专题18 工艺流程图题-【好题汇编】2024年中考化学二模试题分类汇编(全国通用)
2024-06-07
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内容正文:
专题18 工艺流程图题
1.(2024·江苏泰州·二模)工业上常利用克劳斯法处理含的废气并获得硫,工艺流程如下图:
反应炉和催化转化器中发生的反应分别为:、,下列说法正确的是( )
A.克劳斯法处理废气节能环保
B.物质X的化学式为
C.为使充分转化,理论上反应炉和催化转化器中参加反应的的分子个数比为
D.的水溶液显酸性,可用氢氧化钠来吸收发生的化学方程式为
2.(2024·江苏苏州·二模)NiSO4▪6H2O主要用于电镀行业镀镍,制镍催化剂等,它可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe杂质)为原料获得。工艺流程如图:
已知:25℃时,几种金属氢氧化物沉淀的pH范围如表所示。
名称
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ni(OH)2
开始沉淀
6.5
1.5
6.9
完全沉淀
9.7
3.7
8.9
资料:①Ni能与稀硫酸反应;②NiSO4易溶于水,不溶于乙醇:NiCO3是一种不溶于水,易溶于强酸的沉淀;③Na2CO3+NiSO4=Na2SO4+NiCO3。
(1)能提高废渣浸出率的措施有 。(写一点)
(2)在滤液I中加入6%的H2O2,其作用是将硫酸亚铁在酸性条件下氧化成硫酸铁,用过氧化氢做氧化剂的优点是 ;加入过氧化氢要保温一段时间且温度不能过高,原因是 、 。加入NaOH调节pH的范围是3.7≤pH<6.9,为了除去溶液中的 (金属离子符号)。
(3)滤液Ⅱ中溶质主要是 。
(4)检验Ni2+已完全沉淀的实验方法是:静置后,向上层清液中加入 ,则已经完全沉淀。
(5)某工厂每个月产生的电镀液5.9×105L,废水中含镍65mg/L,利用该废水每个月理论上可以生产出含NiSO4▪6H2O96%的产品多少千克?(写出计算过程)
3.(2024·江苏苏州·二模)硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。下面是对硫酸的性质、制取、用途等方面进行探究。
【探究一】硫酸的性质
(1)兴趣小组把的浓硫酸和的硫酸溶液约分别放入两个相同的小烧杯中,称量、观察、记录、分析,根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图。对比图中曲线你能得到的实验结论: 。
【探究二】硫酸的工业制法。
查阅资料:黄铁矿的主要成分是,
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图所示。
(2)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是_______(填序号)。
A.为使黄铁矿充分反应,需将其粉碎 B.催化剂能够提高的反应速率和产量
C.吸收塔中得到的产品为混合物 D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(3)写出接触室中发生反应的方程式 。
(4)接触室中的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,催化剂活性与温度的关系见图。在实际生产中,催化氧化反应的条件选择常压和(对应图中A点),而没有选择转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是:不选B点,因为压强越大,对设备和能耗的要求越大;不选C点,因为 。
【探究三】某黄铁矿中的含量。
(5)称取黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应,称量反应前后乙装置的质最分别是和(不考虑水蒸气的影响)。
计算该黄铁矿中的质量分数(写出计算过程)。
4.(2024·北京房山·二模)铜冶炼过程中产生铜渣,铜渣中的铜主要以Cu2S、Cu、CuO形式存在。从铜渣中生产CuSO4的主要工艺流程如下图。
(1)焙烧炉中的反应物有Cu2S、 (填化学式)。
(2)酸浸槽中加入过量H2SO4的目的是 。
(3)蒸发浓缩罐中,发生变化的是_______(填序号)。
A.水的质量 B.硫酸铜的质量
C.酸浸液的质量 D.酸浸液中硫酸铜的质量分数
5.(2024·江苏连云港·二模)我国是全球规模最大的禽蛋生产国和消费国。对蛋壳中的钙源进行回收利用,可以变废为宝。蛋壳高温煅烧法制备乳酸钙的工艺流程如下:
已知反应②:
(1)蛋壳中含人体所需的硒,可提高人体免疫力,硒属于 (选填“常量”或“微量”)元素。
(2)乳酸钙易溶于水, (填“易溶”或“难溶”)于酒精。
(3)碳酸钙和乳酸钙是常见的补钙剂,等质量的碳酸钙与乳酸钙含钙量更高的是 。
(4)写出反应①的化学反应方程式: 。
(5)反应②的基本反应类型为 ,②中“搅拌”的作用是 。
(6)某兴趣小组取 “灰分”与乳酸反应,研究结果见下图,其最佳反应条件是 。
6.(2024·北京大兴·二模)高纯CaCO3广泛应用于医药、生产、生活领域。工业上利用石灰石(含杂质SiO2)制备高纯CaCO3的工艺流程如图:
(1)酸溶槽中,反应的化学方程式为 。
(2)上述流程中,除去杂质SiO2,利用其性质是不溶于水、 。
(3)高纯CaCO3中的氧元素来自于______(填序号)。
A.CO2 B.H2O C.CaCl2
7.(2024·山东淄博·二模)硼(B)是制造火箭耐热合金的原料。镁还原法生产硼的主要工艺流程如下图。
(1)脱水炉中,硼酸在加热条件下发生分解,反应的化学方程式是 。
(2)还原炉中,加入过量镁,反应中化合价发生变化的元素是 。
(3)酸煮罐中,加入盐酸的主要目的是 ,写出反应的化学方程式 。
8.(2024·江苏南京·二模)菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如下图所示。(二氧化硅难溶于水,也不与稀硫酸反应)
回答下列问题:
(1)菱锌矿属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)“酸浸”中观察到的现象是 。
(3)加入过量稀硫酸的目的是 。
(4)滤液1中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(5)“转化”中加入足量锌粉,反应的化学方程式有:Zn+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4和 (写一个即可)。
(6)下列说法正确的是 (填字母)。
A.在“转化”中发生的都是置换反应
B.理论上滤液2的质量一定比滤液1的质量大
C.滤渣乙中各成分均能与稀硫酸反应产生气体
D.“粉碎”是为了使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应
9.(2024·安徽合肥·二模)钼(Mo)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域,某镍铝矿中的镍和钼以NiS和MoS2形式存在,从镍钼矿中分离钼的一种工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧前镍钼矿粉碎的目的是 。
(2)浸取后需要将混合物过滤,实验室进行该操作时使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
(3)高温下,用铝粉还原MoO3得到金属钼的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
(4)下列有关说法正确的是___________(填字母序号)。
A.碳酸钠俗称纯碱,属于碱 B.NiO中镍元素显+2价
C.焙烧时可能会排放SO2污染空气 D.NiO易溶于水
10.(2024·湖南长沙·二模)保护金属资源的有效途径之一是金属的回收利用。废旧手机零部件有Sn、Zn、Au、Cu等金属,现要回收Au并制备ZnSO4晶体(ZnSO4·7H2O),其工艺流程如图:
已知:Sn能与酸溶液反应生成+2价的锡盐。
回答下列问题:
(1)将金属加入稀硫酸之前需进行粉碎处理,其目的是 。
(2)在溶液乙中加入过量Zn的目的是 。
(3)该工艺流程中涉及的基本反应类型除置换反应外还有_____(填标号)。
A.氧化反应 B.分解反应 C.化合反应 D.复分解反应
11.(2024·湖北·模拟预测)双氧水脱硫处理烟气(含),并用铝灰(主要成分Al、)制备硫酸铝的工艺流程如图:
注:除尘器的作用是除去悬浮在气体中的粉尘。
(1)烟气中的带来的环境问题主要是 。
(2)脱硫塔中,双氧水(溶液,中O为-1价)脱硫过程发生的反应主要有:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应Ⅰ的基本反应类型是 。
②反应Ⅱ中,化合价发生变化的元素是 。
(3)反应器中生成氢气的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)上述流程中,烟气经过脱硫塔和 设备处理,减少了其对环境的污染。
(5)从环保角度来看,尾气需流经氢氧化钠溶液来除去其中残余的气体,与一样能与氢氧化钠溶液反应,该反应的化学方程式为 。
12.(2024·湖北黄石·二模)工业上可利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理,工艺流程如图所示。
(1)操作I的名称是 ;
(2)二氧化硫排放到大气中,造成的危害是 ;
(3)吸收室中发生反应的化学方程式 ;
(4)工艺流程中可循环利用的物质是 (填化学式,下同),理论上只需不断加入 (填化学式)便可持续实现烟气的脱硫处理。
13.(2024·贵州黔东南·二模)我国是世界上最大的能源生产和消费国,也是世界上二氧化碳排放量最多的国家,面临着极其严峻的可持续发展的挑战和巨大的国际压力。我国政府在《巴黎气候协议》上承诺“将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值,并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%到65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右”。为此,我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术,其部分工艺流程如图所示。分析流程回答问题:
(1)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为 能。
(2)电解器中产生氢气的电极端为 。
(3)在一定条件下,合成器中发生反应的化学方程式为 。
(4)工艺流程中可循环利用的物质是 。
(5)该项技术的意义是 。
14.(2024·湖北·二模)战国时期,《周礼·考工记》记载了我国劳动人民制取以漂洗丝帛的工艺。工序是将干燥的木头烧成灰(含),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。下图为模拟该法制取的工艺流程。请回答有关问题。
(1)操作③的名称是 。
(2)“燃烧窑”中鼓入空气要足量,原因是 。
(3)“制浆”反应中的现象是 。
(4)“反应池”中发生反应的化学方程式是 。
(5)流程中可循环使用的物质除了水之外还有 。
(6)木头烧成的灰(含)在农业生产中还可以用作 。
15.(2024·湖北武汉·二模)钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。工业上利用钛铁矿——钛酸亚铁()制备金属钛()的工艺流程如下。
【查阅资料】①为固体,化学性质稳定,不与稀硫酸、稀盐酸反应。
②沸点、沸点。
(1)将钛铁矿粉碎的目的是 。
(2)“反应釜”中发生的反应是,X的化学式是 。
(3)“沸腾炉”中将和的混合物分离,该操作的名称是 。
(4)“合成器”中得到的产品中含有杂质镁,可加入足量稀硫酸除去,写出除杂原理反应 (写化学方程式)。
(5)依据“绿色化学”理念,指出该生产过程中存在的不足之处是 。
16.(2024·山东东营·二模)能源既是国家经济发展的命脉,也是国家发展战略的重要支柱。
(一)人类目前所消耗的能量主要来自化石燃料。
(1)化石燃料包括 、石油、天然气。
(2)“碳中和”主要是指抵消温室气体的排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。下列说法不正确的是_______(填序号)。
A.大力植树造林
B.捕集、利用和封存CO2
C.提倡使用一次性餐具
(3)将石油加热炼制,是利用石油中各成分的 不同,将它们分离得到汽油、煤油、柴油等产品。
(4)天然气用途非常广泛,可作为燃料直接使用。天然气在不同设备中燃烧产生的污染物的含量也不尽相同,几种常见设备中天然气燃烧时产生的污染物(kg/Mm3)如图所示:
①氮的氧化物排放到空气中可形成酸雨,依据“化学反应前后元素的种类不变”,推测此类酸雨中所含的酸是 (填化学式)。
②在电厂、工业锅炉和民用采暖设备中天然气燃烧效率最低的是 (填字母)。
A.电厂 B.工业锅炉 C.民用采暖设备
(二)氢气被看做是理想的“绿色能源”,氢气的制备和储存是目前的研究热点。如图是一种比较经济的制取氢气的工艺流程。
(5)氢气是一种清洁燃料,原因是 (用化学方程式表示),与电解水相比,用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是 (答出一点即可)。
(6)用铝镓合金与铝片相互刻划,发现铝片上有划痕,说明 。
(7)II反应生成两种氧化物。另一种生成物中一定含有氢元素和氧元素,请说明理由: 。
17.(2024·安徽合肥·二模)钇是一种灰黑色金属,化学符号Y,它是第一个被发现的稀土金属元素,其氧化物()广泛应用于航空航天涂层材料。富钇稀土(含约70%,含、CuO,等约30%)生产大颗粒氧化钇的工艺流程如图:
(1)金属钇是由 构成。
(2)加入稀盐酸后稀土中的金属氧化物会与其反应,写出盐酸与氧化铜反应的化学方程式: 。
(3)酸溶后分离提纯YCl₃,需除去滤液中的 (填化学式)。
(4)碳酸钇加热还会产生 。
(5)你觉得航空航天涂层材料还需什么性质: 。
18.(2024·山东临沂·二模)我国提出争取在2060年前实现“碳中和”,其中碳捕集是实现“碳中和”的措施之一、新兴碳捕集技术是利用溶液喷淋捕捉空气中的,其工艺流程如图所示。
(1)捕捉室中发生反应的化学方程式是 。
(2)上述反应过程中可以循环利用的物质有 (填化学式,写一种即可)。
(3)操作Ⅰ的名称是 。反应②的化学方程式是 。
19.(2024·安徽合肥·二模)2023年,中国成功发射了天舟六号货运飞船和神舟十六、十七号载人飞船,标志着中国空间站进入了正式运营阶段。航天事业的发展离不开金属钛,用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛的主要工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)钛铁矿的主要成分FeTiO3中铁元素是+2价,则钛元素化合价为 。
(2)为加快钛铁矿与酸的反应速率,可行的措施是 。
(3)Fe2O3也是铁锈的主要成分,可用硫酸除去,化学反应方程式为 。
(4)反应⑤的产物除氧化铁外,还会产生的刺激性气体是 。
(5)反应③在反应类型上属于 反应。
20.(2024·陕西宝鸡·二模)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,其制备流程如图所示:
(1)氮气可用分离液态空气的方法得到,是利用氮气和氧气的 不同。
(2)纳米级铁粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,该反应的基本类型是 。
(3)在制备纳米级铁粉的工艺流程中,氮气可以做保护气防止铁粉被氧化,利用了氮气的 。
21.(2024·江苏扬州·二模)盐湖提钾后产生的天然结晶水氯镁石中含有较多量的,少量的KCl、NaCl及泥沙。图1为从天然结晶水氯镁石提纯结晶水氯镁石的某工艺流程。
已知:①易溶于水和乙醇,KCl和NaCl微溶于乙醇;
②;。
(1)“溶解”时,天然结晶水氯镁石粉碎的主要目的是 ;选用无水乙醇而不选用水进行溶解的原因是 。
(2)操作完毕后展开滤纸,若黑色代表滤渣,则看到的情况最接近图中 (填字母)。
(3)提纯的过程只是一个简单的溶解-析出过程,其具有的优点有 。不考虑操作因素,产生晶体实际质量可能大于理论质量的原因是 。
(4)研究发现:天然结晶水氯镁石表面的孔隙较少,上述流程提纯得到的晶体表面孔隙较多,根据流程图分析,可能的原因是 。
(5)在一定条件下会分解生成、和水,该反应的化学方程式为 。
为进一步探究水氯镁石的分解,取一定质量加热至590℃时,生成一种仅含两种元素的固体物质,测得过程中固体的质量变化率约为80%(已知:固体的质量变化率=),则该固体物质的化学式为 。
(6)结晶水氯镁石可生产。某天然结晶水氯镁石中的含量为81.2%,现需生产13.8t的,求至少所需该种天然结晶水氯镁石的质量。
22.(2024·安徽铜陵·三模)锂辉矿()是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿(主要成分为,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取,其主要工艺流程如图所示:
资料:(化学性质与相似)为无色晶体,微溶于水,其溶解度随温度的升高而减小。
(1)酸浸槽中加入的酸X是 (填化学式)。
(2)反应器中发生复分解反应,其化学方程式为 。
(3)沉锂池中分离的操作名称是 ,在实验室中进行该操作需要注意的是(写出一条即可) 。
(4)洗涤槽使用热水洗涤的目的是: 。
23.(2024·云南昭通·模拟预测)化学是材料科学、信息科学和航空航天工程等现代科学的重要基础。
(1)二氧化硅是制造光导纤维、玻璃的重要原料。请用化学用语填空:
①2个硅原子 。
②3个氧分子 。
③标出二氧化硅中硅元素的化合价 。
(2)中国首款完全自主知识产权民用客机C919飞机的钛合金用量达9.3%。工业上利用钛白粉制备海绵钛的工艺流程如图所示:
①反应Ⅱ需在高温下和氩气环境中进行,目的是隔绝氧气以防钛被氧化,该反应的化学方程式为 。
②反应Ⅲ属于基本反应类型中的 。
③该工艺流程中,可以循环使用的物质有 (填化学式)。
24.(2023·四川成都·模拟预测)燃煤电厂产生的脱硫废水(含有CaCl2、MgCl2、MgSO4等物质)软化的一种工艺流程如下:
(1)“沉淀”步骤需要不断搅拌,目的是 ;
(2)写出“一级沉淀”中生成氢氧化镁的化学方程式: (写一个);
(3)固体Y的化学式为 ;加入稀盐酸的目的是 ;
(4)软化处理过程中,碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒,原因是 。
25.(2024·江西上饶·二模)我国力争在2060年前实现“碳中和”。为实现这一目标,一种捕集烟气中二氧化碳并转化利用的流程如图:
(1)工艺流程中循环使用的物质是 。
(2)“转化器”中发生的反应是,X化学式是 。
(3)“合成塔”中发生的基本反应类型是 ,参加反应的CO和的质量最简比是 。
(4)甲醇可以作燃料,甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式是 。
26.(2024·安徽池州·二模)火力发电厂排放的烟气中含有少量的二氧化硫,可利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理,工艺流程如图所示。
(1)操作Ⅰ的名称是 。
(2)吸收室中发生的反应之一是氢氧化钠和二氧化硫的反应,类比氢氧化钠和二氧化碳的反应,写出氢氧化钠和二氧化硫反应的化学方程式 。
(3)反应室中发生的反应属于 (填基本反应类型)反应。
(4)上述工艺流程中可以循环使用的物质是 。
(5)上述工艺流程的意义是 。
27.(2024·山西·二模)在战国时期,《周礼•考工记》就记载了我国劳动人民制取KOH的工艺。他们将木材烧成灰,再用草木灰(主要成分为K2CO3)制取KOH,其工艺流程如图,请结合图文,分析思考,解决下列问题。
(1)燃烧室内使木材充分燃烧的措施是 (写一条)。
(2)从溶解池这一步骤可知K2CO3具有的性质是 。
(3)反应池中发生反应的化学方程式是 。
(4)为了节约资源,燃烧室内产生的热量可以被操作 (填“1”或“2”)利用,流程中可以循环利用的物质是 。
28.(2024·山西晋中·二模)精细化工中常对金凤进行雕琢,化学蚀刻是常用的方法之一。某加工车间以含硫酸、盐酸、草酸等物质的溶液为蚀刻液,生产金属雕花外墙装饰板的工艺流程如图所示。请分析流程,回答下列问题。
(1)涂胶步骤中胶膜应具有的性质是 (写一种)。
(2)蚀刻步骤中发生的化学方程式为 (写一个)。
(3)水洗步骤中,可通过检验最后一次清洗液中不含 (填离子符号),证明已清洗干净。
(4)喷漆步骤中进行喷漆的目的是 。
(5)钢质板材需预先用NaOH溶液浸泡除去表面的油污,其原理是 。
29.(2024·山东济宁·二模)粗盐中含有、等杂质,工业提纯粗盐的工艺流程如图所示:
(1)步骤①反应的化学方程式为 。
(2)步骤③操作a的名称是 。
(3)步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中的和 (填化学式)。
(4)若步骤①和步骤②的顺序颠倒,则最后所得的精盐水中还含有 (填化学式)。
30.(2024·湖北黄冈·二模)某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO,还含有少量Cu2O和SiO2等。利用该固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程如图所示:
已知:硝酸受热易分解,且硝酸具有挥发性;二氧化硅不溶于酸。
(1)“酸溶”时,为防止温度过高HNO3分解或者挥发,反应温度不宜超过70℃,欲加快反应速率可采取的措施是 。
(2)Cu、CuO及Cu2O均能溶于稀硝酸,Cu在“酸溶”时的反应方程式为:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O,则X的化学式为 。
(3)“中和”时,试剂A最好选用 (填字母)。
a.Fe2O3 b.CaCO3 c.Cu(OH)2
(4)“过滤”时需用到玻璃棒,其的作用是 ,所得废渣的主要成分的为 。
(5)利用蒸发结晶的方法可从Cu(NO3)2溶液获取产品Cu(NO3)2,所得产品中的铜元素质量 (填:大于、小于或等于)固体废渣中的铜元素质量。
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专题18 工艺流程图题
1.(2024·江苏泰州·二模)工业上常利用克劳斯法处理含的废气并获得硫,工艺流程如下图:
反应炉和催化转化器中发生的反应分别为:、,下列说法正确的是( )
A.克劳斯法处理废气节能环保
B.物质X的化学式为
C.为使充分转化,理论上反应炉和催化转化器中参加反应的的分子个数比为
D.的水溶液显酸性,可用氢氧化钠来吸收发生的化学方程式为
【答案】BC
【解析】A、根据流程可知,处理废气过程中需要消耗大量能源,故说法错误;
B、根据可知,反应前有:8个氢原子、6个硫原子、4个氧原子,反应后有:8个氢原子、4个氧原子,则3X中共有6个硫原子,所以X的化学式为S2,故说法正确;
C、根据、可知,反应炉中每2个硫化氢分子和3个氧气分子恰好完全反应生成2个二氧化硫分子,催化转化器中每4个硫化氢分子和2个二氧化硫分子恰好完全反应,则为提高H2S转化为硫的比例,理论上应控制反应炉和催化转化器中参加反应的H2S的分子个数比为2:4=1:2,故说法正确;
D、的水溶液显酸性,和氢氧化钠反应生成硫化钠和水,反应的化学方程式为:,故说法错误。
故选BC。
2.(2024·江苏苏州·二模)NiSO4▪6H2O主要用于电镀行业镀镍,制镍催化剂等,它可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe杂质)为原料获得。工艺流程如图:
已知:25℃时,几种金属氢氧化物沉淀的pH范围如表所示。
名称
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ni(OH)2
开始沉淀
6.5
1.5
6.9
完全沉淀
9.7
3.7
8.9
资料:①Ni能与稀硫酸反应;②NiSO4易溶于水,不溶于乙醇:NiCO3是一种不溶于水,易溶于强酸的沉淀;③Na2CO3+NiSO4=Na2SO4+NiCO3。
(1)能提高废渣浸出率的措施有 。(写一点)
(2)在滤液I中加入6%的H2O2,其作用是将硫酸亚铁在酸性条件下氧化成硫酸铁,用过氧化氢做氧化剂的优点是 ;加入过氧化氢要保温一段时间且温度不能过高,原因是 、 。加入NaOH调节pH的范围是3.7≤pH<6.9,为了除去溶液中的 (金属离子符号)。
(3)滤液Ⅱ中溶质主要是 。
(4)检验Ni2+已完全沉淀的实验方法是:静置后,向上层清液中加入 ,则已经完全沉淀。
(5)某工厂每个月产生的电镀液5.9×105L,废水中含镍65mg/L,利用该废水每个月理论上可以生产出含NiSO4▪6H2O96%的产品多少千克?(写出计算过程)
【答案】(1)升高反应温度或在反应过程中不断搅拌
(2)剩余的过氧化氢能分解生成水和氧气,不引进杂质 温度过高过氧化氢容易分解 温度过高氢氧化镍会沉淀 Fe3+
(3)硫酸镍、硫酸钠
(4)碳酸钠溶液,若不再产生沉淀
(5)根据镍元素守恒,设利用该废水每个月理论上可以生产出含NiSO4▪6H2O96%的产品质量为
=
答:利用该废水每个月理论上可以生产出含NiSO4▪6H2O96%的产品170.95kg。
【解析】废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe等杂质),在硫酸溶解过滤后除去不溶于硫酸的铜,所以滤液Ⅰ中含有硫酸镍、硫酸亚铁和硫酸,加过氧化氢是将二价铁(硫酸亚铁)氧化成三价铁(硫酸铁),再通过调节PH值3.7~6.9使三价铁以氢氧化物的沉淀而除去,滤液Ⅱ含有硫酸镍、硫酸钠,再加碳酸钠,硫酸镍与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸镍沉淀,过滤、洗涤,然后与硫酸反应生成硫酸镍。
(1)能提高废渣浸出率即提高反应速率、或使反应物更充分反应,能提高废渣浸出率的措施有升高反应温度、在反应过程中不断搅拌;
(2)在滤液l中加入6%的H2O2,其作用是将硫酸亚铁在酸性条件下氧化成硫酸铁,用过氧化氢做氧化剂的优点是剩余的过氧化氢能分解生成水和氧气,不引进杂质;加入过氧化氢要保温一段时间且温度不能过高,原因是温度过高过氧化氢容易分解、温度过高氢氧化镍会沉淀,由以上分析知,加入NaOH调节pH的范围是3.7≤PH<6.9,为了除去溶液中的;
(3)由分析可知,滤液Ⅱ中溶质主要是硫酸镍、硫酸钠;
(4)检验Ni2+已完全沉淀的实验方法是:静置后,向上层清液中加入碳酸钠溶液,若不再产生沉淀,则已经完全沉淀;
(5)解析见答案。
3.(2024·江苏苏州·二模)硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。下面是对硫酸的性质、制取、用途等方面进行探究。
【探究一】硫酸的性质
(1)兴趣小组把的浓硫酸和的硫酸溶液约分别放入两个相同的小烧杯中,称量、观察、记录、分析,根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图。对比图中曲线你能得到的实验结论: 。
【探究二】硫酸的工业制法。
查阅资料:黄铁矿的主要成分是,
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图所示。
(2)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是_______(填序号)。
A.为使黄铁矿充分反应,需将其粉碎 B.催化剂能够提高的反应速率和产量
C.吸收塔中得到的产品为混合物 D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(3)写出接触室中发生反应的方程式 。
(4)接触室中的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,催化剂活性与温度的关系见图。在实际生产中,催化氧化反应的条件选择常压和(对应图中A点),而没有选择转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是:不选B点,因为压强越大,对设备和能耗的要求越大;不选C点,因为 。
【探究三】某黄铁矿中的含量。
(5)称取黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应,称量反应前后乙装置的质最分别是和(不考虑水蒸气的影响)。
计算该黄铁矿中的质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)98%的浓硫酸和63.3%的硫酸溶液都具有吸水性,前者比后者吸水能力强
(2)ACD
(3)
(4)温度低,催化剂活性低,反应速率慢
(5)解:设二硫化亚铁质量为x。
解得x=1.2g
则该黄铁矿中FeS2的质量分数是:,
答:该黄铁矿中FeS2的质量分数是75%。
【解析】(1)由图可知,一段时间后,98%的浓硫酸和63.3%的硫酸溶液吸水质量均增加,且浓硫酸增加的多,说明98%的浓硫酸和63.3%的硫酸溶液都具有吸水性,前者比后者吸水能力强;
(2)A、为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎,是因为增大了反应物接触面积,使反应更充分,该选项说法正确;
B、催化剂只能改变反应速率,不能改变生成物的质量,故催化剂能够提高SO2的反应速率,但是不能提高产量,该选项说法不正确;
C、吸收塔中得到的产品为混合物,即得到的是硫酸和水的混合物,该选项说法正确;
d、由题干信息可知,FeS2和氧气在高温下反应生成了氧化铁和二氧化碳,故沸腾炉排出的矿渣中含有氧化铁,可供炼铁,该选项说法正确;
故选:ACD;
(3)接触室中二氧化硫和氧气在催化剂和加热的条件下反应生成三氧化硫,化学方程式为:;
(4)从催化剂活性与温度的关系图中可知,在一定温度范围内,温度较低时,催化剂的活性低,反应速率慢。A点温度比C点高,图中显示,A点催化剂活性比C点催化剂活性高。因此不选C点的原因是:温度低,催化剂活性低,反应速率慢;
(5)见答案。
4.(2024·北京房山·二模)铜冶炼过程中产生铜渣,铜渣中的铜主要以Cu2S、Cu、CuO形式存在。从铜渣中生产CuSO4的主要工艺流程如下图。
(1)焙烧炉中的反应物有Cu2S、 (填化学式)。
(2)酸浸槽中加入过量H2SO4的目的是 。
(3)蒸发浓缩罐中,发生变化的是_______(填序号)。
A.水的质量 B.硫酸铜的质量
C.酸浸液的质量 D.酸浸液中硫酸铜的质量分数
【答案】(1)Cu
(2)使氧化铜完全转化为硫酸铜
(3)ACD
【解析】(1)铜冶炼过程中产生铜渣,铜渣中的铜主要以Cu2S、Cu、CuO形式存在。从焙烧炉可得到氧化铜、硫酸铜,则焙烧炉中的反应物为Cu2S、Cu;
(2)酸浸槽中加入过量H2SO4,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,则可使氧化铜完全转化为硫酸铜;
(3)A、浓缩过程中,水分被蒸发,水的质量减小,符合题意;
B、浓缩过程中,水分蒸发,硫酸铜的质量不变,不符合题意;
C、浓缩过程中,水分蒸发,硫酸铜的质量不变,酸浸液的质量减小,符合题意;
D、浓缩过程中,水的质量减小,溶液质量减小,硫酸铜的质量不变,故浸液中硫酸铜的质量分数增大,符合题意;
故选ACD。
5.(2024·江苏连云港·二模)我国是全球规模最大的禽蛋生产国和消费国。对蛋壳中的钙源进行回收利用,可以变废为宝。蛋壳高温煅烧法制备乳酸钙的工艺流程如下:
已知反应②:
(1)蛋壳中含人体所需的硒,可提高人体免疫力,硒属于 (选填“常量”或“微量”)元素。
(2)乳酸钙易溶于水, (填“易溶”或“难溶”)于酒精。
(3)碳酸钙和乳酸钙是常见的补钙剂,等质量的碳酸钙与乳酸钙含钙量更高的是 。
(4)写出反应①的化学反应方程式: 。
(5)反应②的基本反应类型为 ,②中“搅拌”的作用是 。
(6)某兴趣小组取 “灰分”与乳酸反应,研究结果见下图,其最佳反应条件是 。
【答案】(1)微量
(2)难溶
(3)碳酸钙/CaCO3
(4)
(5)复分解反应 使反应物充分接触,加快化学反应速率
(6)35℃时,甲12mL乳酸,反应75min
【解析】(1)蛋壳中含人体所需的硒,硒属于微量元素。可提高人体免疫力。故填:微量。
(2)据流程图可知,粗产品经过无水乙醇即酒精洗涤,干燥后得到乳酸钙,则乳酸钙难溶于酒精。故填:难溶。
(3)1g碳酸钙含钙质量=;1g乳酸钙含钙质量=。所以等质量的碳酸钙与乳酸钙含钙量更高的是碳酸钙。故填:碳酸钙。
(4)反应①中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,化学反应方程式为。故填:。
(5)反应②中两种化合物互相交换成分生成两种新的化合物,符合复分解反应定义,所以反应②的基本反应类型为复分解反应,为使反应物充分接触,加快化学反应速率,在②中进行“搅拌”。故填:复分解反应;使反应物充分接触,加快化学反应速率。
(6)据图分析可知,最佳反应条件是35℃时,甲12mL乳酸,反应75min。故填:35℃时,甲12mL乳酸,反应75min。
6.(2024·北京大兴·二模)高纯CaCO3广泛应用于医药、生产、生活领域。工业上利用石灰石(含杂质SiO2)制备高纯CaCO3的工艺流程如图:
(1)酸溶槽中,反应的化学方程式为 。
(2)上述流程中,除去杂质SiO2,利用其性质是不溶于水、 。
(3)高纯CaCO3中的氧元素来自于______(填序号)。
A.CO2 B.H2O C.CaCl2
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)不与稀盐酸反应
(3)AB
【解析】(1)石灰石中的碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)通过上述流程可以得出SiO2的性质为难溶于水、不能和盐酸反应等;
(3)根据流程和质量守恒定律可知,高纯CaCO3中的氧元素来自于反应物质的二氧化碳和水,故填AB。
7.(2024·山东淄博·二模)硼(B)是制造火箭耐热合金的原料。镁还原法生产硼的主要工艺流程如下图。
(1)脱水炉中,硼酸在加热条件下发生分解,反应的化学方程式是 。
(2)还原炉中,加入过量镁,反应中化合价发生变化的元素是 。
(3)酸煮罐中,加入盐酸的主要目的是 ,写出反应的化学方程式 。
【答案】(1)
(2)Mg、B
(3)除去氧化镁
【解析】(1)由流程图可知,脱水炉中硼酸在加热条件下发生分解,生成和水,化学方程式为;
(2)由流程图可知,还原炉中加入过量镁,生成硼和氧化镁,中氧元素化合价为-2,设硼元素化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故中硼元素的化合价为+3;转化为硼,硼元素化合价由+3价0价;镁转化为氧化镁,镁元素化合价由0价+2价,故反应中化合价发生变化的元素是Mg、B;
(3)酸煮罐中,加入盐酸的主要目的是除去氧化镁;氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为。
8.(2024·江苏南京·二模)菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如下图所示。(二氧化硅难溶于水,也不与稀硫酸反应)
回答下列问题:
(1)菱锌矿属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)“酸浸”中观察到的现象是 。
(3)加入过量稀硫酸的目的是 。
(4)滤液1中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(5)“转化”中加入足量锌粉,反应的化学方程式有:Zn+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4和 (写一个即可)。
(6)下列说法正确的是 (填字母)。
A.在“转化”中发生的都是置换反应
B.理论上滤液2的质量一定比滤液1的质量大
C.滤渣乙中各成分均能与稀硫酸反应产生气体
D.“粉碎”是为了使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应
【答案】(1)混合物
(2)固体部分溶解,溶液中有气泡产生,溶液颜色由无色变为黄色
(3)将碳酸锌完全转化为硫酸锌,提高产率
(4)H+、Zn2+、Fe3+
(5)/
(6)BCD
【解析】(1)菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁,因此菱锌矿属于混合物;
(2)菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁,将菱锌矿粉碎后加入过量稀硫酸,稀硫酸与ZnCO3反应生成硫酸锌、二氧化碳和水,稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水,二氧化硅难溶于水且不与稀硫酸反应,因此“酸浸”中观察到的现象是固体部分溶解,溶液中有气泡产生,溶液颜色由无色变为黄色;
(3)加入过量稀硫酸的目的是将碳酸锌完全转化为硫酸锌,提高产率;
(4)“酸浸”过程中发生的反应有稀硫酸与ZnCO3反应生成硫酸锌、二氧化碳和水,稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水,则充分反应后过滤得到的滤液1中含有硫酸锌、硫酸铁和过量稀硫酸,则滤液1中含有的阳离子是H+、Zn2+、Fe3+;
(5)滤液1中含有硫酸锌、硫酸铁和过量稀硫酸,“转化”过程中加入足量锌粉,已知发生的反应为锌与硫酸铁反应生成硫酸锌和硫酸亚铁,根据金属活动性顺序锌>铁>氢,则另外发生的反应为锌与硫酸反应生成氢气和硫酸锌、锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,化学方程式为、;
(6)A、由第(5)小问可知,在“转化”过程中发生的反应有、、,置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,其中不属于置换反应,说法错误,不符合题意;
B、 滤液1 在“转化”中加入足量锌粉,由可知,反应后溶液质量增加;由可知,加入固体无气体、沉淀生成,反应后溶液质量增加;由可知,反应后溶液质量增加,故理论上滤液2的质量一定比滤液1的质量大,说法正确,符合题意;
C、“转化”中加入足量锌粉,充分反应后过滤得到滤渣乙,由第(5)小问可知,在“转化”过程中发生的反应有、、,则滤渣乙中含有铁和锌,铁、锌均能与稀硫酸反应产生气体,说法正确,符合题意;
D、“粉碎”是为了增大菱锌矿与反应物的接触面积,使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应,说法正确,符合题意。
故选:BCD。
9.(2024·安徽合肥·二模)钼(Mo)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域,某镍铝矿中的镍和钼以NiS和MoS2形式存在,从镍钼矿中分离钼的一种工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧前镍钼矿粉碎的目的是 。
(2)浸取后需要将混合物过滤,实验室进行该操作时使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
(3)高温下,用铝粉还原MoO3得到金属钼的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
(4)下列有关说法正确的是___________(填字母序号)。
A.碳酸钠俗称纯碱,属于碱 B.NiO中镍元素显+2价
C.焙烧时可能会排放SO2污染空气 D.NiO易溶于水
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更快更充分
(2)漏斗
(3) 置换反应
(4)BC
【解析】(1)焙烧前镍钼矿粉碎的目的是增大反应物接触面积,使反应更快更充分;
(2)实验室进行过滤操作时使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;
(3)高温下,用铝粉还原MoO3得到金属钼和氧化铝,化学方程式为,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;
(4)A、碳酸钠俗称纯碱,碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的化合物,属于盐,故A说法错误;
B、NiO中氧元素显-2价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,则镍元素显+2价,故B说法正确;
C、某镍铝矿中的镍和钼以NiS和MoS2形式存在,即镍铝矿中含有硫元素,所以焙烧时可能会排放SO2污染空气,故C说法正确;
D、浸取过程中加水可得到含NiO的浸渣,说明NiO不溶于水,故D说法错误;
故选:BC。
10.(2024·湖南长沙·二模)保护金属资源的有效途径之一是金属的回收利用。废旧手机零部件有Sn、Zn、Au、Cu等金属,现要回收Au并制备ZnSO4晶体(ZnSO4·7H2O),其工艺流程如图:
已知:Sn能与酸溶液反应生成+2价的锡盐。
回答下列问题:
(1)将金属加入稀硫酸之前需进行粉碎处理,其目的是 。
(2)在溶液乙中加入过量Zn的目的是 。
(3)该工艺流程中涉及的基本反应类型除置换反应外还有_____(填标号)。
A.氧化反应 B.分解反应 C.化合反应 D.复分解反应
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快更充分
(2)将溶液中的硫酸锡和硫酸除尽
(3)CD
【解析】(1)将金属加入稀硫酸之前需进行粉碎处理,可以增大反应物的接触面积,使反应更快更充分;
(2)Sn能与酸溶液反应生成+2价的锡盐,废旧手机零部件有Sn、Zn、Au、Cu等金属,加入过量的稀硫酸,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锡和硫酸反应生成硫酸锡和氢气,铜、金与硫酸不反应,①过滤得到的溶液乙中含有硫酸锌、硫酸锡和过量的硫酸,在溶液乙中加入过量Zn,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸锡反应生成硫酸锌和锡,故其的目的是将溶液中的硫酸锡和硫酸除尽;
(3)Sn能与酸溶液反应生成+2价的锡盐,废旧手机零部件有Sn、Zn、Au、Cu等金属,加入过量的稀硫酸,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气(该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应),锡和硫酸反应生成硫酸锡和氢气(置换反应),铜、金与硫酸不反应,①过滤得到的溶液乙中含有硫酸锌、硫酸锡和过量的硫酸,在溶液乙中加入过量Zn,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气(置换反应),锌和硫酸锡反应生成硫酸锌和锡(置换反应),①过滤得到的固体A中含有铜和金,加热,铜和氧气加热生成氧化铜(该反应是两种物质生成一种物质,符合“多变一”的特点,属于化合反应),金和氧气不反应,得到的固体B中含有氧化铜和金,加入过量的稀硫酸,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水(该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应),金不与硫酸反应;四大基本反应类型包括分解反应、化合反应、置换反应、复分解反应,氧化反应不属于基本反应类型;综上,该工艺流程中涉及的基本反应类型除置换反应外还有化合反应和复分解反应,故选CD。
11.(2024·湖北·模拟预测)双氧水脱硫处理烟气(含),并用铝灰(主要成分Al、)制备硫酸铝的工艺流程如图:
注:除尘器的作用是除去悬浮在气体中的粉尘。
(1)烟气中的带来的环境问题主要是 。
(2)脱硫塔中,双氧水(溶液,中O为-1价)脱硫过程发生的反应主要有:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应Ⅰ的基本反应类型是 。
②反应Ⅱ中,化合价发生变化的元素是 。
(3)反应器中生成氢气的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)上述流程中,烟气经过脱硫塔和 设备处理,减少了其对环境的污染。
(5)从环保角度来看,尾气需流经氢氧化钠溶液来除去其中残余的气体,与一样能与氢氧化钠溶液反应,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)酸雨
(2)化合反应 氧元素和硫元素
(3)
(4)除尘器
(5)
【解析】(1)二氧化硫溶于水形成酸,使雨水显酸性,降落形成酸雨,则烟气中的带来的环境问题主要是酸雨。
(2)①反应Ⅰ符合多变一,则基本反应类型是化合反应。
②反应Ⅱ中,过氧化氢中氧元素的化合价为-1价,亚硫酸中硫元素的化合价为+4价,生成物中氧元素的化合价为-2价,硫酸中硫元素的化合价为+6价,则化合价发生变化的元素是氧元素和硫元素。
(3)铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,则反应器中生成氢气的原因是。
(4)脱硫塔可以除去二氧化硫等,除尘塔可以除去烟尘,则烟气经过脱硫塔和除尘器设备处理,减少了其对环境的污染。
(5)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,反应的化学方程式为。
12.(2024·湖北黄石·二模)工业上可利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理,工艺流程如图所示。
(1)操作I的名称是 ;
(2)二氧化硫排放到大气中,造成的危害是 ;
(3)吸收室中发生反应的化学方程式 ;
(4)工艺流程中可循环利用的物质是 (填化学式,下同),理论上只需不断加入 (填化学式)便可持续实现烟气的脱硫处理。
【答案】(1)过滤
(2)形成酸雨
(3)2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
(4)NaOH Ca(OH)2
【解析】(1)操作Ⅰ是分离难溶性固体和液体的操作,是过滤操作;
(2)二氧化硫排放到大气中,与雨水经过一系列反应,会形成酸雨;
(3)氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O;
(4)根据流程图,最终生成的氢氧化钠溶液,可重新用于吸收室中,则工艺流程中可循环利用的物质是NaOH,理论上只需不断加入Ca(OH)2便可持续实现烟气的脱硫处理。
13.(2024·贵州黔东南·二模)我国是世界上最大的能源生产和消费国,也是世界上二氧化碳排放量最多的国家,面临着极其严峻的可持续发展的挑战和巨大的国际压力。我国政府在《巴黎气候协议》上承诺“将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值,并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%到65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右”。为此,我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术,其部分工艺流程如图所示。分析流程回答问题:
(1)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为 能。
(2)电解器中产生氢气的电极端为 。
(3)在一定条件下,合成器中发生反应的化学方程式为 。
(4)工艺流程中可循环利用的物质是 。
(5)该项技术的意义是 。
【答案】(1)电
(2)负极
(3)
(4)水/H2O
(5)有利于实现碳中和(合理即可)
【解析】(1)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能,故填:电;
(2)电解水时,与负极相连的一端生成的氢气,与正极相连的一端生成的氧气,故填:负极;
(3)由流程图可知,氢气和二氧化碳在一定条件下生成水和甲醇,反应的化学方程式为,故填:;
(4)由流程图可知,反应消耗水,同时又生成水,故可循环利用的物质是水,故填:水或者H2O;
(5)根据题意可知,该项技术的意义有利于实现碳中和、有利于缓解能源危机、减少对环境的污染等,故填:有利于实现碳中和(合理即可)。
14.(2024·湖北·二模)战国时期,《周礼·考工记》记载了我国劳动人民制取以漂洗丝帛的工艺。工序是将干燥的木头烧成灰(含),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。下图为模拟该法制取的工艺流程。请回答有关问题。
(1)操作③的名称是 。
(2)“燃烧窑”中鼓入空气要足量,原因是 。
(3)“制浆”反应中的现象是 。
(4)“反应池”中发生反应的化学方程式是 。
(5)流程中可循环使用的物质除了水之外还有 。
(6)木头烧成的灰(含)在农业生产中还可以用作 。
【答案】(1)蒸发结晶
(2)为了使干燥的木头充分燃烧
(3)放出大量的热
(4)
(5)碳酸钙
(6)用作钾肥
【解析】(1)操作③得到氢氧化钾晶体,故该操作是蒸发结晶;
(2)鼓入大量空气是为了使干燥的木头充分燃烧;
(3)制浆过程是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,此反应会放出大量的热;
(4)“反应池”中发生的反应为碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钾,该反应的化学方程式为:;
(5)该流程中可循环使用的物质是水和碳酸钙,因为碳酸钙既是反应物,又是生成物。
(6)碳酸钾中含有钾元素,故可在农业上用作钾肥。
15.(2024·湖北武汉·二模)钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。工业上利用钛铁矿——钛酸亚铁()制备金属钛()的工艺流程如下。
【查阅资料】①为固体,化学性质稳定,不与稀硫酸、稀盐酸反应。
②沸点、沸点。
(1)将钛铁矿粉碎的目的是 。
(2)“反应釜”中发生的反应是,X的化学式是 。
(3)“沸腾炉”中将和的混合物分离,该操作的名称是 。
(4)“合成器”中得到的产品中含有杂质镁,可加入足量稀硫酸除去,写出除杂原理反应 (写化学方程式)。
(5)依据“绿色化学”理念,指出该生产过程中存在的不足之处是 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(2)CO
(3)蒸馏
(4)Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
(5)能耗高,产生有毒气体污染环境
【解析】(1)将钛铁矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,故填增大反应物的接触面积,加快反应速率。
(2)由化学方程式可知,反应前出现了2个铁原子、2个钛原子、14个氯原子、6个氧原子和6个碳原子,反应后出现了2个铁原子、2个钛原子、14个氯原子,根据质量守恒定律,反应后尚缺的6个氧原子和6个碳原子存在于6X中,则X的化学式为CO,故填CO。
(3)由题文可知,氯化铁和四氯化钛的沸点不同,“沸腾炉”中将氯化铁和四氯化钛的混合物分离后得到气态四氯化钛,该操作的名称是蒸馏,故填蒸馏。
(4)杂质镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,故反应的化学方程式写为:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑。
(5)由图可知,流程中需要维持高温的条件,能耗高,产生有毒气体污染环境,故填能耗高,产生有毒气体污染环境。
16.(2024·山东东营·二模)能源既是国家经济发展的命脉,也是国家发展战略的重要支柱。
(一)人类目前所消耗的能量主要来自化石燃料。
(1)化石燃料包括 、石油、天然气。
(2)“碳中和”主要是指抵消温室气体的排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。下列说法不正确的是_______(填序号)。
A.大力植树造林
B.捕集、利用和封存CO2
C.提倡使用一次性餐具
(3)将石油加热炼制,是利用石油中各成分的 不同,将它们分离得到汽油、煤油、柴油等产品。
(4)天然气用途非常广泛,可作为燃料直接使用。天然气在不同设备中燃烧产生的污染物的含量也不尽相同,几种常见设备中天然气燃烧时产生的污染物(kg/Mm3)如图所示:
①氮的氧化物排放到空气中可形成酸雨,依据“化学反应前后元素的种类不变”,推测此类酸雨中所含的酸是 (填化学式)。
②在电厂、工业锅炉和民用采暖设备中天然气燃烧效率最低的是 (填字母)。
A.电厂 B.工业锅炉 C.民用采暖设备
(二)氢气被看做是理想的“绿色能源”,氢气的制备和储存是目前的研究热点。如图是一种比较经济的制取氢气的工艺流程。
(5)氢气是一种清洁燃料,原因是 (用化学方程式表示),与电解水相比,用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是 (答出一点即可)。
(6)用铝镓合金与铝片相互刻划,发现铝片上有划痕,说明 。
(7)II反应生成两种氧化物。另一种生成物中一定含有氢元素和氧元素,请说明理由: 。
【答案】(1)煤
(2)C
(3)沸点
(4)HNO3 C
(5) 常温下反应,节约能源
(6)铝镓合金的硬度比铝大
(7)Al(OH)3中含Al、H、O三种元素,依据反应前后元素种类不变,生成物Al2O3中只含Al、O元素,所以另一种生成的氧化物中一定含H、O元素
【解析】(1)化石燃料包括煤、石油、天然气;
(2)A、大力植树造林可以增大二氧化碳的吸收量,降低大气中二氧化碳的浓度,不符合题意;
B、捕集、利用和封存CO2可以降低大气中二氧化碳的浓度,不符合题意;
C、提倡使用一次性餐具既浪费资源,又增加了大气中二氧化碳的浓度,符合题意。
故选:C;
(3)将石油加热炼制,是利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离得到汽油、煤油、柴油等产品;
(4)①氮的氧化物排放到空气中可形成酸雨,依据“化学反应前后元素的种类不变”,推测此类酸雨中所含的酸是硝酸,化学式为HNO3;
②天然气在不同设备中燃烧产生的污染物的含量不同,由图可知,天然气在民用采暖设备中燃烧产生的污染物含量最多,因此在电厂、工业锅炉和民用采暖设备中天然气燃烧效率最低的是民用采暖设备,故选:C;
(5)氢气是一种清洁燃料,原因是氢气燃烧的产物是水,对环境无污染,化学方程式为;
由流程图可知,铝镓合金与水在常温下能反应生氢气、氢氧化铝和镓,而电解水是水在通电条件下分解生成氢气和氧气,因此与电解水相比,用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是常温下反应,节约能源;
(6)用铝镓合金与铝片相互刻划,发现铝片上有划痕,说明铝镓合金的硬度比铝大;
(7)II反应生成两种氧化物,由流程图可知,煅烧氢氧化铝得到氧化铝,则另一种生成物中一定含有氢元素和氧元素,是因为Al(OH)3中含Al、H、O三种元素,依据反应前后元素种类不变,生成物Al2O3中只含Al、O元素,所以另一种生成的氧化物中一定含H、O元素。
17.(2024·安徽合肥·二模)钇是一种灰黑色金属,化学符号Y,它是第一个被发现的稀土金属元素,其氧化物()广泛应用于航空航天涂层材料。富钇稀土(含约70%,含、CuO,等约30%)生产大颗粒氧化钇的工艺流程如图:
(1)金属钇是由 构成。
(2)加入稀盐酸后稀土中的金属氧化物会与其反应,写出盐酸与氧化铜反应的化学方程式: 。
(3)酸溶后分离提纯YCl₃,需除去滤液中的 (填化学式)。
(4)碳酸钇加热还会产生 。
(5)你觉得航空航天涂层材料还需什么性质: 。
【答案】(1)原子
(2)
(3)FeCl3和CuCl2
(4)二氧化碳/CO2
(5)耐高温、耐腐蚀、抗氧化
【解析】(1)金属钇是由原子构成的;
(2)氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,反应的化学方程式为:;
(3)氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,酸溶后分离提纯YCl3,需除去滤液中的FeCl3、CuCl2;
(4)根据质量守恒定律,碳酸钇加热分解生成氧化钇外,还有二氧化碳,化学方程式为:;
(5)航空航天涂层材料还需的性质有:耐高温、耐腐蚀、抗氧化等。
18.(2024·山东临沂·二模)我国提出争取在2060年前实现“碳中和”,其中碳捕集是实现“碳中和”的措施之一、新兴碳捕集技术是利用溶液喷淋捕捉空气中的,其工艺流程如图所示。
(1)捕捉室中发生反应的化学方程式是 。
(2)上述反应过程中可以循环利用的物质有 (填化学式,写一种即可)。
(3)操作Ⅰ的名称是 。反应②的化学方程式是 。
【答案】(1)
(2)CaO、NaOH
(3)过滤
【解析】(1)捕捉室中发生反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
(2)由图可知,CaO、NaOH既是反应物,又是生成物,可以循环利用;
(3)由图可知,操作Ⅰ实现了固液分离,是过滤;
反应②为碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应的化学方程式为:。
19.(2024·安徽合肥·二模)2023年,中国成功发射了天舟六号货运飞船和神舟十六、十七号载人飞船,标志着中国空间站进入了正式运营阶段。航天事业的发展离不开金属钛,用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛的主要工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)钛铁矿的主要成分FeTiO3中铁元素是+2价,则钛元素化合价为 。
(2)为加快钛铁矿与酸的反应速率,可行的措施是 。
(3)Fe2O3也是铁锈的主要成分,可用硫酸除去,化学反应方程式为 。
(4)反应⑤的产物除氧化铁外,还会产生的刺激性气体是 。
(5)反应③在反应类型上属于 反应。
【答案】(1)+4
(2)粉碎钛铁矿等(合理即可)
(3)
(4)二氧化硫
(5)置换
【解析】(1)FeTiO3中铁元素化合价是+2,氧元素化合价是-2,根据化合物中元素化合价代数和为零可知,钛元素的化合价为+4;
(2)为了提高酸浸时的反应速率,通常可采取的措施是粉碎钛铁矿或搅拌或延长酸浸的时间或增大酸的浓度;
(3)Fe2O3和硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为:;
(4)反应⑤是硫酸亚铁在高温生成氧化铁,根据质量守恒定律可知,产生的刺激性气体是二氧化硫;
(5)反应③是TiCl4和Mg在高温下反应生成Ti和2MgCl2,此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
20.(2024·陕西宝鸡·二模)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,其制备流程如图所示:
(1)氮气可用分离液态空气的方法得到,是利用氮气和氧气的 不同。
(2)纳米级铁粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,该反应的基本类型是 。
(3)在制备纳米级铁粉的工艺流程中,氮气可以做保护气防止铁粉被氧化,利用了氮气的 。
【答案】(1)沸点
(2)化合反应
(3)化学性质不活泼
【解析】(1)分离液态空气法是利用氮气和氧气的沸点不同,使其分离;
(2)纳米级铁粉在氧气中自发燃烧生成黑色固体四氧化三铁,即纳米级铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁,符合“多变一”的特点,属于化合反应;
(3)氮气化学性质不活泼,常作为保护气,在制备纳米级铁粉的工艺流程中,氮气利用其化学性质不活泼的特点可以保护铁粉。
21.(2024·江苏扬州·二模)盐湖提钾后产生的天然结晶水氯镁石中含有较多量的,少量的KCl、NaCl及泥沙。图1为从天然结晶水氯镁石提纯结晶水氯镁石的某工艺流程。
已知:①易溶于水和乙醇,KCl和NaCl微溶于乙醇;
②;。
(1)“溶解”时,天然结晶水氯镁石粉碎的主要目的是 ;选用无水乙醇而不选用水进行溶解的原因是 。
(2)操作完毕后展开滤纸,若黑色代表滤渣,则看到的情况最接近图中 (填字母)。
(3)提纯的过程只是一个简单的溶解-析出过程,其具有的优点有 。不考虑操作因素,产生晶体实际质量可能大于理论质量的原因是 。
(4)研究发现:天然结晶水氯镁石表面的孔隙较少,上述流程提纯得到的晶体表面孔隙较多,根据流程图分析,可能的原因是 。
(5)在一定条件下会分解生成、和水,该反应的化学方程式为 。
为进一步探究水氯镁石的分解,取一定质量加热至590℃时,生成一种仅含两种元素的固体物质,测得过程中固体的质量变化率约为80%(已知:固体的质量变化率=),则该固体物质的化学式为 。
(6)结晶水氯镁石可生产。某天然结晶水氯镁石中的含量为81.2%,现需生产13.8t的,求至少所需该种天然结晶水氯镁石的质量。
【答案】(1)增大天然结晶水氯镁石与水的接触面积,加快溶解速率,提高氯化镁的浸取率 MgCl2易溶于乙醇,KCl和NaCl微溶于乙醇,选用无水乙醇进行溶解,便于除去KCl和NaCl;三种物质均能溶于水,用水溶解,不利于产品的提纯
(2)a
(3)不经历复杂的化学反应,能耗低;实验操作相对简单;不产生污染环境的副产品 微溶的KCl和NaCl并不能完全除尽,导致晶体质量偏大
(4)酒精的蒸发导致产品孔隙较多
(5) MgO
(6)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,当MgCl2⋅6H2O中的镁元素全部转化至MgCO3⋅3H2O中时,所需该种天然结晶水氯镁石的质量的最少,则至少所需该种天然结晶水氯镁石的质量为:。
【解析】(1)“溶解”时,天然结晶水氯镁石粉碎的主要目的是:增大天然结晶水氯镁石与水的接触面积,加快溶解速率,提高氯化镁的浸取率;
MgCl2易溶于乙醇,KCl和NaCl微溶于乙醇,选用无水乙醇进行溶解,便于除去KCl和NaCl;三种物质均能溶于水,用水溶解,不利于产品的提纯;
(2)滤纸折叠时,是两次对折后然后展开,且过滤时,液面应低于滤纸边缘,故操作完毕后展开滤纸,若黑色代表滤渣,则看到的情况最接近图中a;
(3)提纯MgCl2⋅6H2O的过程只是一个简单的溶解-析出过程,其具有的优点有:不经历复杂的化学反应,能耗低;实验操作相对简单;不产生污染环境的副产品;
产生MgCl2⋅6H2O 晶体实际质量可能大于理论质量的原因是:微溶的KCl和NaCl并不能完全除尽,导致晶体质量偏大;
(4)酒精的蒸发导致产品孔隙较多,故上述流程提纯得到的MgCl2⋅6H2O 晶体表面孔隙较多;
(5)MgCl2⋅6H2O 在一定条件下会分解生成Mg(OH)Cl、HCl和水,该反应的化学方程式为:;
取一定质量MgCl2⋅6H2O加热至590℃时,生成一种仅含两种元素的固体物质,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物含Mg、Cl、H、O,生成物中也应含Mg、Cl、H、O,生成的固体中一定含镁元素,设生成固体物质的相对分子质量为x,则,x=40.6,氧化镁的化学式为:24+16=40,故该固体物质的化学式为:MgO;
(6)见答案。
22.(2024·安徽铜陵·三模)锂辉矿()是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿(主要成分为,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取,其主要工艺流程如图所示:
资料:(化学性质与相似)为无色晶体,微溶于水,其溶解度随温度的升高而减小。
(1)酸浸槽中加入的酸X是 (填化学式)。
(2)反应器中发生复分解反应,其化学方程式为 。
(3)沉锂池中分离的操作名称是 ,在实验室中进行该操作需要注意的是(写出一条即可) 。
(4)洗涤槽使用热水洗涤的目的是: 。
【答案】(1)
(2)
(3)过滤 滤纸紧贴漏斗内壁(或滤纸边缘低于漏斗边缘或液面低于滤纸边缘或玻璃棒下端紧靠在三层滤纸一边;漏斗下端紧靠烧杯内壁等)
(4)除去碳酸钠、硫酸钠等可溶性杂质,减小碳酸锂溶于水的损耗(合理即可)
【解析】(1)酸浸槽中加入过量酸X后,Li2O与酸X反应生成了Li2SO4,则酸浸槽中加入的酸X是H2SO4。故填:H2SO4。
(2)反应器中发生的复分解反应是硫酸锂与碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3↓+Na2SO4。故填:Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3↓+Na2SO4。
(3)沉锂池中分离Li2CO3的操作需要将固液分离,该操作名称是过滤;在实验室中进行过滤操作需要注意的是①滤纸紧贴漏斗内壁;②滤纸边缘低于漏斗边缘;③液面低于滤纸边缘;④玻璃棒下端紧靠在三层滤纸一边,漏斗下端紧靠烧杯内壁等。故填:①过滤;②滤纸紧贴漏斗内壁(或滤纸边缘低于漏斗边缘或液面低于滤纸边缘或玻璃棒下端紧靠在三层滤纸一边;漏斗下端紧靠烧杯内壁等)。
(4)碳酸钠、硫酸钠易溶于水,而碳酸锂微溶于水,在水中溶解度不大,且溶解度随温度升高而减小,洗涤时使用热水可使碳酸锂在热水中溶解度很小,除去碳酸钠、硫酸钠等可溶性杂质,减小碳酸锂溶于水的损耗。故填:除去碳酸钠、硫酸钠等可溶性杂质,减小碳酸锂溶于水的损耗(合理即可)。
23.(2024·云南昭通·模拟预测)化学是材料科学、信息科学和航空航天工程等现代科学的重要基础。
(1)二氧化硅是制造光导纤维、玻璃的重要原料。请用化学用语填空:
①2个硅原子 。
②3个氧分子 。
③标出二氧化硅中硅元素的化合价 。
(2)中国首款完全自主知识产权民用客机C919飞机的钛合金用量达9.3%。工业上利用钛白粉制备海绵钛的工艺流程如图所示:
①反应Ⅱ需在高温下和氩气环境中进行,目的是隔绝氧气以防钛被氧化,该反应的化学方程式为 。
②反应Ⅲ属于基本反应类型中的 。
③该工艺流程中,可以循环使用的物质有 (填化学式)。
【答案】(1)2Si 3O2
(2) 分解反应 Mg、Cl2
【解析】(1)①在对应的元素符号前加数字表示几个该原子,故2个硅原子表示为2Si;
②在化学式前加数字表示几个分子,故3个氧分子表示为3O2;
③化合价标在元素符号的正上方,正负在前,数字在后;二氧化硅中氧元素显-2价,依据化合物中各元素的化合价的代数和为零,硅元素显+4价,故填:。
(2)①反应Ⅱ是镁和四氯化钛高温下反应生成钛和氯化镁,反应的化学方程式为:;
②反应Ⅲ是氯化镁通电分解为金属镁和氯气,该反应符合一变多的特点,属于分解反应;
③该工艺流程中,氯气在反应Ⅰ做反应物,反应Ⅲ中氯气是生成物;镁是反应Ⅱ中的反应物,反应Ⅲ中的生成物,故可以循环使用的物质有Mg、Cl2。
24.(2023·四川成都·模拟预测)燃煤电厂产生的脱硫废水(含有CaCl2、MgCl2、MgSO4等物质)软化的一种工艺流程如下:
(1)“沉淀”步骤需要不断搅拌,目的是 ;
(2)写出“一级沉淀”中生成氢氧化镁的化学方程式: (写一个);
(3)固体Y的化学式为 ;加入稀盐酸的目的是 ;
(4)软化处理过程中,碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒,原因是 。
【答案】(1)使反应物充分接触,加快反应速率
(2)或
(3)CaCO3 除去溶液中的Na2CO3和NaOH
(4)Ca2+除不尽,不能达到软化的目的
【解析】(1)“沉淀”步骤需要不断搅拌,是为了使反应物充分接触,加快反应速率;
(2)燃煤电厂产生的脱硫废水(含有CaCl2、MgCl2、MgSO4等物质),加入过量熟石灰,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁的和氯化钙,氢氧化钙和硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钙,则“一级沉淀”中生成氢氧化镁的化学方程式为:、;
(3)“二级沉淀”为碳酸钠与氯化钙(生成碳酸钙沉淀和氯化钠)、氢氧化钙(生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠)的反应,生成的固体Y为碳酸钙,化学式CaCO3;
由于反应后的溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,所以加入稀盐酸是为了除去溶液中的碳酸钠和氢氧化钠;
(4)过量的熟石灰需用碳酸钠除去,若熟石灰与碳酸钠添加顺序颠倒,则钙离子未除尽,不能达到软化的目的。
25.(2024·江西上饶·二模)我国力争在2060年前实现“碳中和”。为实现这一目标,一种捕集烟气中二氧化碳并转化利用的流程如图:
(1)工艺流程中循环使用的物质是 。
(2)“转化器”中发生的反应是,X化学式是 。
(3)“合成塔”中发生的基本反应类型是 ,参加反应的CO和的质量最简比是 。
(4)甲醇可以作燃料,甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式是 。
【答案】(1)氧化钙或碳酸钙
(2)CH4
(3)化合反应 7:1
(4)
【解析】(1)由流程图可知,氧化钙在吸收塔中转化成碳酸钙,碳酸钙在转化器中转化成氧化钙,则在此流程中可循环使用的物质是氧化钙或碳酸钙。
(2)根据化学反应前后原子个数不变,反应后钙原子1个、氧原子3个、碳原子是2个、氢原子是4个,反应前钙原子1个、氧原子3个、碳原子是1个、氢原子是0个,缺的原子由X提供,则X的化学式是CH4;
(3)“合成塔”中,一定条件下一氧化碳和氢气反应生成甲醇,反应的化学方程式是:,由2种物质生成1种物质,属于化合反应;参加反应的CO和的质量最简比是28:(14)=7:1;
(4)甲醇可以作燃料,甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式是:。
26.(2024·安徽池州·二模)火力发电厂排放的烟气中含有少量的二氧化硫,可利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理,工艺流程如图所示。
(1)操作Ⅰ的名称是 。
(2)吸收室中发生的反应之一是氢氧化钠和二氧化硫的反应,类比氢氧化钠和二氧化碳的反应,写出氢氧化钠和二氧化硫反应的化学方程式 。
(3)反应室中发生的反应属于 (填基本反应类型)反应。
(4)上述工艺流程中可以循环使用的物质是 。
(5)上述工艺流程的意义是 。
【答案】(1)过滤
(2)
(3)复分解
(4)溶液
(5)节约资源或保护环境,减少酸雨的发生(合理即可)
【解析】(1)操作Ⅰ后得到了CaSO4固体和NaOH液体,则是过滤操作;
(2)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,类比二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为:;
(3)反应室中亚硫酸钠和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应;
(4)根据流程图,NaOH既是反应物,又是生成物,可循环使用;
(5)酸雨会造成严重的环境污染,二氧化硫是造成酸雨的主要气体,上述工艺流程,利用火力发电厂排放的含二氧化硫的烟气,利用物料循环的方法实现烟气的脱硫处理,可以节约资源,减少二氧化硫的排放,可以减少酸雨的发生,有利于环境保护。
27.(2024·山西·二模)在战国时期,《周礼•考工记》就记载了我国劳动人民制取KOH的工艺。他们将木材烧成灰,再用草木灰(主要成分为K2CO3)制取KOH,其工艺流程如图,请结合图文,分析思考,解决下列问题。
(1)燃烧室内使木材充分燃烧的措施是 (写一条)。
(2)从溶解池这一步骤可知K2CO3具有的性质是 。
(3)反应池中发生反应的化学方程式是 。
(4)为了节约资源,燃烧室内产生的热量可以被操作 (填“1”或“2”)利用,流程中可以循环利用的物质是 。
【答案】(1)将木材粉碎(或把木材架空、鼓风等)
(2)易溶于水
(3)
(4)2 水/H2O
【解析】(1)燃烧室内使木材充分燃烧的措施是:将木材粉碎或将木材架空,增大反应物之间的接触面积,使燃烧更充分,或鼓风,提供充足的氧气;
(2)将草木灰加水溶解,碳酸钾溶解出来,说明碳酸钾具有的性质是:易溶于水;
(3)反应池中发生反应为碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钾,该反应的化学方程式为:;
(4)由图可知,操作1实现了固液分离,是过滤,操作2中水蒸气逸出,则操作2是蒸发,蒸发需要加热,则为了节约资源,燃烧室内产生的热量可以被操作2利用;
由图可知,该流程中加入了水,且有水蒸气逸出,则流程中可以循环利用的物质是水。
28.(2024·山西晋中·二模)精细化工中常对金凤进行雕琢,化学蚀刻是常用的方法之一。某加工车间以含硫酸、盐酸、草酸等物质的溶液为蚀刻液,生产金属雕花外墙装饰板的工艺流程如图所示。请分析流程,回答下列问题。
(1)涂胶步骤中胶膜应具有的性质是 (写一种)。
(2)蚀刻步骤中发生的化学方程式为 (写一个)。
(3)水洗步骤中,可通过检验最后一次清洗液中不含 (填离子符号),证明已清洗干净。
(4)喷漆步骤中进行喷漆的目的是 。
(5)钢质板材需预先用NaOH溶液浸泡除去表面的油污,其原理是 。
【答案】(1)不与蚀刻液反应(合理即可)
(2)(合理即可)
(3)Fe2+
(4)隔绝氧气和水,防止铁锈蚀
(5)NaOH可以和油污反应
【解析】(1)涂胶步骤中,胶膜可以防止钢质板材和蚀刻液反应,所以胶膜应具有的性质是不与蚀刻液反应(合理即可)。
(2)钢质板材的主要成分是铁,蚀刻液含硫酸、盐酸、草酸等物质,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为。
(3)铁和硫酸、盐酸、草酸等物质反应生成亚铁离子,所以水洗步骤中,可通过检验最后一次清洗液中不含Fe2+,证明已清洗干净。
(4)铁制品在氧气和水的共同作用下易生锈,所以喷漆可以隔绝氧气和水,防止铁锈蚀。
(5)NaOH可以和油污反应,从而除去油污。
29.(2024·山东济宁·二模)粗盐中含有、等杂质,工业提纯粗盐的工艺流程如图所示:
(1)步骤①反应的化学方程式为 。
(2)步骤③操作a的名称是 。
(3)步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中的和 (填化学式)。
(4)若步骤①和步骤②的顺序颠倒,则最后所得的精盐水中还含有 (填化学式)。
【答案】(1)Ca(OH)2+MgCl2═CaCl2+Mg(OH)2↓
(2)过滤
(3)NaOH
(4)CaCl2
【解析】(1)Ca(OH)2溶液与粗盐水中的MgCl2反应,化学反应方程式是:Ca(OH)2+MgCl2═CaCl2+Mg(OH)2↓
(2)步骤③操作a能将固液分开,名称是过滤;
(3)步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中过量的Na2CO3和生成的NaOH;
(4)由实验的过程可知,若步骤①和步骤②的顺序颠倒,过量的氢氧化钙不能除去,会与盐酸反应生成了氯化钙混入精盐水中,化学式为:CaCl2。
30.(2024·湖北黄冈·二模)某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO,还含有少量Cu2O和SiO2等。利用该固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程如图所示:
已知:硝酸受热易分解,且硝酸具有挥发性;二氧化硅不溶于酸。
(1)“酸溶”时,为防止温度过高HNO3分解或者挥发,反应温度不宜超过70℃,欲加快反应速率可采取的措施是 。
(2)Cu、CuO及Cu2O均能溶于稀硝酸,Cu在“酸溶”时的反应方程式为:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O,则X的化学式为 。
(3)“中和”时,试剂A最好选用 (填字母)。
a.Fe2O3 b.CaCO3 c.Cu(OH)2
(4)“过滤”时需用到玻璃棒,其的作用是 ,所得废渣的主要成分的为 。
(5)利用蒸发结晶的方法可从Cu(NO3)2溶液获取产品Cu(NO3)2,所得产品中的铜元素质量 (填:大于、小于或等于)固体废渣中的铜元素质量。
【答案】(1)搅拌(合理即可)
(2)NO
(3)c
(4)引流 SiO2
(5)大于
【解析】(1)搅拌能使反应物充分接触,从而加快反应速率,故填:搅拌;(合理即可)
(2)反应前铜、氢、氮、氧原子的个数分别为:3、8、8、24,反应后铜、氢、氮、氧原子的个数分别为:3、8、6、22,根据反应前后原子的种类和个数不变,所以2X中含有2个氮原子和2个氧原子,故X为NO;
(3)中和时,需要A和多余硝酸发生中和反应(酸和碱反应生成盐和水的反应)生成硝酸铜且不引入新的杂质,则A可以为氢氧化铜,硝酸和氢氧化铜反应生成硝酸铜和水,而氧化铁、碳酸钙与硝酸反应会引入硝酸铁、硝酸钙杂质,且不属于中和反应,故选c;
(4)过滤时使用玻璃棒引流,使液体沿玻璃棒流入过滤器中;
固体废渣中的Cu、CuO、Cu2O、SiO2,只有二氧化硅不溶于酸,所得废渣的主要成分的化学式为SiO2;
(5)固体滤渣中铜元素全部转化到硝酸铜中,但实验过程中,中和时加入了氢氧化铜,氢氧化铜与硝酸反应生成了硝酸铜,所以最终得到的硝酸铜中铜元素大于固体废渣中的铜元素质量。
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