内容正文:
专题四」
工艺流程题
思维模型
目的:为核心反应做准备,
循环使用
利用
使反应充分进行
副产品
原料
预处理
核心反应
产品处理
方法:研磨粉碎、溶解、高温
方法:
煅烧、酸浸、碱浸等
根据反应原理、条
过滤、结晶、蒸馏等
件控制反应的进行
解题指导
判断。
(2)加入某试剂的作用:多为除去某过量物质
1.流程中涉及的主要操作
或反应的副产物。
(1)粉碎或研磨:目的是
4.通入稀有气体(氩气)或氨气的作用:稀有气
体、氮气等的性质稳定,可以用作保护气,隔
(2)搅拌:目的是
绝空气,防止生成物被氧化。
(3)水浸:目的是通过加水,使可溶物溶解,与
5.陌生化学方程式的书写:根据箭头方向,箭头
不溶物分离。
进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产
(4)溶解
物和副产物)。若从已知信息中找到的反应
固体操作
→液体(或固体和液体的混合物)
物和生成物不满足质量守恒定律,可在反应
(5)过滤
物或生成物中加入水,然后进行配平,还应注
固液
操作②
固体/滤渣/沉淀
意反应条件的有关信息;若在空气中煅烧或
混合物
通入空气,则还需考虑空气中的氧气是否参
溶液/滤液
与反应。
(6)结晶(蒸发结晶或冷却结晶)
6.物质成分的分析(物质化学式的推断或书写)
溶液/滤液
操作③,晶体/固困
(1)判断所加的试剂:从加人试剂的目的、反
2.流程中反应条件的控制
应的产物入手进行分析。但一定要考虑是否
(1)调节pH的目的:使反应发生或避免某反
会引入新的杂质或杂质离子。
应的发生。
(2)判断物质成分:从上一步操作中反应物可
(2)控制温度的目的:防止某种物质温度过高
能发生的反应或题干所给信息人手进行分
时分解。
析,同时需注意所加试剂是否过量。
(3)加入过量试剂的目的
7.可循环利用的物质的判断
①完全除去某物质(非目标产物);
物质A
②使某物质完全转化为目标产物。
3.判断试剂的选择或加入某试剂的目的
图1
(1)加入试剂的选择:从所得反应的产物分析
217
物质B
反应一H0
CO(NH2)2
→物质B
①
其他产物
H
反应③
图2
反应②
N
NH
C02
(1)可逆线表示可循环利用的物质。图1中,
A.理论上,反应②中合成3.4tNH,需要
物质A为可循环利用的物质。
0.6tH,
(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。
B.理论上,反应③中参加反应的NH3和CO2
的质量比为17:22
图2中,物质B为可循环利用的物质。
C.该转化流程中,H,0可循环利用,无需额外
8.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
补充
物质,应注意做好防护措施,如通风和远离火
D.该转化流程中,分子总数减少
源:尽量选用较温和的反应条件,避免高温和
3.(2025·遂宁)氧化铁红(Fe203)是常见的含
铁颜料。工业上可利用硫酸亚铁、氨水、空气
高压等复杂条件。
等物质制取氧化铁红,主要流程如图所示:
(2)环保性:是否符合“绿色化学”理念,环
空气氨水
保、低碳方案优先。
硫酸亚
氧化
(3)经济实用性:应遵循原料廉价易得、反应
铁溶液
合成
操作a
FeOOH-
铁红
能耗低、产率或原料的利用率高等原则。
溶液
专题精练
已知:“合成”时发生的主要反应为4FeS0,+
0,+6H,05℃4Fe00H↓+4H,S0,;氨水溶液
类型1生产、制备流程
呈碱性。
1.(2025·连云港)工业上生产CaCl2·2H,0的
(1)FeS04中铁元素的化合价为
主要流程示意图如图所示。下列说法正确的
(2)“操作a”的名称是
是
(3)“合成”过程中不断加人氨水,溶液的pH
石灰石
稀盐酸
仍然保持基本不变的原因是
(4)若向硫酸亚铁溶液中加入一定量的锌和
过滤器
粉碎机
器
铜,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,
反应器
塞发,CaCL,2H,0
则滤渣中一定有的固体是
A.石灰石的主要成分是Ca(OH)2
4.(2025·成都)成都盛产蛇纹石,利用蛇纹石
B.粉碎可以增大反应物间的接触面积
生产氢氧化镁的工艺如图。
C.反应器中加入的稀盐酸可用稀硫酸代替
过量
氢氧化
钠容液
过量氢氧
稀硫酸
钠溶液
D.流程中用于分离提纯的设备有搅拌器和过
蛇纹粉碎酸浸
I调pH
滤器
石
一→碱洗
→沉镁洗涤氢氧
化镁
2.(2025·云南)捕集C02合成尿素[C0(NH2)2],
滤渣1
滤渣2
可实现C0,的资源化利用,转化流程如图所
【资料信息】
示。下列说法不正确的是
(
a.蛇纹石的主要成分为Mg0和SiO2,含少量
218
Fe203、A1203等。
⊙9100r
b.S0,难溶于水,不与稀硫酸反应。
98
·除铜率
·除镉率
c.部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范
围如下表。
1.01.21.41.61.82.02.22.4
锌粉用量/倍
金属离子
Fe
A]3+
Mg2
(4)水热合成后,“反应器2”中的混合物经
开始沉淀的pH
2.3
3.5
9.4
(填操作名称)、洗涤、干燥得到产品。
沉淀完全的pH
3.2
4.6
12.4
6.(2025·湖南)以白云石(主要成分为MgC03
(1)“粉碎”的目的是
和CaC03)为原料制备Mg(OH)2的主要流程
(2)“酸浸”后,滤液中阳离子有Mg2+和
如图1所示(部分产物略去),回答下列问题。
(填化学符号,下同),滤渣1的主
白云石
①水
要成分是
②氯化镁
(3)“碱洗”时,适宜的pH范围为
MgO
(4)“沉镁”的化学方程式为
煅烧窑
Mg(OH).
CaCl,
反应器
Mg(OH)
(5)“洗涤”时,证明氢氧化镁已洗净的方法
A
分离器
是
0
图1
5.(2025·安徽)纳米氧化锌是一种新型高功能
85
材料。工业上利用锌浸出液(主要含ZnS04、
80
CuS0,和CdSO,等)通过水热法制备纳米氧
75
化锌,主要流程示意图如下:
70
锌粉
NaOH溶液
65
锌浸
ZnSO,
洗涤
9409609801000
出液
溶液
煅烧温度/℃
图2
滤液
(1)为使白云石反应更充分,煅烧前可对白云
反应器1过滤器
反应器2
干燥器
石采取的措施是
0
已知:金属活动性顺序为Zn>Cd(镉)>Cu。
(2)Mg(OH)2产品的纯度受煅烧窑中煅烧温
回答下列问题:
度的影响,Mg(OH)2纯度与煅烧温度的关系
(1)锌浸出液需先加酸调节pH,适宜加入的
如图2所示,煅烧白云石的最佳温度是
酸是
(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。
℃。
(2)锌粉除铜、镉比锌粒效果好的原因是
(3)反应器中和Ca0发生化合反应的化学方
除铜反应的化学方程式
程式是
为
7.(2025·山东)我国的铜矿产资源比较丰富,
(3)锌粉除铜、镉的实验结果如图所示。增加
需要根据矿石种类的不同选用适当的方法
锌粉用量,铜的去除率不变,镉的去除率上升
冶炼。
的原因是
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时
期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的
219
可溶性铜盐(如CuCL,)。铁与氯化铜溶液反
粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质
应的化学方程式为
量比进行实验。效果不佳。
(2)蓝铜矿的主要成分Cu2(0H)2(C03)2可
②为获得最佳实验效果,控制C与Cu0的总
溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石,再电解
质量一定,按不同质量比进行实验所得反应
浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形
后物质状态如表,由实验知C和CuO质量比
式为
0
为1:10时实验效果最佳,判断依据是
(3)黄铜矿的主要成分为CuFeS2,其冶炼过
利用数据分析其原因可能
程大致如下:
是
精矿
冰铜沙子一→液铜
反应后物质状态
C与CuO
(“√”代表有,“×”代表无)
的质量比
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
沸腾炉
反射炉
1:9
转炉
少量
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高
1:10
V
几乎无
沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用
1:11
很少
率,需预先对矿石进行的操作为
1:12
少量
②沸腾炉中,发生反应2 CuFeS,+0,高温2FeS
1:13
×
较多
+Cu,S+X,X的化学式为
0
类型2回收利用流程
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,
8.(2025·广西)废旧电池的回收利用可有效避
Cu,S和FS熔融生成的“冰铜”沉于下层。
免环境污染和资源浪费。从废锌镍电池负极
Cu,S中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化
片(主要成分为Zn0、Zn、铜网等)中回收Zn0
合价为
的一种流程如图所示。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,Cu,S在高
酸
铜网
拆
→铜网
温条件下发生的反应过程如下:
负
(附有粉末)
解
极
酸
过烘
固体粉末
容
mC适量Na,CO,滤干
溶液,沉锌洗煅Zn0
SO,*
Cu,O
SO
涤烧
判断生成的气体能否直接排放并说明原因:
回答下列问题:
;Cu,0→Cu的化学方
(1)“酸溶”前,将负极片变成固体粉末的目
程式为
的是
(4)兴趣小组利用如图装置(夹
(2)铜块能制成铜网是利用了铜的
持装置已略去)对我国古代“竖
(填“延展性”或“导热性”)。
C和CuO
炉炼铜”进行模拟实验,实验原
(3)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的
挡风罩
理为C+20u0商温2Cu+C0,↑。
是
0
(4)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是
①依据上述化学方程式计算C与Cu0的质
Na2C03+ZnCl2=ZnC03↓+2NaCl,该反应
量比为
(填最简整数比),烘干CuO
属于
(填字母)。
220
A.化合反应
B.分解反应
(1)氧化钙的化学式为
C.置换反应
D.复分解反应
(2)将废渣粉碎为细小颗粒的目的是
(5)若过滤后未洗涤沉淀,沉淀表面会附着杂
0
质,杂质的主要成分是
(3)步骤②中过滤时玻璃棒的作用是
(6)铜的金属活动性比锌的
(填“强”
(4)步骤③中反应的化学方程式为
或“弱”),结合流程说明依据:
(写一个即可)。
0
(5)以相同质量的废渣为原料,仅将步骤②
9.(2025·德阳)海水“晒盐”后剩下的“苦卤”
中的石灰水换为氢氧化钠溶液,会使产品的
也是宝贵的化学资源,其中主要是由氯、钠、
产量
(填“提高”“不变”或“降低”)。
镁、硫、钙、钾、溴等元素组成的盐。利用苦卤
11.(2025·烟台)某化学兴趣小组利用工业废
生产“国防元素”金属镁的工艺流程如下:
镍材料(含有金属镍及少量Fe、Cu、Fez03)
HCI
熟石灰
盐酸◆溶于水
燃烧室一H
回收金属镍(N),设计流程如图所示(部分
产物略去)。回答下列问题:
MgCl
沉淀池M⊙D溶解池
→电解池→Mg
过量
NaOH稀溶液
适量
稀硫酸
H,O,
(调节pD
铁粉
溶液
废液
H,O
废镍酸、滤
材料浸液
转化除铁→滤液→
换镍
回答下列问题:
T(含Ni2+、Fe2+→fe)
滤渣,Fe2
Fe(OH),
(1)“沉淀池”中分离出Mg(OH)2沉淀的操
等离子)
作名称是
【查阅资料】
(2)“溶解池”中发生反应的化学方程式为
①“转化”过程中发生的反应:2FS04+
H2S04+H202=Fe2(S04)3+2H20;
(3)生产过程中,将“苦卤”中的MgCL2先转
②“除铁”过程中,可以通过调节溶液pH,使
化为Mg(OH)2,再将Mg(OH)2重新转化为
溶液中的硫酸铁生成Fe(OH)3沉淀,而硫
MgCL2,其目的是
(填字母)。
酸镍不生成沉淀。
A.富集MgCl2
B.提纯MgCl2
(1)“酸浸”过程中Ni与稀硫酸反应的化学
C.没有任何价值
方程式是
10.(2025·河北)高纯氧化钙是一种重要的化
此反应的基本反应类型是
工原料。如图所示为小组同学以某工厂废
酸浸后,滤渣的成分是
渣(主要成分为CaC03,含少量Fe,03和
(2)“除铁”过程中,生成F(OH)3沉淀,该
MgC03)为原料,在实验室制备高纯氧化钙
反应的化学方程式是
的实验方案。
(3)“置换”过程中,生成镍的化学方程式是
过量石灰水
7骤滤渣
步骤产
铁粉能置换
粉碎步
②
步
④
的废渣骤
滤液
Cacol
液
1骤
高温
J③
气
出镍,说明铁的金属活动性比镍
过量
①
过量
滤液·
体
12.(2025·云南)绘画是中华优秀传统文化的
稀盐酸
Na,CO,
溶液
重要组成部分,许多绘画作品的背后都蕴含
请回答下列问题:
着现代化学的智慧。
221
现代绘画的红色颜料已很少使用赭石,而是
硅,可用石英砂(主要成分为Si02,含少量
通过化学方法制备Fe,03。例如可用废铁丝
Al203、Fe203、其他杂质)为原料制得,制备
(主要含铁和少量氧化铁,其余杂质不参与
过程中还可以回收金属铝和铁。其工艺流
反应)制得,其工艺流程如图所示。
程如图:
过量
过量
焦炭
稀盐酸
稀盐酸
多步反应
过
高
高
-Fe(OH):
奚粉应,釋婆温扇相300C
丝
莎碎浸门T渣原硅HC
原
1
滤渣
滤液
滤液二系列操作
Al、Fe
HCI
(1)“酸浸”过程中,可加快化学反应速率的
已知:①Si02不溶于水,且不与酸反应;
方法有
(任填一种)。
②Si+3HCl300℃
-SiHCl,+H2↑;
(2)“酸浸”过程中,加入过量稀盐酸的目的
③其他杂质不溶于水,也不参与反应。
是
0
回答下列问题:
(3)Fe(OH)3高温焙烧得到两种氧化物,化
(1)A1,03中铝元素的化合价为
学方程式为
(2)在实验室中“操作1”的名称为
(4)流程中的两次过滤均不能省略,其中
(3)“酸浸”步骤中发生的反应属于
“过滤1”不能省略的原因是
(填基本反应类型)反应。
(4)写出焦炭与S02在高温条件下反应生
类型3分离、提纯、除杂流程
成Si和C0的化学方程式:
13.(2025·贵州)碳酸锂(Li,C03)是制备新能
源汽车电池的重要原料。利用锂辉石(成分
(5)该工艺流程中,可循环利用的物质为
为Li,0、AL,03、Si02)制备Li,C03的流程如下:
(填化学式)。
适量
稀硫酸NaOi溶液适量
过量
15.(2025·泸州)碘单质(I2)微溶于水,广泛用
HO和
Na,CO,溶液
C02加
于医药染料等方面。工2的一种制备方法如
操作唐操作2,离操作3网热电池
辉
图所示。回答相关问题:
滤渣液1AO,液
Na,So,浆料
LiCO,
AgNO.
固体
溶液
溶液
铁粉
已知S0,难溶于水,不与稀硫酸反应;
除氯、溴
溶液
沉碘
悬浊液,置换1,置换
Li2C03+C02+H20一2LiHC03。下列说法
后含KI
集
2
的海水
不正确的是
Ag和fe
溶液2
A.操作1、2是过滤,滤渣1是Si02
(1)“沉碘富集”反应的化学方程式为
B.滤液1中的溶质含有Li2S04、Al2(S04)3、
,该反应的类型为
H2S04
(2)“置换1”沉淀与铁粉反应的化学方程式
C.加热分解Li,C03的温度比LiHCO3低
为
,反应后分离出“Ag
D.若把NaOH溶液换成LiOH溶液,获得的
和Fe”的操作名称是
若用化学方
产品更多
法进一步提纯,得到纯净的Ag所需试剂是
14.(2025·广安)2025年,中国经济新动能澎
(填化学符号,下同)。
湃发展,我国制造业向着高质量发展的航道
(3)“置换2”所剩“溶液2”中,含有的阴离
稳健前行。制造业中的芯片用到的高纯度
子主要是
222专题四工艺流程题
解题指导
1.(1)增大反应物的接触面积,使反应更加充分
(2)使反应物充分接触,加快反应(或溶解)速率
专题精练
1.B2.C
3.(1)+2(2)过滤(3)合成时生成的硫酸与氨水发生中和
反应(4)铜、铁(或Fe、Cu)
4.(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分(2)H
Fe3+、AI3+Si02(3)4.6≤pH<9.4
(4)Mgs04+2Na0H=Mg(OH)2↓+Na2S04(5)取少量
最后一次洗涤液于试管中,滴入氯化钡溶液(或无色酚酞溶
液),无明显变化,说明氢氧化镁已洗净
5.(1)稀硫酸(2)锌粉的接触面积更大,反应更充分Z+
CuS0,=Cu+ZnS0,(3)硫酸铜已除尽,增加的锌粉仅与
硫酸镉反应(4)过滤
6.(1)粉碎(2)960(3)Ca0+H20=Ca(0H)2
7.(1)Fe+CuCl,Cu+FeCL,(2)电能转化为化学能
(3)①粉碎②S0,③+1④不能,原因是生成的S0,是
有毒气体,会污染空气2Cu,0+Cu,S高温6Cu+S0,↑
(4)①3:40②反应后得到的红色块状金属有金属光泽,
且黑色物质几乎无质量比不合适时会有未反应完的氧化
铜或碳残留,影响实验效果,C与Cu0的质量比为1:10时
反应能充分进行
8.(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分(2)延
展性(3)将溶液中的氯化锌集中到一起,便于后续统一处
理(4)D(5)NaCl(或氯化钠)(6)弱锌能和酸反应
而铜不能和酸反应,说明在金属活动性顺序中,锌排在氢
前,铜排在氢后
9.(1)过滤(2)2HCl+Mg(0H)2—MgCl2+2H20(3)AB
10.(1)Ca0(2)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充
分(3)引流(4)Ca(0H),+Na,C0,=CaC0,↓+
2Na0H[或CaCl,+Na,C0,=CaC03↓+2NaCl]
(5)降低
11.(1)Ni+H2S04=NiS04+H2↑置换反应铜(或Cu)
(2)Fe2(S04)3+6Na0H=2Fe(0H)3↓+3Na2S04
(3)Fe+NiS04—FeS04+Ni强
12.(1)搅拌(合理即可)(2)确保把铁、氧化铁完全反应
(3)2Fe(0H,高温e,0,+3H,0(4)将未反应的固体杂
质除去,以免制得的F,0,含有杂质(合理即可)
13.C
14.(1)+3(2)过滤(3)复分解
(4)Si0,+2C高温si+2C0个(5)HC,H,
15.(1)AgN0,+KI=Agl↓+KN0,复分解反应
(2)Fe+2AgI=FeL2+2Ag过滤H,S0,(合理即可)
(3)CI、N0,
专题五教材实验综合练
1.C2.D
3.(1)ABFe203(2)除去水中溶解的氧气
(3)U形管中左侧铁丝生锈,右侧铁丝不生锈
(4)为铁生锈提供充足氧气
(5)不能探究铁生锈与氧气有关
4.B5.B6.D7.A8.C9.D10.B11.D12.B
13.C
专题六实验探究题
解题指导
【例1】(2)氯化钙(合理即可)无明显现象Ca(0H),(或氢
氧化钙)(3)溶液中一定存在氢氧化钠,滴入少量稀
盐酸,稀盐酸会先与氢氧化钠反应,无法判断是否含有
碳酸钠
【例2】(1)1、4和7(或2、5和8或3、6和9)(2)纯碱溶液的
浓度相同时,温度越高,纯碱溶液的去油污效果越好
【例3】(1)碱(2)CaH2+2H20=Ca(0H)2+2H2t
(3)氢气(或H2)
专题精练
1.任务一:(1)Ca0+H20Ca(0H)2(2)2H20
【讨论辨思】反应过程中产生H2,防止发生爆炸
任务二:Na2C03+Ca(0H)2-CaC03↓+2Na0H
任务三:无气泡产生(或无明显现象)
【反思评价】结块固体中含有碳酸钙,盐酸和碳酸钙反应也
能生成气体
2.(1)有气泡产生,溶液变成浅绿色Fe+2HC1一FeCl2+
H2↑置换(2)通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
(3)水、氧气(或H,0、0,)
3.(1)CaCO3 Na2 CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH
(2)NaOH NaOH和Na,CO,
(3)①Na,C03②溶液变红色(4)Na0H和Na2C0
(5)不需要不同意因为氢氧化钡易溶于水,而氢氧化钙
微溶于水,若用氯化钙进行实验,产生的白色沉淀可能是未
溶解的氢氧化钙
4.(1)溶液变红(2)Na2S04、Na0H(3)有白色沉淀产生
(4)Ⅱ(5)氢氧化钙(合理即可)
5.(1)检验气体中是否含有二氧化碳(2)气体中没有C02
红棕黑(3)3C0+Fe,0,商温2Fe+3C0,(4)缺少尾气
处理装置
6.(1)脱水(2)实验过程中闻到了刺激性气味,而二氧化碳
没有气味(3)C02(4)吸收二氧化硫(5)二氧化硫被
A装置完全吸收(6)Ca(0H)2+C02CaC03↓+H20
(7)三
7.(1)蒸发(2)减小Cl
(3)【实施实验】i.漏斗
【分析讨论】1.26.5%iⅱ.a1>a2>a3
【拓展延伸】1.2H,0通电2H,↑+0,↑
i.NaOH在水中解离出Na,降低了NaCl在水中的溶解度
8.(1)CaC0,+2CH,C00H=(CH,C00),Ca+H20+C02↑
复分解反应(2)①过滤蒸发结晶②烧杯、玻璃棒、铁
架台(带铁圈)、漏斗、蒸发皿、酒精灯(3)①易②18g
不能③8.45④作图,通过描点得到溶解度曲线,根据曲
线找出50℃时醋酸钙的溶解度(4)①溶质、溶剂的性质
碱②A该组方案能使酒精完全凝固,且胶状物硬度适
中,便于使用③控制变量法饱和醋酸钙溶液的液体用
量A组和C组@④C,H,0H+30,点燃2C0,+3H,0
9.(1)硫酸+碳酸氢铵(2)①2.0g碳酸钙粉末②相同条
件下,碳酸氢铵与盐酸反应产生二氧化碳的速率更快,生成