内容正文:
压轴题07 化工流程题
命题特点
1.情境设计本土化与时代性融合
(1)产业结合:常选取苏州本地支柱产业(如电子制造、纳米材料、纺织印染)的生产流程为背景,例如2023年以苏州工业园区的半导体废料回收为原型设计流程。
(2)技术前沿:融入碳中和(如二氧化碳捕集)、新能源(锂电池材料制备)等热点技术,2024年考题中出现氢能源储运环节的工艺优化分析。
2.知识整合的多维考查
(1)反应网络构建:要求识别流程中3-4个核心反应(如酸浸→氧化→沉淀→煅烧),需同时掌握复分解、氧化还原、分解反应类型。
(2)分离提纯技术:高频考查过滤(固液分离)、结晶(蒸发/冷却法)、蒸馏(沸点差异)等操作的应用场景,常结合母液循环利用设问。
(3)条件控制分析:近三年有67%的题目涉及反应条件优化(如温度对产率影响曲线分析、pH调节对杂质沉淀的影响)。
3.绿色化学理念渗透
(1)三废处理:要求设计尾气吸收方案(如酸性气体用NaOH溶液处理)、废液重金属离子沉淀(如用Na2S处理含Cu2+废水)。
(2)资源循环:重点关注母液回收(如滤液返回酸浸工序)、副产品利用(如废气CO2用于制备NaHCO3),2022年考题要求绘制物质循环路径图。
4.信息处理能力分层考查
(1)显性信息提取:直接通过箭头指向判断主产物(如流程末端物质),通过标注条件(如"800℃煅烧")确定反应类型。
(2)隐性信息挖掘:需从试剂添加顺序推断除杂顺序(如先调pH除Fe2+后除Mg2+),通过过量试剂判断后续处理步骤(如酸浸过量H2SO4需中和)。
6.计算与实证思维结合
(1)定量分析:近5年有3次出现纯度计算(如根据煅烧产物质量反推原料含量),需注意有效数字保留要求。
(2)实验验证:2021年起新增流程步骤合理性评价(如建议增加洗涤步骤提高产物纯度),要求提出改进方案并说明依据。
备考建议:建议重点研究苏州近5年中考真题(如2024年纳米氧化锌制备流程),建立"原料预处理→核心反应→分离提纯→循环利用"四阶段分析模型。
解题要领
1.具体操作
(1)关注“箭头”:箭头进入的是投料(即反应物),出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(2)关注方框内所指。
(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。
三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环使用。
2.具体操作
(1)对原料进行预处理阶段
①研磨、粉碎、喷洒:增大反应物间的接触面积,加快反应速率,使其充分反应。
②搅拌、加热:加速溶解,增加反应接触面积,加快反应速率。
③增大反应物浓度:加快反应的速率,
④表面处理:一般去除表面油污,打磨金属去除金属表面锈蚀
(2)流程中的操作名称、仪器及仪器的作用
①过滤:分离固体和液体,主要仪器有漏斗、玻璃棒(作用:引流)、烧杯、铁架台等
②蒸发:使溶液中溶质析出,主要仪器有蒸发皿、玻璃棒(搅拌是液体受热均匀,防止液体飞溅)、酒精灯、铁架台等。
③冷却热饱和溶液:蒸发浓缩,降温结晶,过滤,洗涤,干燥。
(3)分离和提纯:反应条件的控制
①控制pH:目的将某些金属离子形成氢氧化物沉淀下来
②控制一定的温度范围,防止反应物分解,防止副反应发生
③通入保护气(如氩气):隔绝空气,防止生成物被氧化,提高转化率。
④加入过量试剂:为了完全反应掉另一种反应物
题型01 制备流程题
1.(2024·江苏苏州) 柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
I.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性;
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是_______(任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是_______(填离子符号)。
(3)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是_______(填操作名称)。
(4)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为_______。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是______。
③待FeSO4完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是______(填化学式)。
II.制柠檬酸亚铁
(5)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
①制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+X+H2O,物质X是______(填化学式)。
②“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是_______。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是______。
【答案】(1)适当升高温度、搅拌等
(2)Fe3+、H+ (3)过滤
(4) ①. 复分解反应 ②. 避免生成Fe(OH)2 ③. Na2SO4
(5) ①. CO2 ②. 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 ③. 铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁
【解析】(1)“酸浸”时,充分反应可以提高铁元素的浸出率,可以适当升高温度、搅拌等;
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,即铁和铁离子反应生成亚铁离子;同时有无色气体生成,说明存在氢离子,铁和氢离子反应生成氢气,故“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是Fe3+、H+;
(3)铁粉不溶于水,除去铁粉和不溶性杂质的方法是过滤,将固体和液体分离;
(4)①该反应是两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物,属于复分解反应;
②根据信息:“FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀”,实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,避免生成Fe(OH)2;
③依据,反应后的溶液中含有硫酸钠,所以FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是Na2SO4;
(5)①依据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,反应前Fe、C、O、H原子的个数分别为1、7、10、8,反应后Fe、C、O、H原子的个数分别为1、6、8、8,则物质X是CO2;
②柠檬酸亚铁难溶于乙醇,所以“步骤2”中,加入无水乙醇可以降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出;
③铁能与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁和氢气,所以实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量。
2(2023年苏州中考)用蛋壳(主要含,还有少量和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[]。
已知:①醋酸钙易溶于水,高于160℃时发生分解;②醋酸()易挥发。
(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,发生反应的化学方程式为______。
②焙烧过程中,产生烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有______(有机物)。
(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。不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是______。
(3)除镁。在酸溶后的溶液中加入至碱性,将转化为沉淀除去。该反应属于______(填基本反应类型)。
(4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7。其目的有:①将溶液中的少量转化为;②______。
(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%样品50.0 g在高温下完全分解,计算分解得到CaO的质量(写出计算过程)。
已知:①醋酸钙分解反应为;杂质不发生反应。
②的相对分子质量为158。
【答案】(1) ①. ②. 蛋白质
(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)复分解反应 (4)防止溶液吸收空气中的二氧化碳
(5)防止蒸干时局部温度过高,导致醋酸钙分解
(6)解:醋酸钙样品中含醋酸钙的质量=50.0 g× 94.8%=47.4g
设生成氧化钙的质量为x
=
x=16.8g
答:生成氧化钙的质量为16.8g。
【解析】
(1)①焙烧过程中,碳酸钙在高温的条件下反应生成氧化钙和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:CaCO3CaO+CO2↑。
②灼烧蛋白质是产生烧焦羽毛味,焙烧过程中,产生烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有蛋白质,故填蛋白质。
(2)不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是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,故填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)在酸溶后的溶液中加入氢氧化钙至碱性,醋酸镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁和醋酸钙,是两种化合物交换成分生成两种新的化合物的反应,符合复分解反应的特点,属于复分解反应,故填复分解反应。
(4)在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7,还能够防止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,故填防止溶液吸收空气中的二氧化碳。
(5)蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是防止蒸干时局部温度过高,导致醋酸钙分解,导致醋酸钙的产量降低,故填防止蒸干时局部温度过高,导致醋酸钙分解。
(6)见答案
题型02 提纯流程题
3.(2022·苏州中考)二氧化碳捕集和资源化利用是碳中和领域研究热点。
碳捕集:捕捉烟气CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下:
(1)“颗粒反应室”中反应的化学方程式为___________。
(2)上述流程中可循环使用的物质有___________(填化学式)。
碳的资源化利用 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如下:
(3)检验淀粉的常用试剂是___________(填名称)。
(4)绿色植物实现CO2到葡萄糖的转化过程称为___________。
(5)阶段I反应的微观过程如图1所示。写出甲醇的化学式:___________。
(6)阶段Ⅱ的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氢原子数目:甲醇___________甲醛(填“>”、“<”或“=”)。
②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2.理论上需补充的H2O2与反应a中生成的H2O2的分子个数比≥___________。
【答案】(1)
(2)NaOH、CaO或Ca(OH)2
(3)碘酒(或碘水) (4)光合作用
(5)CH4O##CH3OH
(6) ①. > ②. 1
【解析】
(1)根据题意捕捉室里氢氧化钠和二氧化碳反应会生成碳酸钠和水,故再加入石灰乳后,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:;
(2)根据可循环利用的物质具有特点是既是生成物又可作为反应物出现,如图所示该流程中氢氧化钠在捕捉室是反物,在反应室是生成物,氧化钙加水的石灰乳,在反应室作为反应物,在煅烧炉作为生成物出现,故此可循环利用的物质是氢氧化钠和氧化钙或是氢氧化钙,故填:;
(3)淀粉遇碘会变蓝色,所以检验淀粉的常用试剂是:碘酒或碘水;
(4)绿色植物通过光合作用实现二氧化碳到葡萄糖的转化,故填:光合作用;
(5)如图根据质量守恒定律可知反应前后原子的种类和个数不变,反应前有6个氢原子、1个碳原子和2个氧原子,反应后有2个氢原子和1个氧原子,故甲烷分子中含有1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子,故其化学式为:或;
(6)①根据反应a中四种物质的化学计量数均为1,则反应前只有甲醇含有氢原子,而反应后过氧化氢中含有氢原子,由反应前后原子的个数不变可知甲醇分子中的氢原子数目比甲醛中的多,故填:>;
②根据过氧化氢分解时过氧化氢与生成氧气的分子个数关系是:,由反应a中四种物质的化学计量数均为1,可知反应a中氧气与生成过氧化氢的分子个数关系是:,故理论上需补充的过氧化氢与反应a中生成的过氧化氢的分子个数比是,故填:1。
1.(2022·江苏苏州)锰元素能形成MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物,其中Mn3O4是重要的结构材料。工业用硫酸锰(MnSO4)制备Mn3O4的流程如下:
(1)“沉淀”反应是。该反应的基本类型为___________。
(2)写出“过滤”所得滤液一种用途:___________。
(3)将Mn(OH)2加水“打浆”制成悬浊液,可加快“氧化”反应速率的原因是___________。
(4)“氧化”时,Mn(OH)2与空气中的氧气在60℃条件下反应生成Mn3O4,该反应的化学方程式为___________。
(5)通过测定固体产物中锰元素质量分数来推断产物成分。“氧化”所得固体产物中锰元素质量分数随通空气时间的变化如图所示。
①通空气8小时左右,所得固体几乎全部为Mn3O4.推出该结论的依据是___________。
②通空气超过8小时,产物中锰元素质量分数减小的原因是___________。
【答案】(1)复分解反应
(2)作氮肥 (3)增大氢氧化锰与氧气接触面积
(4)
(5) ①. Mn3O4中锰元素的质量分数约为 ②. 部分Mn3O4转化为更高价态的锰的氧化物(或部分Mn3O4转化为Mn2O3.MnO2)
【解析】
(1)氨水可电离出铵根离子和氢氧根离子,根据反应可知硫酸锰和氨水反应生成氢氧化锰和硫酸铵,属于两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应即复分解反应,故填:复分解反应;
(2)根据题意可知,过滤后的滤液中含有硫酸铵,硫酸铵含有氮元素属于氮肥,故填:作氮肥;
(3)将氢氧化锰加水“打浆”制成悬浊液,可以在通入空气是与氧气充分接触从而加快“氧化”反应速率,故填:增大氢氧化锰与氧气接触面积;
(4)氢氧化锰与空气中的氧气在60℃条件下反应生成四氧化三锰和水,化学方程式为:;
(5)①硫酸锰中锰元素的质量分数是,如图通空气8小时左右,所得固体中锰元素质量分数也是,故说明此时所得固体几乎全部为Mn3O4;
②通空气超过8小时,产物中锰元素质量分数减小的原因是:部分Mn3O4转化为更高价态的锰的氧化物(或部分Mn3O4转化为Mn2O3.MnO2)
2.(2024·江苏常州·中考真题)从青海查尔汗盐湖提取碳酸锂()的一种流程如下。每100t盐湖卤水制得碳酸锂59.2kg(锂元素的提取率为80%~92%)。下列说法正确的是( )
A.该流程中石灰石的作用可以直接用生石灰来替代
B.该流程中能循环利用的物质是和
C.蒸发结晶法可将氯化锂中混有的氯化钠完全除去
D.该盐湖卤水中锂元素的质量分数最高为0.014%
【答案】D
【解析】A.石灰石高温分解生成氧化钙和水,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,二氧化碳和NaAlO2反应生成活性氧化铝,活性氧化铝和卤水反应得到氯化锂、氯化镁、氯化钙的混合溶液。用生石灰氧化钙代替石灰石,无法产生二氧化碳,无法从卤水中得到较纯的氯化锂、氯化镁、氯化钙的混合液,所以该流程中石灰石的作用不可以直接用生石灰来替代,错误;
B.由流程图可知,开始有投入、后面有产出,可以循环利用。碳酸钙是石灰石的主要成分,开始煅烧石灰石生成氧化钙和水,发生的反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化碳,开始投入石灰石(主要成分碳酸钙),后产出碳酸钙,可循环利用。氢氧化镁是除杂过程中产生的副产物,在过程中不需要重新投入,不可以循环利用,错误;
C.蒸发结晶是利用蒸发溶剂的方法使溶质达到饱和后结晶析出,则蒸发结晶一定时间后,氯化锂、氯化钠都达到饱和,继续蒸发则两种物质都会析出,如不继续蒸发,剩余溶液是氯化钠、氯化锂的混合溶液,所以蒸发结晶法不可将氯化锂中混有的氯化钠完全除去,错误;
D.100t该盐湖卤水中锂元素的质量最高为。所以该盐湖卤水中锂元素的质量分数最高为,正确。
故选:D。
3.(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。
4.(2024·海南·中考真题)硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O) 可用于炸药、瓷器、肥料等工业中。一种利用菱苦土(主要成分为氧化镁)制备高纯度硫酸镁晶体的工艺流程如下:
(1)X为常见的酸,X是 ;
(2)步骤②加入碳酸镁的目的是 ;
(3)通过操作Ⅱ可将活性炭等不溶物与溶液2分离,则操作Ⅱ的名称是 。
(4)经测定得到的硫酸镁晶体中MgSO4的质量分数为48.48%,
则晶体的纯度为 。(计算结果保留小数点后两位。纯度指样品中含主要成分的质量分数。)
【答案】(1)硫酸/H2SO4
(2)将硫酸转化为硫酸镁,提纯硫酸镁
(3)过滤
(4)解:硫酸镁的化学式量=24+32+16×4=120,硫酸镁晶体的化学式量=24+32+16×4+18×7=246,硫酸镁晶体中MgSO4的质量分数为48.48%
设晶体的纯度为x
=
x≈99.4%
答:晶体的纯度为99.4%。
【解析】(1)菱苦土的主要成分为氧化镁,根据质量守恒定律可知,将氧化镁转化为硫酸镁,则加入的X溶液为硫酸镁溶液,即X为硫酸,故填硫酸或H2SO4。
(2)由题文可知,操作①加入过量的硫酸溶液,则溶液1中除硫酸镁外,还含量过量的硫酸,硫酸能够与碳酸镁反应生成硫酸镁、水和二氧化碳,将硫酸转化为硫酸镁,即步骤②加入碳酸镁的目的是提纯硫酸镁,故填提纯硫酸镁。
(3)操作Ⅱ可将活性炭等不溶物与溶液2分离,而过滤能够将难溶性固体与液体进行分离,则操作Ⅱ的名称是过滤,故填过滤。
(4)见答案
5.(2024·江苏常州·中考真题)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (选填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:
i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.溶液与Fe、Zn均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
【答案】(1) 硫酸铜 有气泡产生
(2)软塑料瓶变瘪 反应物消失
(3)防止食物腐败
(4)
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的
【解析】(1)根据结论②中是铁与稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,故实验现象为固体逐渐减少,有气泡产生,溶液变成浅绿色;③中固体表面出现红色固体,再根据结论脱氧剂中含有铁单质,结合金属与盐溶液的反应,固体表面出现红色固体应为被铁置换出来的铜,故加入硫酸铜溶液(其它合理答案均可),铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:;
(2)软塑料瓶中放一整袋脱氧剂,脱氧剂中铁单质与软塑料瓶中氧气、水蒸气反应产生铁锈,瓶内气体体积减小,压强减小,故观察到软塑料瓶变瘪现象,这是从反应物消失的视角,验证了该反应的发生;
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能防止食物腐败;
(4)脱氧剂样品中只有氧化铁为氧化物,故步骤②中氧化物发生反应为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的。
6.(2024·四川巴中·中考真题)海洋是一个巨大的资源宝库。广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁,就是利用从海水中提取的镁盐制取的。下图是模拟从海水中制取镁的简易流程。
根据流程回答下列问题:
(1)步骤①得到的母液是氯化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)步骤②操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是 。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式 。
(5)市场调研发现,的价格远低于NaOH,更适用于实际工业生产。在步骤②中,若要制得580t,理论上至少需要加入的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)饱和
(2)漏斗
(3)使MgCl2全部反应
(4)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(5)解:设至少需要Ca(OH)2的质量为x;
x=740t
答:至少需要Ca(OH)2的质量为740t。
【解析】(1)步骤①得到的母液不能继续溶解氯化钠,则为氯化钠的饱和溶液;
(2)步骤②实现了固液分离,所以步骤②是过滤,操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(3)步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是为了将氯化镁完全反应;
(4)步骤③中氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;
(5)过程见答案。
7.(2024·江苏无锡·中考真题)低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措,二氧化碳的资源化利用有多种途径。
Ⅰ.CO2转化为CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式: 。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径: 。
Ⅱ.CO2转化为甲醇(CH3OH)
我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇,反应如下:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为 。
(4)CO2和H2可合成甲醇,甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料,甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。
Ⅲ. CO2转化为葡萄糖(C6H12O6)
我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖,其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式: 。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)/
(2)Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4
(3)H2O2
(4)甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等
(5)
(6)解:设通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
答:通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
【解析】(1)还原反应室中炼铁的反应有一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳、氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁与水,化学方程式为、;
(2)在反应过程中Fe3O4与合成气中的CO或H2反应转化为Fe和CO2或H2O,Fe与H2O或CO2反应可重新转化为Fe3O4,实现Fe3O4的再生,因此能使Fe转化为Fe3O4的一条可能途径:Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4;
(3)由图可知,与氧气反应生成和X,2X分解生成水和氧气,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,则X是含有氢、氧两种元素的化合物且能分解生成水和氧气,则X为过氧化氢,其化学式为H2O2;
(4)CO2和H2可合成甲醇,化学方程式为,其中二氧化碳与甲醇的质量比为,甲醇燃烧又生成CO2,化学方程式为,其中甲醇与二氧化碳的质量比为,因此甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是:甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等;
(5)由图可知,二氧化碳在催化剂和通电条件下分解生成一氧化碳和氧气,化学方程式为;
(6)计算过程见答案。
8.(2024·辽宁·中考真题)化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
I.化学与航天
(1)火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
①利用沸点不同,从液态空气中获得液氧,属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②氢气燃烧时,氢分子和氧分子发生了变化,生成了 分子。氢气被认为是理想的燃料,理由为 (写出一条即可)。
(2)航天器的材料
①合成橡胶是常用的密封材料,它属于 (填标号)。
A.金属材料 B.合成材料 C.天然材料
②石墨是常用的润滑材料,从微观角度分析,它是由 构成的。
③某航天器燃烧室壁承受温度需达1100℃。从熔点角度判断,下表中最适宜作该燃烧室壁材料的是 (填标号)。
三种合金材料的熔点表
标号
A
B
C
材料
镍合金GH3030
铝合金7A04
镁合金ZM5
熔点/℃
1374~1420
477~638
430~600
Ⅱ.化学与化工
甲烷()可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如下所示。
(3)煤属于 (填“纯净物”或“混合物”),在进入“反应室1”前,通常进行粉碎处理,目的是 。
(4)“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室 (填“2”或“3”)直接参与反应。
(5)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为 。
(6)“反应室3”中发生的反应为。已知中H的化合价为,则中C的化合价为 。
【答案】(1)物理 水/ 氢气燃烧的产物是水,对环境无污染
(2)B 碳原子 A
(3)混合物 增大与反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(4)3
(5)
(6)
【解析】(1)①利用沸点不同,从液态空气中获得液氧,该过程中没有新物质生成,属于物理变化;
②氢气燃烧时,氢分子和氧分子发生了变化,生成了水分子;氢气被认为是理想的燃料,是因为氢气燃烧的产物是水,对环境无污染;
(2)①合成橡胶是常用的密封材料,它属于合成材料,故选:B;
②石墨是常用的润滑材料,从微观角度分析,它是由碳原子构成的;
③某航天器燃烧室壁承受温度需达1100℃,从熔点角度判断,最适宜作该燃烧室壁材料的是镍合金GH3030,故选:A;
(3)煤由多种物质组成,属于混合物;
在进入“反应室1”前,通常进行粉碎处理,目的是增大与反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(4)由流程图可知,“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室3直接参与反应;
(5)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为;
(6)已知中H的化合价为,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则中C的化合价为。
9.(2024·江苏无锡·中考真题)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)写出铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水的化学方程式: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有① ;② 。
【答案】(1)增大接触面积,使反应更充分 除锌
(2)
(3)H+
(4)CuO
(5)控制温度 选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液
【解析】(1)“粉碎”的目的是为了增大接触面积,使反应更充分;金属活动性锌>氢>铜,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,而铜不与稀硫酸反应,所以使用稀硫酸酸浸的目的是为了除锌;
(2)铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O;
(3)因为步骤1后加入的是过量的稀硫酸,所以步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和H+;
(4)由反应的化学方程式可知,反应前有2个铜原子、5个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,反应后有3个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,则2个R分子中含有2个铜原子、2个氧原子,1个R分子中含有1个铜原子、1个氧原子,则R的化学式为CuO;
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有控制温度、选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液等。
10.(2024·江苏徐州·中考真题)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含沙石等杂质)制备铝的主要流程如图所示:
(1)过程①、②都包含固液分离的操作,该操作名称是 。
(2)为加快铝土矿与NaOH溶液反应的速率,可采取的措施是 。
(3)生成Al(OH)3的反应中,反应物除了有NaAlO2,CO2,还有一种氧化物为 。
(4)写出电解氧化铝获得铝的化学方程式: 。
【答案】(1)过滤
(2)将铝土矿粉碎(搅拌、增大碱溶液的浓度、加热等)
(3)H2O/水
(4)
【解析】(1)过程①、②都包含固液分离的操作,过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法,则该操作名称是过滤。
(2)将铝土矿粉碎,搅拌,能增大反应物的接触面积,提高化学反应速率;增大碱溶液的浓度、加热等,也可以提高化学反应速率。
(3)二氧化碳和NaA1O2溶液反应,生成Al(OH)3,由质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成Al(OH)3的反应中,反应物除了有NaAlO2、CO2,还有一种氧化物为H2O。
(4)电解氧化铝生成铝,同时应生成氧气,反应的化学方程式为:。
11.(2024·江苏南通·中考真题)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MgCO3。实验过程如下:
已知:①在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀。
(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 (写一条)。
(3)“调pH”时,需控制溶液pH为 。
(4)“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液 b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
【答案】(1)MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2)Fe 废渣溶解充分,提高原料的浸出率
(3)5.0≤pH<8.5
(4)b
【解析】(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,化学方程式为 MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①亚铁离子被氧化为铁离子,化合价升高;氧元素由﹣1价还原到﹣2价,因此反应前后化合价发生变化的元素有O、Fe;
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是保证废渣溶解充分,提高原料的浸出率,为过氧化氢氧化亚铁离子提供酸性环境等;
(3)在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。所以“调pH”时,需控制溶液pH为5.0≤pH<8.5之间;
(4)MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀,“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为:向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,故选b。
12.(2024·江苏宿迁·中考真题)热电厂燃烧煤产生含有大量的烟气,某石膏板企业采用“碱—石灰”的方法使烟气脱硫,再生产石膏。其主要生产流程如下图所示。
(提示:①与的某些化学性质相似;②难溶于水)
(1)在实验室中,操作a使用的玻璃仪器有:烧杯和 。
(2)吸收塔内发生反应的化学方程式是 。
(3)流程中,可以循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)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。
(5)氧化塔中,反应前后化合价升高的元素是 。
【答案】(1)漏斗、玻璃棒
(2)
(3)
(4)
(5)S
【解析】(1)熟石灰是氢氧化钙的俗称,由流程图可知,“制碱釜”中发生的反应是亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠,则操作a为分离固液的过滤操作,在实验室中,过滤使用的玻璃仪器有:烧杯和漏斗、玻璃棒;
(2)烧碱是氢氧化钠的俗称,与的某些化学性质相似,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则由流程图可知,“吸收塔”中发生的反应是二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为;
(3)由流程图可知,可以循环利用的物质是烧碱溶液,烧碱是氢氧化钠的俗称,其化学式为;
(4)由流程图可知,理论上只需不断加入熟石灰,便可持续实现烟气的脱硫处理,熟石灰是氢氧化钙的俗称,其化学式为;
(5)中钙元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故中硫元素的化合价为+4价;中钙元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为y,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故中硫元素的化合价为+6价;故氧化塔中,硫元素化合价由+4价+6价,故化合价升高的元素是S。
13.(2024·江苏镇江·中考真题)一种用炼铜烟灰(主要含CuO、ZnO)制备Cu和ZnSO4•7H2O的流程如图。
(1)溶液X应选用 (选填序号)。
a.稀HCl b.稀H2SO4 c.稀HNO3
(2)“置换”发生反应的化学方程式为 。
(3)“过滤”操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒等。
(4)“过滤”后滤液制备ZnSO4•7H2O晶体的实验方案:将滤液 (填操作名称),过滤,洗涤并干燥。
【答案】(1)b
(2)
(3)漏斗
(4)蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】(1)该流程用炼铜烟灰(主要含CuO、ZnO)制备Cu和ZnSO4•7H2O,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,CuO、ZnO、Zn中不含S元素,而ZnSO4•7H2O中含有S元素,说明X溶液中含有S元素,稀HCl、稀H2SO4、稀HNO3中只有稀H2SO4含有S元素,则X溶液是稀H2SO4,故填:b。
(2)CuO与稀H2SO4反应生成CuSO4、H2O,ZnO与稀H2SO4反应生成ZnSO4、H2O,酸溶步骤后,溶液中溶质一定有CuSO4、ZnSO4,不确定是否有H2SO4。加入Zn,Zn与ZnSO4不反应,Zn与CuSO4发生置换反应生成ZnSO4、Cu,化学方程式为,Zn可与H2SO4发生置换反应生成ZnSO4、H2,化学方程式为,根据流程图,置换后没有说明是否产生H2,则一定发生的反应是。
(3)“过滤”操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等。
(4)“过滤”后滤液一定含有ZnSO4,利用滤液制备ZnSO4•7H2O,需要析出溶质,则方案是:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤并干燥。
14.(2024·江苏镇江·中考真题)助力“碳中和”,CO2的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。
(1)CO2的产生:化石燃料的燃烧排放大量CO2。
①化石燃料主要包括 、石油和天然气。
②大气中CO2的含量过高,会造成 (填环境问题)。
(2)CO2的捕集:工业上可用氨水、K2CO3溶液等化学物质捕集烟气中的CO2。
氨水捕集CO2的实验流程如下。
①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。
②氨水吸收室中反应温度不宜过高,原因是 。
(3)CO2的利用:CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图所示。
①整个转化过程中Ni/CaO的作用为 。
②生成CH4的总反应化学方程式为 。
【答案】(1)煤 温室效应
(2)NH3 氨水易分解,温度过高,氨水又分解成氨气
(3)催化
【解析】(1)①化石燃料主要包括煤、石油和天然气,故填写:煤。
②二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能,二氧化碳在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来,因此,二氧化碳也被称为温室气体,能引起温室效应,大气中二氧化碳含量的增加是导致温室效应的主要原因,故填写:温室效应。
(2)①由氨水捕集CO2的实验流程图可知,富含CO2的烟气,进入氨水吸收室,生成碳酸铵和碳酸氢铵,碳酸铵和碳酸氢铵加热分解,生成X和高纯CO2,X能被氨水吸收塔吸收,根据质量守恒定律宏观实质:化学反应前后,元素种类不变可知,反应前碳酸铵和碳酸氢铵中含有碳、氢、氧元素,加热分解,生成X和高纯CO2(含有碳元素和氧元素),X中可能含有氮元素和氢元素,X能被氨水吸收塔吸收,说明X能与水反应,生成氨水,因此,X为氨气,化学式为:NH3,故填写:NH3。
②氨水吸收室中反应温度不宜过高,原因是氨水易分解,温度过高,氨水又分解成氨气和水,故填写:氨水易分解,温度过高,氨水又分解成氨气。
(3)①由CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理示意图可知,该反应过程中Ni/CaO的化学性质不变,起到过渡作用,符合催化剂的性质,因此,整个转化过程中Ni/CaO的作用为催化作用,故填写:催化。
②由CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理示意图可知,生成CH4的总反应是二氧化碳和氢气,在Ni/CaO的催化下,生成甲烷和水,总反应方程式为:,故填写:
15,(2024·山东潍坊·中考真题)氨气()易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池领域有广阔的应用前景。图1是氨的合成及应用的部分流程图。回答下列问题。
(1)①采用分离液态空气法获取时,先被蒸发出来,说明液氮沸点比液氧 (填“高”或“低”);分子筛可根据分子直径大小,把空气中的氧分子吸入而分离出氮气,说明氧分子直径 (填“大于”或“小于”)氮分子直径。
②图1两条H2的获取途径中,更符合绿色“零碳”理念的是途径 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
氨的合成
(2)根据图1所示,补充并配平“合成塔”内反应的化学方程式 。
图2是氮气与氢气在催化剂表面合成氨的微观过程,其顺序应为 (用字母序号表示)。
氨燃料电池的使用
(3)氨燃料电池因“零碳”排放而备受关注,根据图1信息推断,氨燃料电池中参加反应的和分子个数比为 ;该电池工作时的能量转化形式为 。
【答案】(1)低 小于 Ⅱ
(2)/ cab
(3)4:3 化学能转化成电能
【解析】(1)①采用分离液态空气法获取时,先被蒸发出来,说明液氮沸点比液氧的低;分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离,则分子大小:N2>O2;
②途径Ⅰ会生成一氧化碳而污染空气,途径Ⅱ生成氢气和氧气不会造成污染,所以更符合绿色“零碳”理念的是途径Ⅱ;
(2)根据图1所示,氮气与氢气在高温、高压和催化剂的共同作用下生成氨气,反应的化学方程式为:;
氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的微观变化实质是:氢分子破裂成氢原子,氮气分子破裂成氮原子,氢原子和氮原子结合成氨气分子,所以氮气与氢气在催化剂表面合成氨过程合理的顺序是:cab;
(3)根据图1信息推断可知,该反应为氨气和氧气在点燃条件下反应生成氮气和水,化学方程式为:,所以氨燃料电池中参加反应的和分子个数比为4:3,该燃料电池放电时的能量转化形式为化学能转化成电能。
16.(2024·四川德阳·中考真题)金属钼(Mo)制成的合金有良好的机械性能,利用钼矿石(主要成分为MoS2)制备金属钼的简易流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“灼烧”时,MoS2发生反应的化学方程式为 .
(2)中间产物(NH4)2MoO4中钼元素的化合价为 。
(3)“高温”发生反应所属的化学反应类型是 (填标号)。
a.化合反应 b.分解反应
c.置换反应 d.复分解反应
【答案】(1)
(2)+6价
(3)c
【解析】(1)由流程图可知,“灼烧”时,发生的反应为MoS2与氧气在灼烧条件下反应生成MoO3和二氧化硫,化学方程式为;
(2)(NH4)2MoO4中铵根的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,设钼元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故(NH4)2MoO4中钼元素的化合价为+6价;
(3)由流程图可知,“高温”时发生的反应为MoO3与氢气在高温条件下反应生成钼和水,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,属于置换反应,故选:c。
17.(2024·安徽·中考真题)碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质,一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如图:
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式为 。
(2)步骤②操作a的名称是 。
(3)步骤③中加入草酸钠,其中草酸根(C2O)的化合价是-2价,则草酸钠的化学式为 。
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li2CO3的反应类型是 。
(5)该工艺中用到的氧化物有 (写1种即可)。
【答案】(1)CaO + H2O = Ca(OH)2
(2)过滤
(3)Na2C2O4
(4)复分解反应
(5)生石灰(氧化钙)或水
【解析】(1)步骤①发生的反应是氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为CaO + H2O = Ca(OH)2;
(2)步骤②操作a能固体与液体分离,其名称是过滤;
(3)钠元素显+1价,草酸根()的化合价是-2价,书写化学式时,一般正价的写在左边,负价的写在右边,根据化合物中各元素化合价代数和为零,草酸钠的化学式为:Na2C2O4;
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li2CO3的反应是碳酸钠与氯化锂相互交换成分生成碳酸锂和氯化钠,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;
(5)氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,该工艺中用到的生石灰(氧化钙)、水都是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,属于氧化物。
18.(2024·甘肃兰州·中考真题)镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。用海水晒盐得到苦卤(含、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“苦卤”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)写出中和池中反应的化学方程式: 。
(3)上述获取金属镁的整个流程中,涉及到的化学反应的基本类型共有 种。
(4)该流程中循环使用的物质是 。
(5)镁用于火箭、飞机等领域,体现了镁的哪些物理性质? (答一点)。
【答案】(1)混合物
(2)
(3)3/三
(4)氯气/Cl2
(5)轻质或延展性或良好的导电性和导热性等(合理即可)
【解析】(1)苦卤含MgCl2、NaCl等物质,属于混合物;
(2)中和池中氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为:;
(3)苦卤含MgCl2、NaCl等物质,加入石灰乳,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,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;
中和池中氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,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;
氯化镁通电分解生成镁和氯气,该反应是一种物质生成两种物质,符合“一变多”的特点,属于分解反应;
氯气和氢气点燃生成氯化氢,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;
故上述获取金属镁的整个流程中,涉及到的化学反应的基本类型共有三种;
(4)根据流程,氯气既是生成物,又是反应物,可循环使用;
(5)镁广泛应用于火箭、飞机等领域,主要体现了镁的轻质、延展性、以及良好的导电性和导热性,均不需要通过化学变化就能表现出来,属于镁的物理性质。
19.(2021·江苏苏州·中考真题)碳酸氢铵是一种常用的化学肥料。工业生产碳酸氢铵的一种流程如下:
已知:“合成”步骤中发生的反应为,
(1)碳酸氢铵属于化肥中的 肥
(2)“造气”步骤中为加快反应速率,可采取的具体措施有 。(写一条即可)
(3)“碳酸化”步骤的化学方程式为 。该步骤在较低温度下进行的原因是 。
(4)“碳酸化”步骤的作用是制取碳酸氢铵和 。
(5)“循环”的目的是 。
【答案】 氮 将煤粉碎或升高温度或使用催化剂 防止碳酸氢铵分解,减少氨水的挥发 吸收CO2,分离出N2和H2 提高N2、H2的利用率,节约资源
【详解】(1)碳酸氢铵中含有氮元素,属于化肥中的氮肥;
(2)“造气”步骤中为加快反应速率,可采取有将煤粉碎或升高温度或使用催化剂;
(3)“碳酸化”是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢铵,反应的化学方程式为:;该步骤在较低温度下进行的原因是碳酸氢铵高温易分解,氨水高温易挥发;
(4)碳酸化的作用是制取碳酸氢铵和吸收CO2,分离出N2和H2;
(5)循环的目的是提高N2、H2的利用率,节约资源。
故答案为:①氮;②将煤粉碎或升高温度或使用催化剂;③;④防止碳酸氢铵分解,减少氨水的挥发;⑤吸收CO2,分离出N2和H2;⑥提高N2、H2的利用率,节约资源。
20.(2021·江苏苏州·中考真题)硫酸亚铁是一种重要的补铁剂。实验室以废铁屑(含少量Fe2O3)为原料制备硫酸:亚铁晶体的流程如下:
已知:铁与硫酸铁反应的化学方程式为。
(1)“碱洗”是为了洗去铁屑表面的油污,用热的碳酸钠溶液浸泡,过滤,再用蒸馏水洗涤2-3次。取最后一次洗涤液,测其pH,若pH= ,说明洗涤液中无碳酸钠。
(2)“酸溶”是向“碱洗”过的铁屑中加入过量稀硫酸。
①写出铁与稀硫酸反应的化学方程式: 。
②所用硫酸溶液浓度不能太稀,原因是 。
③废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理,原因是 。
(3)“结晶”的相关操作依次为:蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的目的是 ,便于结晶。
(4)含量测定:准确称取制得的硫酸亚铁样品2.82g于锥形瓶中,加蒸馏水完全溶解,加入稀硫酸,滴加溶质质量分数为1.58%的高锰酸钾溶液,当恰好完全反应时,消耗高锰酸钾溶液的体积为20.00mL(该高锰酸钾溶液密度近似为1g·mL-1)。列式计算该样品中硫酸亚铁的含量 (结果用百分数表示,保留一位小数)。
已知:高锰酸钾与硫酸亚铁反应的化学方程式为 (相对分子质量;FeSO4-152,KMnO4-158)
【答案】 7 反应速率太慢,结晶步骤能耗过多 氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁 形成热的饱和溶液 53.9%
【详解】(1) pH>7显碱性,pH=7显中性,pH<7显酸性;碳酸钠溶液显碱性,取最后一次洗涤液,测其pH,若pH=7,说明洗涤液中无碳酸钠。
(2)①铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为。
②所用硫酸溶液浓度不能太稀,原因是不但反应速率太慢,而且溶液中溶剂水过多导致结晶步骤能耗过多。
③已知:铁与硫酸铁反应的化学方程式为。故废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理,原因是氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁。
(3)“结晶”的相关操作依次为:蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的自的是减少溶剂水的量,形成热的饱和溶液,便于结晶。
(4)解:高锰酸钾溶液中溶质质量为20.00mL×1g·mL-1×1.58%=0.316g
设该样品中硫酸亚铁的含量为x
答:该样品中硫酸亚铁的含量为53.9%。
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压轴题07 化工流程题
命题特点
1.情境设计本土化与时代性融合
(1)产业结合:常选取苏州本地支柱产业(如电子制造、纳米材料、纺织印染)的生产流程为背景,例如2023年以苏州工业园区的半导体废料回收为原型设计流程。
(2)技术前沿:融入碳中和(如二氧化碳捕集)、新能源(锂电池材料制备)等热点技术,2024年考题中出现氢能源储运环节的工艺优化分析。
2.知识整合的多维考查
(1)反应网络构建:要求识别流程中3-4个核心反应(如酸浸→氧化→沉淀→煅烧),需同时掌握复分解、氧化还原、分解反应类型。
(2)分离提纯技术:高频考查过滤(固液分离)、结晶(蒸发/冷却法)、蒸馏(沸点差异)等操作的应用场景,常结合母液循环利用设问。
(3)条件控制分析:近三年有67%的题目涉及反应条件优化(如温度对产率影响曲线分析、pH调节对杂质沉淀的影响)。
3.绿色化学理念渗透
(1)三废处理:要求设计尾气吸收方案(如酸性气体用NaOH溶液处理)、废液重金属离子沉淀(如用Na2S处理含Cu2+废水)。
(2)资源循环:重点关注母液回收(如滤液返回酸浸工序)、副产品利用(如废气CO2用于制备NaHCO3),2022年考题要求绘制物质循环路径图。
4.信息处理能力分层考查
(1)显性信息提取:直接通过箭头指向判断主产物(如流程末端物质),通过标注条件(如"800℃煅烧")确定反应类型。
(2)隐性信息挖掘:需从试剂添加顺序推断除杂顺序(如先调pH除Fe2+后除Mg2+),通过过量试剂判断后续处理步骤(如酸浸过量H2SO4需中和)。
6.计算与实证思维结合
(1)定量分析:近5年有3次出现纯度计算(如根据煅烧产物质量反推原料含量),需注意有效数字保留要求。
(2)实验验证:2021年起新增流程步骤合理性评价(如建议增加洗涤步骤提高产物纯度),要求提出改进方案并说明依据。
备考建议:建议重点研究苏州近5年中考真题(如2024年纳米氧化锌制备流程),建立"原料预处理→核心反应→分离提纯→循环利用"四阶段分析模型。
解题要领
1.具体操作
(1)关注“箭头”:箭头进入的是投料(即反应物),出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(2)关注方框内所指。
(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。
三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环使用。
2.具体操作
(1)对原料进行预处理阶段
①研磨、粉碎、喷洒:增大反应物间的接触面积,加快反应速率,使其充分反应。
②搅拌、加热:加速溶解,增加反应接触面积,加快反应速率。
③增大反应物浓度:加快反应的速率,
④表面处理:一般去除表面油污,打磨金属去除金属表面锈蚀
(2)流程中的操作名称、仪器及仪器的作用
①过滤:分离固体和液体,主要仪器有漏斗、玻璃棒(作用:引流)、烧杯、铁架台等
②蒸发:使溶液中溶质析出,主要仪器有蒸发皿、玻璃棒(搅拌是液体受热均匀,防止液体飞溅)、酒精灯、铁架台等。
③冷却热饱和溶液:蒸发浓缩,降温结晶,过滤,洗涤,干燥。
(3)分离和提纯:反应条件的控制
①控制pH:目的将某些金属离子形成氢氧化物沉淀下来
②控制一定的温度范围,防止反应物分解,防止副反应发生
③通入保护气(如氩气):隔绝空气,防止生成物被氧化,提高转化率。
④加入过量试剂:为了完全反应掉另一种反应物
题型01 制备流程题
1.(2024·江苏苏州) 柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
I.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性;
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是_______(任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是_______(填离子符号)。
(3)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是_______(填操作名称)。
(4)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为_______。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是______。
③待FeSO4完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是______(填化学式)。
II.制柠檬酸亚铁
(5)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
①制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+X+H2O,物质X是______(填化学式)。
②“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是_______。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是______。
2(2023年苏州中考)用蛋壳(主要含,还有少量和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[]。
已知:①醋酸钙易溶于水,高于160℃时发生分解;②醋酸()易挥发。
(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,发生反应的化学方程式为______。
②焙烧过程中,产生烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有______(有机物)。
(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。不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是______。
(3)除镁。在酸溶后的溶液中加入至碱性,将转化为沉淀除去。该反应属于______(填基本反应类型)。
(4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7。其目的有:①将溶液中的少量转化为;②______。
(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%样品50.0 g在高温下完全分解,计算分解得到CaO的质量(写出计算过程)。
已知:①醋酸钙分解反应为;杂质不发生反应。
②的相对分子质量为158。
题型02 提纯流程题
3.(2022·苏州中考)二氧化碳捕集和资源化利用是碳中和领域研究热点。
碳捕集:捕捉烟气CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下:
(1)“颗粒反应室”中反应的化学方程式为___________。
(2)上述流程中可循环使用的物质有___________(填化学式)。
碳的资源化利用 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如下:
(3)检验淀粉的常用试剂是___________(填名称)。
(4)绿色植物实现CO2到葡萄糖的转化过程称为___________。
(5)阶段I反应的微观过程如图1所示。写出甲醇的化学式:___________。
(6)阶段Ⅱ的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氢原子数目:甲醇___________甲醛(填“>”、“<”或“=”)。
②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2.理论上需补充的H2O2与反应a中生成的H2O2的分子个数比≥___________。
1.(2022·江苏苏州)锰元素能形成MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物,其中Mn3O4是重要的结构材料。工业用硫酸锰(MnSO4)制备Mn3O4的流程如下:
(1)“沉淀”反应是。该反应的基本类型为___________。
(2)写出“过滤”所得滤液一种用途:___________。
(3)将Mn(OH)2加水“打浆”制成悬浊液,可加快“氧化”反应速率的原因是___________。
(4)“氧化”时,Mn(OH)2与空气中的氧气在60℃条件下反应生成Mn3O4,该反应的化学方程式为___________。
(5)通过测定固体产物中锰元素质量分数来推断产物成分。“氧化”所得固体产物中锰元素质量分数随通空气时间的变化如图所示。
①通空气8小时左右,所得固体几乎全部为Mn3O4.推出该结论的依据是___________。
②通空气超过8小时,产物中锰元素质量分数减小的原因是___________。
2.(2024·江苏常州·中考真题)从青海查尔汗盐湖提取碳酸锂()的一种流程如下。每100t盐湖卤水制得碳酸锂59.2kg(锂元素的提取率为80%~92%)。下列说法正确的是( )
A.该流程中石灰石的作用可以直接用生石灰来替代
B.该流程中能循环利用的物质是和
C.蒸发结晶法可将氯化锂中混有的氯化钠完全除去
D.该盐湖卤水中锂元素的质量分数最高为0.014%
3.(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 。
4.(2024·海南·中考真题)硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O) 可用于炸药、瓷器、肥料等工业中。一种利用菱苦土(主要成分为氧化镁)制备高纯度硫酸镁晶体的工艺流程如下:
(1)X为常见的酸,X是 ;
(2)步骤②加入碳酸镁的目的是 ;
(3)通过操作Ⅱ可将活性炭等不溶物与溶液2分离,则操作Ⅱ的名称是 。
(4)经测定得到的硫酸镁晶体中MgSO4的质量分数为48.48%,
则晶体的纯度为 。(计算结果保留小数点后两位。纯度指样品中含主要成分的质量分数。)
5.(2024·江苏常州·中考真题)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (选填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:
i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.溶液与Fe、Zn均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
6.(2024·四川巴中·中考真题)海洋是一个巨大的资源宝库。广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁,就是利用从海水中提取的镁盐制取的。下图是模拟从海水中制取镁的简易流程。
根据流程回答下列问题:
(1)步骤①得到的母液是氯化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)步骤②操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是 。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式 。
(5)市场调研发现,的价格远低于NaOH,更适用于实际工业生产。在步骤②中,若要制得580t,理论上至少需要加入的质量是多少?(写出计算过程)
7.(2024·江苏无锡·中考真题)低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措,二氧化碳的资源化利用有多种途径。
Ⅰ.CO2转化为CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式: 。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径: 。
Ⅱ.CO2转化为甲醇(CH3OH)
我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇,反应如下:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为 。
(4)CO2和H2可合成甲醇,甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料,甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。
Ⅲ. CO2转化为葡萄糖(C6H12O6)
我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖,其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式: 。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
8.(2024·辽宁·中考真题)化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
I.化学与航天
(1)火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
①利用沸点不同,从液态空气中获得液氧,属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②氢气燃烧时,氢分子和氧分子发生了变化,生成了 分子。氢气被认为是理想的燃料,理由为 (写出一条即可)。
(2)航天器的材料
①合成橡胶是常用的密封材料,它属于 (填标号)。
A.金属材料 B.合成材料 C.天然材料
②石墨是常用的润滑材料,从微观角度分析,它是由 构成的。
③某航天器燃烧室壁承受温度需达1100℃。从熔点角度判断,下表中最适宜作该燃烧室壁材料的是 (填标号)。
三种合金材料的熔点表
标号
A
B
C
材料
镍合金GH3030
铝合金7A04
镁合金ZM5
熔点/℃
1374~1420
477~638
430~600
Ⅱ.化学与化工
甲烷()可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如下所示。
(3)煤属于 (填“纯净物”或“混合物”),在进入“反应室1”前,通常进行粉碎处理,目的是 。
(4)“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室 (填“2”或“3”)直接参与反应。
(5)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为 。
(6)“反应室3”中发生的反应为。已知中H的化合价为,则中C的化合价为 。
9.(2024·江苏无锡·中考真题)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)写出铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水的化学方程式: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有① ;② 。
10.(2024·江苏徐州·中考真题)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含沙石等杂质)制备铝的主要流程如图所示:
(1)过程①、②都包含固液分离的操作,该操作名称是 。
(2)为加快铝土矿与NaOH溶液反应的速率,可采取的措施是 。
(3)生成Al(OH)3的反应中,反应物除了有NaAlO2,CO2,还有一种氧化物为 。
(4)写出电解氧化铝获得铝的化学方程式: 。
11.(2024·江苏南通·中考真题)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MgCO3。实验过程如下:
已知:①在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀。
(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 (写一条)。
(3)“调pH”时,需控制溶液pH为 。
(4)“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液 b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
12.(2024·江苏宿迁·中考真题)热电厂燃烧煤产生含有大量的烟气,某石膏板企业采用“碱—石灰”的方法使烟气脱硫,再生产石膏。其主要生产流程如下图所示。
(提示:①与的某些化学性质相似;②难溶于水)
(1)在实验室中,操作a使用的玻璃仪器有:烧杯和 。
(2)吸收塔内发生反应的化学方程式是 。
(3)流程中,可以循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)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。
(5)氧化塔中,反应前后化合价升高的元素是 。
13.(2024·江苏镇江·中考真题)一种用炼铜烟灰(主要含CuO、ZnO)制备Cu和ZnSO4•7H2O的流程如图。
(1)溶液X应选用 (选填序号)。
a.稀HCl b.稀H2SO4 c.稀HNO3
(2)“置换”发生反应的化学方程式为 。
(3)“过滤”操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒等。
(4)“过滤”后滤液制备ZnSO4•7H2O晶体的实验方案:将滤液 (填操作名称),过滤,洗涤并干燥。
14.(2024·江苏镇江·中考真题)助力“碳中和”,CO2的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。
(1)CO2的产生:化石燃料的燃烧排放大量CO2。
①化石燃料主要包括 、石油和天然气。
②大气中CO2的含量过高,会造成 (填环境问题)。
(2)CO2的捕集:工业上可用氨水、K2CO3溶液等化学物质捕集烟气中的CO2。
氨水捕集CO2的实验流程如下。
①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。
②氨水吸收室中反应温度不宜过高,原因是 。
(3)CO2的利用:CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图所示。
①整个转化过程中Ni/CaO的作用为 。
②生成CH4的总反应化学方程式为 。
15,(2024·山东潍坊·中考真题)氨气()易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池领域有广阔的应用前景。图1是氨的合成及应用的部分流程图。回答下列问题。
(1)①采用分离液态空气法获取时,先被蒸发出来,说明液氮沸点比液氧 (填“高”或“低”);分子筛可根据分子直径大小,把空气中的氧分子吸入而分离出氮气,说明氧分子直径 (填“大于”或“小于”)氮分子直径。
②图1两条H2的获取途径中,更符合绿色“零碳”理念的是途径 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
氨的合成
(2)根据图1所示,补充并配平“合成塔”内反应的化学方程式 。
图2是氮气与氢气在催化剂表面合成氨的微观过程,其顺序应为 (用字母序号表示)。
氨燃料电池的使用
(3)氨燃料电池因“零碳”排放而备受关注,根据图1信息推断,氨燃料电池中参加反应的和分子个数比为 ;该电池工作时的能量转化形式为 。
16.(2024·四川德阳·中考真题)金属钼(Mo)制成的合金有良好的机械性能,利用钼矿石(主要成分为MoS2)制备金属钼的简易流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“灼烧”时,MoS2发生反应的化学方程式为 .
(2)中间产物(NH4)2MoO4中钼元素的化合价为 。
(3)“高温”发生反应所属的化学反应类型是 (填标号)。
a.化合反应 b.分解反应
c.置换反应 d.复分解反应
17.(2024·安徽·中考真题)碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质,一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如图:
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式为 。
(2)步骤②操作a的名称是 。
(3)步骤③中加入草酸钠,其中草酸根(C2O)的化合价是-2价,则草酸钠的化学式为 。
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li2CO3的反应类型是 。
(5)该工艺中用到的氧化物有 (写1种即可)。
18.(2024·甘肃兰州·中考真题)镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。用海水晒盐得到苦卤(含、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“苦卤”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)写出中和池中反应的化学方程式: 。
(3)上述获取金属镁的整个流程中,涉及到的化学反应的基本类型共有 种。
(4)该流程中循环使用的物质是 。
(5)镁用于火箭、飞机等领域,体现了镁的哪些物理性质? (答一点)。
19.(2021·江苏苏州·中考真题)碳酸氢铵是一种常用的化学肥料。工业生产碳酸氢铵的一种流程如下:
已知:“合成”步骤中发生的反应为,
(1)碳酸氢铵属于化肥中的 肥
(2)“造气”步骤中为加快反应速率,可采取的具体措施有 。(写一条即可)
(3)“碳酸化”步骤的化学方程式为 。该步骤在较低温度下进行的原因是 。
(4)“碳酸化”步骤的作用是制取碳酸氢铵和 。
(5)“循环”的目的是 。
20.(2021·江苏苏州·中考真题)硫酸亚铁是一种重要的补铁剂。实验室以废铁屑(含少量Fe2O3)为原料制备硫酸:亚铁晶体的流程如下:
已知:铁与硫酸铁反应的化学方程式为。
(1)“碱洗”是为了洗去铁屑表面的油污,用热的碳酸钠溶液浸泡,过滤,再用蒸馏水洗涤2-3次。取最后一次洗涤液,测其pH,若pH= ,说明洗涤液中无碳酸钠。
(2)“酸溶”是向“碱洗”过的铁屑中加入过量稀硫酸。
①写出铁与稀硫酸反应的化学方程式: 。
②所用硫酸溶液浓度不能太稀,原因是 。
③废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理,原因是 。
(3)“结晶”的相关操作依次为:蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的目的是 ,便于结晶。
(4)含量测定:准确称取制得的硫酸亚铁样品2.82g于锥形瓶中,加蒸馏水完全溶解,加入稀硫酸,滴加溶质质量分数为1.58%的高锰酸钾溶液,当恰好完全反应时,消耗高锰酸钾溶液的体积为20.00mL(该高锰酸钾溶液密度近似为1g·mL-1)。列式计算该样品中硫酸亚铁的含量 (结果用百分数表示,保留一位小数)。
已知:高锰酸钾与硫酸亚铁反应的化学方程式为 (相对分子质量;FeSO4-152,KMnO4-158)
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