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1、题型突破(四)工艺流程题【流程题解题思路】1.流程图的主线与核心(主线主产品,分支副产品,回头循环线)图T4-12.工艺流程图题解题步骤图T4-23.常见的答题热点(1)粉碎目的:加速溶解或增大反应物的接触面积,加快反应速率。(2)循环利用的物质:流程中箭头返回的物质或生产出与原料一样的副产品。(3)核心反应化学方程式:箭头进去的一般是反应物,箭头出来的一般是生成物(还要注意水和氧气是否参加反应)。(4)加入过量试剂的目的:将原物质中的杂质完全反应掉。类型一海水加工例1 2019滨州镁是一种用途广泛的金属,目前世界上60%的镁是从海水(溶质主要含有NaCl和MgCl2)中提取的,主要步骤如下:
2、 (1)工业生产中,加入试剂发生反应的化学方程式为,试剂的名称为。 图T4-3答案(1)MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2盐酸(或稀盐酸)解析(1)由题意知海水中含有氯化钠和氯化镁,结合流程图可知,加入试剂后得到氢氧化镁沉淀,可知试剂为氢氧化钙(廉价易得),发生的反应为MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2;由于氢氧化镁是沉淀,要转化为氯化镁,只能和稀盐酸反应,所以试剂是稀盐酸。例1 2019滨州镁是一种用途广泛的金属,目前世界上60%的镁是从海水(溶质主要含有NaCl和MgCl2)中提取的,主要步骤如下: (2)写出无水MgCl2在熔融状态下电解制取金属镁
3、的化学方程式: 。该反应属于基本反应类型中的反应。 图T4-3答案 (2)MgCl2 Mg+Cl2分解解析 (2)电解无水氯化镁时会生成镁和氯气,属于分解反应,其反应的化学方程式为MgCl2 Mg+Cl2。类型二金属的制备、回收和利用例2 2019湘潭某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如图T4-5所示:已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。图T4-5(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过程中发生了现象。步骤产生的废气B中,一定含有的有害气体是(填化学式)。环保处理最好采用的试剂是(填序号)。 A
4、.浓硫酸B.食盐水C.石灰乳答案 (1)乳化SO2C解析 (1)用洗涤剂除油污发生的是乳化现象。烟泥中存在硫单质,在空气中加热产生的有害气体是SO2。SO2能与碱性溶液反应,处理时应选用碱性试剂,即选用石灰乳。例2 2019湘潭某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如图T4-5所示:已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。图T4-5(2)写出步骤中得到铜的化学方程式: ,它属于基本反应类型中的 反应。答案 (2)Zn+CuSO4 Cu+ZnSO4置换解析 (2)固体A中含有CuO、ZnO,和过量的稀硫酸反应过滤
5、后得到的溶液C中含有ZnSO4、CuSO4和H2SO4,故步骤中得到铜的化学方程式为Zn+CuSO4 Cu+ ZnSO4;该反应是一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。例2 2019湘潭某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如图T4-5所示:已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。图T4-5(3)步骤和中主要操作的名称是。 答案 (3)过滤解析 (3)步骤和都能将固体和液体分开,是过滤操作。例2 2019湘潭某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫
6、进行环保处理,主要步骤如图T4-5所示:已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。图T4-5(4)我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜(填“高”或“低”)。 答案 (4)高解析 (4)一般情况下,合金跟组成它的纯金属相比硬度更大,所以黄铜的硬度比纯铜的高。例2 2019湘潭某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如图T4-5所示:已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。图T4-5(5)取少量的溶液C,往其中加入一定质量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和
7、滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有(填序号)。 A.硫酸镁B.硫酸锌C.硫酸铜D.硫酸铜和硫酸锌答案 (5)C解析 (5)溶液C中含有H2SO4、CuSO4和ZnSO4,加入一定质量的镁粉后,先后发生的反应有Mg+CuSO4 MgSO4+Cu, Mg+H2SO4 MgSO4+H2,Mg+ ZnSO4 MgSO4 +Zn,在滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中一定有固体Zn存在,则溶液中CuSO4一定不存在。类型三矿产资源加工例3 2019烟台我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图T4-9流程一所示。流程一 制备氢气。(1)气化器
8、中发生的主要反应为:.H2O+C CO+H2;.CO+H2O CO2+H2。其中属于置换反应的是 (填“”或“”),反应中发生还原反应的物质是。 图T4-9答案流程一(1)H2O解析流程一(1)置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,所以属于置换反应的是;氧化剂发生还原反应,反应中发生还原反应的物质是H2O。例3 2019烟台我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图T4-9流程一所示。流程一制备氢气。(2)重整器的作用是,重整器中发生反应的化学方程式是。 图T4-9答案流程一(2)分离CO2和H2,得到纯净的氢气CaO+
9、CO2 CaCO3解析流程一(2)重整器的作用是分离CO2和H2,得到纯净的氢气;重整器中氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙。例3 2019烟台我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图T4-9流程一所示。流程一 制备氢气。(3)该流程中可以循环使用的物质是。 图T4-9答案流程一(3)氧化钙、碳酸钙解析流程一(3)既是反应物也是生成物的物质可以循环使用,所以该流程中可以循环使用的物质是氧化钙和碳酸钙。例3 2019烟台我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图T4-9流程一所示。流程二 为充分利用流程一产生的高纯
10、度二氧化碳,该实验室又设计了如图中流程二所示的两种工艺,分别制备尿素和乙二醇。(1)在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素CO(NH2)2,同时生成水,该反应的化学方程式为 。尿素属于化肥中的_肥,能使作物枝叶繁茂。图T4-9答案 流程二(1)CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O氮解析 流程二(1)二氧化碳和氨气在高温高压的条件下生成尿素和水,化学方程式为CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O;尿素属于化肥中的氮肥,能使作物枝叶繁茂。例3 2019烟台我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图T4-9流程一所示。流程二 为充分利用流程一产生
11、的高纯度二氧化碳,该实验室又设计了如图中流程二所示的两种工艺,分别制备尿素和乙二醇。(2)以CO和H2为原料生产乙二醇(C2H6O2)时,按照“绿色化学”原则,应调节原料中CO和H2的分子个数比为。 图T4-9答案 流程二(2)23解析 流程二(2)乙二醇(C2H6O2)中C、H原子个数比为13,由化学反应前后各原子个数不变,可得参加反应的CO、H2的分子个数比为23。类型四环境保护例4 某烟气脱硫的工艺不仅能消除SO2,还能将其转化为石膏(CaSO42H2O)等产品,实现“变废为宝”。主要物质转化关系如图T4-14所示。请回答:(1)设备1中,通过喷淋水脱去烟气中的SO2,该反应的化学方程式为_ 。 (2)设备2中,加入CaCO3的目的是将H2SO3转化为 。 图T4-14SO2+H2OCaSO3H2SO3例4 某烟气脱硫的工艺不仅能消除SO2,还能将其转化为石膏(CaSO42H2O)等产品,实现“变废为宝”。主要物质转化关系如图T4-14所示。请回答:(3)设备3中,反应前后化合价发生改变的元素是。 图T4-14答案 (3)O、S解析 (3)氧气和CaSO3反应生成硫酸钙,氧元素由0价变为-2价,硫元素由+4价变为+6价。