内容正文:
专题19 工艺流程
考点01 工艺流程类
命题点
频次
题型
年份及分值
考查内容
工艺流程综合
A卷5年4考
B卷5年5考
B卷21题
2020年4分
制备常见的氧化物;粗盐提纯(可溶性杂质);碳捕集回收;分离固体混合物;提纯流程;制备气体单质;水的净化
A卷21题
2021年5分
B卷21题
2021年5分
A卷21题(3)
2022年2分
B卷21题
2022年5分
A卷21题
2023年5分
B卷20题
2023年4分
A卷21题
2024年5分
B卷20题
2024年4分
考点01 工艺流程
1.(2024重庆A卷21)可用于食品加工,制药等领域,某工厂就地取用矿石(主要含石灰石和氧化铜)制取,其主要流程如下图所示。
(1)粉碎机和搅拌器所起的作用是 。
(2)反应器中生成的气体的化学式为 ,流程中X可以为 (填序号)。
A.稀盐酸 B.氢氧化钠 C.生石灰 D.氢氧化钙
(3)写出生成沉淀的化学方程式 。
(4)该流程存在缺陷,请提出改进措施 。
2.(2024·重庆B卷20)某实验小组对天然硬水的软化进行研究。填写下列空白:
(1)加入的试剂A是 (填名称)。
(2)“某现象”为出现大量浮渣,说明活性炭 (填“能”或“不能”)降低水的硬度。
(3)过滤时所需的玻璃仪器,除烧杯、玻璃棒外,还需要 (填仪器名称)。
(4)煮沸过程中,发生的反应之一是。X的化学式为 。
3.(2023·重庆A卷21)(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。下图是一种模拟提纯碳酸锂的工艺,根据要求回答问题。
【查阅资料】
I.锂辉矿主要成分为Li2CO3,含泥沙等杂质。
Ⅱ.Li2CO3(化学性质Na2CO3类似】为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比热水中大。
(1)X是一种酸。其溶质化学式为 ,常用 (填试剂名称)检验气体Y。
(2)②中发生中和反应的化学方程式为 。
(3)有以下三种温度的饱和Na2CO3溶液,③中你选择的是_____(填序号)。
A.0℃ B.25℃ C.80℃
(4)将滤液2蒸发,当有 时(填现象),停止加热,可得到其他化工产品。
4.(2023·重庆B卷20)氢气是重要的化工原料。下图是通过热化学循环用硫化氢气体(H2S)制备氢气的模拟工艺流程。
(1)吸收室中生成的S可进一步燃烧为反应室提供SO2,写出该反应的化学方程式 。
(2)HI进入产品室中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(3)写出一种上述流程中可以循环利用的物质 。
(4)硫化氢气体制备氢气时生成两种单质,写出化学方程式 。
5.(2022·重庆A卷21)我国承诺:2030年“碳达峰”,2060年“碳中和”,体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2,被人为努力和自然过程所吸收。
(3)人为努力:工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集"技术的流程如图2所示。
①反应、分离室中发生复分解反应的化学方程式为 。
②流程中可循环利用的物质有CaO、 。
6.(2022·重庆B卷21))虎年央视春晚舞蹈(只此青绿) 创作灵感源自宋代名画(千里江山图)。该画采用了炭黑、赭石(主要成分Fe2O3)、孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3)等矿物颜料。实验室现有炭黑和孔雀石的固体混合物,同学设计了如下探究实验。
(1)研磨是为了 (填“增大”或“减小”)反应物的接触面积,使反应更充分。
(2)溶液A中的阳离子有 (填符号),气体B的化学式为 。
(3)矿物颜料用于画作能避免虫蛀的主要原因 (填序号)。
A.炭黑有吸附性 B.赭石有吸水性 C.孔雀石有毒性
(4)反应②能一步完成,并有水生成,该反应的化学方程式为 。
7.(2021·重庆A卷21)某兴趣小组利用废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(小部分产物略去)。
查阅资料:a.H2O2溶液可将Fe2+转化为Fe3+。
b.Fe3+ 、Ni2+转化为对应的氢氧化物沉淀时,溶液pH如图
(1)步骤Ⅰ的操作为 。
(2)滤渣①的成分为 。
(3)单质Fe参与反应的化学方程式为 。(任写一个)
(4)滤液②中有Ni2+、无Fe3+,则滤液②pH可能为 (填序号)。
A.pH=1 B.pH=2 C.pH=6 D.pH=10
(5)Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
8.(2021·重庆B卷21)重庆多地曾出现过盐井,从天然盐井中获取粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)为了除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验。
(1) 过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和
(2) 沉淀b所含物质为Mg(OH)2和
(3) 物质X是 。
(4) 滤液c中加入稀盐酸后发生中和反应的化学方程式是 。
(5)为了证明滴加的Ba(OH)2溶液已过量,取少许上层清液于试管中加入一种试剂即可。下列物质的溶液能达到实验目的的有 。
A. Ba(OH)2 B. K2CO3 C. Na2SO4 D.KCl
9.(2020重庆B卷21)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2及少量不溶性杂质(杂质不与酸反应),某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。
(1)白色沉淀的化学式为 。
(2)写出步骤③中发生反应的化学方程式 。
(3)蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是 。
(4)若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液,其过程中溶质种数会发生变化,最多时可达 种。
考点01 工艺流程类
1.(2024·重庆八中·一模)(2024·重庆·一模)Cu(NO3)2·3H2O是一种重要的瓷器着色剂,可由工业含铜废料制备,含铜废料的主要成分为Cu、CuS和CuSO4,制备流程如图所示。
查阅资料:①
②
③硝酸会挥发且受热会分解:过氧化氢在153℃以上时剧烈分解
(1)焙烧时,废料中的CuS与空气中的氧气反应生成CuO和SO2,该反应的化学方程式为 。
(2)“置换池”中加入过量铁的目的是 。
(3)“淘洗池”所用的溶液A可以是 。
a.稀硝酸 b.硫酸铜 c.稀硫酸 d.水
(4)“反应池”中溶解金属铜时除了加入20%稀硝酸,还会另外加入10%过氧化氢溶液,下列说法正确的是________。
A.加入10%过氧化氢溶液可以减少氮氧化合物的生成,防止空气污染
B.理论上需要H2O2溶液和HNO3溶液的质量比为1:2
C.“反应池”中若要加快反应速率,可以持续加热升温
(5)某工厂用m1kg上述含铜废料(含铜元素80%)制备Cu(NO3)2·3H2O,最终得到产品m2kg,产率为 。【已知:,Cu(NO3)2·3H2O的相对分子质量为242】
2.(2024·重庆八中·阶段二)城市园林中常使用白云石布置景观,其主要成分为,还含有少量的杂质(不溶于水且不参与反应)。现利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程图如下。
已知:①煅烧分解生成CaO、MgO和,煅烧分解生成MgO和;
②在“浸镁”流程中,反应原理为。
(1)在“浸钙”流程中,发生了两个反应:反应: (写出化学方程式);反应:。
(2)在“沉钙”流程中,发生的化学方程式是 。
(3)此流程未涉及的基本反应类型为 。
(4)流程中除水、、外,还可以循环利用的物质是 。
(5)制备过程中有20%的镁元素损失,最终获得6.4t的MgO,则使用纯度为92.0%的白云石质量为 t。
3.(2024·重庆一中·三模)回收利用废旧金属是保护金属资源的重要途径之一。从硬铝(Al、Cu、Mg)废料中制取溶液的工艺流程如下:
(1)将硬铝粉碎后再加入碱浸槽的目的是 ,反应产生和,发生反应的化学方程式为
(2)酸浸槽中发生反应的化学方程式为 该过程中离子的变化情况如图所示,有关说法正确的是 (填序号)。
A.①对应硫酸根
B.②对应氢离子
C.反应结束后,①和③对应的离子在溶液中个数比一定大于1∶2
D.所得溶液不呈电中性
(3)由Cu制取溶液的三种方案原理如下:
①(浓)
②、
③
有关说法错误的是______(填序号)。
A.方案①过程中需进行尾气处理 B.方案②最节约药品
C.方案③消耗34 g可得160 g D.三种方案消耗等量铜,会产生等量硫酸铜
4.(2024·重庆一中·二模)在锂离子电池正极材料钴酸锂((LiCoO2)的表面覆盖一层氧化铝,能延长使用寿命。回收处理废旧锂离子电池可充分利用资源、保护环境,常通过以下流程实现。
资料:ⅰ、氢氧化钠与氧化铝反应生成可溶性四羟基合铝酸钠。
ⅱ、2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑
(1)加入过量氢氧化钠溶液的目的是 。
(2)在化学反应中有元素化合价降低的物质是氧化剂,反之则是还原剂。LiCoO2中钴元素为+3价,在反应①中LiCoO2发生 (填“氧化”、“还原”)反应。
(3)反应①恰好完全反应。加入氨水后仅发生一个复分解反应,则滤液②中的阳离子有 。
(4)在温度为435℃时,Co(OH)2在空气中焙烧生成了Co2O3和水,请写出反应的化学方程式 。
(5)假设整个流程中无钴元素和锂元素的损失,若回收得到的Co2O3质量为83kg,则理论上回收得到的Li2CO3质量为 。
5.(2024·重庆一中·一模)金属镁在生产中有重要作用。工业上以某钙镁岩矿石[主要成分CaMg(CO3)2]为原料制备金属镁,同时得到超细碳酸钙粉末,主要流程图如图。
(1)将该矿石粉碎的目的是 。
(2)反应池3中发生的反应为:CaCl2+2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl,则反应池2中反应的化学方程式为 。
(3)已知NH3极易溶于水,向反应池3中通入NH3、CO2时,需要加压通入的气体是 (填化学式)。
(4)该流程中,可循环使用的物质除水外,还有 (填化学式)。
(5)图中没有涉及的基本反应类型是 反应。
6.(2024·重庆巴蜀·三模)“低碳”是全世界的主题,某同学查阅资料得到:以下流程是通过控制化学反应的条件来促进或抑制化学反应,实现“低碳”。
(1)上述流程中可循环利用的物质是 (填物质名称)和水。
(2)石油的分馏原理是利用各成分 不同。
(3)流程中由水制成氢气的化学方程式为 。
(4)甲醇(CH3OH)与CO分别在氧气中充分燃烧,若产生等质量的CO2,则甲醇与一氧化碳的质量之比为 。
(5)实验室检验二氧化碳的方程式为 。
7.(2024·重庆巴蜀·二模)铁矿石的种类很多,其中黄铁矿通常不直接用来炼铁,而是先用于制取浓硫酸,然后炉渣用于炼铁。生产过程如下图所示:
(1)将黄铁矿粉碎的目的是 。
(2)写出“沸腾炉”内发生的化学方程式 。
(3)浓硫酸在化学实验中常用作干燥剂,是因为浓硫酸具有 的物理性质;
(4)我国西汉时期就有曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜的说法,这是湿法冶铜的先驱,反应的化学方程式为 ,反应物中发生相互作用而真正改变的粒子是 (写符号)。
8.(2024·重庆南开·二模)锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用,锡精矿(主要成分为SnO2)中主要有Fe、S、Pb等杂质元素。如图为锡的冶炼工艺流程。
已知:SnO2化学性质稳定,难溶于酸。
回答下列问题:
(1)烟尘和烟气中的主要杂质元素是 (填元素符号)。
(2)酸浸滤液中的Pb2+可用Na2S与其反应生成PbS沉淀,并通过与熔融的NaOH反应获得Pb,化学反应方程式为2PbS+4NaOH═2Pb+2X+O2↑+2H2O,其中X的化学式为 。为了提高酸浸时的浸出速率,可采用的方法有 (填一种即可)。
(3)还原时需加入焦炭,写出在高温条件下该反应的化学方程式 。
(4)现有含SnO2质量分数为75.5%的锡精矿200t(其它成分不含锡元素),假设以上过程中锡元素不损失,经上述反应后可制得精锡(Sn) t。
9.(2024·重庆育才·三模)高纯氧化锌广泛应用于电子工业。某研究小组在实验室中设计了如图所示的流程制备高纯氧化锌。
(1)反应①常用于实验室制取气体,该气体的名称是 。
(2)副产品Y的化学式为 。
(3)操作Ⅰ和操作Ⅱ都要用到同一种玻璃仪器,这种仪器在操作Ⅱ中的作用是 。
(4)反应③在高温条件下灼烧,除得到氧化锌外还生成两种常见的氧化物气体,该反应的化学方程式为 。
(5)反应①、②、③中没有涉及到的基本反应类型是 。
10.(2024·重庆西大附中·三月)重庆为我国自主研制的大型客机C919提供了超过50%以上的铝材材料。某兴趣小组设计了从工业废渣(含有Al2O3、SiO2)中提取金属铝的工艺流程如图所示:
(1)X是一种酸, 化学式为 。
(2)溶液①中的阳离子有 。
(3)步骤Ⅱ在过滤时。A1(OH)3表面会吸附一些溶液,需要洗涤除去。可向最后一次洗出液中加入________(填序号)以检验是否洗涤干净。
A.Ba(OH)2溶液 B.酚酞溶液 C.稀盐酸 D.BaCO3
(4)步骤Ⅲ生成了两种氧化物,其化学方程式为 。
(5)理论上从102kg废渣((Al2O3的质量分数为50%)中可提取铝的质量为 kg。
11.(2024·重庆实验外国语·一模)中国航天工业飞速发展,金属钛常被用于航空航天工业。下图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:
已知:①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。
②铁矿海浸在浓硫酸中发生反应:
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 。
(2)反应前需将钛铁矿粉碎,其目的是
(3)溶液Ⅱ的主要溶质为TiOSO4,加热时和水发生反应,经过滤得到H2TiO3。已知X的溶质是一种初中化学常见的酸,写出该反应的化学方程式 。
(4)步骤④发生的反应为,此反应需要在Ar氛围下进行,其中Ar的作用是 。
(5)若在制备过程中有20%的钛元素损失,最终获得4.8t的单质钛,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为 。
12.(2024·重庆渝中·二模)海洋是巨大的资源宝库,从海水中提取金属镁的过程如下图,请回答下列问题:
(1)A的化学式是 。
(2)步骤Ш中操作a的名称是 。
(3)固体C的化学式是 。
(4)步骤Ⅳ的基本反应类型是 反应。
(5)步骤Ⅴ发生反应的化学方程式是 。
13.(2024·重庆九龙坡·指标)硫酸铜是农业上配制杀菌剂波尔多液的重要原料。一种以稀硫酸、氧化铁、铜粉为原料制备硫酸铜的流程如下:
已知:①;②
(1)稀硫酸和氧化铁反应的化学方程式为 。
(2)溶液B中溶质除了硫酸以外一定还有 (填化学式)。
(3)红褐色沉淀加热时,生成Fe2O3和一种常见的氧化物,反应的化学方程式为 。
(4)操作Ⅱ使用玻璃棒的作用是 。
(5)以铜粉的质量来计算所得硫酸铜晶体的产率,发现该产率超过100%,主要原因是 。
14.(2024·重庆沙坪坝·指标)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的多功能水处理剂,同时具备消毒和净水的功能。实验室合成高铁酸钾(K2FeO4),的流程如图所示。
信息1 反应1的化学方程式为;2KMnO4+16HCl(浓)=KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
信息2 在氧化还原反应中,除了从得失氧的角度分析外,还可从化合价的变化来判断氧化剂和还原剂,如CO+CuOCu+CO2,该反应中Cu的化合价降低,CuO作氧化剂,C的化合价升高,CO作还原剂。
(1)高锰酸钾是一种 色的固体。
(2)操作“洗气”的目的是为了除去气体a中的 得到较纯净气体b(Cl2)。
(3)K2FeO4中Fe的化合价为 。
(4)反应2的化学方程式为:2Fe(NO3)3+10KOH+3KClO=2K2FeO4+3 +6KNO3+5H2O
(5)K2FeO4在进行水处理后得到Fe(OH)3,请从化合价变化的角度分析,K2FeO4在该过程中作 剂。
15.(2024·重庆南岸·指标)“嫦娥五号”使用含有稀土元素钇的氧化物(Y2O3)作为涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)为原科,生产氧化钇的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)“酸溶”前需将富钇稀土矿粉碎,目的是 。
(2)操作I的名称是 。
(3)“分离提纯”是为了除去滤液1中的 (填化学式)。
(4)“沉钇”过程有H2O、CO2等物质产生,该过程的化学方程式为 。
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专题19 工艺流程
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A卷5年4考
B卷5年5考
B卷21题
2020年4分
制备常见的氧化物;粗盐提纯(可溶性杂质);碳捕集回收;分离固体混合物;提纯流程;制备气体单质;水的净化
A卷21题
2021年5分
B卷21题
2021年5分
A卷21题(3)
2022年2分
B卷21题
2022年5分
A卷21题
2023年5分
B卷20题
2023年4分
A卷21题
2024年5分
B卷20题
2024年4分
考点01 工艺流程
1.(2024重庆A卷21)可用于食品加工,制药等领域,某工厂就地取用矿石(主要含石灰石和氧化铜)制取,其主要流程如下图所示。
(1)粉碎机和搅拌器所起的作用是 。
(2)反应器中生成的气体的化学式为 ,流程中X可以为 (填序号)。
A.稀盐酸 B.氢氧化钠 C.生石灰 D.氢氧化钙
(3)写出生成沉淀的化学方程式 。
(4)该流程存在缺陷,请提出改进措施 。
【答案】(1)增大接触面积,使反应更快更充分 (2)CO2 CD (3)
(4)将“过量X”改为“适量X”
【解析】(1)粉碎机可以将大颗粒固体变为小颗粒固体,搅拌器可以使反应物充分接触。反应物接触越充分,则反应越快越充分。所以粉碎机和搅拌器所起的作用是增大接触面积,使反应更快更充分。
(2)矿石中石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,所以生成的气体是二氧化碳,化学式CO2;
流程X需要除去铜离子,且不引入氯离子、钙离子以外的离子。
A、稀盐酸无法除去铜离子。不符合题意;
B、氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,引入钠离子。不符合题意;
C、生石灰和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和氯化铜反应生成氢氧化铜和氯化钙,除去杂质且不引入新杂质。符合题意;
D、氢氧化钙和氯化铜反应生成氢氧化铜和氯化钙,除去杂质且不引入新杂质。符合题意;故选CD。
(3)根据(2)可知,生成沉淀的化学方程式为。
(4)加入过量的X(氧化钙或氢氧化钙),会有氢氧化钙剩余在溶液中成为新杂质,则反应后不能残留氢氧化钙,所以改进措施为将“过量X”改为“适量X”
2.(2024·重庆B卷20)某实验小组对天然硬水的软化进行研究。填写下列空白:
(1)加入的试剂A是 (填名称)。
(2)“某现象”为出现大量浮渣,说明活性炭 (填“能”或“不能”)降低水的硬度。
(3)过滤时所需的玻璃仪器,除烧杯、玻璃棒外,还需要 (填仪器名称)。
(4)煮沸过程中,发生的反应之一是。X的化学式为 。
【答案】(1)肥皂水 (2)不能 (3)漏斗 (4)CO2
【解析】(1)天然水加入肥皂水搅拌,硬水产生的泡沫少,浮渣多,则加入的试剂A是肥皂水;
(2)液体甲加入试剂A(肥皂水)产生的“某现象”为出现大量浮渣,经活性炭过滤后,仍为硬水,说明活性炭不能降低水的硬度;
(3)过滤时所需的玻璃仪器,除烧杯、玻璃棒外,还需要漏斗;
(4)根据化学方程式可知,反应前的镁原子、氢原子、碳原子和氧原子的数目分别为:1、2、2、6,反应后的镁原子、氢原子、碳原子和氧原子的数目分别为:1、2、0、2,化学反应中原子的种类和数目保持不变,2X中含有2个碳原子和4个氧原子,X的化学式为CO2
3.(2023·重庆A卷21)(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。下图是一种模拟提纯碳酸锂的工艺,根据要求回答问题。
【查阅资料】
I.锂辉矿主要成分为Li2CO3,含泥沙等杂质。
Ⅱ.Li2CO3(化学性质Na2CO3类似】为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比热水中大。
(1)X是一种酸。其溶质化学式为 ,常用 (填试剂名称)检验气体Y。
(2)②中发生中和反应的化学方程式为 。
(3)有以下三种温度的饱和Na2CO3溶液,③中你选择的是_____(填序号)。
A.0℃ B.25℃ C.80℃
(4)将滤液2蒸发,当有 时(填现象),停止加热,可得到其他化工产品。
【答案】(1) H2SO4 澄清石灰水/氢氧化钙溶液 (2)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O (3)C
(4)较多固体出现
【解析】(1)锂辉矿主要成分为Li2CO3,X是一种酸,与反应碳酸锂生成滤液1,滤液1与氢氧化钠溶液反应生成硫酸锂溶液,根据质量守恒定律,可知加入的酸是稀硫酸,其溶质的化学式为H2SO4。碳酸盐与酸反应生成盐、水和二氧化碳,产生的气体Y是二氧化碳,二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,常用澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)检验二氧化碳;
(2)②中发生中和反应,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;
(3)Li2CO3(化学性质与Na2CO3类似)为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比热水中大,则③中应选择80℃,此时碳酸锂易结晶析出。故选C;
(4)蒸发时,待蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用余热将剩余水分蒸干
4.(2023·重庆B卷20)氢气是重要的化工原料。下图是通过热化学循环用硫化氢气体(H2S)制备氢气的模拟工艺流程。
(1)吸收室中生成的S可进一步燃烧为反应室提供SO2,写出该反应的化学方程式 。
(2)HI进入产品室中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(3)写出一种上述流程中可以循环利用的物质 。
(4)硫化氢气体制备氢气时生成两种单质,写出化学方程式 。
【答案】(1)(2)分解反应(3)H2SO4 I2 (4)
【解析】(1)硫燃烧生成二氧化硫,反应的化学方程式为:;
(2)HI反应生成H2和I2,符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(3)反应室中生成的硫酸可以再参加吸收室中的反应;产品室中生成的I2可以再参加反应室中的反应;可以循环利用的物质是硫酸、I2;
(4)硫化氢气体制备氢气时生成两种单质,根据质量守恒定律,产物为H2和S,化学方程式为:
5.(2022·重庆A卷21)我国承诺:2030年“碳达峰”,2060年“碳中和”,体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2,被人为努力和自然过程所吸收。
(3)人为努力:工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集"技术的流程如图2所示。
①反应、分离室中发生复分解反应的化学方程式为 。
②流程中可循环利用的物质有CaO、 。
【答案】 NaOH
【解析】(3)由图可知,在反应、分离室中,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应属于化合反应,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,该反应属于复分解反应,则反应、分离室中发生复分解反应的化学方程式为;由图可知,二氧化碳捕集室中需要氢氧化钠,可知氢氧化钠也可循环利用。
6.(2022·重庆B卷21))虎年央视春晚舞蹈(只此青绿) 创作灵感源自宋代名画(千里江山图)。该画采用了炭黑、赭石(主要成分Fe2O3)、孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3)等矿物颜料。实验室现有炭黑和孔雀石的固体混合物,同学设计了如下探究实验。
(1)研磨是为了 (填“增大”或“减小”)反应物的接触面积,使反应更充分。
(2)溶液A中的阳离子有 (填符号),气体B的化学式为 。
(3)矿物颜料用于画作能避免虫蛀的主要原因 (填序号)。
A.炭黑有吸附性 B.赭石有吸水性 C.孔雀石有毒性
(4)反应②能一步完成,并有水生成,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)增大 (2)Cu2+、H+ CO2 (3)C (4)
【解析】(1)将块状固体反应物研磨成粉末,增大了反应物的接触面积,反应速率加快,故填增大;
(2)碱式碳酸铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,因为加入的是过量的稀硫酸,故A溶液是硫酸铜和硫酸的混合溶液,溶液中的阳离子是铜离子、氢离子,符号为Cu2+、H+,气体B为二氧化碳,化学式为CO2;
(3)矿物颜料用于画作能避免虫蛀的主要原因孔雀石有毒性,故选C;
(4)反应②产生的气体能使石灰水变浑浊,说明有二氧化碳产生,反应②有两个反应是同时发生的,能一步完成,并有水生成,一是碱式碳酸铜在高温的条件下分解成氧化铜、水和二氧化碳,二是碳与氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为
,
7.(2021·重庆A卷21)某兴趣小组利用废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(小部分产物略去)。
查阅资料:a.H2O2溶液可将Fe2+转化为Fe3+。
b.Fe3+ 、Ni2+转化为对应的氢氧化物沉淀时,溶液pH如图
(1)步骤Ⅰ的操作为 。
(2)滤渣①的成分为 。
(3)单质Fe参与反应的化学方程式为 。(任写一个)
(4)滤液②中有Ni2+、无Fe3+,则滤液②pH可能为 (填序号)。
A.pH=1 B.pH=2 C.pH=6 D.pH=10
(5)Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】过滤 Ag C Fe>Ni>Ag
【解析】废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)经过步骤Ⅰ加入过量稀硫酸,Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,Ag与稀硫酸不反应,由图可知,滤液①的溶质为NiSO4、FeSO4和H2SO4,滤渣①成分为Ag。步骤Ⅱ在滤液①中加入H2O2溶液,由查阅资料可得,H2O2溶液将FeSO4转化为Fe2(SO4)3,后溶液溶质为NiSO4、Fe2(SO4)3和H2SO4。步骤Ⅲ中加入NaOH溶液,H2SO4与NaOH溶液先反应,根据流程图可知,NaOH只将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3沉淀,而NiSO4不会沉淀,所以滤液②的溶质为NiSO4。向滤液②中加入铁粉即可回收镍,可知铁与NiSO4可发生置换反应。
8.(2021·重庆B卷21)重庆多地曾出现过盐井,从天然盐井中获取粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)为了除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验。
(1) 过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和
(2) 沉淀b所含物质为Mg(OH)2和
(3) 物质X是 。
(4) 滤液c中加入稀盐酸后发生中和反应的化学方程式是 。
(5)为了证明滴加的Ba(OH)2溶液已过量,取少许上层清液于试管中加入一种试剂即可。下列物质的溶液能达到实验目的的有 。
A. Ba(OH)2 B. K2CO3 C. Na2SO4 D.KCl
【答案】(1)漏斗(2)BaSO4(3)Na2CO3(4)HCl+NaOH=NaCl+H2O(5)C
【解析】(1)过滤中用到的玻璃仪器还有漏斗;(2)粗盐中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,加足量水溶解,过滤除去泥沙,滴加足量氢氧化钡溶液,氢氧化钡会与氯化镁和硫酸钠反应,故沉淀为氢氧化镁和硫酸钡;(3)滤液b含氯化钙,氯化钡,过量的氢氧化钡,加过量的碳酸钠可除去;(4)中和反应是酸与碱的反应,滤液c中含氢氧化钠和盐酸,故中和反应是HCl+NaOH=NaCl+H2O;(5)为证明滴加的氢氧化钡过量,可取上层清液,加入硫酸钠,硫酸钠与氢氧化钡生成硫酸钡沉淀,说明过量,碳酸钾也能与氢氧化钡生成碳酸钡沉淀,但上层清液含有氯化钙,碳酸钾可与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,故加入碳酸钾vu合适。故选C
9.(2020重庆B卷21)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2及少量不溶性杂质(杂质不与酸反应),某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。
(1)白色沉淀的化学式为 。
(2)写出步骤③中发生反应的化学方程式 。
(3)蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是 。
(4)若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液,其过程中溶质种数会发生变化,最多时可达 种。
【答案】 CaCO3 , 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O H2O 3
【解析】CuCO3·Cu(OH)2与过量稀硫酸反应方程式为,因此气体是CO2,溶液A的溶质是CuSO4和H2SO4;
(1)CO2遇澄清石灰水生成H2O和CaCO3,故白色沉淀是CaCO3;
(2)溶液A的溶质是CuSO4和H2SO4,CuSO4与NaOH反应生成硫酸钠和氢氧化铜,反应方程式为;硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为: 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;
(3)经过③反应后,生成的蓝色沉淀是Cu(OH)2,Cu(OH)2加热会产生两种氧化物CuO和H2O,故填H2O;
(4)因①的操作加入了过量的稀硫酸,因此溶液A中有两种溶质CuSO4和H2SO4;在滴加NaOH很少时,H2SO4未反应完,此时溶质有CuSO4、Na2SO4和H2SO4,溶质为3种;当H2SO4反应完全至生成蓝色沉淀最多之前,溶液中只有Na2SO4和CuSO4,溶质只有2种;当NaOH滴加生成沉淀最多时,溶液中只有1种溶质Na2SO4;当NaOH过量时,溶液中有2种溶质Na2SO4和NaOH;综上所述,向A中加入NaOH溶液,其溶质最多时可达3种,故填3
考点01 工艺流程类
1.(2024·重庆八中·一模)(2024·重庆·一模)Cu(NO3)2·3H2O是一种重要的瓷器着色剂,可由工业含铜废料制备,含铜废料的主要成分为Cu、CuS和CuSO4,制备流程如图所示。
查阅资料:①
②
③硝酸会挥发且受热会分解:过氧化氢在153℃以上时剧烈分解
(1)焙烧时,废料中的CuS与空气中的氧气反应生成CuO和SO2,该反应的化学方程式为 。
(2)“置换池”中加入过量铁的目的是 。
(3)“淘洗池”所用的溶液A可以是 。
a.稀硝酸 b.硫酸铜 c.稀硫酸 d.水
(4)“反应池”中溶解金属铜时除了加入20%稀硝酸,还会另外加入10%过氧化氢溶液,下列说法正确的是________。
A.加入10%过氧化氢溶液可以减少氮氧化合物的生成,防止空气污染
B.理论上需要H2O2溶液和HNO3溶液的质量比为1:2
C.“反应池”中若要加快反应速率,可以持续加热升温
(5)某工厂用m1kg上述含铜废料(含铜元素80%)制备Cu(NO3)2·3H2O,最终得到产品m2kg,产率为 。【已知:,Cu(NO3)2·3H2O的相对分子质量为242】
【答案】(1) (2)将铜完全转换出来 (3)bc (4)A (5)
【解析】(1)焙烧时,废料中的CuS与空气中的氧气反应生成CuO和SO2。
(2)根据流程,含铜废料在空气中焙烧,Cu转化为CuO,CuS与空气中的O2反应生成CuO和SO2,加入稀硫酸酸化生成硫酸铜,加入Fe置换硫酸铜,得到Cu,故“置换池”中加入过量铁的目的是将铜完全置换出来。
(3)淘洗加入的酸不能具有强氧化性,否则会溶解铜。a..稀硝酸具有氧化性能溶解铜,故不正确;
b.硫酸铜和铁发生反应,生成硫酸亚铁和铜,故正确;c.稀硫酸能与铁反应,不能和铜反应,故正确;
d.水不能溶解铁和铜,故不正确;故选bc;
(4)A、由查阅资料:①、②可知,不加入10%过氧化氢溶液会有一氧化氮生成,故加入10%过氧化氢溶液可以减少氮氧化合物的生成,防止空气污染,故正确;
B、由查阅资料②Cu +H2O2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O可知,理论上需要H2O2溶液和HNO3溶液的质量比为34:(2×63)=17:63,故错误;
C、由查阅资料③硝酸会挥发且受热会分解:过氧化氢在153℃以上时剧烈分解,故“反应池”中若要加快反应速率,不可以持续加热升温。故错误;故选A。
(5)m1 kg上述含铜废料中含铜元素的质量为m1 kg×80%=0.8m1 kg,理论上可制备Cu(NO3)2·3H2O的质量为;所以产率为
2.(2024·重庆八中·阶段二)城市园林中常使用白云石布置景观,其主要成分为,还含有少量的杂质(不溶于水且不参与反应)。现利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程图如下。
已知:①煅烧分解生成CaO、MgO和,煅烧分解生成MgO和;
②在“浸镁”流程中,反应原理为。
(1)在“浸钙”流程中,发生了两个反应:反应: (写出化学方程式);反应:。
(2)在“沉钙”流程中,发生的化学方程式是 。
(3)此流程未涉及的基本反应类型为 。
(4)流程中除水、、外,还可以循环利用的物质是 。
(5)制备过程中有20%的镁元素损失,最终获得6.4t的MgO,则使用纯度为92.0%的白云石质量为 t。
【答案】(1)CaO+H2O=Ca(OH)2 (2)CaCl2 +2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl (3)置换反应 (4)CO2、NH3 (5)40.0
【解析】(1)CaMg(CO3)2煅烧分解生成CaO、MgO和CO2,故在“浸钙”流程中,首先氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2;然后氢氧化钙与氯化铵反应生成氯化钙、氨气和水。
(2)流程中“沉钙”是氯化钙、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸钙和氯化铵,反应的化学方程式为:CaCl2 +2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl;
(3)CaMg(CO3)2煅烧时可分解产生三种氧化物,属于分解反应,浸钙时氧化钙和水反应生成氢氧化钙,属于化合反应,氢氧化钙与氯化铵反应生成氯化钙、氨气和水,属于复分解反应,沉镁时硫酸镁和碳酸铵反应生成碳酸镁沉淀和硫酸铵,属于复分解反应,MgCO3煅烧分解生成MgO和CO2,属于分解反应,所以整个流程中没有单质和化合物相互作用生成另一种单质和化合物的反应,故流程未涉及的基本反应类型为置换反应。
(4)CO2、NH3既是生成物又是反应物,可以循环利用;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,则CaMg(CO3)2纯度为92.0%的白云石质量为
3.(2024·重庆一中·三模)回收利用废旧金属是保护金属资源的重要途径之一。从硬铝(Al、Cu、Mg)废料中制取溶液的工艺流程如下:
(1)将硬铝粉碎后再加入碱浸槽的目的是 ,反应产生和,发生反应的化学方程式为
(2)酸浸槽中发生反应的化学方程式为 该过程中离子的变化情况如图所示,有关说法正确的是 (填序号)。
A.①对应硫酸根
B.②对应氢离子
C.反应结束后,①和③对应的离子在溶液中个数比一定大于1∶2
D.所得溶液不呈电中性
(3)由Cu制取溶液的三种方案原理如下:
①(浓)
②、
③
有关说法错误的是______(填序号)。
A.方案①过程中需进行尾气处理 B.方案②最节约药品
C.方案③消耗34 g可得160 g D.三种方案消耗等量铜,会产生等量硫酸铜
【答案】(1)增大接触面积,使反应更充分
(2) AC (3)A
【解析】(1)将硬铝粉碎增大了其表面积,使反应物接触面积增大,反应更充分;
铝与氢氧化钠溶液反应是铝与氢氧化钠和水共同作用生成偏铝酸钠和氢气的过程,方程式为:;
(2)酸浸槽中发生的反应为镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气,方程式为:;
根据反应可知,并结合图像进行分析,金属镁与硫酸反应生成硫酸镁溶液,同时产生氢气,随着硫酸的加入溶液中硫酸镁溶质质量增大,溶液中硫酸根离子和镁离子逐渐增多,反应过程中溶液中不存在氢离子,当金属镁完全反应后,继续加入稀硫酸,溶液中硫酸镁质量不再发生变化,溶液中镁离子不再增大,溶液中开始出现硫酸,溶液中的硫酸根离子继续增加,同时溶液中出现氢离子,即氢离子逐渐增加,故①表示硫酸根离子,②标上镁离子,③表示氢离子。
A、由分析可知①对应的是硫酸根离子,选项正确;
B、②对应的是镁离子,选项错误;
C、①对应的是硫酸根离子,③对应的是氢离子,反应结束后溶液为硫酸镁和硫酸的混合溶液,硫酸中硫酸根离子和氢离子的个数比为1:2,由于生成的硫酸镁中含有硫酸根离子,故反应后溶液中①和③对应的离子在溶液中个数比一定大于1∶2 ,选项正确;
D、所得溶液为硫酸镁和硫酸的混合溶液,在溶液中氢离子和镁离子所得的正电荷总数等于硫酸根离子所带的负电荷总数,所以呈电中性,选项错误;故选AC;
(3)A、方案①过程中产生二氧化硫气体,二氧化硫有毒会污染空气,所以要进行尾气处理,选项错误;
B、根据方程式可知,方案①消耗的硫酸质量大,方案③需要消耗过氧化氢,故方案②最节约药品,选项正确;
C、根据方程式可知,方案③中过氧化氢与生成硫酸铜的质量比,故消耗34 gH2O2可得160 gCuSO4,选项正确;
D、由方程式可知,三种方案中生成的硫酸铜中铜元素质量都等于反应的铜的质量,所以种方案消耗等量铜,会产生等量硫酸铜,选项正确;故选A
4.(2024·重庆一中·二模)在锂离子电池正极材料钴酸锂((LiCoO2)的表面覆盖一层氧化铝,能延长使用寿命。回收处理废旧锂离子电池可充分利用资源、保护环境,常通过以下流程实现。
资料:ⅰ、氢氧化钠与氧化铝反应生成可溶性四羟基合铝酸钠。
ⅱ、2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑
(1)加入过量氢氧化钠溶液的目的是 。
(2)在化学反应中有元素化合价降低的物质是氧化剂,反之则是还原剂。LiCoO2中钴元素为+3价,在反应①中LiCoO2发生 (填“氧化”、“还原”)反应。
(3)反应①恰好完全反应。加入氨水后仅发生一个复分解反应,则滤液②中的阳离子有 。
(4)在温度为435℃时,Co(OH)2在空气中焙烧生成了Co2O3和水,请写出反应的化学方程式 。
(5)假设整个流程中无钴元素和锂元素的损失,若回收得到的Co2O3质量为83kg,则理论上回收得到的Li2CO3质量为 。
【答案】(1)除去锂离子电池正极材料钴酸锂的表面覆盖的一层氧化铝 (2)还原 (3)锂离子、铵根离子
(4) (5)37kg
【解析】(1)由于氢氧化钠与氧化铝反应生成可溶性四羟基合铝酸钠。所以加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去锂离子电池正极材料钴酸锂的表面覆盖的一层氧化铝。故填:除去锂离子电池正极材料钴酸锂的表面覆盖的一层氧化铝。
(2)在反应①中即2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑,反应物LiCoO2中钴元素为+3价,生成物CoSO4中钴元素为+2价,化合价降低,则LiCoO2是氧化剂,发生还原反应。故填:还原。
(3)加入氨水后仅发生一个复分解反应,据图可知,生成了Co(OH)2,说明CoSO4与氨水反应生成Co(OH)2沉淀和硫酸铵。则滤液②中含有Li2SO4和硫酸铵。因此滤液②中的阳离子有锂离子、铵根离子。故填:锂离子、铵根离子。
(4)温度为435℃时,Co(OH)2在空气中焙烧生成了Co2O3和水,即Co(OH)2在空气中与氧气在焙烧条件下反应生成了Co2O3和水,化学方程式为
(5)设:回收得到的Co2O3质量为83kg,需要Co(OH)2的质量为a。
设:与氨水反应的CoSO4质量为b。;
设:生成Li2SO4质量为c。由于2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑,所以
设:理论上回收得到的Li2CO3质量为d。。故填:37kg
5.(2024·重庆一中·一模)金属镁在生产中有重要作用。工业上以某钙镁岩矿石[主要成分CaMg(CO3)2]为原料制备金属镁,同时得到超细碳酸钙粉末,主要流程图如图。
(1)将该矿石粉碎的目的是 。
(2)反应池3中发生的反应为:CaCl2+2NH3+H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl,则反应池2中反应的化学方程式为 。
(3)已知NH3极易溶于水,向反应池3中通入NH3、CO2时,需要加压通入的气体是 (填化学式)。
(4)该流程中,可循环使用的物质除水外,还有 (填化学式)。
(5)图中没有涉及的基本反应类型是 反应。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率 (2)
(3)CO2 (4)CO2、NH4Cl (5)置换
【解析】(1)将该矿石粉碎,可增大接触面积,加快反应速率;
(2)根据反应池3中的化学方程式可知,反应池2中生成了氯化钙,反应池1中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应池2中氢氧化钙和氯化铵反应生成氯化钙、氨气和水,化学方程式为:;
(3)氨气极易溶于水,常温、常压下,二氧化碳在水中的溶解度较小,故需要加压通入的气体是二氧化碳(CO2),压强增大,二氧化碳的溶解度增大;
(4)根据图示,氯化铵(NH4Cl)、二氧化碳(CO2)既是反应物,又是生成物,在流程中可循环使用;
(5)钙镁岩矿石分解生成氧化钙、二氧化碳和水,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;
氧化钙和水反应生成氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
氢氧化钙和氯化铵反应生成氯化钙、氨气和水,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;
氯化镁电解生成镁和氯气,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
故图中没有涉及的基本反应类型是置换反应
6.(2024·重庆巴蜀·三模)“低碳”是全世界的主题,某同学查阅资料得到:以下流程是通过控制化学反应的条件来促进或抑制化学反应,实现“低碳”。
(1)上述流程中可循环利用的物质是 (填物质名称)和水。
(2)石油的分馏原理是利用各成分 不同。
(3)流程中由水制成氢气的化学方程式为 。
(4)甲醇(CH3OH)与CO分别在氧气中充分燃烧,若产生等质量的CO2,则甲醇与一氧化碳的质量之比为 。
(5)实验室检验二氧化碳的方程式为 。
【答案】(1)二氧化碳 (2)沸点 (3) (4) 8:7 (5)
【解析】(1)根据流程图,二氧化碳与氢气在复合催化剂作用下生成有机燃料,有机燃料燃烧及机动车尾气又可生成二氧化碳,故CO2可循环利用,故填:二氧化碳。
(2)石油的分馏原理是利用各成分沸点不同。故填:沸点。
(3)水在光、催化剂的条件下生成氢气和氧气,化学方程式为:
(4)根据质量守恒可知,若产生等质量的CO2,则甲醇中C元素的质量和CO中C元素质量相等,设C元素质量为12,则甲醇的质量为12÷(×100%)=32g;CO的质量为12g÷(×100%)=28g.故填:8:7。
(5)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以实验室检验二氧化碳的方程式为:
7.(2024·重庆巴蜀·二模)铁矿石的种类很多,其中黄铁矿通常不直接用来炼铁,而是先用于制取浓硫酸,然后炉渣用于炼铁。生产过程如下图所示:
(1)将黄铁矿粉碎的目的是 。
(2)写出“沸腾炉”内发生的化学方程式 。
(3)浓硫酸在化学实验中常用作干燥剂,是因为浓硫酸具有 的物理性质;
(4)我国西汉时期就有曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜的说法,这是湿法冶铜的先驱,反应的化学方程式为 ,反应物中发生相互作用而真正改变的粒子是 (写符号)。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 (2)
(3)吸水性 (4) Fe、Cu2+
【解析】(1)将黄铁矿粉碎的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)“沸腾炉”内发生的反应为FeS2和氧气在高温下反应生成二氧化硫和氧化铁,该反应的化学方程式为:;
(3)浓硫酸在化学实验中常用作干燥剂,是因为浓硫酸具有吸水性,吸水性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质;
(4)曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜的反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:;
该反应实质是铁原子和铜离子反应生成亚铁离子和铜原子,故反应物中发生相互作用而真正改变的粒子是:Fe、Cu2+。
8.(2024·重庆南开·二模)锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用,锡精矿(主要成分为SnO2)中主要有Fe、S、Pb等杂质元素。如图为锡的冶炼工艺流程。
已知:SnO2化学性质稳定,难溶于酸。
回答下列问题:
(1)烟尘和烟气中的主要杂质元素是 (填元素符号)。
(2)酸浸滤液中的Pb2+可用Na2S与其反应生成PbS沉淀,并通过与熔融的NaOH反应获得Pb,化学反应方程式为2PbS+4NaOH═2Pb+2X+O2↑+2H2O,其中X的化学式为 。为了提高酸浸时的浸出速率,可采用的方法有 (填一种即可)。
(3)还原时需加入焦炭,写出在高温条件下该反应的化学方程式 。
(4)现有含SnO2质量分数为75.5%的锡精矿200t(其它成分不含锡元素),假设以上过程中锡元素不损失,经上述反应后可制得精锡(Sn) t。
【答案】(1)S (2)Na2S 升温(合理即可)(3) (4)119
【解析】(1)焙烧时,硫元素能够转化成二氧化硫,因此烟尘和烟气中的主要杂质元素是硫,故填:S;
(2)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的个数、种类均不变,即X的化学式为Na2S;为了提高酸浸时的浸出速率,可采用的方法有 升温、增大稀盐酸浓度等;
(3)高温条件下二氧化锡和碳反应生成锡和二氧化碳,该反应的化学方程式是,
(4)根据质量守恒定律可知,二氧化锡中锡元素的质量=生成物锡的质量,故生成物锡的质量=,故填:119
9.(2024·重庆育才·三模)高纯氧化锌广泛应用于电子工业。某研究小组在实验室中设计了如图所示的流程制备高纯氧化锌。
(1)反应①常用于实验室制取气体,该气体的名称是 。
(2)副产品Y的化学式为 。
(3)操作Ⅰ和操作Ⅱ都要用到同一种玻璃仪器,这种仪器在操作Ⅱ中的作用是 。
(4)反应③在高温条件下灼烧,除得到氧化锌外还生成两种常见的氧化物气体,该反应的化学方程式为 。
(5)反应①、②、③中没有涉及到的基本反应类型是 。
【答案】(1)氢气 (2) (3)搅拌,防止液体局部温度过高,造成液滴飞溅(4) (5)化合反应
【解析】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,所以反应①常用于实验室制取氢气。故填:氢气。
(2)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,所以含X的溶液即硫酸锌溶液,硫酸锌与草酸铵反应生成草酸锌沉淀和硫酸铵溶液,所以含Y的溶液即硫酸铵溶液,副产品即硫酸铵,化学式为。(3)操作Ⅰ是将含Y的溶液与草酸锌沉淀分开,所以操作Ⅰ是过滤;从硫酸铵溶液中得到硫酸铵晶体,通常用蒸发结晶的方法。操作Ⅰ和操作Ⅱ都要用到同一种玻璃仪器是玻璃棒,玻璃棒在过滤中的作用是引流。玻璃棒在蒸发过程中的作用是,搅拌,防止液体局部温度过高,造成液滴飞溅。故填:搅拌,防止液体局部温度过高,造成液滴飞溅。
(4)反应③在高温条件下灼烧,除得到氧化锌外还生成两种常见的氧化物气体,即草酸锌灼烧条件下分解生成氧化锌、一氧化碳、二氧化碳,化学方程式。(5)反应①是锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,符合一种单质与一种化合物反应生成另一单质另一化合物的置换反应的定义,属于置换反应;反应②是草酸铵与硫酸锌反应生成草酸锌沉淀和硫酸铵,符合两种化合物互相交换成分,生成两种新的化合物的复分解反应定义,属于复分解反应;反应③是草酸锌在灼烧条件下分解生成氧化锌、一氧化碳和二氧化碳,符合分解反应一变多的特征,属于分解反应。综上所述:反应①、②、③中没有涉及到的基本反应类型是化合反应。故填:化合反应
10.(2024·重庆西大附中·三月)重庆为我国自主研制的大型客机C919提供了超过50%以上的铝材材料。某兴趣小组设计了从工业废渣(含有Al2O3、SiO2)中提取金属铝的工艺流程如图所示:
(1)X是一种酸, 化学式为 。
(2)溶液①中的阳离子有 。
(3)步骤Ⅱ在过滤时。A1(OH)3表面会吸附一些溶液,需要洗涤除去。可向最后一次洗出液中加入________(填序号)以检验是否洗涤干净。
A.Ba(OH)2溶液 B.酚酞溶液 C.稀盐酸 D.BaCO3
(4)步骤Ⅲ生成了两种氧化物,其化学方程式为 。
(5)理论上从102kg废渣((Al2O3的质量分数为50%)中可提取铝的质量为 kg。
【答案】(1)H2SO4 (2)Al3+、H+ (3)AB (4)(5)27
【解析】(1)由于溶液②中含有硫酸铵等溶质,是溶液①中硫酸铝与氨水反应生成的,故X是一种酸,则X是硫酸,化学式是:H2SO4;
(2) 工业废渣中含有铝和Al2O3、SiO2,铝和Al2O3能与硫酸反应生成硫酸铝、水、氢气,SiO2不能与硫酸反应,因为加入过量的硫酸,所以滤液①中含有的溶质是生成的硫酸铝、剩余的硫酸,故阳离子有:Al3+、H+;
(3)A1(OH)3表面会吸附一些溶液,由题可知溶液中含有硫酸根离子、铵根离子、氢氧根离子,检验氢氧化铝是否洗涤干净,可以检验洗出液中是否含有硫酸根离子、铵根离子、氢氧根离子;
A、用Ba(OH)2溶液,若含有含有硫酸根离子和铵根离子,则会产生白色沉淀和刺激性气味,选项正确;
B、用酚酞溶液,若含有氢氧根离子,则酚酞溶液会变红,选项正确;
C、用稀盐酸检验不出来是否含有硫酸根离子、铵根离子、氢氧根离子,选项错误;
D、用BaCO3检验不出来是否含有硫酸根离子、铵根离子、氢氧根离子,选项错误;
故选:AB;
(4)Al(OH)3加热时,生成Al2O3和一种常见的氧化物,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应前有铝、氢、氧元素,则另一种常见的氧化物中应含有氢元素,故另一种常见的氧化物为水,则化学方程式为:;
(5)根据元素守恒,氧化铝和铝的质量关系,可列式算出可提取铝的质量,设理论上从102kg废渣((Al2O3的质量分数为50%)中可提取铝的质量为x
答:可提取铝的质量为27kg。
11.(2024·重庆实验外国语·一模)中国航天工业飞速发展,金属钛常被用于航空航天工业。下图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:
已知:①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。
②铁矿海浸在浓硫酸中发生反应:
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 。
(2)反应前需将钛铁矿粉碎,其目的是
(3)溶液Ⅱ的主要溶质为TiOSO4,加热时和水发生反应,经过滤得到H2TiO3。已知X的溶质是一种初中化学常见的酸,写出该反应的化学方程式 。
(4)步骤④发生的反应为,此反应需要在Ar氛围下进行,其中Ar的作用是 。
(5)若在制备过程中有20%的钛元素损失,最终获得4.8t的单质钛,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为 。
【答案】(1)+4 (2)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 (3)
(4)作保护气,防止镁和反应生成的钛高温下被氧化 (5)95%
【解析】(1)FeTiO3中铁元素显+2价,氧元素显-2价,设钛元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+4;
(2)反应前需将钛铁矿粉碎,其目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Ti、O、S、H,生成物中含H、Ti、O,故生成物中还应含S,已知X的溶质是一种初中化学常见的酸,故物质X为硫酸,则该反应为TiOSO4和水在加热的条件下反应生成H2TiO3和硫酸,该反应的化学方程式为:;
(4)此反应需要在Ar氛围下进行,氩气化学性质稳定,可作保护气,可防止镁和反应生成的钛高温下被氧化;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量为:,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为:
12.(2024·重庆渝中·二模)海洋是巨大的资源宝库,从海水中提取金属镁的过程如下图,请回答下列问题:
(1)A的化学式是 。
(2)步骤Ш中操作a的名称是 。
(3)固体C的化学式是 。
(4)步骤Ⅳ的基本反应类型是 反应。
(5)步骤Ⅴ发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)CaO (2)过滤 (3)Mg(OH)2 (4)复分解 (5)
【解析】由海水提取镁的流程图可知,石灰石分解生成CaO,CaO与水反应后生成氢氧化钙,再与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,则试剂A为CaO,沉淀B为CO2,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁,电解熔融氯化镁冶炼Mg。
(1)石灰石主要成分是碳酸钙,碳酸钙在高温条件下发生分解反应生成氧化钙、二氧化碳,则A的化学式为CaO;
(2)通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离,步骤Ⅲ中操作a的名称是过滤;
(3) 步骤II是氧化钙与水反应生成氢氧化钙,海水中含有丰富的氯化镁,氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,固体C的化学式是:Mg(OH)2;
(4)步骤Ⅳ发生反应的化学方程式为:,该反应是复分解反应;
(5)步骤Ⅴ为电解熔融氯化镁冶炼Mg,发生反应的化学方程式是:
13.(2024·重庆九龙坡·指标)硫酸铜是农业上配制杀菌剂波尔多液的重要原料。一种以稀硫酸、氧化铁、铜粉为原料制备硫酸铜的流程如下:
已知:①;②
(1)稀硫酸和氧化铁反应的化学方程式为 。
(2)溶液B中溶质除了硫酸以外一定还有 (填化学式)。
(3)红褐色沉淀加热时,生成Fe2O3和一种常见的氧化物,反应的化学方程式为 。
(4)操作Ⅱ使用玻璃棒的作用是 。
(5)以铜粉的质量来计算所得硫酸铜晶体的产率,发现该产率超过100%,主要原因是 。
【答案】(1) (2)CuSO4、Fe2(SO4)3 (3)
(4)搅拌,防止局部过热导致液滴飞溅 (5)操作Ⅰ加入Cu2(OH)2CO3,导致溶液中Cu的含量上升
【解析】(1)稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁、水,化学方程式为:。
(2)根据(1)的分析,溶液A中含有Fe2(SO4)3。根据已知,,。溶液A中加入铜粉,经过热空气(含有氧气),Cu与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4、FeSO4,而FeSO4与O2、H2SO4反应生成Fe2(SO4)3、H2O。根据题意,反应后硫酸有剩余,说明FeSO4完全反应,则溶液B中除了硫酸以外一定还有CuSO4、Fe2(SO4)3。
(3)红褐色沉淀Fe(OH)3加热时,生成Fe2O3和一种常见的氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变。反应物Fe(OH)3含有Fe、O、H这3种元素,生成物Fe2O3中含有Fe、O这2种元素,则另一种生成物中一定含有H元素,氧化物是由两种元素组成的含有氧元素的化合物,则该生成物是H2O或H2O2,但一般的反应不会生成H2O2,所以该反应是Fe(OH)3在加热条件下反应生成Fe2O3、H2O,化学方程式为:。
(4)根据流程图,溶液B加入Cu2(OH)2CO3,经操作Ⅰ得到蓝色溶液,由于溶液B中含有CuSO4、H2SO4、Fe2(SO4)3,其中H2SO4能与Cu2(OH)2CO3反应生成CuSO4、CO2、H2O,而Fe2(SO4)3反应生成Fe(OH)3沉淀,所以该蓝色溶液为CuSO4溶液。由CuSO4溶液经操作Ⅱ变为CuSO4晶体,说明该操作是蒸发结晶,蒸发结晶过程中玻璃棒的作用是:搅拌,防止局部过热导致液滴飞溅。
(5)以铜粉的质量来计算所得硫酸铜晶体的产率,发现该产率超过100%,根据流程图,主要原因是:操作Ⅰ加入Cu2(OH)2CO3,导致溶液中Cu的含量上升
14.(2024·重庆沙坪坝·指标)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的多功能水处理剂,同时具备消毒和净水的功能。实验室合成高铁酸钾(K2FeO4),的流程如图所示。
信息1 反应1的化学方程式为;2KMnO4+16HCl(浓)=KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
信息2 在氧化还原反应中,除了从得失氧的角度分析外,还可从化合价的变化来判断氧化剂和还原剂,如CO+CuOCu+CO2,该反应中Cu的化合价降低,CuO作氧化剂,C的化合价升高,CO作还原剂。
(1)高锰酸钾是一种 色的固体。
(2)操作“洗气”的目的是为了除去气体a中的 得到较纯净气体b(Cl2)。
(3)K2FeO4中Fe的化合价为 。
(4)反应2的化学方程式为:2Fe(NO3)3+10KOH+3KClO=2K2FeO4+3 +6KNO3+5H2O
(5)K2FeO4在进行水处理后得到Fe(OH)3,请从化合价变化的角度分析,K2FeO4在该过程中作 剂。
【答案】(1)紫黑 (2)除去氯化氢气体 (3)+6 (4)KCl (5)氧化
【解析】(1)高锰酸钾是一种紫黑色的固体;
(2)浓盐酸具有挥发性,会挥发出来HCl气体,故洗气是为了除去氯化氢气体;
(3)K2FeO4中O化合价为-2,K是+1,根据正负化合价代数和为0,设铁元素化合价为x,则(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6,则铁元素化合价+6价;
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目均不会发生改变,反应前有2Fe、6N、31O、13K、10H、3Cl,反应后有10K、2Fe、31O、6N、10H,则缺少物质化学式为KCl;
(5)K2FeO4中铁元素化合价为+6,Fe(OH)3中铁元素化合价为+3,化合价降低了,K2FeO4在该过程做氧化剂。
15.(2024·重庆南岸·指标)“嫦娥五号”使用含有稀土元素钇的氧化物(Y2O3)作为涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)为原科,生产氧化钇的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)“酸溶”前需将富钇稀土矿粉碎,目的是 。
(2)操作I的名称是 。
(3)“分离提纯”是为了除去滤液1中的 (填化学式)。
(4)“沉钇”过程有H2O、CO2等物质产生,该过程的化学方程式为 。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更充分 (2)过滤 (3)HCl
(4)
【解析】(1)“酸溶”前需将富钇稀土矿粉碎,目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,故填:增大反应物之间的接触面积,使反应更充分;
(2)经过操作Ⅰ,难溶性固体和液体分离,所以操作Ⅰ是过滤,故填:过滤;
(3)富钇稀土矿中主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质,加入稀盐酸,发生的反应有:Y2O3与HCl反应生成YCl3和H2O,Fe2O3与HCl反应生成FeCl3和H2O、CuO与HCl反应生成CuCl2和H2O,SiO2与盐酸不反应,过滤后,滤液1中含有YCl3、FeCl3、CuCl2和过量的HCl,向滤液中加入有机溶剂,目的是除去滤液1中的HCl(HCl难溶于有机溶剂)故填:HCl;
(4)根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,则“沉钇”过程中发生的反应是碳酸氢铵与氯化钇反应生成碳酸钇沉淀、氯化铵、水和二氧化碳,反应的化学方程式为
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