1、专题四专题四 工艺流程图题工艺流程图题 第三板块第三板块 2021 内 容 索 引 01 02 题型概述解密题型概述解密 题点专项突破题点专项突破 题型概述解密题型概述解密 流程图题是安徽中考的必考点,近五年来,只有2020年在填空题第15题考查, 其余年份都是在填空题第13题考查,分值为67分,一般以物质的工业合成 和确定混合物组成的流程图为情景进行命题。主要考查的知识点有:化学 式和化学方程式的书写、化学基本反应类型的判断、过滤和蒸发等分离 物质的操作以及所需仪器和作用、物质变化的判断、物质的分类、常见 物质的用途等。 此类试题取材广泛,构思独特新颖,有效融入了工业生产和现代科技工业中 的
2、新知识,内容呈现出探究性、应用性与创新性的特点,较好地考查了学生 提取信息、读图、逻辑推理能力和综合运用所学知识解决实际问题的能 力,预计2021年安徽中考关于工业流程图题的考查仍会延续往年的命题风 格,以制备某种物质的工业流程图为情景考查学生所学化学知识。 解答此类试题时应注意以下几点: 认真、耐心阅读题目,把题目所给流程的目的搞清楚,知道流程中每个操 作(一般为过滤和蒸发)、加入试剂的作用和目的。 强化提取信息的能力、顺向和逆向思维相结合的能力,熟练掌握有关物 质的化学式和化学方程式的书写。 注意答题的完整性和准确性,叙述要条理清晰、科学合理、符合化学用 语标准等。 题点专项突破题点专项突
3、破 例题(2017 安徽中考,13,7分)五氧化二钒(V2O5)是一种工业催化剂,如图是 制取V2O5的工艺流程。 (1)写出反应的化学方程式: 。 (2)操作a的名称是 ,实验室进行该操作所需的玻璃仪器有烧杯、 玻璃棒和 。 (3)反应的反应类型是 ,物质X中一定含有的元素 是 。 (4)写出副产物KCl的一种用途: 。 解析(1)反应中,KVO3和NH4Cl反应生成NH4VO3和KCl,反应的化学方程 式为KVO3+NH4Cl=NH4VO3+KCl。(2)操作a的名称是过滤,实验室进行该 操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。(3)反应中,反应物是一种, 生成物是多种,属于分解反应;根据
4、质量守恒定律可知,物质X中一定含有氮 元素。(4)副产物KCl在农业上常用作钾肥。 答案(1)KVO3+NH4Cl=NH4VO3+KCl (2)过滤 漏斗 (3)分解反应 氮(或N) (4)作钾肥(合理即可) 方法总结工艺流程图题的解题方法: 1.对原料预处理的方法及作用 粉碎(或研磨):增大反应物之间的接触面积。 酸浸:与酸接触反应或溶解,不溶物通过过滤除去。 灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。 煅烧:使物质在高温下氧化、分解。 2.化学方程式的书写 根据箭头方向,箭头进入的投料即反应物,出去的是生成物;或根据题给反 应物和生成物信息,结合质量守恒定律,判断出反应物和生成物,注意反应 条
5、件。 3.产品的分离与提纯 从溶液中得到晶体:蒸发结晶(或降温结晶)-过滤洗涤; 下一步骤如有液体和固体,则上一步操作为过滤。 4.注意事项 从绿色化学方面作答(该做法有什么优点?)。如原料成本;原料来源是否 广泛、是否可再生;操作是否方便简单,是否环保(无污染)。 产品的利用,联系日常生活中的常见物质和用途作答。 题型一题型一 物质合成流程图物质合成流程图 对应练1(2016 安徽中考,13,7分)高纯氧化锌广泛应用于电子工业,某研究 小组设计如下流程制备高纯氧化锌。 (1)反应的化学方程式为 。 (2)反应的基本反应类型是 。 (3)反应后进行的分离操作名称是 ,若得到的NH4Cl溶液有浑
6、浊, 原因可能是 (写出一种即可)。 (4)反应属于分解反应,除得到氧化锌外还生成2种常见气体,其化学式 为 、 。 答案 (1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2 (2)复分解反应 (3)过滤 过滤时液面 高于滤纸边缘(或滤纸破损、仪器不干净等) (4)CO2 CO 解析 (1)反应是锌与稀盐酸反应,反应生成氯化锌和氢气,反应的化学方 程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2。(2)反应是氯化锌溶液与草酸铵溶液发生 反应,生成氯化铵和草酸锌沉淀,反应的化学方程式为 ZnCl2+(NH4)2C2O4=2NH4Cl+ZnC2O4,该反应发生在溶液中是两种化合物 相互交换成分生成另外两种化合物,属于复
7、分解反应。(3)反应后的操作 是将氯化铵溶液和草酸锌沉淀分离,即固液分离,所以该操作的名称是过滤; 过滤时若液面高于滤纸边缘、滤纸破损或仪器不干净都会造成过滤后滤 液仍然浑浊。(4)草酸锌沉淀灼烧发生分解反应,根据化学反应前后元素的 种类不变,除生成氧化锌外,生成的另外两种常见气体应为CO2和CO。 对应练2(2020 四川攀枝花中考)制造芯片的基材主要是高纯硅。如图是制 备高纯硅的一种工艺流程: 回答下列问题: (1)反应的化学方程式是 。 (2)过滤所得粗硅应充分洗涤,以除去表面可能吸附的HCl和 (填 化学式)。 (3)反应的基本类型属于 ;反应要在无氧气环境中进 行,原因是 (答出一种
8、即可)。 (4)上述生产流程中,可以循环利用的物质是 (填化学式)。 答案 (1)SiO2+2Mg Si+2MgO (2)MgCl2 (3)置换反应 防止硅被氧 化或防止发生爆炸 (4)HCl 解析 (1)反应中,高温条件下二氧化硅和镁反应生成硅和氧化镁,反应的 化学方程式是SiO2+2Mg Si+2MgO。(2)过滤所得粗硅应充分洗涤,以 除去表面可能吸附的HCl和氧化镁与稀盐酸反应生成的氯化镁。(3)反应 中,一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和一种化合物,是置换 反应;反应要在无氧气环境中进行,原因:高温条件下硅能被氧气氧化,氢 气和氧气混合达到爆炸极限时发生爆炸。(4)稀盐酸中溶
9、质是氯化氢,SiCl4 与氢气反应生成HCl,所以上述生产流程中,可以循环利用的物质是HCl。 对应练3(2020 四川雅安中考)高锰酸钾是一种重要的化工产品,在化学、 生产、生活等场景中都有重要的用途。某工厂生产高锰酸钾的流程如图 所示。 请回答下列问题: (1)写出高锰酸钾的一种用途: 。 (2)“混合加热”发生的主要是 (填“物理”或“化学”)变化。 (3)请将“氧化反应”发生反应的化学方程式补充完整(在横线上填化学 式)。 +2MnO2+4KOH 2K2MnO4+2 (4)“电解”反应中,反应前后化合价发生变化的元素有 (写元 素符号)。 (5)生产流程中可循环利用的物质是 (写化学式
10、)。 答案 (1)消毒或制取氧气 (2)物理 (3)O2 H2O (4)H、Mn (5)KOH 解析 (1)高锰酸钾可以用来制取氧气,高锰酸钾溶液可以用来消毒。(2)由 流程图可知,“混合加热”没有生成新物质,发生的主要是物理变化。(3)化 学反应前后原子种类、个数和质量都不变。(4)单质中元素化合价是0,化 合物中元素正、负化合价代数和为零。(5)可循环利用的物质是指反应物 中有,经过一系列反应又生成的物质。根据工艺流程可以判断可循环利用 的物质是KOH。 对应练4(2020 广东深圳中考)如图所示流程可用于制备硫酸铵。 .制硫酸: SSO2SO3硫酸 (1)反应的化学方程式为 。 (2)反
11、应为SO3+H2O=H2SO4,该反应属于 (填基本反应类型)反 应。 .合成氨: 原料气NH3 (3)“原料气”中N2的制备:N2约占空气体积的五分之 ,可通过分离液态 空气的方法得到。 (4)“原料气”中H2的制备:高温时,CH4和水蒸气在催化剂作用下反应得到H2 和CO2,该反应的化学方程式为 。 (5)NH3溶于水时形成氨水。室温下,氨水的pH (填“”或“ (6)浓硫酸 水 (7)A 解析 (1)硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫,书写化学方程式注意 配平,所以为S+O2 SO2;(2)反应是“多变一”的特点,符合化合反应特 点;(3)氮气约占空气体积的五分之四;(4)甲烷与水蒸气
12、在催化剂、高温条 件下反应生成二氧化碳和氢气,化学方程式为CH4+2H2O CO2+4H2; (5)氨水显碱性,碱性溶液的pH7;(6)浓硫酸稀释时,应将浓硫酸倒入水中, 并不断搅拌,避免液体飞溅,若将水倒入浓硫酸,酸较多,水较少,水受热容易 沸腾,造成液体飞溅,引起伤害;(7)硫酸铵为(NH4)2SO4,其中含有氮元素,因 此属于氮肥,故选A。 对应练5(2020 四川内江中考)如图是某化工企业利用“侯氏制碱法”生产纯 碱的部分工艺流程示意图: 查阅资料知:NH4Cl NH3+HCl;氨气极易溶于水,氨水呈碱性。 (1)检验食盐水是否饱和的方法是 。 (2)操作的名称是 。实验室进行此操作时
13、,玻璃棒的作用 是 。 (3)“侯氏制碱法”中,向饱和氨盐水中通入足量的CO2,使氨气、水、NaCl和 CO2反应生成NaHCO3等,该反应的化学方程式 为 ;先通氨气 形成饱和氨盐水,后加压通入二氧化碳,这样操作的目的 是 。 (4)处理含氯化铵混合溶液时,不直接加热蒸干得到氯化铵固体的原因 是 。 答案 (1)向该溶液中加入少量NaCl固体,充分搅拌,不再溶解,说明溶液已饱 和 (2)过滤 引流 (3)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl 有利 于二氧化碳的吸收,加速NaHCO3的生成 (4)NH4Cl加热易分解 解析 (1)检验食盐水是否饱和的方法是向该溶液中加入少
14、量NaCl固体,充 分搅拌,不再溶解,说明溶液已饱和;(2)操作是分离难溶性固体与液体的 方法,即过滤操作,实验室进行此操作时,玻璃棒的作用是引流;(3)向饱和氨 盐水中通入足量的CO2,使氨气、水、NaCl和CO2反应生成NaHCO3晶体和 氯化铵,化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;先通氨气 形成饱和氨盐水,然后在加压条件下通入二氧化碳,氨水显碱性,利于酸性 气体吸收,而加压也有利于提高气体的溶解度,所以这样操作的目的是利于 更多的二氧化碳参与反应;(4)因为NH4Cl加热易分解,所以处理含氯化铵混 合溶液时,不直接加热蒸干得到氯化铵固体。 题型二题型二
15、 金属资源的制取、回收和利用金属资源的制取、回收和利用 对应练6(2020 山东潍坊中考)工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3,含 Fe2O3杂质)为原料冶炼铝,工艺流程如图。请回答下列问题。 已知:氧化铝与酸、碱都能发生反应; 氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。 试剂X是 (填“氢氧化钠溶液”或“盐酸”),反应 后过滤所得的沉淀是 。 中反应的化学方程式是 。 列举产物NaHCO3的一种用途: 。 电解氧化铝的化学方程式是 。 答案 氢氧化钠溶液 氧化铁 NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3+NaHCO3 发酵粉 2Al2O3
16、 4Al+3O2 解析 加入盐酸,氧化铝和氧化铁都会与盐酸反应被溶解,而氢氧化钠可 与氧化铝反应,但不与氧化铁反应,所以加入试剂X为氢氧化钠溶液,剩余的 固体则是未反应的氧化铁。反应生成物有氢氧化铝和碳酸氢钠,反应 物已知的有偏铝酸钠和二氧化碳,但是生成物还有氢元素,所以反应物也应 有含有氢元素的反应物,此时只有水含有氢元素,所以是偏铝酸钠、水和二 氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的化学方程式为 NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3+NaHCO3。碳酸氢钠受热分解生成二氧 化碳,可以作为发酵粉使用。氧化铝在电解条件下反应生成铝和氧气,化 学方程式为2Al2O3 4Al+3O
17、2。 对应练7(2020 山东济宁中考)镁及其合金是一种用途广泛的金属材料,大 量的金属镁是从海水或卤水中提取的,其主要步骤见如图: (1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂可以选用 。 (2)加入试剂后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。 (3)试剂可以选用 。 (4)通电后,MgCl2分解生成Mg和Cl2的化学反应方程式为 。 答案 (1)氢氧化钠溶液(合理即可) (2)过滤 (3)稀盐酸 (4)MgCl2 Mg+Cl2 解析 (1)硫酸镁溶液与氢氧化钠溶液(或氢氧化钙溶液或氢氧化钾溶液)反 应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠(或硫酸钙或硫酸钾),因此为了使MgSO4转 化为Mg(OH
18、)2,试剂可以选用氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液或氢氧化钾 溶液(合理即可)。(2)加入试剂后,从溶液中分离得到Mg(OH)2沉淀的方 法是过滤。(3)氢氧化镁是一种难溶性碱,能与盐酸反应生成氯化镁和水, 所以试剂是稀盐酸。(4)在通电的条件下,氯化镁分解为镁和氯气,反应 的化学方程式为MgCl2 Mg+Cl2。 对应练8(2020 湖南怀化中考)某种手机电路板主要含有Fe、Cu、Ag(银)、 Ni(镍)等金属及非金属基材,如图是某工厂回收金属铜的工艺流程图。已 知:2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O。 (1)电路板不直接焚烧而采取热风处理的主要目的 是 。 (2)操作的名称是 。
19、 (3)写出滤液与铁粉反应的化学方程式: 。 (4)Fe、Cu、Ag、Ni在溶液中的金属活动性顺序由强到弱依次 为 。 (5)写出得到纯铜的一种方法: 。 答案 (1)防止金属和氧气反应生成金属氧化物 (2)过滤 (3)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (4)FeNiCuAg (5)在滤渣中加入一定量的 稀硫酸后,过滤 解析 金属板加入足量的稀硫酸中,较活泼的金属能与酸反应,通过过滤得 到滤渣和滤液,滤液中加入足量的铁得到了铁和镍,说明了镍能与稀硫 酸发生反应,滤渣中加入稀硫酸、氧气控制温度加热,铜能与稀硫酸、氧 气发生反应生成硫酸铜,过滤滤渣中含有银,滤液中含有硫酸铜和稀硫酸, 加入铁粉会
20、生成滤渣Cu、Fe,所以滤液中含有硫酸亚铁,所以(1)电路板 不直接焚烧而采取热风处理的主要目的是:防止金属和氧气反应生成金属 氧化物 (2)操作的名称是过滤;(3)滤液与铁粉的反应是铁和硫酸铜反应生成硫 酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;(4)滤液中加入足量的 铁得到了镍,说明铁比镍活泼,铜、银不会与稀硫酸反应,所以铜、银的金 属活动性排在氢的后面,铜、氧气、硫酸加热会生成硫酸铜和水,银不会与 氧气、硫酸反应,铜的金属活动性比银强,所以Fe、Cu、Ag、Ni在溶液中 的金属活动性顺序由强到弱依次为FeNiCuAg;(5)铜的金属活动性排在 氢的后面,所以得到纯铜的一
21、种方法是:在滤渣中加入一定量的稀硫酸后, 过滤。 对应练9(2020 江苏连云港中考)黄铜是由铜和锌组成的合金,可用于制造 钱币、机器零件等。利用黄铜制造各种物品的过程中,会产生大量的黄铜 渣,主要含有Zn、Cu、ZnO、CuO。一种利用黄铜渣获取金属铜和硫酸锌 溶液的实验流程如图: (1)下列关于黄铜的说法正确的是 。 a.黄铜不能被腐蚀 b.黄铜的硬度比铜大 c.黄铜的熔点比锌高 (2)“酸溶”过程中有气体生成,写出生成该气体的化学方程 式: 。 (3)“置换”过程中需要加入过量Zn的目的 是 。 (4)为进一步提高原料利用率,得到更多的铜和硫酸锌溶液,需要对流程中 的“滤渣”进行处理,向
22、滤渣中缓慢加入 (选填“稀硫酸”或“稀 盐酸”)并不断搅拌,观察到 时停止加入,过滤。 (5)上述流程中,能判断锌的金属活动性比铜强的事实是 (任写一条)。 答案 (1)b (2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 (3)把硫酸铜中的铜全部置换出 来 (4)稀硫酸 无气泡冒出 (5)“酸溶”过程中Zn能与稀硫酸反应,而Cu不能反应或“置换”过程中锌能置 换出硫酸铜溶液中的铜 解析 (1)a.黄铜能被腐蚀,例如黄铜中的铜能和空气中的水、氧气、二氧化 碳反应生成碱式碳酸铜,其中的锌能和氧气反应生成氧化锌,不正确;b.黄铜 的硬度比铜大,正确;c.黄铜的熔点比锌低,不正确。(2)“酸溶”过程中有气体
23、 生成,是因为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程 式:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。(3)“置换”过程中需要加入过量Zn的目的是 把硫酸铜中的铜全部置换出来。(4)滤渣中含有锌,向滤渣中缓慢加入稀硫 酸并不断搅拌,观察到无气泡冒出时(锌完全反应)停止加入,过滤。(5)上述 流程中,能判断锌的金属活动性比铜强的事实:“酸溶”过程中Zn能与稀硫酸 反应,而Cu不能反应,“置换”过程中锌能置换出硫酸铜溶液中的铜。 题型三题型三 混合物除杂流程图混合物除杂流程图 对应练10(2020 山东枣庄中考)“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身 碎骨浑不怕,要留清白在人间。”这是明代民族英雄
24、于谦的传世之作,蕴含 着丰富的化学知识。诗中描绘的烧制熟石灰及其应用过程如图所示: 巨大山石石灰石生石灰熟石灰碳酸钙 (1)上图中石灰石、生石灰、熟石灰三种物质共同含有的元素为 (填 符号); (2)上图中所涉及的物质中由离子构成的是 (只填一种物质的化学式); (3)虎门销烟时,林则徐把鸦片和生石灰共同投入水池销毁,简述其中的化 学原理 。 (4)写出上图所示过程中的化学方程 式: 。 (5)碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳,其中各物质的质量关系可用 下图表示,则生成二氧化碳的质量占 %。 答案 (1)Ca、O (2)CaCO3CaO或Ca(OH)2 (3)生石灰和水反应生成具有腐蚀性的
25、氢氧化钙并放出大量的热(合理即可) (4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O (5)44 对应练11(2020 吉林长春中考)粗盐中除了含有NaCl外,还含有少量Na2SO4、 CaCl2、MgCl2及泥沙等杂质。如图是常用的粗盐精制操作流程: 回答下列问题: (1)操作1相当于实验室中的 操作; (2)沉淀1的化学式为 ; (3)加入过量试剂1的目的是 ; (4)滤液4中含有的阴离子是 (填离子符 号)。 答案 (1)过滤 (2)Mg(OH)2 (3)除去溶液中的硫酸根离子 (4)Cl-、OH-、 CO3 2- 解析 镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液可以将镁离子沉 淀;
26、硫酸根离子用钡离子沉淀,可加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子 沉淀;至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都可以;钙离子用碳酸根离子 沉淀,除钙离子加入过量的碳酸钠溶液转化为沉淀,但是加入碳酸钠溶液要 放在加入氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡;完全反应 后,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子。 (1)操作1是将泥沙与滤液分离,是过滤操作。(2)生成沉淀1的反应是氯化镁 与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,沉淀1的化学式为 Mg(OH)2。(3)加入碳酸钠溶液要放在加入氯化钡溶液之后,试剂1是氯化 钡溶液,加入过量试剂1的目的是除去溶液中的硫酸根
27、离子。(4)滤液4是氯 化钠和氢氧化钠、碳酸钠的混合溶液,含有的阴离子是氯离子、氢氧根离 子、碳酸根离子,其离子符号分别为Cl-、OH-、 CO3 2- 对应练12(2020 广东广州中考)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图: (1)“酸浸”时MgCO3发生反应的化学方程式 为 。 (2)“调pH”前滤液的pH (填“”或“”)7。 (3)滤液中可回收的主要物质是 (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Si
28、O2杂质,简述提纯该BaCO3的实验操 作: 。 答案 (1)MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2 (2) (3)Na2SO4 (4)0.435 m (5)混合固体加入足量盐酸,过滤后滤液中 加入足量碳酸钠,过滤得到固体,经过洗涤干燥后得到较为纯净的碳酸钡 解析 (1)碳酸镁与硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳,化学方程式为 MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2。(2)滤液是加入硫酸溶解固体后 得到的溶液,所以溶液显酸性,pH7。(3)开始加入硫酸后,氧化铝、氧化铁、 碳酸镁等与硫酸反应生成硫酸铁、硫酸铝和硫酸镁,然后加入氢氧化钠调 节pH,硫酸铝和硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀和硫 酸钠,过滤后剩余溶质含有硫酸钠和硫酸镁,此时再加入氢氧化钠,硫酸镁 再与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和硫酸钠,因此硫酸钠是可以回收的主要 物质; (4)设氢氧化镁质量为 n,m 63% 24 84 100%=n 24 58 100%,n=0.435 m; (5)加入足量盐酸,碳酸钡可与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,而二 氧化硅不溶于盐酸,过滤后得到滤液则为氯化钡的溶液,此时加入足量碳酸 钠溶液,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,过滤后得到的固体 经过洗涤干燥,就可以得到较为纯净的碳酸钡。
