【备考2023】中考化学二轮复习专题精讲精练（全国通用）——专题06 化学工艺流程（原卷版+解析版）

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专题六 化学工艺流程
考点一：常考的化学工业
海水中提取镁、侯氏制碱法、金属的冶炼、粗盐提纯、化石燃料（煤、石油）的综合利用、合成氨工业、氯碱工业等。
考点二：常考知识点
(1)反应速率：催化剂、反应物颗粒大小、温度等；
(2)氧化还原反应的判断、化学方程式的书写； 
(3)利用控制pH分离除杂； 
(4)化学反应的能量变化； 
(5)实验基本操作：除杂、分离、检验、干燥等； 
(6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用； 
(7)环境保护与绿色化学评价。 
化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高。
1.流程类试题结构：
试题的结构分题头、题干和题尾三部分。
题头：一般是介绍实验目的和原理或工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；
流程题 题干：部分主要用框图形式将操作或物质转换或原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；
题尾：主要是根据流程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。
2.流程类试题一般模式：
工业流程题目在流程上一般分为三个过程：原料处理→分离提纯→获得产品
3.流程类试题解答注意事项：
（1）注意化学方程式的书写，反应物、产物的分子式书写要正确；
（2）化学方程式要配平，化学方程式一定要书写正确，等号不能少，沉淀、气体等符号要标明及反应条件是否苛刻；
（3）注意评价或比较实验方案要全面，反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；
（4）反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；
（5）仪器、设备是否要求高，工艺流程、实验步骤的多少；
（6）注意描述语言的规范性和准确性，从化学原理的角度、用化学语言作答，要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析；要看清题目要求，按要求答题。
4.流程类试题解答要点：
（1）规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。
（2）关键核心：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生成条件的控制、化学方程式书写等。   

典型例题1：（2021广州）我国将力争2060年前实现碳中和。CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一。 
（1）一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图所示。

①捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，优点是_____________________________。
②“反应分离”环节发生的复分解反应是________________________（写化学方程式）。
③“反应分离”环节分离物质采用的方法是_________________。
④CO2用途广泛，写出一种用途：__________________________________。
（2）CaO固体也可以捕捉回收CO2。研究表明CaC2O4·H2O热分解制得的CaO疏松多孔，具有良好的CO2捕捉性能。取1.46gCaC2O4·H2O进行加热，固体质量随温度变化如右图。
①写出400~600℃范围内分解反应的化学方程式：____________________________________________。
（CaC2O4·H2O的相对分子质量：146）
②据图分析，CaO捕捉CO2的反应温度应______（填“高于”或“低于”）800℃。
【答案】（1）①增大反应物之间的接触面积，加快反应的速度 ② Na2CO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓ + 2NaOH
③过滤 ④灭火 （合理答案均给分） （2）①CaC2O4 CaCO3 + CO↑ ②低于
【解析】
（1）①喷成雾状，主要是为增大反应物之间的接触面积，加快反应的速度；
② “反应分离”中发生的反应有：CaO + H2O ==Ca(OH)2 和 Na2CO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓ + 2NaOH，
其中属于复分解反应的为Na2CO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓ + 2NaOH
③“反应分离”中将CaCO3分离出来，这是固液分离，即进行过滤；
④二氧化碳的用途比较多，如灭火、气体肥料和制备碳酸饮料等。
（2）①固体物质从1.46克变为1.28克，即减少了0.18克，为水的相对分子质量18的0.1位数，即在这区间温度下，CaC2O4·H2O发生了脱水反应，生成了CaC2O4（相对分子质量为128）；固体质量从1.28克降到1.00克时，即CaC2O4分解了CaCO3（相对分子量为100），故在这区间温度下，发生反应的化学方程式为CaC2O4 CaCO3 + CO↑；
②固体质量从1.00克降到0.56克时，即发生了CaCO3高温 CaO + CO2↑，即温度高于800低于℃时有利于CaCO3的分解，而不利于CaO吸收 CO2 （CaO吸收 CO2反应的化学方程式为CaO + CO2== CaCO3），故填“低于”。
典型例题2：（2021深圳）某科学兴趣小组,用废渣(主要为CaCO3,还含有C、Fe2O3、MgO等少量杂质)制作CaCl2,反应过程如图所示。

(1)Ⅰ过程中加过量稀盐酸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)Ⅰ过程中MgO发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,此反应为　　　 (填基本反应类型)反应。 
(3)滤渣一的成分为　　　　　　(填化学式)。 
(4)X溶液为　　　　(填化学式)溶液。 
(5)NaCl在生活中的用处:　　　　　　　　(写一例)。 
(6)已知CaCl2、焦炭、BaSO4在高温下生成BaCl2、CO和CaS,写出该反应的化学方程式:　　　　　 。 
【答案】(1)使碳酸钙、氧化铁、氧化镁完全反应 (2)MgO+2HCl=MgCl2+H2O　复分解 (3)C　(4)NaOH　 (5)作调味品(合理即可) (6)CaCl2+4C+BaSO4高温BaCl2+4CO↑+CaS
【解析】
(1)稀盐酸能与碳酸钙、氧化铁、氧化镁发生反应,加入过量的稀盐酸使碳酸钙、氧化铁、氧化镁完全反应；
(2)MgO和盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式是MgO+2HCl=MgCl2+H2O,此反应属于复分解反应；
(3)C不溶于水,不与稀盐酸反应,滤渣一是C；
(4)氢氧化钠能够与FeCl3、MgCl2反应生成沉淀,X溶液为氢氧化钠溶液；
(5)NaCl在生活中可以用作调味品等。(6)CaCl2、焦炭、BaSO4在高温下生成BaCl2、CO、CaS,化学方程式是CaCl2+4C+BaSO4高温BaCl2+4CO↑+CaS。
典型例题3：（2021德阳）“绿色化学”是化工生产中的重要理念。如图为利用尿素工厂废气和磷肥工厂废渣(液)联合生产硫酸铵的工艺流程。

回答下列问题。
(1)副产品的化学式为　　　　。 
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为 　 。 
(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)2NH3+CO2+H2O+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4 (3)CO2循环利用,减少温室气体的排放(合理即可)
【解析】
(1)由CaCO3高温CaO+CO2↑可知,CaCO3 经过高温分解得到的副产品是CaO；
(2)分析图示可知,沉淀池中发生反应的化学方程式为2NH3+CO2+H2O+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4；
(3)反应中产生的CO2重复利用,体现了“绿色化学”的理念。
典型例题4：（2021福建）为解决能源与环境问题，有学者提出如图1所示的含碳物质转化的技术路线。

（1）“可燃冰”中甲烷完全燃烧的化学方程为 　 　。
（2）反应②属于 　 　（填基本类型）。
（3）反应④中，参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为 　 　。
（4）我国学者开发促进反应③的一种新型催化剂，催化过程微观示意图如图2。该过程的中间产物 　 　（填化学式）、氧和氢进一步作用生成甲醇（CH3OH）和水。
（5）该技术路线有利用于实现 　 　（填标号）。
A.碳循环利用
B.减少碳排放
C.减少白色污染
【答案】（1）CH4+2O2点燃CO2+2H2O （2）分解反应 （3）1：1 （4）CO （5）AB
【解析】
（1）“可燃冰”中甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程为：CH4+2O2点燃CO2+2H2O。
（2）反应②中一种物质反应生成三种物质，属于分解反应。
（3）反应④的化学方程式：CO2+4H2催化剂CH4+2H2O，参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为1：1。
（4）催化过程微观示意图如图2，该过程的中间产物CO、氧和氢进一步作用生成甲醇（CH3OH）和水。
（5）该技术路线有利用于实现循环利用、减少碳排放。
典型例题5：（2021桂林）早在战国时期，《周礼•考工记》就记载了我国劳动人民制取KOH以漂洗丝帛的工艺。大意是：先将干燥的木头烧成灰（含K2CO3），用其灰汁浸泡丝帛，再加入石灰即可。如图为模拟该法制取KOH的工艺流程。请回答有关问题。

（1）桂林有丰富的石灰石资源，石灰石的主要成分是　 　。
（2）实验室里进行操作②、操作③均用到的玻璃仪器是　 　。
（3）“反应池”中发生主要反应的化学方程式是　 　。
（4）“制浆”中发生反应的基本反应类型是　 　。
（5）流程中可循环使用的物质是　 　。
（6）“燃烧窑”中产生的热量可供煅烧和操作　 　（填“①”、“②”或“③”）利用。
【答案】（1）碳酸钙 （2）玻璃棒 （3）K2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2KOH （4）化合反应
（5）碳酸钙和水 （6）③
【解析】（1）桂林有丰富的石灰石资源，石灰石的主要成分是碳酸钙；
（2）实验室里进行操作②、操作③均用到的玻璃仪器是玻璃棒；
（3）“反应池”中发生主要反应：碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，反应的化学方程式是：K2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2KOH；
（4）“制浆”中氧化钙和水反应生成氢氧化钙，发生反应的基本反应类型是化合反应；
（5）流程中可循环使用的物质是碳酸钙和水；
（6）“燃烧窑”中产生的热量可供煅烧和操作③（蒸发）利用。
【巩固提升】
1.（2021连云港）回收含铜废料（主要成分为Cu）中的铜，部分实验流程如图：

注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。
下列关于该流程的说法，错误的是（　　）
A. “灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO
B. 滤液X中的溶质为FeSO4
C. “酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应
D. 将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤得Cu
【答案】C
【解析】
A、铜在加热条件下能生成氧化铜，“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO，正确；
B、氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，过量的铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，则滤液X中的溶质为FeSO4，正确；
C、“酸溶”的过程中氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，“还原”过程中铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，“酸溶”和“还原”过程中发生的反应分别为复分解反应、置换反应，错误；
D、将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，铜不与稀硫酸反应，充分反应后过滤得Cu，正确。
2.（2021嘉兴）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜方法，其主要生产流程如图所示。下列解释合理的是（ ）

A. ①通过蒸发溶剂可获得晶体 B. ②是通过复分解反应获得铜
C. ③所得硫酸铜溶液一定是饱和的 D. ④说明铁元素变成了铜元素
【答案】A
【解析】
A、通过蒸发溶剂可获得晶体，正确；
B、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，②生成了铜单质，不是复分解反应，错误；
C、③通过加水溶解，得到硫酸铜溶液，溶液不一定饱和，错误；
D、④铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁将硫酸铜中的铜置换了出来，不是铁元素变成了铜元素，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，错误。
3.（2021沈阳）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，对社会发展与科技进步做出了巨大贡献。合成氨工艺的主要流程如图：

（1）合成塔中的反应在高温、高压、催化剂条件下进行，其化学方程式是　　 。
（2）上述反应中，一定发生改变的是　 　（填字母序号）。
A．元素种类 B．分子种类 C．原子种类
（3）生产过程中可循环使用的物质是　 　。
（4）根据表中的数据回答问题。
物质
H2
N2
NH3
沸点/℃（1.01×105Pa）
﹣252
﹣195.8
﹣33.35
在1.01×105Pa时，要将工业合成氨的产物氨气（NH3）从它的反应物氮气和氢气的混合物中分离开来，最适宜的温度应该控制在　 　℃。
【答案】（1）N2+3H2 催化剂高温 高压 2NH3 （2）B （3）N2、H2 （4）﹣195.8℃≤T＜﹣33.35℃
【解析】
（1）进入合成塔中的原料是N2和H2，两者反应在高温、高压、催化剂条件下进行反应，生成NH3，化学方程式为）N2+3H2 催化剂高温 高压 2NH3；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类、原子种类不变，分子种类一定变；
（3）生成的NH3中混有N2和H2，两者作为循环气体再进入合成塔，可以回收利用；
（4）在1.01×105Pa时，氨气的沸点为﹣33.35，N2的沸点为﹣195.8，氢气沸点为﹣252，将NH3与N2、H2分离，最好将温度控制在﹣195.8℃～﹣33.35℃之间。
4.（2021北京东城二模）工业脱硫废水中溶有较多可溶性钙和镁的化合物,用石灰乳和烟道气对废水进行软化处理,主要流程如图所示。

(1)反应器1中,石灰乳[主要成分是Ca(OH)2]用于除去Mg2+,Ca(OH)2与MgCl2发生复分解反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)反应器2中,烟道气用于将Ca2+转化为CaCO3沉淀,烟道气中参与反应的气体是　 。 
(3)反应器中搅拌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
【答案】(1)Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2↓ (2)CO2 (3)使反应物充分接触,反应更充分
【解析】
（1）Ca(OH)2与MgCl2发生复分解反应，交换成分生成另外两种化合物，化学方程式为Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2↓；
（2）烟道气用于将Ca2+转化为CaCO3沉淀，根据质量守恒定律，烟道气中参与反应的气体是CO2；
（3）反应器中搅拌的作用是使反应物充分接触,反应更充分。
5.（2021杭州）某种粗盐水中有少量含SO42-、K+的杂质,小金用这种粗盐水经过下列实验流程制取纯净氯化钠晶体。

请回答:
(1)固体A是　　　　(填化学式)。 
(2)加碳酸钠溶液时发生反应的化学方程式为　　　　　 。 
(3)若将溶液C蒸发至出现大量固体时停止加热,利用余热将溶液蒸干得到晶体,所得晶体仍不是纯净的氯化钠,理由是 　　　 　　 。 
【答案】(1)BaSO4 (2)BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl (3)钾离子未除去
【解析】
(1)BaCl2中的钡离子能跟硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,所以固体A是BaSO4；
(2)由题可知,加入稍过量Na2CO3溶液的目的是除去溶液A中含有的氯化钡。氯化钡与碳酸钠发生反应的化学方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；
(3)若将溶液C蒸发至出现大量固体时停止加热,利用余热将溶液蒸干得到晶体,因为钾离子未除去,所以所得晶体仍不是纯净的氯化钠。
6. (2021重庆A)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镍，设计流程如下图所示(部分产物略去)。

查阅资料：
a．H2O2溶液可将Fe2＋转化为Fe3＋。
b．Fe3＋、Ni2＋转化为对应的氢氧化物沉淀时，溶液pH有如下关系：

(1)步骤Ⅰ的操作为________。
(2)滤渣①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②中有Ni2＋、无Fe3＋，则滤液②pH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)Fe＋H2SO4====FeSO4＋H2↑(或Fe＋NiSO4====FeSO4＋Ni) (4)C　(5)Fe>Ni>Ag
【解析】
（1）过滤是分离不溶性固体和液体的方法。废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)加入稀硫酸，金属Ag不反应，可以过滤分离出来；
（2）废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)加入稀硫酸，金属Ag不反应，可以过滤分离出来，滤渣①是Ag；
（3）步骤Ⅰ中加入稀硫酸，铁会与稀硫酸反应，化学方程式为Fe＋H2SO4====FeSO4＋H2↑，步骤Ⅳ在滤液②中加入铁粉，能置换出镍，化学方程式为Fe＋NiSO4====FeSO4＋Ni；
（4）滤液②中有Ni2＋、无Fe3＋，说明Fe3＋已经完全转化为沉淀，溶液的pH大于3.2，有Ni2＋说明溶液的pH小于7.2，则滤液②pH可能,6；
（5）金属铁、镍都能与稀硫酸反应，银不反应，银的活动性最弱，金属铁能置换出金属镍，说明铁的活动性强于镍，活动性顺序为Fe>Ni>Ag。
7.（2021枣庄）二氧化碲（TeO2）是性能优良的声光晶体材料。用某工业废渣（主要含有TeO2，还有少量Cu、Ag）为原料制备纯净的TeO2的一种工艺流程如图：
已知：TeO2微溶于水，能与NaOH发生反应。回答下列问题：
（1） 粉碎的目的是 。
（2） 类比CO2和NaOH反应，写出“碱浸”时发生反应的化学方程式： 。
（3） “碱浸”后过滤，此时滤渣成分为 。
（4） “沉碲”时，加入硫酸的作用为 。
【答案】（1）使氢氧化钠与废渣中TeO2 充分反应 （2）TeO2 + 2NaOH= Na2TeO3 + H2O （3）Cu、Ag
（4）加入硫酸的作用为与 Na2TeO3 反应生成微溶于水的TeO2 。
【解析】
（1）废渣粉碎增大与氢氧化钠溶液的接触面积，使氢氧化钠与废渣中TeO2 充分反应；
（2）CO2和NaOH反应为：CO2 + 2NaOH= Na2CO3 + H2O，碱能和非金属氧化物反应生成盐和水，TeO2与NaOH发生反应化学方程式应为：TeO2 + 2NaOH= Na2TeO3 + H2O ；
（3）氢氧化钠与废渣中TeO2 反应，与废渣中的银、铜不反应，通过过滤方法把不溶性银、铜的分离出来，故“碱浸”后过滤，此时滤渣成分为Cu、Ag；
（4）“沉碲”顾名思义就是把Te以某种沉淀物的形式析出，根据题意加酸的目的，就是把上一步生成的 Na2TeO3 与硫酸反应，再生成TeO2（微溶于水），然后在进行过滤，得到较纯的TeO2。
8.（2021广西岑溪二模）海水资源丰富，工业以海水为原料提取镁的过程如图（假设每一步均恰好完全反应）：

请回答下列问题：
（1）操作②的名称是______，反应③属于______反应（填基本反应类型）。
（2）操作①中所得滤渣的化学式为______。
（3）请写出反应①的化学方程式______。
【答案】（1）蒸发结晶 复分解 （2）Mg（OH）2 （3）CaCO3高温CaO+CO2↑

【解析】
（1）操作②是从氯化镁溶液到氯化镁晶体，采用蒸发结晶的方法，反应③是氯化镁和氢氧化钙交换成分，生成氢氧化镁和氯化钙，属于复分解反应；
（2）操作①是分离氢氧化镁固体和氯化钙溶液，过滤出的滤渣是Mg（OH）2；
（3）反应①是高温煅烧石灰石，化学方程式为CaCO3高温CaO+CO2↑。
9.（2021大庆）氯化亚铜CuCl是一种难溶于水和乙醇且在潮湿空气中易变质的物质，广泛应用于冶金、电镀、医药等行业、CuCl的制备流程如图：

（1）“操作Y”名称是 　 。
（2）CuCl中铜元素的化合价为 　 　。
（3）请配平“反应Ⅱ”的化学方程式： 　CuCl2+　 　Na2SO3+　 　H2O＝　 　CuCl↓+　 　NaCl+　 　H2SO4。
（4）在“滤液Ⅱ”中可以循环利用的物质（水除外）是 　 　。（填化学式）
（5）“醇洗”的目的是 　 　，防止后续过程中氯化亚铜变质。
【答案】（1）过滤 （2）+1 （3）2 1 1 2 2 1 （4）NaCl （5）隔绝水
【解析】
（1）过滤能够除去难溶于水的物质，“操作Y”名称是过滤；
（2）化合物中元素化合价代数和为零。CuCl中氯元素化合价是﹣1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，铜元素的化合价为+1；
（3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和个数都不变“反应Ⅱ”的化学方程式：2CuCl2+Na2SO3+H2O＝2CuCl↓+2NaCl+H2SO4；
（4）在“滤液Ⅱ”中可以循环利用的物质（水除外）是NaCl；
（5）“醇洗”的目的是隔绝水，防止后续过程中氯化亚铜变质。
10.（2021江西）江西赣州被誉为“世界钨都”，钨（W）是一种重要的战略资源。下图是一种生产钨的工业流程：

已知：白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4），还含有CaO、SiO2 等；碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
（1）操作1 中粉碎白钨矿的目的是 。
（2）操作2 所得滤液中一定含有的阳离子是 、 。
（3）流程中氨水（NH3·H2O）和H2WO4反应生成(NH4)2WO4的化学方程式为 。
（4）用氢气还原WO3可获得高纯度的钨，此处不宜用焦炭代替氢气的原因是 。
【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，使其充分反应 （2）Ca2+（或钙离子） H+（或氢离子） （3）2NH3· H2O + H2WO4======== (NH3)2 WO4 + 2H2O （4）不易获得高纯度的金属钨（或会引入碳杂质、会生成杂质碳化钨等）
【解析】
（1）粉碎白钨矿，可以增大反应物接触面积，加快反应速率，使其充分反应；
（2）钨酸钙、氧化钙能与稀盐酸反应，二氧化硅不反应，过滤后的滤液中一定含有钙离子和氢离子；
（3）NH3·H2O 和 H2WO4反应生成(NH3)2 WO4的化学方程式为 2NH3· H2O + H2WO4=== (NH3)2 WO4 + 2 H2O；（4）氢气是气体，还原不会带来杂质，用焦炭则不易获得高纯度的金属钨（或会引入碳杂质、会生成杂质碳化钨等）。
11.（2021广东金平一模）锂电池具有高储存能量密度，使用寿命长，成为用途最广泛的电池。碳酸锂是生产金属锂制品的基础材料，以下为锂辉石（含氧化锂、氧化镁、氧化钙等）为原料，用硫酸焙烧法制取碳酸锂的工艺流程（部分试剂与细节已略去）。
资料：锂原子结构示意图：

（1）在流程中粉碎锂辉石的目的是___________。
（2）锂辉石中在的锂元素（Li）以氧化物的形式存在，写出在“酸化焙烧”步骤中氧化锂和硫酸反应的化学方程式___________。
（3）锂辉石中含杂质氧化镁，“除镁除钙”步骤中“除镁”要加入烧碱溶液，写出该反应的化学方程式：___________。
（4）“沉锂”发生反应的化学方程式：___________。操作A中需要用到玻璃棒，其作用是___________。该操作后所得的母液为Li2CO3的___________（不饱和/饱和）溶液。
（5）下表为Li2CO3与Na2SO4的溶解度，在“析钠”步骤中，得到Na2SO4晶体的方法为：___________。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
Li2CO3溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
Na2SO4溶解度/g
5.0
19.4
48.8
45.3
43.7
42.5
【答案】 （1）增大反应物间的接触面积，使反应更充分 （2）Li2O+H2SO4△Li2SO4 + H2O （3）2NaOH+MgSO4 =Na2SO4+ Mg(OH)2↓ （4）Li2SO4 + Na2CO3 =Li2CO3↓+Na2SO4 引流，防止液体溅出 饱和 （5）降温结晶
【解析】
（1）粉碎锂辉石的目的是增大反应物间的接触面积，使反应更充分；
（2）氧化锂是金属氧化物和硫酸反应生成盐和水，化学方程式为Li2O+H2SO4△Li2SO4 + H2O；
（3）锂辉石中含杂质氧化镁在加入酸时会反应生成硫酸镁，加入烧碱溶液是会反应生成沉淀，化学方程式为2NaOH+MgSO4 =Na2SO4+ Mg(OH)2↓；
（4）沉锂是加入碳酸钠溶液，硫酸锂会与碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀，化学方程式为Li2SO4 + Na2CO3 =Li2CO3↓+Na2SO4，操作A是过滤，玻璃棒的作用是引流，Li2CO3能结晶析出，说明母液是碳酸锂的饱和溶液；
（5）Li2CO3与Na2SO4的溶解度受温度影响的变化趋势相反，降低温度时硫酸钠会结晶析出，碳酸锂溶解度变大。
12. （2021黄冈）煤燃烧时产生的粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2及少量Fe2O3等)也是一种可利用的资源。以粉煤灰为原料制取Al2O3的部分工艺流程如图所示。

资料
①SiO2既不溶于水也不溶于酸。
②煅烧时发生的反应为2AlCl3·6H2O高温Al2O3+6HCl+9H2O。
(1)操作Ⅰ是　　　　。 
(2)写出“酸浸”步骤中盐酸与Al2O3发生反应的化学方程式:　 。 
(3)“除铁”时发生的反应为FeCl3+3NH4HCO33NH4Cl+X↓+3CO2↑,X的化学式为 　　　　。 
(4)流程中可循环利用的物质为　　　　。 
(5)高温烧结的Al2O3,又称人造刚玉,可用于制机械轴承、耐高温坩埚、高强度陶瓷等。由此可推知Al2O3性质为　(任写一种)。 
【答案】(1)过滤　 (2)Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O (3)Fe(OH)3　(4)HCl　 (5)硬度大(合理即可)
【解析】
(1)经过操作Ⅰ实现了固液分离,则操作Ⅰ为过滤。
(2)盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水,化学方程式为Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,可知X的化学式为Fe(OH)3。
(4)AlCl3·6H2O煅烧后生成HCl,“酸浸”过程需要HCl,因此HCl可以循环使用。
(5)Al2O3可以用于制机械轴承、高强度陶瓷说明其硬度大,可用于制耐高温的坩埚,说明其耐高温。
13．（2021潍坊）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Na2B4O7·10H2O,杂质中含少量Fe3+)制备硼(B)单质的部分流程如图所示。

请回答下列问题。
(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:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(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,使反应充分进行 (2)过滤 (3)Fe(OH)3　 (4)2H3BO3△3H2O+B2O3 (5)3Mg+B2O3850℃3MgO+2B
【解析】
(1)粉碎硼砂,可以增大反应物之间的接触面积,使反应充分进行；
(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,加入氢氧化钠溶液后,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)H3BO3受热分解生成水和B2O3,化学方程式为2H3BO3△3H2O+B2O3；
(5)“制硼”反应为镁和B2O3在850 ℃条件下反应生成硼和氧化镁,化学方程式为3Mg+B2O3850℃3MgO+2B。
14.（2021乐山）纳米碳酸钡是一种重要的无机化工产品，某工厂用含SiO2杂质的BaCO3为原料制备纳米碳酸钡的工艺流程如图所示：

已知：SiO2难溶于水，且不与常见的酸发生反应，回答下列问题：
(1)操作A的名称为____________。SiO2性质稳定，但常温下易与氢氟酸反应，该反应的化学方程式为：SiO2+4HF= X+2H2O，则X的化学式为______________。
(2)流程中加入盐酸时发生反应的化学方程式_______________。
(3)写出副产品的用途____________。(写一条即可)
【答案】（1）过滤 SiF4 （2）BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O （3） 氮肥
【解析】
（1）固液分离操作是过滤，SiO2+4HF= X+2H2O，反应前Si、4H、4F、2O反应后4H、2O、X，根据质量守恒反应前后原子种类数目不变，X含有4H、Si为SiF4；
（2）流程中加入盐酸时，碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡二氧化碳和水，化学方程式为：BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O；
（3）氯化钡和碳酸铵生成碳酸钡沉淀和氯化铵，副产品是氯化铵可作氮肥。
15.（2021北京）高纯CO可用于半导体领域某些芯片的刻蚀，利用甲酸（HCOOH）制取高纯CO的主要流程如图：

（1）甲酸中碳元素和氧元素的质量比为 　 　。
（2）反应塔中甲酸分解的微现示意图如图，在方框中补全另一种产物的微粒图示 　　。

（3）反应塔中发生副反应产生微量CO2。洗涤器中加入NaOH溶液的目的是中和未反应的甲酸蒸气，并除去CO2，NaOH与CO2反应的化学方程式为 　 　。
【答案】（1）3：8 （2） （3）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
【解析】
（1）根据化合物中各元素质量比＝各原子的相对原子质量×原子个数之比，甲酸中碳元素和氧元素的质量比为12：（16×2）＝3：8；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，由甲酸分解的微现示意图，反应物中含有1个碳原子、2个氧原子、2个氢原子，生成物中含有1个碳原子、1个氧原子，所以还少1个氧原子和2个氢原子，所以另一种产物的微粒图示是一个水分子，其微观示意图为；
（3）二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式是CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。
16.（2021眉山）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。

(1)反应①从基本反应类型角度分析，该反应属于_______反应。
(2)反应②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）HSiCl3+H2900～1100℃Si+3HCl HCl
【解析】
（1）反应①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；
（2）反应②为HSiCl3和H2在900～1100℃的条件下生成HCl和Si，化学方程式为HSiCl3+H2900～1100℃Si+3HCl；既是反应物，又是生成物的物质可以循环利用，所以可以循环利用的物质是HCl。
17.（2021广东三水二模）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙又可与燃煤产生的CO2在一定条件下与NH3生成氮肥，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的，如图为某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4而与相邻的化肥厂联合设计的制备(NH4)2SO4的工艺流程。

请回答下列问题：
(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有___________。
A．温室效应 B．酸雨 C．粉尘污染 D．水体富营养化
(2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2可以被氧气快速氧化生成硫酸钙和实验室常用的一种酸。请写出化学方程式：___________。
(3)操作a和操作b分别是___________和___________(填操作名称)，其中操作a的玻璃棒的作用是___________。
(4)工业合成氨的原料氢气来源为碳与水蒸气在高温下的反应，请写出化学方程式___________。
(5)副产品Y的化学式为___________；该流程中可循环使用的物质是___________(写化学式)。
【答案】 （1）ABC （2）Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4 （3）过滤 蒸发结晶 引流 （4）C+H2O高温CO+H2 （5）CaO CO2
【解析】
（1）煤炭燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫以及粉尘。二氧化碳会造成温室效应，二氧化硫会形成酸雨，粉尘会造成粉尘污染；
（2）亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2可以被氧气快速氧化生成硫酸钙和实验室常用的一种酸.根据质量守恒定律推断，生成的酸只能是硫酸，化学方程式为Ca(HSO3)2+O2=CaSO4+H2SO4；
（3）操作a是分离不溶性固体和液体，为过滤，操作b是溶液变为晶体，操作为蒸发结晶；
（4）碳与水蒸气在高温下的反应，化学方程式为C+H2O高温CO+H2；
（5）操作a是分离出的不溶性固体为碳酸钙，碳酸钙高温煅烧得到的产物为氧化钙和二氧化碳，二氧化碳可以再回收利用，则氧化钙是副产品。
18.（2021泰安）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)溶液甲中的金属离子是　　　　　　　　(用离子符号表示)。 
(4)完成步骤④的化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2　　 　 =4Fe(OH)3。
【答案】(1)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu (2)Fe、Cu 　(3)Na+、Fe2+　 (4)H2O
【解析】
(1)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,所以需要将铜离子转化为铜单质,向工厂废液中加入过量的铁粉,铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,化学方程式是Fe+CuCl2=FeCl2+Cu；
(2)固体甲的成分为生成的铜和剩余的铁粉；
(3)溶液甲中含有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)根据质量守恒定律可知,缺少的部分为H2O。
19.（2021苏州）硫酸亚铁是一种重要的补铁剂。实验室以废铁屑（含少量Fe2O3）为原料制备硫酸亚铁晶体的流程如图所示：

已知：铁与硫酸铁反应的化学方程式为Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4。
（1）“碱洗”是为了洗去铁屑表面的油污。用热的碳酸钠溶液浸泡，过滤，再用蒸馏水洗涤2~3次。取最后一次洗涤液，测其pH，若pH＝　 　，说明洗涤液中无碳酸钠。
（2）“酸溶”是向“碱洗”过的铁屑中加入过量稀硫酸。
①写出铁与稀硫酸反应的化学方程式：　 　。
②所用硫酸溶液浓度不能太稀，原因是 　 　。
③废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理，原因是 　 　。
（3）“结晶”的相关操作依次为：蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的目的是 　 　，便于结晶。
（4）含量测定：准确称取制得的硫酸亚铁样品2.82g于锥形瓶中，加蒸馏水完全溶解，加入稀硫酸，滴加溶质质量分数为1.58%的高锰酸钾溶液，当恰好完全反应时，消耗高锰酸钾溶液的体积为20.00mL（该高锰酸钾溶液密度近似为1g•mL﹣1）。列式计算该样品中硫酸亚铁的含量（结果用百分数表示，保留一位小数）。
已知：高锰酸钾与硫酸亚铁反应的化学方程式为10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4═5Fe2（SO4）3+2MnSO4+K2SO4+8H2O（相对分子质量：FeSO4＝152，KMnO4＝158）
【答案】（1）7 （2）①Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ ②反应速率太慢，结晶步骤能耗过多 ③氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁 （3）形成热的饱和溶液 （4）53.9%
【解析】
（1）碳酸钠溶液呈碱性，取最后一次洗涤液，测其pH，若pH＝7，说明洗涤液中已无碳酸钠；
（2）①铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
②硫酸溶液的浓度影响化学反应的速率，为了加快反应速率，且结晶时蒸发的水过多会浪费能源，因此所用硫酸的浓度不能过低；
③从题目中所给的信息，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，因此当废铁屑中含有少量Fe2O3时，不需要进行除杂处理；
（3）“结晶”的相关操作依次为：蒸发浓缩、降温结晶；先蒸发使溶液由不饱和变成热的饱和溶液，然后再降温，更有利于硫酸亚铁结晶析出；
（4）该样品中硫酸亚铁的含量为x
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4═5Fe2（SO4）3+2MnSO4+K2SO4+8H2O
1520 316
x 20.00mL×1g/mL×1.58%
1520x=31620.00mL× 1g/mL ×1.58%
x＝1.52g
1.52g2.82g×100%=53.9%
答：样品中硫酸亚铁的含量为53.9%。
20.（2021玉林）医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，利用工业碳酸钙（含少量铁、铝、钠等元素的金属矿物杂质）生产医用二水合氯化钙（CaCl2•2H2O），工艺流程如图所示：

已知：FeCl3能与KSCN溶液反应，使溶液变成血红色。
（1）写出碳酸钙与盐酸反应的化学方程式 　 　。
（2）操作a的名称是 　 　，试剂甲是 　 　（填化学式）。
（3）检验Fe（OH）3沉淀完全的实验操作是 　 　。
（4）按此流程获得CaCl2•2H2O的产率偏高（忽略实验操作误差），可能的原因是 　 　。
【答案】（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ （2）过滤 Ca（OH）2 （3）取洗涤后的液体少许，滴加KSCN溶液，溶液中没有明显现象，证明铁离子已经沉淀完全 （4）样品中存在少量的氯化钠。
【解析】
（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以操作a的名称是过滤；铁离子、铝离子和氢氧根离子反应会生成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀，不能引入新的杂质，所以试剂甲是Ca（OH）2；
（3）FeCl3能与KSCN溶液反应，使溶液变成血红色，所以检验Fe（OH）3沉淀完全的实验操作是：取洗涤后的液体少许，滴加KSCN溶液，溶液中没有明显现象，证明铁离子已经沉淀完全；
（4）在反应流程中，工业碳酸钙中的钠元素没有除去，所以按此流程获得CaCl2•2H2O的产率偏高，可能的原因是：样品中存在少量的氯化钠。