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1、题型突破(四)工艺流程题类型一海水加工|针对训练|1.2023泰安化学是认识、改造和应用物质的科学。从海水中提取镁、制“碱”,都体现了人类改造物质的智慧。结合下列流程图(其中部分操作和条件已略去),回答相关问题。图T4-4(1)提纯物质常用转化的方法,就是将杂质转化为沉淀或气体而除去。粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质,通过步骤,再利用过滤操作进行除杂。步骤加入下列三种溶液的先后顺序为(填序号)。a.稍过量的Na2CO3溶液b.稍过量的BaCl2溶液c.稍过量的NaOH溶液(2)母液中有MgCl2,却经历了步骤、的转化过程,其目的是。(3)步骤中先向饱和食盐水中通入氨气,有利于二氧化
2、碳的吸收,这样做的目的是,写出该反应的化学方程式:。(4)化学变化是改造物质的重要途径。上述流程图中没有涉及的基本反应类型是。类型二金属的制备、回收和利用|针对训练|2.2023厦门二检锌锰电池在生活中应用广泛,其构造如图T4-6甲所示。(1)根据图甲判断,属于金属材料的有铜帽和。(2)利用废旧电池铜帽(含Cu、Zn)制取海绵铜(Cu),并得到ZnSO4溶液,主要流程如图乙。图T4-6已知:Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。写出过程中生成金属单质的化学方程式:。过程中加入溶液A充分反应后,还需进行的主要操作是。下列说法正确的是(填序号)。a.过程中,H2O2也有可能分解生成氧气b
3、.固体E是混合物c.溶液F含有的ZnSO4比溶液B多3.2023福建以某矿山酸性废水(主要含硫酸、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锌等)为原料,通过图T4-7所示流程可将废水中的铁、铜和锌分步沉淀,实现回收利用。图T4-7(1)步骤中,加入Ca(OH)2有两个作用。一是中和废水中的硫酸,该反应的化学方程式为。二是将硫酸铁转化为Fe(OH)3,该反应属于(填基本反应类型)。(2)步骤中,锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为。(3)为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质,只需改变上述流程中的某步骤加入的试剂即可。该步骤和应加入的试剂分别是。4.2023潍坊节选金属钛广泛用于航空航天工业、化工、医疗等领域
4、。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如下:图T4-8请回答下列问题。(1)构成金属钛的微粒是(填“分子”“原子”或“离子”),H2TiO3中钛元素的化合价为。(2)反应需持续通入氩气,氩气的作用是。(3)反应的产物除红色固体A外,还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体,则该反应的化学方程式为,该反应的基本反应类型是。类型三矿产资源加工|针对训练|5.2023龙岩二检废旧锌锰电池中的黑锰粉主要成分是MnO2和NH4Cl,以及少量ZnCl2、炭黑和氧化铁等。图T4-10是以黑锰粉为原料制备MnCl2,实现锰的再利用的工作流程:图T4-10请回答下列问题。
5、(1)过程,在空气中加热黑锰粉的主要目的是除炭黑,除炭黑的化学方程式是。(2)过程的目的是将MnO2转化为MnSO4溶液;将Fe2O3转化为Fe(OH)3沉淀。和的转化中化合价有变化的是(填“”或“”)。(3)过程发生复分解反应,该反应的化学方程式是。6.2023黄石改编孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含有少量Fe2O3、SiO2(难溶于水,不与酸反应)等杂质。某学习小组探究孔雀石综合利用的流程如下:图T4-11请回答下列问题。(1)操作、操作均为操作,此操作中玻璃棒的作用是和引流。(2)溶液C中的溶质有:H2SO4、Fe2(SO4)3和(填化学式)。(3)步骤中发生反应的化学方程
6、式为:。(4)写出红褐色沉淀溶于稀硫酸的化学方程式:。7.2023眉山某矿石主要成分是MgO,含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程如图T4-12所示。图T4-12请回答下列问题。(1)步骤和步骤均用到的操作是。(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和(填离子符号)。(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时,溶液的pH见下表:对应离子Fe3+Cu2+Mg2+开始沉淀时的pH1.94.29.1完全沉淀时的pH3.26.711.1步骤加入熟石灰,调节溶液的pH范围为,固体C中所含成分的化学式为。(4)步骤制得Mg(OH)2的化学方程式为
7、。8.2023广州稀土金属因其独特的性能而被誉为“新材料之母”。稀土金属钇的氧化物(Y2O3)广泛应用于航空航天涂层材料,其颗粒大小决定了产品的质量。利用富钇稀土(含Y2O3约70%,含Fe2O3、CuO、SiO2等约30%)生产大颗粒氧化钇的一种工艺如下:图T4-13请回答:(1)氧化钇(Y2O3)中,Y元素的化合价为。(2)“酸溶”过程中,氧化钇与盐酸反应的化学方程式是。(3)“分离提纯”是为了除去滤液1中的(填化学式)。(4)“调pH”时加入碱液使溶液的pH(填“增大”或“减小”)。(5)碳酸钇灼烧分解的化学方程式是。(6)为了获得大颗粒氧化钇,某小组研究了条件对产品直径的影响,相关数据
8、如下(D50表示颗粒直径):实验编号沉淀反应温度/608085939393料液浓度/(kgL-1)303030304040灼烧温度/1 1001 1001 1001 1001 1001 400氧化钇D50/ m6.0021.6535.9938.5635.9961.54分析上表数据,其他条件不变时,若灼烧温度均升高至1 400 ,预期所得氧化钇D50最大的是(填实验编号)。类型四环境保护|针对训练|9.某沿海工业区排放的污水中含有少量的Fe2+、Na+、Ca2+、Cu2+、Cl-。为了达到零污染的目标,将污水进行如下工业流程处理:图T4-15请回答:(1)步骤的操作名称是,写出步骤中的化学方程式
9、:。(2)滤渣所含的物质是(填化学式)。(3)加入过量NaOH溶液的目的是。(4)在滤液中加入盐酸,使所得的溶液呈中性,要使用来测定溶液的酸碱度,确保盐酸不过量。【2023学年参考答案】类型一针对训练1.(1)cba(或bca或bac)(2)富集、提纯MgCl2(3)促进碳酸氢钠的生成NaCl+H2O+CO2+NH3NH4Cl+NaHCO3(4)置换反应解析(1)氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠,可除去氯化镁;氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠,可除去硫酸钠;碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,可除去氯化钙和多余的氯
10、化钡。所以b一定在a前面,c可以随意调整顺序。步骤加入三种溶液的先后顺序为cba(或bca或bac)。(2)在步骤、的转化过程中,氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁白色沉淀,氢氧化镁和盐酸反应,生成氯化镁和水,其目的是富集、提纯MgCl2。(3)步骤中先向饱和食盐水中通入氨气,有利于二氧化碳的吸收,这样做的目的是促进碳酸氢钠的生成与析出;化学方程式为:NaCl+H2O+CO2+NH3NH4Cl+NaHCO3。(4)氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠等反应是复分解反应;碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳是分解反应;氧化钙和水反应生成氢氧化钙是化合反应,没有涉及的基本反应类型是置换反应。类
11、型二针对训练2.(1)锌筒(2)Zn+CuSO4ZnSO4+Cu过滤abc解析(2)根据流程图,铜帽中的金属铜已在过氧化氢和硫酸溶液的作用下转化成硫酸铜,最终产物要得到硫酸锌和海绵铜,则加入的物质C是金属锌,写出化学方程式即可。固液分离选择过滤操作。过氧化氢易分解生成水和氧气,故在反应过程中可能会有氧气产生;固体E中既包含置换反应生成的铜,也包含过量的锌,所以E是混合物;溶液F中含有的硫酸锌,一部分是原来电池帽中的锌转化而来的,另一部分是加入的过量的锌转化而来的,所以溶液F中含有的硫酸锌比溶液B中多。3.(1)Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O复分解反应(2)Zn(OH)2(3)步
12、骤,锌解析(1)步骤中,氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O。硫酸铁和氢氧化钙反应,生成硫酸钙和Fe(OH)3,两种化合物互相交换成分生成两种新的化合物,该反应属于复分解反应。(2)溶液2中肯定含有锌离子,锌离子和氢氧根离子结合生成氢氧化锌,所以步骤中,锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为Zn(OH)2。(3)锌可以和硫酸铜反应生成铜,为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质,步骤加入锌即可。4.(1)原子+4(2)隔绝空气(或作保护气或防止生成物被氧化,合理即可)(3)2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3分解反应解析(1)
13、金属都是由原子直接构成的,所以构成金属钛的微粒是原子;在化合物中正负化合价代数和为零,设钛元素化合价是x,则(+1)2+x+(-2)3=0,解得x=+4。(2)氩气的化学性质稳定,可以隔绝空气作保护气。(3)硫酸亚铁中含有铁、硫、氧三种元素,生成的两种气体组成元素相同且相对分子质量相差16,所以是二氧化硫和三氧化硫,生成物中的红色固体A是氧化铁,所以反应的化学方程式是2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3,该反应属于分解反应。类型三针对训练5.(1)C+O2CO2(2)(3)MnSO4+CaCl2MnCl2+CaSO46.(1)过滤搅拌(2)CuSO4(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(4)2Fe(OH)3+3H2SO4Fe2(SO4)3+6H2O解析(1)由于操作、操作均是为了将固体与液体分离,故均为过滤操作。(2)由于孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含有少量Fe2O3、SiO2(难溶于水,不与酸反应)等杂质,Cu2(OH)2CO3与硫酸反应生成硫酸铜、水、二氧化碳,Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁、水,又因加入的硫酸过量,故溶液C中溶质有H2SO4、Fe2(SO4)3和CuSO4。(3)碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳。(4)红褐色沉淀为氢
