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2024中考一轮复习 鲁教版化学 热考专题 专题四 工艺流程题 课件
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这是一份2024中考一轮复习 鲁教版化学 热考专题 专题四 工艺流程题 课件，共23页。PPT课件主要包含了专题突破·明技法，流程图题解题模板，空气污染，FeSO4，强化训练·检成效，Au或Pt，蛋白质，复分解反应等内容，欢迎下载使用。
一、工艺流程题的线路示意图解读
1.关注“箭头”:箭头进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产物和副产物)。2.关注“三线”:出线和进线表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环利用(有些循环物质没有可逆线,但前后均出现物质的名称或化学式)。3.关注“核心化学反应”。
二、工艺流程的解题思路及方法1.审题:简读流程,了解流程方向,找出流程主线,必要时可在流程中圈出原料和产品,初步明确原料到产品的生产原理。2.结合流程思考原料是如何转变为产品,理顺流程。(1)原料预处理①粉碎或研磨的作用:增大反应物接触面积,加快反应速率或使反应更充分;②溶解的目的:使物质更易分离或反应更容易进行;③浸洗(酸洗或碱洗)的目的:去除杂质等;④灼烧或煅烧:使固体在高温下分解或使杂质在高温下分解;使反应充分进行或增大转化率、产率等。
(2)产品处理过程中常用的方法①过滤:不溶性固体与液体的分离,所需仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒等;②蒸发结晶:提纯溶解度随温度变化较小的溶质;③降温结晶:提纯溶解度随温度变化较大的溶质,过程一般为加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(3)对中间产品成分的分析和推断。分析流程中间产品成分,应明确几点:反应物是什么;发生了什么反应;图中有没有物质没有标明或是省略,特别是溶液中的水有没有参与反应;该反应对接下来的产品有什么影响或作用。推断流程中某一环节里的物质成分,可从上一环节操作中反应物可能发生的反应入手进行分析,同时注意所加某种反应物是否过量。(4)除杂问题:除杂试剂的选择、除杂原理、除杂试剂的过量与否及后续反应的处理等。
(5)对生产工艺的评价:是否环保、低能耗;原料利用率的高低;反应条件控制的难易程度;是否存在可循环利用的物质等。(6)有关化学式、化学方程式的书写应按照题目的要求规范书写,特别是陌生化学方程式的书写要充分考虑题目中所给或没明确给出的反应物(比如溶液中的水有没有参与反应)及条件,然后准确写出反应物、生成物并进行配平。
类型1 分离、提纯类【示范题1】(2023·深圳中考)某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备Au和Cu的流程如图所示:某同学查阅资料已知:①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。(1)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致______________。 (2)“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是________。
(3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是__________,加入过量稀硫酸的目的是______________________________。 (4)“系列过程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为____________________________,该反应属于__________(填写基本反应类型)反应。 (5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O的化学方程式为_________________________________。
将氧化铜完全转化为硫酸铜
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
ZnO+2NaOH===Na2ZnO2+H2O
类型2 产品制备类【示范题2】(2023·威海中考)芯片是用高纯硅制成的。如图是以石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程(石英砂主要成分是SiO2,含有少量的Fe2O3和Al2O3)。下列说法正确的是( )A.溶液a中的溶质是FeCl3和AlCl3B.①中发生还原反应的物质是碳C.②中反应需要在无氧环境下进行D.该流程中可以循环利用的物质是CO和HCl
类型3 回收转化类【示范题3】(2023·济宁中考)某一工厂的金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,为回收铜和金并得到氧化铁。工作人员设计了如图所示的工艺流程。请回答:(1)滤液A的溶质为___________(写化学式)。 (2)固体A与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式:_______________________________。 (3)操作1和操作2为同一操作,两操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和__________。 (4)往滤液B中加入的物质X是________。
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
1.(2023·苏州中考)工业上用NO生产HNO3过程中的物质转化关系如图所示,其中反应②的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。下列有关说法正确的是( )A.反应①中,参加反应的NO与O2的分子数之比为1∶2B.转化过程中,只有氮元素的化合价发生变化C.理论上,O2、H2O足量可以将NO、NO2全部转化为HNO3D.工业上,30 kg NO生产得到42 kg HNO3
2.(2023·淄博周村区二模)我国古代著作《天工开物》中介绍了锌的冶炼方法:将炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐,泥封后其底铺薪,发火煅红,制得锌后“冷定毁罐取出”。以下是模拟该过程的流程图。资料卡片碳酸锌高温分解的反应原理与碳酸钙相似锌的熔点419 ℃,沸点907 ℃
(1)流程中“粉碎”的作用是______________________________________。 (2)反应区内碳酸锌先高温分解,化学方程式为_________________________。 (3)该方法利用了煤炭饼中单质碳的__________性。 (4)气态锌在冷凝区转化成液态锌,理论上该区应控制温度t的范围是___________________。
增大反应物的接触面积,使反应更充分
ZnCO3 ZnO+CO2↑
419 ℃
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
[或2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑]
2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
4.(2023·眉山中考)钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如图。回答下列问题:(1)钛铁矿需要粉碎,其目的是____________________________________________; (2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中钛元素的化合价为________价;
增大反应物的接触面积,加快化学反应的速率
(3)TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属钛,该反应的化学方程式为____________________________; (4)金属矿物不能再生。下列能有效保护钛金属资源的措施是________。 A.回收利用废旧钛金属制品B.任意开采钛金属矿石C.钛金属抗腐蚀性能好,可随意堆放储存D.寻找、开发钛金属的代替品
2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti
5.(2023·苏州中考)用蛋壳(主要含CaCO3,还有少量MgCO3和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[(CH3COO)2Ca]。已知:①醋酸钙易溶于水,高于160 ℃时发生分解;②醋酸(CH3COOH)易挥发。(1)焙烧。将蛋壳在高温下焙烧后冷却,得到含金属氧化物的固体。①焙烧过程中,CaCO3发生反应的化学方程式为_________________________。 ②焙烧过程中,产生烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有____________(填有机物)。
CaCO3 CaO+CO2↑
(2)酸溶。在焙烧后的固体中先加入适量水打浆,冷却后,再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶液。不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是_______________________________________________________________________________________。 (3)除镁。在酸溶后的溶液中加入Ca(OH)2至碱性,将(CH3COO)2Mg转化为Mg(OH)2沉淀除去。该反应属于________________(填基本反应类型)。 (4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7,其目的有①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为(CH3COO)2Ca;②_____________________________。 (5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤得到醋酸钙晶体。蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是________________________________________。
焙烧后的固体为氧化钙,
若向氧化钙固体中加入醋酸,氧化钙与水反应放热,会加速醋酸的挥发
防止溶液吸收空气中的CO2
醋酸钙易溶于水,高于160 ℃时发生分解
(6)醋酸钙高温下分解所得氧化钙可作为气体吸收剂。将(CH3COO)2Ca质量分数为94.8%的样品50.0 g在高温下完全分解,计算分解得到CaO的质量(写出计算过程)。已知:①醋酸钙分解反应为(CH3COO)2Ca CaO+C3H6O↑+CO2↑;杂质不发生反应。②(CH3COO)2Ca的相对分子质量为158。
6.(2023·江西中考)烧碱-纯碱法净化卤水过程产生的盐泥中主要含有CaCO3及少量的Mg(OH)2和NaCl。如图是实验室模拟工业上以该盐泥为原料制备CaCl2的操作流程:(1)步骤①中操作a的名称是__________。 (2)步骤②中发生中和反应的化学方程式为__________________________________。
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
一、工艺流程题的线路示意图解读
1.关注“箭头”:箭头进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产物和副产物)。2.关注“三线”:出线和进线表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环利用(有些循环物质没有可逆线,但前后均出现物质的名称或化学式)。3.关注“核心化学反应”。
二、工艺流程的解题思路及方法1.审题:简读流程,了解流程方向,找出流程主线,必要时可在流程中圈出原料和产品,初步明确原料到产品的生产原理。2.结合流程思考原料是如何转变为产品,理顺流程。(1)原料预处理①粉碎或研磨的作用:增大反应物接触面积,加快反应速率或使反应更充分;②溶解的目的:使物质更易分离或反应更容易进行;③浸洗(酸洗或碱洗)的目的:去除杂质等;④灼烧或煅烧:使固体在高温下分解或使杂质在高温下分解;使反应充分进行或增大转化率、产率等。
(2)产品处理过程中常用的方法①过滤:不溶性固体与液体的分离,所需仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒等;②蒸发结晶:提纯溶解度随温度变化较小的溶质;③降温结晶:提纯溶解度随温度变化较大的溶质,过程一般为加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(3)对中间产品成分的分析和推断。分析流程中间产品成分,应明确几点:反应物是什么;发生了什么反应;图中有没有物质没有标明或是省略,特别是溶液中的水有没有参与反应;该反应对接下来的产品有什么影响或作用。推断流程中某一环节里的物质成分,可从上一环节操作中反应物可能发生的反应入手进行分析,同时注意所加某种反应物是否过量。(4)除杂问题:除杂试剂的选择、除杂原理、除杂试剂的过量与否及后续反应的处理等。
(5)对生产工艺的评价:是否环保、低能耗;原料利用率的高低;反应条件控制的难易程度;是否存在可循环利用的物质等。(6)有关化学式、化学方程式的书写应按照题目的要求规范书写,特别是陌生化学方程式的书写要充分考虑题目中所给或没明确给出的反应物(比如溶液中的水有没有参与反应)及条件,然后准确写出反应物、生成物并进行配平。
类型1 分离、提纯类【示范题1】(2023·深圳中考)某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备Au和Cu的流程如图所示:某同学查阅资料已知:①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。(1)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致______________。 (2)“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是________。
(3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是__________,加入过量稀硫酸的目的是______________________________。 (4)“系列过程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为____________________________,该反应属于__________(填写基本反应类型)反应。 (5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O的化学方程式为_________________________________。
将氧化铜完全转化为硫酸铜
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
ZnO+2NaOH===Na2ZnO2+H2O
类型2 产品制备类【示范题2】(2023·威海中考)芯片是用高纯硅制成的。如图是以石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程(石英砂主要成分是SiO2,含有少量的Fe2O3和Al2O3)。下列说法正确的是( )A.溶液a中的溶质是FeCl3和AlCl3B.①中发生还原反应的物质是碳C.②中反应需要在无氧环境下进行D.该流程中可以循环利用的物质是CO和HCl
类型3 回收转化类【示范题3】(2023·济宁中考)某一工厂的金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,为回收铜和金并得到氧化铁。工作人员设计了如图所示的工艺流程。请回答:(1)滤液A的溶质为___________(写化学式)。 (2)固体A与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式:_______________________________。 (3)操作1和操作2为同一操作,两操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和__________。 (4)往滤液B中加入的物质X是________。
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
1.(2023·苏州中考)工业上用NO生产HNO3过程中的物质转化关系如图所示,其中反应②的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。下列有关说法正确的是( )A.反应①中,参加反应的NO与O2的分子数之比为1∶2B.转化过程中,只有氮元素的化合价发生变化C.理论上,O2、H2O足量可以将NO、NO2全部转化为HNO3D.工业上,30 kg NO生产得到42 kg HNO3
2.(2023·淄博周村区二模)我国古代著作《天工开物》中介绍了锌的冶炼方法:将炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐,泥封后其底铺薪,发火煅红,制得锌后“冷定毁罐取出”。以下是模拟该过程的流程图。资料卡片碳酸锌高温分解的反应原理与碳酸钙相似锌的熔点419 ℃,沸点907 ℃
(1)流程中“粉碎”的作用是______________________________________。 (2)反应区内碳酸锌先高温分解,化学方程式为_________________________。 (3)该方法利用了煤炭饼中单质碳的__________性。 (4)气态锌在冷凝区转化成液态锌,理论上该区应控制温度t的范围是___________________。
增大反应物的接触面积,使反应更充分
ZnCO3 ZnO+CO2↑
419 ℃
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
[或2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑]
2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O
4.(2023·眉山中考)钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如图。回答下列问题:(1)钛铁矿需要粉碎,其目的是____________________________________________; (2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中钛元素的化合价为________价;
增大反应物的接触面积,加快化学反应的速率
(3)TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属钛,该反应的化学方程式为____________________________; (4)金属矿物不能再生。下列能有效保护钛金属资源的措施是________。 A.回收利用废旧钛金属制品B.任意开采钛金属矿石C.钛金属抗腐蚀性能好,可随意堆放储存D.寻找、开发钛金属的代替品
2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti
5.(2023·苏州中考)用蛋壳(主要含CaCO3,还有少量MgCO3和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[(CH3COO)2Ca]。已知:①醋酸钙易溶于水,高于160 ℃时发生分解;②醋酸(CH3COOH)易挥发。(1)焙烧。将蛋壳在高温下焙烧后冷却,得到含金属氧化物的固体。①焙烧过程中,CaCO3发生反应的化学方程式为_________________________。 ②焙烧过程中,产生烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有____________(填有机物)。
CaCO3 CaO+CO2↑
(2)酸溶。在焙烧后的固体中先加入适量水打浆,冷却后,再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶液。不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是_______________________________________________________________________________________。 (3)除镁。在酸溶后的溶液中加入Ca(OH)2至碱性,将(CH3COO)2Mg转化为Mg(OH)2沉淀除去。该反应属于________________(填基本反应类型)。 (4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7,其目的有①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为(CH3COO)2Ca;②_____________________________。 (5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤得到醋酸钙晶体。蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是________________________________________。
焙烧后的固体为氧化钙,
若向氧化钙固体中加入醋酸,氧化钙与水反应放热,会加速醋酸的挥发
防止溶液吸收空气中的CO2
醋酸钙易溶于水,高于160 ℃时发生分解
(6)醋酸钙高温下分解所得氧化钙可作为气体吸收剂。将(CH3COO)2Ca质量分数为94.8%的样品50.0 g在高温下完全分解,计算分解得到CaO的质量(写出计算过程)。已知:①醋酸钙分解反应为(CH3COO)2Ca CaO+C3H6O↑+CO2↑;杂质不发生反应。②(CH3COO)2Ca的相对分子质量为158。
6.(2023·江西中考)烧碱-纯碱法净化卤水过程产生的盐泥中主要含有CaCO3及少量的Mg(OH)2和NaCl。如图是实验室模拟工业上以该盐泥为原料制备CaCl2的操作流程:(1)步骤①中操作a的名称是__________。 (2)步骤②中发生中和反应的化学方程式为__________________________________。
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
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