2022年中考化學(xué)專題突破專題06工業(yè)流程圖

專題06：工業(yè)流程圖【必背考點】突破方法:關(guān)注流程“三線”(去線、進線和可逆線)和“核心”。讀流程圖的方法――抓箭頭：①主線主產(chǎn)品；②支線副產(chǎn)品；③回頭循環(huán)品。考查主要內(nèi)容：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、產(chǎn)品分離提純。這類題考查問題主要設(shè)問出發(fā)點有：⑴據(jù)流程圖或題目提供的反應(yīng)物和部分生成物書寫情景方程式；⑵濾渣的成分；⑶濾液的成分；⑷核心反應(yīng)條件的控制和原因；⑸選擇化學(xué)除雜試劑及原因；⑹調(diào)pH值的范圍及試劑的選擇；⑺相關(guān)實驗操作及儀器；⑻相關(guān)計算等等。1.涉及的主要操作：（1）粉碎或研磨：目的是增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)(或溶解)速率。（2）溶解：（3）過濾：（4）蒸發(fā)：2.工藝流程圖的三大類型：（1）工業(yè)生產(chǎn)流程（2）提純除雜類（3）金屬的回收利用一：工業(yè)生產(chǎn)流程1．CO2是最主要的溫室氣體，也是巨大的碳資源，CO2的低能耗捕集、轉(zhuǎn)化和利用正受到世界各國的廣泛關(guān)注。利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，并將CO2儲存或利用，流程如圖（部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出）。（1）轉(zhuǎn)化室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；。（2）下列有關(guān)該過程的敘述正確的是。A.該過程可實現(xiàn)CO2零排放B.該過程只有1種物質(zhì)可以循環(huán)利用C.將X物質(zhì)分離出來的操作是過濾D.該過程至少發(fā)生了4個化學(xué)反應(yīng)（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低濃度的CO2，將其轉(zhuǎn)化為NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受熱分解生成高濃度的CO2儲存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循環(huán)使用以降低生產(chǎn)成本。吸收劑Na2CO3K2CO320℃最高濃度（g/L）2121104價格（元/Kg）1.259.80根據(jù)表中信息，選擇K2CO3溶液作吸收液的優(yōu)點是。（4）將CO2作為資源是實現(xiàn)碳中和的有效方法。以CO2和H2為原料，在一定條件可以合成C2H6O和O2，參加反應(yīng)的CO2和H2的質(zhì)量比為?！敬鸢浮浚?）CaO+H2O＝Ca（OH）2；Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；（2）CD；（3）20℃碳酸鉀最高濃度比碳酸鈉大；（4）44：3。【解析】（1）據(jù)題干提供的信息進行分析，碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳；增大反應(yīng)物的接觸面積能促進反應(yīng)的進行；氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；而氫氧化鈉溶液可來“捕捉”CO2；故該過程只有碳酸鈣、氫氧化鈉等都可以循環(huán)利用；而含有二氧化碳含量低的氣體排出，并沒有“實現(xiàn)CO2零排放”；轉(zhuǎn)化室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+H2O＝Ca（OH）2，Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；故答案為：CaO+H2O＝Ca（OH）2；Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；（2）A.從流程圖看出，含有二氧化碳含量低的氣體排出，并沒有“實現(xiàn)CO2零排放”，錯誤；B.據(jù)題干提供的信息進行分析，碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳；氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；而氫氧化鈉溶液可來“捕捉”CO2；故該過程碳酸鈣、氫氧化鈉等都可以循環(huán)利用，錯誤；C.分離CaCO3和NaOH溶液是固體和液體分離，是過濾操作，正確；D.該過程化學(xué)反應(yīng)有：碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳、氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣、氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)、氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，故至少發(fā)生了4個，正確；故選：CD；（3）根據(jù)表中信息，選擇K2CO3溶液作吸收液的優(yōu)點是20℃碳酸鉀最高濃度比碳酸鈉大，吸收效果好。故答案為：20℃碳酸鉀最高濃度比碳酸鈉大；（4）由題意得：CO2和H2為原料，在一定條件可以合成C2H6O和O2，化學(xué)方程式為：4CO2+6H22C2H6O+3O2，因此參加反應(yīng)的CO2和H2的質(zhì)量比為：（4×44）：（6×2）＝44：3；故答案為：44：3。2．氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。工業(yè)上用粗銅渣（含CuO、Fe2O3.FeO以及少量不溶性雜所）為原料制取氯化銅（CuCl2）的為生產(chǎn)流程如圖1：（1）為了提高粗銅渣的利用率，可采取的措施是。（2）“鹽酸浸出”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式（寫1個）。銅的浸出率與浸出時間的關(guān)系如圖2所示，由圖可知：最佳浸出時間為。表一：幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Cu2+4.76.7（3）“操作1”用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和，其中玻璃棒的作用是。（4）依據(jù)“表一”分析：“除鐵”中加入H2O2的作用是。在下列試劑中選用適當(dāng)試劑（填選項字母）調(diào)節(jié)PH，調(diào)節(jié)PH的適宜范圍是。A.CuSO4B.CuOC.Cu2（OH）2CO3（5）“操作2”包含過濾、洗滌濾渣、蒸發(fā)等多步實驗基本操作，洗滌濾渣的目的是，過濾后濾渣為紅褐色固體，該濾渣是。（填化學(xué)式）。（6）若不考慮“調(diào)節(jié)pH”對流程的影響，欲通過該方法生產(chǎn)CuCl213.5t，理論上至少需要含銅64%的粗銅渣t。（精確到0.1，寫出計算過程）【答案】（1）增加反應(yīng)時間；（2）CuO+2HCl＝CuCl2+H2O或Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；24h；（3）漏斗；引流。（4）把Fe2+氧化為Fe3；BC；3.2至4.7；（5）洗掉殘留在濾渣表面的雜質(zhì)離子；Fe（OH）3；（6）10.0?！窘馕觥浚?）根據(jù)圖示分析可知，為了提高粗銅渣的利用率，可采取的措施是增加反應(yīng)時間，故答案為：增加反應(yīng)時間；（2）CuO在“鹽酸浸出”中和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水，氧化鐵和稀鹽酸生成氯化鐵和水，反應(yīng)方程式為：CuO+2HCl＝CuCl2+H2O、Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；根據(jù)圖象知，隨著浸出時間的增加，Cu的浸出率相應(yīng)的增加，浸出時間超過24h后，Cu的浸出率變化不明顯，可知：最佳浸出時間為24h，故答案為：CuO+2HCl＝CuCl2+H2O或Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；24h；（3）操作Ⅰ是分離固體和液體，是過濾操作，過濾中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，其中玻璃棒的作用是引流，故答案為：漏斗；引流。（4）H2O2有強氧化性，能把Fe2+氧化為Fe3+；調(diào)節(jié)溶液pH值時加入的物質(zhì)能和氫離子反應(yīng)且不能引進新的雜質(zhì)，A能引進雜質(zhì)，只有BC能和氫離子反應(yīng)且不引進雜質(zhì)；根據(jù)Fe3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀時的pH可知，pH在3.2至4.7時Fe3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀且銅離子不沉淀；故答案為：把Fe2+氧化為Fe3；BC；3.2至4.7；（5）操作2”包含過濾、洗滌濾渣、蒸發(fā)等多步實驗基本操作，洗滌濾渣的目的是洗掉殘留在濾渣表面的雜質(zhì)離子，過濾后濾渣為紅褐色固體，該濾渣是氫氧化鐵，故答案為：洗掉殘留在濾渣表面的雜質(zhì)離子；Fa（OH）3；（6）設(shè)粗銅渣質(zhì)量為x，根據(jù)質(zhì)量守恒，64%x＝13.5t×，x＝10.0t；故答案為：10.0。二：提純除雜類3．利用廢鎳催化劑（主要成分：Ni，還含有少量的FE.Cu等雜質(zhì)）制備NiCO3的實驗流程如下（虛線處部分流程略去）：已知：Na2CO3溶液能使無色酚酞溶液變紅。堿性條件下NiSO4轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2沉淀。（1）實驗前需要對廢鎳催化劑進行粉碎，其目的是。（2）“酸溶”中Fe與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）“氧化”階段發(fā)生的反應(yīng)為H2O2+2FeSO4+H2SO4═Fe2（SO4）3+aH2O，則a＝。（4）“除鐵”步驟中加入氨水調(diào)節(jié)pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化Fe（OH）3沉淀，將Fe（OH）3沉淀和NiSO4溶液分離的操作是，該操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、。（5）“沉鎳”是將Na2CO3溶液加入NiSO4溶液中生成NiCO3沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，屬于反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。該過程不能將NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是。【答案】（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（3）2；（4）過濾，玻璃棒；（5）Na2CO3+NiSO4＝Na2SO4+NiCO3↓；復(fù)分解；碳酸鈉溶液呈堿性，堿性條件下NiSO4轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2沉淀?！窘馕觥浚?）接觸面積越大反應(yīng)速率越快，因此實驗前需要對廢鎳催化劑進行粉碎，其目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；故答案為：增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；故答案為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子種類和個數(shù)都不變，反應(yīng)前氫原子是4個，反應(yīng)后應(yīng)該是4個，因此a＝2。故答案為：2；（4）將Fe（OH）3沉淀和NiSO4溶液分離的操作是過濾，該操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；故答案為：過濾，玻璃棒；（5）Na2CO3與NiSO4反應(yīng)生成生成NiCO3沉淀和硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+NiSO4＝Na2SO4+NiCO3↓；屬于復(fù)分解反應(yīng)；該過程不能將NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是碳酸鈉溶液呈堿性，若將NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，生成Ni（OH）2沉淀，不能得到NiCO3。故填：Na2CO3+NiSO4＝Na2SO4+NiCO3↓；復(fù)分解；碳酸鈉溶液呈堿性，堿性條件下NiSO4轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2沉淀。4．粗鹽中除了含有NaCl外，還含有少量CaCl2.MgCl2，及泥沙等雜質(zhì)，如圖是常用粗鹽精制的操作流程?；卮鹣铝袉栴}：（1）操作a相當(dāng)于實驗室中的操作。（2）沉淀A的化學(xué)式為。（3）加入過量Na2CO3溶液的目的是。（4）若步驟①和步驟②的順序顛倒，則最后所得的精鹽水中還含有（填化學(xué)式）。（5）將得到的精鹽水進一步蒸發(fā)，得到精鹽?，F(xiàn)用得到的精鹽配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的氯化鈉溶液50g，下列說法正確的是（填序號）。A.需用托盤天平稱量精鹽的質(zhì)量為3g，量取水的體積為47mLB.需要用到的玻璃儀器有：燒杯、量筒、膠頭滴管、細口瓶C.若使用量筒時俯視讀數(shù)，其他操作均無任何差錯，則所配的氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于6%【答案】（1）過濾；（2）Mg（OH）2.CaCO3；（3）除去氯化鈣和過量的氫氧化鈣；（4）CaCl2；（5）AC?！窘馕觥浚?）過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來，所以操作a相當(dāng)于實驗室中的過濾操作；（2）氫氧化鈣和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，所以沉淀A的化學(xué)式為Mg（OH）2.CaCO3；（3）氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以加入過量Na2CO3溶液的目的是：除去氯化鈣和過量的氫氧化鈣；（4）若步驟①和步驟②的順序顛倒，過量的氫氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，最后所得的精鹽水中還含有CaCl2；（5）A.需用托盤天平稱量精鹽的質(zhì)量為50g×6%＝3g，量取水的質(zhì)量為50g﹣3g＝47g，體積為47mL，故正確；B.需要用到的玻璃儀器有：燒杯、量筒、膠頭滴管、細口瓶、玻璃棒，故錯誤；C.若使用量筒時俯視讀數(shù)，水的實際體積偏小，其他操作均無任何差錯，則所配的氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于6%，故正確。故選：AC。三.金屬的回收利用5．廢舊金屬可回收利用，某化學(xué)興趣小組用合金廢料（含F(xiàn)E.Cu和Al）制取FeSO4溶液和回收金屬銅，實驗流程如圖所示（部分生成物已略去）。已知：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑。（1）步驟A加入足量NaOH溶液目的是。（2）操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和（填儀器名稱）。（3）步驟B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的反應(yīng)。（4）鋁制品在空氣中耐腐蝕的原因是?！敬鸢浮浚?）除去合金中的鋁；（2）漏斗；（3）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；置換；（4）鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜?！窘馕觥浚?）鐵、銅不能夠與氫氧化鈉反應(yīng)，而鋁能夠與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以步驟A加入足量NaOH溶液目的是除去合金中的鋁，故答案為：除去合金中的鋁；（2）操作II將難溶性固體銅與硫酸亞鐵溶液進行了分離，則操作II是過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，故答案為：漏斗；（3）銅不能與稀硫酸反應(yīng)，鐵能夠與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，即步驟B發(fā)生的反應(yīng)是鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；由化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)，符合置換反應(yīng)的特點，屬于置換反應(yīng)；故答案為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；置換；（4）鋁制品在空氣中耐腐蝕的原因是鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，隔絕了鋁與空氣中氧氣的接觸，對內(nèi)層的鋁起保護作用，故答案為：鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜。6．廢舊手機的電路板中含有鋁、鐵、銅、銀、金等多種金屬，隨意丟棄既會造成資源浪費，也會污染土壤和水體?；瘜W(xué)興趣小組為回收其中的銅，設(shè)計并進行了如下實驗。已知：Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+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）操作a是。濾液A中的溶質(zhì)除了硫酸以外，還有（填化學(xué)式）。（3）步驟Ⅱ中的實驗現(xiàn)象是。（4）步驟Ⅳ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（5）金屬活動性Fe＞Cu，故可發(fā)生反應(yīng)：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。非金屬與金屬類似，已知活動性Cl2＞Br2＞I2，請寫出將Cl2通入NaBr溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：?！敬鸢浮浚?）增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）過濾；Al（SO4）3.FeSO4；（3）濾渣部分溶解，溶液由無色變成藍色；（4）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（5）Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2，故t答案為：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2?！窘馕觥浚?）將電路板粉碎成粉末的目的是增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）操作a可以將固體和液體進行分離，其操作的名稱是過濾；鋁和鐵的金屬活動性強于氫，廢舊手機的電路板中鋁、鐵能與過量的硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸亞鐵，所以濾液A中的溶質(zhì)除了硫酸以外，還有Al（SO4）3.FeSO4；故答案為：過濾；Al（SO4）3.FeSO4；（3）步驟Ⅱ中銅和過氧化氫、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，可觀察到的現(xiàn)象是濾渣部分溶解，溶液由無色變成藍色，故答案為：濾渣部分溶解，溶液由無色變成藍色；（4）步驟Ⅳ中過量的鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，因此濾渣F中含有鐵、銅，步驟IV中鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，銅不能與硫酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；故答案為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；（5）由題意可知，活動性Cl2＞Br2＞I2，將Cl2通入NaBr溶液中，Cl2與NaBr反應(yīng)生成氯化鈉和溴，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2，故答案為：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2。7．某金屬冶煉廠的廢渣中含有ZnO、Cu、S等物質(zhì)，現(xiàn)欲從該廢渣中回收銅，并制備硫酸鋅晶體，其主要流程如下：已知：ZnO不與氧氣反應(yīng)；假定步驟②和步驟③中所有反應(yīng)物質(zhì)均恰好完全反應(yīng)；ZnSO4溶解度隨溫度升高而增大。（1）將“廢渣”粉碎的目的是。（2）產(chǎn)生的“廢氣”若直接排放到空氣中，會造成的環(huán)境問題是；處理該廢氣用石灰漿不用石灰水，其原因是。（