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專題七工藝流程,,知識(shí)是珍寶，但實(shí)踐是得到它的鑰匙。——托馬斯富勒,中考課標(biāo)導(dǎo)航,1.了解化學(xué)與科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)之間的相互關(guān)系，了解化工生產(chǎn)中遵循的“綠色化學(xué)”思想的重要性。2.考查運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)操作及相關(guān)知識(shí)來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。,,專題應(yīng)對(duì)攻略,一．考查內(nèi)容及特點(diǎn)工業(yè)流程類試題是近幾年中考的熱點(diǎn)。這類型題是將化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過程用流程的形式表現(xiàn)出來，并針對(duì)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)問，形成與化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝流程試題。內(nèi)容涉及化學(xué)反應(yīng)原理、元素化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作及名稱、物質(zhì)的分離與提純以及流程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與循環(huán)、化學(xué)計(jì)算等諸多方面。試題具有設(shè)置情境真實(shí)、內(nèi)容信息新穎、問題設(shè)計(jì)廣泛、綜合性強(qiáng)、思維容量大等特點(diǎn)。,,二．考查形式與常見題型試題形式是將化工生產(chǎn)過程中的主要步驟、操作和物質(zhì)轉(zhuǎn)換等用流程的形式表現(xiàn)出來，再根據(jù)流程中涉及的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)問。常以資源、環(huán)境、化工生產(chǎn)等為背景進(jìn)行分類。常見題型有以水資源為背景：如海水提鎂、氯堿工業(yè)等；空氣資源：如合成氨工藝流程；礦產(chǎn)資源：冶煉金屬；化工生產(chǎn)：合成工藝；環(huán)境問題：污水處理、工廠廢氣、廢料、化工廢液處理等。,,一．解題思路和方法1.了解題型結(jié)構(gòu)：原料預(yù)處理→核心反應(yīng)→產(chǎn)品分離提純,,2.明確解題思路：,,,3.常用解題方法：（1）先要讀懂題頭，即題目開始用文字?jǐn)⑹龅牟糠郑宄どa(chǎn)的目標(biāo)產(chǎn)品是什么，如果是化學(xué)實(shí)驗(yàn)流程題，則要搞清楚實(shí)驗(yàn)的目的是什么？是合成新物質(zhì)還是分離提純物質(zhì)？（2）要讀懂工藝流程圖，即從第一個(gè)流程開始沿著流程圖讀到結(jié)束，明確整個(gè)流程中每一步驟的目的，分析清楚每一步流程中的物質(zhì)種類、化學(xué)反應(yīng)和基本操作。有時(shí)需要聯(lián)系前后左右的相關(guān)流程中物質(zhì)變化、,,（3）“綠色化學(xué)”和“安全化學(xué)”也是工業(yè)生產(chǎn)的主旋律，分析時(shí)也要時(shí)時(shí)刻刻留心關(guān)注。,實(shí)際用量、物質(zhì)的狀態(tài)等進(jìn)行推測(cè)各流程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和分離提純操作，理解了流程圖描述的原料怎樣變成主產(chǎn)品和副產(chǎn)品，充分挖掘圖中有效信息和關(guān)鍵詞句。解題抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。,,一．自然資源類此類試題以海水、空氣、礦產(chǎn)等自然資源為背景，考查知識(shí)主要涉及混合物的分離和提純、基本反應(yīng)原理、基本操作等相關(guān)內(nèi)容。,,經(jīng)典例題解讀,【例1】（2018.山東棗莊）海洋是個(gè)巨大的寶藏。人類利用海洋化學(xué)資源大體上經(jīng)歷了如下圖所示的幾個(gè)階段。,（1）海水經(jīng)日曬蒸發(fā)水分變?yōu)轱柡腿芤?，再曬析出食鹽，這一過程叫，這樣得到的是“粗鹽”，不僅含有泥沙，還含有Ca2+、SO42-、Mg2+等。為去除三種雜質(zhì)離子，可向粗鹽水中依次加入過量的(填化學(xué)式)，過濾去除沉淀后再加入適量鹽酸，將溶液調(diào)至中性。,,蒸發(fā)結(jié)晶,BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3,（2）氯堿工業(yè)基本流程：,由圖示可知工藝中可循環(huán)利用的物質(zhì)是。,（3）海水提鎂流程：,寫出其中任一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式，提取氯化鎂歷經(jīng)a、b兩步轉(zhuǎn)換的目的是。,,NaCl,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2或Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,獲得比較純凈的氯化鎂,（4）下列方法中能淡化海水的是（填字母）。A．過濾法B．沉淀法C．多級(jí)閃急蒸餾法D．分解法,,C,【方法點(diǎn)撥】該題綜合性較強(qiáng)，內(nèi)容包括海水曬鹽、氯堿工業(yè)、海水提鎂三個(gè)流程，考查知識(shí)點(diǎn)涉及溶解度、物質(zhì)的分離提純、物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)等。首先要清楚三個(gè)流程中的原料和產(chǎn)品分別是什么，再結(jié)合每個(gè)流程中所提供的信息進(jìn)行分析，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)，理解流程中每步操作和加入試劑的作用和原理，即可清楚最終獲得產(chǎn)品的方法。解題抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一切反應(yīng)和操作都是為了獲得最終目的產(chǎn)品而服務(wù)。流程中前面用到的、后面生成的為可循環(huán)利用的物質(zhì)。,【解析】（1）海水經(jīng)日曬蒸發(fā)水分，變?yōu)轱柡腿芤海^續(xù)蒸發(fā)則析出食鹽晶體，這一過程叫蒸發(fā)結(jié)晶。這樣得到的是“粗鹽”，其中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等雜質(zhì)。要除去這三種離子，首先要選擇合適的除雜試劑，其次要清楚加入的除雜試劑要過量，最后還要考慮加入試劑的順序。加入過量NaOH除去的是Mg2+、過量BaCl2除去的是SO42﹣、過量Na2CO3除去的是Ca2+和過量的BaCl2，因此加入試劑的順序可以是BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3；,,過濾除去沉淀后再加入適量稀鹽酸，除去過量的NaOH和Na2CO3，即可得到純凈的氯化鈉。（2）根據(jù)圖示可以看出，該工藝中可循環(huán)利用的物質(zhì)是氯化鈉。（3）海水提鎂中氯化鎂能與氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，過濾得到氫氧化鎂，再加入稀鹽酸，即可得到純凈的氯化鎂。（4）海水經(jīng)沉淀、過濾、分解均不能將其中的溶質(zhì)完全除去，故選C。,,1.（2016.江蘇泰州）海水是一種重要的資源，利用海水可制取鎂等物質(zhì)．有人設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)流程：,試題演練,下列說法錯(cuò)誤的是（）A．固體B是Mg(OH)2，試劑X為稀鹽酸B．操作Ⅰ和操作Ⅲ的操作方式完全相同C．加入NaOH溶液應(yīng)過量，其目的是使MgCl2完全反應(yīng)D．處理等量海水，若將NaOH溶液換成石灰乳，能節(jié)約成本,B,,2．（2018.廣西梧州）工業(yè)上為提高煤的綜合利用，可采用下列流程:,（1）在加壓條件下，把二氧化碳通入溶有氨氣的飽和食鹽水中，最終可制得一種含氯元素的氮肥（填化學(xué)式）和一種水溶液顯堿性的鹽（填化學(xué)式）。（2）寫出流程中CO與H2轉(zhuǎn)化為C8H16的化學(xué)方程式,C8H16+8H2O。,NH4Cl,NaHCO3,,,,8CO+16H2,,3．（2018.北京朝陽區(qū)一模）某化肥廠以煤、空氣、水為原料合成氨，生產(chǎn)流程如圖：,（1）NH3中氮元素的化合價(jià)為。（2）設(shè)備2中參加反應(yīng)的物質(zhì)有。（3）設(shè)備3中發(fā)生的反應(yīng)，屬于基本反應(yīng)類型中反應(yīng)。（4）該生產(chǎn)流程中含氮元素的物質(zhì)有。,-3,NH3、H2O、CO2,化合,N2、NH3、NH4HCO3,,4.（2018.四川成都）工業(yè)上常用電解飽和食鹽水的方法制燒堿。某同學(xué)設(shè)計(jì)的工業(yè)制備氫氧化鈉的流程如下圖。,【資料】2NaCl+2H2O,兩電極一端得到NaOH和H2，另一端得到Cl2。,2NaOH+H2↑+Cl2↑,（1）晾曬海水得到粗鹽的原理是。（2）實(shí)驗(yàn)室蒸發(fā)用到的儀器有鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、坩堝鉗、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃棒和。,蒸發(fā)結(jié)晶,蒸發(fā)皿,,（3）工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)選擇途徑(“①”或“②”)，理由是。,（4）Cl2可用于生產(chǎn)84消毒液(有效成分NaClO)，反應(yīng)原理為：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，反應(yīng)前后氯元素的化合價(jià)有種。,（5）圖1實(shí)驗(yàn)測(cè)定水的組成，不能加入NaCl增強(qiáng)水的導(dǎo)電性的理由是。電解水的化學(xué)方程式為。,①,步驟簡(jiǎn)便，節(jié)約能源,加入NaCl后會(huì)有Cl2的生成，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,2H2O通電2H2↑+O2↑,3,,（6）圖2實(shí)驗(yàn)獲得84消毒液，直流電源正極應(yīng)與(填a或b)連接，才能使NaClO的含量更高。,b,,,,二．化工生產(chǎn)類此類試題以化工生產(chǎn)為背景，流程首先以化工原料開始，經(jīng)過一系列操作，最終獲取要制備的物質(zhì)。解題時(shí)首先要明確制備原理，熟悉制備過程中每一步驟中涉及到的化學(xué)反應(yīng)和操作，分清主產(chǎn)品和副產(chǎn)品，知道分離它們的方法。,經(jīng)典例題解讀,【例2】（2018.江蘇連云港）過氧化鈣(CaO2)是用途廣泛的優(yōu)良供氧劑。以電石渣（主要成分為Ca(OH)2，含少量CaCO3）為原料制備CaO2的一種工藝流程如下：,,【查閱資料】I.Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3H2OⅡ.CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2O=CaO28H2O↓+2NH4ClⅢ.CaO28H2O在水中不太穩(wěn)定，會(huì)緩慢分解。,（1）提取Ca(OH)2時(shí)反應(yīng)的基本類型是；Ca(OH)2的俗名為；過濾1所得濾渣的主要成分是。,,復(fù)分解反應(yīng),熟石灰(或消石灰),CaCO3(碳酸鈣),（2）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作時(shí)，要遵循“一貼、二低、三靠”原則。其中“二低”指的是：濾紙邊緣略低于漏斗口、。生產(chǎn)過程中為了精確測(cè)定溶液的pH，常使用(填儀器名稱)。,液面低于濾紙邊緣,pH計(jì),（3）在其他條件不變的情況下，制備CaO28H2O的反應(yīng)時(shí)間(t)對(duì)其產(chǎn)率(w)的影響如圖所示。①平均反應(yīng)速率最快的時(shí)間段為：___(填字母)。a.0～10minb.10～20minc.20～30mind.30～40min②30min后，w開始下降的主要原因是。,,a,CuO28H2O在水中不太穩(wěn)定會(huì)緩慢分解,【方法點(diǎn)撥】仔細(xì)閱讀題干所提供的資料信息，結(jié)合流程圖理解每一步操作的目的，清楚從原料到產(chǎn)品的過程中每一步所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)真分析每發(fā)生一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物是什么，生成物是什么，這樣即可知道最終獲得產(chǎn)品的方法。,【解析】(1)根據(jù)資料信息可知：提取Ca(OH)2的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3H2O，屬于復(fù)分解反應(yīng)；Ca(OH)2的俗名為熟石灰(或消石灰)；CaCO3(碳酸鈣)難溶于水，是濾渣的主要成分；,,(2)過濾操作時(shí)，要遵循“一貼、二低、三靠”原則?！耙毁N”是指濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁；“二低”是指濾紙邊緣低于漏斗邊緣，濾液液面低于濾紙邊緣；“三靠”玻璃棒緊靠濾紙三折處，濾液燒杯緊靠玻璃棒，漏斗器下端緊靠燒杯內(nèi)壁；pH計(jì)(酸度計(jì)或pH測(cè)定儀)可以精確測(cè)定溶液的pH；(3)①據(jù)圖判斷0～10min，平均反應(yīng)速率最快；②CuO28H2O在水中不太穩(wěn)定會(huì)緩慢分解，使反應(yīng)減慢；,,試題演練,1.（2018.四川德陽）氫氧化鎂是一種重要的化工原料，某礦石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2組成。用它制備氫氧化鎂的流程示意圖如下：,部分金屬陽離子以氫氧化物形成沉淀時(shí)溶液的pH見下表：,,（1）熟石灰主要成分的化學(xué)式是。（2）溶液A中的陽離子是（填離子符號(hào)）。（3）沉淀C的成分是。（4）溶液B與熟石灰反應(yīng)的化學(xué)方程式是。,2．（2018.北京通州區(qū)一模）碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。工業(yè)上通常以β一鋰輝石（主要成分為L(zhǎng)i2O?Al2O3?4SiO2）為原料制備Li2CO3，工藝流程如圖所示。,Ca(OH)2,H+、Fe3+、Cu2+、Mg2+,Fe(OH)3、Cu(OH)2,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,,（1）已知硫酸浸后得到的浸出液中含硫酸鋰、硫酸鋁等物質(zhì)，則該變化屬屬于變化（填“物理“或“化學(xué)”）。（2）已知硫酸鋰（Li2SO4）與碳酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式。（3）檢驗(yàn)碳酸鋰中碳酸根時(shí)，所需試劑是。,化學(xué),Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓,稀鹽酸和澄清石灰水,,3．（2018.北京市模擬）甲酸（HCOOH）廣泛用于輕工、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。甲酸鈉法是最早工業(yè)化的甲酸生產(chǎn)工藝，主要流程如下圖所示：,,（1）甲酸鈉（HCOONa）的組成元素中，屬于金屬元素的是。（2）甲酸反應(yīng)器中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2HCOONa+H2SO4,若制得46kg甲酸，則參加反應(yīng)的甲酸鈉的質(zhì)量為kg。（3）圖中所涉及的物質(zhì)中，屬于氧化物的是。（4）甲酸蒸餾塔中發(fā)生的是（填“物理”或“化學(xué)”）變化。,2HCOOH+Na2SO4,鈉元素,68,CO、H2O,物理,,4.(2018.湖北黃石)某興題小組用鋁簡(jiǎn)制備A12O3及明礬大晶體，具體流程如下：,已知：明礬在水中的溶解度隨著溫度的升高而增大，請(qǐng)回答下列問題：（1）步驟II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+X，X的化學(xué)式為。,NaHCO3,,（2）步驟III中發(fā)生的反應(yīng)，其基本反應(yīng)類型為。（3）寫出Al(OH)3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。（4）在培養(yǎng)明礬大晶體的過程中，其操作的先后順序?yàn)?。A.自然冷卻至室溫B.選規(guī)則明礬小晶體，并用一根細(xì)線懸掛在溶液中央C.配制45℃的明礬飽和溶液（5）寫出明礬的一種用途。,分解反應(yīng),3H2SO4+2Al(OH)3=Al2(SO4)3+6H2O,CBA,作凈水劑,,三．環(huán)境問題類此類試題以環(huán)境問題為背景，試題內(nèi)容涉及空氣污染治理、污水處理、化工生產(chǎn)中的廢料回收利用等社會(huì)熱點(diǎn)問題。解題時(shí)在理解工業(yè)流程的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。,,,經(jīng)典例題解讀,【例3】（2018.安徽）廢舊電路板中主要含有塑料、銅和錫（Sn）等，為實(shí)現(xiàn)對(duì)其中錫的綠色回收，某工藝流程如下：,已知：Sn+SnCl4＝2SnCl2,（1）SnCl4中錫元素的化合價(jià)是____。（2）銅的金屬活動(dòng)性比錫的____（填“強(qiáng)”或“弱”），固體A中一定含有的金屬元素是_____。（3）寫出步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。（4）相比于直接焚燒廢舊電路板回收金屬，該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是（回答一點(diǎn)即可）。,,+4,弱,Cu,2SnCl2Sn+SnCl4,避免焚燒塑料產(chǎn)生污染，更加環(huán)保,【方法點(diǎn)撥】工業(yè)流程題解題的關(guān)鍵：首先必須要明確該工業(yè)流程的目的，確定反應(yīng)物是什么，流程中加入了哪些物質(zhì)，發(fā)生了什么反應(yīng)，加入的物質(zhì)起到什么作用，反應(yīng)最終得到的物質(zhì)是什么；其次要利用好題干所提供的資料信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。只有讀懂流程，才是正確解題的保證。,【解析】已知SnCl4中氯元素的化合價(jià)為-1價(jià)，則錫元素的化合價(jià)為+4價(jià)；根據(jù)金屬活動(dòng)順序可知，銅的金屬活動(dòng)性比錫的弱；根據(jù)題干提供的資料可知，步驟①中加,,入SnCl4溶液，發(fā)生如下反應(yīng)：Sn+SnCl4＝2SnCl2，而廢料中的銅不與SnCl4反應(yīng)，故固體A中一定含有的金屬元素是Cu；根據(jù)流程圖可知，步驟②中的反應(yīng)物是SnCl2，生成物是Sn和SnCl4，所以步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2SnCl2Sn+SnCl4；廢舊電路板中含有塑料，焚燒會(huì)造成空氣污染。,,試題演練,1.（2018.北京懷柔區(qū)一模）某垃圾處理廠對(duì)生活垃圾進(jìn)行處理與綜合利用的部分流程如下，請(qǐng)回答下列問題。,（1）垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有HCl、SO2等有害氣體。石灰漿吸收HCl氣體的化學(xué)方程式是。,Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,,（2）溶解步驟中，與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是，在此過程中還能發(fā)生Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，其反應(yīng)類型是。,2．（2018.北京東城區(qū)一模）氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，由煤制氫氣的技術(shù)發(fā)展已有200年歷史。某實(shí)驗(yàn)室提出了一種煤制氫技術(shù)。其流程如圖所示：,鐵、氧化鐵,化合反應(yīng),,（1）水煤漿是由煤（主要含碳）與水混合而成，經(jīng)過氣化器后轉(zhuǎn)化為CO2和H2．在氣化器中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)（反應(yīng)條件已省略）：①C+H2O=CO+H2②□+□=CO2+H2①的基本反應(yīng)類型是；②的化學(xué)方程式是。（2）重整器的作用是。（3）燃料電池里發(fā)生的反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，為了維護(hù)電池的正常工作，需要定期排放所生成的水。100kg氫氣通入燃料電池，理論上可生成水kg。,置換反應(yīng),CO+H2O=CO2+H2,除去H2中混有的CO2,900,,3．（2018.北京朝陽區(qū)模擬）礦山廢水中含有大量的H2SO4和CuSO4，直接排放會(huì)影響水體酸堿性，并造成重金屬污染。通過處理可以回收金屬銅，并使廢水pH和重金屬含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。,已知：步驟中無藍(lán)色沉淀生成。（1）步驟Ⅱ和步驟Ⅲ都需進(jìn)行的操作是。,過濾,,（2）步驟Ⅱ得到金屬銅的反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）加入Ca(OH)2可以降低鐵屑的消耗量，原因是。（請(qǐng)用文字并結(jié)合化學(xué)方程式解釋）。（4）步驟Ⅲ需加入Na2S才能使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，由此推測(cè)廢水③不達(dá)標(biāo)的主要原因是其中含有。,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,Ca(OH)2會(huì)與廢水中的硫酸發(fā)生反應(yīng)，Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O；消耗了廢水中的硫酸，減少了鐵屑與硫酸的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,CuSO4（或Cu2+）,,4．（2018.福建）以某礦山酸性廢水（主要含硫酸、硫酸鐵、硫酸銅和硫酸鋅等）為原料，通過下述流程可將廢水中的鐵、銅和鋅分步沉淀，實(shí)現(xiàn)回收利用。,,（1）步驟①中，加入Ca(OH)2有兩個(gè)作用。一是中和廢水中的硫酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為；二是將硫酸鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，該反應(yīng)屬于。（填基本反應(yīng)類型）。（2）步驟③中，鋅泥中最主要的含鋅化合物的化學(xué)式為；（3）為分步回收鐵、銅、鋅等金屬資源且直接得到銅單質(zhì)，只需改變上述流程中的某步驟加入的試劑即可。該步驟和應(yīng)加入的試劑分別是。,H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O,復(fù)分解反應(yīng),Zn(OH)2,步驟②、Zn,,結(jié)束,,