例談中考化學“工藝流程題”熱點題型

尹莉娟

(江蘇省宿遷市泗洪縣育才實驗學校,江蘇 宿遷 223999)

工藝流程試題是近年來中考化學試題的特色之一.此類試題就是將化工生產過程中的主要生產階段即生產流程用框圖形式表示出來,并根據生產流程中有關的化學知識步步設問,形成與化工生產緊密聯系的化工工藝試題[1].

1 分離、提純和除雜流程

例1 (2023·廣東廣州)制鹽在我國有著悠久的歷史.某鹽湖水樣品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,某小組從中獲取NaCl和Na2SO4的主要過程如圖1所示.

圖1 某鹽湖水樣品

(1)“除雜1”應依次加入的兩種試劑是____、____,“除雜2”應加入的試劑是____.[除雜限選試劑:HCl、HNO3、Na2CO3、Ca(OH)2]

(2)將“溶液A”在80 ℃蒸發濃縮,至有少量固體析出.①該小組分析溶解度曲線(如圖2所示),推測析出的少量固體是NaCl,但檢驗后卻發現是Na2SO4.請做出合理解釋:____.

圖2 溶解度曲線

②該小組停止蒸發濃縮,經____、過濾得到大量Na2SO4固體及母液;將母液中的NaCl分離出來,操作是____.

(3)設計由硫黃(單質硫)生產Na2SO4的轉化路徑,依次寫出反應的化學方程式:____.(提示:常見+4價硫的化合物可與O2化合生成+6價硫的化合物)

解析(1)樣品中含有的雜質是硫酸鎂和硫酸鈣,可將硫酸鎂或硫酸鈣轉化為氯化鈉和硫酸鈉.從雜質含有硫酸根離子可知,轉化為硫酸鈉較為容易,只需除去鎂離子和鈣離子,引入鈉離子即可.根據給出藥品,可以先加入過量氫氧化鈣,氫氧化鈣和硫酸鎂反應生成硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀,之后加入碳酸鈉,碳酸鈉和硫酸鈣反應生成碳酸鈣沉淀和硫酸鈉,氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉.過濾濾液中有氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉.雜質碳酸鈉、氫氧化鈉可以加入鹽酸轉化為氯化鈉,鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,氫氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水.

(2)①80 ℃硫酸鈉的溶解度大于氯化鈉的溶解度,如氯化鈉和硫酸鈉的質量相等則氯化鈉先析出,但硫酸鈉先析出,則說明溶液中硫酸鈉的含量比氯化鈉高,硫酸鈉先達到飽和析出.②硫酸鈉的溶解度隨溫度變化較大,40 ℃后隨溫度的降低溶解度降低較多,氯化鈉的溶解度隨溫度的變化改變較小.所以開始經降溫結晶,過濾得到大量硫酸鈉固體與母液.然后可以通過蒸發結晶的方法從母液中將氯化鈉分離出來,操作時加熱蒸發溶劑至有較多晶體析出(溫度較高時硫酸鈉的溶解度又升高,不會因為低溫時飽和蒸發水而析出),趁熱過濾,洗滌,干燥.

答案:略

2 混合物成分確定流程

例2(2023·天津)某氯化鈉固體樣品中可能含有硫酸鈉、硝酸鋇、氯化鎂、硫酸銅和碳酸鈣中的一種或幾種.為確定其成分,取40 g固體樣品,按如圖3所示流程進行實驗.

回答下列問題:

(1)白色沉淀A的化學式為____;

(2)寫出生成白色沉淀B的化學方程式____;

(3)固體樣品中除氯化鈉外,還一定存在____;

(4)已知實驗中得到2 g白色沉淀A,2.33 g白色沉淀B,5.8 g白色沉淀C,則固體樣品中氯化鈉的質量分數為____.

圖3 某氯化鈉固體樣品

142 233

1.42 g 2.33 g

95 58

9.5 g 5.8 g

答案:略

3 廢氣處理及空氣的利用

例3(2023·湖北宜昌)2023年5月30日,我國“神舟十六號”載人航天飛船成功發射.為保證宇航員正常的生命活動,空間站內的空氣需與我們周圍的空氣組成相近,主要采用如圖4所示循環系統.

圖4 循環系統

(1)空間站內空氣中含量最多且不會被宇航員消耗的氣體是____(填化學式,下同),補充氧氣的化學反應有____(填序號).空間站用活性炭凈化空氣,是利用它的____性.

(2)反應④的化學方程式是____;此系統中循環利用的物質有____.

答案:略

4 工業生產流程

例4(2023·山西,節選)制作豆腐過程中用到了鹽鹵.鹽鹵是我國數千年來豆腐制作的傳統凝固劑,有較好的溶解性和凝固性,主要成分為氯化鈉(含量約2%～6%)和氯化鉀(含量約2%～4%)等.豆腐的制作流程如圖5所示,請結合圖文信息分析思考,解決問題:

圖5 豆腐的制作流程

(1)研磨機將豆子研碎、研細的目的是____.

(2)煮漿器內在煮沸過程中,可將有毒豆漿轉化為無毒豆漿,發生的主要變化是____.

(3)為加快凝固速度,當把鹽鹵慢慢加入混合器時,需進行的操作是____.

(4)向鹽鹵中滴加AgNO3溶液,發生反應的化學方程式為____(寫1個).

答案:略