初三化学工艺流程题解法.doc

工 艺 流 程
在扬州近几年的中考中，工艺流程图的问题是考查酸碱盐知识的重点题型，其考查的内容主要有1.化学反应原理2.元素化合物知识3.实验操作及名称4. 物质除杂、分离5.利用溶解度分离物质6.流程中的物质转化和循环。
工艺流程这类题目的特点有1.情境真实2.框图信息新颖3.问题设计广泛4.综合性强5.思维容量大。
考点一：原料预处理
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词：
粉碎：如果仅是溶解，其目的就是加快溶解，如果发生反应，其目的就是增大接触面，加快反应。
溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸：与水接触反应或溶解。
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
碱浸：除去金属表面的油污。
灼烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。
考点二：产品分离与提纯
(2)分离提纯的常见考点： ①试剂除杂考点 ②加热：加快反应速率
③降温或控制温度，防止某物质在高温时会分解如NaHCO3、H2O2、NH4HCO3、KMnO4 物质。
④调pH除杂，控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀
例1：要除去Mg 2＋溶液中含有的Fe3＋ 、Zn 2＋调溶液的pH到_________________
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Zn(OH) 2
6.8
8.0
Mg(OH)2
10.4
12.4
考点三：产品获得常用方法有哪些？
①蒸发浓缩、冷却结晶
②蒸发结晶、趁热过滤
对获得的产品要进行洗涤的目的？
①对回收滤渣而言是去除表面可溶性杂质，②对回收滤液而言是提高原料的利用率或者是考虑对环境有无污染。
产品洗涤的方法又有哪些呢？
①易溶与水的固体可以怎么洗？冰水、乙醇、饱和溶液洗涤；减少因溶解造成的损失或提高回收率。
②难溶于水的固体又怎么洗？用蒸馏水洗涤。
用有机溶剂洗涤，它的优点有哪些？
减少目标物的溶解损耗（一般用75%的乙醇）或由于有机溶剂易挥发，能使晶体快速干燥。
考点四物质的循环利用
如何找流程中可以循环利用的物质？总结出以下3点经验，供同学们参考：
⑴养成在流程上写出每一步物质的习惯；
⑵在流程中加入的物质，在后续步骤中会产生可以循环利用（滤液、滤渣）；
⑶析出晶体过滤后的母液中。
直通中考练习
例题2（2011•扬州）氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域，用毒重石（主要成分为BaCO3）制备氯化钡晶体工艺流程如下：

（1）毒重石要进行粉碎的目的是________________________________________，气体X的化学式为　 　，若所得滤液1仍浑浊，则应采取的操作是　 　；
（2）操作Y的名称是　 　滤液2中可循环利用的物质除水外还有　 　．洗涤氯化钡制品最适宜的洗涤剂是　 　（填字母）
A.30℃水 B.30℃饱和氯化钠溶液 C.30℃饱和氯化钡溶液 D.酒精
（3）滤渣水洗的目的是 和 。
练习1.过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）广泛用于洗涤、纺织、医疗、造纸等。某兴趣小组展开了深入的学习：
1、过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质，不稳定，受热、遇水易分解；
2、过碳酸钠分解的化学方程式为2(2Na2CO3·3H2O2) == 4Na2CO3 + 6H2O + 3O2↑
3、H2O2分解放出热量，Na2CO3受热不分解；
【资料卡片】：

Ⅰ、制备研究：下图是制备过碳酸钠的工艺流程。

请回答问题：
（1）反应器中发生反应的化学方程式为 ；
（2）生产中，反应及干燥均需在较低温度下进行，原因是 ；
（3）生产过程中，需加入较多的NaCl，以便过碳酸钠晶体析出，这是因为 。
（4）操作A的名称是 ，若在实验室完成此操作，需要的玻璃仪器是烧杯、 和 ；
（5）洗涤过碳酸钠晶体最好选用 。
A．蒸馏水 B．无水酒精 C．饱和碳酸钠溶液 D．饱和NaCl溶液
（6）母液可以循环使用，其中主要含有的溶质是 和 ；
Ⅱ、纯度测定：测定过碳酸钠样品（杂质不溶于水）中2Na2CO3•3H2O2的质量分数．小组同学设计了如图2所示实验装置（部分仪器略去），并进行实验．
【实验步骤】
①连接仪器，检查装置的气密性；
②将过碳酸钠样品（2.20g）和少许黑色粉末均匀混合后置于装置A中，在量筒中加满水；
③连接仪器，打开分液漏斗活塞，缓缓滴入水；
④待装置A中不再产生气泡时，停止加水，并关闭活塞；
⑤待量筒中水面不再变化时，记录其中水面刻度；
⑥根据数据进行计算．
【实验分析及数据处理】
（4）实验中，_______，则开始收集气体．
A．刚开始出现气泡时 B．当气泡均匀连续出现时 C．若用带火星木条放在导管口部，复燃时
（5）若量筒中收集到气体的体积是224mL（换算后质量约为0.32g），计算过碳酸钠样品中2Na2CO3•3H2O2的质量分数为多少？[已知：Mr（2Na2CO3•3H2O2）=314，保留到0.1%】
【反思】
（6）量筒中长导管的作用是____________________________________________________________________．
练习2：硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料．工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3 、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：
[相关资料]不溶性碱受热分解后生成对应的氧化物。
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是

增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的化学方程式： 42Fe（OH）2+ Ca（ClO）2+2H2OH2O═ 24 +Ca 1Cl2 ，这个反应中有 种元素的化合价发生了变化。
（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，化学式是FeO(OH)，组成元素Fe、O、 H的质量比是 ；
FeO（OH）
（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上pH可选用的最大区间为 ；8.0≤pH＜10.4

Mg（OH）2
Zn（OH）2
MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
10.4
6.4
-
-
沉淀完全的pH
12.4
8.0
-
-
开始溶解的pH
-
10.5
-
-
（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是 bd （选填序号）．
a．大理石粉     b．石灰乳    c．纯碱溶液   d．烧碱溶液
（6）“滤液4”之后的操作依次为 ：蒸发浓缩蒸发浓缩、冷却结晶 、过滤，洗涤，干燥．
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于 。
24．（10分）某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及金属铜、锌、硫．综合实践活动小组的同学设计了从管道烟泥中回收金属铜并利用废气中的二氧化硫制备硫酸的实验方案，实验过程如图所示：
分离
SO2

请回答：（1）步骤①中，过滤操作使用了玻璃棒，其作用是 ；如何确定硫酸已经过量 。
（2）步骤④中，所加入的金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X，金属X具有广泛用途，X是 ，有关反应的化学方程式 。
（3）除去不纯铜中的杂质金属X，可选用的试剂或用品有 （填标号）。
a．磁铁    b．稀盐酸   c．蒸馏水    d．氯化铜溶液．
（4）将分离出的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制取H2，其流程如下：
SO2
I2
20~100℃
H2O
H2SO4
HI
H2SO4
HI
500℃
H2
反应器
分离器
膜反应器

试写出反应器、膜反应器中的化学反应方程式 、 。
（5）要想把上题中的SO2变废为宝，可把二氧化硫尾气、石灰石、空气、碳酸氢铵、氨气和
氯化钾等为原料可以合成有重要应用价值的硫酸钾等物质。合成流程如下图所示：

①写出反应II的总反应的化学方程式： 。
②上述流程中可循环使用的物质是 。
③反应II的温度需控制在60～70℃，其理由是 。
④上述流程中的副产物可做 （写出在农业生产中的一种用途）。
25．（22分）活性氧化锌(ZnO) 是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，近几年有关该物质的制备成为化工行业研究的热点。某校化学兴趣小组的同学参观了某厂用粗ZnO制备活性ZnO的生产流程，做如下探究。
I制备活性氧化锌
一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如下：
粗
ZnO
溶解
反应1
操作
A
H
2
SO
4
H
2
O
2
、
氨水
反应
2
Zn
Fe
(
OH
)
3
活性
ZnO
B溶液
NH
4
HCO
3
Cu
操作
A
反应3
操作
A
焙烧

查阅资料：1、粗ZnO中常含杂质FeO、CuO
2、反应3是为了制得碱式碳酸锌、碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO
3、已知：几种物质沉淀时的pH如下表：
物质
Fe（OH）2
Fe（OH）3
Zn（OH）2
Cu（OH）2
开始沉淀时pH
6.34
1.48
6.2
5.2
完全沉淀时pH
9.7
3.2
8.0
6.4
Fe（OH）2是一种絮状沉淀，不易除去，处理时常将其转化为Fe（OH）3而除去。
请问答下列问题：
（1）溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是___________ __________ _ 。
（2）写出在粗ZnO样品中加硫酸发生反应的化学方程式 （选写一个）。
（3）反应1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，并完全沉淀Fe(OH)3 ，为了暂不形成Cu（OH）2 、Zn （OH）2 ，该步骤需控制溶液pH的范围是 。
（4）操作A的名称是 ，该过程中使用的玻璃仪器有烧杯、 、 。
（5）反应2中加入锌发生的反应属于 反应（填化学反应的基本类型）。
（6）B溶液的溶质是(NH4)2SO4 ，检验其中是否含NH4+ 的方法为 。
II测定碱式碳酸锌的化学式
该兴趣小组的同学欲写出上述流程中碱式碳酸锌焙烧生成氧化锌的化学方程式，但不知道碱式碳酸锌的化学式(xZnCO3•yZn（OH）2•zH2O),于是从该厂带回部分焙烧前的碱式碳酸锌样品在老师的指导下完成下列实验。
用下列装置测定碱式碳酸锌的化学组成，计算xZnCO3•yZn（OH）2•zH2O中x：y：z的最简比。（假设每步反应、吸收均完全）

[实验步骤]
①按图连接好装置，并检查装置的 检查装置的气密性； ②在热分解装置中装入68.2g样品，打开活塞 ，关闭 ，缓缓鼓入空气数分钟； ③称量装置C、D的质量；④关闭活塞K1，K2，打开K3，打启动热分解装置，使样品充分热解；⑤停止加热，继续通空气至装置冷却到室温； ⑥再次分别称量装置C、D的质量．
[进行实验]该小组同学按上述实验步骤进行实验，并记录了如下数据：

装置C的质量（/g）
装置D的质量（/g）
实验前
198.4
235.7
实验后
209.2
244.5
[实验分析及数据处理]：
（1）A处干燥管盛放的药品是碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物），其作用是 。
（2）第⑤步继续通空气的目的是_____________________________________。
（3）老师在审阅方案后指出应该在E处再增加一套装置，你认为所加仪器名称是 ，仪器中药品是 ，其作用是 ，若没有此装置，测得二氧化碳的质量
（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（4）根据上述数据，计算xZnCO3•yZn（OH）2•zH2O中x：y：z的最简比=
并写出计算过程。（4分）
提示：1.xZnCO3•yZn(OH)2•zH2O受热分解为ZnO、H2O、CO2 三种产物，其中ZnCO3 ZnO+CO2↑
Zn（OH）2 ZnO+H2O
2.可能用到的相对分子量：ZnCO3 125 Zn(OH)2 99 ZnO 81 H2O 18 CO2 44
该碱式碳酸锌受热分解的化学方程式为 。
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