專題三工藝流程題一、工藝流程題的線路示意圖解讀1．關注“箭頭”：箭頭進入的是反應物，出去的是生成物(包括主產物和副產物)。2．關注“三線”：出線和進線表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質循環利用(有些循環物質沒有可逆線，但前后均出現物質的名稱或化學式)。3．關注“核心化學反應”。二、工藝流程的解題思路及方法1．審題：簡讀流程，了解流程方向，找出流程主線，必要時可在流程中圈出原料和產品，初步明確原料到產品的生產原理。2．結合流程思考原料是如何轉變為產品，理順流程。(1)原料預處理①粉碎或研磨的作用：增大反應物接觸面積，加快反應速率或使反應更充分；②溶解的目的：使物質更易分離或反應更容易進行；③浸洗(酸洗或堿洗)的目的：去除雜質等；④灼燒或煅燒：使固體在高溫下分解或使雜質在高溫下分解；使反應充分進行或增大轉化率、產率等。(2)產品處理過程中常用的方法①過濾：不溶性固體與液體的分離，所需儀器有鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒等；②蒸發結晶：提純溶解度隨溫度變化較小的溶質；③降溫結晶：提純溶解度隨溫度變化較大的溶質，過程一般為加熱濃縮→冷卻結晶→過濾→洗滌→干燥。(3)對中間產品成分的分析和推斷。分析流程中間產品成分，應明確幾點：反應物是什么；發生了什么反應；圖中有沒有物質沒有標明或是省略，特別是溶液中的水有沒有參與反應；該反應對接下來的產品有什么影響或作用。推斷流程中某一環節里的物質成分，可從上一環節操作中反應物可能發生的反應入手進行分析，同時注意所加某種反應物是否過量。(4)除雜問題：除雜試劑的選擇、除雜原理、除雜試劑的過量與否及后續反應的處理等。(5)對生產工藝的評價：是否環保、低能耗；原料利用率的高低；反應條件控制的難易程度；是否存在可循環利用的物質等。(6)有關化學式、化學方程式的書寫應按照題目的要求規范書寫，特別是陌生化學方程式的書寫要充分考慮題目中所給或沒明確給出的反應物(比如溶液中的水有沒有參與反應)及條件，然后準確寫出反應物、生成物并進行配平。3．流程圖題解題模版物質的制備型【典例1】(2021·蘇州中考)碳酸氫銨是一種常用的化學肥料。工業生產碳酸氫銨的一種流程如圖所示：已知：“合成”步驟中發生的反應為N2＋3H22NH3。(1)碳酸氫銨屬于化肥中的__氮__肥。(2)“造氣”步驟中為加快反應速率，可采取的具體措施有__將煤粉碎(或升高溫度或加入催化劑)__(寫一條即可)。(3)“碳酸化”步驟的化學方程式為__NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3__。該步驟在較低溫度下進行的原因是__防止碳酸氫銨分解，減少氨水的揮發__。(4)“碳酸化”步驟的作用是制取碳酸氫銨和__吸收二氧化碳，分離出氮氣和氫氣。(5)“循環”的目的是__提高氮氣、氫氣的利用率，節約資源__。物質制備是以制備某物質為主線，副產品為輔線的綜合流程題。常考原料預處理、核心化學反應、產品分離提純以及物質的循環利用等具體操作步驟。常考點：具體操作名稱(如過濾、蒸發結晶等)、操作的目的(如固體物質研磨、粉碎或溶解)、除雜試劑的選擇、化學反應方程式的書寫以及反應基本類型的判斷。1．(2020·昆明中考)工業上利用氟碳鈰礦(主要成分為CeFCO3)提取CeCl3的一種工藝流程如下：(1)流程中Ce(BF4)3轉化成KBF4的基本反應類型是__復分解反應__。(2)在足量氧氣中高溫焙燒CeFCO3，化學方程式為__4CeFCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))3CeO2＋CeF4＋4CO2__。(3)流程涉及的化合物中，鈰元素的化合價為__＋4、＋3__價。(4)酸浸過程中，CeO2與鹽酸反應有刺激性氣味的氣體單質生成，且化學方程式中CeO2與鹽酸的化學計量數之比為1∶4，則化學方程式為__2CeO2＋8HCl=2CeCl3＋Cl2↑＋4H2O__。2．(2021·深圳中考)某科學興趣小組，用廢渣(主要為CaCO3，還含有C、Fe2O3、MgO等少量雜質)去制作CaCl2，反應過程如圖所示。(1)Ⅰ過程中加過量稀鹽酸溶液的目的是__使碳酸鈣、氧化鐵、氧化鎂完全反應。(2)Ⅰ過程中MgO發生反應的化學反應方程式為_MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O__，此反應為__復分解__反應(填基本反應類型)。(3)濾渣一的成分為__C__(填化學式)。(4)X溶液為__NaOH__(填化學式)。(5)NaCl在生活中的用處：__用作調味品__(寫一例)。(6)已知CaCl2與焦炭、BaSO4在高溫下生成BaCl2、CO和CaS，寫出該反應的方程式：__CaCl2＋4C＋BaSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))BaCl2＋4CO↑＋CaS__。3．(2020·重慶中考B卷)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2及少量不溶性雜質(雜質不與酸反應)，某同學按下列實驗步驟制取了少量氧化銅。(1)白色沉淀的化學式為__CaCO3__。(2)寫出步驟③中發生反應的化學方程式__2NaOH＋CuSO4=Na2SO4＋Cu(OH)2↓__；__H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O__。(3)藍色沉淀受熱分解生成另一種氧化物的化學式是__H2O__。(4)若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液，其過程中溶質種數會發生變化，最多時可達__3__種。4．“84消毒液”在抗擊新冠病毒時可作環境消毒劑，其有效成分為次氯酸鈉(NaClO)。如圖為一種制取“84消毒液”的簡化流程：圖中A、B氣體均為單質，混合液Ⅰ、Ⅱ的溶質均為NaOH和NaCl。回答下列問題：(1)B氣體是一種新型能源，也可作燃料。與其他燃料相比，其優點有__熱值高，無污染__(寫一點即可)。(2)反應①的化學方程式為__2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__。(3)混合液Ⅰ經蒸發濃縮、冷卻結晶、__過濾__后得到混合液Ⅱ和NaCl晶體。(4)混合液Ⅱ中的NaOH與A氣體發生反應②，產生NaClO、NaCl和H2O，該反應的化學方程式為__2NaOH＋Cl2=NaClO＋NaCl＋H2O__。(5)“84消毒液”與潔廁靈混用時會產生有毒的Cl2，其化學方程式為NaClO＋2HCl=NaCl＋Cl2↑＋H2O。下列對該反應的分析錯誤的是__a__(填選項序號)。a．NaClO、H2O均為氧化物b．不屬于任何基本反應類型c．只有氯元素的化合價發生了改變分離和提純型【典例2】(2021·安徽中考)某燃煤電廠產生的固體廢棄物粉煤灰中含有較多的氧化鋁。從粉煤灰中提取氧化鋁的工藝流程如圖。(1)“酸浸”中使用的酸是__B__(填字母序號)。A．HClB．H2SO4C．Na2SO4(2)流程中涉及的氧化物有__氧化鋁或水__(寫出1種即可)。(3)“煅燒”過程發生反應的化學方程式為__2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋3H2O__，反應類型是__分解反應__。(4)該工藝的價值在于__廢物再利用__。在物質除雜或凈化的過程中，選擇合適的試劑時應注意產物，以方便與所需的物質進行分離。在物質除雜或凈化時，應該遵守下列基本原則：“不減、不增、不污、易分”。也就是，除去雜質的同時，要保證不能使所需物質的量減少，更不能引入新的雜質，生成物還不能造成環境污染，并且，生成物、所選試劑與所需物質要容易分離。1．制造芯片的基材主要是高純硅。下圖是制備高純硅的一種工藝流程：回答下列問題：(1)反應Ⅰ的化學方程式是__2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2MgO__。(2)過濾所得粗硅應充分洗滌，以除去表面可能吸附的HCl和__MgCl2__(填化學式)。(3)反應Ⅱ的基本類型屬于__置換反應__；反應Ⅱ要在無氧氣環境中進行，原因是__防止氫氣高溫時遇氧氣爆炸(合理即可)__(答出一種即可)。(4)上述生產流程中，可以循環利用的物質是__HCl__(填化學式)。2．高純碳酸鈣廣泛應用于精密電子陶瓷、醫藥等的生產。某興趣小組按圖所示實驗步驟，模擬工業流程制備高純碳酸鈣。請回答下列問題。(1)“酸溶”過程中，將一定濃度的鹽酸緩慢加入粉碎后的優質石灰石中，同時攪拌。攪拌的目的是__增大反應物之間的接觸面積，使反應更充分__。(2)“操作1”、“操作2”步驟中，需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和__漏斗__。(3)“操作2”中分離得到的NH4Cl，在農業上可用作__氮肥__。回收利用型【典例3】(2021·廣安中考)工業上處理黃銅渣(含Cu、Zn、CuO、ZnO和雜質)廢料時，通常將其轉化為硫酸鋅并回收銅(黃銅渣中的雜質不溶于水，也不參與反應)，其主要流程如圖所示：查閱資料：2Cu＋2H2SO4＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuSO4＋2H2OCuO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋H2OZnO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋H2O(1)黃銅的熔點比銅的熔點__低__(填“高”或“低”)；(2)過程Ⅱ中分離操作的名稱是__過濾__，該操作需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和__漏斗__(填儀器名稱)；(3)過程Ⅲ中有氣體產生，該反應的化學方程式是__Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑__，該反應的基本類型為__置換__反應。(2021·泰安中考)某工廠廢液中含有氯化鈉、氯化銅和氯化亞鐵。某課外小組要從廢液中回收銅并得到鐵紅(主要成分Fe2O3)，要求全過程不引入其他金屬元素。設計實驗方案如圖所示：請回答下列問題：(1)工廠廢液中加入過量A反應的化學方程式為__Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu__。(2)用化學式表示固體甲的成分__Fe、Cu__。(3)溶液甲中的金屬離子是__Na＋、Fe2＋__(用離子符號表示)。(4)完成步驟④的化學方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2__H2O__=4Fe(OH)3。海水資源的開發和利用型【典例4】(2020·內江中考)如圖是某化工企業利用“侯氏制堿法”生產純堿的部分工藝流程示意圖：查閱資料知：①NH4Cleq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋HCl↑；②氨氣極易溶于水，氨水呈堿性。(1)檢驗食鹽水是否飽和的方法是__向該溶液中加入少量NaCl固體，充分攪拌，不再溶解，說明溶液已飽和__。(2)操作Ⅰ的名稱是__過濾__。實驗室進行此操作時，玻璃棒的作用是__引流__。(3)“侯氏制堿法”中，向飽和氨鹽水中通入足量的CO2，使氨氣、水、NaCl和CO2反應生成NaHCO3等，該反應的化學方程式為__NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl__；先通氨氣形成飽和氨鹽水，后加壓通入二氧化碳，這樣操作的目的是__有利于二氧化碳的吸收，加速NaHCO3的生成__。(4)處理含氯化銨混合溶液時，不直接加熱蒸干得到氯化銨固體的原因是__NH4Cl加熱易分解__。1.尋找工藝流程中的核心反應，選擇提純產品的操作方法(過濾或結晶)。2．化學工藝流程題的解題步驟：(1)閱讀題干：明確物質轉化的核心反應。(2)細看流程：原料→核心反應→所需產品。①原料預處理，包括除雜、凈化等，明確除去了哪些物質，剩余哪些物質。②加輔料進行核心反應(寫出反應化學方程式)。注意：輔料是否過量、生成物是否可以循環利用、有沒有有害物質排放等。③產品分離和提純。考慮產品是液體還是固體？如何提純和分離？分離和提純的常見方法有過濾、蒸發、降溫結晶、吸附、蒸餾等。(3)規范作答。注意符號的書寫規范；文字敘述要清楚準確。1．粗鹽中除了含有NaCl外，還含有少量Na2SO4、CaCl2、MgCl2及泥沙等雜質。如圖是常用的粗鹽精制操作流程：回答下列問題：(1)操作1相當于實驗室中的__過濾__操作；(2)沉淀1的化學式為__Mg(OH)2__；(3)加入過量試劑1的目的是__除去溶液中的硫酸根離子__；(4)濾液4中含有的陰離子是__Cl－、OH－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))__(填離子符號)。2．(2020·云南中考)鎂及其合金是一種用途很廣泛的金屬材料。大量的鎂是從海水蒸發結晶得到粗鹽后的苦鹵水中提取的。根據下列工業制鎂的主要生產步驟回答問題：(1)操作X的名稱是__過濾__。(2)試劑②可選用__稀鹽酸__。(3)MgCl2在熔融狀態下，通電后會產生金屬鎂和氯氣(Cl2)，該反應的化學方程式為__MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑__。3．(2020·邵陽中考)粗鹽中含有泥沙等不溶性雜質，還含有氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉等可溶性雜質。提純粗鹽并制取純堿的工藝流程如下：已知：①20℃時，將CO2通入含有NH3的飽和NaCl溶液中生成NaHCO3晶體和NH4Cl溶液②20℃時，幾種物質在水中的溶解度/gNaClNH4ClNaHCO336.037.29.6請根據上述題中有關信息，回答下