廣東省中考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題三 工藝流程練習(xí)
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1、廣東省中考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題三 工藝流程練習(xí) 工藝流程題一般以“生產(chǎn)工藝”或“實(shí)驗(yàn)操作流程”為情境,將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段以生產(chǎn)流程呈現(xiàn)出來,并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。中考中的工藝流程題主要是物質(zhì)的制備和除雜。 工藝流程題??嫉闹R點(diǎn)有:物質(zhì)成分的分析(推斷某物質(zhì)),化學(xué)反應(yīng)原理(物質(zhì)的除雜、化學(xué)方程式的書寫等),操作步驟的名稱及操作所需要的儀器等,綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、能量的充分利用等),工藝流程的評價(jià)等。因此解答化學(xué)工藝流程題,除了必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識及分離、提純物質(zhì)的基本技能外,還要學(xué)
2、會從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。關(guān)注流程圖中的出線、進(jìn)線(均表示物料流向或操作流程)、可逆線(表示物質(zhì)循環(huán)使用)和核心化學(xué)反應(yīng)(如下所示)。 1.物質(zhì)成分的分析(推斷流程圖中的某種物質(zhì)等) (1)分析流程中的每一步驟,從幾個(gè)方面解流程: ①反應(yīng)物是什么; ②發(fā)生了什么反應(yīng); ③圖中有沒有物質(zhì)沒有寫上去或是省略了; ④該反應(yīng)造成了什么后果,對制造產(chǎn)品有什么作用。 (2)要判斷所加的試劑,可以從加入試劑的目的、反應(yīng)的產(chǎn)物入手進(jìn)行分析。 (3)推斷流程圖中某一步中的物質(zhì),從上一步操作中反應(yīng)物可能發(fā)生的反應(yīng)入手進(jìn)行分析,同時(shí)需注意所加試劑是否有剩余。 2.化學(xué)方程式的
3、書寫 (1)根據(jù)流程圖書寫某步中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:根據(jù)所學(xué)知識判斷其可能發(fā)生的反應(yīng),然后寫出反應(yīng)物、產(chǎn)物,并進(jìn)行配平。 (2)陌生化學(xué)方程式的書寫:根據(jù)箭頭方向,箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物),出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物);若從已知信息中找出的反應(yīng)物和生成物不滿足質(zhì)量守恒定律,可以在反應(yīng)物或生成物中加上水,然后進(jìn)行配平,還應(yīng)注意反應(yīng)條件的有關(guān)信息;若在空氣中煅燒或通入空氣則還需考慮空氣中的氧氣是否參與反應(yīng)。 3.混合物分離、提純的操作及所需儀器的判斷 (1)固體和液體混合物的分離:過濾。其所需的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙。 (2)從物質(zhì)的溶液中得到該物質(zhì)的晶體常
4、用的方法: ①蒸發(fā)結(jié)晶(具體操作見粗鹽的提純)。 ②降溫結(jié)晶,操作過程為蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥。 4.判斷能夠回收利用或可循環(huán)使用的物質(zhì) (1)回收利用的物質(zhì):若流程圖中的原料在生產(chǎn)中以副產(chǎn)物的形式產(chǎn)生,則可將其進(jìn)行回收利用。 (2)循環(huán)使用的物質(zhì):步驟中一步的產(chǎn)物是另一步的原料,根據(jù)上圖中箭頭方向(可逆線)即可判斷出可循環(huán)使用的物質(zhì)。 5.工藝流程的評價(jià) (1)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性:能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,雜質(zhì)是否完全除去、是否引入新的雜質(zhì)等。 (2)安全性和簡便性:盡量選用較溫和的反應(yīng)條件,避免高溫、高壓條件。 (3)對環(huán)境的影響:是否符合綠色化學(xué)理念。 (4)節(jié)約
5、性:原料利用率要盡量高。 注:綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),它的主要特點(diǎn)是:①充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;②在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)境排放;③提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;④生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。 類型一 物質(zhì)制備(實(shí)驗(yàn)室模擬、工業(yè)生產(chǎn)等) (xx、xx、xx、xx考) 例1 (xx南通)實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的流程如下: 已知:①反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式:MnO2+SO2=== MnSO4; ②MnCO3、Mn(OH)2均難溶于水,MnCO3在100 ℃
6、時(shí)開始分解。 (1)反應(yīng)Ⅰ屬于基本反應(yīng)類型中的__________反應(yīng)。 (2)流程中“操作”的名稱為__________,所需要的主要玻璃儀器有______________。 (3)反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為_________________________。反應(yīng)Ⅱ需控制溶液的酸堿性,若堿性過強(qiáng),MnCO3粗產(chǎn)品中將混有____________________(填化學(xué)式)。 (4)驗(yàn)證MnCO3粗產(chǎn)品表面附著有Na2SO4雜質(zhì):取樣品少許,向其中加入水,攪拌、過濾,向?yàn)V液中加入適量的____________________(填化學(xué)式)溶液,有白色沉淀產(chǎn)生。 (5)為獲得高純MnCO3,需
7、選擇“低溫”干燥的原因是___________________________。 例2 (xx廣州)氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于冶金、電鍍、醫(yī)藥等行業(yè)。已知CuCl難溶于水和乙醇,在潮濕空氣中易變質(zhì)。CuCl的制備流程如下: (1)“濾液1”中除了Na+、SO外,還存在較多的離子是__________(寫離子符號)。 (2)“反應(yīng)”中發(fā)生的化學(xué)變化是2CuCl2+Na2SO3=== 2CuCl↓+2NaCl+SO3,產(chǎn)生的SO3迅速與水化合生成一種酸,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。 (3)“操作a”的名稱是__________,流程中可
8、以循環(huán)利用的物質(zhì)(水除外)是__________(寫化學(xué)式)。 (4)可用“水洗”的原因是______________________________,“醇洗”的目的是_________________________________。 (5)160 g CuSO4與足量NaCl經(jīng)上述制備流程,可生成的CuCl最多是______________________________。 例3 (xx陜西改編)我國每年報(bào)廢的手機(jī)超過1億部。廢舊手機(jī)的電路板中含有鋁、鐵、銅、銀、金等多種金屬,化學(xué)興趣小組為回收其中的銅,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): 已知:Cu+H2O2+H2SO4=== CuSO4
9、+2H2O;不考慮金、銀發(fā)生類似反應(yīng)。 (1)將電路板粉碎成粉末的目的是__________________________?! ? (2)步驟①所得濾液中的溶質(zhì)除硫酸外,還有____________________________。 (3)步驟②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:固體部分溶解,__________________?! ? (4)步驟④中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________?! ? (5)對廢舊手機(jī)中的金屬加以回收的意義是___________________(寫一條)。 例4
10、(xx廣東)現(xiàn)有工廠丟棄的廢銅屑(銅屑表面呈綠色,其中混有少量生銹鐵屑)。課外活動(dòng)小組同學(xué)欲利用其制取膽礬,他們設(shè)計(jì)了下面的兩種制取流程。已知:Cu+Fe2(SO4)3=== 2FeSO4+CuSO4。請回答: (1)銅屑表面呈綠色的物質(zhì)的化學(xué)式是Cu2(OH)2CO3,俗稱________;操作①所用到的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒和________。 (2)溶液A的溶質(zhì)有____________(只寫一種);鐵銹與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。 (3)兩種方法比較,符合綠色化學(xué)要求的是方法__________;
11、方法Ⅱ的化學(xué)反應(yīng)方程式為:2Cu+2H2SO4+________=== 2CuSO4+________;操作②的實(shí)驗(yàn)步驟為:________、降溫結(jié)晶。 類型二 分離提純 (xx、xx、xx考) 例5 (xx德州改編)CO2是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w,而工業(yè)上卻可用CO2來制備甲醛等物質(zhì),“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法,將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并加以利用——如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2,其過程如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。 請根據(jù)有關(guān)信息回答問題: (1)用NaOH溶液“捕捉”CO2的化學(xué)方程式是________________________________
12、。 (2)“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)所采用的基本操作是__________。 (3)此化學(xué)工藝流程中沒有涉及到的基本反應(yīng)類型是________________。 (4)整個(gè)過程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)是__________和__________。 例6 (xx蘭州改編)粗鹽中MgCl2、CaCl2等雜質(zhì),提純粗鹽的工藝流程如圖所示: 回答下列問題: (1)氫氧化鈉有強(qiáng)烈的腐蝕性,如果不慎沾到皮膚上,要用大量的水沖洗,再涂上__________。 (2)步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________,步驟②加入過量的碳酸鈉溶液
13、的作用是________________________。 (3)操作a的名稱是__________。 (4)步驟④中,要用玻璃棒不斷攪拌,其目的是________________________________。 類型三 環(huán)保相關(guān) (xx、xx、xx考) 例7 (xx廣東)某垃圾處理廠對生活垃圾進(jìn)行處理與綜合利用的部分流程如下圖: 資料1: 垃級焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有SO2等有害氣體。 資料2:FeSO4容易被空氣中的O2氧化。 回答下列問題: (1)石灰漿吸收SO2(性質(zhì)與CO2相似)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________。 (2)溶解步驟中
14、同時(shí)發(fā)生的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式為:Fe+Fe2(SO4)3=== 3FeSO4、_________________________、__________________________。 (3)將所得FeSO4溶液在氮?dú)猸h(huán)境中蒸發(fā)濃縮、__________、過濾,得到FeSO4晶體,其中氮?dú)獾淖饔檬莀__________________________________。 (4)政府倡導(dǎo)垃圾分類,其好處是__________________________(寫一點(diǎn))。 注:領(lǐng)跑化學(xué)xx版課時(shí)作業(yè)P50第10題與該題基本一樣。 例8 某煙氣脫硫的工藝不僅能消除SO2,還能將其轉(zhuǎn)化為石膏(Ca
15、SO4·2H2O)等產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示: 圖1 圖2 (1)設(shè)備1中,通過噴淋水脫去煙氣中的SO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________,若將煙氣直接排放到空氣中,可能會導(dǎo)致的環(huán)境問題是__________。 (2)設(shè)備2中,加入CaCO3的目的是_______________________________。 (3)設(shè)備3中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。 (4)有一工廠為防治SO2的污染,另外設(shè)計(jì)了一種治污方法,不僅吸收了二氧化硫,同時(shí)也得到了硫
16、酸等工業(yè)產(chǎn)品,該工藝流程如圖2所示。 ①Fe2(SO4)3吸收SO2的化學(xué)方程式是:Fe2(SO4)3+2__________+SO2=== 2FeSO4+2H2SO4。 ②該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是__________________。 專題三 工藝流程 例1 (1)化合 (2)過濾 漏斗、玻璃棒、燒杯 (3)MnSO4+2NaHCO3=== Na2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O Mn(OH)2 (4)BaCl2 (5)MnCO3的分解溫度為100 ℃,為防止MnCO3高溫分解,影響高純MnCO3的純度 例2 (1)Cu2+、Cl- (2)SO3
17、+H2O=== H2SO4 (3)過濾 NaCl (4)能夠除去可溶性雜質(zhì) 可以除去水,防止在后續(xù)步驟中CuCl變質(zhì) (5)99.5 【解析】(5)160 g CuSO4中銅元素質(zhì)量為160 g××100%=64 g,反應(yīng)過程中硫酸銅的銅元素完全轉(zhuǎn)化到了氯化亞銅中,因此足量NaCl經(jīng)上述制備流程,可生成的CuCl最多為64 g÷(×100%)=99.5 g。 例3 (1)增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率 (2)硫酸鋁、硫酸亞鐵[或Al2(SO4)3、FeSO4] (3)溶液由無色變成藍(lán)色 (4)Fe+H2SO4=== FeSO4+H2↑ (5)節(jié)約金屬資源(或減少對環(huán)境的污染等)
18、 例4 (1)銅綠 漏斗 (2)CuSO4(或FeSO4,或H2SO4) Fe2O3+3H2SO4=== Fe2(SO4)3+3H2O (3)Ⅱ O2 2H2O 蒸發(fā) 【解析】(2)分析溶液A中的溶質(zhì)應(yīng)注意利用題給信息,首先銅屑表面的銅綠及生銹的鐵屑會與稀硫酸發(fā)生反應(yīng),分別生成CuSO4和Fe2(SO4)3,再根據(jù)題給信息Cu+Fe2(SO4)3=== 2FeSO4+CuSO4可以判斷其中不含F(xiàn)e2(SO4)3,同時(shí)還應(yīng)注意稀硫酸是過量的。(3)方法Ⅱ中通入空氣說明氧氣參與反應(yīng),再根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知有水生成。 例5 (1)2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O (2)過濾
19、(3)置換反應(yīng) (4)氫氧化鈉 氧化鈣 【解析】(3)氧化鈣和水反應(yīng)的屬于化合反應(yīng),碳酸鈣高溫分解的反應(yīng)屬于分解反應(yīng),碳酸鈉和氫氧化鈣的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng),所以化學(xué)工藝流程中沒有涉及到的基本反應(yīng)類型是置換反應(yīng)。(4)根據(jù)箭頭的方向確定可逆線,由此推出可循環(huán)利用的物質(zhì)是氫氧化鈉和氧化鈣。 例6 (1)硼酸溶液 (2)MgCl2+2NaOH=== 2NaCl+Mg(OH)2↓ 完全除去氯化鈣 (3)過濾 (4)防止液體受熱不均勻,造成液滴飛濺 例7 (1)Ca(OH)2+SO2=== CaSO3+H2O (2)Fe+H2SO4=== FeSO4+H2↑ Fe2O3+3H2SO4=== Fe2(SO4)3+3H2O (3)降溫結(jié)晶 作保護(hù)氣,防止FeSO4被空氣中氧氣氧化,提高轉(zhuǎn)化率(合理即可) (4)方便對垃圾進(jìn)行無害化處理(或有利于保護(hù)環(huán)境等) 例8 (1)SO2+H2O=== H2SO3 酸雨 (2)CaSO3 (3)2CaSO3+O2=== 2CaSO4 (4)①H2O?、贖2SO4和FeSO4
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