題型突破(五)化學(xué)工藝流程題1.2018·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)歷了圖T5-3所示幾個(gè)階段。圖T5-3(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(guò)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(guò)量的(填化學(xué)式)，過(guò)濾去除沉淀后再加入適量鹽酸，將溶液調(diào)至中性。 (2)氯堿工業(yè)基本流程：圖T5-4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：海水(MgCl2)氫氧化鎂氯化鎂鎂，寫(xiě)出其中任一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：。 (4)下列方法中能淡化海水的是(填序號(hào))。 A.過(guò)濾法B.沉淀法C.多級(jí)閃急蒸餾法D.分解法2.2019·江西樣卷七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，某工藝流程如圖T5-6所示。圖T5-6(已知：Sn+SnCl42SnCl2)(1)步驟中需要進(jìn)行的操作是。固體A中一定含有的金屬元素是。 (2)寫(xiě)出步驟發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。 (3)該過(guò)程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是。 3.2019·湘潭某金屬冶煉廠的管道煙泥中含有少量銅、鋅、硫等單質(zhì)?，F(xiàn)欲回收銅和鋅，并對(duì)硫進(jìn)行環(huán)保處理，主要步驟如圖T5-7所示。圖T5-7已知：加熱的條件下，Zn、Cu都可以與氧氣反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬氧化物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)煙泥最初處理需要除油污，用洗滌劑除油污的過(guò)程中發(fā)生了現(xiàn)象。步驟產(chǎn)生的廢氣B中，一定含有的有害氣體是(填化學(xué)式)。環(huán)保處理最好釆用的試劑是(填序號(hào))。 A.濃硫酸B.食鹽水C.石灰乳(2)寫(xiě)出步驟中得到銅的化學(xué)方程式：，它屬于基本反應(yīng)類型中的反應(yīng)。 (3)步驟和中主要操作的名稱是。 (4)我國(guó)古代就制得了一種外觀似金子的鋅和銅的合金，也就是黃銅，它的硬度比純銅(填“高”或“低”)。 (5)取少量的溶液C，往其中加入一定質(zhì)量的鎂粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和濾液。往濾渣中加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則濾液中一定沒(méi)有(填序號(hào))。 A.硫酸鎂B.硫酸鋅C.硫酸銅D.硫酸銅和硫酸鋅4.2019·南昌調(diào)研工業(yè)上制造高純度CaO的主要流程示意圖如圖T5-9所示。圖T5-9請(qǐng)回答：(1)鼓泡塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (2)溶液B中溶質(zhì)在農(nóng)業(yè)上的用途是。 (3)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。 (4)焙燒爐中，CaCO3在1000可分解得到高純度CaO。稍冷后，取出CaO立即放入干燥器，其原因是 。 5.2019·黃石改編孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3，還含有少量Fe2O3、SiO2(難溶于水，不與酸反應(yīng))等雜質(zhì)。某學(xué)習(xí)小組探究孔雀石綜合利用的流程如下：圖T5-10請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)操作、操作均為操作，此操作中玻璃棒的作用是。 (2)溶液C中的溶質(zhì)有：H2SO4、Fe2(SO4)3和(填化學(xué)式)。 (3)步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+。 (4)寫(xiě)出紅褐色沉淀溶于稀硫酸的化學(xué)方程式：。 6.2019·江西樣卷八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圖T5-11所示。圖T5-11部分金屬陽(yáng)離子以氫氧化物形式形成沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2開(kāi)始沉淀1.94.29.1完全沉淀3.26.711.1(1)熟石灰主要成分的化學(xué)式是。 (2)溶液A中的陽(yáng)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。 7.2019·山西工業(yè)上，常采用“鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝”生產(chǎn)高純度食鹽，還可制得硫酸鈉。鹵水中主要含有NaCl，還含有少量Na2SO4、CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、FeCl3。用火堿和煙道氣中的CO2為原料凈化鹵水，符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。分析流程，回答問(wèn)題。圖T5-12(1)反應(yīng)器1中主要除去的離子是  (填符號(hào))。(2)煙道氣通入反應(yīng)器2前要脫硫，是為了除去有害氣體(填化學(xué)式)。反應(yīng)器2中生成沉淀的化學(xué)方程式為 (寫(xiě)一個(gè))。(3)下表為NaCl和Na2SO4在不同溫度時(shí)的溶解度：溫度/溶解度/gNaClNa2SO4035.74.91035.89.12036.019.53036.340.832.436.452.04036.648.85037.046.26037.345.37037.844.38038.443.79039.042.710039.842.5從析鹽罐中排出的溶液a，在溫度不變的條件下，每10g水中含有NaCl約g。為提高Na2SO4純度，析硝罐中析出Na2SO4需采用(填“升溫”或“降溫”)結(jié)晶方法。 8.2018·江西分子篩(又稱為沸石，主要成分為水合硅鋁酸鈉)可作為催化劑或吸附劑等。以高嶺土主要成分為Al2(Si2O5)(OH)4、燒堿等為主要原料生產(chǎn)分子篩的工藝流程如圖T5-13所示。圖T5-13(1)步驟所得燒渣中主要含有兩種固體氧化物，分別為SiO2和(寫(xiě)化學(xué)式)。 (2)步驟加入NaOH溶液前需將燒渣粉碎，其目的是。 (3)步驟發(fā)生的反應(yīng)之一是Na2SiO3溶液和通入的CO2氣體生成偏硅酸(H2SiO3)沉淀和碳酸氫鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (4)上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)(水除外)是。  9.2016·江西高錳酸鉀是常用的氧化劑。圖T5-14是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上制備高錳酸鉀晶體的操作流程：圖T5-14(1)完成操作所需要的玻璃儀器是(填一種即可)，實(shí)驗(yàn)通過(guò)操作析出高錳酸鉀晶體，說(shuō)明高錳酸鉀的溶解度隨溫度升高而。 (2)操作流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是。 (3)氫氧化鉀、二氧化錳和氧氣在高溫條件下煅燒，生成錳酸鉀和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 10.2019·廣州稀土金屬因其獨(dú)特的性能而被譽(yù)為“新材料之母”。稀土金屬釔的氧化物(Y2O3)廣泛應(yīng)用于航空航天涂層材料，其顆粒大小決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。利用富釔稀土(含Y2O3約70%，含F(xiàn)e2O3、CuO、SiO2等約30%)生產(chǎn)大顆粒氧化釔的一種工藝如圖T5-15所示：圖T5-15(1)氧化釔(Y2O3)中，Y元素的化合價(jià)為。 (2)“酸溶”過(guò)程中，氧化釔與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 (3)“分離提純”是為了除去濾液1中的(填化學(xué)式)。 (4)“調(diào)pH”時(shí)加入堿液使溶液的pH(填“增大”或“減小”)。 (5)碳酸釔灼燒分解的化學(xué)方程式是。 (6)為了獲得大顆粒氧化釔，某小組研究了條件對(duì)產(chǎn)品直徑的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)如下(D50表示顆粒直徑)：實(shí)驗(yàn)編號(hào)沉淀反應(yīng)溫度/608085939393料液濃度/g·L-1303030304040灼燒溫度/110011001100110011001400氧化釔D50/m6.0021.6535.9938.5635.9961.54分析上表數(shù)據(jù)，其他條件不變時(shí)，若灼燒溫度均升高至1400，預(yù)期所得氧化釔D50最大的是(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。 11.2019·長(zhǎng)春研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨氣有關(guān)(如圖T5-17所示)。圖T5-17回答下列問(wèn)題：(1)SO3和H2SO4的化合價(jià)均為。 (2)反應(yīng)為化合反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (3)根據(jù)圖示判斷，下列說(shuō)法正確的是()A.霧霾的形成只與燃料燃燒直接產(chǎn)生的顆粒物有關(guān)B.使用清潔燃料，減少SO2和NOx的排放，有利于減少霧霾的產(chǎn)生【參考答案】1.(1)結(jié)晶(蒸發(fā)結(jié)晶)BaCl2、NaOH、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或NaOH、BaCl2、Na2CO3)(2)NaCl(3)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2或Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O或MgCl2Mg+Cl2(4)C解析(2)要除去Ca2+、SO42-、Mg2+等，可以加入過(guò)量BaCl2除去SO42-，加入過(guò)量Na2CO3除去Ca2+和BaCl2，加入過(guò)量NaOH除去Mg2+。(3)反應(yīng)a：Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2+CaCl2，反應(yīng)b：2HCl+Mg(OH)2MgCl2+2H2O，反應(yīng)c：MgCl2Mg+Cl2。(4)要淡化海水，是要把鹽和水分離出來(lái)。2.(1)過(guò)濾Cu(2)2SnCl2Sn+SnCl4(3)SnCl43.(1)乳化SO2C(2)Zn+CuSO4Cu+ZnSO4置換(3)過(guò)濾(4)高(5)C解析(1)用洗滌劑除油污發(fā)生的是乳化現(xiàn)象。煙泥中存在硫單質(zhì)，在空氣中加熱產(chǎn)生的有害氣體是SO2，SO2能與堿性溶液反應(yīng)，處理時(shí)應(yīng)選用堿性試劑，即選用石灰乳。(2)固體A中含有CuO、ZnO，與過(guò)量的稀硫酸反應(yīng)過(guò)濾后得到的溶液C中含有ZnSO4、CuSO4和H2SO4，故步驟中得到銅的化學(xué)方程式為Zn+CuSO4Cu+ZnSO4；該反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成了另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應(yīng)。(3)步驟和都能將固體和液體分開(kāi)，是過(guò)濾操作。(4)一般情況下，合金跟組成它的純金屬相比硬度更大，所以黃銅的硬度比純銅的高。(5)溶液C中含有H2SO4、CuSO4和ZnSO4，加入一定質(zhì)量的鎂粉后，先后發(fā)生的反應(yīng)有Mg+CuSO4MgSO4+Cu，Mg+H2SO4MgSO4+H2，Mg+ZnSO4MgSO4+Zn，在濾渣中加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明濾渣中一定有固體Zn存在，則溶液中一定不存在CuSO4。4.(1)2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3(2)用作氮肥(3)CO2(4)防止氧化鈣與空氣中的水蒸氣反應(yīng)或CaO+H2OCa(OH)25.(1)過(guò)濾引流(2)CuSO4(3)NH4Cl(4)2Fe(OH)3+3H2SO4Fe2(SO4)3+6H2O解析(1)由于操作、操作均是為了將固體與液體分離，故均為過(guò)濾操作。(2)由于孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3，還含有少量Fe2O3、SiO2(難溶于水，不與酸反應(yīng))等雜質(zhì)，Cu2(OH)2CO3與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水、二氧化碳，F(xiàn)e2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、水，又因加入的硫酸過(guò)量，故溶液C中溶質(zhì)有H2SO4、Fe2(SO4)3和CuSO4。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子種類和個(gè)數(shù)不變，則生成的另一種物質(zhì)是NH4Cl。(4)紅褐色沉淀為氫氧化鐵，其與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，化學(xué)方程式為2Fe(OH)3+3H2SO4Fe2(SO4)3+6H2O。6.(1)Ca(OH)2(2)Mg2+、Fe3+、Cu2+、H+(3)Fe(OH)3、Cu(OH)2(4)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl27.(1)Mg2+、Fe3+(2)SO2CaCl2+Na2CO32NaCl+CaCO3(或CaSO4+Na2CO3Na2SO4+CaCO3)(3)3.64升溫解析(1)火堿是氫氧化鈉的俗稱，能和鹵水中的氯化鎂、硫酸鎂和氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀，從而使鎂離子和鐵離子從鹵水中沉淀出來(lái)。(2)煙道氣通入反應(yīng)器2前要脫硫，脫硫主要是為了除去有害氣體SO2。反應(yīng)器2中的二氧化碳與反應(yīng)器1中的過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉分別與氯化鈣、硫酸鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，從而除去鹵水中的鈣離子。(3)在溫度不變的條件下，32.4時(shí)，氯化鈉的溶解度是36.4g，則每10g水中含有NaCl約3.64g；32.4時(shí)，硫酸鈉的溶解度最大，降溫氯化鈉的溶解度減小，氯化鈉晶體可能析出，升溫氯化鈉的溶解度增大，不會(huì)析出，而硫酸鈉會(huì)結(jié)晶析出，所以為提高Na2SO4純度，析硝罐中析出的Na2SO4需采用升溫的方法進(jìn)行結(jié)晶。8.(1)Al2O3(2)增大反應(yīng)物間的接觸面積，使其充分反應(yīng)(或增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)速率)(3)Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3+2NaHCO3(4)二氧化碳(或CO2)解析(1)氧化物是氧元素和另一種元素組成的化合物，根據(jù)高嶺土的化學(xué)式可以得出高嶺土受熱分解成的兩種固體氧化物是SiO2和Al2O3。(2)將燒渣粉碎后再加入氫氧化鈉溶液，目的是增大燒渣和氫氧化鈉溶液的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。(3)從題干中可以看出，Na2SiO3溶液和通入的CO2氣體反應(yīng)生成偏硅酸(H2SiO3)沉淀和碳酸氫鈉，生成物中含有氫元素，故說(shuō)明有水參加反應(yīng)，反應(yīng)物是Na2SiO3、H2O、CO2，生成物是H2SiO3沉淀和NaHCO3，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3+2NaHCO3。(4)從反應(yīng)流程中可以看出，二氧化碳既是反應(yīng)中的生成物，又是反應(yīng)中的反應(yīng)物，故可以循環(huán)利用。9.(1)玻璃棒(合理即可)增大(2)二氧化錳(3)4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O解析(1)操作是將高錳酸鉀晶體與濾液分離，是過(guò)濾操作，完成操作所需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗；實(shí)驗(yàn)中通過(guò)操作降溫結(jié)晶析出高錳酸鉀晶體，降低溫度高錳酸鉀的溶解度減小，說(shuō)明高錳酸鉀的溶解度隨溫度升高而增大。(2)既是反應(yīng)物，也是生成物的物質(zhì)可以循環(huán)使用，由實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上制備高錳酸鉀晶體的操作流程可知，生產(chǎn)過(guò)程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化錳。10.(1)+3(2)Y2O3+6HCl2YCl3+3H2O(3)FeCl3、CuCl2(4)增大(5)Y2(CO3)3Y2O3+3CO2(6)解析(1)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零，氧化釔(Y2O3)中，氧元素的化合價(jià)為-2，設(shè)Y元素的化合價(jià)為x，則2x+(-2)×3=0，解得x=+3。(2)氧化釔與鹽酸反應(yīng)生成氯化釔和水，化學(xué)方程式為Y2O3+6HCl2YCl3+3H2O。(3)富釔稀土(含Y2O3約70%，含F(xiàn)e2O3、CuO、SiO2等約30%)中加稀鹽酸，氧化釔與鹽酸反應(yīng)生成氯化釔，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，氧化銅與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，二氧化硅與鹽酸不反應(yīng)，過(guò)濾后，除去二氧化硅，濾液1中有氯化釔、氯化鐵、氯化銅，要得到氯化釔，“分離提純”是為了除去濾液中的FeCl3、CuCl2。(4)堿溶液的pH大于7，堿性越強(qiáng)，pH越大，“調(diào)pH”時(shí)加入堿液使溶液的pH增大。(5)碳酸釔灼燒分解生成氧化釔和二氧化碳，化學(xué)方程式為Y2(CO3)3Y2O3+3CO2。(6)由表格中的數(shù)據(jù)可知，影響產(chǎn)品直徑的因素有反應(yīng)溫度、料液濃度、灼燒溫度等。對(duì)比可知，其他條件相同時(shí)，沉淀反應(yīng)溫度升高，顆粒直徑增大；對(duì)比可知，其他條件相同時(shí)，料液濃度減小，顆粒直徑增大；對(duì)比可知，其他條件相同時(shí)，灼燒溫度升高，顆粒直徑增大，由分析可知，其他條件不變時(shí)，若將灼燒溫度均升高至1400，預(yù)期所得氧化釔D50最大的是。11.(1)+6(2)H2SO4+2NH3(NH4)2SO4(3)B解析(1)根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零，設(shè)SO3中S的化合價(jià)為x，H2SO4中S的化合價(jià)為y，則x+(-2)×3=0，x=+6，(+1)×2+y+(-2)×4=0，y=+6。(2)反應(yīng)為化合反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+2NH3(NH4)2SO4。(3)根據(jù)圖示判斷，霧霾的產(chǎn)生，除了與燃料直接燃燒產(chǎn)生的顆粒物有關(guān)，還與燃燒產(chǎn)生的氣體物有關(guān)；使用清潔燃料，可減少SO2和NOx的排放，有利于減少霧霾產(chǎn)生。