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题型突破（五）工艺流程图题工艺流程题的内容往往与生产、生活实际联系密切,因此从题干部分看一般都是采取流程图的模式。流程图的形式各异,有的以操作名称作框形成流程的主线,有的以物质作框,有的以设备作框,但每一题都固定某一种形式。近几年的试题常见的是以操作名称为主线,物质随着操作流程发生变化。这类题目中通常还包含简单的实验设计,实验一般为制备或对样品的定性、定量分析实验。突破方法:关注流程“三线”(去线、进线和可逆线)和“核心”。总结如下:读正文,找信息,灵活运用;看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。题型解读类型一提纯回收类角度1粗盐的提纯例1[2018·天津](1)图T5-1是利用海水提取粗盐的过程。图中①是(填“蒸发”或“冷却”)池。(2)粗盐中含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4和泥沙,某同学将该粗盐样品进行提纯。①将样品加适量水溶解,然后进行,除去泥沙等难溶性杂质,得到澄清溶液;②向所得的澄清溶液中依次加入稍过量的BaCl2溶液、NaOH溶液和溶液,除去生成的沉淀后,再滴加稍过量的稀盐酸,得到较纯净的NaCl溶液;③蒸发溶液,得到较多氯化钠固体时停止加热,他注意到不能立即把直接放在实验台上,以免烫坏实验台。(3)另一同学用所得的氯化钠和蒸馏水配制溶质质量分数为6%的氯化钠溶液。配制步骤:①称量和量取;②溶解;③计算;④装入试剂瓶贴好标签。配制上述溶液的正确顺序是(填序号)。图T5-1类型一提纯回收类[答案](1)蒸发(2)①过滤②Na2CO3③蒸发皿(3)③①②④[解析](1)从海水提取粗盐,是利用蒸发结晶的原理。(2)①通过过滤可除去难溶性的固体杂质,得到澄清的溶液。②加入稍过量的BaCl2溶液目的是除尽Na2SO4,加入过量的NaOH溶液目的是除尽MgCl2,然后加入过量Na2CO3溶液除尽CaCl2和过量的BaCl2,除去生成的沉淀后,再滴加稍过量的稀盐酸,得到较纯净的NaCl溶液。③刚刚停止加热时,蒸发皿的温度较高,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台。(3)用固体配制溶液的操作步骤是计算、称量和量取、溶解、装入试剂瓶贴好标签,故填③①②④。类型一提纯回收类角度2金属的回收和利用例2[2018·安徽]废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡(Sn)等,为实现对其中锡的绿色回收,某工艺流程如下。已知:Sn+SnCl42SnCl2。(1)SnCl4中锡元素的化合价是。(2)铜的金属活动性比锡的(填“强”或“弱”),固体A中一定含有的金属元素是。(3)写出步骤②发生反应的化学方程式:。(4)相比于直接焚烧废旧电路板回收金属,该工艺主要优点是(回答一点即可)。图T5-2类型一提纯回收类[答案](1)+4(2)弱Cu(3)2SnCl2Sn+SnCl4(4)避免焚烧塑料产生污染,更加环保[解析]本题考查的是物质的制备。(1)由化合物中各元素的化合价代数和等于零,可设SnCl4中Sn元素的化合价为x,则x+(-1)×4=0,解得x=+4,即SnCl4中Sn元素的化合价为+4。(2)在金属活动性顺序中,Sn排在Cu的前面,故铜的金属活动性比锡弱;含铜、锡的金属粉加入SnCl4溶液后,锡被溶解生成SnCl2,则过滤后所得固体A中一定含有铜(Cu)。(3)由流程图可知,步骤②中,SnCl2溶液电解后生成SnCl4和Sn,发生反应的化学方程式为2SnCl2Sn+SnCl4。(4)直接焚烧废旧电路板时,塑料燃烧产生的烟尘及气体会污染空气,因此,该工艺的主要优点是可避免产生污染,更加环保。类型一提纯回收类针对训练1.[2017·宁波]某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境,小科设计了如图T5-3所示方案(所加试剂均过量)。下列说法正确的是()A.固体a是铜B.X一定是Na2SO4C.溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3D.若回收到6.4g固体a,则加入的铁屑质量为5.6g图T5-3类型一提纯回收类[答案]C[解析]由于加入的铁屑是过量的,固体a应为铁和铜的混合物;溶液B中含有的钡离子和硫酸根离子、碳酸根离子均可产生沉淀,因此溶液X可能是Na2SO4也可能是Na2CO3;溶液A中含有Fe(NO3)2和Ba(NO3)2,加入氢氧化钠后前者反应生成氢氧化亚铁沉淀(沉淀b)和NaNO3,后者Ba(NO3)2不反应,溶液B中含有的盐一定有Ba(NO3)2、NaNO3;Cu(NO3)2+FeFe(NO3)2+Cu,每生成64g的铜会消耗56g的铁,但固体a是铁和铜的混合物,因此,每回收6.4ga,加入的铁屑质量不为5.6g。类型一提纯回收类2.[2018·宿迁]海洋是人类巨大的资源宝库。图T5-4为从海水中提取金属镁的简易流程图。(1)海洋中含量最多的物质是。(2)实验室中进行操作Ⅰ时,玻璃棒的作用是。(3)生石灰转化为石灰乳的过程是(填“吸热”或“放热”)反应。(4)上述流程中未涉及的基本反应类型是反应。图T5-4类型一提纯回收类[答案](1)水(2)引流(3)放热(4)置换[解析]本题主要考查海水资源的利用。(1)海洋中含量最多的物质是水。(2)经过操作Ⅰ得到固体氢氧化镁,则操作Ⅰ是过滤,过滤操作中,玻璃棒的作用是引流。(3)生石灰转化为石灰乳的过程是生石灰与水反应生成氢氧化钙,该反应中放出大量的热。(4)上述流程中发生的反应有碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,属于分解反应;生石灰和水化合生成氢氧化钙,属于化合反应;氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,属于复分解反应;氢氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水,属于复分解反应;电解氯化镁得到镁和氯气,属于分解反应,未涉及的基本反应类型是置换反应。类型一提纯回收类3.[2018·济宁]海水晒制粗盐的主要成分为NaCl,还含有少量的MgCl2、CaCl2、MgSO4、泥沙等杂质。下面是由粗盐获取较纯净精盐的一种方法:请分析上面流程图,回答:(1)为除去MgCl2、CaCl2、MgSO4可溶性杂质,操作Ⅰ中依次加入的物质(过量)和顺序,合理的是。A.NaOH、BaCl2、Na2CO3B.Ba(NO3)2、Na2CO3、NaOHC.Na2CO3、BaCl2、NaOHD.BaCl2、NaOH、Na2CO3(2)操作Ⅰ加入过量各物质的目的是。(3)为获取较纯净精盐,操作Ⅱ的具体方法是。图T5-5类型一提纯回收类[答案](1)AD(2)确保可溶性杂质完全被除去(3)在滤液中加入适量的稀盐酸,将溶液的pH调为7[解析]本题考查酸碱盐之间的反应及除杂质的先后顺序。(1)混合物中的杂质离子为Mg2+、Ca2+、S,所以选择的试剂为NaOH、BaCl2、Na2CO3。其中,NaOH、BaCl2顺序可以颠倒,最后加入Na2CO3除去Ca2+和过量的Ba2+,故选AD。(2)加入试剂过量为了使可溶性杂质完全除去。(3)最后的滤液中含有的杂质离子为OH-、C,加入适量的稀盐酸除去这两种离子,再蒸发结晶,得到较纯净的精盐。类型一提纯回收类4.[2017·陕西]我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属,随意丢弃既会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜,设计并进行了如下实验。已知:Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O;不考虑金、银发生类似反应。请回答下列问题。(1)将电路板粉碎成粉末的目的是。(2)步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外,还有。(3)步骤②中的实验现象是:固体部分溶解,。(4)步骤④中反应的化学方程式是。图T5-6类型一提纯回收类[答案](1)增大接触面积,使反应更充分,加快反应速率(2)FeSO4和Al2(SO4)3(或硫酸亚铁和硫酸铝)(3)溶液由无色变为蓝色(或溶液变为蓝色)(4)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑[解析](1)将电路板粉碎成粉末的目的是增大接触面积,使反应更充分,加快反应速率。(2)电路板粉末中的铝、铁能与稀硫酸反应,铜、银、金与稀硫酸不反应,故步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外,还有硫酸亚铁和硫酸铝;根据题干可知,步骤②中滤渣中的Cu能与H2O2、H2SO4反应,生成CuSO4,溶液变为蓝色;步骤④所得的滤渣中含有Cu和过量的Fe,过量的Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。类型一提纯回收类5.[2018·福建]以某矿山酸性废水(主要含硫酸、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锌等)为原料,通过下述流程可将废水中的铁、铜和锌分步沉淀,实现回收利用。(1)步骤①中,加入Ca(OH)2有两个作用。一是中和废水中的硫酸,该反应的化学方程式为。二是将硫酸铁转化为Fe(OH)3,该反应属于(填基本反应类型)。(2)步骤③中,锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为。(3)为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质,只需改变上述流程中的某步骤加入的试剂即可。该步骤和应加入的试剂分别是。图T5-7类型一提纯回收类[答案](1)Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O复分解反应(2)Zn(OH)2(3)步骤②、锌[解析](1)步骤①中,氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O。硫酸铁和氢氧化钙反应,生成硫酸钙和Fe(OH)3,两种化合物互相交换成分生成两种新的化合物,该反应属于复分解反应。(2)溶液2中肯定含有锌离子,锌离子和氢氧根离子结合生成氢氧化锌,所以步骤③中,锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为Zn(OH)2。(3)锌可以和硫酸铜反应生成铜,为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质,步骤②加入锌即可。类型二制备类角度1石灰石工业例3[2017·重庆A]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。请回答下列问题。(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(填序号)进行检验。A.碳酸钠溶液B.铁粉C.无色酚酞图T5-8石灰石经过高温煅烧可得生石灰,生石灰与水反应可得氢氧化钙,而石灰水可以和纯碱反应制得氢氧化钠(烧碱),但常常要考虑纯碱和氢氧化钙过量带来的杂质问题。【方法点拨】类型二制备类[答案](1)蒸发(2)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2ONa2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(3)A[解析](1)从氢氧化钠溶液中获得氢氧化钠固体,需要蒸发水分,故操作②为蒸发。(2)该流程中发生四个反应,分别为①CaCO3CaO+CO2↑、②CaO+H2OCa(OH)2、③Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O、④Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH,产物中均出现碳酸钙的为③④两个反应。(3)溶液M中溶质为Ca(OH)2,为验证加入Na2CO3溶液后Ca(OH)2是否完全反应,可取上层清液,继续加入少量碳酸钠溶液,若仍有白色沉淀生成,则说明Ca(OH)2还未完全反应;反之则说明已反应完全。类型二制备类例4[2018·昆明]金属钛被用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如下:(1)反应①的化学方程式为。(2)TiO2与焦炭(C)和Cl2在高温下反应,该反应中C和Cl2按质量比为12∶71的比例参加反应,相应的化学方程式为。(3)反应②的产物除红色固体A外,还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体。则该反应的化学方程式为。图T5-9类型二制备类[解析]本题考查了化学方程式的书写。(1)根据流程图,反应①的生成物之一是二氧化钛,由反应物的元素组成可知,另一生成物是水,反应方程式为:H2TiO3TiO2+H2O。(2)根据题意,反应中C和Cl2的质量比是12∶71,故参加反应的碳原子和氯分子的个数比为1212∶7171=1∶1,则反应的化学方程式为:TiO2+2C+2C