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题型突破(五)工艺流程题题型解读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。类型一提纯回收类例1[2019·威海]氯化钾是低钠盐的主要添加剂,从海水晒盐后的苦卤中可以提取氯化钾。(1)物理方法提取苦卤的主要成分是氯化镁和氯化钠,其次是硫酸镁和氯化钾。它们的溶解度曲线如图T5-1所示。图T5-1角度1粗盐的提纯提取过程如下:①将苦卤在较高温度下(填操作名称),析出氯化钠和硫酸镁;②将①中所得混合物进行操作得到母液;③将母液降温,氯化钾和氯化镁析出。在较低温度下用水洗涤,即可获得较纯净的氯化钾。图T5-1[答案](1)①蒸发(或蒸发结晶)②过滤[解析](1)①当温度高于一定温度时,硫酸镁的溶解度随温度升高而减小,温度较高时,氯化钠、硫酸镁的溶解度较小,因此在较高的温度下蒸发结晶,会析出硫酸镁和氯化钠,将晶体过滤得到含氯化钾和氯化镁的母液。例1[2019·威海]氯化钾是低钠盐的主要添加剂,从海水晒盐后的苦卤中可以提取氯化钾。(2)化学方法提纯工业生产的氯化钾中含有少量硫酸镁杂质,不能满足科研的需要,实验室提纯过程如图T5-2所示:图T5-2①提纯过程所用试剂X、Y分别是________、__________(写溶质化学式),所加试剂均稍过量的目的是__________________________。②写出提纯过程中发生反应的化学方程式:____________________________。③步骤Ⅲ中实际参加反应的离子有________________________(写符号)。图T5-2[答案](2)①K2CO3HCl确保杂质完全反应②Ba(OH)2+MgSO4BaSO4↓+Mg(OH)2↓、K2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2KOH、KOH+HClKCl+H2O、K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2↑③Ba2+、C[解析](2)①为了除去氯化钾中的硫酸镁,可以加入过量的氢氧化钡,硫酸镁与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀,得到的混合物的上层清液中含有氯化钾和氢氧化钡,再加入过量的碳酸钾使钡离子转化为沉淀,过滤,所得的滤液中含有氯化钾、碳酸钾和氢氧化钾,然后在滤液中加入过量的稀盐酸除去碳酸钾与氢氧化钾,最后蒸发结晶可得到纯净的氯化钾。为了确保杂质完全被反应,各步操作所加试剂均过量。②由上述分析可知提纯过程中发生反应的化学方程式有Ba(OH)2+MgSO4BaSO4↓+Mg(OH)2↓,K2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2KOH,KOH+HClKCl+H2O,K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2↑。③步骤Ⅲ是氢氧化钡和碳酸钾的反应,反应前存在的离子是碳酸根离子、钡离子、钾离子、氢氧根离子,反应后存在的离子是钾离子和氢氧根离子,故实际参加反应的是碳酸根离子和钡离子。例2[2019·江西]2020年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如下:已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铁和铜分别会转化为铁离子和铜离子。(1)操作①的名称是。图T5-3[答案](1)过滤[解析](1)过滤能使固体和液体分离,经过操作①后到滤液和贵重金属,所以该操作是过滤。例2[2019·江西]2020年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如下:已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铁和铜分别会转化为铁离子和铜离子。(2)提炼出的贵重金属可制作奖牌,其成分是。图T5-3[答案](2)金、铂(或Au、Pt)[解析](2)在金属样品中加入过量的稀硫酸和过氧化氢混合溶液后,铜、铁、铝均能反应转化为离子留在溶液中,金、铂的化学性质稳定,不能和硫酸、过氧化氢发生反应,所以贵重金属的成分为金、铂。例2[2019·江西]2020年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如下:已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铁和铜分别会转化为铁离子和铜离子。(3)调节pH的主要目的是除去滤液中(填金属离子符号)。图T5-3[答案](3)Al3+、Fe3+[解析](3)根据图示信息可知,经过调节pH后,溶液中的铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,过滤得到硫酸铜溶液,所以该操作的目的是除去溶液中的铁离子和铝离子。例2[2019·江西]2020年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如下:已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铁和铜分别会转化为铁离子和铜离子。(4)写出粗铜中的铜与稀硫酸和过氧化氢的混合溶液发生反应的化学方程式:。图T5-3[答案](4)Cu+H2SO4+H2O2CuSO4+2H2O[解析](4)铜与稀硫酸和过氧化氢的混合溶液反应生成硫酸铜和水。类型二制备类图T5-8例3[2019·咸宁]无水氯化钙的用途广泛。以石灰石矿粉(含有MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,生产无水氯化钙的流程如下:(1)写出过滤操作中用到的任意一种玻璃仪器的名称_________________________。角度1石灰石工业烧杯(或漏斗或玻璃棒)例3[2019·咸宁]无水氯化钙的用途广泛。以石灰石矿粉(含有MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,生产无水氯化钙的流程如下:(2)写出滤液1中含有的所有金属阳离子的符号。图T5-8[答案](2)Ca2+、Fe3+、Mg2+[解析](2)石灰石矿粉中的碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁,硫酸镁不反应,可知滤液1中的金属阳离子有Ca2+、Fe3+、Mg2+。例3[2019·咸宁]无水氯化钙的用途广泛。以石灰石矿粉(含有MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,生产无水氯化钙的流程如下:(3)滤渣3中的固体除有Ca(OH)2外,还有(写化学式)。图T5-8[答案](3)Fe(OH)3、Mg(OH)2[解析](3)滤液1中加入适量氯化钡,氯化钡和硫酸镁反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化镁,则滤液2中的溶质含氯化镁、氯化铁、氯化钙,加入石灰乳时,氢氧化钙和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,因此,滤渣3中的固体有氢氧化铁[Fe(OH)3]、氢氧化镁[Mg(OH)2]以及过量的氢氧化钙。例3[2019·咸宁]无水氯化钙的用途广泛。以石灰石矿粉(含有MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,生产无水氯化钙的流程如下:(4)对滤液3调节pH时发生反应的化学方程式为_________________________。图T5-8[答案](4)Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O[解析](4)滤液3中含有氢氧化钙,加入适量的稀盐酸与其发生中和反应,可调节溶液为中性,发生的反应是盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O。例4[2019·昆明]碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如下:(1)类比CO2与NaOH的反应,写出“碱浸”时发生反应的化学方程式:__________________________。图T5-9[答案](1)TeO2+2NaOHNa2TeO3+H2O[解析](1)类比二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,“碱浸”时发生反应的化学方程式为TeO2+2NaOHNa2TeO3+H2O。例4[2019·昆明]碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如下:(2)滤液1中的两种溶质是H2SO4和(填化学式)。图T5-9[答案](2)Na2SO4[解析](2)滤液1中的两种溶质是过量的H2SO4和生成的硫酸钠。例4[2019·昆明]碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如下:(3)上述工艺流程中设计“废渣→……→TeO2”的目的是。图T5-9[答案](3)提纯TeO2(或除去Ag、Au,合理即可)[解析](3)废渣中主要成分是TeO2,含有杂质Ag、Au,工艺流程中设计“废渣→……→TeO2”的目的是提纯TeO2或除去Ag、Au。例4[2019·昆明]碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如下:(4)“酸溶”后,在TeCl4溶液中通入SO2,反应生成碲和初中化学中两种常见的酸,则该反应的化学方程式是。图T5-9[答案](4)2SO2+TeCl4+4H2O4HCl+2H2SO4+Te↓[解析](4)在TeCl4溶液中通入SO2,反应生成碲和HCl、H2SO4,化学方程式为2SO2+TeCl4+4H2O4HCl+2H2SO4+Te↓。例5[2019·眉山]某矿石主要成分是MgO,含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图如下:(1)步骤①和步骤②均用到的操作是。图T5-10[答案](1)过滤[解析](1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,所以步骤①和步骤②均用到的操作是过滤。[答案](2)H+[解析](2)盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,和氧化铜反应生成氯化铜和水,和氧化镁反应生成氯化镁和水,以及盐酸是过量的,所以溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和H+。(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和(填离子符号)。图T5-10(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表:步骤②加入熟石灰,调节溶液的pH范围为,固体C中所含成分的化学式为。对应离子Fe3+Cu2+Mg2+开始沉淀时的pH1.94.29.1完全沉淀时的pH3.26.711.1图T5-10[答案](3)6.7~9.1Cu(OH)2、Fe(OH)3[解析](3)由铁离子、铜离子完全沉淀时的pH和镁离子开始沉淀的pH可知,步骤②加入熟石灰,调节溶液的pH范围为6.7~9.1;固体C中所含成分的化学式为Cu(OH)2、Fe(OH)3。(4)步骤③制得Mg(OH)2的化学方程式为。图T5-10[答案](4)MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2↓[解析](4)氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2↓。类型三环境保护类例6“打好蓝天保卫战、治理大气污染”是提升人民生活质量的重要工作。二氧化硫(SO2)是一种大气污染物。工业上可以利用海水对二氧化硫进行吸收利用,变害为宝。其工艺流程如下:(1)流程中将石灰石加水制成石灰石浆的目的是_______________________________。(2)其中硫元素的化合价在反应前后的变化为_____________。图T5-15增大接触面积,使+4变为+6反应更易发生实验序号温度/℃烟气中SO2浓度/(10-2g·L-1)脱硫率/%Ⅰ232.599.5Ⅱ233.297.1Ⅲ402.594.3由表中实验数据可得出的结论是______________________________________________________________________________________