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专题四工艺流程题一、生产流程题工艺流程题与化工生产密切相关，它反映了在工业生产中，生产或提取某物质的反应原理和操作原理。解答此类题目的关键是要分析每一步反应中的反应物和生成物，以及每步操作中物质的分离方法，然后依据整个流程图对问题进行综合分析，解答。二、提纯除杂流程题此题型是全国中考的高频考点，主要考查内容有：①除去气体杂质；②除去金属杂质；③除去酸、碱、盐杂质；④除去金属氧化物杂质；⑤从海水中提取NaCl或MgCl2等；⑥从废液中提取金属或盐等，一般在填空题中出现，少量出现在选择题中。生产流程题【例1】(2017·内江)南海、钓鱼岛及其附属海域是我国固有领土，蕴藏着丰富的海洋资源，我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”，在充分利用海洋资源的基础上，结合“侯氏制碱法”的基本原理，可模拟实现工业生产纯碱的过程如下(某些反应产物已略去)。回答下列问题：(1)操作a的名称是__________。(2)反应②的化学方程式为____________________________。(3)反应④的化学方程式为_________________________________________；请列举小苏打在生活中的一种常见用途__________________。(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是：先通氨气形成饱和氨盐水，然后在加压条件下通入二氧化碳。这样操作的目的是________________________________。(5)仔细观察流程图，其中可循环利用的物质除二氧化碳之外，还有____________。过滤CaO＋H2O===Ca(OH)22NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O食品加工利于更多的二氧化碳参与反应氯化铵【解析】(1)操作a是固体和液体分离，为过滤。(2)反应②是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，对应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2。(3)反应④是碳酸氢钠受热分解为碳酸钠和水以及二氧化碳，对应的化学方程式为2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O；小苏打是发酵粉的主要成分，在生活中的一种常见用途是食品加工。(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是：先通氨气形成饱和氨盐水，然后在加压条件下通入二氧化碳。氨水显碱性，利于酸性气体吸收，而加压也有利于提高气体的溶解度，所以这样操作的目的是利于更多的二氧化碳参与反应。(5)在流程图中二氧化碳和氯化铵既是反应物也是生成物，所以，可循环利用的物质除二氧化碳之外，还有氯化铵。提纯除杂流程题【例2】(2016·兰州)粗盐中常含MgCl2、CaCl2等杂质，提纯粗盐的工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)氢氧化钠有强烈的腐蚀性，如果不慎沾到皮肤上，要用大量的水冲洗，再涂上__________________。(2)步骤②加入过量的碳酸钠溶液的作用是______________________。(3)操作a的名称是______________。(4)步骤④中，要用玻璃棒不断搅拌，其目的是____________________________________________________。硼酸溶液完全除去Ca2＋过滤防止液体受热不均，使液体飞溅【解析】在解此类题时，首先分析杂质和所提纯物质的性质，然后选择适当的试剂，要求只与杂质反应，不与所需物质反应，且不会生成新的杂质。除去多种杂质时，要考虑加入试剂的顺序，为了保证将杂质除尽，所加试剂必须过量，因此为了不引进新杂质，后面加入的试剂要能除去前面加入的过量试剂。1．(2017·重庆)在牙膏中常用轻质碳酸钙粉末作摩擦剂。小李在实验室以石灰石(杂质不反应也不溶于水)为原料制取轻质碳酸钙和氢氧化钠。(1)操作②的名称是________________。(2)该流程中有两个反应，产物中均出现碳酸钙，这两个反应的化学方程式分别为___________________________________、________________________________________。(3)为了验证加入Na2CO3溶液后，溶液M中的溶质是否反应完全，可取上层清液加入________(填字母)进行检验。A．碳酸钠溶液B．铁粉C．无色酚酞蒸发(结晶)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2OCa(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOHA2．(2017·株洲)目前，农业上使用最多的氮肥主要有尿素、硝酸铵和碳酸氢铵等，其中硝酸铵的生产原理是利用氨催化氧化得到的硝酸，再跟氨反应生产硝酸铵，基本流程如下：(导学号68024203)已知：①上述流程图中A、B、C均为气体，其中A、B为单质且A的相对分子质量为28，C为含有A组成元素的化合物；氨与氧气反应的条件是高温、催化剂。②在化学反应中，只要有物质所含元素的化合价发生了变化的反应就是氧化还原反应。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，反应前后，Na元素、H元素的化合价分别发生了变化，该反应是氧化还原反应。请回答下列问题：(1)写出A、C两种物质的化学式：A为_________；C为____________。(2)NH3与O2反应的化学方程式为__________________________________。(3)上述流程图的5个反应中有______个属于氧化还原反应。N2NO4NH3＋5O2=====催化剂高温6H2O＋4NO43．(2017·雅安)钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好等。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3，同时含有少量的Fe2O3、FeO等)为原料制TiO2，再由TiO2制金属Ti的工艺流程如下：(导学号68024204)【查阅资料】钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应。(1)写出工艺流程中生成硫酸铁的化学方程式____________________________________，该反应的基本类型是___________反应。(2)操作2的名称是_______。(3)工艺流程中，水解属于__________变化。Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O复分解过滤化学(4)工业上常在高温和氩气氛围中，用金属镁和TiCl4反应的方法制备Ti，氩气的作用是___________________________________________________________________。(5)TiO2可与焦炭、氯气在高温下反应，该反应中氯气和碳的质量按71∶12的比例参加反应，反应的化学方程式为________________________________________________。防止钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应TiO2＋2Cl2＋2C=====高温TiCl4＋2CO4．(2017·湘潭)我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如下：(导学号68024205)【小资料】Ⅰ、贝壳的主要成分是CaCO3；Ⅱ、通常情况下，1体积水中大约能溶解700体积氨气，1体积水中大约能溶解1体积二氧化碳；Ⅲ、饱和食盐水中发生的主要反应为：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。(1)合成氨需要的氮气来自空气，空气属于____________(填“混合物”或“纯净物”)。空气中氮气的体积分数约为_________。(2)过程②中主要操作的名称是___________。混合物78%过滤(3)过程①中发生反应的化学方程式为_____________________________，过程③中的反应所属基本反应类型为_________________。(4)为了提高产率，往饱和食盐水中通入气体时，你认为应该先通入____________(填“NH3”或“CO2”)，你的理由是：______________________________________________________________________________________________________________________。(5)上述流程中可以循环利用的物质是_______________________(填化学式)。CaCO3CaO＋CO2↑分解反应NH3氨气在水中的溶解度大，先通氨气会吸收更多的CO2，有利于生成较多的NaHCO3CO2、NH35．(2017·苏州)某工厂产生的烧渣(主要含FeO、Fe2O3，还有一定量的SiO2)可用于制备水合硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，其工艺流程如下：查阅资料：SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应。(1)“浸取”步骤中，FeO、Fe2O3和稀硫酸发生反应的化学方程式分别为______________________________________、________________________________________。FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2OFe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O(2)为提高“浸取”步骤的反应速率，可采取的具体措施有______________________________________________________(写2条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。(3)“还原”步骤的目的是将Fe3＋转化为Fe2＋，试剂X可用SO2或Fe。①若试剂X是SO2，转化原理为SO2＋Fe2(SO4)3＋2Y===2FeSO4＋2H2SO4，则Y的化学式是______________。②若试剂X是Fe，转化原理为Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4。测得“还原”后溶液的pH明显增大，其原因是____________________________________。增大硫酸的浓度；升高温度(或将烧渣粉碎)H2O铁消耗大量的硫酸，溶液酸性减弱6．(2017·广州)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金、电镀、医药等行业。已知CuCl难溶于水和乙醇，在潮湿空气中易变质。CuCl的制备流程如下：(导学号68024206)(1)“滤液1”中除了Na＋、SO42－外，还存在较多的离子是：______、________。(写离子符号)(2)“反应”中发生的化学反应是2CuCl2＋Na2SO3===2CuCl↓＋2NaCl＋SO3，产生的SO3迅速与水化合生成一种酸，该反应的化学方程式为________________________________________。(3)“操作a”的名称是__________。本流程中可以循环利用的物质(水除外)是__________(写化学式)。(4)可用“水洗”的原因是_____________________，“醇洗”的目的是__________________________________________________。(5)160gCuSO4与足量NaCl经上述制备流程，可生成的CuCl最多是________g。Cu2＋Cl－SO3＋H2O===H2SO4过滤NaClCuCl难溶于水除去CuCl表面的水分(防止CuCl处于潮湿状态)99.57．(2016·德阳)某氮肥厂用煤、空气和水为原料合成氨，其工艺流程如下：请你回答下列有关问题：(1)煤气发生炉中发生的化学方程式为①C＋O2=====点燃CO2②C＋2H2O=====高温2H2＋CO2其中反应②所属的基本反应类型为____________。反应①的主要作用是________(填序号)。置换反应ADA．提供二氧化碳B．提供氧气C．提供一氧化碳D．提供热量(2)部分氨气通入碳化塔的目的是为了除去二氧化碳，同时得到副产品碳酸氢铵，其生成碳酸氢铵反应的化学方程式为_____________________________________________。NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO38．(2017·广东)某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程见下图：