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专题三工业流程图题一、工业流程图题的考查内容和特点1．考查内容(1)化学反应原理。(2)元素化合物知识。(3)实验操作及名称。(4)物质除杂、分离。(5)流程中的物质转化和循环。2．特点(1)情境真实。(2)框图信息新颖。(3)问题设计广泛。(4)综合性强。(5)思维容量大。按资源背景分类举例(海)水资源海水制盐、氯碱工业、海水提镁等空气资源合成氨工艺流程矿产资源冶铁炼钢化石燃料有机合成工艺化工(实验)废液提取金属或盐二、工业流程图题命题情境归纳整理三、工业流程图题的题型结构、解题方法和思路1．题型结构：题头(引入信息)→题干(提取信息，应用解题)→题尾(得出结论或产品)。2．解题方法和思路3．解题注意点(1)关注“箭头”(如下图)：箭头进入的是投料(即反应物)，出去的是生成物(包括主产物和副产物)。箭头上方或下方有时还标注操作步骤。(2)关注方框内的信息。(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。核心：即化学反应原理，解题时要根据图中信息找出相关反应的反应物、生成物和反应条件，写出相应的化学方程式。提纯回收类解题指引：此类试题最常见的情景是粗盐提纯和从冶炼工业的废渣中提取某种金属或盐。实质是考查与混合物的除杂、分离有关的实验基础知识、基本操作和技能。解答这类题目时，一定要认真在流程(图)中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。[例1](2016年梅州)工业上以粗盐(含少量MgCl2、CaCl2杂质)为原料，利用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，其简要工艺流程如下：(1)步骤①中发生反应的基本反应类型是____________反应。(2)步骤③中加入适量稀盐酸的目的是_______________________________。(3)验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是__________________________________________。(4)写出步骤④中反应的化学方程式：________________________________________________________。解析：(1)步骤①中的反应是2NaOH＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋2NaCl，该反应是复分解反应。(2)除杂过程中加入的碳酸钠、氢氧化钠是过量的，所以步骤③中加入适量稀盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠、碳酸钠。(3)氯化钙和碳酸钠反应会生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是取反应后的滤液，加入碳酸钠溶液，没有明显现象，证明氯化钙全部转化成碳酸钙沉淀。答案：(1)复分解(2)除去过量的氢氧化钠、碳酸钠(3)取反应后的滤液，加入碳酸钠溶液，没有明显现象(4)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑[例2](2015年揭阳)某金属冶炼厂的工业废渣中含有泥沙和某些单质，其中单质含有铜、锌和少部分硫。现欲回收铜和锌，并对硫进行处理，主要流程如下图所示：(1)在废气A中，一定含有的有害气体是____________(填化学式)，操作①的操作名称是____________。(2)溶液D中含有的溶质是________________________(填化学式)。(3)写出加入Zn后发生反应的化学方程式(写出其中之一即可)______________________________。解析：由题意可知，在足量的空气中加热时，铜、锌与氧气反应分别生成了氧化铜和氧化锌，在加入过量的稀硫酸时，分别与稀硫酸反应生成了硫酸铜、硫酸锌，所以，溶液D中含有的溶质是ZnSO4、CuSO4和H2SO4。由于溶液中含有CuSO4和H2SO4，在加入锌时，能分别与锌反应，所以，发生的反应有Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4。答案：(1)SO2过滤(2)ZnSO4、CuSO4和H2SO4(3)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(或Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4)物质制备类解题指引：此类试题主要以制碱与石灰石工业、合成氨、冶炼钢铁、有机合成工艺等为背景，考查物质制备的原理及相关操作。解题时首先要确定制备的物质是什么，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质(具有某些特殊性质的产物，要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其他杂质)；其次分析流程中的每一个步骤，从以下几个方面了解流程：反应物是什么？反应的化学方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？[例3](2016年山西)乐乐查阅资料发现CaCl2可用作干燥剂。他设计了下面的转换方法，用CaCO3制得CaCl2。图中“→”表示物质之间的转化关系，“→”上方为反应条件或参与反应的另一种物质。请回答下列问题：(1)A的化学式为________；反应①②③都不涉及的基本反应类型是__________反应。(2)牛牛认为CaCO3经一步反应就可转化为CaCl2，反应的化学方程式为_______________________________________。(3)对比两同学的转化方法，我们发现熟练掌握物质的化学性质可以优化物质的转化途径。写出物质B经一步转化为CaCO3的化学方程式：_______________________________。解析：(1)根据图示可推测，A为CaO，B为Ca(OH)2。反应①为CaCO3CaO＋CO2↑，为分解反应；反应②为CaO＋H2O===Ca(OH)2，为化合反应；反应③为Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O，为复分解反应。则反应①②③都不涉及的基本反应类型是置换反应。答案：(1)CaO置换(2)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O(3)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH[或CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O][例4](2017年无锡)硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化学品。用某种石英砂矿石(主要成分是SiO2，还含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠(Na2SiO3)的流程如下：资料：SiO2既不溶于水，也不与盐酸反应。请回答下列问题：(1)“研磨”的目的是____________________________。(2)检验“洗涤a”已洗净的方法是_____________________________________________________________________。(3)“酸浸”的化学方程式为_______________________。(4)“碱浸”的化学方程式为________________________。(5)“操作a”包含蒸发浓缩、______________、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。解析：(2)若“洗涤a”已洗净，则最后一次洗涤液中就没有Na2SO4、Na2CO3，所以检验“洗涤a”已洗净的方法是用氯化钡溶液检验最后一次洗涤液中没有Na2SO4、Na2CO3。答案：(1)增大接触面积，使反应充分进行(2)取最后一次洗涤液，加入氯化钡溶液，无明显现象，说明已洗净(3)CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O(4)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(5)冷却结晶