压轴04 工艺流程分析题(6大核心考向,压轴题专练)(全国通用)2026年中考化学终极冲刺讲练测
2026-04-30
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3份
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摘要:
**基本信息**
以四大考向构建工艺流程分析方法体系,融合操作原理与评价维度,培养科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|原料预处理|2典例+变式|粉碎/煅烧/酸浸等6种方法及目的|从操作方法到反应速率与转化率的因果推导|
|分离提纯|2典例+变式|结晶/过滤/洗涤的操作模板与误差分析|依据溶解度差异建立分离方法选择逻辑|
|反应条件控制|2典例+变式|温度/pH/浓度的调控原理与安全环保|结合物质性质分析条件对反应的影响机制|
|流程评价|2典例+变式|8维度评价体系与改进方向|从原料利用率、能耗、环保等维度构建评价模型|
内容正文:
压轴04 工艺流程分析题的四大核心考向
典例·靶向·突破
考向01 原料预处理的常用方法及其目的
例1 (1)使、完全反应,提高原料利用率
(2) 铁元素/铁/Fe 防止受热分解,降低原料利用率
(3)、
(4) 反应温度低,能耗小(合理即可)
溶液pH超过6.3时,氨气逃逸量显著增大,会浪费原料,导致脱硫成本增大
【变式探究】 (1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)有排放,会污染环境
(3) 置换反应
(4)防止镁、钛被氧化
考向02 混合物分离与提纯操作
例2 (1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)、、
(3) 防止过氧化氢在较高温下分解
(4)
(5)
【变式探究】 (1)增大反应物的接触面积,使反应更充分(增大反应物的接触面积,加快反应速率)
(2)Ag
(3)CuO
(4)适量 生成的会与过量的氢氧化钠反应生成易溶于水的,影响的产率
(5)17.1
考向03 核心反应分析和流程评价
例3 (1)增大溶液与含气体的接触面积,加快反应速率,提高的吸收效率
(2) 漏斗 复分解反应
(3)
(4)、
【变式探究】 (1)分子在不断运动
(2)导热 一次性加入木柴(燃料)的量或鼓入空气的量
(3)增大胡麻的受热面积,提高产率
(4)挤轧或疾裹挤轧 过滤
(5)提高枯饼的利用率和油的产量
考向04 反应条件的控制与分析
例4 (1) 改良酸性土壤
(2)微生物分解会产生有机酸,导致发酵液酸性增强,溶液pH下降
(3)C
(4)化学
(5)还原靛蓝,使其充分溶解
(6)AC
【变式探究】(1)
(2)pH=7时,已经完全转化为沉淀除去,还没有开始沉淀,且生成的具有吸附性,可吸附剩余,将其完全除去
(3)静置反应混合物,向上层清液中继续滴加氨水,若无白色沉淀生成,说明氨水已过量
(4)滴加氨水调节浆料pH至8,将温度控制在80°C
(5)
反应生成硫酸使溶液酸性增强,易生成等质量分数更低的锰氧化物杂质(或部分与酸反应,产品不纯)
1.(1)+1
(2)增大反应物接触面积,使反应更充分、更快
(3)分解反应
(4)C+CO22CO
(5)加稀盐酸或灼烧、测密度等
2.(1)搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅
(2) 稀硫酸
(3)/
(4)制作发热贴(合理即可)
3.(1)除去炭包中的炭杂质
(2)
(3)氯化钡(或硝酸钡、氢氧化钡,合理即可)
(4)增大反应物接触面积,加快反应速率
(5)Mn、O
4.1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)酸雨
(3)过滤 将Al、Fe完全反应,分离出Cu、Au
(4)硫酸铜
(5)
(6)导电性
5.(1)a
(2)玻璃棒 漏斗
(3)酸浸加入了过量稀硫酸,Ni粉会与过量的稀硫酸反应
(4) 360℃
6.(1)过滤
(2)
(3)化学能
(4)B
7.(1)过量
(2)过滤
(3)
8.(1)除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大的固体
(2)放出 、
(3)先用大量水冲洗,必要时可涂抹硼酸溶液
(4)避免空气中的二氧化碳与皮蛋表面的碱反应
(5)醋中含有醋酸,醋酸具有酸性,能与皮蛋中的碱性物质发生反应
9.(1)4:7 使金属镍和铁与稀硫酸充分反应 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 Cu 烧杯、玻璃棒
(2)
(3)硬度大/熔点低/耐腐蚀
(4)B
10.(1)20℃~40℃
(2)
(3)
(4)/硫酸钡
(5)降温结晶
(6)饱和硫酸镁溶液
11.(1)氧气/
(2)Ⅰ
(3)
12.(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更充分、更快
(2) CD
(3) 0 原料易得,使用方便(合理即可)
13.(1)延展性
(2) A C
(3)H2O
(4)熟石灰 溶解池
(5)二氧化碳、水
14.(1)SO2 使硫酸铜分解,硫酸锌不分解,便于后续水浸分离硫酸锌(合理即可)
(2)将固体粉碎(或搅拌等) 过滤
(3)化合反应 将氧化铜转化为硫酸铜
(4)
(5)含硫气体可用于制硫酸,可以减少污染(合理即可)
15.(1)增大反应物间接触面积,加快反应速率 复分解反应
(2)可再生 CO2+3H2CH3OH+H2O
(3)H2O或NaOH
(4)其他条件相同时,随温度升高,CO2转化率增大,CH3OH产率先增大后减小 >
(5)减缓温室效应
16.(1)混合物
(2)和
(3)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(4)三
(5)氯气
(6)镁的轻质、延展性、以及良好的导电性和导热性
17.(1)增大反应物间的接触面积,使反应更快、更充分
(2)有气泡产生,溶液变为黄色
(3)Fe3+
(4)或
(5)C
18.(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 防止铜、铝等金属被氧化,同时防止碳渣燃烧
(2)过滤
(3)能耗低,可以减少有害物质的排放,对环境更友好(合理即可)
19.(1)
(2)增大接触面积,加快反应 生石灰与水反应放热
(3)滤纸破损或液面高于滤纸边缘
(4)分子在不断运动
(5)>
(6)回收利用二氧化碳(合理即可)
20.(1) Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2↑ Ni2+、Fe2+、H+、Fe3+
(2)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除铁
(3)强(或活泼)
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压轴04 工艺流程分析题的四大核心考向
命题预测
工艺流程题通常与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,把生产流程用框图形式表示出来,对生产流程中有关的化学知识进行设问,具有综合性强、区分度高的特点,已成为近年中考的压轴题主力之一。工艺流程题一般围绕生产生活中的应用来命题,是以一种或多种物质为原料,经过多步反应或操作,最终得到所需产品的过程。考点涉及:实验步骤、实验注意事项、操作名称、物质的制备、检验、分离提纯等。
从题型特点看,工艺流程题的考查具有以下特点:①分值占比高,综合性强。②素材情境超越教材,注重综合分析能力。 ③图像与数据分析深度融合。④循环利用与绿色化学理念凸显。⑤跨模块综合程度持续提高。
从能力要求看,工艺流程的考查方向主要包括:①信息提取与整合能力:需快速从流程图中识别原料、产物、操作步骤及条件控制。②反应原理应用能力:熟练书写陌生化学方程式(如复分解反应、氧化还原反应),判断反应类型。③方法思维迁移能力:将实验室操作(如过滤、结晶)迁移至工业流程中,理解其实际应用意义。
2026年关于工艺流程题的备考建议如下:
①夯实流程分析基本功。熟练掌握“辨箭头、找循环、析成分”的流程分析方法。
②拓展情境阅读面。关注新能源、环保、资源回收等领域的化工流程,积累常见操作术语和原理。
③强化图像信息提取能力。练习从流程图、溶解度曲线、数据表格中快速提取关键信息。
④重视综合计算训练。将化学方程式计算、差量法计算、质量分数计算与工艺流程的情境问题有机结合训练。
⑤积累评价类答题模板。从原理、成本、环保、产率等角度建立工艺流程评价的答题框架。
高频考法
1.原料预处理的方法及目的
2.混合物分离与提纯操作
3.反应条件的控制与分析
4.核心反应分析和流程评价
知识·技法·思维
考向01 原料预处理的方法及目的
1.粉碎或研磨:目的是增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
2.煅烧或灼烧:目的是不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质
3.酸浸:目的是溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)
4.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)
5.加入氧化剂:转化为易于被除去(沉淀)的离子。
6.煮沸:除去溶解在溶液中的气体,如氧气
考向02 混合物分离与提纯操作
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
①过滤:用于分离不溶性固体和液体,玻璃棒的作用是引流。过滤操作注意事项:一贴(滤纸紧贴漏斗内壁)、二低(滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘)、三靠(烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒紧靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁)。
②蒸发结晶:用于可溶性固体从溶液中析出,适用于溶解度受温度影响小的物质(如氯化钠)。蒸发时玻璃棒搅拌,防止局部过热液体飞溅;当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干。
③降温结晶(冷却热饱和溶液):用于提纯溶解度随温度变化大的物质(如硝酸钾)。
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。
考向03 控制反应条件的方法
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.其他
使用催化剂目的是:提高反应速率,但使用时必须注意其活性温度范围。
浓度控制:目的是提高反应速率,控制产率,防止副反应。常见应用如工业制硫酸用浓硫酸吸收SO₃。
催化剂:加快反应速率,降低反应所需能量。常见应用如合成氨使用铁触媒。
保护气(N₂/Ar):隔绝空气,防止生成物被氧化,提高转化率。常见应用如镁等活泼金属的制备。
过量试剂:完全除去某物质,或使某物质完全转化。常见应用如除杂时试剂过量以确保杂质除尽。
搅拌:使反应物充分接触,加快反应速率,防止局部过热。常见应用如蒸发结晶时搅拌防止液体飞溅。
考向04 流程评价与改进
1.流程评价与改进主要从以下维度进行:
原料利用率:原料是否被充分利用,是否有浪费,可引入循环利用环节。
能源消耗:反应条件是否需要高温、高压等,可优化条件,降低能耗。
环境污染:是否有废气、废水、废渣排放,可增加尾气处理、废液回收。
经济效益:原料成本、设备成本、操作成本,可改用廉价原料,简化流程。
安全性:是否有易燃、易爆、有毒物质,可加强防护,改进操作。
产率与纯度:产品产率是否高,纯度是否符合要求,可优化条件,增加提纯步骤。
原子经济性:反应物原子是否全部进入目标产物,可改进反应,减少副产物。
操作简便性:流程步骤是否繁琐,操作是否复杂,可合并步骤,简化流程。
2.常见改进方向包括:
增加循环利用——将未反应的原料或副产品返回流程重复使用;
增加尾气处理——吸收有毒气体,防止污染;
优化反应条件——降低温度、压力,使用催化剂;
改进除杂方法——选择更有效的除杂试剂或顺序;
减少试剂用量——避免试剂过量造成浪费和污染;
提高自动化程度——减少人工操作,提高效率。
典例·靶向·突破
考向01 原料预处理的常用方法及其目的
例1【新考法——知识迁移与问题解决】(2026·山东日照·一模)MgO在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分,含少量)为原料制备高纯MgO的实验流程如下:
Ⅰ.制备
(1)“浸取”时,加入过量稀硫酸的目的是_________。
(2)“氧化”时发生的反应为。
①反应前后化合价升高的元素是_________。
②为加快反应速率可适当升高温度,但温度不宜过高的原因是_________。
(3)“调节pH”时,溶液中减少的阳离子有_________。
Ⅱ.制备MgO
(4)①传统工艺:在1200℃时分解为和,反应的化学方程式为_________。
现代工艺:。对比两种工艺,现代工艺的优点有_________。
②脱硫:用溶液吸收产生的脱硫时,氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线如图所示,吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是_________。
【答案】(1)使、完全反应,提高原料利用率
(2) 铁元素/铁/Fe 防止受热分解,降低原料利用率
(3)、
(4) 反应温度低,能耗小(合理即可)
溶液pH超过6.3时,氨气逃逸量显著增大,会浪费原料,导致脱硫成本增大
【解析】(1)菱镁矿主要成分是,还含少量,加入稀硫酸,碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,碳酸亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,故加入过量稀硫酸的目的是:使、完全反应,提高原料利用率;
(2)①根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中含Fe、S、O、H的个数分别是2、3、14、4,已知生成物中含Fe、S、O、H的个数分别是0、0、2、4,故生成物中还应含2个Fe、3个S、12个O,则X的化学式为:,反应前硫酸亚铁中铁元素为+2价,反应后硫酸铁中铁元素为+3价,反应前后H、S元素化合价不变,H2O2中氧元素化合价为-1价,H2O中氧元素化合价为-2,化合价降低,所以反应后化合价升高的元素是铁;
②略;
(3)“调节pH”时,氨水会与过量的硫酸反应生成硫酸铵和水,氨水能与硫酸铁反应生成氢氧化铁和硫酸铵,则溶液中减少的阳离子是:、;
(4)①见答案;
②见答案。
考向解码
情景归纳:以废旧金属回收或矿石加工为背景,考查原料预处理方法的识别与目的分析。
解题技法:根据操作名称(粉碎/酸浸/灼烧等)判断预处理方法;结合化学原理分析各步骤的目的(如酸浸利用金属活动性差异);关注流程图中箭头方向,判断物质去向。
易错提醒:粉碎、研磨是物理变化,不改变物质化学性质;酸浸≠水浸,酸浸涉及化学反应,水浸仅为溶解;灼烧和煅烧需区分反应条件。
【变式探究】(2026·安徽滁州·一模)工业上以钛酸亚铁()为主要原料制备金属钛的过程如下图所示,请根据题意回答问题:
(1)为加快“氯化”速度,通常会将焦炭与钛酸亚铁粉碎,这样操作的目的是_________。
(2)步骤Ⅰ在实际生产中需要考虑的一个环境问题是_________。
(3)请写出步骤Ⅱ的化学反应方程式:_________,该反应属于基本反应类型中的______。
(4)步骤Ⅱ中需要在氩气的氛围中进行反应,原因是_________。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)有排放,会污染环境
(3) 置换反应
(4)防止镁、钛被氧化
【解析】(1)固体反应物粉碎后,彼此接触面积显著提升,既可以加快反应速度,也能让反应进行得更完全。
(2)由图可知步骤Ⅰ生成有毒气体,属于空气污染物,直接排放会造成大气污染,需要进行尾气处理。
(3)根据质量守恒,反应前后元素的种类不变,反应物是和,产物除外还有,配平即得对应方程式;该反应符合“单质+化合物→新单质+新化合物”的特征,属于置换反应。
(4)氩气化学性质极稳定,高温下也不参与反应,可隔绝空气,防止活泼金属镁、钛在高温下被氧气等氧化。
考向02 混合物分离与提纯操作
例2【新视角——基本操作与生产安全】(2026·江苏无锡·一模)用工业废镍材料(含有金属镍及少量Fe、Cu、)回收金属镍(Ni)的一种流程如下。
(1)废镍材料“粉碎”的目的是___________。
(2)“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有:和___________。
(3)“氧化”时发生反应的化学方程式为:,X的化学式是___________,反应需在冰水浴中进行,原因是___________。
(4)“除铁”过程中,生成沉淀,该反应的化学方程式是___________。
(5)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为___________。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)、、
(3) 防止过氧化氢在较高温下分解
(4)
(5)
【解析】(1)略;
(2)废镍材料含有金属镍及少量Fe、Cu、,将废镍材料粉碎后加入过量稀硫酸,镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,铜与稀硫酸不反应,则“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有:和、、;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据化学方程式,反应前有2个铁原子、3个硫原子、14个氧原子和4个氢原子,反应后有2个铁原子、3个硫原子、12个氧原子和2个X分子,则2个X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子,故X的化学式为;
过氧化氢受热易分解,因此反应需在冰水浴中进行,防止过氧化氢在较高温下分解;
(4)“氧化”时硫酸亚铁、硫酸与过氧化氢反应生成硫酸铁,则“除铁”过程中发生的反应是硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠,化学方程式为;
(5)由第(2)小问分析可知,镍能与稀硫酸反应,而铜与稀硫酸不反应,说明镍比铜活泼,“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有和、、,“氧化”时硫酸亚铁、硫酸与过氧化氢反应生成硫酸铁,“除铁”时硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀,则滤液Ⅱ中含有,向滤液Ⅱ中加入适量铁粉得到镍,说明铁能将镍从中置换出来,则铁比镍活泼,综上可知,Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为。
考向解码
情景归纳:以粗盐提纯、物质提纯等为背景,考查分离提纯操作名称、目的和注意事项。
解题技法:先判断混合物类型(固体+液体/固体+固体),再选择对应方法;注意除杂试剂的加入顺序和“过量”的意义;区分蒸发结晶与降温结晶的适用对象。
易错提醒:过滤后滤液浑浊的可能原因:滤纸破损、液面高于滤纸边缘、接滤液烧杯不干净;蒸发结晶时不能将溶液完全蒸干;除杂时加入的过量试剂要在后续步骤中除去。
【变式探究】(2026·广西南宁·一模)银铜合金广泛用于航空工业。以下为从废料中回收银并制备铜化工产品的工艺流程图:
已知:①和开始分解的温度约为250℃和80℃,氢氧化铝分解生成和,氢氧化铜分解生成和。
②,易溶于水。
(1)废料熔炼前先“粉碎”,目的是________。
(2)该流程所得的主要产品是________(填化学式)和。
(3)固体B的成分是________和________。
(4)与、发生反应时,加入的稀氢氧化钠溶液应________(填“适量”或“过量”),理由是________。
(5)若银铜合金废料中铜的质量分数为64%,理论上10.0 kg此废料中的铜可完全转化为,至少需要________kg。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分(增大反应物的接触面积,加快反应速率)
(2)Ag
(3)CuO
(4)适量 生成的会与过量的氢氧化钠反应生成易溶于水的,影响的产率
(5)17.1
【解析】(1)略。
(2)结合流程可直接看出,最终产品除外,还有电解精炼粗银得到的。
(3)加入后首先生成和沉淀;煮沸时温度高于80℃,分解为,而分解温度为250℃,煮沸时不分解,因此固体B为和的混合物。
(4)根据已知信息,可与反应生成易溶于水的,若过量,会进入溶液C,固体B不含铝元素,无法得到,因此需加适量。
(5)10.0kg废料中的质量为,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则反应生成的质量为:,则12.3kg中铝元素的质量为:,则至少需要硫酸铝的质量为。
考向03 核心反应分析和流程评价
例3【新实践——环保碳中和】(2026·安徽安庆·二模)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,其工艺流程如图所示。
(1)溶液以喷淋方式加入,目的是___________。
(2)在实验室进行操作a的过程中所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________,反应①的基本反应类型是___________。
(3)反应②的化学方程式为___________。
(4)该流程中可循环利用的物质有___________。
【答案】(1)增大溶液与含气体的接触面积,加快反应速率,提高的吸收效率
(2) 漏斗 复分解反应
(3)
(4)、
【解析】(1)喷淋方式能增大溶液与含气体的接触面积,加快反应速率,提高的吸收效率。
(2)操作a是分离固液混合物的过滤操作,所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗;
反应①是和互相交换成分生成沉淀和,属于复分解反应。
(3)反应②是氧化钙和水化合生成氢氧化钙(石灰浆的主要成分),化学方程式为。
(4)流程中是吸收的反应物,后续反应又生成可重新用于喷淋的;参与反应生成石灰浆,最终分解又得到,二者均可循环利用。
考向解码
情景归纳:以物质的变质检验、成分鉴别为背景,考查实验方案的设计与评价。
解题技法:变质检验 = 检验生成物;部分变质检验 = 先除去生成物再检验原物质;鉴别题常利用特征反应(沉淀、气体、颜色);实验方案设计要遵循“取样→操作→现象→结论”的逻辑。
易错提醒:检验Cl⁻时需先加稀硝酸排除CO₃²⁻等干扰;检验CO₃²⁻和SO₄²⁻共存时,应先用Ba(NO₃)₂检验,再用稀硝酸检验沉淀溶解情况;注意试剂不能引入干扰离子(如用BaCl₂检验SO₄²⁻时,Cl⁻会干扰Cl⁻的检验)。
【变式探究】(2026·广东清远·一模)《天工开物》中有我国古代榨油的记载,其流程如图所示。
(1)从分子角度解释榨油过程中闻到油香的原因_______。
(2)炒胡麻用铁质“釜”,利用了铁的_______性;从燃烧条件分析,可减少_______实现“文火”。
(3)胡麻蒸前“碾细”的目的是_______,蒸后用稻草“疾(快)裹”保温,防止胡麻因冷却变硬不利于榨油。
(4)上述流程中,“油”与“枯饼”分离的操作是_______,相当于实验室的_______。(填操作)
(5)“再蒸”、“再榨”的作用是_______。(填操作)
【答案】(1)分子在不断运动
(2)导热 一次性加入木柴(燃料)的量或鼓入空气的量
(3)增大胡麻的受热面积,提高产率
(4)挤轧或疾裹挤轧 过滤
(5)提高枯饼的利用率和油的产量
【解析】(1)带有香味的油分子会不断运动扩散到空气中,进入鼻腔后就能闻到油香,是分子基本性质的应用。
(2)铁具有优良的导热性,适合制作炒制用的容器;燃烧需要满足可燃物、与氧气接触、温度达到着火点三个条件,减少可燃物或氧气的供给可以降低燃烧的剧烈程度,实现“文火”的小火效果。
(3)胡麻碾细后颗粒变小,总表面积增大,蒸制时可以更均匀充分地受热,也便于后续将油脂更彻底地榨出。
(4)油是液态、枯饼是固态,通过挤压将液态油从固态枯饼中分离的操作是压榨,本质是固液分离,和实验室的过滤操作原理一致。
(5)枯饼中仍然残留部分油脂,再蒸再榨可以将这部分残留的油脂进一步提取出来,提升胡麻原料的利用率,获得更多的油。
考向04 反应条件的控制与分析
例4【新视角——资源利用与条件控制】(2026·云南文山·一模)苗族蜡染技艺历史悠久,当地以蓼蓝植物为原料,经发酵、打靛等工序制成蓝靛泥,再用于蜡染。其主要制作流程如图:
查阅资料:在发酵处理过程中,微生物分解有机物(如靛苷)会产生有机酸(如醋酸)。
(1)步骤①发酵时,需加入石灰乳调节pH,石灰乳的主要成分是氢氧化钙,请写出氢氧化钙与稀盐酸反应的化学方程式___________。氢氧化钙俗称熟石灰,在农业生产方面它常用于___________。
(2)蓼蓝叶浸泡发酵需控制适宜条件,小组测定不同温度下的发酵液pH变化如表,请分析发酵过程中pH下降的原因是___________。
温度/℃
20
25
30
35
40
初始pH
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
24小时后pH
6.2
5.8
5.2
4.9
5.5
(3)根据数据分析,最适宜的发酵温度范围约为___________。
A. B. C. D.
(4)步骤②“打靛氧化”时,用木棍搅动发酵液,使吲哚酚与空气接触生成靛蓝沉淀,该过程属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(5)步骤③加入酒糟(含碱性物质),目的是___________。
(6)蓝靛泥的靛蓝具有抗菌性,可用于开发天然功能纺织品。与传统化学染料相比,蓝靛蜡染的优点有___________。(多选,填字母)
A.原料可再生,绿色环保 B.染色过程太慢,浪费时间
C.成品具有天然抗菌性,有益健康 D.色牢度高,永远不会褪色
【答案】(1) 改良酸性土壤
(2)微生物分解会产生有机酸,导致发酵液酸性增强,溶液pH下降
(3)C
(4)化学
(5)还原靛蓝,使其充分溶解
(6)AC
【解析】(1)氢氧化钙和盐酸发生中和反应生成氯化钙和水,化学方程式为;
氢氧化钙呈碱性,农业上可中和酸性土壤的酸性,也可用于配制波尔多液。
(2)根据题干给出的资料信息,微生物分解会产生有机酸,导致发酵液酸性增强,溶液pH下降。
(3)分析表格数据,30℃~35℃范围内24小时后发酵液pH最低,说明该温度下发酵产生有机酸最多,发酵效果最好,是最适宜的发酵温度范围。
(4)该过程有新物质靛蓝沉淀生成,属于化学变化。
(5)结合流程注解信息,加含碱性物质的酒糟的作用是还原靛蓝,使其充分溶解,便于后续蜡染工序。
(6)A、蓝靛以植物为原料,可再生、绿色环保,正确;
B、染色慢浪费时间是缺点,错误;
C、题干明确说明靛蓝具有抗菌性,有益健康,正确;
D、“永远不会褪色”表述过于绝对,错误。
考向解码
情景归纳:以工业制备为背景,考查反应条件(温度、pH、浓度、催化剂等)的控制目的。
解题技法:结合物质性质分析(热稳定性、溶解度、反应速率等);从“加快/减慢反应速率”“提高产率/纯度”“防止副反应”等角度回答;注意条件控制与安全、环保的联系。
易错提醒:温度过低反应慢,温度过高物质可能分解(如H₂O₂、NH₄HCO₃);pH控制不当可能引入新杂质或使目标产物溶解;通入保护气的目的是隔绝空气,防止氧化。
【变式探究】(2026·江苏镇江·模拟预测)Mn3O4是制作电池正极材料的关键原料。
Ⅰ.制备MnSO4溶液
一种以菱锰矿(主要成分为MnCO3,含有少量ZnCO3、FeCO3和SiO2杂质)为原料制备硫酸锰溶液的工艺如图所示。
已知:①SiO2杂质难溶于水且不与酸反应。酸性条件下MnO2能将Fe2+氧化为Fe3+。
②Fe(OH)3具有吸附性。
③已知25℃时不同物质在水溶液中沉淀的pH范围如下表所示。
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Zn(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀的pH
1.9
7.6
5.4
7.3
完全沉淀的pH
3.2
9.6
8.0
9.3
(1)浸出液中的阳离子除了Mn2+、Zn2+以外还有_____(写离子符号)。
(2)调节pH时,当pH为7时Zn2+能完全除去的原因是______。
Ⅱ.制备Mn3O4
锰元素能形成MnO3、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物。常用沉淀氧化法制备较高纯度Mn3O4,其制备流程如图所示:
(3)证明加入的氨水已过量的操作和现象是_______。
(4)“氧化”时的pH(如下左图)、温度对产品中Mn元素质量分数(如下右图)的影响如图所示。
请补充完整由Mn(OH)2浆料制备Mn3O4的实验方案:
取一定量Mn(OH)2浆料,_______,同时不断鼓入空气,反应8小时直至产生大量黑色沉淀,停止反应(说明:实验中须使用氨水)。
(5)若采用直接氧化法,即向反应器中加入MnSO4溶液,一定温度下鼓入空气也可制得Mn3O4。但反应过程中溶液的pH不断下降,产品品质低。
①直接氧化法发生的化学反应方程式为_______。
②该方法制得的产品中 Mn元素质量分数较低,原因是_______。
【答案】(1)
(2)pH=7时,已经完全转化为沉淀除去,还没有开始沉淀,且生成的具有吸附性,可吸附剩余,将其完全除去
(3)静置反应混合物,向上层清液中继续滴加氨水,若无白色沉淀生成,说明氨水已过量
(4)滴加氨水调节浆料pH至8,将温度控制在80°C
(5)
反应生成硫酸使溶液酸性增强,易生成等质量分数更低的锰氧化物杂质(或部分与酸反应,产品不纯)
【解析】(1)菱锰矿中和过量稀硫酸反应生成,硫酸过量则溶液含,不与酸反应,因此浸出液还存在这两种阳离子。
(2)根据沉淀pH表,开始沉淀pH为5.4,开始沉淀pH为7.3,pH=7介于二者之间,则完全沉淀除去,不沉淀,且生成的具有吸附性,因此可以完全除去。
(3)氨水和反应生成白色沉淀,若氨水过量,上层清液无游离,再加氨水不会产生沉淀。
(4)根据图像,pH=8、温度为80°C时产品中元素质量分数最高,为最优反应条件。
(5)①反应物为、氧气和水,反应后pH下降说明生成,配平即得该方程式。
②见答案。
1.(2026·湖北荆州·一模)黄铜(铜和锌的合金)在古代应用非常广泛,古人用炉甘石(主要成分) 赤铜矿(主要含Cu₂O)和木炭制备黄铜,其生产工艺流程如图所示。
(1)赤铜矿主要成分( )中铜元素的化合价为___________。
(2)“粉碎机”将炉甘石粉碎的目的是___________。
(3)“煅烧炉1”中,发生的反应所属的基本反应类型是___________。
(4)“煅烧炉2”中产生少量CO,原因是___________(用化学方程式表示)。
(5)黄铜与黄金在外观上非常相似,可用___________方法鉴别(写出一种方法即可)。
【答案】(1)+1
(2)增大反应物接触面积,使反应更充分、更快
(3)分解反应
(4)C+CO22CO
(5)加稀盐酸或灼烧、测密度等
【解析】(1)赤铜()中氧元素化合价为-2价,设铜元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,则有:2x+(-2)=0,x=+1;
(2) “粉碎机”将炉甘石粉碎的目的是增大反应物的接触面积,从而加快反应速率;
(3)“煅烧炉1”中碳酸锌高温分解生成氧化锌和二氧化碳,反应符合一变多,属于分解反应;
(4)煅烧炉2"中,木炭在高温下还原氧化锌、氧化亚铜会生成二氧化碳,生成的二氧化碳在高温下与足量的木炭反应生成一氧化碳;
(5) 黄铜(锌和铜的合金)在空气中灼烧会变黑(铜与氧气反应生成氧化铜黑色固体),黄金化学性质稳定,高温下也不与氧气反应,故黄铜与黄金在外观上非常相似,可用灼烧的方法鉴别。黄铜中的锌能与稀盐酸反应产生气泡,黄金不与稀盐酸反应;或黄铜的密度比黄金小。
2.(2026·安徽淮北·一模)某化工厂排放的废液中含有、和,为减少水污染并节约资源,对废水处理的同时回收硫酸锌、金属铁和铜,设计工艺流程如图所示。
(1)操作④中需要用到玻璃棒的原因是_____。
(2)固体a的成分是_____(填化学式),加入过量X,该试剂是_____(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)
(3)首先向废液中加过量,则发生反应的化学方程式是_____。(写一个)
(4)回收的金属铁容易生锈,生活中利用铁生锈服务于生活的实例有_____。
【答案】(1)搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅
(2) 稀硫酸
(3)/
(4)制作发热贴(合理即可)
【解析】(1)操作④是蒸发结晶操作,玻璃棒搅拌可使溶液受热均匀,避免局部过热导致液体飞溅。
(2)金属活动性,加入过量锌时,锌会置换出、,且锌有剩余,因此固体a为;
最终要回收硫酸锌,选稀盐酸会引入氯化锌杂质(),因此选稀硫酸。
(3)锌可与硫酸铜、硫酸亚铁发生置换反应,即、。
(4)铁生锈是铁与氧气、水的缓慢氧化反应,过程放热、消耗氧气和水,可用于制作发热贴,也可作食品保鲜的脱氧剂。
3.(2026·江苏无锡·一模)常用于电子工业,利用废旧电池炭包(含炭和)制备流程如图所示。
已知:碱化过程中的反应为
(1)将炭包在足量的氧气中焙烧,目的是___________。
(2)写出“溶解”过程中的化学方程式___________。
(3)“洗涤”的目的是除去沉淀物表面附着的可溶性杂质。检验是否洗涤干净的方法是向最后一次洗涤液中加入___________溶液,若没有白色沉淀生成,说明已经洗涤干净。
(4)加水“打浆”可加快“氧化”速率,原因是___________。
(5)“氧化”时化合价发生改变的元素是___________(填元素符号)。
【答案】(1)除去炭包中的炭杂质
(2)
(3)氯化钡(或硝酸钡、氢氧化钡,合理即可)
(4)增大反应物接触面积,加快反应速率
(5)Mn、O
【解析】(1)炭包含炭和,通入足量氧气中焙烧时,炭与反应生成气体而除去,得到较纯净的。
(2)溶解时、、反应生成、和,该反应的化学方程式为。
(3)沉淀表面附着的可溶性杂质为,可通过检验洗涤液中是否含判断是否洗净,含的溶液可与生成白色沉淀,故方法是向最后一次洗涤液中加入氯化钡、硝酸钡或氢氧化钡溶液。
(4)加水打浆使分散为细小颗粒,增大了与空气中的接触面积,因此加快氧化速率。
(5)氧化过程中Mn元素从中的+2价升高为中的平均价,O元素从中的0价降低为中的-2价,因此这两种元素化合价发生改变。
4.(2026·新疆·二模)废旧手机、电脑等电子产品中含有金、铜及少量铁、铝等金属,具有极高的回收价值。某工厂采用如下工艺流程回收其中的金和铜,回答下列问题:
(1)“粉碎处理”的目的是________。
(2)“预处理”的过程中会产生,若直接排放会导致________。
(3)“操作1”的名称是________,加入过量稀硫酸的目的是________。
(4)“操作2”中,物质B中加入适量稀硫酸,得到的C溶液,C溶液中含有溶质为________(填物质名称)。
(5)“操作3”发生反应的方程式为________。
(6)回收的金单质可用于制作电子元件的触点,利用了金的________(填一条物理性质)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)酸雨
(3)过滤 将Al、Fe完全反应,分离出Cu、Au
(4)硫酸铜
(5)
(6)导电性
【解析】(1)将废旧电子设备“粉碎处理”,粉碎后固体颗粒粒径减小,可以增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)略;
(3)分离液体和不溶性固体的操作是过滤,则操作1为过滤;
废旧电子设备经拆解、粉碎预处理后得到Al、Fe、Cu、Au,加入过量稀硫酸,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜、金与稀硫酸不反应,因此加入过量稀硫酸的目的是将Al、Fe完全反应,分离出Cu、Au;
(4)向Cu、Au中通入足量氧气并加热,铜与氧气反应生成氧化铜,金与氧气不反应,则物质B为氧化铜和金的混合物;向物质B中加入适量稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,金与稀硫酸不反应,则充分反应后过滤得到的溶液C为硫酸铜溶液,其中的溶质为硫酸铜;
(5)由第(4)小问分析可知,溶液C为硫酸铜溶液,向溶液C中加入适量铁粉,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为;
(6)金具有优良的导电性,可用于制作电子元件的触点。
5.(2026·江苏南京·一模)利用镍铜矿烧渣(含NiO和少量CuO)制备磁性材料的流程如下。
(1)溶液X应选用________(填字母)。
a.稀硫酸 b.稀盐酸 c.稀硝酸
(2)“除铜”中分离操作用到的玻璃仪器有烧杯、________、_______等。
(3)“除铜”中实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量的原因是________。
(4)已知:焙烧生成镍的氧化物和一种温室气体。
取23.8 g 控制不同温度焙烧,测得固体质量随温度变化如图所示。制备应控制适宜的温度为________(填“360℃”或“620℃”)左右,生成发生反应的化学方程式为________。
【答案】(1)a
(2)玻璃棒 漏斗
(3)酸浸加入了过量稀硫酸,Ni粉会与过量的稀硫酸反应
(4) 360℃
【解析】(1)流程中除铜后得到溶液,X需要提供硫酸根离子,因此选稀硫酸。
(2)除铜的分离操作是过滤,过滤所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗。
(3)酸浸时加入过量稀硫酸,Ni除了和反应,还会和过量稀硫酸反应,因此实际消耗Ni粉质量大于理论除铜用量。
(4)中Ni元素质量:,转化成的质量为:,16.6g固体对应温度为360℃。
已知:NiCO3焙烧生成镍的氧化物和一种温室气体。题干要求书写生成发生反应的化学方程式,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成的温室气体应为。根据化学反应前后,原子种类、原子数目不变可知,反应物中缺少氧原子,应该是焙烧过程中有氧气参加反应。
6.(2026·山东德州·一模)海水“晒盐”后剩下的“苦卤”也是宝贵的化学资源,其中主要是由氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴等元素组成的盐。利用苦卤生产“国防元素”金属镁的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)“沉淀池”中分离出Mg(OH)2沉淀的操作名称是_____。
(2)“溶解池”中发生反应的化学方程式为_____。
(3)“电解池”中的能量转化形式:电能转化为_____。
(4)生产过程中,将“苦卤”中的MgCl2先转化为Mg(OH)2,再将Mg(OH)2重新转化为MgCl2,其目的是_____(填字母)。
A.提高MgCl2的溶解度 B.富集、提纯MgCl2 C.没有任何价值
【答案】(1)过滤
(2)
(3)化学能
(4)B
【解析】(1)过滤是分离难溶性固体和液体的常用操作,可将沉淀与废液分离开;
(2)溶解池中氢氧化镁和盐酸发生中和反应,生成氯化镁和水;
(3)电解池中,氯化镁在通电条件下分解生成镁和氯气,则该过程将电能转化为了化学能;
(4)“苦卤”中本身含氯化镁,但是含量低,且含有其他杂质,故目的是:富集提纯氯化镁。
7.(2026·湖南永州·一模)某工厂以菱锰矿(主要成分为,含少量、、等杂质)为原料,制备高纯度的工艺流程如图所示:
已知:、和难溶于水。
(1)“酸浸”步骤中加入硫酸的量应为___________(选填“少量”或“过量”)
(2)“操作a”的名称为___________。
(3)“调”步骤中,产生沉淀的化学方程式为:___________。
【答案】(1)过量
(2)过滤
(3)
【解析】(1)加入过量硫酸可保证菱锰矿中、、等可与酸反应的组分完全溶解,提高原料利用率;
(2)操作a的目的是分离难溶性固体沉淀和溶液,对应化学实验基本操作是过滤;
(3)调pH时加入的生石灰先与溶液中的水反应生成,之后与酸浸步骤生成的硫酸铝发生复分解反应,生成氢氧化铝沉淀,反应的化学方程式为:。
8.(2026·四川遂宁·一模)皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品,制作流程如图。
资料:1.草木灰(含)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。
回答下列问题。
(1)选料:“过筛”的目的是__________。
(2)调浆:调浆过程,生石灰遇水会变成熟石灰,同时反应__________(填“吸收”或“放出”)热量。发生的复分解反应的化学方程式有__________。
(3)裹泥:裹泥时,不慎皮肤接触料浆,处理方法为__________。
(4)封存:需要“密封”的主要原因是减少水分蒸发和__________。
(5)食用皮蛋时加醋能去除涩味的原因是__________。
【答案】(1)除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大的固体
(2)放出 、
(3)先用大量水冲洗,必要时可涂抹硼酸溶液
(4)避免空气中的二氧化碳与皮蛋表面的碱反应
(5)醋中含有醋酸,醋酸具有酸性,能与皮蛋中的碱性物质发生反应
【解析】(1)略;
(2)略;
生石灰(氧化钙)能与水反应生成氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;氢氧化钙与草木灰的主要成分碳酸钾反应生成碳酸钙和氢氧化钾,氢氧化钙和纯碱(碳酸钠)反应生成碳酸钙和氢氧化钠,这两个反应均符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,均属于复分解反应;
(3)料浆中含氢氧化钠、氢氧化钾,它们均具有腐蚀性,故不慎皮肤接触料浆,应用大量水冲洗,必要时可涂抹硼酸溶液,以稀释和去除碱性物质,减少对皮肤的伤害;
(4)料浆中的氢氧化钠、氢氧化钾等碱性物质可与空气中反应失效,密封可隔绝空气,避免这些物质变质;
(5)皮蛋的涩味来自残留的碱性物质,醋中含有醋酸,醋酸具有酸性,能与皮蛋中的碱性物质发生反应,可去除产生涩味的碱,改善口感。
9.(2026·广东汕尾·一模)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)。
(1)酸浸
i.“酸浸”过程中,金属镍和铁都会和稀硫酸发生反应,其中,参加反应的Fe与的质量比为_______,加入过量稀硫酸的目的是______________
ii.将废镍材料粉碎成粉末的目的是______,酸浸”后的滤渣主要成分是_____(填化学式),过滤需要用到的全部玻璃仪器有漏斗、_____。
(2)氧化:,则X的化学式是_____。
(3)与纯镍相比,铁镍合金的优点有_____________(写一条即可)。
(4)“除铁”是调节溶液的pH使完全沉淀而不沉淀。则“除铁”的pH范围是___(填字母)。
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
2.7
3.2
7.2
8.7
A. B. C.
【答案】(1)4:7 使金属镍和铁与稀硫酸充分反应 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 Cu 烧杯、玻璃棒
(2)
(3)硬度大/熔点低/耐腐蚀
(4)B
【解析】(1)根据化学方程式可知,参加反应的Fe与的质量比为;
“酸浸”过程中,金属镍和铁都会和稀硫酸发生反应,而铜与稀硫酸不反应,则加入过量稀硫酸的目的是使金属镍和铁与稀硫酸充分反应;
略;
“酸浸”过程中,镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜与稀硫酸不反应,则充分反应后过滤得到的滤渣为铜,其化学式为Cu;
略;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据化学方程式,反应前有2个铁原子、3个硫原子、14个氧原子和4个氢原子,反应后有2个铁原子、3个硫原子、12个氧原子和2个X分子,则2个X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子,故X的化学式为;
(3)合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低,故与纯镍相比,铁镍合金的优点有硬度大、熔点低、耐腐蚀等;
(4)由表格数据可知,完全沉淀时的pH为3.2,开始沉淀时的pH为7.2,“除铁”是调节溶液的pH使完全沉淀而不沉淀,则“除铁”pH的范围是,B正确。
10.(2026·福建泉州·一模)某工厂在粗盐的提纯过程中产生大量的“盐泥”[主要成分为和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图。
[信息]氯化钠和硫酸镁固体在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃
0
20
40
60
80
NaCl溶解度/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
溶解度/g
22.0
33.7
44.5
54.6
55.8
(1)NaCl和溶解度相等的温度范围是_______。
(2)80℃时,饱和溶液中溶质的质量分数为_______(列计算式)。
(3)“反应器”中发生中和反应的化学方程式为_______。
(4)“过滤器1”产生的“滤渣”为_______。
(5)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是_______。
(6)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是_______。
【答案】(1)20℃~40℃
(2)
(3)
(4)/硫酸钡
(5)降温结晶
(6)饱和硫酸镁溶液
【解析】(1)20℃时NaCl溶解度(36.0g)大于MgSO4溶解度(33.7g),40℃时NaCl溶解度(36.6g)小于MgSO4溶解度(44.5g),因此二者溶解度相等的温度在20℃到40℃之间。
(2)饱和溶液溶质质量分数计算公式为,80℃时MgSO4的溶解度为55.8g,则溶质质量分数为。
(3)中和反应是酸与碱生成盐和水的反应,反应器中氢氧化镁(碱)和稀硫酸(酸)发生该反应,化学方程式为。
(4)盐泥中难溶于水也不与稀硫酸反应,与硫酸反应溶解,NaCl可溶于水,因此滤渣为硫酸钡。
(5)溶解度随温度降低明显减小,NaCl溶解度受温度影响很小,降温可使结晶析出,而NaCl留在溶液中实现分离。
(6)饱和硫酸镁溶液不能继续溶解硫酸镁,但可溶解晶体表面附着的NaCl杂质,能最大程度减少硫酸镁晶体的损失。
11.(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/
(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:。
12.(2026·云南玉溪·一模)2025年11月,我国自主建造的福建舰正式入列,福建舰采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,是我国首艘采用常规动力电磁弹射技术的航空母舰。
电磁弹射的材料制备:电磁弹射的核心部件需用到高纯度铜导线,工业上以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制备铜的流程如下。
(1)将黄铜矿粉碎的主要目的是______________。
(2)气体A是形成酸雨的主要气体,请写出精矿砂在空气中焙烧的化学方程式______________。可选用下列试剂中的______________(填字母)吸收气体A。
A.浓硫酸 B.稀硝酸 C. NaOH 溶液 D.石灰浆
电磁弹射的化学原理延伸:电磁弹射利用“电生磁”原理,电能可通过化学反应提供,如铝-海水电池,该电池铝做负极,正极空气中的氧气参与反应,电解质直接用海水。只要更换铝电极,就能继续供电。
(3)铝-海水电池中,铝、氧气和水共同反应生成氢氧化铝,该反应的化学方程式为______________,该反应前后,铝元素的化合价从______________价变为+3价。结合电池的工作原理和特性,推测铝-海水电池作为应急电池的优点______________(任填一条)。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更充分、更快
(2) CD
(3) 0 原料易得,使用方便(合理即可)
【解析】(1)略;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,黄铜矿含硫元素,则形成酸雨的气体A为,该反应的反应物是CuFeS2、氧气,生成物是Cu2S、FeO,二氧化硫,反应条件是高温,化学方程式为:;
二氧化硫能与氢氧化钠、氢氧化钙等碱性物质反应,不与浓硫酸、稀硝酸等酸发生反应,可用氢氧化钠溶液和石灰浆吸收二氧化硫;
(3)略;
铝单质中铝元素化合价为0,故反应前后铝元素的化合价从0价变为+3价;
铝-海水电池利用铝做负极,正极空气中的氧气参与反应,电解质直接用海水,原料易得,且只要更换铝电极就能继续供电,使用方便。
13.(2026·广东东莞·一模)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如下图所示:
(1)铜能被加工成低厚度的超薄铜箔,说明铜具有良好的_______(填物理性质)。
(2)“溶解池”中发生了两个反应使铜溶解:、_______(写化学方程式)。对“溶解池”条件进行调控,结果如下图,则最优的溶解条件范围是_______、_______(填序号)。
A.温度:65~75℃ B.温度:75~85℃ C.溶解pH:0.5~1 D.溶解pH:1~1.5
(3)“电解器”中,发生反应的化学方程式为,则X的化学式为_______。
(4)“电解器”中,产生的酸性废液需加入_______处理达标再排放,有同学提出该酸性废液可回收溶质加到_______(选填“溶解池”或“过滤器”)。
(5)铜器保存不当会生锈,在潮湿空气中,铜与、_______反应生成铜锈。
【答案】(1)延展性
(2) A C
(3)H2O
(4)熟石灰 溶解池
(5)二氧化碳、水
【解析】(1)略;
(2)铜和氧气加热生成的氧化铜会与溶解池中加入的硫酸发生复分解反应生成硫酸铜和水;
根据图像,温度65~75℃、pH0.5~1的范围内铜溶解率最高,为最优条件;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目不变,已知反应物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、2、8、0,生成物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、2、10、4,则2X中应含2个O、4个H,则X的化学式为:H2O;
(4)熟石灰显碱性,能与酸性物质反应,酸性废液可加入熟石灰中和处理达标后排放;
该酸性废液的溶质为硫酸,是溶解池的反应物之一,可回收加入溶解池重复利用;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,铜锈由Cu、C、H、O元素组成,反应物铜由铜元素组成、氧气由氧元素组成,则反应物中还应含C、H元素,空气中含碳元素的物质是二氧化碳,含氢元素的物质是水,则在潮湿空气中,铜与氧气、二氧化碳、水反应生成铜锈。
14.(2026·广东清远·模拟预测)我国研究人员设计了一种从铜冶炼中的烟尘(主要含S、CuSO4及ZnSO4等)高效回收铜和锌的绿色工艺,部分流程如题图。
已知:CuSO4、ZnSO4和CuO的分解温度分别为560℃、680℃和1100℃。
(1)焙烧中存在的反应2CuSO42CuO+2X↑+O2↑,则X为_____。设计焙烧温度为600℃,理由为_____。
(2)“水浸”中,为加快固体的溶解速率,可采取的措施是_____(写一种)。分离ZnSO4溶液和浸渣的实验操作名称是______。
(3)制酸系统中,SO3和H2O反应生成H2SO4,该反应属于______(填基本反应类型)。“酸浸”目的是_____。
(4)该流程中从CuSO4溶液中得到Cu的原理为______(用化学方程式表示)。
(5)该工艺被称为“绿色工艺”,请简述理由:_____(写一条)。
【答案】(1)SO2 使硫酸铜分解,硫酸锌不分解,便于后续水浸分离硫酸锌(合理即可)
(2)将固体粉碎(或搅拌等) 过滤
(3)化合反应 将氧化铜转化为硫酸铜
(4)
(5)含硫气体可用于制硫酸,可以减少污染(合理即可)
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中含Cu、S、O的个数分别是2、2、8,已知生成物中含Cu、S、O的个数分别是2、0、4,故生成物中还应含2个S、4个O,则X的化学式为:SO2;
焙烧温度为600℃,高于硫酸铜的分解温度,低于硫酸锌的分解温度,且后续需要通过水浸分离硫酸锌,故理由是:使硫酸铜分解,硫酸锌不分解,便于后续水浸分离硫酸锌;
(2)略;
过滤可实现固液分离,故分离ZnSO4溶液和浸渣的实验操作名称是:过滤;
(3)该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
“酸浸”过程中发生反应为氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,故目的是:将氧化铜转化为硫酸铜;
(4)由图可知,该流程中从CuSO4溶液中得到Cu的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜;
(5)略。
15.(2026·广东珠海·一模)科学家研发的“液态阳光甲醇合成示范项目”的工艺流程如图1所示。
(1)捕捉室中常将NaOH溶液喷成雾状,其目的是________。反应室中发生反应的基本反应类型是________。
(2)太阳能属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源,在一定条件下合成装置中发生反应的化学方程式为________。
(3)该流程中可循环利用的物质是______(写一种,填化学式)。
(4)控制其他条件不变,测定合成装置中温度对CO2转化率和甲醇产率的影响,其结果如图2所示,分析图2,可得出的结论是_______。理论上电解装置消耗的水中的氢元素质量_____(填“>”“=”或“<”)合成装置生成的甲醇中的氢元素质量。
(5)从可持续发展的角度分析,该项目具有的优点是________。
【答案】(1)增大反应物间接触面积,加快反应速率 复分解反应
(2)可再生 CO2+3H2CH3OH+H2O
(3)H2O或NaOH
(4)其他条件相同时,随温度升高,CO2转化率增大,CH3OH产率先增大后减小 >
(5)减缓温室效应
【解析】(1)将NaOH溶液喷成雾状可增大其与烟气中的接触面积,提升反应效率;反应室中碳酸钠与氢氧化钙互相交换成分生成碳酸钙和氢氧化钠,属于复分解反应。
(2)太阳能可源源不断从自然界获取,属于可再生能源;合成装置中反应物为和,生成物为甲醇和水,化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
(3)反应室生成的NaOH可回到捕捉室重复使用,合成装置生成的可回到电解装置重复使用,均为可循环物质。
(4)结合图2的曲线变化规律可知其他条件相同时,随温度升高,CO2转化率增大,CH3OH产率先增大后减小;
电解水生成的中的氢元素,一部分进入甲醇,另一部分进入合成反应生成的水中,因此电解消耗的水中氢元素质量大于甲醇中的氢元素质量。
(5)该流程可回收废气中的,使用太阳能清洁能源,产物甲醇可作燃料,有利于减少碳排放、降低化石能源消耗。
16.(2026·广东清远·一模)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、等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“苦卤”属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)已知过滤槽中所得滤液,则滤液中含有的阴离子有:___________。
(3)写出中和池中反应的化学方程式:___________。
(4)上述获取金属镁的整个流程中,涉及到的化学反应的基本类型共有___________种。
(5)该流程中循环使用的物质是___________。
(6)镁用于火箭、飞机等领域,体现了镁的哪些物理性质?___________(答一点)。
【答案】(1)混合物
(2)和
(3)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(4)三
(5)氯气
(6)镁的轻质、延展性、以及良好的导电性和导热性
【解析】(1)“苦卤”含有含、,属于混合物。
(2)反应池中石灰乳和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,因为滤液的pH=10.2>7,呈碱性,说明反应物石灰乳过量,所以滤液中含有OH⁻,故滤液中含有的阴离子有和。
(3)中和池中氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O。
(4)苦卤含MgCl2、NaCl等物质,加入石灰乳,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应;中和池中氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应;氯化镁通电分解生成镁和氯气,该反应是一种物质生成两种物质,符合“一变多”的特点,属于分解反应;氯气和氢气点燃生成氯化氢,该反应是两种物质生成一种物质,符合“多变一”的特点,属于化合反应;故上述获取金属镁的整个流程中,涉及到的化学反应的基本类型共有三种。
(5)根据流程,氯气既是生成物,又是反应物,可循环使用;
(6)镁广泛应用于火箭、飞机等领域,主要体现了镁的轻质、延展性、以及良好的导电性和导热性,均不需要通过化学变化就能表现出来,属于镁的物理性质。
17.(2026·安徽池州·一模)硫酸锌可制备各种含锌材料,在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图所示。(二氧化硅难溶于水,也不与稀硫酸反应)
回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的是_______。
(2)“酸浸”中观察到的现象:固体部分溶解,_______。
(3)滤液1中含有的阳离子是H+、Zn2+和_______(填离子符号)。
(4)“转化”中加入足量锌粉,反应的化学方程式有Zn+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4和_______(写一个即可)。
(5)下列说法正确的是_______(填字母序号)。
A.在“转化”中加入锌粉,若无气泡冒出,说明锌粉已足量
B.滤渣甲、乙均能与稀硫酸反应产生气体
C.滤液2的质量一定比滤液1的质量大
【答案】(1)增大反应物间的接触面积,使反应更快、更充分
(2)有气泡产生,溶液变为黄色
(3)Fe3+
(4)或
(5)C
【解析】(1)略;
(2)菱锌矿的主要成分是,还含有少量的二氧化硅和氧化铁,加入过量稀硫酸,碳酸锌和稀硫酸反应生成硫酸锌、二氧化碳和水,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,二氧化硅和稀硫酸不反应,故现象是:固体部分溶解,有气泡产生,溶液变为黄色;
(3)由(1)的分析可知,滤液1中的溶质是反应生成的硫酸锌、硫酸铁和过量的硫酸,则含有的阳离子是:、、;
(4)“转化”中加入足量锌粉,锌能与过量的硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌能与反应生成的硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁;
(5)A、在“转化”中加入锌粉,锌与硫酸铁反应生成硫酸锌和硫酸亚铁,金属活动性:Zn>Fe>H,锌先与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,待硫酸完全反应后,锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,无气泡冒出说明硫酸已经完全反应,但硫酸亚铁等是否完全反应,无法通过无气泡判断,所以不能说明锌粉已足量,错误;
B、滤渣甲为二氧化硅,二氧化硅与稀硫酸不反应,滤渣乙为反应生成的铁和过量的锌,锌、铁均能与稀硫酸反应生成氢气,错误;
C、滤液1中的溶质是反应生成的硫酸锌、硫酸铁和过量的硫酸,加入足量锌粉,锌与硫酸铁反应生成硫酸锌和硫酸亚铁,溶液质量增大,锌与硫酸反应:,65份质量的锌置换出2份质量的氢气,溶液质量增加,锌与硫酸亚铁反应:,65份质量的锌置换出56份质量的铁,固体质量减小,溶液质量增加,则滤液2的质量一定比滤液1的质量大,正确。
18.(2026·福建三明·一模)春晚机器人秧歌表演,不仅是一场视觉盛宴,更是科技与文化融合的体现,同时也引发了我们对机器人技术,尤其是电池技术发展的深入思考。磷酸铁锂电池作为一种高性能动力电池,具有循环寿命长、稳定性好、使用成本低等特点,能保证机器人稳定运行。
碳酸锂是制备锂电池正极材料的重要原料,工业上可通过湿法回收废旧磷酸铁锂电池来制备,其主要工艺流程如图1所示:
(1)“破碎”:①“酸浸”前,材料需进行“破碎”,目的是________。
②为回收铜、铝、碳渣等材料,“破碎”时宜在氮气氛围中进行,原因是_______。
“酸浸”:“酸浸”采用“过氧化氢+硫酸”浸出体系,在外加电场作用下使锂离子脱出,选择性回收锂。
(2)“沉淀”:①“沉淀”后操作Ⅰ的名称为_______。
②通过“蒸发浓缩”得到硫酸锂溶液,加入饱和碳酸钠溶液发生反应后得到碳酸锂和含硫酸钠的废液,写出该反应的化学方程式________。
(3)火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属,与火法对比,湿法回收的优点是_______(写一点)。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 防止铜、铝等金属被氧化,同时防止碳渣燃烧
(2)过滤
(3)能耗低,可以减少有害物质的排放,对环境更友好(合理即可)
【解析】(1)①“酸浸”前,材料需进行“破碎”,目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
②由图可知,破碎前需要热处理,温度较高时,铜、铝均能与空气中的氧气反应,且温度较高时,碳能燃烧,氮气化学性质稳定,可作保护气,故为回收铜、铝、碳渣等材料,“破碎”时宜在氮气氛围中进行,原因是防止铜、铝等金属被氧化,同时防止碳渣燃烧;
(2)①操作Ⅰ实现了固液分离,名称是:过滤;
②硫酸锂和碳酸钠反应生成碳酸锂和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
(3)火法回收需拆解煅烧,能耗高,湿法回收与之相比,具有能耗低的优点;且湿法回收过程相对更环保,减少了高温煅烧产生的污染等。
19.(2026·甘肃临夏·一模)超微细轻质碳酸钙可显著提高涂料的附着力、耐沾污性等,临夏州地处黄河上游,石灰石储量大、品位高、用途广,为超微细轻质碳酸钙规模化生产提供原料基础。某品牌超微细轻质碳酸钙的生产工艺流程如图所示,分析制备过程,回答下列问题。
(1)以煤炭作为燃料,石灰石粉碎后在煅烧炉中发生反应的化学方程式为______。
(2)反应釜中将生石灰和水从上口加入,二氧化碳从下口加入的目的是______;发生反应时,反应釜内温度会逐渐升高,原因是_______。
(3)上述流程中,用于分离提纯的设备是过滤器,若在实验室中进行该项操作,但在实验操作中发现得到的滤液依然浑浊,原因可能是______(写一种即可)。
(4)干燥器中发生变化的微观解释:_______。
(5)在此工艺流程中,若投入原料石灰石的质量为m1,获得产品的质量为m2,则m1______(填“>”“<”或“=”)m2。
(6)为进一步降低碳排放,请你提出一条合理的建议:________。
【答案】(1)
(2)增大接触面积,加快反应 生石灰与水反应放热
(3)滤纸破损或液面高于滤纸边缘
(4)分子在不断运动
(5)>
(6)回收利用二氧化碳(合理即可)
【解析】(1)石灰石主要成分为碳酸钙,高温煅烧时分解生成生石灰(氧化钙)和二氧化碳,化学方程式为。
(2)反应物逆流添加可以延长接触时间、增大接触面积,让反应更完全;
氧化钙和水的反应属于放热反应,释放的热量会使体系温度升高。
(3)滤纸破损、液面高于滤纸边缘时,未经过滤的浊液会直接进入滤液,最终导致滤液浑浊。
(4)干燥器中发生的变化是水变成了水蒸气,是因为分子在不断运动,水分子运动到空气中。
(5)石灰石是混合物,含有大量不参与反应的杂质,且杂质会在过滤步骤被除去,最终产品仅为反应生成的纯碳酸钙,因此原料石灰石总质量大于产品质量。
(6)该工艺碳排放主要来自煤炭燃烧和石灰石煅烧,回收二氧化碳二次利用、减少化石燃料使用都可以有效降低碳排放。
20.(2026·山东济宁·一模)某化学兴趣小组利用工业废镍材料(含有金属镍及少量Fe,Cu、)回收金属镍(Ni),设计流程如下图所示(部分产物略去)。回答下列问题:
【查阅资料】“除铁”过程中,可以通过调节溶液pH,使溶液中的硫酸铁生成沉淀,而硫酸镍不生成沉淀。
(1)“酸浸”过程中Ni与稀硫酸反应的化学方程式是________________,“酸浸”过程后得到的滤液中一定含有的阳离子是________;
(2)“转化”过程中,的作用是________________;
(3)“置换”过程中,铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍________________。
【答案】(1) Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2↑ Ni2+、Fe2+、H+、Fe3+
(2)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除铁
(3)强(或活泼)
【解析】(1)镍与稀硫酸发生置换反应,生成硫酸盐和氢气,化学方程式为Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2↑。
酸浸加入了过量稀硫酸,因此滤液中含,废镍材料(含有金属镍及少量Fe,Cu、),铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,因此滤液中一定含有的阳离子是、、Fe3+,铜不与稀硫酸反应,留在滤渣中。
(2)除铁步骤需要使铁以(三价铁的氢氧化物)形式沉淀,此时滤液中铁为,因此过氧化氢的作用是将氧化为。
(3)金属活动性规律:活动性较强的金属能将活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来,铁粉可置换出镍,说明铁的金属活动性比镍强。
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原料的粉碎(增大反应物的接触面积,使反应更快速、更充分、更完全)
原料的除杂(如:焙烧、酸浸等)
原料的初步转化(为核心反应提供的反应物)
原料预处理阶段
酸浸
(加热)
稍过量X
操作①
滤渣
研细
废渣
滤液
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压轴04 工艺流程分析题的四大核心考向
命题预测
工艺流程题通常与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,把生产流程用框图形式表示出来,对生产流程中有关的化学知识进行设问,具有综合性强、区分度高的特点,已成为近年中考的压轴题主力之一。工艺流程题一般围绕生产生活中的应用来命题,是以一种或多种物质为原料,经过多步反应或操作,最终得到所需产品的过程。考点涉及:实验步骤、实验注意事项、操作名称、物质的制备、检验、分离提纯等。
从题型特点看,工艺流程题的考查具有以下特点:①分值占比高,综合性强。②素材情境超越教材,注重综合分析能力。 ③图像与数据分析深度融合。④循环利用与绿色化学理念凸显。⑤跨模块综合程度持续提高。
从能力要求看,工艺流程的考查方向主要包括:①信息提取与整合能力:需快速从流程图中识别原料、产物、操作步骤及条件控制。②反应原理应用能力:熟练书写陌生化学方程式(如复分解反应、氧化还原反应),判断反应类型。③方法思维迁移能力:将实验室操作(如过滤、结晶)迁移至工业流程中,理解其实际应用意义。
2026年关于工艺流程题的备考建议如下:
①夯实流程分析基本功。熟练掌握“辨箭头、找循环、析成分”的流程分析方法。
②拓展情境阅读面。关注新能源、环保、资源回收等领域的化工流程,积累常见操作术语和原理。
③强化图像信息提取能力。练习从流程图、溶解度曲线、数据表格中快速提取关键信息。
④重视综合计算训练。将化学方程式计算、差量法计算、质量分数计算与工艺流程的情境问题有机结合训练。
⑤积累评价类答题模板。从原理、成本、环保、产率等角度建立工艺流程评价的答题框架。
高频考法
1.原料预处理的方法及目的
2.混合物分离与提纯操作
3.反应条件的控制与分析
4.核心反应分析和流程评价
知识·技法·思维
考向01 原料预处理的方法及目的
1.粉碎或研磨:目的是增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
2.煅烧或灼烧:目的是不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质
3.酸浸:目的是溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)
4.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)
5.加入氧化剂:转化为易于被除去(沉淀)的离子。
6.煮沸:除去溶解在溶液中的气体,如氧气
考向02 混合物分离与提纯操作
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
①过滤:用于分离不溶性固体和液体,玻璃棒的作用是引流。过滤操作注意事项:一贴(滤纸紧贴漏斗内壁)、二低(滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘)、三靠(烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒紧靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁)。
②蒸发结晶:用于可溶性固体从溶液中析出,适用于溶解度受温度影响小的物质(如氯化钠)。蒸发时玻璃棒搅拌,防止局部过热液体飞溅;当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干。
③降温结晶(冷却热饱和溶液):用于提纯溶解度随温度变化大的物质(如硝酸钾)。
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。
考向03 控制反应条件的方法
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.其他
使用催化剂目的是:提高反应速率,但使用时必须注意其活性温度范围。
浓度控制:目的是提高反应速率,控制产率,防止副反应。常见应用如工业制硫酸用浓硫酸吸收SO₃。
催化剂:加快反应速率,降低反应所需能量。常见应用如合成氨使用铁触媒。
保护气(N₂/Ar):隔绝空气,防止生成物被氧化,提高转化率。常见应用如镁等活泼金属的制备。
过量试剂:完全除去某物质,或使某物质完全转化。常见应用如除杂时试剂过量以确保杂质除尽。
搅拌:使反应物充分接触,加快反应速率,防止局部过热。常见应用如蒸发结晶时搅拌防止液体飞溅。
考向04 流程评价与改进
1.流程评价与改进主要从以下维度进行:
原料利用率:原料是否被充分利用,是否有浪费,可引入循环利用环节。
能源消耗:反应条件是否需要高温、高压等,可优化条件,降低能耗。
环境污染:是否有废气、废水、废渣排放,可增加尾气处理、废液回收。
经济效益:原料成本、设备成本、操作成本,可改用廉价原料,简化流程。
安全性:是否有易燃、易爆、有毒物质,可加强防护,改进操作。
产率与纯度:产品产率是否高,纯度是否符合要求,可优化条件,增加提纯步骤。
原子经济性:反应物原子是否全部进入目标产物,可改进反应,减少副产物。
操作简便性:流程步骤是否繁琐,操作是否复杂,可合并步骤,简化流程。
2.常见改进方向包括:
增加循环利用——将未反应的原料或副产品返回流程重复使用;
增加尾气处理——吸收有毒气体,防止污染;
优化反应条件——降低温度、压力,使用催化剂;
改进除杂方法——选择更有效的除杂试剂或顺序;
减少试剂用量——避免试剂过量造成浪费和污染;
提高自动化程度——减少人工操作,提高效率。
典例·靶向·突破
考向01 原料预处理的常用方法及其目的
例1【新考法——知识迁移与问题解决】(2026·山东日照·一模)MgO在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分,含少量)为原料制备高纯MgO的实验流程如下:
Ⅰ.制备
(1)“浸取”时,加入过量稀硫酸的目的是_________。
(2)“氧化”时发生的反应为。
①反应前后化合价升高的元素是_________。
②为加快反应速率可适当升高温度,但温度不宜过高的原因是_________。
(3)“调节pH”时,溶液中减少的阳离子有_________。
Ⅱ.制备MgO
(4)①传统工艺:在1200℃时分解为和,反应的化学方程式为_________。
现代工艺:。对比两种工艺,现代工艺的优点有_________。
②脱硫:用溶液吸收产生的脱硫时,氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线如图所示,吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是_________。
【变式探究】(2026·安徽滁州·一模)工业上以钛酸亚铁()为主要原料制备金属钛的过程如下图所示,请根据题意回答问题:考向解码
情景归纳:以废旧金属回收或矿石加工为背景,考查原料预处理方法的识别与目的分析。
解题技法:根据操作名称(粉碎/酸浸/灼烧等)判断预处理方法;结合化学原理分析各步骤的目的(如酸浸利用金属活动性差异);关注流程图中箭头方向,判断物质去向。
易错提醒:粉碎、研磨是物理变化,不改变物质化学性质;酸浸≠水浸,酸浸涉及化学反应,水浸仅为溶解;灼烧和煅烧需区分反应条件。
(1)为加快“氯化”速度,通常会将焦炭与钛酸亚铁粉碎,这样操作的目的是_________。
(2)步骤Ⅰ在实际生产中需要考虑的一个环境问题是_________。
(3)请写出步骤Ⅱ的化学反应方程式:_________,该反应属于基本反应类型中的______。
(4)步骤Ⅱ中需要在氩气的氛围中进行反应,原因是_________。
考向02 混合物分离与提纯操作
例2【新视角——基本操作与生产安全】(2026·江苏无锡·一模)用工业废镍材料(含有金属镍及少量Fe、Cu、)回收金属镍(Ni)的一种流程如下。
(1)废镍材料“粉碎”的目的是___________。
(2)“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有:和___________。
(3)“氧化”时发生反应的化学方程式为:,X的化学式是___________,反应需在冰水浴中进行,原因是___________。
(4)“除铁”过程中,生成沉淀,该反应的化学方程式是___________。
(5)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为___________。
考向解码
情景归纳:以粗盐提纯、物质提纯等为背景,考查分离提纯操作名称、目的和注意事项。
解题技法:先判断混合物类型(固体+液体/固体+固体),再选择对应方法;注意除杂试剂的加入顺序和“过量”的意义;区分蒸发结晶与降温结晶的适用对象。
易错提醒:过滤后滤液浑浊的可能原因:滤纸破损、液面高于滤纸边缘、接滤液烧杯不干净;蒸发结晶时不能将溶液完全蒸干;除杂时加入的过量试剂要在后续步骤中除去。
【变式探究】(2026·广西南宁·一模)银铜合金广泛用于航空工业。以下为从废料中回收银并制备铜化工产品的工艺流程图:
已知:①和开始分解的温度约为250℃和80℃,氢氧化铝分解生成和,氢氧化铜分解生成和。
②,易溶于水。
(1)废料熔炼前先“粉碎”,目的是________。
(2)该流程所得的主要产品是________(填化学式)和。
(3)固体B的成分是________和________。
(4)与、发生反应时,加入的稀氢氧化钠溶液应________(填“适量”或“过量”),理由是________。
(5)若银铜合金废料中铜的质量分数为64%,理论上10.0 kg此废料中的铜可完全转化为,至少需要________kg。
考向03 核心反应分析和流程评价
例3【新实践——环保碳中和】(2026·安徽安庆·二模)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,其工艺流程如图所示。
(1)溶液以喷淋方式加入,目的是___________。
(2)在实验室进行操作a的过程中所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________,反应①的基本反应类型是___________。
(3)反应②的化学方程式为___________。
(4)该流程中可循环利用的物质有___________。
考向解码
情景归纳:以物质的变质检验、成分鉴别为背景,考查实验方案的设计与评价。
解题技法:变质检验 = 检验生成物;部分变质检验 = 先除去生成物再检验原物质;鉴别题常利用特征反应(沉淀、气体、颜色);实验方案设计要遵循“取样→操作→现象→结论”的逻辑。
易错提醒:检验Cl⁻时需先加稀硝酸排除CO₃²⁻等干扰;检验CO₃²⁻和SO₄²⁻共存时,应先用Ba(NO₃)₂检验,再用稀硝酸检验沉淀溶解情况;注意试剂不能引入干扰离子(如用BaCl₂检验SO₄²⁻时,Cl⁻会干扰Cl⁻的检验)。
【变式探究】(2026·广东清远·一模)《天工开物》中有我国古代榨油的记载,其流程如图所示。
(1)从分子角度解释榨油过程中闻到油香的原因_______。
(2)炒胡麻用铁质“釜”,利用了铁的_______性;从燃烧条件分析,可减少_______实现“文火”。
(3)胡麻蒸前“碾细”的目的是_______,蒸后用稻草“疾(快)裹”保温,防止胡麻因冷却变硬不利于榨油。
(4)上述流程中,“油”与“枯饼”分离的操作是_______,相当于实验室的_______。(填操作)
(5)“再蒸”、“再榨”的作用是_______。(填操作)
考向04 反应条件的控制与分析
例4【新视角——资源利用与条件控制】(2026·云南文山·一模)苗族蜡染技艺历史悠久,当地以蓼蓝植物为原料,经发酵、打靛等工序制成蓝靛泥,再用于蜡染。其主要制作流程如图:
查阅资料:在发酵处理过程中,微生物分解有机物(如靛苷)会产生有机酸(如醋酸)。
(1)步骤①发酵时,需加入石灰乳调节pH,石灰乳的主要成分是氢氧化钙,请写出氢氧化钙与稀盐酸反应的化学方程式___________。氢氧化钙俗称熟石灰,在农业生产方面它常用于___________。
(2)蓼蓝叶浸泡发酵需控制适宜条件,小组测定不同温度下的发酵液pH变化如表,请分析发酵过程中pH下降的原因是___________。
温度/℃
20
25
30
35
40
初始pH
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
24小时后pH
6.2
5.8
5.2
4.9
5.5
(3)根据数据分析,最适宜的发酵温度范围约为___________。
A. B. C. D.
(4)步骤②“打靛氧化”时,用木棍搅动发酵液,使吲哚酚与空气接触生成靛蓝沉淀,该过程属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(5)步骤③加入酒糟(含碱性物质),目的是___________。
(6)蓝靛泥的靛蓝具有抗菌性,可用于开发天然功能纺织品。与传统化学染料相比,蓝靛蜡染的优点有___________。(多选,填字母)
A.原料可再生,绿色环保 B.染色过程太慢,浪费时间
C.成品具有天然抗菌性,有益健康 D.色牢度高,永远不会褪色
考向解码
情景归纳:以工业制备为背景,考查反应条件(温度、pH、浓度、催化剂等)的控制目的。
解题技法:结合物质性质分析(热稳定性、溶解度、反应速率等);从“加快/减慢反应速率”“提高产率/纯度”“防止副反应”等角度回答;注意条件控制与安全、环保的联系。
易错提醒:温度过低反应慢,温度过高物质可能分解(如H₂O₂、NH₄HCO₃);pH控制不当可能引入新杂质或使目标产物溶解;通入保护气的目的是隔绝空气,防止氧化。
【变式探究】(2026·江苏镇江·模拟预测)Mn3O4是制作电池正极材料的关键原料。
Ⅰ.制备MnSO4溶液
一种以菱锰矿(主要成分为MnCO3,含有少量ZnCO3、FeCO3和SiO2杂质)为原料制备硫酸锰溶液的工艺如图所示。
已知:①SiO2杂质难溶于水且不与酸反应。酸性条件下MnO2能将Fe2+氧化为Fe3+。
②Fe(OH)3具有吸附性。
③已知25℃时不同物质在水溶液中沉淀的pH范围如下表所示。
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Zn(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀的pH
1.9
7.6
5.4
7.3
完全沉淀的pH
3.2
9.6
8.0
9.3
(1)浸出液中的阳离子除了Mn2+、Zn2+以外还有_____(写离子符号)。
(2)调节pH时,当pH为7时Zn2+能完全除去的原因是______。
Ⅱ.制备Mn3O4
锰元素能形成MnO3、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物。常用沉淀氧化法制备较高纯度Mn3O4,其制备流程如图所示:
(3)证明加入的氨水已过量的操作和现象是_______。
(4)“氧化”时的pH(如下左图)、温度对产品中Mn元素质量分数(如下右图)的影响如图所示。
请补充完整由Mn(OH)2浆料制备Mn3O4的实验方案:
取一定量Mn(OH)2浆料,_______,同时不断鼓入空气,反应8小时直至产生大量黑色沉淀,停止反应(说明:实验中须使用氨水)。
(5)若采用直接氧化法,即向反应器中加入MnSO4溶液,一定温度下鼓入空气也可制得Mn3O4。但反应过程中溶液的pH不断下降,产品品质低。
①直接氧化法发生的化学反应方程式为_______。
②该方法制得的产品中 Mn元素质量分数较低,原因是_______。
1.(2026·湖北荆州·一模)黄铜(铜和锌的合金)在古代应用非常广泛,古人用炉甘石(主要成分) 赤铜矿(主要含Cu₂O)和木炭制备黄铜,其生产工艺流程如图所示。
(1)赤铜矿主要成分( )中铜元素的化合价为___________。
(2)“粉碎机”将炉甘石粉碎的目的是___________。
(3)“煅烧炉1”中,发生的反应所属的基本反应类型是___________。
(4)“煅烧炉2”中产生少量CO,原因是___________(用化学方程式表示)。
(5)黄铜与黄金在外观上非常相似,可用___________方法鉴别(写出一种方法即可)。
2.(2026·安徽淮北·一模)某化工厂排放的废液中含有、和,为减少水污染并节约资源,对废水处理的同时回收硫酸锌、金属铁和铜,设计工艺流程如图所示。
(1)操作④中需要用到玻璃棒的原因是_____。
(2)固体a的成分是_____(填化学式),加入过量X,该试剂是_____(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)
(3)首先向废液中加过量,则发生反应的化学方程式是_____。(写一个)
(4)回收的金属铁容易生锈,生活中利用铁生锈服务于生活的实例有_____。
3.(2026·江苏无锡·一模)常用于电子工业,利用废旧电池炭包(含炭和)制备流程如图所示。
已知:碱化过程中的反应为
(1)将炭包在足量的氧气中焙烧,目的是___________。
(2)写出“溶解”过程中的化学方程式___________。
(3)“洗涤”的目的是除去沉淀物表面附着的可溶性杂质。检验是否洗涤干净的方法是向最后一次洗涤液中加入___________溶液,若没有白色沉淀生成,说明已经洗涤干净。
(4)加水“打浆”可加快“氧化”速率,原因是___________。
(5)“氧化”时化合价发生改变的元素是___________(填元素符号)。
4.(2026·新疆·二模)废旧手机、电脑等电子产品中含有金、铜及少量铁、铝等金属,具有极高的回收价值。某工厂采用如下工艺流程回收其中的金和铜,回答下列问题:
(1)“粉碎处理”的目的是________。
(2)“预处理”的过程中会产生,若直接排放会导致________。
(3)“操作1”的名称是________,加入过量稀硫酸的目的是________。
(4)“操作2”中,物质B中加入适量稀硫酸,得到的C溶液,C溶液中含有溶质为________(填物质名称)。
(5)“操作3”发生反应的方程式为________。
(6)回收的金单质可用于制作电子元件的触点,利用了金的________(填一条物理性质)。
5.(2026·江苏南京·一模)利用镍铜矿烧渣(含NiO和少量CuO)制备磁性材料的流程如下。
(1)溶液X应选用________(填字母)。
a.稀硫酸 b.稀盐酸 c.稀硝酸
(2)“除铜”中分离操作用到的玻璃仪器有烧杯、________、_______等。
(3)“除铜”中实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量的原因是________。
(4)已知:焙烧生成镍的氧化物和一种温室气体。
取23.8 g 控制不同温度焙烧,测得固体质量随温度变化如图所示。制备应控制适宜的温度为________(填“360℃”或“620℃”)左右,生成发生反应的化学方程式为________。
6.(2026·山东德州·一模)海水“晒盐”后剩下的“苦卤”也是宝贵的化学资源,其中主要是由氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴等元素组成的盐。利用苦卤生产“国防元素”金属镁的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)“沉淀池”中分离出Mg(OH)2沉淀的操作名称是_____。
(2)“溶解池”中发生反应的化学方程式为_____。
(3)“电解池”中的能量转化形式:电能转化为_____。
(4)生产过程中,将“苦卤”中的MgCl2先转化为Mg(OH)2,再将Mg(OH)2重新转化为MgCl2,其目的是_____(填字母)。
A.提高MgCl2的溶解度 B.富集、提纯MgCl2 C.没有任何价值
7.(2026·湖南永州·一模)某工厂以菱锰矿(主要成分为,含少量、、等杂质)为原料,制备高纯度的工艺流程如图所示:
已知:、和难溶于水。
(1)“酸浸”步骤中加入硫酸的量应为___________(选填“少量”或“过量”)
(2)“操作a”的名称为___________。
(3)“调”步骤中,产生沉淀的化学方程式为:___________。
8.(2026·四川遂宁·一模)皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品,制作流程如图。
资料:1.草木灰(含)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。
回答下列问题。
(1)选料:“过筛”的目的是__________。
(2)调浆:调浆过程,生石灰遇水会变成熟石灰,同时反应__________(填“吸收”或“放出”)热量。发生的复分解反应的化学方程式有__________。
(3)裹泥:裹泥时,不慎皮肤接触料浆,处理方法为__________。
(4)封存:需要“密封”的主要原因是减少水分蒸发和__________。
(5)食用皮蛋时加醋能去除涩味的原因是__________。
9.(2026·广东汕尾·一模)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)。
(1)酸浸
i.“酸浸”过程中,金属镍和铁都会和稀硫酸发生反应,其中,参加反应的Fe与的质量比为_______,加入过量稀硫酸的目的是______________
ii.将废镍材料粉碎成粉末的目的是______,酸浸”后的滤渣主要成分是_____(填化学式),过滤需要用到的全部玻璃仪器有漏斗、_____。
(2)氧化:,则X的化学式是_____。
(3)与纯镍相比,铁镍合金的优点有_____________(写一条即可)。
(4)“除铁”是调节溶液的pH使完全沉淀而不沉淀。则“除铁”的pH范围是___(填字母)。
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
2.7
3.2
7.2
8.7
A. B. C.
10.(2026·福建泉州·一模)某工厂在粗盐的提纯过程中产生大量的“盐泥”[主要成分为和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图。
[信息]氯化钠和硫酸镁固体在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃
0
20
40
60
80
NaCl溶解度/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
溶解度/g
22.0
33.7
44.5
54.6
55.8
(1)NaCl和溶解度相等的温度范围是_______。
(2)80℃时,饱和溶液中溶质的质量分数为_______(列计算式)。
(3)“反应器”中发生中和反应的化学方程式为_______。
(4)“过滤器1”产生的“滤渣”为_______。
(5)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是_______。
(6)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是_______。
11.(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)。
12.(2026·云南玉溪·一模)2025年11月,我国自主建造的福建舰正式入列,福建舰采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,是我国首艘采用常规动力电磁弹射技术的航空母舰。
电磁弹射的材料制备:电磁弹射的核心部件需用到高纯度铜导线,工业上以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制备铜的流程如下。
(1)将黄铜矿粉碎的主要目的是______________。
(2)气体A是形成酸雨的主要气体,请写出精矿砂在空气中焙烧的化学方程式______________。可选用下列试剂中的______________(填字母)吸收气体A。
A.浓硫酸 B.稀硝酸 C. NaOH 溶液 D.石灰浆
电磁弹射的化学原理延伸:电磁弹射利用“电生磁”原理,电能可通过化学反应提供,如铝-海水电池,该电池铝做负极,正极空气中的氧气参与反应,电解质直接用海水。只要更换铝电极,就能继续供电。
(3)铝-海水电池中,铝、氧气和水共同反应生成氢氧化铝,该反应的化学方程式为______________,该反应前后,铝元素的化合价从______________价变为+3价。结合电池的工作原理和特性,推测铝-海水电池作为应急电池的优点______________(任填一条)。
13.(2026·广东东莞·一模)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如下图所示:
(1)铜能被加工成低厚度的超薄铜箔,说明铜具有良好的_______(填物理性质)。
(2)“溶解池”中发生了两个反应使铜溶解:、_______(写化学方程式)。对“溶解池”条件进行调控,结果如下图,则最优的溶解条件范围是_______、_______(填序号)。
A.温度:65~75℃ B.温度:75~85℃ C.溶解pH:0.5~1 D.溶解pH:1~1.5
(3)“电解器”中,发生反应的化学方程式为,则X的化学式为_______。
(4)“电解器”中,产生的酸性废液需加入_______处理达标再排放,有同学提出该酸性废液可回收溶质加到_______(选填“溶解池”或“过滤器”)。
(5)铜器保存不当会生锈,在潮湿空气中,铜与、_______反应生成铜锈。
14.(2026·广东清远·模拟预测)我国研究人员设计了一种从铜冶炼中的烟尘(主要含S、CuSO4及ZnSO4等)高效回收铜和锌的绿色工艺,部分流程如题图。
已知:CuSO4、ZnSO4和CuO的分解温度分别为560℃、680℃和1100℃。
(1)焙烧中存在的反应2CuSO42CuO+2X↑+O2↑,则X为_____。设计焙烧温度为600℃,理由为_____。
(2)“水浸”中,为加快固体的溶解速率,可采取的措施是_____(写一种)。分离ZnSO4溶液和浸渣的实验操作名称是______。
(3)制酸系统中,SO3和H2O反应生成H2SO4,该反应属于______(填基本反应类型)。“酸浸”目的是_____。
(4)该流程中从CuSO4溶液中得到Cu的原理为______(用化学方程式表示)。
(5)该工艺被称为“绿色工艺”,请简述理由:_____(写一条)。
15.(2026·广东珠海·一模)科学家研发的“液态阳光甲醇合成示范项目”的工艺流程如图1所示。
(1)捕捉室中常将NaOH溶液喷成雾状,其目的是________。反应室中发生反应的基本反应类型是________。
(2)太阳能属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源,在一定条件下合成装置中发生反应的化学方程式为________。
(3)该流程中可循环利用的物质是______(写一种,填化学式)。
(4)控制其他条件不变,测定合成装置中温度对CO2转化率和甲醇产率的影响,其结果如图2所示,分析图2,可得出的结论是_______。理论上电解装置消耗的水中的氢元素质量_____(填“>”“=”或“<”)合成装置生成的甲醇中的氢元素质量。
(5)从可持续发展的角度分析,该项目具有的优点是________。
16.(2026·广东清远·一模)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、等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“苦卤”属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)已知过滤槽中所得滤液,则滤液中含有的阴离子有:___________。
(3)写出中和池中反应的化学方程式:___________。
(4)上述获取金属镁的整个流程中,涉及到的化学反应的基本类型共有___________种。
(5)该流程中循环使用的物质是___________。
(6)镁用于火箭、飞机等领域,体现了镁的哪些物理性质?___________(答一点)。
17.(2026·安徽池州·一模)硫酸锌可制备各种含锌材料,在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图所示。(二氧化硅难溶于水,也不与稀硫酸反应)
回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的是_______。
(2)“酸浸”中观察到的现象:固体部分溶解,_______。
(3)滤液1中含有的阳离子是H+、Zn2+和_______(填离子符号)。
(4)“转化”中加入足量锌粉,反应的化学方程式有Zn+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4和_______(写一个即可)。
(5)下列说法正确的是_______(填字母序号)。
A.在“转化”中加入锌粉,若无气泡冒出,说明锌粉已足量
B.滤渣甲、乙均能与稀硫酸反应产生气体
C.滤液2的质量一定比滤液1的质量大
18.(2026·福建三明·一模)春晚机器人秧歌表演,不仅是一场视觉盛宴,更是科技与文化融合的体现,同时也引发了我们对机器人技术,尤其是电池技术发展的深入思考。磷酸铁锂电池作为一种高性能动力电池,具有循环寿命长、稳定性好、使用成本低等特点,能保证机器人稳定运行。
碳酸锂是制备锂电池正极材料的重要原料,工业上可通过湿法回收废旧磷酸铁锂电池来制备,其主要工艺流程如图1所示:
(1)“破碎”:①“酸浸”前,材料需进行“破碎”,目的是________。
②为回收铜、铝、碳渣等材料,“破碎”时宜在氮气氛围中进行,原因是_______。
“酸浸”:“酸浸”采用“过氧化氢+硫酸”浸出体系,在外加电场作用下使锂离子脱出,选择性回收锂。
(2)“沉淀”:①“沉淀”后操作Ⅰ的名称为_______。
②通过“蒸发浓缩”得到硫酸锂溶液,加入饱和碳酸钠溶液发生反应后得到碳酸锂和含硫酸钠的废液,写出该反应的化学方程式________。
(3)火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属,与火法对比,湿法回收的优点是_______(写一点)。
19.(2026·甘肃临夏·一模)超微细轻质碳酸钙可显著提高涂料的附着力、耐沾污性等,临夏州地处黄河上游,石灰石储量大、品位高、用途广,为超微细轻质碳酸钙规模化生产提供原料基础。某品牌超微细轻质碳酸钙的生产工艺流程如图所示,分析制备过程,回答下列问题。
(1)以煤炭作为燃料,石灰石粉碎后在煅烧炉中发生反应的化学方程式为______。
(2)反应釜中将生石灰和水从上口加入,二氧化碳从下口加入的目的是______;发生反应时,反应釜内温度会逐渐升高,原因是_______。
(3)上述流程中,用于分离提纯的设备是过滤器,若在实验室中进行该项操作,但在实验操作中发现得到的滤液依然浑浊,原因可能是______(写一种即可)。
(4)干燥器中发生变化的微观解释:_______。
(5)在此工艺流程中,若投入原料石灰石的质量为m1,获得产品的质量为m2,则m1______(填“>”“<”或“=”)m2。
(6)为进一步降低碳排放,请你提出一条合理的建议:________。
20.(2026·山东济宁·一模)某化学兴趣小组利用工业废镍材料(含有金属镍及少量Fe,Cu、)回收金属镍(Ni),设计流程如下图所示(部分产物略去)。回答下列问题:
【查阅资料】“除铁”过程中,可以通过调节溶液pH,使溶液中的硫酸铁生成沉淀,而硫酸镍不生成沉淀。
(1)“酸浸”过程中Ni与稀硫酸反应的化学方程式是________________,“酸浸”过程后得到的滤液中一定含有的阳离子是________;
(2)“转化”过程中,的作用是________________;
(3)“置换”过程中,铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍________________。
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原料的粉碎(增大反应物的接触面积,使反应更快速、更充分、更完全)
原料的除杂(如:焙烧、酸浸等)
原料的初步转化(为核心反应提供的反应物)
原料预处理阶段
酸浸
(加热)
稍过量X
操作①
滤渣
研细
废渣
滤液
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