内容正文:
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能力点 2 流程图题能力突破
必备知识梳理
思维构建
一、解题思路及读图能力
1. 解题思路
2. 必备读图能力
(1)关注流程中的箭头(反应物、生成物)
箭头进入表示投料(即反应物);箭头出去表示生成物(包括主产物和副
产物);如图中表示投料(反应物)的箭头是 ①② ;表示生成物的箭
头是 ③ 。
(2)判断可循环利用的物质
①方法一:流程中某一步的产物若指向前面某一步流程(可逆转),则为可循环使用的物质,如图 1 中
物质 A。
图 1
图 2
②方法二:若流程中生成的物质(即出料)是前面步骤中的反应物(即投料),则为可循环使用的
物质,如图 2 中物质 B。
二、常考考点归纳
1. 常考操作的解读与判断
(1)原料预处理的操作及目的
①粉碎(或研磨): 增大反应物间的接触面积 ,加快反应速率,使反应更充分。
②搅拌:使反应物充分接触, 加快 反应(或溶解)速率。
③灼烧(或煅烧、焙烧):使原料初步转化或除去可燃性杂质,使固体在高温下氧化、分解。
④浸取:a. 水浸:使可溶物溶解。 b. 酸浸:溶解金属、金属氧化物、难溶性碱或碳酸盐等。
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【示例 1】用某种石英砂矿石(主要成分是 SiO2,还含有少量的 CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠
(Na2SiO3)的流程如下:
资料:SiO2 既不溶于水,也不与盐酸反应。
①“研磨”的目的是 增大接触面积,使水浸及后续反应更快更充分 。
②“水浸”的目的是 除去硫酸钠和碳酸钠 。
③“酸浸”的目的是 除去氧化铜 。
(2)混合物的分离、提纯操作
【示例 2】
①过滤
a. 操作的判断:若流程中某一步操作后得到固体和液体,则该操作为过滤,如图中操作 1
(填“1”或“2”)。
b. 过滤操作中使用的玻璃仪器有: 烧杯 、玻璃棒、 漏斗 ,其中玻璃棒的作用是 引流 。
②蒸发结晶
a. 操作的判断:若流程中某物质的溶液经一步操作后得到该固体物质,则该操作为蒸发结晶,如
图中操作 2 (填“1”或“2”)。
b. 蒸发操作中用到的仪器有铁架台、酒精灯、玻璃棒、 蒸发皿 ,其中玻璃棒的作用是 搅拌,
防止因局部温度过高造成液滴飞溅 。
2. 物质成分的分析(物质化学式的推断或书写)
(1)判断所加的试剂:从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析,但一定要考虑是否会引入
新的杂质或杂质离子。
【特别提醒】加入某试剂的目的:①除去某过量物质或者上步反应的副产物;②使某物质完全转
化为要制备的物质。
(2)判断物质成分:从上一步操作中反应物可能发生的反应或题干所给信息入手进行分析。 反
应的生成物一定有,同时需注意所加试剂是否过量(即反应物是否过量)。
(3)未知物化学式的推断:依据化学反应前后 元素 种类、 原子 种类和数目不变,再结合
题干信息分析推断。
【示例 3】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并回收硫酸盐的工艺流
程(石英砂主要成分是 SiO2,还含有少量的 Fe2O3 和 Al2O3)。
(1)试剂 X 是 稀硫酸 (填名称)。
(2)溶液 a 中的溶质是 Fe2(SO4) 3、Al2(SO4) 3、H2SO4 (填化学式)。
(3)步骤①发生置换反应并生成一种有毒性的气体,其化学式为 CO 。
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3. 化学方程式的书写
(1)已知化学方程式:书写流程中某一步发生的反应,根据所学知识并结合流程图判断其可能发
生的反应,写出反应物、生成物,并进行配平。
(2)陌生化学方程式:根据箭头方向,箭头进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产物和副产
物),书写时必须遵循各基本反应类型的反应规律。
【特别提醒】若从已知信息中找到的反应物和生成物不满足质量守恒定律,在溶液中进行的反应,可
在反应物或生成物中加入水;若在空气中煅烧或通入空气,则还需考虑空气中氧气是否参与反应。
【示例 4】从粗铜中提炼贵重金属,并得到硫酸铜溶液的工艺流程如图所示:
(1)操作①中发生反应的化学方程式是 Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑ 。
(2)操作②过程中还需要加热,写出发生反应的化学方程式: 。
4. 对流程进行评价
(1)安全性和简便性:若反应中会产生可燃性物质,应注意做好防护措施,如通风和远离火源;尽
量选用较温和的反应条件,避免高温、高压等复杂条件。
(2)环保性:是否符合“绿色化学”理念,环保、低碳方案优先;三废(废渣、废气、废水)的处理。
(3)经济实用性:应遵循原料廉价易得、反应能耗低、产率或原料的利用率高等原则。
三、典例破方法
典例剖析 自然界中的铝元素以化合物的形式存在于各种矿石中。 某铝土矿的主要成分是
Al2O3,含少量 SiO2、CaCO3 等杂质。 从该铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程(不考虑其他杂
质参与反应)。 已知:SiO2 不溶于水且不与盐酸反应。
(1)步骤①加盐酸前先将铝土矿粉碎的目的是 增大反应物接触面积,使反应更快、更充分 。
(2)步骤①、②中均涉及的操作是 过滤 ,步骤①所得滤液 A 中的溶质有 3 种。
(3)步骤③沉淀 B 加热分解生成两种氧化物,写出该反应的化学方程式:
。
(4)步骤④是通过电解熔融状态的 Al2O3 制备铝。 Al2O3 的熔点是 2
050
℃ ,很难达到熔融状
态,工业上通过加入冰晶石使其在 1
000
℃左右熔化,请写出这一做法的意义: 节约能源、降低
氧化铝的熔点 。
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分类精练
类型 1
制备类
1. (2024 扬州邗江区二模)以石灰浆[Ca(OH) 2、CaCO3]为原料制备超细 CaCO3 的原理如图。 下列说
法不正确的是 ( D )
A. 过程Ⅰ中能产生 CO2,说明 NH4Cl 溶液呈酸性
B. 过程Ⅱ中先通入 NH3,后通入 CO2
C. 过程Ⅱ中的反应为 CaCl2 +2NH3 +CO2 +H2O
CaCO3↓+2NH4Cl
D. 理论上,过程中无须补充 CO2 和 NH4Cl 溶液
2. 【人教习题改编】(2024 重庆 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 增大反应物的接触面积,使反应更快更充分
。
(2)反应器中生成的气体的化学式为
,流程中 X 可以为 CD
(填序号)。
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: Ca(OH) 2+CuCl2 Cu(OH) 2↓+CaCl2 。
(4)该流程存在缺陷,请提出改进措施: 将“过量 X”改为“适量 X”
。
3. (2023 常德改编)海水化学资源利用已成为各沿海国家促进经济发展的重要手段,我国在氯碱工
业技术上有长足的发展,如图是氯碱工业流程图。 请回答相关问题:
(1)“操作Ⅰ”为 蒸发 。
(2)在实验室用托盘天平称量烧碱固体时,应用 烧杯(或玻璃器皿) 盛装烧碱。
(3)请写出反应①的化学方程式: ,反应②属于四个基
本反应类型中的 化合 反应。
(4)氯气与烧碱制备漂白剂的原理为 Cl2 +2NaOH NaClO+NaCl+H2O,由此可推测产物中可
起漂白作用的物质为 NaClO (填化学式)。
4. (2024 烟台)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
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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:
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 氢氧化钠溶液 。
(2)制镁过程中发生中和反应的化学方程式是 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 蒸发结晶 (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 2LiCl+Na2CO3 Li2CO3↓+2NaCl 。
(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 防止 MgCl2 与 Na2CO3 反应生
成 MgCO3 沉淀,导致 Li2CO3 不纯 。
5. (2024 广西)硫酸锰广泛用于医药、电子工业等领域。 以软锰矿(主要成分是 MnO2,含少量
Fe2O3、SiO2 等杂质)为原料生产硫酸锰的工艺流程如图所示。 回答问题:
资料 1:2MnO2 +C
焙烧
2MnO+CO2↑ 2Fe2O3 +3C
焙烧
4Fe+3CO2↑
资料 2:SiO2 不溶于水,也不溶于稀硫酸。
(1)焙烧前将软锰矿和煤炭粉碎的目的是 增大反应物接触面积,使反应更充分 。
(2)加入过量的煤炭可保证软锰矿中的 MnO2 充分转化为 MnO,生成的气体 a 中除了 CO2 外,还
可能含有 CO 。
(3)用稀硫酸浸取 MnO 时发生反应的化学方程式是 MnO+H2SO4 MnSO4+H2O 。
(4)固体 a 中的某物质可与稀硫酸反应生成气体 b,该物质是 Fe(或铁) 。
(5)为了提高原料的利用率,浓缩结晶后剩下的母液应该 回收利用 (填“回收利用”或“直接
排放”)。
6. (2023 苏州改编)用蛋壳(主要含 CaCO3,还有少量 MgCO3 和有机物)为原料通过以下步骤制取补
钙剂醋酸钙[(CH3COO) 2Ca]。
已知:①醋酸钙易溶于水,高于 160
℃时发生分解;②醋酸(CH3COOH)易挥发。
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(1)焙烧。 将蛋壳在高温下焙烧后冷却,得到含金属氧化物的固体。
①焙烧过程中,CaCO3 发生反应的化学方程式为 。
②焙烧过程中,产生烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有 蛋白质 (填有机物)。
(2)酸溶。 在焙烧后的固体中先加入适量水打浆,冷却后,再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶
液。 不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是 焙烧后的固体为氧化钙,若向氧化钙固体中
加入醋酸,氧化钙与水反应放热,会加速醋酸的挥发 。
(3)除镁。 在酸溶后的溶液中加入 Ca(OH) 2 至碱性,将(CH3COO) 2Mg 转化为 Mg(OH) 2 沉淀除
去。 该反应属于 复分解反应 (填基本反应类型)。
(4)中和。 在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液 pH 为 7。 其目的有: ①将溶液中的少量
Ca(OH) 2 转化为(CH3COO) 2Ca;② 防止溶液吸收空气中的 CO2,引入杂质 。
(5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤得到醋酸钙晶体。 蒸发时不能直接将溶
液蒸干的原因是 醋酸钙易溶于水,高于 160
℃时发生分解 。
7. 【设备流程】(2023 潍坊改编)稀土被称为“工业维生素”,能显著提升建造航母及舰载机的材料性
能,含有稀土元素钇的氧化钇(Y2O3)被广泛应用于航空航天涂层材料。 以富钇稀土矿(主要成
分为 Y2O3,含有少量的 Fe2O3、CuO、SiO2 等杂质)生产氧化钇的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 过滤 ,“酸溶”过程中,Y2O3 发生反应的化学方程式为 Y2O3+6HCl
2YCl3+3H2O 。
(2)向反应釜 2 中通入气体 X 使溶液呈碱性,调节溶液的 pH 除去滤液 1 中杂质,沉淀 B 的主要
成分是 Fe(OH) 3、Cu(OH) 2 (填化学式)。
(3)沉淀池中“沉钇”过程有 H2O 等物质产生,“沉钇”的化学方程式为 6NH4HCO3+2YCl3
Y2(CO3) 3↓+3CO2↑+6NH4Cl+3H2O 。
(4)流程中可循环使用的物质为 NH3 (填化学式)。
8. (2023 泰安)以绿矾(主要成分 FeSO4·7H2O)为原料生产铁红(Fe2O3)的工艺流程如图。
(1)“溶解”时能加快溶解的方法有 搅拌(或加热或粉碎固体等,合理即可) (写一种即可)。
(2)完成“沉淀”时的主要反应:2FeSO4 +H2O2 +2H2O
2FeO(OH)↓+2 H2SO4 。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤、干燥。 实验室中进行过滤操作时用到玻璃棒,其作用是
引流 。
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(4)“煅烧”时反应的化学方程式为 ;
在其他条件相同时,不同煅烧温度对产品中 Fe2O3 质量分数的影响如
图所示,则最适宜的煅烧温度为
800
℃ 。
类型 2
回收类
1. (2024 连云港)一种以黄铜渣(含 Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取 Cu 和
ZnSO4 溶液的实验流程如下。 下列说法正确的是 ( B )
A. 加入 H2SO4 生成 H2 的化学方程式为 Cu+H2SO4 CuSO4 +H2↑
B. 根据流程可以判断 Zn 的金属活动性比 Cu 的强
C. 判断加入的 Zn 已过量的依据是溶液中有固体剩余
D. 流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
2. 【设备流程】(2024 大同一模)“波尔多液”是一种保护性的杀菌剂。 以废弃铜料(含少量杂质铁)和
熟石灰为原料生产波尔多液的部分流程如图所示。 分析流程,解决问题:
(1)酸溶池 1 中加入过量稀硫酸的目的是 完全除去铁 。
(2)加热炉中可观察到的现象为 滤渣由红色变成黑色 。
(3)酸溶池 2 中发生反应的化学方程式为 CuO+H2SO4 CuSO4+H2O 。
(4)反应池不能采用铁质材料制作的原因是 硫酸铜溶液能和铁反应 。
(5)酸溶池、反应池均用到搅拌器搅拌,其作用是 使反应物混合均匀,反应更充分 。
3. (2024 宿迁改编)为了防止环境污染,工厂废液需经过处理达标后才能排放。 某电镀厂为了减少
对水的污染并节约成本,从排放的废液(主要含 ZnSO4、FeSO4 和 CuSO4 )中回收金属铜、铁以及
工业原料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程,请据图回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中分离固体 A 和溶液 C 的操作名称是 过滤 。
(2)物质 Y 的化学式为 H2SO4 。 溶液 B 中含有的金属离子是 Fe2+、Zn2+ (填离子符号)。
(3)请写出步骤Ⅲ中生成 Fe 的化学反应方程式: Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe ,该反应的基本反
应类型为 置换反应 。
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(4)请写一条保护金属资源的有效途径: 废旧金属回收再利用(或寻找金属替代品等,合理
即可) 。
4. (2023 咸宁)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 引流 。
(2)写出“酸浸” 时发生反应的化学方程式: Fe+H2SO4 FeSO4 +H2 ↑(或 Ni+H2SO4
NiSO4+H2↑) (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 H2O 。
(4)Ni、Fe、Cu 的金属活动性由强到弱的顺序为 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 B (填字母序号)。
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
5. 硫酸钾是制造各种钾盐的基本原料,农业上用作钾肥,医药工业用作缓洗剂等。 某化工厂用废
硫酸制备 K2SO4 的流程如图所示。
(1)反应①之前将 CaCO3 研磨成粉末的目的是 增大反应物的接触面积,加快反应速率 。
(2)流程中可以综合循环使用的物质有 CO2 和 CaCO3 。
(3)反应②的化学方程式为 CO2+2NH3+CaSO4+H2O CaCO3↓+(NH4) 2SO4 。
(4)反应③中相关物质的溶解度如表所示,反应③在常温下就能实现的原因是 常温下硫酸钾的
溶解度相对较小,更容易析出晶体形成沉淀,符合复分解反应的发生条件 。
物质 KCl K2SO4 NH4Cl (NH4) 2SO4
溶解度 / g(20
℃) 34. 2 11. 1 37. 2 75. 4
(5)根据上述流程可以计算出理论上废硫酸中硫酸的质量分数为 2% 。
6. (2024 苏州改编)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。 某科研小组在实
验室研究制备柠檬酸亚铁。
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Ⅰ. 制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分 Fe2O3,含少量不溶性杂质) 制备碳酸亚铁的流程如图 1
所示:
图 1
已知:a. Na2CO3 溶液呈碱性;b. FeSO4 在碱性条件下生成 Fe(OH) 2 沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 适当升高温度(或搅拌,合理即可)
(任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。 “酸浸”所得溶液中含
有的阳离子是 Fe3+、H+ (填离子符号)。
(3)“沉铁”时,发生反应的化学方程式为 FeSO4+Na2CO3 FeCO3↓+Na2SO4 ,该反应的基
本类型为 复分解反应 。
①实验时需将 Na2CO3 溶液滴入 FeSO4 溶液中, 而不能反向滴加, 其原因是 避免生成
Fe(OH) 2 。
②待 FeSO4 完全反应后,过滤,洗涤。 洗涤前,FeCO3 沉淀表面吸附的主要杂质是 Na2SO4
(填化学式)。
图 2
Ⅱ. 制柠檬酸亚铁
(4)用如图 2 所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤 1:在三颈烧瓶中加入一定质量 FeCO3 固体、少量铁粉及足
量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约 80
℃,搅拌,充分反应;
步骤 2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁
晶体。
①制备原理为 FeCO3 +C6H8O7
△
FeC6H6O7 +X+H2O,物质 X 是 CO2 (填化学式)。
②“步骤 2”中,加入无水乙醇的目的是 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 铁粉与柠檬酸反应生成柠
檬酸亚铁 。
类型 3
分离提纯类
1. (2023 重庆 A 卷)锂辉矿(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。 如图是一种模拟提纯碳酸
锂的工艺,根据要求回答问题。
【查阅资料】
Ⅰ. 锂辉矿主要成分为 Li2CO3,含泥沙等杂质。
Ⅱ. Li2CO3(化学性质与 Na2CO3 类似)为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比热水中大。
(1)X 是一种酸,其溶质化学式为 H2SO4 ;常用 澄清石灰水 (填试剂名称)检验气体 Y。
(2)②中发生中和反应的化学方程式为 2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O 。
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(3)有以下三种温度的饱和 Na2CO3 溶液,③中你选择的是 C (填字母序号)。
A. 0
℃ B. 25
℃ C. 80
℃
(4)将滤液 2 蒸发,当有 较多固体析出 (填现象)时,停止加热,可得到其他化工产品。
2. 将 MgSO4 和 Na2SO4 的固体混合物进行分离主要流程如图:
(1)试剂 A 可以选择 B (填字母序号)溶液。
A. BaCl2 B. NaOH C. Ca(OH) 2 D. Ba(NO3) 2
(2)溶液 2 中的溶质是 NaOH、Na2SO4 。
(3)固体洗涤之后加适量稀硫酸发生反应的化学方程式为 Mg(OH) 2 +H2SO4 MgSO4 +
2H2O ,该反应的基本反应类型是 复分解反应 。
3. 从盐湖中提取的某种矿物主要含有氯化钾,还有少量硫酸镁、氯化钙及不溶性杂质 SiO2,从该矿
物中提取氯化钾的流程如图。
回答下列问题:
(1)写出生成滤渣Ⅰ的化学方程式: MgSO4+Ba(OH) 2 BaSO4↓+Mg(OH) 2↓ 。
(2)Y 溶液中溶质的化学式为 K2CO3 。
(3)向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是 除去过量的碳酸钾和生成的氢氧化钾 。
(4)蒸发溶液得到氯化钾固体的过程中,要用玻璃棒不断搅拌,作用是 防止因局部温度过高造成
液滴飞溅 。
类型 4
特殊工艺类
1. (2024 成都)皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品,制作流程如图。 回答下列问题。
资料:1. 草木灰(含 K2CO3)中常含有砂石和未燃尽的秸秆等固体。
2. 碱,有涩味,可与蛋白质作用,使其凝固。
(1)选料:“过筛”的目的是 除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大的固体
。
(2)调浆:调浆过程发生的复分解反应的化学方程式为 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH、
Ca(OH)2+K2CO3 CaCO3↓+2KOH
,料浆浸出液中一定含有的阴离子有 OH-和Cl-
(填离子
符号)。
(3)裹泥:裹泥时,不慎皮肤接触料浆,处理方法为 用大量清水冲洗
。
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(4)封存:需要“密封”的主要原因是减少水分蒸发和 减少空气中二氧化碳与皮蛋表面的碱反应,
避免皮蛋制作失败
。
(5)食用皮蛋时加醋能去除涩味的原因是 醋能与皮蛋中的碱性物质发生反应
。
2. 为了实现碳减排目标,许多国家都在研究二氧化碳的减排措施,其中“碳捕捉和碳封存”技术是
实现这一目标的重要途径之一。 工业流程如图所示,请回答以下有关问题:
(1)“捕捉室”中 NaOH 溶液常喷成雾状,主要目的是 增大反应物的接触面积,使反应更充分 。
(2)“反应分离器”中涉及的化合反应的化学方程式为 CaO+H2O
Ca(OH) 2 。
(3)“封存室”内二氧化碳由气态变为液态,从微观角度解释变化的原因是 二氧化碳分子间的间
隔变小 。
(4)整个过程中,可以循环利用的物质除水之外,还有 CaO、NaOH (填化学式)。
3. 【设备流程】(2023 山西)制作豆腐过程中用到了盐卤。 盐卤是我国数千年来豆腐制作的传统凝固
剂,有较好的溶解性和凝固性,主要成分为氯化钠(含量约 2% ~ 6%)和氯化钾(含量约 2% ~ 4%)
等。 豆腐的制作流程如下,请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)研磨机将豆子研碎、研细的目的是 使豆子得到充分利用(或得到更多的豆浆,合理即可) 。
(2)煮浆器内在煮沸过程中,可将有毒豆浆转化为无毒豆浆,发生的主要变化是 化学变化 。
(3)为加快凝固速度,当把盐卤慢慢加入混合器时,需进行的操作是 搅拌 。
(4)向盐卤中滴加 AgNO3 溶液,发生反应的化学方程式为 AgNO3+NaCl AgCl↓+NaNO3(或
AgNO3+KCl AgCl↓+KNO3) (写 1 个)。
(5)“花开富贵”是一道吃出咸辣味、品出世间美的豆腐制品,它有强筋骨、防贫血等功效,由此
推知,这种食物含有的微量元素是 铁(或 Fe) 。
类型 5
转化型流程
1. (2024 重庆 B 卷)CO2 的捕集和利用是我国能源领域的重要战略方向。 下图是 CO2 的捕集与转化
示意图,有关说法正确的是 ( A )
A. FeO 可以循环使用
B. 反应Ⅰ属于置换反应
C. 反应Ⅱ固体质量增加
D. 铁的氧化物之间转化的条件相同
2. (2024 苏州)捕集空气中 CO2 加氢制甲醇(CH3OH),可实现 CO2 资源化利用和“零碳”排放,其转
801
重难专题培优练
能
力
点
2
流
程
图
题
能
力
突
破
化流程如图所示。 下列说法不正确的是 ( C )
A. 反应①中,电解水生成的 H2 和 O2 的分子个数比为 2 ∶ 1
B. 反应②中,生产 1. 6
kg
CH3OH 理论上要消耗 2. 2
kg
CO2
C. 转化过程中,H2O 和 H2 循环转化,无需额外补充
D. 等质量的甲醇制取时消耗的 CO2 与燃烧时生成的 CO2 相等,实现“零碳”排放
3. (2024 昆山市模拟)近年来,研究人员提出利用含硫物质循环实现太阳能的转化与存储,部分循环
过程如图所示。 下列说法不正确的是 ( B )
A. 该过程中能量转化的形式至少有四种
B. 反应Ⅰ中每生成 64
g 的 SO2,同时生成 32
g
O2
C. 反应Ⅱ的化学方程式为 3SO2 +2H2O
催化剂
2H2SO4 +S↓
D. 该过程可实现 H2SO4、SO2 等物质的循环使用
4. 【人教习题改编】(2024 云南节选)我国研制出一种新型催化剂,在这种催化剂作用下,二氧化碳可以
转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
(1)催化剂在化学反应前后化学性质和
质量
不变。
(2)过程 I 中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物,该反应的化学方程式为
。
(3)对该成果的评价正确的是 ABC (填字母序号)。
A. 该成果有助于缓解全球温室效应
B. 该成果可减少对化石燃料的依赖
C. CO2 资源化利用过程中,催化剂对转化过程起到举足轻重的作用
5. (2024 广西)空气中含有大量的氮气,如何将氮气在常温下转化为氨气成为近年研究的热点。 一
种将氮气转化为氨气的循环过程如图所示。 回答问题:
(1)该过程中的 LiOH 属于 碱 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)将液态空气升温,N2 先变成气态,这说明 N2 的沸点比 O2 的 低
(填“高”或“低”)。
(3)过程Ⅰ中发生化合反应的化学方程式为 6Li+N2 2Li3N 。
(4)该过程中能循环使用的物质有 水 。
(5)该过程每生成 17
kg 氨气,至少需要补充
27 kg 水。
901
参考答案与重难题解析·化学 73
重
难
专
题
培
优
练
第
二
部
分
答
案
酸;A 是年产量最高的金属,则 A 是铁;A(铁)能和
B 反应,且 C(酸)能转化为 B,则 B 是与 C 含有相同
阴离子的可溶性铜盐。
8. (1)CaO (2)复分解反应 (3) Na2CO3 +2HCl
2NaCl+H2O+CO2↑ (4)作补钙剂(合理即可)
【解析】如图所示,A、B、C、D、E 可沿顺时针方向一步
转化,M 在通常状况下为气体,其水溶液可与另外五
种物质发生反应生成同一种物质水;A 是生石灰的
主要成分,则 A 是氧化钙;D 广泛用于粗盐精制、玻
璃生产、纺织印染和洗涤剂生产等领域,则 D 是碳酸
钠;氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸
钠反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和二氧化碳反应生
成碳酸钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙,碳酸钙
高温分解生成氧化钙,则 B 是氢氧化钙,C 是氢氧化
钠,E 是碳酸钙;M 的水溶液能和氧化钙、氢氧化钙、
氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钙反应,则 M 是氯化氢。 由
此分析回答问题。
9. (1)水能
(2)2H2O
通电
2H2↑+O2↑ (3)③
(4)有一部分氧化铁被氢气还原,没有二氧化碳生
成,从而减少了二氧化碳的质量
【解析】
能力点 2 流程图题能力突破
必备知识梳理
一、解题思路及读图能力
2. (1)①② ③
二、常考考点归纳
1. (1)①增大反应物间的接触面积 ②加快
【示例 1】①增大接触面积,使水浸及后续反应更快
更充分 ②除去硫酸钠和碳酸钠 ③除去氧化铜
【示例 2】 ①a. 1 b. 烧杯 漏斗 引流 ②a. 2
b. 蒸发皿 搅拌,防止因局部温度过高造成液滴
飞溅
2. (3)元素 原子
【示例 3】 (1) 稀硫酸 (2) Fe2 ( SO4 ) 3、Al2 ( SO4 ) 3、
H2SO4 (3)CO
3. 【示例 4】(1)Fe+H2SO4 FeSO4 +H2↑
(2)2Cu+2H2SO4 +O2
△
2CuSO4 +2H2O
三、典例破方法
【典例剖析】 (1) 增大反应物接触面积,使反应更
快、更充分 ( 2) 过滤 3 ( 3) 2Al ( OH) 3
△
Al2O3 +3H2O (4)节约能源、降低氧化铝的熔点
分类精练
类型 1 制备类
1. D 【解析】过程Ⅰ中产生 CO2,说明 NH4Cl 溶液呈
酸性,是因为碳酸钙能和显酸性的物质反应生成盐、
水和二氧化碳,A 正确;过程Ⅱ中先通入 NH3,使得
溶液呈碱性,从而尽可能地将二氧化碳全部转化成
碳酸根离子,从而提高超细 CaCO3 的产率,B 正确;
过程Ⅱ中的反应物是氯化钙、氨气、二氧化碳和水,
生成物是碳酸钙和氯化铵,反应的化学方程式为
CaCl2 +2NH3 +CO2 +H2O CaCO3 ↓+2NH4Cl,C 正
确;氢氧化钙需要转化成碳酸钙,根据质量守恒定
律,需要补充二氧化碳,不需要补充氯化铵,D 错误。
2. (1)增大反应物的接触面积,使反应更快更充分
(2)CO2 CD
(3)Ca(OH) 2 +CuCl2 Cu(OH) 2↓+CaCl2
(4)将“过量 X”改为“适量 X”
【解析】根据题干信息以及流程图信息,分析如下
3. ( 1) 蒸发 ( 2) 烧杯(或玻璃器皿) ( 3) 2NaCl +
37
参考答案与重难题解析·化学74
重
难
专
题
培
优
练
第
二
部
分
答
案
2H2O
通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑ 化合
(4)NaClO
4. (1) 氢氧化钠溶液
( 2) 2HCl + Mg ( OH) 2
MgCl2 +2H2O (3)蒸发结晶
(4)2LiCl+Na2CO3 Li2CO3 ↓+2NaCl (5)防止
MgCl2 与 Na2CO3 反应生成 MgCO3 沉淀,导致 Li2CO3
不纯
5. (1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)CO (3)MnO+H2SO4 MnSO4 +H2O
(4)Fe(或铁) (5)回收利用
6. (1)①CaCO3
高温
CaO+CO2↑ ②蛋白质
(2)焙烧后的固体为氧化钙,若向氧化钙固体中加入
醋酸,氧化钙与水反应放热,会加速醋酸的挥发
(3)复分解反应 (4)防止溶液吸收空气中的 CO2,
引入杂质 (5)醋酸钙易溶于水,高于 160
℃时发生
分解
7. (1)过滤 Y2O3 +6HCl 2YCl3 +3H2O
(2) Fe ( OH) 3、 Cu ( OH) 2 ( 3) 6NH4HCO3 + 2YCl3
Y2(CO3) 3↓+3CO2↑+6NH4Cl+3H2O
(4)NH3
8. (1)搅拌(或加热或粉碎固体等,合理即可)
(2)H2SO4 (3) 引流 (4) 2FeO( OH)
高温
Fe2O3 +
H2O↑
800
类型 2 回收类
1. B 【解析】黄铜渣中的锌、氧化铜、氧化锌均能和稀
硫酸反应,铜不与稀硫酸反应。 锌和稀硫酸反应生
成硫酸锌和氢气,氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌
和水,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。 过滤
后的滤液中有硫酸锌和硫酸铜。 加入过量的锌,锌
和硫酸铜反应生成硫酸锌,过滤的滤渣中有生成的
铜和过量的锌。 根据分析可知,铜不和稀硫酸反应,
而锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,A 错误;活泼
金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,通过
加入锌能将铜置换出来可说明锌比铜活泼;锌能和
稀硫酸反应生成氢气而铜不能,也可以说明锌的金
属活动性大于铜,B 正确;锌和硫酸铜反应生成铜,
不论锌是否过量溶液中都会有固体剩余,C 错误;置
换反应是一种单质和化合物反应生成另一种单质和
化合物的反应,流程中氧化锌、氧化铜和稀硫酸的反
应中反应物都是化合物,都不是置换反应,D 错误。
2. (1)完全除去铁 (2)滤渣由红色变成黑色
(3)CuO+H2SO4 CuSO4 +H2O (4)硫酸铜溶液
能和铁反应 (5)使反应物混合均匀,反应更充分
3. (1)过滤 ( 2) H2SO4 Fe2
+ 、Zn2+ ( 3) Zn + FeSO4
ZnSO4 +Fe 置换反应 (4)废旧金属回收再利
用(或寻找金属替代品等,合理即可)
4. (1)引流 (2) Fe+H2SO4 FeSO4 +H2 ↑(或 Ni+
H2SO4 NiSO4 +H2↑) (3)H2O
(4)Fe>Ni>Cu
(5)B
5. (1)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(2) CO2 和 CaCO3 ( 3) CO2 + 2NH3 + CaSO4 + H2O
CaCO3↓+(NH4 ) 2SO4 (4)常温下硫酸钾的溶
解度相对较小,更容易析出晶体形成沉淀,符合复分
解反应的发生条件
(5)2%
6. (1)适当升高温度(或搅拌,合理即可)
(2) Fe3+ 、 H+ ( 3) FeSO4 + Na2CO3 FeCO3 ↓ +
Na2SO4 复分解反应 ①避免生成 Fe(OH) 2
②Na2SO4 (4) ①CO2
②降低柠檬酸亚铁在水中
的溶解量,有利于晶体析出 ③铁粉与柠檬酸反应
生成柠檬酸亚铁
【解析】(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采
取的措施是适当升温、搅拌等。 (2)硫铁矿烧渣(主
要成分 Fe2O3,含少量不溶性杂质),加入稀硫酸后,
氧化铁与稀硫酸反应得到硫酸铁,“还原”时,加入铁
粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成,
说明稀硫酸过量,因此“酸浸”所得溶液中含有的阳
离子是 Fe3+ 、H+ 。 (3)根据图示可知,“沉铁”时,发
生的反应是硫酸亚铁和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳
酸亚铁沉淀,据此写出反应的化学方程式,该反应由
两种化合物交换成分生成两种新的化合物,属于复
分解反应。 ①碳酸钠溶液显碱性,根据题给信息“硫
酸亚铁在碱性条件下生成氢氧化亚铁沉淀”,因此实
验时需将碳酸钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中,而不能
反向滴加,以避免生成氢氧化亚铁。 ②根据反应的
化学方程式可知,反应发生完全后,过滤,洗涤,洗涤
前,碳酸亚铁沉淀表面吸附的主要杂质是硫酸钠。
(4)①化学反应前后元素的种类及原子的总数不变,
制备原理为 FeCO3 + C6H8O7
△
FeC6H6O7 + X +
H2O,物质 X 是 CO2。 ②柠檬酸亚铁难溶于乙醇,故
“步骤 2”中,加入无水乙醇的目的是降低柠檬酸亚
铁在水中的溶解量,有利于晶体析出。 ③铁粉与柠
檬酸反应生成柠檬酸亚铁,因此实验所得柠檬酸亚
铁的质量大于根据原理计算所得的质量。
类型 3 分离提纯类
1. (1) H2SO4 澄清石灰水 (2) 2NaOH+H2SO4
Na2SO4 +2H2O (3)C (4)较多固体析出
2. (1) B (2) NaOH、Na2SO4 (3) Mg( OH) 2 +H2SO4
MgSO4 +2H2O 复分解反应
3. (1)MgSO4 +Ba(OH) 2 BaSO4↓+Mg(OH) 2↓
(2)K2CO3 (3)除去过量的碳酸钾和生成的氢氧化
钾 (4)防止因局部温度过高造成液滴飞溅
47
参考答案与重难题解析·化学 75
重
难
专
题
培
优
练
第
二
部
分
答
案
类型 4 特殊工艺类
1. (1)除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大的固体
(2 ) Ca ( OH ) 2 + Na2CO3 CaCO3 ↓ + 2NaOH、
Ca(OH) 2 +K2CO3 CaCO3↓+2KOH OH
-和 Cl-
(3)用大量清水冲洗 (4)减少空气中二氧化碳与
皮蛋表面的碱反应,避免皮蛋制作失败 (5)醋能与
皮蛋中的碱性物质发生反应
难点突破 本题的难点是要明确在“调浆”过程中
发生化学反应后,泥料中一定含有氢氧化钾和氢氧
化钠两种碱,从而根据碱沾到皮肤上的安全处理措
施和碱的化学性质(能与二氧化碳反应、能与酸反
应)分析和解决对应设问。
2. (1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)CaO+H2O Ca(OH) 2 (3)二氧化碳分子间
的间隔变小 (4)CaO、NaOH
3. (1)使豆子得到充分利用(或得到更多的豆浆,合理
即可) (2)化学变化
(3)搅拌 (4)AgNO3 +NaCl
AgCl ↓ + NaNO3 (或 AgNO3 + KCl AgCl↓ +
KNO3) (5)铁(或 Fe)
类型 5
转化型流程
1. A
2. C 【解析】反应①水通电分解生成氢气和氧气,化
学方程式为 2H2O
通电
2H2 ↑+O2 ↑,由化学方程式
可知,电解水生成的 H2 和 O2 的分子个数比为 2 ∶ 1,
A 正确;反应②中,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和
水,化学方程式为 CO2 +3H2 CH3OH+H2O,根据
化学方程式可知,生产 1. 6
kg
CH3OH 理论上要消耗
CO2 的质量为 1. 6
kg×44
32
= 2. 2
kg,B 正确;由反应①
可知,水中氢元素转化为氢气,由反应②可知,氢气
中的氢元素转化为水和甲醇中的氢元素,故需额外
补充 H2O,C 错误;甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和
水,化学方程式为 2CH3OH+3O2
点燃
2CO2 +4H2O,
结合反应②的化学方程式可知,甲醇和二氧化碳的
分子个数比均为 1 ∶ 1,故等质量的甲醇制取时消耗
的 CO2 与燃烧时生成的 CO2 相等,可实现“零碳”排
放,D 正确。
3. B 【解析】由图可知,该过程中能量转化的形式有
太阳能转化为热能,热能转化为化学能,化学能转化
为热能,热能转化为电能,至少四种,A 正确;反应Ⅰ
为硫酸在一定条件下分解生成二氧化硫、水和氧气,
该反应的化学方程式为 2H2SO4
一定条件
2H2O +
2SO2↑+O2↑,则反应生成二氧化硫和氧气的质量比
为(64×2) ∶ (16×2) = 4 ∶ 1,故每生成 64
g 二氧化
碳,同时生成 16
g 氧气,B 错误;反应Ⅱ为二氧化硫
和水在催化剂的作用下转化为硫酸和硫,该反应的
化学方程式为 3SO2 + 2H2O
催化剂
2H2SO4 + S↓,
C 正确;图中硫酸、二氧化硫既是反应物,又是生成
物,可以循环使用,D 正确。
4. (1)质量
(2)CO2 +H2
催化剂
CO+H2O (3)ABC
5. (1)碱
(2)低 (3) 6Li+N2 2Li3N (4)水、
锂(或 H2O、Li) (5)27
【解析】 (5)由 6Li+N2 2Li3N、Li3N+3H2O
3LiOH+ NH3 ↑、4LiOH
2H2O + 4Li + O2 ↑可知
2N2 +6H2O
4NH3 +3O2。 设该过程每生成17
kg
氨气,至少需要补充水的质量是 x。
2N2 +6H2O
4NH3 +3O2
108 68
x 17
kg
108
68
= x
17
kg
x= 27
kg。
能力点 3 实验探究能力突破
常考能力分类突破
例 1
【猜想与假设】NaCl 和 NaOH 4 NaOH 和 HCl
会发生化学反应
例 2 【猜想与假设 1】反应物中不含氮元素
【猜想与假设 2】CaO 会与水发生反应
例 3 【猜想与假设】氧化铜和二氧化锰
例 4 【实验方案】①紫色石蕊溶液 ②有气泡产生
【拓展延伸】取少量溶液于试管中,先滴入适量碳酸
钠溶液,再滴加几滴无色酚酞溶液 先有白色沉淀
生成,后溶液变红,证明猜想 3 成立
例 5 (1)1、20、0. 1 (2)相同温度下,向等质量、等浓
度的两份过氧化氢溶液中分别加入质量不同的二
氧化锰固体,发现相同时间内加入质量较大的二氧
化锰产生的氧气体积较多(合理即可)
例 6 【反思评价】氯化钙也能和硝酸银反应产生白色
沉淀,不能确定盐酸是否过量
【拓展延伸】废液显酸性,会腐蚀下水道,污染水体
例 7 【设计并实验】(1)②③
(2)酸的浓度
(3)其他条件相同时,金属的粒径越小,反应速率越
快(合理即可)
57