内容正文:
题型01 工艺流程题
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
中考新考法:梳理中考出现的新题型、新考法试题。
新题特训:选用最新的优秀试题,巩固考点复习效果。
课标要求
题型
频次
考向
工艺流程题是广东中考常考热点之一,主要考点:考查对原料的预处理方法、反应条件的控制、混合物的分离提纯、溶质的分析、化学方程式的书写、可循环物质分析等。
工艺流程题
5年5考
考向一 金属类制备工艺流程题
考向二 结合溶解度曲线的工艺流程
考向三 非金属类制备的工艺流程
重点题型 工艺流程题
►考向一 金属类制备工艺流程题
1.(2024·广东·中考真题)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是 。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于 (填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为 。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2X,X的化学式为 。物质X可用于 和 工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在
内(填字母)。
a.45~49℃ b.50~52℃ c.53~55℃ d.56~60℃
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为 。
2.(2024·广东深圳·中考真题)铁黄(FeOOH)是一种颜料,以某硫铁矿废渣(主要成分,含有少量的,其余成分不考虑)为原料,制取铁黄,以下是制取工艺流程。
注:铁黄不与水反应,不与水和反应
(1)过程Ⅰ的化学方程式为 ,滤渣Ⅰ中的物质有 (填化学式);
(2)过程Ⅱ的操作名称为 ;
(3)过程Ⅲ中的化学方程式为,该反应属于 反应(填基本反应类型);
(4)①FeOOH随着温度的升高,可以加热分解成,写出其反应的化学方程式 ;
②温度不同时,生成的颜色如下表:
温度/℃
400
700
750
800
颜色
橘红
鲜红
鲜红
暗红
如果思考乐希希同学想获得鲜红的,应把温度控制在 。
3.(2023·广东深圳·中考真题)某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备(Au)和Cu的流程如图所示:
琴琴同学查阅资料已知:
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。
(1)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致 。
(2)“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是 。
(3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是 ,加入过量稀硫酸的目的是 。
(4)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为 ,该反应属于 反应(填写基本反应类型)。
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O的化学方程式为 。
总结归纳
►考向二 结合溶解度曲线的工艺流程
4.(2024·广东广州·中考真题)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有 (填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有 。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是 。
(4)“滤液2”显 性(填“酸”、“中”或“碱”)。
(5)结合下图分析:
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为 。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是 。
(6)“滤液3”一定是 (填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为 。
5.(2023·广东广州·中考真题)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的主要过程如下:
(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,推测析出的少量固体是NaCl,但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释: 。
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)设计由硫磺(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化合为+6价硫的化合物)
6.(2022·广东广州·中考真题)二甲基亚砜(DMSO)工业废渣含NaNO3及少量有毒的NaNO2,以该废渣为原料制备农用KNO3,既实现资源回收利用又保护了环境。工艺流程如下:
(1)农用KNO3为农作物提供的营养元素有 。
(2)步骤1的作用是除去NaNO2,NaNO2中氮元素的化合价为 。
(3)结合溶解度曲线分析,步骤3“加热蒸发”时可控制只析出NaCl固体,原因是 。
(4)步骤4的操作是 、过滤。
(5)KCl用量的估算依据是 (填标号)。
A.KCl与NaNO3的粒子个数比为1:1
B.KCl与NaNO3的质量比为1:1
C.KCl与NaNO3在溶液中的质量分数之比为1:1
(6)该工艺所得农用KNO3混有一定量NaCl。取25g样品加足量水溶解,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,生成沉淀的质为14.35g,则样品中杂质NaCl的质量是 g,样品含KNO3 %(质量分数)。
(相对分子质量:KNO3-101 NaCl-58.5 AgNO3-170 AgCl-143.5)
►考向三 非金属类制备的工艺流程
7.(2023·广东·中考真题)电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为 。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。 ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有 (写两条)。
1.(新题型·工艺流程结合计算)(2022·广东·中考真题)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是 (写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素 g(产品中只含三种元素)。
1.(2024·广东广州·一模)海水“晒盐”得到的粗盐中常含有难溶性杂质和氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。为除去可溶性杂质,进行如下图所示实验操作。下列说法正确的是
A.步骤①和②的顺序不能颠倒
B.加入过量氢氧化钠溶液的目的是除尽
C.步骤③中所得沉淀的成分只含有碳酸钙
D.步骤④中只发生了中和反应
2.(2024·广东茂名·一模)铜及其合金广泛应用于电子工业、如图为从废旧金属铜中回收铜的部分工艺流程。
已知:焙烧可得到黑色固体和残渣,残渣不溶于水,也不溶于稀硫酸。
分析流程,回答问题:
(1)将废旧金属铜粉碎的目的是 。
(2)酸浸池1中发生反应的化学方程式是 。
(3)置换池中,铁能置换铜的原因是 。
(4)酸浸池2中,稀硫酸过量的目的是 。
(5)从资源利用和保护的角度分析,该工艺流程的优点是 。
3.(2024·广东揭阳·一模)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,主要采用以下循环系统:
(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),补充氧气的化学反应有 (填序号)。
(2)反应①所发生的反应是通过太阳能电池产生的直流电来电解水,该反应的化学方程式为 ,其反应的基本类型为 。
(3)反应④的化学方程式是 ;此系统中循环利用的物质有 、 、二氧化碳和氢气。
(4)航天工程代表着一个国家综合竞争实力和科技水平,要应用到与资源、能源、材料和环境密切相关的现代技术。例如“天和一号”资源舱舱段采用了高强度的铝锂合金—材料问题,请结合你所认识的航天技术,举出一例说: (如能源、资源、环境等问题)。
4.(24九年级上·广东佛山·期末)铜是人类最先发现和使用的金属之一。
(1)湿法炼铜
《梦溪笔谈》记载:“熬胆矾(硫酸铜)铁釜,久之亦化为铜”,其涉及的化学方程式为 ,该反应体现铁的活动性比铜 (填“强”或“弱”)。
(2)火法炼铜
目前世界上80%的原生铜是使用火法冶炼生产。以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料,炼铜的主要流程如图所示。
i.粉碎辉铜矿的目的是 。
ii.吹炼炉中反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
iii.火法炼铜工艺的烟气制酸系统能减缓的环境问题是 。
(3)生物炼铜
i.随着技术的发展及环境保护意识的提升,“生物炼铜技术逐渐兴起。其中反应之一为,X的化学式为 。
ii.火法炼铜和生物炼铜环境负荷对比数据如表所示,由表中信息可知,“生物炼铜”的优点有 (写1条即可)。
冶炼方法
能耗
温室效应CO2/kg
酸化效应SO2/kg
电力/kWh
煤/kg
火法炼铜
8706.90
3656.24
10909.29
79.04
生物炼铜
3915.14
1402.22
4090.57
11.93
5.(2024·广东深圳·二模)深圳海水资源丰富。利用海水(含NaCl、,不考虑其他物质)制取NaOH溶液的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 。
(2)反应Ⅰ的化学方程式为 ,属于 反应(填基本反应类型)。
(3)反应Ⅱ中加入的试剂X为 溶液(填化学式)。
(4)反应Ⅲ中的反应物是NaCl和,该反应的化学方程式为 ;电解水实验可测定水的组成,导电性的提高是该实验成功与否的关键因素之一,但实验中不能加入NaCl增强水的导电性的原因是: 。
(5)写出NaOH的一种用途: 。
6.(2024·广东广州·期末)用蛋壳(主要含CaCO3,还有少量MgCO3和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[(CH3COO)2Ca]。
已知:①醋酸(CH3COOH)易挥发;②醋酸钙易溶于水,高于160℃时发生分解,高温下完全分解的化学方程式为(CH3COO)2CaCaO+C3H6O↑+CO2↑。
(1)焙烧。将蛋壳在高温下焙烧后冷却,得到含金属氧化物的固体。
①焙烧过程中,CaCO3发生反应的化学方程式为 。
(2)酸溶。在焙烧后的固体中先加入适量水打浆,冷却后,再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶液。其中,加入醋酸前要先冷却的原因是 。
(3)除镁。在酸溶后的溶液中加入Ca(OH)2固体至碱性,将(CH3COO)2Mg转化为Mg(OH)2沉淀除去。请写出该反应的化学方程式 。
(4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7,其目的是 ; 。
(5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤得到醋酸钙晶体。蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是 。
(6)醋酸钙高温下分解所得氧化钙可作为气体吸收剂。将质量分数为94.8%的(CH3COO)2Ca样品50.0g在高温下完全分解,分解得到CaO的质量为 。【已知:①杂质不发生反应。②(CH3COO)2Ca的相对分子质量为158。】
7.(2024·广东汕头·一模)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。用MgSO4和CO制备MgO,同时用软锰矿(含MnO2)吸收SO2可获得MnSO4产品,其工艺如1图。
【制取MgO】
(1)传统方法:2MgSO42MgO+2SO2↑+X↑,X的化学式是 ,二氧化硫中硫元素的化合价为 ,该反应属于 (填一种基本反应类型)。
(2)现代工艺:反应器1中反应的化学方程式为 ,与传统方法相比,其优点是 。
(3)在反应器Ⅰ中若要提高MgO的产率,当温度为800℃时,通入CO气体流量最优条件为 mL/min。
(4)已知部分化工原料的市场价格为:烧碱3200元/吨,熟石灰1200元/吨。反应器Ⅰ排出的废气中CO2被吸收后可循环利用,工业上为了达到更高的生产效益,吸收CO2的试剂选用 吸收更适宜。
【制取MnSO4】
(5)在反应器II中,先把软锰矿研磨的目的是 。
(6)从硫酸锰溶液获得硫酸锰晶体可通过 ,降温结晶,过滤,洗涤干燥获得。
8.(2024·广东揭阳·三模)汕头南澳盛产牡蛎,实验室以牡蛎壳(主要成分为和少量)为原料制备轻质碳酸钙粉末作为牙膏摩擦剂,工艺流程如下:
(1)酸浸前将牡蛎壳打碎的目的是 。操作①中使用玻璃棒的目的是 。
(2)操作①酸浸用的酸是 (填化学式),反应结束的现象是: 。滤渣的主要成分是 (填名称)。
(3)操作②向溶液中通入两种气体,先通入的是 (填“”或“”),反应的化学方程式是:。则X是 。
(4)操作③“研磨”操作在实验室中使用的仪器是 。
(5)操作④将溶液经过 、降温结晶可制得晶体,在农业上可作 。
9.(2024·广东揭阳·一模)某铜矿石主要成分是CuO、、及不溶于酸的杂质,用该矿石制备铜和硫酸亚铁晶体(俗称:绿矾,化学式:)的工艺流程如下。
(1)固体A中含有 、 (写化学式)。
(2)加入稀硫酸前,粉碎铜矿石的作用是 。
(3)写出往铜矿粉中加入足量硫酸发生中和反应的化学方程式 。
(4)往溶液1中加入足量铁粉发生了两个反应,请写出其中一个反应的化学方程式: ,该反应的基本类型是 。
(5)根据溶解度曲线(如图),可推测流程中“煎熬”的方法是将溶液升温至 ℃,蒸发浓缩,然后迅速 ,过滤得到绿矾晶体。
10.(2024·广东广州·一模)柠檬酸亚铁是一种易被吸收的补血剂。利用硫酸厂的废渣(主要含,还有少量)制备柠檬酸亚铁,该工艺流程如图所示,回答下列问题:
资料1:;
资料2:不溶于水,也不与稀硫酸反应。
(1)柠檬酸亚铁进入人体肠道后以 (填阳离子符号)的形式被吸收,达到补血效果。
(2)固体C的成分是 。
(3)步骤①②③④中涉及置换反应的是 (填数字序号)。
(4)步骤④中发生反应生成气体F的化学方程式是 。
(5)“一系列操作”中,将柠檬酸亚铁晶体与溶液分离的操作是 。
11.(2024·广东中山·一模)某学习小组利用锈蚀严重的废铜屑(铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】)为原料回收铜,分别采用题图的两种方案。请回答下列问题:
资料1:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑
资料2:回收铜的两种实验方案。
(1)方案一中步骤Ⅱ是利用了CO的 性(填“氧化”或“还原”),生成的二氧化碳不直接排放到空气中,需要将其回收后再与碳粉作用,又可以生成CO,写出该过程的化学反应方程式: 。
(2)方案二中步骤Ⅲ、IV、V都涉及到的操作名称是 ,该操作中使用玻璃棒的作用 。
(3)方案二中步骤IV加入过量铁粉的主要目的是 ,步骤IV中发生的两个化学反应分别是: 、 (用化学方程式表示)。
12.(2024·广东江门·三模)我国动力锂电池生产、使用和出口均居世界前列。锂电回收和循环利用对解决环境污染有举足轻重的意义。如图钴酸锂废极片【主要成分为钴酸锂()】的回收工艺。
【查阅资料】①微溶于水,当大量微溶物在溶液中生成,可当作沉淀;
②过氧化氢受热易分解。
(1)将废极片粉碎的目的是 。
(2)酸浸时加入稀硫酸和过氧化氢,反应温度要控制在40℃以下,原因是 ,溶液的PH 7,(填“<”或“>”)操作Ⅰ的名称是 。
(3)反应①中,与空气的反应生成的和的微粒个数比为 。反应②发生的是复分解反应,该反应方程式为: 。
(4)判断是否洗涤干净时,取最后一次洗涤液,向其中滴加 (写化学式)溶液,无白色沉淀生成。晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少,说明它的溶解度随温度的升高而 (填“增大”或“减小”),这与我们学过的 (填俗名)固体相似。
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题型01 工艺流程题
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
中考新考法:梳理中考出现的新题型、新考法试题。
新题特训:选用最新的优秀试题,巩固考点复习效果。
课标要求
题型
频次
考向
工艺流程题是广东中考常考热点之一,主要考点:考查对原料的预处理方法、反应条件的控制、混合物的分离提纯、溶质的分析、化学方程式的书写、可循环物质分析等。
工艺流程题
5年5考
考向一 金属类制备工艺流程题
考向二 结合溶解度曲线的工艺流程
考向三 非金属类制备的工艺流程
重点题型 工艺流程题
►考向一 金属类制备工艺流程题
1.(2024·广东·中考真题)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是 。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于 (填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为 。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2X,X的化学式为 。物质X可用于 和 工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在
内(填字母)。
a.45~49℃ b.50~52℃ c.53~55℃ d.56~60℃
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为 。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)化合反应 过滤
(3)H2SO4 溶铜 酸洗
(4)c
(5)
【解析】(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,则该操作实现了固液分离,名称为过滤;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、2、10、4,生成物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、0、2、0,故生成物中还应含2个S、8个O、4个H,故X的化学式为:H2SO4;
溶铜过程中,铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,且由图可知,酸洗过程中,也用到硫酸,故物质X可用于溶铜和酸洗工序;
(4)由图可知,“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,故需要温度控制在53~55℃ 。
故选c;
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应为氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为:。
2.(2024·广东深圳·中考真题)铁黄(FeOOH)是一种颜料,以某硫铁矿废渣(主要成分,含有少量的,其余成分不考虑)为原料,制取铁黄,以下是制取工艺流程。
注:铁黄不与水反应,不与水和反应
(1)过程Ⅰ的化学方程式为 ,滤渣Ⅰ中的物质有 (填化学式);
(2)过程Ⅱ的操作名称为 ;
(3)过程Ⅲ中的化学方程式为,该反应属于 反应(填基本反应类型);
(4)①FeOOH随着温度的升高,可以加热分解成,写出其反应的化学方程式 ;
②温度不同时,生成的颜色如下表:
温度/℃
400
700
750
800
颜色
橘红
鲜红
鲜红
暗红
如果思考乐希希同学想获得鲜红的,应把温度控制在 。
【答案】(1) SiO2
(2)过滤
(3)复分解
(4) 700℃~750℃
【解析】(1)根据资料,铁黄不与水反应,SiO2不与水和H2SO4反应。某硫铁矿废渣(主要成分Fe2O3,含有少量的SiO2,其余成分不考虑),过程Ⅰ加入过量H2SO4,Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3、H2O,化学方程式为:。
SiO2不与水和H2SO4反应,所以滤渣Ⅰ中的物质有SiO2。
(2)根据流程图,经过过程Ⅱ,得到了滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ,说明该过程是过滤。
(3)过程Ⅲ中的化学方程式为,该反应由两种化合物交换成分生成两种新的化合物,属于基本反应类型中的复分解反应。
(4)①根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变。反应物FeOOH含有Fe、O、H这三种元素,产物Fe2O3含有Fe、O这两种元素,则反应一定生成一种含有氢元素的产物,由于FeOOH含有Fe、O、H这三种元素,推知另一种产物是H2O,则FeOOH加热分解成Fe2O3、H2O,化学方程式为:。
②根据表格信息,想获得鲜红的Fe2O3,应把温度控制在700℃~750℃。
3.(2023·广东深圳·中考真题)某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备(Au)和Cu的流程如图所示:
琴琴同学查阅资料已知:
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。
(1)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致 。
(2)“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是 。
(3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是 ,加入过量稀硫酸的目的是 。
(4)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为 ,该反应属于 反应(填写基本反应类型)。
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O的化学方程式为 。
【答案】(1)酸雨 (2)金/Au
(3)过滤 将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率
(4) 置换
(5)
【解析】(1)若SO2直接排放,与水生成酸性物质,会导致酸雨;
(2)热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘,银的化学性质稳定,不与氧气反应,所以“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是Au;
(3)“过程Ⅲ”加入稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,银不与硫酸反应,分离固体Au和滤液的操作是过滤,加入过量稀硫酸的目的是将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率;
(4)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,发生的反应有:铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以这一步生成气体的化学方程式为;该反应是由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的反应,属于置换反应;
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O,该反应的化学方程式为。
总结归纳
►考向二 结合溶解度曲线的工艺流程
4.(2024·广东广州·中考真题)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有 (填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有 。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是 。
(4)“滤液2”显 性(填“酸”、“中”或“碱”)。
(5)结合下图分析:
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为 。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是 。
(6)“滤液3”一定是 (填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)Na+、Mg2+
(2)Mg(OH)2
(3)除去“除杂1”中加入过量的Ca(OH)2
(4)碱
(5)蒸发结晶,趁热过滤 溶液中含OH-(LiOH),LiOH溶解度小于NaCl溶解度
(6)NaCl
(7)
【解析】(1)浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2),故浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有Na+、Mg2+;
(2)Ca(OH)2还能与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀,故“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有Mg(OH)2;
(3)过滤后,由CaCO3产生,故“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是除去“除杂1”中加入过量的
Ca(OH)2;
(4)Na2CO3溶液与过量的Ca(OH)2生成CaCO3沉淀和NaOH溶液,过滤,得到“滤液2”, “滤液2”中含NaOH,故“滤液2”显碱性;
(5)①如图所示,由于氯化钠溶解度受温度影响小,氯化锂溶解度随温度升高而明显增大,因此“操作1”后分离出NaCl固体和滤液3,则“操作1”为蒸发结晶,趁热过滤;
②若未加盐酸“调pH”,则溶液中含OH-(LiOH),根据图示可知,LiOH溶解度小于NaCl溶解度,则直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH;
(6)“滤液3”是析出NaCl固体后所得溶液,故“滤液3”一定是NaCl的饱和溶液;
(7)加盐酸“调pH”后,溶液中阴离子只有Cl-,则“沉锂”时,加入的饱和Na2CO3溶液和LiCl反应生成Li2CO3固体和NaCl,化学方程式为。
5.(2023·广东广州·中考真题)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的主要过程如下:
(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,推测析出的少量固体是NaCl,但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释: 。
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)设计由硫磺(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化合为+6价硫的化合物)
【答案】(1)氢氧化钙/Ca(OH)2 碳酸钠/Na2CO3 HCl
(2)溶液中硫酸钠的含量比氯化钠高,硫酸钠先达到饱和析出 降温结晶
加热蒸发溶剂至有较多晶体析出,趁热过滤,洗涤,干燥
(3)、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O、2Na2SO3+O2=2Na2SO4
【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。
(3)使用硫单质生产硫酸钠,初中常见的硫单质的反应是硫和氧气点燃生成二氧化硫,化学方程式为。根据碱的通性,氢氧化钠可以和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为。根据提示常见+4价硫的化合物可与O2化合为+6价硫的化合物,则亚硫酸钠和氧气反应可生成硫酸钠,。其他路径合理即可。
6.(2022·广东广州·中考真题)二甲基亚砜(DMSO)工业废渣含NaNO3及少量有毒的NaNO2,以该废渣为原料制备农用KNO3,既实现资源回收利用又保护了环境。工艺流程如下:
(1)农用KNO3为农作物提供的营养元素有 。
(2)步骤1的作用是除去NaNO2,NaNO2中氮元素的化合价为 。
(3)结合溶解度曲线分析,步骤3“加热蒸发”时可控制只析出NaCl固体,原因是 。
(4)步骤4的操作是 、过滤。
(5)KCl用量的估算依据是 (填标号)。
A.KCl与NaNO3的粒子个数比为1:1
B.KCl与NaNO3的质量比为1:1
C.KCl与NaNO3在溶液中的质量分数之比为1:1
(6)该工艺所得农用KNO3混有一定量NaCl。取25g样品加足量水溶解,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,生成沉淀的质为14.35g,则样品中杂质NaCl的质量是 g,样品含KNO3 %(质量分数)。
(相对分子质量:KNO3-101 NaCl-58.5 AgNO3-170 AgCl-143.5)
【答案】(1)钾元素和氮元素
(2)+3
(3)硝酸钾溶解度受温度影响比较大,氯化钠受温度影响比较小
(4)降温结晶
(5)A
(6)5.85 76.6
【解析】(1)KNO3为农作物提供的营养元素有钾元素和氮元素。
(2)NaNO2中钠元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,设氮元素的化合价为x,根据“化合物中各元素的化合价之和为0”可知,1+x+(-2)×2=0,解得x=+3。
(3)硝酸钾溶解度受温度影响比较大,氯化钠受温度影响比较小,则“加热蒸发”时只析出氯化钠。
(4)由图可知,通过步骤4分离出了硝酸钾,而硝酸钾受温度影响比较大,且溶液2的温度比较高,则步骤4为降温结晶。
(5)加入氯化钾的目的是使溶液中的氯离子和钠离子结合为氯化钠析出,则因使氯化钾与硝酸钠的粒子个数比为1:1,故选A。
(6)设样品中杂质NaCl的质量是x,则:
解得,x=5.85g
则样品中含KNO3的质量为
。
►考向三 非金属类制备的工艺流程
7.(2023·广东·中考真题)电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为 。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。 ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有 (写两条)。
【答案】(1)CO2
(2)分解 降低 1:1 750
(3)①减少二氧化碳排放,缓解温室效应;②节约能源
【解析】(1)碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,二氧化碳的化学式为CO2;
(2)i.由一种物质生成两种或两种以上物质的反应为分解反应,水在通电时生成氢气和氧气,故电解水属于分解反应;反应前水中氢元素的化合价为+1,反应后生成的氢气中氢元素化合价为0,故反应前后氢元素的化合价降低;
ii.反应器1中发生反应的化学方程式为:,由化学方程式可知CO与H2O的分子个数比为1:1;由CO、CO2的含量随反应温度的变化图可知,在600℃时,CO、CO2的含量分别为67.3%和32.7%,在700℃时,CO、CO2的含量分别为87.1%和12.9%,在750℃时,CO、CO2的含量分别为88.2%和11.8%,在800℃时,CO、CO2的含量分别为87.6%和12.4%,故在750℃时,抑制 CO2生成的效果最好;
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成CH3OH,化学方程式为;
(3)与传统方法相比,新方法的优点有①减少二氧化碳排放,缓解温室效应;②使用风力发电产生的电能用于电解水,能有效节约能源等。
1.(新题型·工艺流程结合计算)(2022·广东·中考真题)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是 (写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素 g(产品中只含三种元素)。
【答案】(1)强
(2)FeSO4
(3)解:1000g铁铜双金属粉末中铜的质量为1000g×19.2%=192g,设需还原铁粉的质量为x;
答:需还原铁粉的质量为168g;
(4)804
【解析】(1)“搅拌”时铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,是利用了铁的金属活动性比铜的强,故填:强;
(2)由流程图可知,最终产品是铁铜双金属粉末,说明加入的铁粉过量,则“过滤”后滤液的主要成分是硫酸亚铁,故填:FeSO4;
(3)见答案;
(4)产品中只含有铁、铜、氧三种元素,若是含铜的氧化物,则铁元素的质量最少,要使铁元素的质量最大,混合物中只能是铁的氧化物,根据质量守恒定律,铁铜双金属粉末产品中铁元素的质量最多为1000g-192g-1000g×0.4%=804g,故填:804。
1.(2024·广东广州·一模)海水“晒盐”得到的粗盐中常含有难溶性杂质和氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。为除去可溶性杂质,进行如下图所示实验操作。下列说法正确的是
A.步骤①和②的顺序不能颠倒
B.加入过量氢氧化钠溶液的目的是除尽
C.步骤③中所得沉淀的成分只含有碳酸钙
D.步骤④中只发生了中和反应
【答案】B
【解析】A、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氯化镁除去;钙离子用碳酸根离子沉淀,过量的碳酸钠溶液能将氯化钙除去;至于先除镁离子,还是先除钙离子离子都可以;步骤①和②的顺序可以颠倒,错误;
B、氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,加入过量氢氧化钠溶液的目的是除尽Mg2+,正确;
C、氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,步骤③中所得沉淀的成分是氢氧化镁和碳酸钙,错误;
D、步骤④中,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,不只发生了中和反应,错误。
故选B。
2.(2024·广东茂名·一模)铜及其合金广泛应用于电子工业、如图为从废旧金属铜中回收铜的部分工艺流程。
已知:焙烧可得到黑色固体和残渣,残渣不溶于水,也不溶于稀硫酸。
分析流程,回答问题:
(1)将废旧金属铜粉碎的目的是 。
(2)酸浸池1中发生反应的化学方程式是 。
(3)置换池中,铁能置换铜的原因是 。
(4)酸浸池2中,稀硫酸过量的目的是 。
(5)从资源利用和保护的角度分析,该工艺流程的优点是 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)
(3)在金属活动性顺序中,铁排在铜前面
(4)除去过量的铁粉
(5)节约了金属资源(合理即可)
【解析】(1)将废旧金属铜粉碎的目的是增大反应物的接触面积,使反应更充分,故填:增大反应物的接触面积,使反应更充分;
(2)焙烧炉中铜和氧气反应生成氧化铜,加入过量的硫酸,则酸浸池1中发生反应为氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为,故填:;
(3)在金属活动性顺序中,铁排在铜前面,活泼金属可以将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,故填:在金属活动性顺序中,铁排在铜前面;
(4)置换池中加入了过量的铁粉,铁能与稀硫酸反应,故酸浸池2中,稀硫酸过量的目的是除去过量的铁粉,故填:除去过量的铁粉;
(5)从资源利用和保护的角度分析,该工艺流程的优点是节约金属资源或减少对环境的污染等,故填:节约了金属资源(合理即可)。
3.(2024·广东揭阳·一模)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,主要采用以下循环系统:
(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),补充氧气的化学反应有 (填序号)。
(2)反应①所发生的反应是通过太阳能电池产生的直流电来电解水,该反应的化学方程式为 ,其反应的基本类型为 。
(3)反应④的化学方程式是 ;此系统中循环利用的物质有 、 、二氧化碳和氢气。
(4)航天工程代表着一个国家综合竞争实力和科技水平,要应用到与资源、能源、材料和环境密切相关的现代技术。例如“天和一号”资源舱舱段采用了高强度的铝锂合金—材料问题,请结合你所认识的航天技术,举出一例说: (如能源、资源、环境等问题)。
【答案】(1)N2 ①③
(2) 分解反应
(3) 水 氧气
(4)太阳电池帆板提供电能—能源问题
飞船和空间站里需要建立水循环体系—资源问题
航天火箭采用环保型新燃料—环境问题等
【解析】(1)空间站内的空气需与我们周围的空气组成相近,所以空间站内空气中含量最多且不会被宇航员消耗的气体是氮气,故填:N2;
根据流程图可知,反应①水的电解会生成氧气,反应③二氧化碳和超氧化物反应会生成氧气,故填:①③;
(2)反应①:水通电生成氢气和氧气,化学方程式为;
该反应符合“一变多”,属于分解反应;
(3)反应④:二氧化碳与氢气在催化剂的催化下生成甲烷和水,反应化学方程式为:;
反应①中水被消耗,反应④中水生成,所以水属于循环利用物质;反应①中氢气生成,反应④中氢气消耗,所以氢气属于循环利用物质;反应①中氧气生成,反应②中氧气消耗,所以氧气属于循环利用物质;反应②中二氧化碳生成,反应③中二氧化碳消耗,所以二氧化碳属于循环利用物质;
(4)太阳电池帆板提供电能—能源问题;飞船和空间站里需要建立水循环体系—资源问题;航天火箭采用环保型新燃料—环境问题等。
4.(24九年级上·广东佛山·期末)铜是人类最先发现和使用的金属之一。
(1)湿法炼铜
《梦溪笔谈》记载:“熬胆矾(硫酸铜)铁釜,久之亦化为铜”,其涉及的化学方程式为 ,该反应体现铁的活动性比铜 (填“强”或“弱”)。
(2)火法炼铜
目前世界上80%的原生铜是使用火法冶炼生产。以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料,炼铜的主要流程如图所示。
i.粉碎辉铜矿的目的是 。
ii.吹炼炉中反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
iii.火法炼铜工艺的烟气制酸系统能减缓的环境问题是 。
(3)生物炼铜
i.随着技术的发展及环境保护意识的提升,“生物炼铜技术逐渐兴起。其中反应之一为,X的化学式为 。
ii.火法炼铜和生物炼铜环境负荷对比数据如表所示,由表中信息可知,“生物炼铜”的优点有 (写1条即可)。
冶炼方法
能耗
温室效应CO2/kg
酸化效应SO2/kg
电力/kWh
煤/kg
火法炼铜
8706.90
3656.24
10909.29
79.04
生物炼铜
3915.14
1402.22
4090.57
11.93
【答案】(1) 强
(2)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 置换反应 酸雨
(3)S 节约能源,减少污染
【解析】(1)“熬胆矾(硫酸铜)铁釜,久之亦化为铜”,其涉及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:;
铁能将铜盐溶液中的铜置换出来,说明铁的活动性比铜强;
(2)i.粉碎辉铜矿的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
ii.吹炼炉中反应为Cu2S和氧气在高温下反应生成铜和二氧化硫,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“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,属于置换反应;
iii.火法炼铜工艺的烟气制酸系统能减少二氧化硫的排放,减缓的环境问题是:酸雨;
(3)i.根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、3、10、4,生成物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、2、10、4,故生成物中还应含1个S,故X的化学式为:S;
ii.由表可知,“生物炼铜”能耗较低,且产生的二氧化碳、二氧化硫较少,故优点是:节约能源、减少污染。
5.(2024·广东深圳·二模)深圳海水资源丰富。利用海水(含NaCl、,不考虑其他物质)制取NaOH溶液的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 。
(2)反应Ⅰ的化学方程式为 ,属于 反应(填基本反应类型)。
(3)反应Ⅱ中加入的试剂X为 溶液(填化学式)。
(4)反应Ⅲ中的反应物是NaCl和,该反应的化学方程式为 ;电解水实验可测定水的组成,导电性的提高是该实验成功与否的关键因素之一,但实验中不能加入NaCl增强水的导电性的原因是: 。
(5)写出NaOH的一种用途: 。
【答案】(1)过滤
(2) 复分解
(3)Na2CO3
(4) 通电时氯化钠能够参加反应,产生氯气,干扰实验结果
(5)作干燥剂(或去油污、作化工原料等合理即可)
【解析】(1)操作Ⅰ是分离滤液和滤渣的操作,名称是过滤。
(2)反应Ⅰ中氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,反应的化学方程式为:,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。
(3)氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,反应Ⅰ过滤得到的滤液中含有氯化钠和氯化钙,反应Ⅱ中加入的试剂X为Na2CO3溶液,可用来除去氯化钙,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。
(4)反应Ⅲ中的反应物是NaCl和H2O,反应条件是通电,生成氢氧化钠、氯气和氢气,该反应的化学方程式为:;
电解水实验可测定水的组成,导电性的提高是该实验成功与否的关键因素之一,但实验中不能加入NaCl增强水的导电性的原因是:通电时氯化钠能够参加反应,产生氯气,干扰实验结果;
(5)氢氧化钠固体具有吸水性,可用作干燥剂,氢氧化钠能溶解油污,可用于去油污,氢氧化钠还可以用作化工原料等(合理即可)。
6.(2024·广东广州·期末)用蛋壳(主要含CaCO3,还有少量MgCO3和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[(CH3COO)2Ca]。
已知:①醋酸(CH3COOH)易挥发;②醋酸钙易溶于水,高于160℃时发生分解,高温下完全分解的化学方程式为(CH3COO)2CaCaO+C3H6O↑+CO2↑。
(1)焙烧。将蛋壳在高温下焙烧后冷却,得到含金属氧化物的固体。
①焙烧过程中,CaCO3发生反应的化学方程式为 。
(2)酸溶。在焙烧后的固体中先加入适量水打浆,冷却后,再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶液。其中,加入醋酸前要先冷却的原因是 。
(3)除镁。在酸溶后的溶液中加入Ca(OH)2固体至碱性,将(CH3COO)2Mg转化为Mg(OH)2沉淀除去。请写出该反应的化学方程式 。
(4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7,其目的是 ; 。
(5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤得到醋酸钙晶体。蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是 。
(6)醋酸钙高温下分解所得氧化钙可作为气体吸收剂。将质量分数为94.8%的(CH3COO)2Ca样品50.0g在高温下完全分解,分解得到CaO的质量为 。【已知:①杂质不发生反应。②(CH3COO)2Ca的相对分子质量为158。】
【答案】(1)CaCO3CaO+CO2↑
(2)CaO与水反应放出大量热,反应液温度过高会使醋酸挥发损失
(3)(CH3COO)2Mg+Ca(OH)2=(CH3COO)2Ca+Mg(OH)2↓
(4)除去溶液中的Ca(OH)2,并将其转化为(CH3COO)2Ca 防止溶液吸收空气中的二氧化碳,引入杂质
(5)防止蒸干时局部温度过高,导致醋酸钙分解
(6)
解:设分解得到CaO的质量为x。
x=16.8g
答:分解得到CaO的质量是16.8g。
【解析】(1)碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑;
(2)由题干信息可知醋酸易挥发,焙烧后的固体主要为氧化钙,氧化钙与水反应放出大量热,温度过高会加快醋酸的挥发,故加入醋酸前要先冷却;
(3)除镁过程中加入氢氧化钙,氢氧化钙能与醋酸镁发生反应生成氢氧化镁沉淀和醋酸钙,反应的化学方程式为(CH3COO)2Mg+Ca(OH)2=(CH3COO)2Ca+Mg(OH)2↓
(4)在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7,其目的有①将除镁过程中加入的多余的氢氧化钙转化为醋酸钙,以免得到的产品不纯;②防止除镁后的溶液吸收空气中的二氧化碳,导致氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,引入杂质碳酸钙;
(5)由题干信息可知,醋酸钙在温度高于160℃时会分解,蒸发时若直接将溶液蒸干会使局部温度过高,从而导致醋酸钙分解,最终导致析出的醋酸钙晶体产量降低,引入杂质;
(6)见答案。
7.(2024·广东汕头·一模)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。用MgSO4和CO制备MgO,同时用软锰矿(含MnO2)吸收SO2可获得MnSO4产品,其工艺如1图。
【制取MgO】
(1)传统方法:2MgSO42MgO+2SO2↑+X↑,X的化学式是 ,二氧化硫中硫元素的化合价为 ,该反应属于 (填一种基本反应类型)。
(2)现代工艺:反应器1中反应的化学方程式为 ,与传统方法相比,其优点是 。
(3)在反应器Ⅰ中若要提高MgO的产率,当温度为800℃时,通入CO气体流量最优条件为 mL/min。
(4)已知部分化工原料的市场价格为:烧碱3200元/吨,熟石灰1200元/吨。反应器Ⅰ排出的废气中CO2被吸收后可循环利用,工业上为了达到更高的生产效益,吸收CO2的试剂选用 吸收更适宜。
【制取MnSO4】
(5)在反应器II中,先把软锰矿研磨的目的是 。
(6)从硫酸锰溶液获得硫酸锰晶体可通过 ,降温结晶,过滤,洗涤干燥获得。
【答案】(1)O2 +4 分解反应
(2) 节约能源
(3)30
(4)熟石灰
(5)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(6)蒸发浓缩
【解析】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Mg、S、O的个数分别是2、2、8,生成物中含Mg、S、O的个数分别是2、2、6,故生成物中还应含2个O,故X的化学式为:O2;
二氧化硫中氧元素显-2价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得硫元素显+4价;
该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(2)由图可知,反应器1中反应为硫酸镁和一氧化碳在800℃条件下反应生成氧化镁、二氧化硫和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
与传统方法相比,该方法温度较低,可以节约能源;
(3)由图2可知,在反应器Ⅰ中若要提高MgO的产率,当温度为800℃时,通入CO气体流量最优条件为30mL/min,此时硫酸镁的转化率较高;
(4)二氧化碳和氢氧化钠反应:,参加反应的二氧化碳和氢氧化钠的质量比为:44:80,二氧化碳和氢氧化钙反应:,参加反应的二氧化碳和氢氧化钙的质量比为:44:74,消耗等量的二氧化碳,需要的氢氧化钙的质量较少,且氢氧化钙价格较低,故应选择熟石灰;
(5)在反应器II中,先把软锰矿研磨的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(6)从硫酸锰溶液获得硫酸锰晶体可通过蒸发浓缩,降温结晶,过滤,洗涤干燥获得。
8.(2024·广东揭阳·三模)汕头南澳盛产牡蛎,实验室以牡蛎壳(主要成分为和少量)为原料制备轻质碳酸钙粉末作为牙膏摩擦剂,工艺流程如下:
(1)酸浸前将牡蛎壳打碎的目的是 。操作①中使用玻璃棒的目的是 。
(2)操作①酸浸用的酸是 (填化学式),反应结束的现象是: 。滤渣的主要成分是 (填名称)。
(3)操作②向溶液中通入两种气体,先通入的是 (填“”或“”),反应的化学方程式是:。则X是 。
(4)操作③“研磨”操作在实验室中使用的仪器是 。
(5)操作④将溶液经过 、降温结晶可制得晶体,在农业上可作 。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 引流(或引流,防止液体洒出等)
(2)HCl 恰好不再产生气泡 二氧化硅
(3)NH3 H2O
(4)研钵
(5)蒸发浓缩 氮肥/N肥
【解析】(1)酸浸前将牡蛎壳打碎的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
操作①实现了固液分离,是过滤,过滤时,使用玻璃棒的目的是:引流;
(2)由图可知,酸浸后,得到氯化钙溶液,说明酸浸用的酸是:HCl;
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳和水,当恰好不再产生气泡时,说明反应结束;
牡蛎壳的主要成分是碳酸钙,还含有少量二氧化硅,加入稀盐酸,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化硅与稀盐酸不反应,且难溶于水,故滤渣的主要成分是:二氧化硅;
(3)操作②向 CaCl2 溶液中通入两种气体,先通入的是NH3,这样可以形成碱性环境,增加二氧化碳的吸收,提高产率;根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Ca、C、O、N、H、Cl的个数分别是1、1、2、2、6、2,生成物中含Ca、C、O、N、H、Cl的个数分别是1、1、3、2、8、2,故反应物中还应含1个O、2个H,故X是:H2O;
(4)操作③“研磨”操作在实验室中使用的仪器是:研钵;
(5)用降温结晶的方法制得氯化铵晶体,应将氯化铵溶液经过蒸发浓缩、降温结晶得到;
氯化铵含N、P、K中的氮元素,在农业上可作氮肥。
9.(2024·广东揭阳·一模)某铜矿石主要成分是CuO、、及不溶于酸的杂质,用该矿石制备铜和硫酸亚铁晶体(俗称:绿矾,化学式:)的工艺流程如下。
(1)固体A中含有 、 (写化学式)。
(2)加入稀硫酸前,粉碎铜矿石的作用是 。
(3)写出往铜矿粉中加入足量硫酸发生中和反应的化学方程式 。
(4)往溶液1中加入足量铁粉发生了两个反应,请写出其中一个反应的化学方程式: ,该反应的基本类型是 。
(5)根据溶解度曲线(如图),可推测流程中“煎熬”的方法是将溶液升温至 ℃,蒸发浓缩,然后迅速 ,过滤得到绿矾晶体。
【答案】(1)Cu Fe
(2)增大反应物接触面积,使反应更快更充分
(3)
(4)或 置换反应
(5)60 降温
【解析】(1)某铜矿石主要成分是CuO、Cu(OH)2、CuCO3及不溶于酸的杂质,加入过量稀硫酸,稀硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,稀硫酸和碳酸铜反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水,过滤后溶液1中含有硫酸铜和过量的硫酸,加入过量铁粉,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,过滤后得到的固体A中含有铜和铁,化学式为Cu;Fe;
(2)加入稀硫酸前,粉碎铜矿石,作用是增大反应物接触面积,使反应更快更充分;
(3)某铜矿石主要成分是CuO、Cu(OH)2、CuCO3及不溶于酸的杂质,加入过量稀硫酸,稀硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,稀硫酸和碳酸铜反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水,中和反应是酸和碱反应生成盐和水,故稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水是中和反应,化学方程式为:;
(4)过滤后溶液1中含有硫酸铜和过量的硫酸,往溶液1中加入足量铁粉,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为,,上述反应均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,均属于置换反应;
(5)根据FeSO4•7H2O溶解度曲线,该物质的溶解度温度升高,先增大,后减小,当温度为60℃时,溶解度最大,可推测流程中“煎熬”的方法是将溶液升温至60℃,蒸发浓缩,然后迅速降温,滤得到绿矾晶体。
10.(2024·广东广州·一模)柠檬酸亚铁是一种易被吸收的补血剂。利用硫酸厂的废渣(主要含,还有少量)制备柠檬酸亚铁,该工艺流程如图所示,回答下列问题:
资料1:;
资料2:不溶于水,也不与稀硫酸反应。
(1)柠檬酸亚铁进入人体肠道后以 (填阳离子符号)的形式被吸收,达到补血效果。
(2)固体C的成分是 。
(3)步骤①②③④中涉及置换反应的是 (填数字序号)。
(4)步骤④中发生反应生成气体F的化学方程式是 。
(5)“一系列操作”中,将柠檬酸亚铁晶体与溶液分离的操作是 。
【答案】(1)Fe2+
(2)二氧化硅、铁(或SiO2、Fe)
(3)②
(4)FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+H2O+CO2↑
(5)过滤
【解析】(1)铁是血红蛋白的成分,能帮助氧气的运输,缺铁会引起贫血,柠檬酸亚铁进入人体肠道后电离为亚铁离子和柠檬酸根离子,其中Fe2+被吸收,达到补血效果;
(2)在步骤①中,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,四氧化三铁和硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,步骤②中铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以固体C的成分是SiO2和剩余的Fe;
(3)步骤①中氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,属于复分解反应;四氧化三铁和硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,该反应是两种化合物,生成三种化合物,不属于基本反应类型;
步骤②中铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,该反应是由两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应;铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该反应是由一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应;
步骤③中碳酸钠与硫酸亚铁反应生成硫酸钠和碳酸亚铁,该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,属于复分解反应;
步骤④中碳酸亚铁与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁、水和二氧化碳,该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,属于复分解反应;
步骤①②③④中涉及置换反应的是②;
(4)步骤④中碳酸亚铁与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁、水和二氧化碳,化学方程式为:FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+H2O+CO2↑;
(5)过滤能将固体与液体分离,“一系列操作”中,将柠檬酸亚铁晶体与溶液分离的操作是过滤。
11.(2024·广东中山·一模)某学习小组利用锈蚀严重的废铜屑(铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】)为原料回收铜,分别采用题图的两种方案。请回答下列问题:
资料1:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑
资料2:回收铜的两种实验方案。
(1)方案一中步骤Ⅱ是利用了CO的 性(填“氧化”或“还原”),生成的二氧化碳不直接排放到空气中,需要将其回收后再与碳粉作用,又可以生成CO,写出该过程的化学反应方程式: 。
(2)方案二中步骤Ⅲ、IV、V都涉及到的操作名称是 ,该操作中使用玻璃棒的作用 。
(3)方案二中步骤IV加入过量铁粉的主要目的是 ,步骤IV中发生的两个化学反应分别是: 、 (用化学方程式表示)。
【答案】(1)还原
(2)过滤 引流
(3)将溶液中的硫酸铜完全反应 Fe + CuSO4 =Fe +CuSO4 Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
【解析】(1)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,步骤Ⅱ中一氧化碳得到氧,属于还原剂,故利用了CO的还原性;
二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳,化学方程式是:;
(2)方案二中步骤Ⅲ、Ⅳ、V均实现了固液分离,均涉及到的操作名称是:过滤;
玻璃棒在过滤操作中使滤液沿着玻璃棒流下以免冲破滤纸,故玻璃棒的作用是:引流
(3)根据题意碱式碳酸铜和稀硫酸反应后生成硫酸铜,由于硫酸过量,因此A中含有硫酸铜和稀硫酸,此时加入过量的铁可以使硫酸铜和硫酸完全都和铁反应从而充分的得到铜;
该过程中铁硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式是:;。
12.(2024·广东江门·三模)我国动力锂电池生产、使用和出口均居世界前列。锂电回收和循环利用对解决环境污染有举足轻重的意义。如图钴酸锂废极片【主要成分为钴酸锂()】的回收工艺。
【查阅资料】①微溶于水,当大量微溶物在溶液中生成,可当作沉淀;
②过氧化氢受热易分解。
(1)将废极片粉碎的目的是 。
(2)酸浸时加入稀硫酸和过氧化氢,反应温度要控制在40℃以下,原因是 ,溶液的PH 7,(填“<”或“>”)操作Ⅰ的名称是 。
(3)反应①中,与空气的反应生成的和的微粒个数比为 。反应②发生的是复分解反应,该反应方程式为: 。
(4)判断是否洗涤干净时,取最后一次洗涤液,向其中滴加 (写化学式)溶液,无白色沉淀生成。晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少,说明它的溶解度随温度的升高而 (填“增大”或“减小”),这与我们学过的 (填俗名)固体相似。
【答案】(1)增大与反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)温度超过40℃会导致过氧化氢分解 < 过滤
(3)1:4
(4) 减小 熟石灰
【解析】(1)将废极片粉碎的目的是增大与反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)酸浸时加入稀硫酸和过氧化氢,过氧化氢受热易分解,所以反应温度要控制在40℃以下,是因为温度超过40℃会导致过氧化氢分解;
酸浸时溶液的PH<7;
分离固液的操作是过滤,则操作Ⅰ的名称是过滤;
(3)由流程图可知,反应①为与空气的在高温条件下反应生成的和,化学方程式为,则生成的和的微粒个数比为;
已知微溶于水,当大量微溶物在溶液中生成,可当作沉淀,反应②发生的是复分解反应,则由流程图可知,反应②为硫酸锂与碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,化学方程式为;
(4)判断是否洗涤干净,即验证是否有碳酸钠,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,则取最后一次洗涤液,向其中滴加溶液,无白色沉淀生成,说明洗涤干净;
晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少,说明晶体在热水中的溶解度比在冷水中的溶解度小,说明晶体的溶解度随温度的升高而减小;
氢氧化钙的溶解度也随温度升高而减小,氢氧化钙俗称熟石灰,则晶体与我们学过的熟石灰固体相似。
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