内容正文:
题型02 工艺流程题
目 录
01 析·考情目标
02 筑·专题框架
03 攻·重难考点
考点一 题型认知剖析
真题动向
考法 01 原料预处理
考法 02 流程中的操作及仪器选择
考法 03 反应条件的控制及成分分析
考法 04 可循环利用物质的判断
核心提炼
知识点一 原料预处理
知识点二 流程中的操作及仪器选择
知识点三 反应条件控制
知识点四 可循环利用物质的判断
知识点五 产品的分离和提纯
提升训练
考点二 类型分类突破
真题动向
考法 01 生产制备流程
考法 02 金属资源回收利用流程
考法 03 海洋资源的综合利用流程
考法 04 酸碱盐处理和制备流程
考法 05 能源、环境类流程
核心提炼
知识点一 工艺流程题的解题思路
提升训练
、
04 测·预测闯关
命题透视
工艺流程题以实际生产工艺或实验操作流程为情景,将工艺或操作过程中的主要变化阶段以流程示意图的形式呈现出来。此类试题取材广泛,构思独特新颖,有效融入了工业生产和现代科技工业中的新知识,内容呈现出探究性、应用性与创新性的特点,较好地考查了学生提取信息、读图、逻辑推理能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力。
热考角度
考点
2025年
2024年
生产制备流程
湖南卷T20,6分;
湖南卷T18,6分;
酸碱盐处理和制备流程
长沙卷T20,6分;
能源、环境类流程
长沙卷T20,7分;
命题预测
1.命题情境一般结合工业生产与社会热点,如:废旧电池、金属废料的回收利用;环保低碳,包括CO₂捕集利用、烟气脱硫脱硝、污水处理;传统化工原料的制备,如海水制盐与提镁、矿物冶炼、无机盐制备等;体现绿色化学与碳中和理念。
2.考查形式以框图流程为主,搭配必要文字说明,设问由浅入深、层次清晰。基础层考查操作名称、化学方程式书写、反应类型判断;提高层分析物质成分、除杂试剂选择、条件控制目的;创新层评价流程优点、判断循环利用物质、提出工艺优化方案。
3.整体难度适中,重点考查信息提取、逻辑分析与知识迁移能力,引导学生用化学视角解决实际问题,凸显学科应用价值。
考点一 题型认知剖析
考法01 原料预处理——新考向·废物再利用
1.(2025·湖南长沙·三模)中国循环经济协会数据显示,目前我国平均每年产生4亿部以上废旧手机,废旧手机回收处理作为“朝阳产业”拥有很大的发展潜力。从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜,其操作流程如下所示。
(1)废旧部件经过预处理粉碎后得到粗产品,其目的是___________。
(2)步骤①中发生的化学反应属于___________(填基本反应类型)。
(3)步骤③中,为了回收金属铜,金属M可选择___________(填选项)。
A.Mg B.Al C.Ag
考法02 流程中的操作及仪器选择——新情境·铅酸电池
2.(2026·湖南长沙·一模)随着汽车的更新迭代,报废汽车资源的回收利用有利于社会的可持续发展。如图所示是将报废汽车进行分类拆解后从铅酸电池中回收铅的流程图,所得精铅纯度可达99.99%。
已知:铅酸电池放电时的工作原理为,难溶于水。
(1)分类拆解后要移除制冷剂中的氟利昂,氟利昂泄漏对环境的影响是________。
(2)将废铅酸电池中的废硫酸分离出来的操作是________。
(3)流程中加入氢氧化钠溶液脱硫得到滤渣,经高温分解为,最后加入焦炭还原制得粗铅。则该流程中涉及的基本反应类型有________。
考法03 反应条件的控制及成分分析——新考法·流程图数据表结合考查
3.(2025·湖南·中考真题)以白云石(主要成分为和)为原料制备的主要流程如图1所示(部分产物略去),回答下列问题。
(1)为使白云石反应更充分,煅烧前可对白云石采取的措施是_______。
(2)产品的纯度受煅烧窑中煅烧温度的影响,纯度与煅烧温度的关系如图2所示,煅烧白云石最佳温度是_______℃。
(3)反应器中发生化合反应的化学方程式是_______。
考法04 可循环利用物质的判断——新情境·碳捕集
4.(2026·湖南永州·模拟预测)为减缓全球变暖趋势,我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,其工艺流程如下图所示。
(1)溶液以喷淋方式加入,目的是_______。
(2)请写出反应②的化学方程式______。
(3)该流程中除了CaO外,还可循环利用的物质是______(写一种即可)。
(4)作为湖南中学生,践行低碳行动的具体措施是_______(写一种即可)。
知识点一 原料预处理
1.粉碎或研磨:目的是增大反应物间的接触面积,加快反应(溶解)速率,使反应更充分。
2.搅拌:目的是使反应物充分接触,加快反应(或溶解)速率。
3.煅烧或灼烧:使固体在高温下分解、氧化;除去可燃性杂质等。
4.水浸:使可溶物溶解,与不溶物分离。
5.酸浸:目的是溶解金属、金属氧化物(如氧化铝等)、难溶性碱或碳酸盐等;调节pH促进水解(沉淀)
6.碱溶:目的是去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)。
7.加入氧化剂:转化为易于被除去(沉淀)的离子。
8.煮沸:除去溶解在溶液中的气体,如氧气。
知识点二 流程中的操作及仪器选择
1.溶解
(1)加速溶解的方法:固体粉碎或研磨、 、适当提高溶液温度。
(2)溶解时玻璃棒的作用: 。
2.过滤
(1)实验用品:铁架台、烧杯、 、 、滤纸(五种用品、四种仪器、三种玻璃仪器)
(2)操作要点:“一贴二低三靠”
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁(加快过滤速度)
“二低”:①滤纸的边缘低于漏斗口②漏斗内的
“三靠”:① ②玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边③漏斗尖端的紧靠烧杯内壁
(3)玻璃棒的作用:
(4)过滤后,滤液仍然浑浊,可能原因有:
①倾倒液体时 ②滤纸 ③承接滤液的烧杯不干净
采取的措施(下一步操作):查找原因,更换滤纸,重新过滤
(5)过滤时,将待过滤的液体静置片刻,沿玻璃棒先倒上层清液,再将沉淀倒入过滤器;若搅匀了向过滤器中倒,过滤速度会较慢。
3.蒸发
(1)仪器:
(2)加热过程中用玻璃棒不断搅拌。玻璃棒的作用: 。
(3)当蒸发皿中出现 时,停止加热,用余热把滤液蒸干。
知识点三 反应条件的控制
1.温度的控制
(1)加热:加快反应速率或溶解速率;除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质;使沸点相对较低或易升华的原料气化。但要注意避免反应物或生成物的过热分解。
(2)降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解);使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;降低晶体的溶解度,减少损失。
(3)控温:(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)防止某种物质温度过高时会分解或挥发;为了使某物质达到沸点挥发出来;使催化剂的活性达到最好;防止副反应的发生。
(4)降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
2.调节溶液的pH
(1)目的:使溶液中的金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀而除去
(2)需要的物质:含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反应,使pH增大的物质如用MgO、Mg(OH)2等等。
(3)原理:加入的物质能与溶液中的H+反应,降低了的浓度,增大pH
(4)pH控制的范围:大于除去离子的完全沉淀值,小于主要离子的开始沉淀的pH
3.使用催化剂目的:提高反应速率,但使用时必须注意其活性温度范围。
知识点四 可循环利用物质的判断
1. 表示可循环利用的物质。如图,物质A为可循环利用的物质。
2.某设备或流程的生成物为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图,物质B为可循环利用的物质。
知识点五 产品的分离和提纯
1.纯物质 得到 :蒸发结晶(NaCl型)或蒸发浓缩(至有晶体出现为止),冷却结晶(KNO3型和含有结晶水的晶体)
2.混合溶液(分离A和B):蒸发结晶,趁热过滤(得NaCl型),将滤液冷却结晶,过滤(得KNO3型)
模板:加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
3.沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
(2)洗涤方法:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2~3次。
(3)误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板
取最后一次洗涤液,滴加……(试剂),若没有……现象,证明沉淀已洗净
(5)趁热过滤:减少结晶损失;提高晶体纯度
4.工业流程的主要操作:结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
1.【新情境·碳酸锂】(2026·湖南岳阳·一模)碳酸锂(Li2CO3)是制备手机锂电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿为原料制取Li2CO3,其主要工艺流程如图所示:
提示:①Li2CO3微溶于水,其溶解度随温度的升高而减小,且溶液显碱性。②反应器中发生的反应的化学方程式:Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3↓+Na2SO4。
(1)投入锂辉石前一般先将矿石研磨成粉末,其目的是______。
(2)Li2CO3中锂元素的化合价为______。
(3)沉锂池中分离出的滤渣主要成分是碳酸锂,洗涤时使用热水的原因是______。
2.【新情境·二氧化碳的捕捉】(2025·湖南永州·二模)在实际生产中,常采用足量NaOH溶液来“捕捉”(吸收),部分流程图如下。
(1)大量直接排放到空气中会导致______效应的加剧,破坏人类生存的环境。
(2)操作①中所用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和______。
(3)往纯碱溶液中加X溶液,得到NaOH溶液和溶液的pH______(填“>”“<”或“=”)7。
(4)整个流程中可以循环使用的物质是______(填化学式)。
3.【新考法·流程图结合数据表分析】(2025·湖南·模拟预测)我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。从南方特有的稀土矿(含铁、铝等元素)中提取镧(La)的部分工艺如下:
已知:氧化步骤能将全部转化为;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)操作a的名称为_______。
(2)“氧化调pH”中,应用NaOH溶液调pH至_______的范围。
(3)氧化镧凭借其光学特性及催化活性,广泛应用于光学、能源和环保领域。请写出氢氧化镧分解生成氧化镧和另一种氧化物的化学方程式:_______。
(4)该流程中可循环利用的物质是_______。
4.【新考法·资源回收利用】(2025·湖南湘潭·一模)在2月份冬季运动会成功举办的热潮下,人们对绿色运动理念的关注达到了前所未有的高度。这届运动会的奖牌制作原料别具一格,来自于电子垃圾中提炼出来的金属,既环保又意义非凡。某工厂积极响应这种资源回收再利用的号召,利用废旧电器预处理的粗铜回收铜和银的操作流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)分离装置Ⅰ中固体1和滤液1的操作为___________;
(2)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________;
(3)固体3中成分是___________。
5.【新考法·传统文化中的化学工艺】(2026·湖南长沙·模拟预测)造纸术是我国古代四大发明之一、如图是古代造纸简要流程,请回答下列问题。
(1)为了更好地提炼竹麻中的纤维,人们在蒸煮竹麻时加入生石灰(CaO)和草木灰(主要成分为K2CO3)以便生成溶解能力更好、碱性更强的碱,该碱的化学式是___________。
(2)步骤3中涉及的操作类似于实验室中的___________操作(填操作名称)。
(3)黑液经初步处理后得到含氢氧化钾与碳酸钾的混合溶液。为回收较纯的氢氧化钾溶液,请设计简要实验方案(写出操作步骤):___________。
6.(2025·湖南张家界·三模)早在春秋战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺。大意是:先将干燥的木头烧成灰(含),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。其反应过程如图:
(1)操作a的名称为________。
(2)整个过程中能够循环利用的物质是________。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应Ⅰ过程放出热量
B.氢氧化钙对皮肤和衣服有一定的腐蚀作用
C.为了提高肥效,将草木灰(主要成分,呈碱性)和氯化铵混合使用
考点二 类型分类突破
考法01 生产制备流程——新考法·结合传统文化的工艺考查
1.(2024·湖南·中考真题)酱油是我国传统调味品之一,已有3000多年历史。天然晒露法是传统的老法酱油的生产方法。以初夏开始制作为例,主要流程如下:
回答下列问题:
(1)“发酵”过程中,所取缸内样品呈______(填“酸”“中”或“碱”)性。
(2)“压榨”与化学基本实验操作中的______(填操作名称)有相似之处。
(3)下列有关说法正确的是______(多选,填字母)。
a“浸泡”目的是泡胀大豆,并除去杂物
b.铁强化酱油中“铁”可以预防佝偻病
c.天然晒露法得到成品的时间会受天气影响
考法02金属资源回收利用流程——新情境·回收金属资源
2.(2026·湖南永州·一模)在进行“垃圾的分类与回收利用”的跨学科实践活动时,某兴趣小组对金属垃圾的处理及综合利用的部分工艺如图所示。请回答下列问题:
(1)下列说法不正确的是______。
A.操作Ⅰ、Ⅱ的名称是过滤
B.铜的金属活动性比银强
C.滤液A中的溶质只有MgSO4
D.最终回收金属银的质量大于粗产品中原有的银的质量
(2)请写出步骤一中所发生反应的化学方程式______(任写一个)
(3)倡导金属垃圾回收利用的意义是______。
考法03 海洋资源的综合利用流程——新情境·海水资源
3.(2025·湖南长沙·三模)海水中含有丰富的化学资源,可提取食盐等一系列化工产品。
结晶已知:粗盐中的杂质有泥沙、氯化钙、氯化镁
(1)溶解池中搅拌器的作用是_______。
(2)加降杂试剂是为了除去可溶性杂质,可先加入过量溶液,后加入过量溶液,充分反应后过滤,再向滤液中加入稀盐酸调节pH。加入过量溶液是为了除去_______(填化学式)杂质。
(3)加降杂试剂时,能否先加过量溶液再加过量溶液?请说出你的理由_______。
考法04 酸碱盐处理和制备流程——新考法·古籍中的化学
4.(2024·湖南长沙·中考真题)《周礼·考工记》中记载,古人曾在草木灰(含)的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为),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________;
(2)该流程中涉及到所有的基本反应类型有分解反应、________;
(3)该去污液能清洗丝帛。请你根据流程推测,该去污液中所含溶质的可能组成为____________(用化学式表示)。
考法04 能源、环境类流程——新考法·教材改编
5.(2025·湖南长沙·中考真题)“双碳”背景下,“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)固化利用能减少的排放,防止________效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为________。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是________。
知识点一 工艺流程题的解题思路
1. 流程中涉及的主要操作
(1)粉碎或研磨:目的是增大反应物间的接触面积,加快反应(或溶解)速率。
(2)溶解
(3)过滤
(4)结晶(蒸发结晶或冷却结晶)
2. 加入试剂的选择或加入某试剂的目的
(1)加入试剂的选择:从所得反应的产物分析判断。
(2)加入某试剂的作用:多为除去某过量物质或者反应副产物。
(3)通入稀有气体(氩气)或氮气的作用:稀有气体、氮气等性质稳定,可以用作保护气,隔绝空气,防止生成物被氧化。
3. 判断可循环利用的物质
(1)可逆线表示可循环利用的物质。如图,物质A为可循环利用的物质。
(2)某设备或流程的生成物,为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图,物质B为可循环利用的物质。
4. 陌生化学方程式的书写
(1)熟悉化学方程式的书写:根据题目要求在流程图中找到反应物、生成物,根据所学知识判断其可能发生的反应,写出化学方程式。
(2)陌生化学方程式的书写: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)。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,可在反应物或生成物中加入水,然后进行配平,还应注意反应条件的有关信息,如在空气中煅烧或通入空气,则还需考虑空气中的氧气是否参与反应。
5. 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。
(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。
1.【新情境·纳米四氧化三铁】(2025·湖南永州·二模)纳米Fe3O4在生物医药、污水处理等领域具有良好的应用前景。用铁泥(主要成分为Fe2O3,还含有少量FeO和Fe)制备纳米Fe3O4的工艺流程如图所示。(提示:“转化”时发生的反应为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4)
回答下列问题:
(1)铁泥属于______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)浸取液中含有的离子是 ______(填离子符号)。
(3)加入氢氧化钠制取氢氧化亚铁的化学反应式是______。
2.【新考法·教材内容改编】(2025·湖南娄底·模拟预测)我国化学家侯德榜先生创立的联合制碱法,将碱厂与氨厂联合,既提高效益又减少污染,促进了世界制碱工业的发展。联合制碱法的模拟流程如图1所示。
(1)吸氨碳化塔中饱和食盐水以雾状喷出,其优点是________。
(2)上述流程中可循环使用的物质有_______。
(3)三种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示。
反应温度控制在30℃~35℃,其中主要发生的反应是NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,结合图4分析,吸氨碳化塔中析出NaHCO3固体的主要原因是________________。
(4)NaHCO3的溶解度曲线在60℃时“消失”了,请写出可能发生反应的化学方程式________________。
3.【新考向·新材料】(2025·湖南衡阳·模拟预测)海洋是巨大的资源宝库,海水综合利用的部分工艺流程图如图。请回答以下问题
(1)粗盐含有的主要杂质为、,则固体B的主要成分是_____和.
(2)步骤②中加入石灰乳充分反应后,还需进行的操作是_____。
(3)步骤③中试剂D为_____(填写“物质名称”)。
(4)钛(Ti)被称为航空金属,常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛,其反应的化学方程式为_____。
4.【新考法·传统工艺现代工艺对比】(2025·湖南湘西·二模)碳酸钙是一种重要的建筑材料。在工业上用途甚广。某小组同学查阅资料获得了传统石灰石煅烧流程和现代工业化生产流程。
Ⅰ.石灰岩烧制石灰的明确文献记载最早见于西晋《博物志》,记载的传统石灰石煅烧生成碳酸钙的流程简图如下:
Ⅱ.现代利用碳化法生产碳酸钙的主要流程图所示:
(1)石灰石煅烧过程与现代流程中________设备内发生的反应相同。
(2)消化池中发生的反应会________(选填“吸收”或“放出”)热量。
(3)对比上述两种流程,分析现代工艺相对古代传统工艺的优点是_______(写一条)。
5.【新情境·空间站内物质】(2025·湖南张家界·三模)北京时间2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。空间站内的物质主要采用如图循环系统维持:
(1)在“钙去除组件”中,除去尿液钙结晶所得的沉淀,需采用的净水方法是_______;再经“旋转蒸馏装置”旋转蒸馏后获得的“再生水”,是利用水与其他物质的_______不同。
(2)萨巴蒂反应器内,在催化剂作用下,发生的反应方程式为_______。
(3)废弃处理系统保障着宇航员的生命,该系统让呼吸产生的废气进入一个装有_______(填物质名称)的滤网除去有害气体,此过程利用了该物质的吸附性。
6.【新考法·化学与环境】(2026·湖南长沙·模拟预测)采用“双碱法”使烟气(含SO2)脱硫,是我国目前环保领域经济、实用、高效的一种方法。其脱硫(除去烟气中的二氧化硫)的工业流程如下,回答下列问题:
(1)如果将SO2排放到空气中,容易造成的环境问题是_____。
(2)吸收塔中NaOH溶液被喷成雾状的目的是_____。
(3)吸收塔中用NaOH溶液来吸收SO2,类似CO2与碱的反应,产物中有Na2SO3。沉淀室中发生的是复分解反应,其反应的化学方程式为_____。
1.【新考法·回收利用】(2024·湖南衡阳·模拟预测)学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
(1)预处理时,应将废旧零部件粉碎,目的是___________。
(2)步骤Ⅰ、Ⅱ都涉及的操作是___________。
(3)步骤Ⅱ中的反应化学方程式为___________。
2.【新考法·流程图与数据表结合】(2026·湖南郴州·模拟预测)金属镍可用于制造货币、合金结构钢、氢化催化剂等。粗氧化镍主要含氧化镍(NiO),另外还有少量氧化钴(CoO)和氧化铁,以粗氧化镍为原料制备纯镍的流程如下:
(1)为了加快反应①石灰石的分解速率,可以采用的措施有___________。
(2)反应③中,黑色单质X的化学式是___________。
(3)反应⑤开始前用氮气充分吹扫设备内部,其目的是___________,该反应中氧化镍转化为金属镍的化学方程式是___________。
(4)查阅资料,获知部分物质的沸点:
物质
沸点/℃
43
106
52
从、、的混合物中用蒸馏的方法提取应选择的温度(T)的范围为___________。
3.【新考法·兴趣小组活动】(2026·湖南长沙·模拟预测)化学兴趣小组欲以鸡蛋壳(主要成分为碳酸钙)为原料制备纯净的碳酸钙,设计出了如下实验方案,并在实验室完成了制备(不考虑杂质参与反应)。
请根据流程图回答下列问题:
(1)实验中操作I需要用到玻璃棒,其作用是______。
(2)滤液1中一定含有的溶质为______。
(3)向滤液1中加入过量碳酸钠溶液的目的是______。
4.【新考法·生产工艺】(2026·湖南湘潭·一模)竖炉炼铁的工艺流程如图所示,
(1)粉碎机将赤铁矿粉碎的目的是________。
(2)还原反应室中,H2也能还原氧化铁,反应原理为:,其基本反应类型为________反应;与CO相比,H2还原的优点是________________(任写一条)。
5.【新考法·传统文化】(2026·湖南湘西·一模)造纸术是我国古代的四大发明之一,现代造纸仍保留了古代造纸的核心技术。
(1)步骤1:草木灰的主要成分 K2CO3,发生反应的化学方程式为,则X的化学式为_____。
(2)古人造纸时用篾席捞浆相当于造纸流程中的________。(写具体操作名称)
(3)现代造纸对晒干的改进方法之一是将150℃~300℃高温气流穿透湿纸页快速脱水;控制温度的目的之一是防止纸在干燥的过程中焦化,说明纸的焦化温度______(填“低于”或“高于”) 300℃。
6.【新情境·高纯氧化铁制备】(2026·湖南长沙·二模)高纯氧化铁常用作催化剂。某氧化铁样品含有少量二氧化硅等杂质(杂质不参与反应)。现采用如图所示方法制备高纯氧化铁,请结合所学化学知识,回答下列问题。
查阅资料:。
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ均为过滤,过滤操作中玻璃棒的作用是________。
(2)溶液B中一定含有的溶质是________(写化学式)。
(3)小明同学认为固体C在煅烧前还需要洗涤、烘干。取最后一次洗涤液少量于试管中,加入适量的溶液,观察到________,则已洗净。
7.(2025·湖南邵阳·二模)海水中含有丰富的镁,目前世界上生成的镁60%来自海水,分离出食盐的海水称作苦卤水,其中含有丰富的。工业上以苦卤水为原料制取金属镁的流程如图:
(1)操作1名称________。
(2)在反应过程中能循环使用的是________(写化学式)。
(3)写出沉淀槽中发生反应的化学方程式________________。
8.【新情境·煤炭清洁利用技术】(2026·湖南张家界·一模)能源的清洁利用是实现“绿水青山”的重要途径。某集团积极推广煤炭清洁利用技术,其下属某化工厂采用的“煤气化—碳酸钙循环”技术的部分流程如下图所示,该技术有效提升了能源利用率并减少了碳排放。
资料:Ⅰ.水煤浆由煤(主要含碳)与水混合而成,经过气化器后转化为CO2和H2等物质。
Ⅱ.在气化器中发生了两个反应:①C+H2OCO+H2;②CO+H2OCO2+H2.
(1)在气化器内发生的两个反应中属于置换反应的是______(填序号)。
(2)净化后的氢气是一种重要的资源,请举例说明氢气的用途:______(任写一种)。
(3)该流程中,CaO循环再利用的目的是_______。
9.【新考法·流程图结合微观示意图考查】(2026·湖南永州·一模)“氢”风徐来,氢能是人类未来的理想能源之一。2025年3月,我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目建设完工。该项目的主要流程如图,相关物质的沸点如下表。
燃料
沸点(℃)(101kPa)
氢气
-252.9
氨气
-33.5
甲醇
64.7
(1)使用太阳能电解水的过程中某电极上发生的变化如图,则该电极接电源的______(填“正极”或“负极”)。
(2)在合成装置中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水,可作为远洋船舶的绿色燃料。从燃烧产物看,氨气被称为绿色燃料的原因是______。
(3)合成装置2中所发生的反应实际上可用于CO2人工光合成淀粉,其微观过程图如图:在步骤Ⅱ中反应物H2与CO2的分子个数比______。
(4)氢气本身就是绿色燃料,转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是_____。
10.【新情境·硫酸亚铁制备】(2026·湖南长沙·一模)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域。某工厂利用菱铁矿【主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的氧化铁(Fe2O3)和二氧化硅(SiO2)】为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。
【查阅资料】:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
(1)上述流程中,粉碎机和搅拌器所起的作用是_____。
(2)反应器I中碳酸亚铁与稀硫酸发生反应的化学方程式为_____。
(3)实验室进行“过滤”操作时,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____。
(4)溶液甲中的溶质有FeSO4、_____(填化学式)和H2SO4。
(5)反应器Ⅱ中加入过量铁粉的目的是_____。
1.【新情境·再生式环控生保系统】(2026·湖南郴州·一模)我国载人航天环控生保技术跻身世界先进水平。我国自主研发的“再生式”环控生保系统,实现了氧气和水等生命必需资源的循环利用。其中,处理航天员呼出的二氧化碳是核心技术之一,该技术为三步制氧法,主要包括二氧化碳吸附-解吸浓缩(装置Ⅰ)、加氢反应生成水(装置Ⅱ)、电解水制氧(装置Ⅲ)三个环节,可以将二氧化碳转化为生命所需的氧气,实现制氧系统维持氧再生循环。简易流程如图所示。
(1)为保护宇航员的生命安全,“环控生保系统”向舱内输送的可供呼吸的气体是________。
(2)结合流程图,装置________没有发生化学反应。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(3)电解水产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在特殊反应器(装置Ⅱ)中一定条件下进行反应,反应原理为________(用化学方程式表示)。
2.【新考法·微观视角下的流程图】(2026·湖南长沙·一模)纳米零价铁去除废水中金属离子的性能优越,其制备示意图如下。
(1)“还原”过程中,与反应的气体物质可以是________。
(2)纳米零价铁可用于去除废水中金属离子,如除去含废水中的。请写出该反应的化学方程式:________。
3.【新考法·流程图结合数据分析考查】(2026·湖南株洲·一模)我国某盐湖富含钾、镁等资源。工业上常用如下流程从卤水中提取氯化钾(KCl)。
相关物质溶解度数据如下表:
温度/℃
20
90
溶解度/g
氯化钾
34.0
54.0
氯化镁
54.6
89.0
请根据以上信息回答下列问题:
(1)过滤分离后,滤液B中含量最高的溶质是_______(填化学式)。
(2)洗涤滤渣A应使用_______,而不是用冷水,主要目的是防止KCl晶体在洗涤过程中溶解损失。
(3)若将时154克氯化钾饱和溶液冷却至,理论上可析出氯化钾晶体_______克。
4.【新情境·实验小组活动】(2026·湖南邵阳·一模)水是生命之源,人类的日常生活与工农业生产都离不开水。
实验小组收集到一瓶浑浊的河水,想要模拟自来水厂的净水过程,最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示,请回答以下问题。
(1)河水是___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)若经过两次操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是__________(填写序号)。
A.漏斗内的滤纸有破损 B.漏斗下端未靠在烧杯内壁
C.漏斗内液面高于滤纸的边缘 D.滤纸没有紧贴漏斗内壁
(3)操作②是向滤液中加入活性炭,利用其___________性除去水样中的色素和异味。
(4)自来水厂净水过程中,通常向清水池投放高铁酸钠(化学式为)杀菌消毒,高铁酸钠中铁元素的化合价为___________。
5.【新情境·氨气的合成与应用】(2026·湖南衡阳·一模)氨气(NH3)在燃料电池领域有广阔的应用前景,其合成及应用的部分流程如图所示,回答下列问题:
(1)图中两条获取H2的途径,更符合绿色零碳理念的是______(填“I”或“II”)。
(2)合成塔内反应的化学方程式为______。
(3)该工艺中可循环使用的物质是______。
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题型02 工艺流程题
目 录
01 析·考情目标
02 筑·专题框架
03 攻·重难考点
考点一 题型认知剖析
真题动向
考法 01 原料预处理
考法 02 流程中的操作及仪器选择
考法 03 反应条件的控制及成分分析
考法 04 可循环利用物质的判断
核心提炼
知识点一 原料预处理
知识点二 流程中的操作及仪器选择
知识点三 反应条件控制
知识点四 可循环利用物质的判断
知识点五 产品的分离和提纯
提升训练
考点二 类型分类突破
真题动向
考法 01 生产制备流程
考法 02 金属资源回收利用流程
考法 03 海洋资源的综合利用流程
考法 04 酸碱盐处理和制备流程
考法 05 能源、环境类流程
核心提炼
知识点一 工艺流程题的解题思路
提升训练
、
04 测·预测闯关
命题透视
工艺流程题以实际生产工艺或实验操作流程为情景,将工艺或操作过程中的主要变化阶段以流程示意图的形式呈现出来。此类试题取材广泛,构思独特新颖,有效融入了工业生产和现代科技工业中的新知识,内容呈现出探究性、应用性与创新性的特点,较好地考查了学生提取信息、读图、逻辑推理能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力。
热考角度
考点
2025年
2024年
生产制备流程
湖南卷T20,6分;
湖南卷T18,6分;
酸碱盐处理和制备流程
长沙卷T20,6分;
能源、环境类流程
长沙卷T20,7分;
命题预测
1.命题情境一般结合工业生产与社会热点,如:废旧电池、金属废料的回收利用;环保低碳,包括CO₂捕集利用、烟气脱硫脱硝、污水处理;传统化工原料的制备,如海水制盐与提镁、矿物冶炼、无机盐制备等;体现绿色化学与碳中和理念。
2.考查形式以框图流程为主,搭配必要文字说明,设问由浅入深、层次清晰。基础层考查操作名称、化学方程式书写、反应类型判断;提高层分析物质成分、除杂试剂选择、条件控制目的;创新层评价流程优点、判断循环利用物质、提出工艺优化方案。
3.整体难度适中,重点考查信息提取、逻辑分析与知识迁移能力,引导学生用化学视角解决实际问题,凸显学科应用价值。
考点一 题型认知剖析
考法01 原料预处理——新考向·废物再利用
1.(2025·湖南长沙·三模)中国循环经济协会数据显示,目前我国平均每年产生4亿部以上废旧手机,废旧手机回收处理作为“朝阳产业”拥有很大的发展潜力。从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜,其操作流程如下所示。
(1)废旧部件经过预处理粉碎后得到粗产品,其目的是___________。
(2)步骤①中发生的化学反应属于___________(填基本反应类型)。
(3)步骤③中,为了回收金属铜,金属M可选择___________(填选项)。
A.Mg B.Al C.Ag
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)置换反应
(3)AB
【解析】(1)废旧部件经过预处理粉碎后得到粗产品,其目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)步骤①中发生的化学反应为镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银与稀硫酸不反应,这两个反应均符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应;
(3)粗产品中含镁、铝、铜、银,加入足量稀硫酸,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银与稀硫酸不反应,故固体中含铜和银,步骤②可分离出金属银,则可加入适量硝酸银溶液,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,故溶液乙中含硝酸铜,要想得到铜,加入的金属M应比铜活泼,这样才能将硝酸铜中的铜置换出来,在金属活动性顺序里,镁、铝排在铜前,银排在铜后,镁、铝比铜活泼。
故选AB。
考法02 流程中的操作及仪器选择——新情境·铅酸电池
2.(2026·湖南长沙·一模)随着汽车的更新迭代,报废汽车资源的回收利用有利于社会的可持续发展。如图所示是将报废汽车进行分类拆解后从铅酸电池中回收铅的流程图,所得精铅纯度可达99.99%。
已知:铅酸电池放电时的工作原理为,难溶于水。
(1)分类拆解后要移除制冷剂中的氟利昂,氟利昂泄漏对环境的影响是________。
(2)将废铅酸电池中的废硫酸分离出来的操作是________。
(3)流程中加入氢氧化钠溶液脱硫得到滤渣,经高温分解为,最后加入焦炭还原制得粗铅。则该流程中涉及的基本反应类型有________。
【答案】(1)破坏臭氧层
(2)过滤
(3)分解反应、置换反应、复分解反应
【解析】(1)氟利昂泄露会破坏臭氧层,导致臭氧空洞;
(2)废硫酸是液体,铅泥是含难溶硫酸铅的固体,分离固液混合物的操作是过滤;
(3)脱硫时,和互相交换成分生成和,属于复分解反应; 高温分解为和水,是“一变多”的反应,属于分解反应; 焦炭还原时,碳单质和反应生成铅单质和碳的氧化物,属于置换反应,因此共涉及分解反应、置换反应、复分解反应3种基本反应类型。
考法03 反应条件的控制及成分分析——新考法·流程图数据表结合考查
3.(2025·湖南·中考真题)以白云石(主要成分为和)为原料制备的主要流程如图1所示(部分产物略去),回答下列问题。
(1)为使白云石反应更充分,煅烧前可对白云石采取的措施是_______。
(2)产品的纯度受煅烧窑中煅烧温度的影响,纯度与煅烧温度的关系如图2所示,煅烧白云石最佳温度是_______℃。
(3)反应器中发生化合反应的化学方程式是_______。
【答案】(1)粉碎
(2)960
(3)
【解析】(1)为使白云石反应更充分,煅烧前可将白云石粉碎以增大与氧气的接触面积;
(2)由图2可知,当温度为时,产品的纯度最大,故白云石煅烧的最佳温度是;
(3)由图1可知与水发生化合反应,反应方程式为。
考法04 可循环利用物质的判断——新情境·碳捕集
4.(2026·湖南永州·模拟预测)为减缓全球变暖趋势,我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,其工艺流程如下图所示。
(1)溶液以喷淋方式加入,目的是_______。
(2)请写出反应②的化学方程式______。
(3)该流程中除了CaO外,还可循环利用的物质是______(写一种即可)。
(4)作为湖南中学生,践行低碳行动的具体措施是_______(写一种即可)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(3)NaOH/氢氧化钠
(4)绿色出行或植树造林或使用清洁能源(其它合理答案均可)
【解析】(1)NaOH溶液以喷淋方式加入,目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)反应②是碳酸钠和石灰浆(氢氧化钙)反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(3)该流程中,氢氧化钠既是反应物,又是生成物,可以循环利用;
(4)践行低碳行动的有效措施有绿色出行,使用清洁能源,减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放,还可以植树造林,增加二氧化碳的吸收,减少二氧化碳的含量。
知识点一 原料预处理
1.粉碎或研磨:目的是增大反应物间的接触面积,加快反应(溶解)速率,使反应更充分。
2.搅拌:目的是使反应物充分接触,加快反应(或溶解)速率。
3.煅烧或灼烧:使固体在高温下分解、氧化;除去可燃性杂质等。
4.水浸:使可溶物溶解,与不溶物分离。
5.酸浸:目的是溶解金属、金属氧化物(如氧化铝等)、难溶性碱或碳酸盐等;调节pH促进水解(沉淀)
6.碱溶:目的是去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)。
7.加入氧化剂:转化为易于被除去(沉淀)的离子。
8.煮沸:除去溶解在溶液中的气体,如氧气。
知识点二 流程中的操作及仪器选择
1.溶解
(1)加速溶解的方法:固体粉碎或研磨、搅拌、适当提高溶液温度。
(2)溶解时玻璃棒的作用:搅拌,加速溶解。
2.过滤
(1)实验用品:铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸(五种用品、四种仪器、三种玻璃仪器)
(2)操作要点:“一贴二低三靠”
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁(加快过滤速度)
“二低”:①滤纸的边缘低于漏斗口②漏斗内的液面低于滤纸的边缘
“三靠”:①烧杯口紧靠玻璃棒②玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边③漏斗尖端的紧靠烧杯内壁
(3)玻璃棒的作用:引流
(4)过滤后,滤液仍然浑浊,可能原因有:
①倾倒液体时液面高于滤纸边缘 ②滤纸破损 ③承接滤液的烧杯不干净
采取的措施(下一步操作):查找原因,更换滤纸,重新过滤
(5)过滤时,将待过滤的液体静置片刻,沿玻璃棒先倒上层清液,再将沉淀倒入过滤器;若搅匀了向过滤器中倒,过滤速度会较慢。
3.蒸发
(1)仪器:蒸发皿、玻璃棒、铁架台
(2)加热过程中用玻璃棒不断搅拌。玻璃棒的作用:搅拌使受热均匀,防止局部温度过高液体飞溅。
(3)当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,用余热把滤液蒸干。
知识点三 反应条件的控制
1.温度的控制
(1)加热:加快反应速率或溶解速率;除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质;使沸点相对较低或易升华的原料气化。但要注意避免反应物或生成物的过热分解。
(2)降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解);使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;降低晶体的溶解度,减少损失。
(3)控温:(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)防止某种物质温度过高时会分解或挥发;为了使某物质达到沸点挥发出来;使催化剂的活性达到最好;防止副反应的发生。
(4)降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
2.调节溶液的pH
(1)目的:使溶液中的金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀而除去
(2)需要的物质:含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反应,使pH增大的物质如用MgO、Mg(OH)2等等。
(3)原理:加入的物质能与溶液中的H+反应,降低了的浓度,增大pH
(4)pH控制的范围:大于除去离子的完全沉淀值,小于主要离子的开始沉淀的pH
3.使用催化剂目的:提高反应速率,但使用时必须注意其活性温度范围。
知识点四 可循环利用物质的判断
1.可逆线表示可循环利用的物质。如图,物质A为可循环利用的物质。
2.某设备或流程的生成物为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图,物质B为可循环利用的物质。
知识点五 产品的分离和提纯
1.纯物质溶液得到晶体:蒸发结晶(NaCl型)或蒸发浓缩(至有晶体出现为止),冷却结晶(KNO3型和含有结晶水的晶体)
2.混合溶液(分离A和B):蒸发结晶,趁热过滤(得NaCl型),将滤液冷却结晶,过滤(得KNO3型)
模板:加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
3.沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
(2)洗涤方法:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2~3次。
(3)误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀是否洗涤干净的判断方法答题模板
取最后一次洗涤液,滴加……(试剂),若没有……现象,证明沉淀已洗净
(5)趁热过滤:减少结晶损失;提高晶体纯度
4.工业流程的主要操作:结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
1.【新情境·碳酸锂】(2026·湖南岳阳·一模)碳酸锂(Li2CO3)是制备手机锂电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿为原料制取Li2CO3,其主要工艺流程如图所示:
提示:①Li2CO3微溶于水,其溶解度随温度的升高而减小,且溶液显碱性。②反应器中发生的反应的化学方程式:Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3↓+Na2SO4。
(1)投入锂辉石前一般先将矿石研磨成粉末,其目的是______。
(2)Li2CO3中锂元素的化合价为______。
(3)沉锂池中分离出的滤渣主要成分是碳酸锂,洗涤时使用热水的原因是______。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)+1
(3)减少碳酸锂的溶解损失,提高产率
【解析】(1)投入锂辉石前一般先将矿石研磨成粉末,其目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)中碳酸根的化合价为-2,设锂元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故中锂元素的化合价为+1;
(3)已知的溶解度随温度的升高而减小,沉锂池中分离出的滤渣主要成分是碳酸锂,则洗涤时使用热水的原因是减少碳酸锂的溶解损失,提高产率。
2.【新情境·二氧化碳的捕捉】(2025·湖南永州·二模)在实际生产中,常采用足量NaOH溶液来“捕捉”(吸收),部分流程图如下。
(1)大量直接排放到空气中会导致______效应的加剧,破坏人类生存的环境。
(2)操作①中所用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和______。
(3)往纯碱溶液中加X溶液,得到NaOH溶液和溶液的pH______(填“>”“<”或“=”)7。
(4)整个流程中可以循环使用的物质是______(填化学式)。
【答案】(1)温室 (2)烧杯 (3)> (4)NaOH、CaO
【解析】(1)大量CO2直接排放到空气中会导致温室效应的加剧,破坏人类生存的环境;
(2)操作①是分离固液的过滤操作,该操作中所用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯;
(3)往纯碱溶液中加X溶液,得到NaOH溶液和CaCO3,则X溶液为氢氧化钙溶液,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,氢氧化钙溶液显碱性,pH>7;
(4)由流程图可知,氢氧化钠、氧化钙既作为反应物,又作为生成物,则整个流程中可以循环使用的物质是NaOH、CaO。
3.【新考法·流程图结合数据表分析】(2025·湖南·模拟预测)我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。从南方特有的稀土矿(含铁、铝等元素)中提取镧(La)的部分工艺如下:
已知:氧化步骤能将全部转化为;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)操作a的名称为_______。
(2)“氧化调pH”中,应用NaOH溶液调pH至_______的范围。
(3)氧化镧凭借其光学特性及催化活性,广泛应用于光学、能源和环保领域。请写出氢氧化镧分解生成氧化镧和另一种氧化物的化学方程式:_______。
(4)该流程中可循环利用的物质是_______。
【答案】(1)过滤
(2)4.7~6.2
(3)
(4)溶液
【解析】(1)操作a可分离难溶性滤渣和滤液,名称为过滤;
(2)氧化步骤能将全部转化为,镁离子开始沉淀的pH为8.8;开始沉淀的pH为1.5,完全沉淀的pH为3.2;开始形成沉淀的 pH为3.6,完全沉淀的 pH为 4.7;开始形成沉淀的 pH为 6.2~7.4;
为了除去 和 (使其全部转化为氢氧化物沉淀)而又不使 、镁离子沉淀,需将 pH 控制在 4.7 ~ 6.2 之间;
(3)高温煅烧氢氧化镧,分解生成氧化镧和另一种氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该氧化物为水,该反应为氢氧化镧高温分解生成氧化镧和水,化学方程式为;
(4)根据流程图,硫酸镁溶液既是反应物又是生成物,可循环利用。
4.【新考法·资源回收利用】(2025·湖南湘潭·一模)在2月份冬季运动会成功举办的热潮下,人们对绿色运动理念的关注达到了前所未有的高度。这届运动会的奖牌制作原料别具一格,来自于电子垃圾中提炼出来的金属,既环保又意义非凡。某工厂积极响应这种资源回收再利用的号召,利用废旧电器预处理的粗铜回收铜和银的操作流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)分离装置Ⅰ中固体1和滤液1的操作为___________;
(2)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________;
(3)固体3中成分是___________。
【答案】(1)过滤
(2)
(3)Cu和Fe
【解析】(1)装置Ⅰ中将固液分离,操作名称是过滤;
(2) 铜、银和稀硫酸不反应,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,以及加入的硫酸是过量的,经过装置Ⅰ过滤后得到的固体1中含有银、铜,“装置Ⅱ”中发生的反应是铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,化学方程式为:;
(3)经过装置Ⅱ过滤后得到的滤液2中含有硝酸铜,加入过量的铁,铁和硝酸铜反应生产铜和硝酸亚铁,经过装置Ⅲ过滤后得到的固体3中一定含有铜和过量的铁。
5.【新考法·传统文化中的化学工艺】(2026·湖南长沙·模拟预测)造纸术是我国古代四大发明之一、如图是古代造纸简要流程,请回答下列问题。
(1)为了更好地提炼竹麻中的纤维,人们在蒸煮竹麻时加入生石灰(CaO)和草木灰(主要成分为K2CO3)以便生成溶解能力更好、碱性更强的碱,该碱的化学式是___________。
(2)步骤3中涉及的操作类似于实验室中的___________操作(填操作名称)。
(3)黑液经初步处理后得到含氢氧化钾与碳酸钾的混合溶液。为回收较纯的氢氧化钾溶液,请设计简要实验方案(写出操作步骤):___________。
【答案】(1)KOH
(2)过滤
(3)向混合溶液中加入适量氢氧化钙溶液,至不再产生沉淀,充分反应后过滤,得到较纯净的氢氧化钾溶液
【解析】(1)生石灰 CaO先与水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2,氢氧化钙再和草木灰的主要成分碳酸钾 K2CO3发生复分解反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾KOH,KOH溶解性更好、碱性更强,因此该碱的化学式为KOH。
(2)步骤3实现了固体湿纸和液体黑液的分离,实验室中分离固体和液体的操作就是过滤,故步骤3中涉及的操作类似于实验室中的过滤操作。
(3)要除去氢氧化钾中混有的碳酸钾杂质,且不引入新杂质,可利用“碳酸钾能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾”的性质:向混合溶液中加入适量氢氧化钙溶液,除去碳酸钾,过滤除去碳酸钙沉淀后,就能得到较纯净的氢氧化钾溶液。
6.(2025·湖南张家界·三模)早在春秋战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺。大意是:先将干燥的木头烧成灰(含),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。其反应过程如图:
(1)操作a的名称为________。
(2)整个过程中能够循环利用的物质是________。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应Ⅰ过程放出热量
B.氢氧化钙对皮肤和衣服有一定的腐蚀作用
C.为了提高肥效,将草木灰(主要成分,呈碱性)和氯化铵混合使用
【答案】(1)过滤
(2)碳酸钙/CaCO3
(3)AB
【解析】(1)操作a是把氢氧化钾溶液和碳酸钙分离开的操作,即为过滤操作;
(2)碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳,又经过氢氧化钙和碳酸钾反应生成,碳酸钙既是反应物,又是生成物,是可循环利用的物质;
(3)A、反应Ⅰ氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该过程放出热量,正确;
B、氢氧化钙是强碱,对皮肤和织物具有一定的刺激和腐蚀作用,正确;
C、草木灰呈碱性,氯化铵属于铵态氮肥,铵态氮肥氧碱性物质混合会释放出氨气,降低肥效,因此铵态氮肥不能与碱性物质混用,错误;
故选AB。
考点二 类型分类突破
考法01 生产制备流程——新考法·结合传统文化的工艺考查
1.(2024·湖南·中考真题)酱油是我国传统调味品之一,已有3000多年历史。天然晒露法是传统的老法酱油的生产方法。以初夏开始制作为例,主要流程如下:
回答下列问题:
(1)“发酵”过程中,所取缸内样品呈______(填“酸”“中”或“碱”)性。
(2)“压榨”与化学基本实验操作中的______(填操作名称)有相似之处。
(3)下列有关说法正确的是______(多选,填字母)。
a“浸泡”目的是泡胀大豆,并除去杂物
b.铁强化酱油中“铁”可以预防佝偻病
c.天然晒露法得到成品的时间会受天气影响
【答案】(1)酸 (2)过滤 (3)ac
【解析】(1)“发酵”过程中,所取缸内样品pH为56,pH值小于7的溶液呈酸性,故所取缸内样品呈酸性;
(2)“压榨”是将液态的油与固态的渣分离,故“压榨”与化学基本实验操作中的过滤操作有相似之处;
(3)a、“浸泡”目的是泡胀大豆,可以缩短蒸煮时间,并除去杂物,该选项说法正确;
b、铁强化酱油中“铁”可以预防贫血,老年人缺钙会造成佝偻病,该选项说法不正确;
c、天然晒露法中制曲、发酵都受温度影响,故得到成品的时间会受天气影响,该选项说法正确;
故选ac。
考法02金属资源回收利用流程——新情境·回收金属资源
2.(2026·湖南永州·一模)在进行“垃圾的分类与回收利用”的跨学科实践活动时,某兴趣小组对金属垃圾的处理及综合利用的部分工艺如图所示。请回答下列问题:
(1)下列说法不正确的是______。
A.操作Ⅰ、Ⅱ的名称是过滤
B.铜的金属活动性比银强
C.滤液A中的溶质只有MgSO4
D.最终回收金属银的质量大于粗产品中原有的银的质量
(2)请写出步骤一中所发生反应的化学方程式______(任写一个)
(3)倡导金属垃圾回收利用的意义是______。
【答案】(1)C
(2)或
(3)节约资源,减少开采(或保护环境,降低污染;节能降耗,促进可持续发展等合理即可)
【分析】粗产品含镁、铝、铜、银、金,加入过量稀硫酸后,活泼金属镁、铝和稀硫酸反应,铜、银、金不反应,操作Ⅰ过滤分离固体和滤液A,滤液A的溶质为生成的硫酸镁、硫酸铝和剩余的硫酸;滤渣中的铜可和足量硝酸银反应置换出银,操作Ⅱ过滤得到金、银和滤液B,滤液B的溶质为生成的硝酸铜和剩余的硝酸银,据此进行分析解答。
【解析】(1)A、操作Ⅰ、Ⅱ均为分离固体和液体,名称是过滤,故该选项说法正确;
B、铜能置换出硝酸银中的银,说明铜的金属活动性比银强,故该选项说法正确;
C、稀硫酸过量,且镁、铝都参与反应,因此滤液A中的溶质有硫酸镁、硫酸铝和过量的硫酸,不只有硫酸镁,故该选项说法错误;
D、原粗产品中的银被保留,同时铜和硝酸银反应会生成新的银,因此最终回收银的质量大于原粗产品中银的质量,故该选项说法正确。
故选C。
(2)步骤一中镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,该反应的化学方程式为,或铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,该反应的化学方程式为。
(3)回收金属垃圾的意义:可以节约金属资源,减少冶炼金属产生的环境污染,减少能耗等合理即可。
考法03 海洋资源的综合利用流程——新情境·海水资源
3.(2025·湖南长沙·三模)海水中含有丰富的化学资源,可提取食盐等一系列化工产品。
结晶已知:粗盐中的杂质有泥沙、氯化钙、氯化镁
(1)溶解池中搅拌器的作用是_______。
(2)加降杂试剂是为了除去可溶性杂质,可先加入过量溶液,后加入过量溶液,充分反应后过滤,再向滤液中加入稀盐酸调节pH。加入过量溶液是为了除去_______(填化学式)杂质。
(3)加降杂试剂时,能否先加过量溶液再加过量溶液?请说出你的理由_______。
【答案】(1)加速溶解 (2)MgCl2
(3)否,过量的氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙,则所制得的精盐中会含有氯化钙杂质
【解析】(1)溶解池中搅拌器的作用是加速溶解。
(2)氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,所以加入过量Ca(OH)2溶液是为了除去 MgCl2杂质。
(3)加降杂试剂时,不能先加过量Na2CO3溶液再加过量Ca(OH)2溶液,理由是:过量的氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙,则所制得的精盐中会含有氯化钙杂质。
考法04 酸碱盐处理和制备流程——新考法·古籍中的化学
4.(2024·湖南长沙·中考真题)《周礼·考工记》中记载,古人曾在草木灰(含)的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为),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________;
(2)该流程中涉及到所有的基本反应类型有分解反应、________;
(3)该去污液能清洗丝帛。请你根据流程推测,该去污液中所含溶质的可能组成为________(用化学式表示)。
【答案】(1)过滤
(2)化合反应、复分解反应
(3)或、或、
【分析】贝壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙在高温条件下反应生成氧化钙和二氧化碳气体,草木灰中含有碳酸钾,加入足量的水,过滤,得到碳酸钾溶液和滤渣,将氧化钙加入滤液中,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钾溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,去污液中含有氢氧化钾,能使酚酞溶液变红,沉淀是碳酸钙。
【解析】(1)操作I是实现固液分离的操作,操作名称是过滤。
(2)碳酸钙在高温条件下反应生成氧化钙和二氧化碳气体,该反应属于分解反应;氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应属于化合反应;碳酸钾溶液与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,该反应属于复分解反应,该流程中涉及到所有的基本反应类型有分解反应、化合反应、复分解反应。
(3)氢氧化钙溶液与碳酸钾溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,两者恰好完全反应,去污液中溶质是;氢氧化钙溶液过量,去污液中溶质是、;碳酸钾溶液过量,去污液中溶质是、。
考法04 能源、环境类流程——新考法·教材改编
5.(2025·湖南长沙·中考真题)“双碳”背景下,“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)固化利用能减少的排放,防止________效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为________。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是________。
【答案】(1)温室
(2)
(3)一方面增大了的浓度,使焦炭等充分燃烧释放更多热量;另一方面高炉内固体与气体能有足够大的接触面,反应更充分
【解析】(1)二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一。固化利用能减少的排放,从而防止温室效应进一步增强。
(2)水在通电的条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为。
(3)燃料燃烧需要氧气,富氧空气中氧气浓度比普通空气高,能使焦炭燃烧更剧烈,释放出更多的热量,从而为高炉炼铁提供充足的能量;另外,还能使高炉内固体与气体能有足够大的接触面,有利于炼铁反应的进行。
知识点一 工艺流程题的解题思路
1. 流程中涉及的主要操作
(1)粉碎或研磨:目的是增大反应物间的接触面积,加快反应(或溶解)速率。
(2)溶解
(3)过滤
(4)结晶(蒸发结晶或冷却结晶)
2. 加入试剂的选择或加入某试剂的目的
(1)加入试剂的选择:从所得反应的产物分析判断。
(2)加入某试剂的作用:多为除去某过量物质或者反应副产物。
(3)通入稀有气体(氩气)或氮气的作用:稀有气体、氮气等性质稳定,可以用作保护气,隔绝空气,防止生成物被氧化。
3. 判断可循环利用的物质
(1)可逆线表示可循环利用的物质。如图,物质A为可循环利用的物质。
(2)某设备或流程的生成物,为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图,物质B为可循环利用的物质。
4. 陌生化学方程式的书写
(1)熟悉化学方程式的书写:根据题目要求在流程图中找到反应物、生成物,根据所学知识判断其可能发生的反应,写出化学方程式。
(2)陌生化学方程式的书写: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)。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,可在反应物或生成物中加入水,然后进行配平,还应注意反应条件的有关信息,如在空气中煅烧或通入空气,则还需考虑空气中的氧气是否参与反应。
5. 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。
(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。
1.【新情境·纳米四氧化三铁】(2025·湖南永州·二模)纳米Fe3O4在生物医药、污水处理等领域具有良好的应用前景。用铁泥(主要成分为Fe2O3,还含有少量FeO和Fe)制备纳米Fe3O4的工艺流程如图所示。(提示:“转化”时发生的反应为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4)
回答下列问题:
(1)铁泥属于______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)浸取液中含有的离子是 ______(填离子符号)。
(3)加入氢氧化钠制取氢氧化亚铁的化学反应式是______。
【答案】(1)混合物
(2)H+、Fe2+、Fe3+ 、
(3)
【解析】(1)铁泥主要成分是Fe2O3,还含有少量FeO和Fe,由多种物质组成,属于混合物。
(2)铁泥中Fe2O3、FeO、Fe与过量稀硫酸反应,即、、,因为硫酸过量,所以浸取液中含有的离子是H+、Fe3+、Fe2+、。
(3)“转化”时发生的反应为、,“转化” 后过滤,滤液中主要是FeSO4,加入氢氧化钠,FeSO4与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀、硫酸钠,化学方程式为。
2.【新考法·教材内容改编】(2025·湖南娄底·模拟预测)我国化学家侯德榜先生创立的联合制碱法,将碱厂与氨厂联合,既提高效益又减少污染,促进了世界制碱工业的发展。联合制碱法的模拟流程如图1所示。
(1)吸氨碳化塔中饱和食盐水以雾状喷出,其优点是________。
(2)上述流程中可循环使用的物质有_______。
(3)三种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示。
反应温度控制在30℃~35℃,其中主要发生的反应是NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,结合图4分析,吸氨碳化塔中析出NaHCO3固体的主要原因是________________。
(4)NaHCO3的溶解度曲线在60℃时“消失”了,请写出可能发生反应的化学方程式__________________________。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,加快反应速
(2)CO2
(3)30℃~35℃时,NaCl、NaHCO3、NH4Cl的溶解度相比较,NaHCO3的溶解度最小,易达到饱和而析出
(4)
【解析】(1)吸氨碳化塔中饱和食盐水以雾状喷出,可以增大饱和食盐水与氨气、二氧化碳的接触面积,加快反应速率,故填:增大反应物的接触面积,加快反应速率;
(2)由图可知,二氧化碳既参与反应,也是生成物,则可循环使用的物质为CO2;
(3)根据溶解度曲线,30℃-35℃时,NaCl、NaHCO3、NH4Cl三种物质的溶解度相比较,NaHCO3的溶解度最小,易达到饱和而析出;
(4)NaHCO3的溶解度曲线在60℃时“消失”了,说明NaHCO3转化为其它物质,NaHCO3受热易分解,生成Na2CO3、CO2、H2O,化学方程式为:。
3.【新考向·新材料】(2025·湖南衡阳·模拟预测)海洋是巨大的资源宝库,海水综合利用的部分工艺流程图如图。请回答以下问题
(1)粗盐含有的主要杂质为、,则固体B的主要成分是_____和.
(2)步骤②中加入石灰乳充分反应后,还需进行的操作是_____。
(3)步骤③中试剂D为_____(填写“物质名称”)。
(4)钛(Ti)被称为航空金属,常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛,其反应的化学方程式为_____。
【答案】(1)Mg(OH)2
(2)过滤
(3)稀盐酸
(4)
【解析】(1)粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2,加入过量的氢氧化钠和碳酸钠,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,过滤后,则固体B的主要成分是Mg(OH)2和CaCO3;
(2)从流程图可知,步骤②中加入石灰乳充分反应后,将固体和液体进行分离,因此还需进行的操作是过滤;
(3)氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,步骤③中试剂D为稀盐酸;
(4)钛(T)被称为航空金属,常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛,其反应为镁和四氯化钛反应生成钛和氯化镁,反应的化学方程式为:。
4.【新考法·传统工艺现代工艺对比】(2025·湖南湘西·二模)碳酸钙是一种重要的建筑材料。在工业上用途甚广。某小组同学查阅资料获得了传统石灰石煅烧流程和现代工业化生产流程。
Ⅰ.石灰岩烧制石灰的明确文献记载最早见于西晋《博物志》,记载的传统石灰石煅烧生成碳酸钙的流程简图如下:
Ⅱ.现代利用碳化法生产碳酸钙的主要流程图所示:
(1)石灰石煅烧过程与现代流程中________设备内发生的反应相同。
(2)消化池中发生的反应会________(选填“吸收”或“放出”)热量。
(3)对比上述两种流程,分析现代工艺相对古代传统工艺的优点是_______(写一条)。
【答案】(1)石灰窑
(2)放出
(3)原料利用率更高(合理即可)
【解析】(1)石灰石煅烧得到生石灰(),根据图像,石灰石煅烧过程与现代流程中石灰窑设备内发生的反应相同。
(2)消化池中生石灰与水反应生成氢氧化钙,该过程放出热量。
(3)现代工艺中将窑气净化后得到的二氧化碳可被循环利用到碳化塔中,则现代工艺相对古代传统工艺的优点是原料利用率更高。
5.【新情境·空间站内物质】(2025·湖南张家界·三模)北京时间2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。空间站内的物质主要采用如图循环系统维持:
(1)在“钙去除组件”中,除去尿液钙结晶所得的沉淀,需采用的净水方法是_______;再经“旋转蒸馏装置”旋转蒸馏后获得的“再生水”,是利用水与其他物质的_______不同。
(2)萨巴蒂反应器内,在催化剂作用下,发生的反应方程式为_______。
(3)废弃处理系统保障着宇航员的生命,该系统让呼吸产生的废气进入一个装有_______(填物质名称)的滤网除去有害气体,此过程利用了该物质的吸附性。
【答案】(1)过滤 沸点
(2)
(3)活性炭
【解析】(1)除去尿液钙结晶所得的沉淀,需采用的净水方法是过滤,分离固体与液体。再经“旋转蒸馏装置”旋转蒸馏后获得的“再生水”,蒸馏是利用水与其他物质的沸点不同进行分离;
(2)萨巴蒂反应器内,在催化剂作用下,二氧化碳与氢气反应生成甲烷和水,化学方程式为;
(3)活性炭有吸附性,所以该系统让呼吸产生的废气进入一个装有活性炭的滤网除去有害气体。
6.【新考法·化学与环境】(2026·湖南长沙·模拟预测)采用“双碱法”使烟气(含SO2)脱硫,是我国目前环保领域经济、实用、高效的一种方法。其脱硫(除去烟气中的二氧化硫)的工业流程如下,回答下列问题:
(1)如果将SO2排放到空气中,容易造成的环境问题是_____。
(2)吸收塔中NaOH溶液被喷成雾状的目的是_____。
(3)吸收塔中用NaOH溶液来吸收SO2,类似CO2与碱的反应,产物中有Na2SO3。沉淀室中发生的是复分解反应,其反应的化学方程式为_____。
【答案】(1)酸雨
(2)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(3)
【解析】(1)SO2是酸性气体,排放到空气中会和水蒸气、氧气反应生成硫酸型酸雨,是常见的大气污染物。
(2)雾状NaOH溶液和含SO2烟气的接触面积远大于普通液流,能加快反应速率,让SO2被更充分地吸收。
(3)吸收塔中NaOH和SO2反应生成,沉淀室中和加入的发生复分解反应,交换成分后生成难溶的沉淀和NaOH,方程式为:。
1.【新考法·回收利用】(2024·湖南衡阳·模拟预测)学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
(1)预处理时,应将废旧零部件粉碎,目的是___________。
(2)步骤Ⅰ、Ⅱ都涉及的操作是___________。
(3)步骤Ⅱ中的反应化学方程式为___________。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)过滤
(3)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
【解析】(1)将废旧零部件粉碎,可以增大其与酸的接触面积,反应进行的更充分,提高金属银的回收率,故填:增大反应物接触面积,使反应更充分;
(2)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,故步骤I和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是过滤,故填:过滤;
(3)根据金属活动性顺序表可知,金属活动性由强到弱顺序为:铝、氢、铜、银,铝可与稀硫酸反应生成硫酸铝与氢气,故固体为铜与银,铜可与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜,反应的化学方程式为:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
2.【新考法·流程图与数据表结合】(2026·湖南郴州·模拟预测)金属镍可用于制造货币、合金结构钢、氢化催化剂等。粗氧化镍主要含氧化镍(NiO),另外还有少量氧化钴(CoO)和氧化铁,以粗氧化镍为原料制备纯镍的流程如下:
(1)为了加快反应①石灰石的分解速率,可以采用的措施有___________。
(2)反应③中,黑色单质X的化学式是___________。
(3)反应⑤开始前用氮气充分吹扫设备内部,其目的是___________,该反应中氧化镍转化为金属镍的化学方程式是___________。
(4)查阅资料,获知部分物质的沸点:
物质
沸点/℃
43
106
52
从、、的混合物中用蒸馏的方法提取应选择的温度(T)的范围为___________。
【答案】(1)将石灰石粉碎或升高反应温度
(2)C
(3) 排尽装置内的空气,防止氢气与空气混合加热时发生爆炸
(4)43℃≤T<52℃
【解析】(1)为了加快反应①石灰石的分解速率,可采用的措施有:将石灰石粉碎(增大反应物接触面积,加快分解速率);升高反应温度;
(2)反应③中,黑色单质X与二氧化碳反应生成一氧化碳,故X为C;
(3)反应⑤使用氢气作为还原剂,氢气是可燃性气体,与空气混合加热时易发生爆炸,因此,用氮气充分吹扫设备内部的目的是:排尽装置内的空气,防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;氢气在加热条件下还原氧化镍,生成金属镍和水,反应方程式为;
(4)由资料可知Ni(CO)4的沸点为43℃,Fe(CO)5的沸点为106℃,Co2(CO)8的沸点为52℃,蒸馏需要温度大于等于43℃,小于52℃即可使Ni(CO)4持续沸腾,而不使另外两种物质沸腾,则应选择的温度范围是为43℃≤T<52℃。
3.【新考法·兴趣小组活动】(2026·湖南长沙·模拟预测)化学兴趣小组欲以鸡蛋壳(主要成分为碳酸钙)为原料制备纯净的碳酸钙,设计出了如下实验方案,并在实验室完成了制备(不考虑杂质参与反应)。
请根据流程图回答下列问题:
(1)实验中操作I需要用到玻璃棒,其作用是______。
(2)滤液1中一定含有的溶质为______。
(3)向滤液1中加入过量碳酸钠溶液的目的是______。
【答案】(1)引流
(2) 氯化钙(CaCl2)、氯化氢(HCl)
(3)除去滤液中的过量氯化氢,同时将氯化钙完全转化为碳酸钙沉淀
【解析】(1)操作I用于分离滤渣和滤液,是过滤,过滤时玻璃棒的作用为引流,防止液体溅出;
(2)鸡蛋壳的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,稀盐酸过量,则滤液1中一定含有的溶质为:CaCl2、HCl;
(3)加入过量碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,故加入过量碳酸钠溶液的目的是:除去滤液中过量的氯化氢,同时将氯化钙完全转化为碳酸钙沉淀。
4.【新考法·生产工艺】(2026·湖南湘潭·一模)竖炉炼铁的工艺流程如图所示,
(1)粉碎机将赤铁矿粉碎的目的是________。
(2)还原反应室中,H2也能还原氧化铁,反应原理为:,其基本反应类型为________反应;与CO相比,H2还原的优点是________________(任写一条)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更充分更快
(2)置换 产物无污染(或原料来源广等)
【解析】(1)固体原料被粉碎后颗粒变小,和还原剂的接触面积显著增大,既可以加快反应速率,也能让反应进行得更完全。
(2)该反应符合置换反应的特征:一种单质(H2)和一种化合物(Fe2O3)反应,生成另一种单质(Fe)和另一种化合物(H2O),因此属于置换反应;
CO本身有毒,且还原氧化铁的产物是会加剧温室效应的CO2,而H2还原的产物只有水,对环境没有危害,更加环保。
5.【新考法·传统文化】(2026·湖南湘西·一模)造纸术是我国古代的四大发明之一,现代造纸仍保留了古代造纸的核心技术。
(1)步骤1:草木灰的主要成分 K2CO3,发生反应的化学方程式为,则X的化学式为_____。
(2)古人造纸时用篾席捞浆相当于造纸流程中的________。(写具体操作名称)
(3)现代造纸对晒干的改进方法之一是将150℃~300℃高温气流穿透湿纸页快速脱水;控制温度的目的之一是防止纸在干燥的过程中焦化,说明纸的焦化温度______(填“低于”或“高于”) 300℃。
【答案】(1)KOH (2)过滤 (3)高于
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目不变。对比反应前后原子:反应物含2个K、2个H、5个O、1个Ca、1个C,生成物CaCO3已含1个Ca、1个C、3个O,因此2个X共含2个K、2个H、2个O,推出X为KOH;
(2)篾席捞浆是将固体纸浆和液体分离,与过滤操作(分离不溶性固体和液体)的原理一致;
(3)干燥时最高温度控制为300℃,此时纸不会焦化,说明纸的焦化温度高于300℃。
6.【新情境·高纯氧化铁制备】(2026·湖南长沙·二模)高纯氧化铁常用作催化剂。某氧化铁样品含有少量二氧化硅等杂质(杂质不参与反应)。现采用如图所示方法制备高纯氧化铁,请结合所学化学知识,回答下列问题。
查阅资料:。
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ均为过滤,过滤操作中玻璃棒的作用是________。
(2)溶液B中一定含有的溶质是________(写化学式)。
(3)小明同学认为固体C在煅烧前还需要洗涤、烘干。取最后一次洗涤液少量于试管中,加入适量的溶液,观察到________,则已洗净。
【答案】(1)引流 (2) (3)无白色沉淀产生(或无明显现象)
【分析】氧化铁被一氧化碳还原为铁,固体A为铁、杂质;加入适量硫酸获得固体B杂质和溶液A硫酸亚铁,操作一为固液分离,即过滤;硫酸亚铁和和碳酸铵反应,得到固体C碳酸亚铁和溶液B硫酸铵;碳酸亚铁经过高温煅烧,根据资料分析得到氧化铁和二氧化碳。
【解析】(1)过滤时玻璃棒的作用为引流。
(2)氧化铁被CO还原为Fe,Fe和稀硫酸反应生成,与发生复分解反应:,过滤后溶液B中的溶质为硫酸铵。
(3)若固体C未洗净,表面会附着杂质,加入会生成白色沉淀,则若无白色沉淀生成,说明洗涤液中不含硫酸根,已洗净。
7.(2025·湖南邵阳·二模)海水中含有丰富的镁,目前世界上生成的镁60%来自海水,分离出食盐的海水称作苦卤水,其中含有丰富的。工业上以苦卤水为原料制取金属镁的流程如图:
(1)操作1名称________。
(2)在反应过程中能循环使用的是________(写化学式)。
(3)写出沉淀槽中发生反应的化学方程式________________。
【答案】(1)过滤
(2)Cl2
(3)CaO+H2O═Ca(OH)2、MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓
【解析】(1)操作1是将固体和分离的过程,名称是过滤;
(2)电解氯化镁生成镁和氯气,单质Y为氯气,氯气和氢气反应生成氯化氢,Z是氢气,氯化氢溶于水形成盐酸溶液,所以可循环使用的是氯气,化学式为Cl2;
(3)沉淀槽中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氯化镁与氢氧化钙反应生成氯化钙和氢氧化镁沉淀,反应的化学方程式为CaO+H2O═Ca(OH)2、MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓。
8.【新情境·煤炭清洁利用技术】(2026·湖南张家界·一模)能源的清洁利用是实现“绿水青山”的重要途径。某集团积极推广煤炭清洁利用技术,其下属某化工厂采用的“煤气化—碳酸钙循环”技术的部分流程如下图所示,该技术有效提升了能源利用率并减少了碳排放。
资料:Ⅰ.水煤浆由煤(主要含碳)与水混合而成,经过气化器后转化为CO2和H2等物质。
Ⅱ.在气化器中发生了两个反应:①C+H2OCO+H2;②CO+H2OCO2+H2.
(1)在气化器内发生的两个反应中属于置换反应的是______(填序号)。
(2)净化后的氢气是一种重要的资源,请举例说明氢气的用途:______(任写一种)。
(3)该流程中,CaO循环再利用的目的是_______。
【答案】(1)①
(2)作高能燃料(合理即可)
(3)节约成本(合理即可)
【解析】(1)置换反应的定义是:一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物。
反应①:,单质与化合物反应,生成化合物和单质,符合置换反应的定义;
反应②:,反应物CO和H2O均为化合物,不符合置换反应的定义;
因此属于置换反应的是①。
(2)氢气是一种清洁能源,常见用途包括:作高能燃料(如火箭燃料、氢能源汽车燃料);用于冶炼金属(还原金属氧化物);用于合成氨、制盐酸等化工生产。
(3)流程中,在重整器中CaO与CO2反应生成CaCO3,在煅烧炉中CaCO3分解又得到CaO,实现循环,可以节约成本,减少原料消耗,减少二氧化碳排放。
9.【新考法·流程图结合微观示意图考查】(2026·湖南永州·一模)“氢”风徐来,氢能是人类未来的理想能源之一。2025年3月,我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目建设完工。该项目的主要流程如图,相关物质的沸点如下表。
燃料
沸点(℃)(101kPa)
氢气
-252.9
氨气
-33.5
甲醇
64.7
(1)使用太阳能电解水的过程中某电极上发生的变化如图,则该电极接电源的______(填“正极”或“负极”)。
(2)在合成装置中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水,可作为远洋船舶的绿色燃料。从燃烧产物看,氨气被称为绿色燃料的原因是______。
(3)合成装置2中所发生的反应实际上可用于CO2人工光合成淀粉,其微观过程图如图:在步骤Ⅱ中反应物H2与CO2的分子个数比______。
(4)氢气本身就是绿色燃料,转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是_____。
【答案】(1)负极
(2)燃烧产物是氮气和水,无污染
(3)3:1
(4)氢气沸点低,难以储存和运输,转化为氨气或甲醇更易储存、运输
【解析】(1)电解水遵循“正氧负氢”规律,即连接电源负极的电极生成氢气,题图中该电极产生氢分子,因此接电源负极。
(2)氨气燃烧仅生成氮气和水,无污染,也不会排放二氧化碳加剧温室效应,因此属于绿色燃料。
(3)由图示可知,步骤Ⅱ的反应为,反应物H2与CO2分子个数比为3:1。
(4)根据表格数据,氢气沸点远低于氨气、甲醇,常温下极难液化,储存、运输成本高、危险性大,转化为沸点更高的氨气或甲醇后更易储存和运输,适合作为燃料使用。
10.【新情境·硫酸亚铁制备】(2026·湖南长沙·一模)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域。某工厂利用菱铁矿【主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的氧化铁(Fe2O3)和二氧化硅(SiO2)】为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。
【查阅资料】:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
(1)上述流程中,粉碎机和搅拌器所起的作用是_____。
(2)反应器I中碳酸亚铁与稀硫酸发生反应的化学方程式为_____。
(3)实验室进行“过滤”操作时,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____。
(4)溶液甲中的溶质有FeSO4、_____(填化学式)和H2SO4。
(5)反应器Ⅱ中加入过量铁粉的目的是_____。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更快、更充分
(2)
(3)漏斗
(4)
(5)除去溶液中的和剩余H2SO4,将其转化为FeSO4
【解析】(1)粉碎机将菱铁矿粉碎、搅拌器搅拌反应物,都是为了增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)碳酸亚铁与稀硫酸反应,生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,化学方程式为:。
(3)实验室过滤操作所需玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和漏斗。
(4)菱铁矿中氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁,碳酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,且稀硫酸过量,所以溶液甲中溶质有FeSO4、和H2SO4。
(5)根据资料Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,同时铁粉也能与过量的H2SO4反应;因此加入过量铁粉的目的是:除去溶液中的和剩余H2SO4,将其转化为FeSO4。
1.【新情境·再生式环控生保系统】(2026·湖南郴州·一模)我国载人航天环控生保技术跻身世界先进水平。我国自主研发的“再生式”环控生保系统,实现了氧气和水等生命必需资源的循环利用。其中,处理航天员呼出的二氧化碳是核心技术之一,该技术为三步制氧法,主要包括二氧化碳吸附-解吸浓缩(装置Ⅰ)、加氢反应生成水(装置Ⅱ)、电解水制氧(装置Ⅲ)三个环节,可以将二氧化碳转化为生命所需的氧气,实现制氧系统维持氧再生循环。简易流程如图所示。
(1)为保护宇航员的生命安全,“环控生保系统”向舱内输送的可供呼吸的气体是________。
(2)结合流程图,装置________没有发生化学反应。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(3)电解水产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在特殊反应器(装置Ⅱ)中一定条件下进行反应,反应原理为________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)氧气/O2 (2)Ⅰ (3)
【解析】(1)氧气具有氧化性,可供给呼吸;
(2)装置Ⅰ中只是将二氧化碳和水分离,无新物质生成,没有发生化学反应;装置Ⅱ中二氧化碳和氢气反应生成甲烷和水,装置Ⅲ中水分解生成氢气和氧气,均发生了化学反应;
(3)二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,该反应的化学方程式为:。
2.【新考法·微观视角下的流程图】(2026·湖南长沙·一模)纳米零价铁去除废水中金属离子的性能优越,其制备示意图如下。
(1)“还原”过程中,与反应的气体物质可以是________。
(2)纳米零价铁可用于去除废水中金属离子,如除去含废水中的。请写出该反应的化学方程式:________。
【答案】(1)H2或CO
(2)
【解析】(1)被还原为Fe单质,需要具有还原性的气体作为还原剂。能夺走氧化物中氧元素的物质叫做还原剂,“还原”过程中,与Fe3O4反应的气体物质可以是氢气或一氧化碳。
(2)铁的金属活动性比铜强,能将铜从其盐溶液中置换出来,属于置换反应。纳米零价铁与溶液反应,生成硫酸亚铁和铜单质。该反应化学方程式为。
3.【新考法·流程图结合数据分析考查】(2026·湖南株洲·一模)我国某盐湖富含钾、镁等资源。工业上常用如下流程从卤水中提取氯化钾(KCl)。
相关物质溶解度数据如下表:
温度/℃
20
90
溶解度/g
氯化钾
34.0
54.0
氯化镁
54.6
89.0
请根据以上信息回答下列问题:
(1)过滤分离后,滤液B中含量最高的溶质是_______(填化学式)。
(2)洗涤滤渣A应使用_______,而不是用冷水,主要目的是防止KCl晶体在洗涤过程中溶解损失。
(3)若将时154克氯化钾饱和溶液冷却至,理论上可析出氯化钾晶体_______克。
【答案】(1)MgCl2 (2)20℃的饱和氯化钾溶液 (3)20
【解析】(1)20℃时,溶解度:氯化镁>氯化钾。卤水主要含有氯化钾和氯化镁,所以20℃相同质量的水中可以溶解更多的氯化镁,过滤分离后,滤液B中含量最高的溶质是MgCl2。
(2)饱和KCl溶液无法继续溶解KCl,但可溶解滤渣表面附着的氯化镁杂质,能避免洗涤过程中KCl溶解损失。
(3)90℃时KCl溶解度为54g,即154g饱和KCl溶液中含100g水、54g KCl;冷却至20℃时,100g水最多溶解34g KCl,因此析出晶体质量为54g-34g=20g。
4.【新情境·实验小组活动】(2026·湖南邵阳·一模)水是生命之源,人类的日常生活与工农业生产都离不开水。
实验小组收集到一瓶浑浊的河水,想要模拟自来水厂的净水过程,最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示,请回答以下问题。
(1)河水是___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)若经过两次操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是__________(填写序号)。
A.漏斗内的滤纸有破损 B.漏斗下端未靠在烧杯内壁
C.漏斗内液面高于滤纸的边缘 D.滤纸没有紧贴漏斗内壁
(3)操作②是向滤液中加入活性炭,利用其___________性除去水样中的色素和异味。
(4)自来水厂净水过程中,通常向清水池投放高铁酸钠(化学式为)杀菌消毒,高铁酸钠中铁元素的化合价为___________。
【答案】(1)混合物 (2)AC (3)吸附 (4)+6
【解析】(1)河水中含有多种物质,属于混合物;
(2)A、滤纸破损会导致部分不溶性杂质未经滤纸过滤就直接进入滤液中,从而使过滤后的液体仍然浑浊,符合题意;
B、漏斗下端未靠在烧杯内壁可能会使滤液溅出,但这并不会导致滤液浑浊,不符合题意;
C、当漏斗内液面高于滤纸边缘时,液体就会从滤纸和漏斗壁之间流下,使得部分不溶性杂质没有经过滤纸的过滤而进入滤液,导致滤液浑浊,符合题意;
D、滤纸没有紧贴漏斗内壁会产生气泡,影响过滤速度,但不会导致滤液浑浊,不符合题意。
故选:AC;
(3)操作②是向滤液中加入活性炭,利用其吸附性除去水样中的色素和异味;
(4)高铁酸钠中钠元素的化合价为+1、氧元素的化合价为-2,设铁元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则(+1)×2+X+(-2)×4=0,,解得X=+6,故高铁酸钠中铁元素的化合价为+6。
5.【新情境·氨气的合成与应用】(2026·湖南衡阳·一模)氨气(NH3)在燃料电池领域有广阔的应用前景,其合成及应用的部分流程如图所示,回答下列问题:
(1)图中两条获取H2的途径,更符合绿色零碳理念的是______(填“I”或“II”)。
(2)合成塔内反应的化学方程式为______。
(3)该工艺中可循环使用的物质是______。
【答案】(1)II
(2)
(3)氮气和水
【解析】(1)途径I中产生一氧化碳和二氧化碳,途径II中产生氢气和氧气,则途径II更符合绿色零碳理念。
(2)合成塔中,氮气和氢气在高温、高压、催化剂作用下生成氨气,反应的化学方程式为:。
(3)氨燃料电池中,氨气和氧气反应生成氮气和水,生成的氮气可重新送入合成塔合成氨,水可重新作为光解原料制氢气,因此二者是该工艺中可循环使用的物质。
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