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书书书专题八 工艺流程题类型１ 金属资源回收利用１．白铜（Ｃｕ、Ｎｉ合金）因为光泽好、耐腐蚀、容易加工等优点，常代替银做饰品。如图所示是某实验室分离废弃白铜饰品成分的流程（部分反应产物在图中已略去）。已知溶液Ｂ中含有一种二价金属硫酸盐，溶液Ｄ中只有一种溶质。分析该流程，回答下列问题：（１）固体Ａ的化学式为 ，过程Ⅱ中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒，还有 。（２）过程Ⅰ中反应的化学方程式为 。（３）Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ的金属活动性由强到弱的顺序是 。【答案】（１）Ｃｕ 漏斗 （２）Ｎｉ＋Ｈ２ＳＯ４ＮｉＳＯ４＋Ｈ２↑ （３）Ｚｎ＞Ｎｉ＞Ｃｕ【解析】白铜（Ｃｕ、Ｎｉ合金）中的Ｃｕ在金属活动性顺序中排在Ｈ之后，属于不活泼金属，所以在合金中加入过量稀硫酸后，得到的固体Ａ是金属铜，同时得到的溶液Ｂ是硫酸镍溶液和硫酸的混合物，向硫酸镍溶液中加入适量锌，得到固体Ｃ和溶液Ｄ，溶液Ｄ中只有一种溶质，说明金属锌置换出了金属镍，得到的固体Ｃ为Ｎｉ，溶液Ｄ为ＺｎＳＯ４溶液。（１）固体Ａ的化学式为Ｃｕ；过程Ⅱ是过滤，则用到的玻璃仪器还有漏斗。（２）根据题给信息，金属Ｎｉ在其化合物中显＋２价，故其化学式为ＮｉＳＯ４，则化学方程式为Ｎｉ＋Ｈ２ＳＯ４ＮｉＳＯ４＋Ｈ２↑。（３）根据图中金属与酸、盐反应的现象，得出锌、铜、镍的金属活动性顺序是Ｚｎ＞Ｎｉ＞Ｃｕ。２．（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。（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 。【答案】（１）增大反应物间的接触面积，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）将电路板粉碎的目的是使电路板中的各种金属与溶液充分接触，使反应更充分和彻底，加快反应速率。（２）步骤①加入过量的稀硫酸，硫酸与铝、铁反应，分别生成硫酸铝和硫酸亚铁，而铜、银、金等不与稀硫酸反应，过滤后，滤液中有硫酸铝、硫酸亚铁和过量的稀硫酸；滤渣中有铜、银、金等。（３）步骤②中铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜，观察到的现象是部分固体溶解且溶液由无色变为蓝色，而金、银没有反应，过滤后仍存在于滤渣中。（４）向滤液（硫酸铜溶液）中加入过量铁粉，发生反应的化学方程式为Ｆｅ＋ＣｕＳＯ４ＦｅＳＯ４＋Ｃｕ，过滤后的滤渣中有铜和过量的铁粉，再加入过量的稀硫酸，稀硫酸与铁粉发生反应的化学方程式为Ｆｅ＋Ｈ２ＳＯ４ＦｅＳＯ４＋Ｈ２↑，除去铁粉，过滤后得到铜。类型２ 废气、废渣、废液回收利用３．（２０１６呼和浩特）烟气脱硫的工艺不仅能消除ＳＯ２污染，还能将其转化为石膏，其主要物质的转化关系如下：下列说法不正确的是（ ）Ａ．步骤①喷淋水能脱去烟气中的ＳＯ２，反应的化学方程式为ＳＯ２＋Ｈ２ＯＨ２ＳＯ３Ｂ．步骤②中加入ＣａＣＯ３的目的是将Ｈ２ＳＯ３转化为ＣａＳＯ３Ｃ．步骤③反应前后只有硫元素的化合价发生了变化Ｄ．步骤④属于化学变化【答案】Ｃ 【解析】二氧化硫和水反应生成亚硫酸，该反应的化学方程式为ＳＯ２＋Ｈ２ＯＨ２ＳＯ３，Ａ正确；Ｈ２ＳＯ３和ＣａＣＯ３反应生成亚硫酸钙、二氧化碳和水，Ｂ正确；氧气和ＣａＳＯ３反应生成硫酸钙，反应中氧元素由０价变为－２价，硫元素由＋４价变为＋６价，Ｃ错误；硫酸钙在水存在的条件下反应生成ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ，有新物质生成，属于化学变化，Ｄ正确。４．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，小科设计了如图方案（所加试剂均过量）。下列判断正确的是（ ）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【答案】Ｃ 【解析】根据流程图，加过量的铁屑，反应的化学方程式为：Ｆｅ＋Ｃｕ（ＮＯ３）２Ｆｅ（ＮＯ３）２＋Ｃｕ，５６份铁能置换出６４份铜，但铁屑过量，即固体中有铜和铁，因此Ａ、Ｄ不正确；滤液Ａ中有硝酸钡和硝酸亚铁，加入过量的氢氧化钠溶液，生成沉淀氢氧化亚铁ｂ和含有硝酸钡、硝酸钠和氢氧化钠的滤液Ｂ，即Ｂ中含有的盐为硝酸钡和硝酸钠，Ｃ正确；为保护环境，Ｘ溶液加入的过量溶液也可以是碳酸钠，得碳酸钡沉淀，Ｂ不正确；故选Ｃ。５．进入冬季是燃煤的高峰期，燃煤产生的烟气中含有二氧化氮、二氧化硫和三氧化硫等酸性气体，它们排放到空气中会与水反应形成酸雨，污染环境。某兴趣小组欲利用海水除去这些酸性气体，其设计工艺流程如下：请回答下列问题：（１）二氧化氮中氮元素的化合价为 ，氢氧化钠的俗称是 。（２）亚硫酸（Ｈ２ＳＯ３）被空气中的氧气氧化为硫酸，写出反应的化学方程式 。（３）二氧化氮是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体，我们 （填“能”或“不能”）用排空气法收集一瓶该气体。（４）利用氢氧化钠溶液中和硫酸的化学方程式为 。（５）为了减少冬季燃煤产生的烟气对大气的污染，我们可以采取 和 等措施减少烟气排放。【答案】（１）＋４ 火碱（或烧碱或苛性钠）（２）２Ｈ２ＳＯ３＋Ｏ２２Ｈ２ＳＯ４ （３）不能 （４）Ｈ２ＳＯ４＋２ＮａＯＨＮａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ （５）集中供暖 对煤炭进行脱硫脱硝处理后再燃烧６．炼铁产生的废渣中含有大量ＣｕＳ及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产ＣｕＣｌ２的流程图如下：（１）操作１：粉碎。粉碎的目的是 。（２）操作２：焙烧。高温条件下，通入空气，ＣｕＳ和ＮａＣｌ反应生成了ＣｕＣｌ２和Ｎａ２ＳＯ４，化学方程式为 。（３）操作３： 。（４）流程图中能循环利用的物质是 。【答案】（１）增大反应物的接触面积 （２）ＣｕＳ＋２ＮａＣｌ＋２Ｏ２高温ＣｕＣｌ２＋Ｎａ２ＳＯ４ （３）过滤 （４）氯化钠（或ＮａＣｌ）类型３ 生产流程７．（２０１７乌鲁木齐）以纯碱和石灰石为原料制备烧碱的工艺流程如图所示。请回答下列问题。（１）下列物质中均能与石灰石、生石灰、熟石灰发生反应的是 （填字母序号）。Ａ．水 Ｂ．盐酸 Ｃ．二氧化碳（２）步骤④发生反应的化学方程式是 。（３）如果要检验上述产品中的烧碱溶液里是否含有纯碱，可用的试剂为 （填一种试剂的化学式）。【答案】（１）Ｂ （２）Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｎａ２ＣＯ３ＣａＣＯ３↓＋２ＮａＯＨ （３）ＨＣｌ［或Ｃａ（ＯＨ）２或ＣａＣｌ２］（合理答案均可）【解析】（１）盐酸与石灰石、生石灰、熟石灰反应的化学方程式分别为ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑，ＣａＯ＋２ＨＣｌＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ，２ＨＣｌ＋Ｃａ（ＯＨ）２ＣａＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ；水能与生石灰反应，但不能与石灰石、熟石灰反应，二氧化碳能与熟石灰反应，但不能石灰石、生石灰反应。（２）氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式是Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｎａ２ＣＯ３ＣａＣＯ３↓＋２ＮａＯＨ。（３）碳酸钠能与稀盐酸反应生成气体，与氢氧化钙或氯化钙反应产生白色沉淀，根据实验现象可以检验。８．（２０１７雅安）钛和钛合金被认为是２１世纪的重要金属材料，他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：【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。（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 。【答案】（１）Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｈ２ＳＯ４Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋３Ｈ２Ｏ 复分解 （２）过滤（３）化学 （４）防止钛、镁在高温下被空气中的氧气氧化 （５）ＴｉＯ２＋２Ｃｌ２＋２Ｃ高温ＴｉＣｌ４＋２ＣＯ【解析】（１）钛铁矿中含有氧化铁杂质，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁，化学方程式为Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｈ２ＳＯ４Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋３Ｈ２Ｏ；该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应。（２）操作２后得到的是固体和液体，该操作为过滤。（３）ＴｉＯＳＯ４溶液水解后得到了新物质Ｈ２ＴｉＯ３，故水解属于化学变化。（４）Ｍｇ和Ｔｉ都有较强还原性，在高温下都易被空气中的氧气氧化，氩气的作用为防止Ｍｇ和Ｔｉ被空气中的氧气氧化。（５）氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应，根据反应前后元素种类不变，参加反应的氧气和碳的质量比为７１∶１２可知反应的化学方程式为２Ｃｌ２＋ＴｉＯ２＋２Ｃ高温ＴｉＣｌ４＋２ＣＯ。９．（２０１７娄底）碳酸亚铁（ＦｅＣＯ３）可用于制作补铁药物，以下是用硫铁矿烧渣（主要成分为Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）为原料制备碳酸亚铁的生产流程示意图：【资料】４０℃以上时，（ＮＨ４）２ＣＯ３易分解。（１）操作Ⅰ的名称为 。（２）写出向固体Ａ中加入稀硫酸后发生反应的化学方程式： 。（３）加入（ＮＨ４）２ＣＯ３后，该反应必须控制的条件是 。（４）从溶液Ｃ中可回收一种化工产品，请写出它的一种用途 。【答案】（１）过滤 （２）Ｆｅ＋Ｈ２ＳＯ４ＦｅＳＯ４＋Ｈ２↑ （３）溶液温度不高于４０℃（４）用作氮肥１０．（２０１７柳州）过氧化钙（ＣａＯ２）微溶于水，溶于酸，是一种对环境友好的多功能化合物。以下是制备过氧化钙的工艺流程图：请回答下列问题：（１）气体Ｘ是 。实验室常用澄清石灰水来检验Ｘ，该反应的化学方程式为 。（２）玻璃棒在过滤操作中所起到的作用是 。下列是某同学进行过滤操作时的一些做法，其中正确的是 （填字母序号）。Ａ．直接向漏斗中倾倒待过滤的液体Ｂ．滤纸边缘高于漏斗边缘Ｃ．漏斗下端管尖紧靠烧杯内壁Ｄ．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度（３）过氧化钙是氧化物吗？ （填“是”或“否”）。写出由物质Ａ反应生成ＣａＯ２·８Ｈ２Ｏ的化学方程式 。【答案】（１）ＣＯ２（或二氧化碳） Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ （２）引流 Ｃ （３）是 ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ２＋７Ｈ２ＯＣａＯ２·８Ｈ２Ｏ【解析】（１）碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，所以气体Ｘ是二氧化碳，物质Ａ是氧化钙；澄清石灰水是氢氧化钙溶液，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙和水。（２）过滤操作中，玻璃棒的作用是引流；过滤时，待过滤溶液应该通过玻璃棒引流进入漏斗中，Ａ不正确；滤纸的边缘应该低于漏斗的边缘，Ｂ不正确；漏斗下端管尖应该紧靠烧杯内壁，Ｃ正确；过滤时用玻璃棒在漏斗中搅拌，易捅破滤纸，Ｄ不正确。（３）氧化物是由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物，过氧化钙是由钙和氧两种元素组成的化合物，所以过氧化钙属于氧化物；氧化钙与过氧化氢溶液反应生成ＣａＯ２·８Ｈ