内容正文:
专题六
工艺流程题(含设备流程类)(6年6考)
命题分析
1.
命题趋势:多以工艺流程图和图表形式进行考查,2025年与2024年均是以设备图形式展示实际工业生
产的流程,考查对工艺的整体理解。
2.命题特点:(1)综合性强,既考查化学基础知识,又考查解决实际问题的能力;(2)情境新颖,应用性
和创新性较强;(3)信息量较大,会涉及实际生产和现代科技的新知识。
3.
素养要求:化学观念、科学思维、科学态度与责任。
模型建构
一、工艺流程的一般路线图
原料预处理
除杂、净化
产品分离提纯>
原料
核心
化学反应
所需产品
原料循环使用
排放物的无害
→喜登有韩地来高股气、
化处理
目的是节约成本、保护环境(如副产品循环)
二、工艺流程题中的常见考点
1.对原料进行预处理的方法及其目的:
(1)粉碎(研磨):增大反应物的接触面积,加快反应或溶解速率。
(2)灼烧(煅烧):使固体在高温下分解或使杂质在高温下氧化、分解等。
(3)搅拌:加快反应或溶解速率。
(4)酸浸:溶解金属、金属氧化物、难溶性碱或碳酸盐等。
(5)水溶:使固体溶解。
对点练①工业上用某种石英砂矿石(主要成分Si0,含少量Cu0、Na,C0,)制备硅酸钠
(Na2Si0,)的部分流程如下:
酸
SiO,
Na,SiO
浸
晶体
SiO2、
研
水
英砂
浸
Cuo
浸出液B
(含CuCl2
HCI)
石
→浸出液A
(1)石英砂矿石研磨的目的是
(2)流程上“水浸”的目的是分离出
“酸浸”的目的是
2.生产过程中的常见操作:
溶液/滤液
晶体/固体
结晶
固体/溶液
加试剂
过滤
固体/滤渣/沉淀(难溶于水)
LZAZK 187 HX
对点练2现有工厂丢弃的废铜屑(铜屑表面呈绿色,其中混有少量生锈铁屑)。课外活动小组
同学欲利用其制取胆矾,他们设计了下面的两种制取流程。已知Cu+Fe,(S04)3一
2FeS0,+CuS04。请回答:
过量
溶液A
过量浓硫
稀硫酸
酸、加热
→S0
废铜屑
操作①
方法I
硫酸铜溶液
固体B
胆矾
操作②
过量稀硫酸、通
入空气、加热
方法Ⅱ
(1)操作①的名称是
所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和
(2)操作②的实验步骤为
降温结晶。实验室在进行操作②时,玻璃棒的作
用是
3.判断可回收利用或循环利用的物质:
(1)回收利用:除主产物以外的副产物。
(2)循环利用:某一步的产物可作为前面某一步的反应物(如图物质A、B)。
物质A
物质B
物质B
其他产物
对点练3我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术,其部分工艺流程如图所示。
HO
CO,H,O
液态燃料甲醇
(CH,OH)
太阳能电池板电解器
合成器
(1)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为
能。
(2)工艺流程中可循环利用的物质是
(3)该项技术的意义是
4.陌生化学方程式的书写:
(1)找反应物与生成物:箭头进入的是反应物,出去的是生成物。
(2)查漏补缺:若无法配平,需考虑溶液中的水或空气中的成分是否参与反应。
对点练4某工厂用提取粗盐后的盐卤(含MgCl2、NaCl等)制备金属镁,主要流程如下图。
盐酸
石灰浆
盐卤
Mg(OH)
溶
-Mg
沉淀池
反应器
干燥塔
电解槽
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为
(2)反应器中一定会发生反应的化学方程式为
(3)无水MgCL,在熔融状态下,通电后会产生镁和氯气,反应的化学方程式为
该反应属于
(填基本反应类型)。
LZAZK 188 HX
5.控制反应条件的目的:
(1)控制温度:防止某物质因温度过高而分解或挥发。
(2)调节pH:除去杂质(或防止某反应发生)。
(3)通入保护气(或无水、无氧等):隔绝空气(或水、氧气等),防止消耗反应物、生成物
(或防止爆炸)。
对点练⑤医用二水合氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等,以某碳酸钙样品(含少量A13+、
F3+等杂质)生产医用二水合氯化钙的工艺流程如图所示:(已知二水合氯化钙在温度超
过160℃时分解为氯化钙和水)
盐酸
氢氧化钙
盐酸
碳酸钙样品一
溶解→除杂→过滤→酸化
蒸发、结晶(160℃)
滤渣
Cac1·2H,O
查阅资料得知氢氧化物沉淀及溶解时的pH如下表所示
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
开始沉淀时的pH
2.3
3.5
开始溶解:12
完全沉淀时的pH
3.2
4.6
完全溶解:13
(1)除杂操作是加入稍过量的氢氧化钙,调节溶液的pH使A3+、F3+全部转化为沉淀,
此时应该控制溶液的pH(x)范围是
(2)酸化时加盐酸的主要目的是
(3)蒸发结晶时,必须控制温度低于160℃的原因是
真题特训
类型1物质的制备类
1.【设备流程类】【(2025广东)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍合金
器件的主要工序如图。
原料
模具
成型件
金属
石蜡
to
氨气
产品
加热至80C
注射
成型
除蜡
烧结
渗碳
图1
4
80.9
0.6
1065℃
+C0
0.3
0℃
925
纯镍粉Ni(CO)粗镍粉
00.51.01.52.0
a区
b区
渗层深度/mm
图2
图3
LZAZK 189 HX
(1)原料制备
①制铁粉:3H2+Fe,0,
80℃2Fe+3X,则X为
,
参加反应的H,与Fe,O,的质
量比为
②制纯镍粉:Ni+4C060SN(C0).(气态)20℃Ni+4C0,示意图如图2,则温度较高
的是
(填“a”或“b”)区。
③将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合,制成原料颗粒。
(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是
与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有
(写一条)。
(4)渗碳:通过渗碳技术可优化产品性能。对比图3中不同温度下含碳量随渗层深度变化的
曲线,可得出的结论是
(写一条)。
某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量(质量分数)为0.6%的要求,图中
三个温度中最适合的是
℃。
2.【设备流程类】(2024广东)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
艺的主要工序如图1所示。
硫酸
空气
卷出铜箔
铜箔
硫酸
铜原料
转动
出产品
CuSo
溶液
溶铜
操作1
制箔
酸洗
水洗
抗氧化
图1
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是
(2)“溶铜”中,存在Cu与02生成Cu0的反应,该反应属于
(填基本反应类
型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式为20uS0,+2H,0电解2Cu+0,↑+2X,X的化学式为
物质X可用于
和
工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于
0一抗拉强度
360
一延伸率
13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在
(填字
14.0
13.58
母序号)内。
350
13.0
12.5
a.45~49℃
b.50~52℃
340
12.0
c.53~55℃
d.56~60℃
330
J11.5
40
455055
60
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方
温度/℃
图2
程式为
LZAZK 190 HX
3.(2025成都)成都盛产蛇纹石,利用蛇纹石生产氢氧化镁的工艺如图。
过量稀硫酸氢氧化钠溶液过量氢氧化钠溶液
调pH
蛇纹石粉碎酸浸
碱洗
沉镁
洗涤、氢氧化钱
滤渣1
滤渣2
【资料信息】a.蛇纹石的主要成分为Mg0和Si02,含少量Fe,0,、Al20,等。b.Si02难溶于
水,不与稀硫酸反应。c.部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表。
金属离子
Fe3+
Al3
Mg"
开始沉淀的pH
2.3
3.5
9.4
沉淀完全的pH
3.2
4.6
12.4
(1)“粉碎”的目的是
(2)“酸浸”后,滤液中阳离子有Mg2+和
(填符号),滤渣1的主要成分是
o
(3)“碱洗”时,适宜的pH范围为
(4)“沉镁”的化学方程式为
(5)“洗涤”时,证明氢氧化镁已洗净的方法是
4.(2021广东)牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂,利用石灰石(杂质不溶于水和酸)制备纯净碳
酸钙的一种方法如图所示。
C0,
高温
溶液C
碳酸钙固体
石灰石
①
固体A
②
操作「
溶液B
氯化钠溶液
稀盐酸
不溶物
(1)反应①的化学方程式为
操作I的名称是
(2)反应②的化学方程式为
该反应属于
(填基本反应类型)。
(3)该方法中,用稀硫酸代替稀盐酸对制备碳酸钙是否有影响?判断并简述理由:
(4)大气中C02含量不断上升,会导致
。
我国在联合国大会上提出:努力
争取在2060年前实现“碳中和”。请提出一条实现“碳中和”的措施:
LZAZK 191 HX
类型2
物质的分离提纯类
5.(2024广州)碳酸锂(Li,C0,)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水
(含有NaCl、LiCl、Li,S04和MgCl2)制备Li,C0,的工艺流程如图1所示:
Ca(OH)2
Na,C0,溶液
盐酸
盐湖卤水一除滤液除杂-过海滤液2一调山一操作INaC1固体
浓缩后的
滤渣
CaCO.
饱和Na,CO溶液
Li,C0,固体←沉锂滤液3
滤液4
图1
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除L外,还有
(填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaS04外,还有
(3)“除杂2”中加入Na,C0,溶液的目的是
(4)“滤液2”显
(填“酸”“中”或“碱”)性。
120
LiCl
(5)结合图2分析:
6o100
y
80
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为
60
约
40
NaCl
20
LiOH
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的
0
20406080100
NaCl固体中可能含有LiOH,原因是
温度/℃
图2
(6)“滤液3”一定是
(填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为
6.【设备流程类】(2025兰州)碱式碳酸铜用来做颜料、制造烟火。从孔雀石中提纯该物质的流
程如图所示。
孔雀石
过量稀硫酸
滤渣
足量Na,CO,溶液
CO.
洗涤
Cu,(OH).CO
粉碎机
酸浸
过滤池
Na,SO,溶液
烘干池
沉淀池
【资料链接】①孔雀石的主要成分碱式碳酸铜[Cu2(0H)2C03]能与稀硫酸反应,生成硫酸铜
和两种常见的氧化物。假设孔雀石中其他物质不溶于水,也不与酸反应。②碱式碳酸铜加热
到220℃会分解成其他物质。
(1)“粉碎机”粉碎孔雀石的目的是
(2)“酸浸”过程中的化学方程式为
(3)“沉淀池”中发生的反应为2CuS0,+2Na2C03+X=Cu2(0H)2C03↓+2Na2S04+C02↑,
其中X为
(填化学式)。
LZAZK 192 HX
(4)在“烘干池”中为了不影响产率,此操作中应注意
类型3物质的回收利用类
7.(2025广安)2025年,中国经济新动能澎湃发展,我国制造业向着高质量发展的航道稳健前
行。制造业中的芯片用到的高纯度硅,可用石英砂(主要成分:Si02,含少量AL,0、Fz0,、
其他杂质)为原料制得,制备过程中还可以回收金属铝和铁。其工艺流程如图:
过量稀盐酸
焦炭
H,
粉碎
酸浸
[提滤法高温还原瓶难08平sHC1商五,[运恩一高地难
一系列操作
滤液→
Al、Fe
HCI
已知:①Si02不溶于水,且不与酸反应;
②Si+3HC1300℃-SiHCI,+H,;
③其他杂质不溶于水也不参与反应。
回答下列问题:
(1)AL,0,中铝元素的化合价为
(2)在实验室中“操作1”的名称为
(3)“酸浸”步骤中发生的反应属于
(填基本反应类型)反应。
(4)写出焦炭与Si0,在高温条件下反应生成Si和C0的化学方程式:
(5)该工艺流程中,可循环利用的物质:
(填化学式)。
8.热电厂燃烧煤产生含有大量$0,的烟气,某石膏板企业采用“碱一石灰”的方法使烟气脱硫,
再生产石膏。其主要生产流程如图所示。
(提示:①S0,与C0,的某些化学性质相似;②CaS0,难溶于水)
烧碱溶液。
熟石灰
氧气
操作a
S02
吸收塔
Na,SO
制碱釜
CaSO.
氧化塔
CaS04·2H,O
(1)在实验室中,操作a使用的玻璃仪器有烧杯和
(2)吸收塔内发生反应的化学方程式是
(3)流程中,可以循环利用的物质是
(填化学式)。
(4)理论上只需不断加入
(填化学式),便可持续实现烟气的脱硫处理。
(5)氧化塔中,反应前后化合价升高的元素是
LZAZK 193 HX(5)酸
Mg(OH)Cl△Mg0+HCl↑
8.(1)残留的盐
(2)pH试纸碱
(3)Na,S04产生气泡
BaCl,+Na,CO=BaCO+
2NaCl产生白色沉淀
(4)ad
9.(1)NaHC03和Na2C03
(2)Na,CO+CaCl,=CaCO
+2NaCl
(3)NaHC0384%偏小
(4)3
(5)碳酸氢钠与稀盐酸反应产
生的气体比碳酸钠的多
(6)能与酸反应、受热易分解
专题六工艺流程题(含设备流程类)
(6年6考)
1.(1)增大反应物的接触面积,加
快反应或溶解速率
(2)Na2C03除去Cu0
2.(1)过滤漏斗
(2)蒸发浓缩搅拌,防止因局
部温度过高造成液滴飞溅
3.(1)电
(2)H0(或水)
(3)有利于实现碳中和(合理即可)
4.(1)MgCl2+Ca(0H)2=
Mg(OH)2↓+CaCl2
(2)Mg(OH),+2HCI =MgCl,
+2H20
(3)MeC,(熔融)通电Mg+C,↑
分解反应
5.(1)4.6<x<12(或4.6~12)
(2)除去过量的氢氧化钙
(3)防止二水合氯化钙分解(或
防止产物分解)
真题特训
1.(1)①H,03:80②a
(2)搅拌(合理即可)
(3)防止铁、镍在高温下与氧气
发生氧化反应硬度大(合理
即可)》
(4)在相同渗层深度时,温度越
高,含碳量越高1000
2.(1)增大反应物之间的接触面
积,使反应更快、更充分
(2)化合反应过滤
(3)H,S04溶铜酸洗
(4)c
(5)H2S04+Ca(0H)2
CaS04+2H20
3.(1)增大反应物间的接触面积,
使反应更充分
(2)H、Fe3+、A13+Si0,
(3)4.6≤pH<9.4
(4)MgSO 2NaOH
Mg(OH)2↓+Na2S0.
(5)取少量最后一次洗涤液于
试管中,滴人氯化钡溶液和无
色酚酞溶液,无明显变化,说明
已洗净
4.(1)CaC0,高温
Ca0+C02↑
过滤
(2)CaCl,+Na,CO =CaCO
+2NaCl复分解反应
(3)有影响,会使碳酸钙产率下
降;因为反应生成的硫酸钙是
微溶物,会使部分钙离子进人
不溶物而被除去,使溶液B中
钙离子减少
(4)温室效应加剧植树造林
(或低碳出行等合理即可)
5.(1)Na*Mg2+
(2)Mg(OH)2
(3)除去多余的Ca(OH)2
(4)碱
(5)①蒸发结晶、趁热过滤
②氢氧化钠与氯化锂反应产生
氢氧化锂沉淀
化学·中考15LZA课堂本参
(6)NaCI
(7)2LiCl+Na,CO3=Li2CO3
+2NaCl
6.(1)增大反应物的接触面积,加
快反应速率
(2)Cu2(0H)2C03+2H2S0
—2CuS04+C02↑+3H20
(3)H20
(4)温度低于220℃
7.(1)+3
(2)过滤
(3)复分解
(4)2C+Si02
高温si+2C0↑
(5)HCl、H2
8.(1)漏斗、玻璃棒
(2)S02+2Na0H=Na2S03+
H,0
(3)NaOH
(4)Ca(0H)2
(5)S
专题七
综合计算题(6年6考)
1.(1)解:设理论上至少需消耗
C02的质量为x。
催化剂
C02+3H2
CH,OH+H2O
44
32
48t
44x
3248t
x=66t
答:理论上至少需消耗C02的
质量为66t。
(2)56
2.(1)8.0
(2)H202的溶质质量分数越
大,分解速率越快
(3)解:参与反应的过氧化氢质
量=10mL×1.0g/mL×3.4%=
0.34g。
设生成氧气的质量为x。
MnO,
2H20222H20+02↑
2×34
32
0.34g
答策