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1、专题04 工艺流程题 （全国通用）来#源:中国%教*育出版网本专题涵盖以下1.物质制备类2.物质分离提纯类 【物质制备类】1.工业上以稀硫酸、氧化铁、铜粉为原料制备硫酸铜的流程如下：来&源%:已知：；Fe2+易被氧化成Fe3+www.*zzstep.c#om（1）操作的名称是_。来源:&中国#教育出版网（2）溶液II中溶质的成分是_（用化学式表示）。（3）红褐色沉淀加热时，生成Fe2O3和一种常见的氧化物，请写出反应的化学方程式 。（4）上述流程中可以循环使用的物质是_。【答案】（1）过滤；（2）CuSO4.FeSO4；（3）；（4）氧化铁中#国%教育出版网【解析】（1）操作可以实现固液分离，
2、是过滤。（2）加入铜粉，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铜反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，通入热空气，硫酸亚铁转化为硫酸铁，溶液II中溶质的成分是硫酸铁和硫酸铜。（3）红褐色沉淀氢氧化铁加热时，生成Fe2O3和一种常见的氧化物水，反应的化学方程式为来源:中国教育*出#%版网&（4）上述流程中可以循环使用的物质是氧化铁，稀硫酸与氧化铁反应需消耗氧化铁，氢氧化铁加热有氧化铁生成。2. 氮化硼（BN）陶瓷基复合材料在航天领域应用广泛。硼单质是制备氮化硼（BN）的原料之一，某工厂利用硼砂（主要成分为Na2B4O710H2O，杂质中含少量Fe3+）制备硼（B）单质的部分流程如下图所示：请完成下列问题
3、：来源:中&#教网%（1）粉碎硼砂的目的是 。（2）操作A的名称是 。（3）滤渣的成分为 （填化学式）。（4）写出H3BO3加热分解的化学方程式 。www.%zzst*ep.c#om（5）“制硼”反应的化学方程式为 。【答案】 (1).增大反应物之间的接触面积，使反应更充分；(2).过滤；(3).Fe(OH)3 来*源:中教网&%(4). (5). 【解析】（1）粉碎硼砂，可以增大反应物之间的接触面积，使反应更充分；（2）操作A实现了固液分离，是过滤；（3）硼砂中含有少量铁离子，加入氢氧化钠铁离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化铁，故滤渣为：Fe(OH)3；（4）由图可知，H3BO3受热分解生成水
4、和B2O3，该反应的化学方程式为：；来源:*中国教育出版网%（5）“制硼”反应为镁和B2O3在850条件下反应生成硼和氧化镁，该反应的化学方程式为：。3.2009年，我国华为公司推出了5G商用芯片，制造芯片要用到高纯硅，以下为制备高纯硅和二氧化硅的主要工艺流程。 来源:中国教育出*&%版网(1)反应从基本反应类型角度分析，该反应属于_反应。(2)反应的化学方程式为 ，该反应中，在工艺流程中可以循环利用的物质 。【答案】（1）化合；(2). ；HCl【解析】（1）反应为硅与氯气在一定条件下反应生成SiCl4，符合“多变一”的特点，属于化合反应，故填：化合；（2）反应为HSiCl3和H2在9001
5、100的条件下生成HCl和Si，反应的化学方程式为；既是反应物，又是生成物的物质可以循环利用，所以该反应中，可以循环利用的物质是HCl，故填：；HCl。4.氢基熔融冶金技术是利用氢作为还原剂代替碳还原剂，从而实现减少CO2排放的目的，实现低碳冶金。氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的主要流程如下图所示（部分略去）。（1）燃烧区的作用是_，燃烧区发生燃烧反应的物质还有_（填化学式）。（2）还原区的反应除3CO+Fe2O32Fe+3CO2，另一主要反应的化学方程式是 。中国*教&育出版网（3）从环境保护角度，与高炉炼铁技术相比，氢基熔融冶金技术的优点是 。【答案】（1）提供热量；C（2）（3）减少CO2
6、排放（或减缓温室效应或减少污染气体的排放等）【解析】（1）氢气燃烧和一氧化碳燃烧，都放出热量，故燃烧区的作用是提供热量；煤粉中含有碳，故燃烧区发生燃烧反应的物质还有C；（2）还原区，除了一氧化碳还原氧化铁，还有氢气和氧化铁在高温下反应生成铁和水，该反应的化学方程式为：；（3）与高炉炼铁技术相比，氢基熔融冶金技术，利用氢作为还原剂代替碳还原剂，可以减少二氧化碳的排放，减缓温室效应。5.氧化镁在医药等后业应用泛。实验室以菱镁矿（主要成分为，含少量等）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：（1）为了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：适当升高温度、 。与盐酸反应的化学方程式为 。（2）“氧化”过程中，
7、转化为，该反应属于基本反应类型中的 。（3）“沉淀”时需严格控制NaOH溶液的用量，其目的是 。（4）“滤液”中的溶质主要是和 。www#.zzstep&.com*【答案】 (1).将矿石粉碎、MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2；(2).化合反应；(3).避免氯化镁与氯化铁同时转化为沉淀；(4. NaCl【解析】（1）为提高物质的转化率，提高“酸浸”的效果，除升高温度外，还要将矿石粉碎，增大反应物的接触面积，故填将矿石粉碎；碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2。（2）“氧化”过程中，FeCl2与Cl2反
8、应生成了FeCl3，是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，故填化合反应。来*#&源:中教网（3）氢氧化钠与氯化镁和氯化铁均能发生化学反应生成沉淀，所以严格控制NaOH溶液的用量可以避免氯化镁与氯化铁同时转化为沉淀，故填避免氯化镁与氯化铁同时转化为沉淀。（4）氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，所以过滤后滤液中的溶质除氯化镁外还有氯化钠，其化学式为NaCl，故填NaCl。6.“绿色化学”是化工产生中的重要理念。下图为利用尿素工厂废气和磷酸工厂废渣(液)联合生产硫酸钙的工艺流程。回答下列问题：(1)副产品的化学式为_。来源%:zzs#t*ep.co&m(2)沉淀池中发生反应的化学方程
9、式为_。(3)工艺流程中体现“绿色化学”理念的设计有_(答一点即可)。【答案】 (1). CaO (2). (3). CO2循环利用，减少温室气体的排放等【解析】(1)由流程图可知，副产品为碳酸钙在煅烧炉中煅烧得到，煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳，则副产品化学式为CaO。(2)沉淀池中硫酸钙、水、二氧化碳和氨气反应生成碳酸钙和硫酸铵，化学方程式为。(3)工艺流程中，需要消耗二氧化碳，且二氧化碳能循环使用，体现“绿色化学”理念的设计有CO2循环利用，减少温室气体的排放等。来源:%中国教育出#*版网7.铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在，铝土矿的主要成分为Al2O3（含有少量Fe2O3.SiO2等杂
10、质）。工业上冶炼铝的工艺流程见如图：（1）铝土矿中的SiO2不溶于水，也不与盐酸反应，操作的目的是 ；（2）操作得到的Al（OH）3受热分解生成Al2O3，该反应的化学方程式为 ，铝土矿经过操作的目的是 ；中&国*教育出版网（3）在冰晶石作助熔剂条件下，高温电解Al2O3得到金属铝，该反应的化学方程式为 。【答案】（1）除去SiO2；（2）2Al（OH）3Al2O3+3H2O；得到纯净的Al2O3；（3）2Al2O34Al+3O2。【解答】（1）铝土矿中的SiO2不溶于水，也不与盐酸反应，操作是为了除去SiO2，故填：除去SiO2；（2）操作得到的Al（OH）3受热分解生成Al2O3，同时生成
11、水，该反应的化学方程式为2Al（OH）3Al2O3+3H2O，铝土矿经过操作可以得到纯净的Al2O3，故填：2Al（OH）3Al2O3+3H2O；得到纯净的Al2O3；（3）在冰晶石作助熔剂条件下，高温电解Al2O3得到金属铝，该反应的化学方程式为2Al2O34Al+3O2，故填：2Al2O34Al+3O2。【物质分离提纯类】1.重庆多地曾出现过盐井，从天然盐井中获取粗盐（含泥沙、CaCl2.MgCl2.Na2SO4等杂质）为了除去以上杂质得到精盐，小明设计如下实验。【提示】杂质含量较少，不考虑微溶物形成沉淀来源:zzst%&（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_。（2）沉淀b所含物
12、质为 Mg（OH）2和_。（3）物质X是_。（4）滤液c中加入稀盐酸后发生中和反应的化学方程式为_。（5）为了证明滴加的 Ba（OH）2溶液已过量，取少许上层清液于试管中加入一种试剂即可。下列物质的溶液能达到实验目的的有_。ABa（OH）2 BK2CO3 C.Na2SO4 DKCl【答案】(1)漏斗 (2)BaSO4 (3)Na2CO3 (4) (5)C【解析】（1）过滤中用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；（2）粗盐中含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸钠等杂质，加足量水溶解，过滤，除去泥沙，滴加足量的氢氧化钡，氢氧化钡和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钡，氢氧化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和氢氧化钠，
13、故沉淀b为氢氧化镁和BaSO4；（3）滤液b中含氯化钙、反应生成的氯化钡、过量的氢氧化钡等杂质，要想除去这些杂质，可加入过量的碳酸钠，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氢氧化钠，氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，故物质X是Na2CO3；（4）中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应，滤液c中含反应生成的氢氧化钠和过量的碳酸钠杂质，其中氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，属于中和反应，该反应的化学方程式为：；（5）为了证明滴加的氢氧化钡过量，可取上层清液，加入硫酸钠，硫酸钠能与氢氧化钡反应生成硫酸钡，产生白色沉淀，说明氢氧化钡过量，碳酸钾也能与氢氧化钡反应生成
14、碳酸钡沉淀，但是上层清液中含有氯化钙，氯化钙也能与碳酸钾反应生成碳酸钙白色沉淀，故加入碳酸钾，产生白色沉淀，不能说明氢氧化钡过量，氯化钾与氢氧化钡不反应。故选C。2.回答下列问题（1）从硝酸钾、少量氯化钠和不溶性杂质（泥沙）的混合物中得到硝酸钾的流程如下：来源:中*&国教%育#出版网结合图分析，趁热过滤的原因是_操作a的名称是_滤液2的溶质是_来#源*:中&国教育出版网【答案】（1）增大硝酸钾溶解能力，减少硝酸钾的损失；降温结晶；氯化钠、硝酸钾【解析】（1）硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，随温度升高而增大，趁热过滤的原因是使硝酸钾尽量完全溶解在溶液中，减少硝酸钾的损失；操作a是从溶液中获取硝酸
15、钾晶体，名称是降温结晶；降温结晶时仍有少量硝酸钾溶溶解在溶液中，而氯化钠基本不析出，滤液2的溶质是氯化钠、硝酸钾；3.从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜，其操作流程如下所示。（1）请写出步骤I中发生反应的化学方程式 。（写出一个即可）（2）步骤II中，加入硝酸银溶液的作用是 。（3）步骤III中，若溶液乙的质量大于溶液甲，确定M后写出发生反应的化学方程式 。 【答案】（1）Mg+H2SO4=MgSO4+H2或2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2（2）把Cu和Ag固体进行分离中国*教育#&出版网%（3）Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu来%源:中教网#*【解析】（1）铜
16、、银与硫酸不反应，镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，化学方程式分别为Mg+H2SO4MgSO4+H2、2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2；（2）步骤I反应后固体为铜和银，在固体中加入硝酸银，铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，加入硝酸银溶液的作用是除去金属铜；（3）步骤中生成铜，是M与硝酸铜反应，M排在铜的前面，若溶液乙的质量大于溶液甲，根据质量守恒定律，金属M相对原子质量大于铜，N可以为锌，锌与硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜，化学方程式是Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu。4.某兴趣小组利用废镍材料（含有金属Ni及少量FE.Ag）探究相关物质的性质并回收
17、镍，设计流程如图（小部分产物略去）。查阅资料：aH2O2溶液可将Fe2+转化为Fe3+。bFe3+ 、Ni2+转化为对应的氢氧化物沉淀时，溶液pH如图（1）步骤的操作为_。（2）滤渣的成分为_。（3）单质Fe参与反应的化学方程式为_。（任写一个）（4）滤液中有Ni2+、无Fe3+，则滤液pH可能为_ （填序号）。A.pH=1 B.pH=2 C.pH=6 D.pH=10 （5）Ni、FE.Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为_。【答案】(1)过滤 (2)Ag (3) (4)C (5)FeNiAg【解析】废镍材料（含有金属Ni及少量FE.Ag）经过步骤加入过量稀硫酸，Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，
18、Ag与稀硫酸不反应，由图可知，滤液的溶质为NiSO4.FeSO4和H2SO4，滤渣成分为Ag。步骤在滤液中加入H2O2溶液，由查阅资料可得，H2O2溶液将FeSO4转化为Fe2(SO4)3，后溶液溶质为NiSO4.Fe2(SO4)3和H2SO4。步骤中加入NaOH溶液，H2SO4与NaOH溶液先反应，根据流程图可知，NaOH只将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3沉淀，而NiSO4不会沉淀，所以滤液的溶质为NiSO4。向滤液中加入铁粉即可回收镍，可知铁与NiSO4可发生置换反应。（1）步骤将溶液和固体沉淀分离，操作为过滤。（2）根据上述分析，滤渣的成分为Ag。（3）Fe参与的反应为步骤中Fe
19、与稀硫酸的反应，生成硫酸亚铁和氢气，反应方程式为。（4）滤液中有Ni2+、无Fe3+，NaOH只将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3沉淀，Ni2+不会沉淀，故pH范围应使Fe3+完全沉淀，且Ni2+不会沉淀，由查阅资料可得，pH的取值范围为3.2-7.2，故选C。（5）Ni、FE.Ag中Ag最不活泼。向滤液中加入铁粉即可回收镍，可知铁与NiSO4可发生置换反应，故活泼性为FeNiAg。5.某工厂生产硼砂产生的固体废料，主要含有MgCO3.CaCO3.SiO2.Al2O3和Fe2O3等，其中MgCO3质量分数为63%。回收镁的工艺流程如下：中#国教育出版网&%（1）“酸浸”时MgCO3发生反
20、应的化学方程式为 。（2）“调pH”前滤液I的pH_7（填“”或“”）。（3）滤液中可回收的主要物质_（填化学式）。（4）已知固体废料质量为m，理论上可生产Mg（OH）2的质量为_。（5）某BaCO3中混有SiO2杂质，简述提纯该BaCO3的实验操作：_。【答案】(1)；(2).；(3).；(4).；(5).向样品中加入适量盐酸至不再产生气泡，过滤除去固体杂质SiO2，向滤液中加入适量的碳酸钠溶液至刚好不再产生沉淀，过滤，洗涤固体，烘干，得到碳酸钡固体【解析】根据硫酸和碳酸镁的反应；酸的溶液显酸性；硫酸、硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁和氢氧化钠反应；质量守恒定律的计算；实验设计分离提纯，进行分析作答。
21、（1）“酸浸”时MgCO3和硫酸发生反应，其化学方程式为；（2）“调pH”前滤液I是酸浸之后产生的，会有硫酸，所以pH7；（3）酸浸之后，滤液I中的溶质有硫酸、硫酸镁、硫酸铝和硫酸铁，硫酸先和氢氧化钠反应产生水和硫酸钠；硫酸铝和硫酸铁和氢氧化钠反应产生氢氧化铝沉淀、氢氧化铁沉淀和硫酸钠；然后是硫酸镁和氢氧化钠反应产生氢氧化镁沉淀和硫酸钠，所以滤液中可回收的主要物质是硫酸钠，其化学式为；（4）固体废料中MgCO3质量分数为63%；根据质量守恒定律，碳酸镁中的镁元素全部转化为Mg（OH）2；设可生产Mg（OH）2的质量为x，则：来源#:&zzstep%.com 来源:zzs&t*% ，解得；（5）
22、从流程图中知道，SiO2不能和酸反应，BaCO3中和硫酸会产生难溶于酸的硫酸钡，BaCO3与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，所以用盐酸进行反应。提纯该BaCO3的实验操作：向样品中加入适量盐酸至不再产生气泡，过滤除去固体杂质SiO2，向滤液中加入适量的碳酸钠溶液至刚好不再产生沉淀，过滤，洗涤固体，烘干，得到碳酸钡固体。来#源:中教网*6.某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁。某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红（主要成分Fe2O3），要求全过程不引入其他金属元素。设计实验方案如图所示：请回答下列问题：（1）工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为 。（2）用化学式表示固体甲的成分 。（3）
23、溶液甲中的金属离子是 （用离子符号表示）。（4）完成步骤的化学方程式：4Fe（OH）2+O2+2 4Fe（OH）3。【答案】（1）Fe+CuCl2FeCl2+Cu；（2）FE.Cu；（3）Na+、Fe2+；（4）H2O。【解答】废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁，由于目的是获得铜和铁红，所以需要在过程中铜离子转化为铜单质，根据流程可以看成铜应该出现在固体甲中，所以A就是转化铜离子用的铁粉，为使铜离子彻底转化，所以应该加入过量的铁粉这样导致固体甲为生成的铜和剩余的铁粉当加入过量盐酸时，使铁粉完全从铜粉中除掉，所以固体乙是纯净的铜粉，溶液乙为生成的氯化亚铁和剩余的盐酸而溶液甲为氯化钠和氯化亚铁溶液
24、甲和乙加入过量的B后生成氢氧化亚铁，说明B为氢氧化钠等可溶性碱（1）加入过量的A是铁与氯化铜反应，化学方程式为：Fe+CuCl2FeCl2+Cu；（2）工厂废液中加入过量的A，是铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，所以固体甲的成分为铜和过量的铁；来源:zzs#*（3）溶液甲中含有溶质氯化亚铁和不参加反应的氯化钠，所以溶液甲中的金属离子是Na+、Fe2+；（4）4Fe（OH）2+O2+2X4Fe（OH）3可知，反应前后铁原子都是4个，反应后氢原子是12个，反应前应该是12个，其中4个包含在2X，反应后氧原子是12个，反应前应该是12个，其中2个包含在2X中，则X的化学式为H2O。7.工业上处理黄铜渣
25、（含Cu、Zn、CuO、ZnO和杂质）废料时，通常将其转化为硫酸锌并回收铜（黄铜渣中的杂质不溶于水，也不参与反应），其主要流程如图所示：中*国&教育出版网查阅资料：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O中国教育%出版&#网*CuO+H2SO4CuSO4+H2OZnO+H2SO4ZnSO4+H2O来源:中教%#网（1）黄铜的熔点比铜的熔点 （填“高”或“低”）；（2）过程中分离操作的名称是 ，该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 （填仪器名称）；（3）过程中有气体产生，该反应的化学方程式是 ，该反应的基本类型为 反应。【答案】（1）低。（2）过滤；漏斗。（3）Zn+H2SO4ZnSO4+H2；置换。【解答】（1）黄铜属于合金，合金熔点低于原金属熔点；（2）经过操作实现了固液分离，常用方法为过滤；过滤需要烧杯盛取滤液，玻璃棒引流，还需漏斗过滤滤液；（3）为了得到纯铜和硫酸锌，需要在硫酸铜溶液中加入足量锌，所以B为锌，固体C为锌和铜的混合物，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2；反应符合单质与化合物反应生成另一种单质和化合物的特点，所以为置换反应。