部分反应条件已略去)。 ‹#› 回答下列问题: (1)工业上利用氧气和氮气的__________不同,分离液态空气获得氮气。  (2)根据信息,写出“步骤①”水煤气中的CO和水蒸气在催化剂条件下发生反应的 化学方程式___________________________。  (3)“物质X”为______________。  (4)氨的催化氧化是硝酸工业的基础,该反应的化学方程式为 4NH3+5O2 4R+6H2O,则R的化学式为_________。  　沸点　 　CO+H2O CO2+H2　 　碳酸氢钾　 　NO　 ‹#› 4.(2024·临沂二模)金属材料是重要的自然资源,金属的节约和回收至关重要。为了达到回收资源的目的,某兴趣小组的同学欲从含有硫酸铝、硫酸铜的废液中回收金属铝和铜,回收流程如图所示。 ‹#› (1)过程Ⅰ中有关的化学方程式为___________________________;  (2)过程Ⅱ中加入过量的稀硫酸的目的是____________________;  (3)该小组的同学又收集到一些含硝酸银、硝酸铜的混合废液,同学们向其中加入 一定量锌粉,反应停止后过滤,滤液仍为蓝色。滤液中一定有________________;  (4)回收金属对于保护金属资源意义重大,除此之外还要注意防止金属锈蚀。 请写出一条防止铁生锈的措施____________。  　Fe+CuSO4===FeSO4+Cu　 　溶解过量的铁粉　 硝酸锌、硝酸铜 　刷油漆　 ‹#› 能力提升练 5.(2024·江西中考)研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含Cu、Cu2O、CuO和C)为原料制备胆矾(硫酸铜晶体),操作流程如图所示: 资料:Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O ‹#› (1)步骤①中进行反应时用玻璃棒搅拌的目的是_____________________________________。  (2)步骤②中反应的化学方程式为Cu+H2SO4+H2O2===CuSO4+2X,则X的化学式为_________。  (3)步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为___________________________________。  (4)下列分析不正确的是________(填字母,双选)。  A.操作1和操作2的名称是过滤 B.固体N的成分是炭粉 C.步骤④中加入的溶液丙是Na2SO4溶液 D.“一系列操作”中包含降温结晶,说明硫酸铜的溶解度随温度的升高而减小 加快化学反应速率(或使反应更充分等)　 　H2O　 CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4 　CD　 ‹#› 6.二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注,制备二氧化锰是一项有意义的工作,某研究性小组对此展开了系列研究。 Ⅰ.用废锂电池制备 资料一:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 用废锂电池正极材料(LiMn2O4、炭粉等涂覆在铝箔上)制备纳米MnO2,并进行锂资源回收,流程如图: ‹#› 请回答下列问题: (1)“滤液”中除水外,主要成分一定还含有________________(填化学式)。  (2)在“过滤”操作中,把MnO2和炭粉固体与Li2SO4溶液分离的玻璃仪器有 ________________________。  (3)MnO2与炭粉经下列三步反应制得纳米MnO2: ①2MnO2+C 2MnO+CO2↑ ②MnO+H2SO4===MnSO4+H2O ③3MnSO4+2KMnO4+2H2O===5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4 上述涉及元素化合价变化的反应有__________(填序号)。  　Na[Al(OH)4]　 　烧杯、漏斗和玻璃棒　 　①③　 ‹#› Ⅱ.用软锰矿(主要含MnO2的矿石)为原料制备二氧化锰,流程如图: 资料二:NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O (4)“酸浸”时,为使软锰矿充分反应,可采取的措施有________________________ ____________________(写一条)。  　将软锰矿粉碎,增大反应 物之间的接触面积　 ‹#› (5)“沉锰”反应为MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑, 加热温度不能过高的原因是__________________________________。  　防止温度过高,碳酸氢铵受热分解　 ‹#› 素养拓展练 7.(2024·苏州中考改编)燃煤烟气中含二氧化硫,石灰石湿法脱硫制备石膏(CaSO4)的主要流程如图所示: 已知:a.当压强不变时,随着温度升高,气体的溶解度减少; b.脱硫过程中,其他条件相同时,随浆液酸性增强,CaCO3溶解的质量增加,SO2吸收的质量减小; c.CaSO3能与稀盐酸反应:CaSO3+2HCl===CaCl2+SO2↑+H2O。 d.二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色。 ‹#› (1)大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是__________。  (2)“制浆”时,石灰石粉碎后加水所得浆液属于_______(填字母)。  A.溶液　　B.悬浊液　　C.乳浊液 (3)“吸收-氧化”过程包括:①CaCO3吸收SO2反应生成CaSO3;②CaSO3转化为CaSO4。 该过程中反应产物无污染,其总反应化学方程式为 ______________________________________。  　酸雨　 　B　 　2CaCO3+2SO2+O2===2CaSO4+2CO2　 ‹#› (4)“吸收-氧化”的脱硫率(×100%)受多种因素影响。 ①吸收塔内采用气液逆流接触吸收的方式(如图1所示)。含SO2烟气从吸收塔底 部鼓入,浆液从吸收塔顶部喷淋,其目的是________________________________。 鼓入的含SO2烟气温度过高,会导致脱硫率下降,原因是_______________________。  增大SO2与浆液接触面积(合理即可) 温度过高,SO2溶解度降低 ‹#› ②其他条件相同,脱硫率受浆液pH的影响如图2所示。浆液pH高于5.6时,脱硫率 随pH升高而下降,其原因是___________________________________________ ____________________________________________________________________ _______________。  　随pH升高,浆液酸性减弱,CaCO3溶解质量减少, 导致脱硫率下降(SO2吸收质量增大导致脱硫率上升,前者的程度大于后者的程 度,合理即可)　 ‹#› (5)所得石膏产品中混有CaSO3。请补充完整检验CaSO3的实验方案:取少量所得 产品, _____________________________________________________________, 说明产品中混有CaSO3。(必须使用的试剂:稀盐酸、稀KMnO4溶液)  加入稀盐酸,将产生的气体通入稀KMnO4溶液,紫红色褪去(合理即可) ‹#› 本课结束 ‹#› $$