中考化学专题四 化工流程图题.docx
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中考化学专题四化工流程图题
专题四 化工流程图题
工业流程图题的内容往往与生产、生活实际联系密切，因此从题干部分看一般都是采取流程图的模式。
解题方法是阅读完流程图后结合相关信息回答问题。
1．流程图的形式各异，有的以操作名称作为框图形成流程的主线，有的以物质作框，有的以设备作框。
从近几年的试题看常见的一种形式是以操作名称为主线，物质随着操作发生变化。
2．这类题目中通常还包含简单的实验设计，且实验一般为制备或对样品的定性定量分析实验。
专题归纳
一、考查内容和特点
1．考查内容
（1）化学反应原理。
（2）元素化合物知识。
（3）实验操作及名称。
（4）物质除杂、分离。
（5）流程中的物质转化和循环。
2．特点
（1）情境真实。
（2）框图信息新颖。
（3）问题设计广泛。
（4）综合性强。
（5）思维容量大。
二、解题思路
1．从题干中获取有用信息，了解生产的产品。
2．分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：
①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。
抓住一个关键点：
一切反应或操作都是为了获得产品。
3．从问题中获取信息，帮助解题。
多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备，考查有关化学实验操作，同时考查化学方程式的书写技能。
关键：
实验原理、装置原理、操作原理三结合。
三、与初中内容有关的化学工业
1．侯氏制碱法。
2．氯碱工业。
3．合成氨工业。
4．金属回收工业：
Mg、Fe、Cu等。
5．海水资源的开发和利用（如从海水中提取氯化钠和氯化镁等）。
四、注意事项
1．从绿色化学方面作答：
对综合生产效益有何影响？
如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护方面等。
2．常见文字叙述套路。
（1）从溶液中得到晶体：
蒸发浓缩－冷却结晶－过滤（－洗涤）。
（2）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”是不给分的。
典例突破
题型1 海水资源的多重利用
1．制盐工业
[例1]粗盐中含泥沙、氯化钙、氯化镁等杂质，小明同学利用如图1所示的自制简易净水器对粗盐水进行初步净化．
（1）净水器中活性炭的作用是 ．初步净化的盐水仍含可溶性杂质，他设计了如图2所示除杂流程
（2）步骤④需要进行 的操作，此操作中玻璃棒的作用是
；得到的氯化钠晶体的质量比原来样品中氯化钠的质量 （选填“多”“少”或“一样多”）．
（3）已知试剂X是碱溶液，则沉淀Ⅱ为 （写物质名称），下列试剂X不符合要求的是 （选填字母）．
A．氢氧化钠溶液B．氢氧化钡溶液
C．氢氧化钾溶液D．氢氧化钙溶液
（4）步骤①除去氯化钙的化学方程式是：
．
（5）该同学为了证明溶液Ⅲ中是否有盐酸剩余，设计的下列方法中正确的是 （选填字母）．
A．往溶液Ⅲ中加入铜，若无现象，说明盐酸没有剩余
B．往溶液Ⅲ中加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，说明有盐酸剩余
C．往溶液Ⅲ中滴入酚酞溶液，若溶液呈无色，说明盐酸没有剩余
D．往溶液Ⅲ中加碳酸钠溶液，如有气泡产生，说明有盐酸剩余．
解析：
（1）由于活性炭具有疏松多孔的结构，所以可以用来吸附色素和异味；
（2）步骤④是从溶液中得到晶体，所以是蒸发；在蒸发过程中要不断的用玻璃棒进行搅拌，目的是为了防止局部受热过高，造成液滴飞溅；因为在此流程中又有氯化钠生成，所以得到的氯化钠晶体的质量比原来样品中氯化钠的质量多；（3）加入碱溶液后，能与氯化镁溶液反应生成氢氧化镁白色沉淀；根据除杂质的要求可知，不能引入新的杂质离子，所以加入的碱是氢氧化钠．如用氢氧化钡溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液会分别引入氯化钡、氯化钾和氯化钙杂质．（4）加入碳酸钠后，碳酸钠与氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙白色沉淀；（5）A．铜与盐酸不反应；B．硝酸银能与稀盐酸、氯化钠均能反应生成氯化银白色沉淀；C．中性溶液和酸性溶液均不能使无色酚酞试液变色；D．加入碳酸钠溶液，若有气泡产生则证明其中有盐酸，若没有气泡产生，则证明其中无盐酸，故正确．
答案：
（1）吸附作用；
（2）蒸发结晶，搅拌，防止液体局部温度过高，造成液滴飞溅，多；（3）氢氧化镁，BCD；（4）CaCl2+Na2CO3═2NaCl+CaCO3↓；（5）D．
[变式训练]
1．保险粉（化学式为Na2S2O4）在工农业生产中有广泛的用途，Na2S2O4在碱性溶液中稳定，在中性和酸性溶液中极不稳定，在NaCl存在下，Na2S2O4在水中溶解度显著下降．制备流程如图：
（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的原因是 ．
（5）198gZn（OH）2理论上能得到Zn的质量为 g．
2．海水提取金属镁
[例2]海洋中蕴藏着丰富的化学资源，如NaCl、MgCl2、CaCl2等物质。
从海水中提取金属镁的主要流程如下：
（1）电解熔融的无水MgCl2可以得到金属镁。
该反应属于基本反应类型中的反应。
（2）将海水中的镁提取出来，首先要让海水中的镁离子形成沉淀而富集起来。
结合表中数据分析，为了使氯化镁转化为沉淀，应加入的
溶液A可能是。
室温下几种物质的溶解度
物质
MgCO3
CaCO3
Mg（OH）2
Ca（OH）2
溶解度/g
0.01
0.0013
0.0029
0.16
MgCl2的溶解度曲线
（3）结合MgCl2的溶解度曲线分析，操作I：
蒸发浓缩、、过滤。
解析：
（1）据反应反应的概念，电解熔融的无水MgCl2可以得到金属镁和氯气，反应属于一变多，属于基本反应类型中的分解反应；
（2）氯化镁转化为氢氧化镁需要加入碱液以提供氢氧根，此处选择过量的Ca（OH）2溶液（或NaOH溶液）进行反应，目的是让所取海水中的氯化镁全部转化为氢氧化镁沉淀；（3）由于氯化镁的溶解度随温度的升高而增大，所以，从氯化镁溶液中取得氯化镁晶体，应选择降低温度结晶的方法。
答案：
（1）分解；
（2）Ca（OH）2溶液（或NaOH溶液）；（3）降温结晶。
[变式训练]
2．海水中含有丰富的氯化镁。
下图是从海水中提取镁的简单流程。
上述提取Mg的过程中，试剂A最好选用__________（从石灰石资源考虑）。
沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为__________，由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为：
____________________________________。
电解无水MgCl2的过程中________能转化为________能。
海水本身就是含有MgCl2的溶液，它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同：
____________________________________________。
3．侯氏制碱工艺
[例3]我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，其生产纯碱和副产品氯化铵的工艺流程如下图所示：
（1）NH3溶于水得到氨水，将无色酚酞溶液滴入氨水中，溶液显________色。
（2）写出反应Ⅰ的化学方程式：
____________________________；该反应的基本类型为____________。
（3）操作a的过程是蒸发浓缩、________、过滤。
（4）上述工艺流程中可循环利用的物质是________。
解析：
氨气的水溶液显碱性；碳酸氢钠受热分解生成了碳酸钠、二氧化碳和水；根据从氯化铵的溶液中得到氯化铵的过程可分析得知操作a；观察分析工艺流程，由加入的物质与生成物质可找出可循环利用的物质。
答案：
（1）红
（2）2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O 分解反应
（3）冷却结晶 （4）CO2
题型2 合成氨工业
[例4]（合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，对社会发展与进步做出了巨大贡献。
合成氨的工艺流程图如下：
（1）合成氨需要的氮气来自空气，空气中氮气的体积分数约为__________。
（2）制取氢气的反应过程为：
C＋H2O
CO＋H2，CO＋H2O
CO2＋H2。
上述两个化学方程式中表现氧化性的物质是__________（填化学式）。
（3）原料中N2、H2中常含有CO2和水蒸气，反应前要净化。
净化的过程是____________________________________________________。
（4）写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式：
____________________________。
（5）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。
如控制温度在－183℃时，可将空气中N2与O2分离。
根据下表中物质的沸点判断，要将产物NH3与N2、H2分离开来，最适宜的温度应该控制在______℃。
物质
H2
N2
O2
NH3
沸点/℃
－252
－195.8
－183
－33.35
解析：
根据题目给出的信息可知：
合成氨需要的氮气来自空气，空气中氮气的体积分数约为78%或
；水在上述两个化学方程式中提供氧元素，表现为氧化性；杂质CO2和水蒸气，分别用碱溶液和浓硫酸除去，要先除杂质再干燥；N2、H2在高温高压的条件下反应生成NH3，配平即可；根据表中物质的沸点判断，要将产物NH3与N2、H2分离开来，最适宜的温度应该控制在－33.35℃。
答案：
（1）78%
（2）H2O
（3）先把原料气通过NaOH溶液，再通过浓硫酸（或通过碱石灰等干燥剂）
（4）N2＋3H2
2NH3 （5）－33.35
题型3 氯碱工业
[例5]工业上以粗盐（含少量MgCl2、CaCl2杂质）为原料，利用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，其简要工艺流程如下：
（1）步骤①中发生反应的基本反应类型是 反应．
（2）步骤③中加入适量稀盐酸的目的是 ．
（3）验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是 ．
（4）写出步骤④中反应的化学方程式 ．
解析：
（1）步骤①中的反应是氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，所以该反应是复分解反应；
（2）除杂过程中加入的碳酸钠、氢氧化钠是过量的，对于氯化钠也是杂质，所以步骤③中加入适量稀盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠、碳酸钠；（3）氯化钙和碳酸钠反应会生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是取反应后的滤液，加入碳酸钠，没有明显现象，证明氯化钙全部转化成碳酸钙沉淀；
（4）氯化钠溶液在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气，化学方程式为：
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑．
答案：
（1）复分解；
（2）除去过量的氢氧化钠、碳酸钠；
（3）取反应后的滤液，加入碳酸钠，没有明显现象，证明氯化钙全部转化成碳酸钙沉淀；
（4）2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑．
[变式训练]
3．下面是某工厂苛化法生产烧碱的示意图。
请回答下列问题：
（1）X的化学式：
________。
（2）生石灰可以由__________（填名称）高温煅烧而得，其反应的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
（3）操作②的名称是____________；结晶得到的固体烧碱中可能含有少量的__________（写化学式）；烧碱有强烈的腐蚀性，如果不慎将碱液沾到皮肤上，可先用较多的水冲洗，再涂上稀________溶液。
（4）滤液C可加入反应池循环再利用，目的是降低生产成本和防止____________________。
题型4 金属回收工业
[例6]木炭还原氧化铜实验后的混合粉末中含有铜、氧化铜、木炭粉，某化学实验小组设计回收铜的方案如下：
（1）过滤操作中必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________，其中玻璃棒的作用是____________。
（2）反应①的化学方程式为：
______________________。
（3）滤液Ⅱ中的溶质为______________________。
（4）试剂A最好选用下列____________溶液（填序号）。
①H2SO4；②CuSO4；③MgSO4。
（5）为了完善实验方案，可对滤渣Ⅰ中的____________进行回收。
解析：
氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，铜、木炭与硫酸不反应；反应①后，滤液Ⅰ中的溶质是硫酸和硫酸铜，过滤后的滤液中加入过量铁粉，硫酸铜和铁粉反应生成硫酸亚铁和铜，滤液Ⅱ中的溶质为硫酸亚铁；滤渣Ⅱ中含有剩余的铁粉，因此可加入硫酸除去；混合粉末中的铜没有和硫酸反应，进入滤渣Ⅰ中，为了回收更多的铜，可将滤渣Ⅰ中的铜也回收。
答案：
（1）漏斗 引流
（2）H2SO4＋CuO===CuSO4＋H2O （3）硫酸亚铁 （4）① （5）Cu
[变式训练]
4．为减少污染并变废为宝，某化学小组在实验室探究工业废水的综合利用，设计了以下流程图并完成了回收铜和硫酸锌的实验．
（1）X的成分为 ；操作Ⅰ需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ．
（2）加入B时反应的化学方程式为 ．
（3）操作Ⅱ中玻璃棒的作用是 ．
1．甲班学生做完实验室制备氧气和还原金属氧化物的实验后，剩余物质倒入同一废液缸里。
乙班课外兴趣小组同学进行了如图所示的探究。
请回答：
（1）步骤①的操作名称是___________，所用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和___________。
（2）由步骤②实验现象推知，甲班同学制取氧气所用的固体反应物是___________（写化学式）。
（3）由步骤④所得溶液加入氢氧化钠可得红棕色沉淀，该反应的化学方程式为______________________。
（4）由步骤③产生的气体判断固体A中一定含有___________（写名称）；综合步骤③④现象推理，固体A中还可能含有的物质是______________________（写至少两种物质的化学式）。
（5）根据上述实验和分析判断固体是___________（写化学式）。
2．金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”，钛的硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀，是航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
钛铁矿（主要成分FeTiO3）是工业上冶炼金属钛的主要原料，制备金属钛的一种工艺流程如图所示（部分产物略）。
（1）X为可燃性氧化物，步骤①反应的化学方程式为 。
（2）步骤②分离出TiCl4的方法，是利用了TiCl4与FeCl3的不同。
（3）步骤④的化学方程式为 ，该反应说明Mg与Ti的金属活动性强弱关系为：
Ti Mg（填“＜”、“＞”或“=”）。
（4）用上述冶炼方法得到的金属钛中会混有少量金属镁，由金属钛的性质可知，除去这种杂质可以用 （填试剂名称）。
（5）上述工艺具有成本低、可以用低品位的矿物为原料等优点，但依据绿色低碳理念，你认为该流程中存在的不足之处是。
3．某工厂欲从含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：
（1）操作Ⅰ的名称是____________，需用到的玻璃仪器除烧杯之外还有____________。
（2）A物质的化学式是____________。
（3）加入适量B物质时反应的化学方程式为：
____________________________。
4．Na2SO4是制造纸浆、染料稀释剂、医药品等的重要原料。
某Na2SO4样品中含有少量CaCl2和MgCl2，实验室提纯Na2SO4的流程如下图。
（1）加入NaOH溶液可除去的阳离子是________（填离子符号），其反应的化学方程式为：
____________________________。
若添加的NaOH和Na2CO3过量，可加入适量________（填名称）除去。
（2）操作a的名称是________，该操作中用到的有烧杯、玻璃棒、________（玻璃仪器）。
（3）溶液M中的溶质是Na2SO4和杂质NaCl，观察下图的溶解度曲线，则操作b是：
先将溶液M蒸发浓缩，再降温结晶、过滤，降温结晶的最佳温度范围是______℃以下，因为Na2SO4的溶解度__________________。
5．粗盐中含有少量不溶性杂质（泥沙），还含有少量可溶性杂质（Na2SO4、CaCl2、MgCl2）。
现以粗盐为原料制取精盐，生产过程如图所示。
（1）写出I中发生反应的化学方程式：
____________________________。
加入过量BaCl2溶液的目的是____________________。
（2）操作a的名称是____________，该操作需要用到的玻璃仪器主要有：
烧杯、____________、玻璃棒。
（3）加入适量稀盐酸的作用是除去溶液中的____________、____________（填化学式）。
（4）在加热蒸发过程中，要用玻璃棒不断地搅拌，其目的是____________________。
6．下图是用绿色粉末A制取红色金属H的两种流程，其中白色固体F是一种常见的建筑材料，固体乙是目前用途最广、产量最高的金属。
请回答下列问题：
（1）写出有关物质的化学式：
B______；乙______。
（2）写出转化①的化学方程式：
______________________________，F的其他用途有____________。
（3）转化②的过程中生成红色固体H的化学方程式为：
__________________________________；如果在转化②中同时产生气体，则原因是（用化学方程式说明）________________________________________________________________________。
（4）转化③发生的反应方程式为：
______________________________________。
（5）如果在实验室中由物质A制取H，上述两种流程中，操作比较简便的是流程______。
7．粗盐中含有难溶性杂质和多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙等）．某同学为了提纯粗盐，设计了如图所示的实验方案：
（友情提示：
碳酸镁微溶于水）
（1）用化学方程式回答，步骤②的主要目的是 ．
（2）有同学认为只需要用氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中任意一种就能将两种可溶性杂质除去，你认为这种方法 （选填“可行”或“不可行”），理由是 ．
（3）有同学认为原实验方案不完善，做出这种评价的依据是 ．
（4）为了完善原实验方案，你的做法是 ．
8．利用燃煤烟气生产Na2SO4和化工原料乙烯（C2H4）的工艺流程如下：
（1）Na2SO4制备装置中，参加反应的物质有。
（2）Na2SO4制备装置中，反应前后化合价发生改变的元素是。
（3）乙烯制备装置中，反应的化学方程式为。
9．氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质．以下是粗盐提纯的操作流程．
提供的试剂：
Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、饱和NaCl溶液．
①欲除去溶液I中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4，从提供的试剂中选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为：
过量的NaOH溶液、 、 ；
②在滤液中加盐酸的作用是 ．
（2）电解饱和的食盐水可以到烧碱、氢气和氯气（Cl2）等工业产品，写出该反应的化学方程式 ．
10．海水中含有MgCl2和N
aCl等多种物质，利用海水提取金属镁的工业流程如图所示：
（1）在①~⑤的每个反应装置内都发生了化学反应，发生分解反应的装置有＿＿＿（填序号）。
（2）写出装置④内发生反应的化学方程式＿＿＿。
（3）MgCl2溶液在进入结晶池之前需先加热浓缩，加热过程中，MgCl2溶液中溶质质量分数会逐渐________。
（4）利
用海水除了可以提取镁，还可以有很多开发利用的价值，请你说出其中一点_____。
专题四 化工流程图题
【归类突破】
变式训练
1．
（1）化合反应；
（2）ZnS2O4+2NaOH═Zn（OH）2↓+Na2S2O4；（3）过滤；（4）可调节溶液为碱性，使Na2S2O4结晶稳定存在；氯化钠的存在使Na2S2O4的溶解度降低，更易结晶析出，提高产率；（5）130g．
2．Ca（OH）2 Mg（OH）2 MgCl2
Mg＋Cl2↑ 电 化学 后者是经过富集和分离后的溶液（或海水中含有氯化钠等多种溶质，氯化镁的浓度很低）
3．
（1）H2O
（2）碳酸钙（合理即可） CaCO3
CaO＋CO2↑
（3）蒸发浓缩 Ca（OH）2 硼酸
（4）污染环境（合理均可）
4．
（1）锌、铜，漏斗；
（2）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（3）搅拌，防止局部过热，造成液滴飞溅．
【备考训练】
1．
（1）过滤，烧杯
（2）KClO3
（3）Fe2（SO4）3+6NaOH=2Fe（OH）3
+3Na2SO4
（4）炭;MnO2、Fe、Fe2O3（任写两个）
（5）MnO2
2．
（1）2FeTiO3+6C+7Cl2
6CO+2TiCl4+2FeCl3；
（2）沸点；（3）TlCl4+2Mg
2MgCl2+Ti，＜；
（4）稀盐酸；（5）耗能太高．
3．
（1）过滤 玻璃棒、漏斗
（2）Fe
（3）Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
4．
（1）Mg2＋ 2NaOH＋MgCl2===Mg（OH）2↓＋2NaCl
稀硫酸
（2）过滤 漏斗
（3）30 在30℃以下时比氯化钠小
5．
（1）Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl 使硫酸钠杂质完全除去
（2）过滤 漏斗 （3）NaOH Na2CO3
（4）防止受热不均，使液滴飞溅
解析：
由图示可知，加入BaCl2溶液的目的是除去Na2SO4杂质，加入NaOH溶液的目的是除去MgCl2杂质，加入Na2CO3溶液的目的是除去过量的BaCl2和原有的CaCl2杂质，过滤后加入稀盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na2CO3杂质。
6．
（1）CuO Fe
（2）CaCO3
CaO＋CO2↑ 干燥剂
（3）Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2 Fe＋2HCl===H2↑＋FeCl2
（4）CO＋CuO
Cu＋CO2 （5）一
7．
（1）MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl；
（2）不可行，碳酸镁或氢氧化钙是微溶的，只用任意一种试剂就会生成一种杂质微溶物而不能全部除去；
（3）在除去氯化镁和氯化钙的同时又引入了新的杂质氢氧化钠和碳酸钠；
（4）向溶液A中加入过量稀盐酸．
8．
（1）SO2、O2、H2O、NaCl
（2）S、O
（3）2CO2+2H2O通电硫酸C2H4+3O2
9．
（1）BaCl2溶液，Na2CO3溶液；
（2）除去过量的NaOH和Na2CO3；
（3）2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑．
10．
（1）
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