内容正文:
专题四 工艺流程题
第二篇 专题巩固•提能力
目录
CONTENTS
突破训练
解题方
法和思路 要准确、顺利解答工艺流程题,除了必须掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识,以及除杂、分离、提纯物质的基本技能外,最关键的问题是要具备分析工艺生产流程的能力。可按下列思路进行:
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流程中所用的原料进行预处理的作用和目的 ①研磨目的:增大反应物间的接触面积,使反应快速充分进行。
②水浸目的:通过加水溶解,使可溶物进入溶液,与不溶物通过过滤分离。
③酸浸或碱浸目的:通过加酸或碱溶液,使物质发生化学反应而溶解,与不溶物通过过滤分离。
④醇洗目的:洗去固体表面残留的溶液中的杂质,减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗,并使其尽快干燥(若物质在潮湿环境中易变质,可先水洗后醇洗)。
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流程中所用的原料进行预处理的作用和目的 ⑤饱和溶液洗目的:洗去固体表面残留的溶液中的杂质,减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(适用于常温时溶解度较大的固体)。
⑥为了提高“浸取”步骤的反应速率,可采取的措施有:将固体原料研碎、增大酸或碱的浓度、升高温度、搅拌等。
⑦为了增大原料转化率,工业流程中所用的试剂往往过量,注意过量的试剂进入了滤液还是滤渣里(回答物质成分时不要漏写)
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突破训练
1. [2024·吉林]食品加工、制药等领域广泛使用二水合氯化钙(CaCl2·2H2O)。工业上生产CaCl2·2H2O的主要流程如图所示,下列说法正确的是( B )
A. 石灰石的主要成分是CaCl2
B. 粉碎可以增大反应物间的接触面积
C. 搅拌可以提高CaCl2·2H2O的产量
D. 反应器中生成的气体具有可燃性
B
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2. 某科研小组设计利用稀硫酸浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶于水),实现废物综合利用。部分实验流程如图所示,回答下列问题。
(1)“酸浸”中发生复分解反应的化学方程式为: C uO+ CuS O4+H2O 、 ZnO+H2SO4 ZnSO4+H2O 。
CuO+ H2SO4
CuSO4+H2O
ZnO+H2SO4 ZnSO4+H2O
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(2)加入过量铁粉后,过滤,滤液中溶质的成分为 F eSO4、ZnSO4 (填化学式)。
(3)“氧化”过程中,温度不宜过高,原因是 温度过高,过氧化氢的分解速率会更快 ,操作X的名称是 过滤 。
FeSO4、ZnSO4
温度过高,过氧化氢
的分解速率会更快
过滤
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3. 燃煤电厂常利用NaOH溶液处理烟气,实现“碳捕集”,其主要转化流程如图所示。请回答下列问题。
(1)溶液X中的溶质是 NaOH(或氢氧化钠) 。
(2)写出烟气通入NaOH溶液中所发生反应的化学方程式: CO2+2NaOH Na2CO3+H2O 。
(3)写出干冰的一种用途: 用于人工增雨(合理即可) 。
(4)上述流程中可循环使用的物质有溶液X和 CaO(或氧化钙) 。
NaOH(或氢氧化钠)
CO2+
2NaOH Na2CO3+H2O
用于人工增雨(合理即可)
CaO(或氧化钙)
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4. 保护环境,实现“绿水青山”目标,要对工厂尾气进行无害化处理。某氮肥厂和炼铁厂联合处理尾气的工艺流程如下图所示,回答下列问题。
(1)饱和食盐水是 混合物 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)流程中“操作Ⅰ”的名称为 过滤 。
混合物
过滤
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(3)饱和食盐水处发生反应的化学方程式为: NH3+NaCl+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl 。
(4)写出加热NaHCO3固体发生反应的化学方程式: 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 。
(5)流程中,可循环使用的物质是 二氧化碳 。
NH3+NaCl+CO2+
H2O NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
二氧化碳
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5. [2024·长沙]《周礼·考工记》中记载,古人曾在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为CaO),利用生成物中能够去污的成分来清洗丝帛。为了得到该去污液,某兴趣小组同学在老师的指导下设计了以下实验流程,回答下列问题。
(1)操作Ⅰ的名称为 过滤 。
过滤
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(2)该流程中涉及的所有基本反应类型有分解反应、 化合反应、复分解反应 。
(3)该去污液能清洗丝帛,请根据流程推测,该去污液中所含溶质的可能的组成为: KOH;KOH、K2CO3;KOH、Ca(OH)2 (用化学式表示)。
化合反应、复
分解反应
KOH;KOH、K2CO3;KOH、Ca(OH)2
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6. 钛(Ti)和钛合金具有广泛的用途。工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)]为原料生产钛,其工艺流程如下。
(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为 +4 。
(2)①中将钛铁矿粉碎后加入的目的是 增大反应物接触面积,使其充分反应 。
+4
增大反应物接触面积,使其
充分反应
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(3)②中反应需在充满氩气(Ar)的“无氧气”氛围中进行,目的是 防止高温的钛与氧气反应 ,该反应的基本反应类型为 置换 反应。
(4)在一定条件下,通过③中反应可合成甲醇,写出该反应的化学方程式: CO+2H2 CH3OH 。
防止高温的钛与氧气反应
置换
CO+2H2 CH3OH
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7. [2024·白银]废旧金属的回收利用是节约资源的有效途径之一。某金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,为回收铜和金并得到氧化铁,专业人员设计了如图所示的工艺流程,回答下列问题。
(1)气体A是 H2 (写化学式,下同),滤液A的溶质为 FeSO4 。
H2
FeSO4
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(2)固体A与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式: CuO+H2SO4 CuSO4+H2O 。
(3)操作1、操作2和操作3为同一操作,其名称是 过滤 ,此操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 漏斗 。
(4)写出滤液B与加入的物质X反应的化学方程式: Fe+C Fe SO4+Cu 。
CuO+H2SO4 CuSO4+H2O
过滤
漏斗
Fe+ CuSO4
FeSO4+Cu
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8. [2024·兰州]镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。用海水晒盐得到苦卤(含MgCl2、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图所示,回答下列问题。
(1)“苦卤”属于 混合物 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)写出中和池中发生反应的化学方程式: Mg(OH)2+ MgCl 2+2H2O 。
混合物
Mg(OH)2+ 2HCl
MgCl2+2H2O
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(3)上述获取金属镁的整个流程中,涉及的化学反应的基本类型共有 3 种。
(4)该流程中循环使用的物质是 Cl2(或氯气) 。
3
Cl2(或氯气)
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9. 镁、纯碱在工业生产中有广泛的用途。某地的菱镁矿中主要含MgCO3及少量FeCO3、Al2O3和SiO2。以菱镁矿等为原料制取镁、纯碱的工艺流程如图所示,请回答下列问题。
(1)在反应①中,为了加快反应速率,选用 粉末状 (选填“块状”或“粉末状”)菱镁矿,写出菱镁矿中碳酸镁与盐酸反应的化学方程式: MgCO3+2HCl MgCl2+H2O+CO2↑ 。
粉末状
MgCO3+2HCl MgCl2+H2O+CO2↑
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(2)向饱和食盐水中通入NH3、CO2气体时,需加压通入的气体是 CO2(或二氧化碳) ,在反应②、③中均发生 分解反应 (填基本反应类型)。
CO2(或二氧化碳)
分解反应
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(3)此工艺条件下金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
金属离子 Mg2+ Al3+ Fe3+
开始沉淀的pH 8.9 3.4 1.5
沉淀完全的pH 10.9 4.7 2.8
向溶液a中通入足量空气后,溶液中 铁 元素的化合价发生了改变;向溶液b中加MgO调节溶液
pH,调pH范围
为 4.7≤pH<8.9 。
铁
4.7≤pH<8.9
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10. [2024·成都]皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品,其制作流程如下图所示。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 。
除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大
的固体
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(2)调浆:调浆过程发生复分解反应的化学方程式为: Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH或K2CO3+Ca(OH) 2 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,皮肤不慎接触料浆,处理方法为 用大量清水冲洗 。
Na2CO3+
Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH或K2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+
2KOH
OH-和Cl-
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 醋酸能与皮蛋中的碱性物质发生反应 。
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
醋酸能与皮蛋中的碱性物
质发生反应
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