题型突破三
工艺流程题
题 型 训 练
类型1 物质制备类
1．【2017·江西】碱式碳酸镁是一种新型阻燃剂，其工业制备流程如下：
(1)常温下向溶液中加入少量的NH4HCO3固体，固体不能溶解，则该溶液为NH4HCO3的________(填'饱和'或'不饱和')溶液。
(2)操作1的名称是________；'一系列操作'中包括蒸发，实验室中蒸发溶液时用玻璃棒搅拌的作用是__________________________________________。
(3)副产品氯化铵与氢氧化钠反应，生成了一种可直接进入上述流程循环利用的物质是________。
2．【2015·江西】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：__________(填操作名称)。
(4)流程图中能循环利用的物质是______________。
3．氧化铁是一种重要的化工原料，利用废铁屑(其中的杂质不溶于水，也不与酸发生反应)制备氧化铁的流程如图T3－8所示：
(1)操作Ⅰ、Ⅱ的名称是____________。
(2)向废铁屑中加入的稀硫酸需过量，其目的是________________________________。
(3)高温条件下，FeCO3 与通入的 O2发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
4．【2017·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。
(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。
5．【2016·江西】高锰酸钾是常用的氧化剂。图T3－10是实验室模拟工业上制备高锰酸钾晶体的操作流程：
(1)完成操作③所需要的玻璃仪器是____________(填一种即可)，实验通过操作②析出高锰酸钾晶体，说明高锰酸钾的溶解度随温度升高而__________。
(2)操作流程中可循环利用的物质是____________。
(3)氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下煅烧，生成锰酸钾和水，该反应的化学方程式为__________________________________。
6．【2017·北京】工业上用硫铁矿烧渣(主要成分是Fe3O4、Fe2O3等)、煤粉作原料制备FeCO3的主要流程如下：
(1)焙烧炉中，发生的主要反应为：
①3C＋2O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2CO＋CO2；
②Fe2O3＋COeq \o(=====,\s\up7(高温))2FeO＋CO2；
③Fe3O4＋COeq \o(=====,\s\up7(高温))3FeO＋CO2。
上述反应中的各物质，碳元素呈现______种化合价。
(2)酸浸槽中，FeO转化为FeSO4，加入的物质X是______。
(3)主反应器中，生成FeCO3的反应物为__________________。
7．【2017·广州】氯化亚铜(CuCl)广泛用于冶金、电镀、医药等行业。已知CuCl难溶于水和乙醇，在潮湿空气中易变质。CuCl的制备流程如下：
(1)'滤液1'中除了Na＋、SO42－外，还存在较多的离子是________、________(写离子符号)。
(2)'反应'中发生的化学反应是2CuCl2＋Na2SO3=== 2CuCl↓＋2NaCl＋SO3，产生的SO3迅速与水化合生成一种酸，该反应的化学方程式为________________________________。
(3)'操作a'的名称是________，本流程中可循环利用的物质(水除外)是_______(写化学式)。
(4)可用'水洗'的原因是_________________，'醇洗'的目的是________________________________________________________________________。
(5)160 g CuSO4与足量NaCl经上述制备流程，可生成的CuCl最多是________g。
8．【2017·内江】我国制碱工业先驱侯德榜发明了'侯氏制碱法'，在充分利用海洋资源的基础上，结合'侯氏制碱法'的基本原理，可模拟实现工业生产纯碱的过程如下(某些反应产物已略去)：
回答下列问题。
(1)操作a的名称是________。
(2)反应②的化学方程式为__________________________________。
(3)反应④的化学方程式为__________________________________；请列举小苏打在生活中的一种常见用途：________________________________。
(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是：先通氨气形成饱和氨盐水，然后在加压条件下通入二氧化碳。这样操作的目的是__________________________________________________________________。
(5)仔细观察流程图，其中可循环利用的物质除二氧化碳之外，还有___________。
9．保险粉(化学式 Na2S2O4)在工农业生产中有广泛的用途，Na2S2O4 在碱性溶液中稳定，在中性或酸性溶液中极不稳定；NaCl 存在时，Na2S2O4在水中的溶解度显著下降。Na2S2O4制备流程如图T3－14所示：
(1)反应Ⅰ的原理为：Zn＋2SO2===ZnS2O4，该反应类型为__________。
(2)反应Ⅱ为复分解反应，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)操作a的名称为______________。
(4)滤液中含有Na2S2O4，为使Na2S2O4结晶析出还需要加入少量 NaOH 的原因是________________________，加入 NaCl 的目的是________________________________。
(5)198 g Zn(OH)2理论上能得到Zn的质量为__________g。
类型2 物质回收类
10．【2017·新疆】废旧金属可以回收利用，用合金废料(含Fe、Cu和Al)制取FeSO4溶液和回收金属Cu。实验流程如图T3－15所示(部分生成物已略)：
(1)合金属于________(填'纯净物'或'混合物')。
(2)生活中铝比铁更耐腐蚀的原因：__________________________________(用化学方程式解释)。
(3)步骤A发生反应的化学方程式表示为：2Al＋2NaOH＋2R===2NaAlO2＋3H2↑，依据质量守恒定律推出R的化学式为______________。
(4)步骤B发生反应的化学方程式为________________________；反应的基本类型为________________________________________________________________________。
11．某同学用氯酸钾来制取氧气，并回收提纯氯化钾和二氧化锰的流程如图T3－16所示：
(1)写出上述流程中制取氧气的化学方程式：_________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中加适量水的目的是_______________________________________________________________。
(3)步骤Ⅳ中的操作B的名称是__________，该操作中玻璃棒的作用是________________________________________________________________________。
(4)实验结束后，称得回收到的二氧化锰的质量比原来氯酸钾中的大，可能的原因有__________________________(写一点)，写出氯化钾的一种用途：____________。
12．【2017·广东】某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程如图T3－17所示：
资料1：垃圾焚烧产生的烟气中含有SO2等有害气体。
资料2∶FeSO4容易被空气中的O2氧化。
回答下列问题。
(1)石灰浆吸收SO2(性质与CO2相似)的化学方程式为__________________________。
(2)溶解步骤中同时发生三个反应，其化学方程式为：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4、____________________________、________________________________________________________________________。
(3)将所得FeSO4溶液在氮气环境中蒸发浓缩、______________、过滤，得到FeSO4晶体，其中氮气的作用是______________________________。
(4)政府倡导垃圾分类，其好处是______________________________(写一点)。
13．通过晾晒海水或者煮盐井水、盐湖水等，可以蒸发除去水分，得到粗盐。粗盐中含有多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等)和不溶性杂质(泥沙等)。工业上以粗盐为原料制取精盐，其生产流程如图T3－18所示：
请回答下列问题。
(1)已知操作a、b、c中均含同一种操作，其名称是__________。
(2)将足量稀盐酸加入溶液C中，反应的化学方程式为________________________________________________________________________(任写一个)。
(3)如果称量Ⅰ中称得粗盐的质量为5 g，称量Ⅱ中称得精盐的质量为5.1 g，则下列分析正确的是______。
A．精盐的产率一定为98.04%
B．精盐的产率一定为102%
C．蒸发操作中可能有水分没有蒸干
D．溶解操作中可能有粗盐没有溶解
E．除杂过程中有NaCl生成
参考答案
题型训练
1．(1)饱和
(2)过滤 搅拌，使受热均匀，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
(3)氨气
[解析] (1)饱和溶液是在一定温度下，在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液，由于加入碳酸氢铵，固体不能溶解，所以该溶液是碳酸氢铵的饱和溶液。(2)操作1能将固体和液体分开，故此操作为过滤；蒸发中玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅。(3)氯化铵和氢氧化钠反应生成氯化钠、氨气和水，氨气可直接进入上述流程循环利用。
2．(1)增大反应物的接触面积
(2)CuS＋2NaCl＋2O2eq \o(=====,\s\up7(高温))CuCl2＋Na2SO4
(3)过滤
(4)氯化钠
3．(1)过滤
(2)使废铁屑中的铁完全反应
(3)4FeCO3＋O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO2
[解析] (1)操作Ⅰ、Ⅱ是将滤渣和滤液进行分离，所以是过滤操作。(2)向废铁屑中加入的稀硫酸需过量，其目的是充分利用废铁屑，使其与稀硫酸充分反应。(3)此过程用于制备氧化铁，因此最后的产品是氧化铁，故该反应是由碳酸亚铁与氧气在高温的条件下反应生成氧化铁和二氧化碳。
4．(1)增大接触面积，使反应更加充分
(2)取最后一次洗涤液少许于试管中，加入氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明已洗净
(3)CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O
(4)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(5)冷却结晶
[解析] (2)若'洗涤a'已洗净，则最后一次洗涤液中就没有Na2SO4、Na2CO3，所以要检验'洗涤a'已洗净，可以用氯化钡溶液验证最后一次洗涤液中没有Na2SO4、Na2CO3。
5．(1)玻璃棒(或烧杯等) 增大
(2)二氧化锰
(3)4KOH＋2MnO2＋O2eq \o(=====,\s\up7(高温))2K2MnO4＋2H2O
[解析] (1)操作③是将高锰酸钾晶体与滤液分离，是过滤操作，完成操作③所需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；实验中通过操作②降温结晶析出高锰酸钾晶体，降低温度高锰酸钾的溶解度减小，说明高锰酸钾的溶解度随温度升高而增大。(2)既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，由实验室模拟工业上制备高锰酸钾晶体的操作流程可知，生产过程中可循环使用的物质是二氧化锰。
6．(1)3
(2)硫酸
(3)FeSO4和NH4HCO3
[解析] (2)因为FeO为金属氧化物，需要与酸反应才能转化为盐，从生成物FeSO4中看出加入的酸为H2SO4。(3)根据化学反应前后元素种类不变，FeCO3中铁元素来自于FeSO4，CO32－来自于NH4HCO3，所以反应物应为FeSO4和NH4HCO3。
7．(1)Cu2＋ Cl－
(2)SO3＋H2O===H2SO4
(3)过滤 NaCl
(4)CuCl难溶于水 除去CuCl表面的水分，防止其变质
(5)99.5
[解析] (1)CuSO4和NaCl在水溶液中混合后，经过化学处理将析出的Na2SO4滤出，滤液1中还存在Cu2＋和Cl－。(3)操作a后得到固体(CuCl粗品)和滤液2，是将固体和液体分离的操作，为过滤；流程中滤液2中的氯化钠可在'溶解'步骤中重复循环使用。(4)由于CuCl难溶于水，故可用水洗；由于CuCl在潮湿空气中易变质，且难溶于乙醇，故可经'醇洗'除去CuCl表面的水分，防止其变质。(5)设最多生成CuCl的质量为x，由化学变化中的元素质量守恒，可列式：
CuSO4～CuCl
160 99.5
160 g x
eq \f(160,99.5)＝eq \f(160 g,x)
解得x＝99.5 g。
8．(1)过滤
(2)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑
焙制糕点(或治疗胃酸过多等合理答案均可)
(4)增大对二氧化碳气体的吸收 (5)NH4Cl固体
[解析] (4)加压条件下，二氧化碳的溶解度增大，故加压可增大溶液对CO2的吸收；氨气极易溶于水，饱和氨盐水呈碱性，比食盐水更易吸收二氧化碳气体。(5)由图可以看出，该工业流程中可循环利用的物质有CO2和NH4Cl固体。
9．(1)化合反应
(2)2NaOH＋ZnS2O4===Zn(OH)2↓＋Na2S2O4
(3)过滤
(4)Na2S2O4 在碱性溶液中稳定 降低Na2S2O4在水中的溶解度
(5)130
[解析] (1)两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应属于化合反应。(2)根据反应Ⅱ为复分解反应，可得出其化学方程式为 2NaOH＋ZnS2O4===Zn(OH)2↓＋Na2S2O4。(3)反应Ⅱ生成氢氧化锌沉淀，要将沉淀与溶液分离，可通过过滤操作。(4)由题意可知Na2S2O4在酸性或中性溶液中极不稳定，因此加入氢氧化钠固体可调节溶液为碱性，使Na2S2O4稳定存在，氯化钠的存在使Na2S2O4溶解度降低，更易结晶析出，提高产率。(5)根据元素质量守恒，198 g 氢氧化锌能得到锌的质量为198 g×eq \f(65,99)×100%＝130 g。
10．(1)混合物
(2)4Al＋3O2===2Al2O3
(3)H2O
(4)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 置换反应
11. (1)2KClO3eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑
(2)保证固体1中的KCl全部溶解，提高实验效率
(3)蒸发 搅拌，使受热均匀，防止液滴飞溅
(4)洗涤不干净，混有KCl(合理即可) 用作钾肥
[解析] (1)氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气。(2)步骤Ⅱ中加适量水的目的是使固体1中的KCl全部溶解，同时为了避免水量过多影响后面蒸发的时间，从而提高实验效率。(3)要从溶液中得到氯化钾晶体，需要采用蒸发结晶的方法，该操作中玻璃棒的作用是搅拌，使受热均匀，防止局部温度过高，造成液滴飞溅。(4)称得回收到的二氧化锰的质量比原来氯酸钾中的大，可能的原因是洗涤不干净，MnO2固体中混有KCl；氯化钾中含有钾元素，可用作钾肥。
12．(1)Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O
(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O
(3)降温结晶 隔绝空气，防止FeSO4被氧化
(4)为快速处理不同垃圾提供方便(合理均可)
13．(1)过滤
(2)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O(或Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，合理即可)
(3)CE
[解析] (1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以操作a、b、c中均含同一种操作，其名称是过滤。(2)溶液C中含有NaOH、Na2CO3，故分别与盐酸反应生成NaCl等。(4)蒸发操作中有水分没有蒸干，可能导致产率偏大；除杂过程中有NaCl生成也会导致产率偏大。
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