例谈中考化学“工艺流程题”热点题型

尹莉娟

(江苏省宿迁市泗洪县育才实验学校,江苏 宿迁 223999)

工艺流程试题是近年来中考化学试题的特色之一.此类试题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题[1].

1 分离、提纯和除杂流程

例1 (2023·广东广州)制盐在我国有着悠久的历史.某盐湖水样品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,某小组从中获取NaCl和Na2SO4的主要过程如图1所示.

图1 某盐湖水样品

(1)“除杂1”应依次加入的两种试剂是____、____,“除杂2”应加入的试剂是____.[除杂限选试剂:HCl、HNO3、Na2CO3、Ca(OH)2]

(2)将“溶液A”在80 ℃蒸发浓缩,至有少量固体析出.①该小组分析溶解度曲线(如图2所示),推测析出的少量固体是NaCl,但检验后却发现是Na2SO4.请做出合理解释:____.

图2 溶解度曲线

②该小组停止蒸发浓缩,经____、过滤得到大量Na2SO4固体及母液;将母液中的NaCl分离出来,操作是____.

(3)设计由硫黄(单质硫)生产Na2SO4的转化路径,依次写出反应的化学方程式:____.(提示:常见+4价硫的化合物可与O2化合生成+6价硫的化合物)

解析(1)样品中含有的杂质是硫酸镁和硫酸钙,可将硫酸镁或硫酸钙转化为氯化钠和硫酸钠.从杂质含有硫酸根离子可知,转化为硫酸钠较为容易,只需除去镁离子和钙离子,引入钠离子即可.根据给出药品,可以先加入过量氢氧化钙,氢氧化钙和硫酸镁反应生成硫酸钙和氢氧化镁沉淀,之后加入碳酸钠,碳酸钠和硫酸钙反应生成碳酸钙沉淀和硫酸钠,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠.过滤滤液中有氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠.杂质碳酸钠、氢氧化钠可以加入盐酸转化为氯化钠,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水.

(2)①80 ℃硫酸钠的溶解度大于氯化钠的溶解度,如氯化钠和硫酸钠的质量相等则氯化钠先析出,但硫酸钠先析出,则说明溶液中硫酸钠的含量比氯化钠高,硫酸钠先达到饱和析出.②硫酸钠的溶解度随温度变化较大,40 ℃后随温度的降低溶解度降低较多,氯化钠的溶解度随温度的变化改变较小.所以开始经降温结晶,过滤得到大量硫酸钠固体与母液.然后可以通过蒸发结晶的方法从母液中将氯化钠分离出来,操作时加热蒸发溶剂至有较多晶体析出(温度较高时硫酸钠的溶解度又升高,不会因为低温时饱和蒸发水而析出),趁热过滤,洗涤,干燥.

答案:略

2 混合物成分确定流程

例2(2023·天津)某氯化钠固体样品中可能含有硫酸钠、硝酸钡、氯化镁、硫酸铜和碳酸钙中的一种或几种.为确定其成分,取40 g固体样品,按如图3所示流程进行实验.

回答下列问题:

(1)白色沉淀A的化学式为____;

(2)写出生成白色沉淀B的化学方程式____;

(3)固体样品中除氯化钠外,还一定存在____;

(4)已知实验中得到2 g白色沉淀A,2.33 g白色沉淀B,5.8 g白色沉淀C,则固体样品中氯化钠的质量分数为____.

图3 某氯化钠固体样品

142 233

1.42 g 2.33 g

95 58

9.5 g 5.8 g

答案:略

3 废气处理及空气的利用

例3(2023·湖北宜昌)2023年5月30日,我国“神舟十六号”载人航天飞船成功发射.为保证宇航员正常的生命活动,空间站内的空气需与我们周围的空气组成相近,主要采用如图4所示循环系统.

图4 循环系统

(1)空间站内空气中含量最多且不会被宇航员消耗的气体是____(填化学式,下同),补充氧气的化学反应有____(填序号).空间站用活性炭净化空气,是利用它的____性.

(2)反应④的化学方程式是____;此系统中循环利用的物质有____.

答案:略

4 工业生产流程

例4(2023·山西,节选)制作豆腐过程中用到了盐卤.盐卤是我国数千年来豆腐制作的传统凝固剂,有较好的溶解性和凝固性,主要成分为氯化钠(含量约2%～6%)和氯化钾(含量约2%～4%)等.豆腐的制作流程如图5所示,请结合图文信息分析思考,解决问题:

图5 豆腐的制作流程

(1)研磨机将豆子研碎、研细的目的是____.

(2)煮浆器内在煮沸过程中,可将有毒豆浆转化为无毒豆浆,发生的主要变化是____.

(3)为加快凝固速度,当把盐卤慢慢加入混合器时,需进行的操作是____.

(4)向盐卤中滴加AgNO3溶液,发生反应的化学方程式为____(写1个).

答案:略