专题13 工业流程-【好题汇编】2025年中考化学一模试题分类汇编
2025-04-25
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 14.89 MB |
| 发布时间 | 2025-04-25 |
| 更新时间 | 2025-04-25 |
| 作者 | chemistry Chen |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-04-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51815797.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题13 工业流程
考点概览
题型一 制备产品类流程题
题型二 废料回收利用类流程题
题型三 提纯分离类流程题
题型四 综合流程题
制备产品类流程题题型一
1.金属钛具有硬度大、密度小、熔点高、耐腐蚀等优良性能。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒钛磁铁矿提取金属钛的一种工艺过程如下:
(1)将钛铁矿粉碎的主要目的是 。
(2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中钛元素化合价为 。
(3)下列能有效保护钛金属资源的措施是______(填字母)。
A.回收废旧钛制品 B.开发钛金属替代品 C.随意开采钛金属矿
(4)用TiCl4与Mg反应制取金属钛,反应的方程式是。
①该反应的基本类型是 。
②若要生产12t金属钛,至少需要多少吨TiCl4?(写出计算过程)
2.牙膏中含有摩擦剂、洗涤泡沫剂、黏合剂和保湿剂等。
物质
碳酸钙
磷酸氢钙
二氧化硅
氢氧化铝
清洁效果
良好
温和
良好
温和
摩擦力
适中
较小
较小
较小
价格(元/t)
700
2490
4550
9500
(1)认识牙膏中的摩擦剂
氢氧化铝的化学式为 。综上信息,碳酸钙为理想的摩擦剂,理由是 ,碳酸钙 (填“难”或“易”)溶于水,碳酸钙、牙釉质中硬度较小的是 。
(2)生产轻质碳酸钙
方案一:
方案二:
①方案一:“粉碎机”的作用是 ,“反应器”中的化学方程式为 。
②方案二:“煅烧炉”的反应基本类型属于 反应,固体生成物的俗名为 ,“消化室”中反应属于 (填“放”或“吸”)热反应。
③评价:方案一与方案二相比,其优点是 。
3.我国古法制硝的主要步骤为:取上→淋硝→熬硝。
Ⅰ.取土:采拾硝土,加入草木灰。
(1)将草木灰溶于水,静置后取上层清液滴入酚酞试液,变红色,则草木灰溶液呈 性。
Ⅱ.淋硝:
(2)如图所示,木桶内铺上木板和稻草,将硝土[富含、和NaCl]和草木灰的混合物置于其上,浇入井水;在木桶下方导出“硝水”(含和NaCl)。则草木灰主要成分与硝土中反应的化学方程式为 。
Ⅲ.熬硝:熬制“硝水”得到“浓硝水”;降温结晶,净化后得“火硝”(即晶体)。
(3)设计实验验证“浓硝水”为的饱和溶液: (写步骤和结论)。
(4)如图为硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线。
①据图分析;降低“浓硝水”温度主要获得晶体的原因是 。
②欲将A点状态的220g硝酸钾溶液降温转化到B点,则析出硝酸钾晶体质量为 g。
4.高铁酸钾是一种新型高效净水剂。一种以菱铁矿(,含少量)为原料制备的流程如下:
已知:
①不溶于水和酸。
②是一种盐,微溶于浓在强碱性条件下较稳定,在催化作用下易分解。
(1)“酸浸”时将菱铁矿加入稀硫酸中,充分反应后过滤,得到滤液。
①若其他条件不变,下列措施中能提高铁元素浸出率的有 (填字母)。
A.粉碎固体 B.适当加快搅拌速率 C.减小硫酸浓度
②测得滤液的为1,则滤液中含有的阳离子主要有 。
③硫酸用量不宜过量太多,原因可能是 。
(2)“氧化”后得到,“氧化”这步反应的化学方程式为 。
(3)实验中的量对最终产率有影响。当“制备”步骤中的量过多时,会导致“转化”步骤中产率下降,其原因是 。
5.在“双碳”目标愿景下,氨气作为一种“零碳”能源前景广泛。
Ⅰ.制氨
(1)传统合成氨
在高温、高压下利用铁触媒制取氨气的微观反应示意图如图所示。
①常用海绵状的Fe制得铁触媒。海绵状的结构优点是 。
②图中,反应②中氢元素的化合价 (选填“有”或“没有”)变化;反应③的基本类型为 反应。
(2)电解合成氨
科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图所示。
①写出如图所示反应的化学方程式: 。
②实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是 。
Ⅱ.用氨
(3)清洁燃料。科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图所示。
①写出反应中X的化学式 。
②我国科学研究人员发现在氨气中掺混一定比例的其他燃料,可以提高氨气燃烧的稳定性。为真正实现零碳排放,选择掺混的物质最可能是 。
(4)制取氮肥。某化肥厂生的工艺流程如图。加入的Y应为______。
A. B. C. D.
6.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)铜能被加工成铜箔,说明铜具有良好的 性。
(2)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是 。
(3)“溶铜”中,存在与生成的反应,该反应属于 (填基本反应类型)。
(4)“制箔”中,发生反应的化学方程式:,的化学式为 。物质可用于 和 工序。
(5)“制箔”中,需生产抗拉强度大于且延伸率大于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℃
7.天青石(主要含有和少量杂质)是获取锶元素各种化合物的主要原料,以天青石生产的工艺如图:
已知:
①锶(Sr)是人体必需的微量元素,其单质和化合物的化学性质与钙相似。
②、在水中的溶解度如下表。
温度/℃
物质
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
0.91
1.77
3.95
8.42
20.2
91.2
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
(1)“反应1”要控制温度在30℃以下,原因是 。
(2)滤渣2为和的混合物,滤液3中含有的溶质为和 。
(3)“煅烧”滤渣2得到的固体4的成分是 ;
(4)固体4“加热水浸”是为了获得较纯净的溶液,此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大,滤渣6的主要成分 (填化学式);“趁热过滤”的目的是 ;
(5)“操作2”主要有: 、过滤、洗涤、干燥。
8.下图为模拟烟气处理,并得到轻质的主要流程。已知是酸性氧化物,化学性质与相似。请回答有关问题。
(1)净化时反应的化学方程式是 。
(2)净化时用石灰乳而不用石灰水,目的是 。
(3)沉淀时先通入再通入的理由是 。
废料回收利用类流程题题型二
9.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。
提纯分离类流程题题型三
10.电动汽车的兴起对金属镁和碳酸锂(Li2CO3)的需求增大。以盐湖卤水(主要成分是MgCl2、NaCl、LiCl)为原料,制备金属镁和碳酸锂的主要物质转化流程如图所示:
资料:部分物质的溶解度如表:
物质
Li2CO3
MgCO3
LiOH
LiCl
MgCl2
Mg(OH)2
20℃时溶解度
1.32
0.039
12.8
77
54.8
难溶
(1)为避免引入新杂质,过程Ⅰ中加入的适量物质X是 。
(2)过程Ⅱ的目的是浓缩含锂溶液。这个过程中,氯化钠的结晶方法是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。“富锂溶液”中含有的微观粒子有 。
(3)过程Ⅲ发生了复分解反应,其反应的化学方程式是 。
(4)用盐湖卤水制取碳酸锂,要先除去卤水中的氯化镁,其原因是 。
11.海水中含有大量盐类,海水制盐后剩余的液体称为苦卤,从苦卤中可获得,从中提取金属镁,主要物质转化关系如图所示。
(1)从海水中获取粗盐的方法常采用 。
(2)操作①的名称为 。
(3)沉淀与试剂B发生中和反应,则该反应的化学方程式是 。
(4)海水中还含有KCl和等物质,它们的溶解度曲线如图所示。
①40℃时将50gKCl固体加入100g水中,得到KCl溶液 g。
②时将等质量的KCl和的饱和溶液分别升温至,这时KCl溶液中溶质的质量分数 溶液中溶质的质量分数(填“大于”、“等于”或“小于”)。
12.用某废渣(含MgCO3、MgO和SiO2)制备MgCO3•3H2O晶须的流程如下。
【资料】
①Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O能与稀酸反应,产生CO2气体。
②MgCO3•3H2O、Mg(OH)2、Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O受热易分解,产物都为氧化物。
(1)为了提高镁元素的浸取率,采用的操作的是 、 ,写出酸溶过程中发生反应的化学方程式 。(任意写一个)
(2)试剂X应选用 (填序号);证明试剂X已过量的方法是 。
a.Na2CO3 b.NaOH c.CaCO3
(3)上述反应过程、需要控制一定的温度。MgCO3置于水中加热煮沸可生成Mg(OH)2,也可生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O。MgCO3置于水中长时间加热煮沸生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O和CO2的化学方程式为 。从反应条件分析,产生MgCO3•3H2O晶须实际质量小于于理论质量的原因可能是 。
(4)为了确定MgCO3置于水中长时间加热后固体的成分,进行如下研究,设计实验证明固体产物为Mg(OH)2,其方案为 。另取一定质量的固体、灼烧至恒重,能否通过固体质量差减少量来确定固体成分,理由是 。
(5)若用69 t的MgCO3•3H2O晶须制备活性氧化镁,则产生活性氧化镁的质量为多少吨?
13.某矿石由和组成,用它制备氢氧化镁的流程如图所示:
【查阅资料】
Ⅰ.既不溶于水也不溶于酸。
Ⅱ.部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH如下表所示:
沉淀物
开始沉淀
1.9
4.2
9.1
完全沉淀
3.2
6.7
11.1
(1)酸浸前在粉碎机中将矿石研磨粉碎的目的是 。
(2)写出酸浸过程中发生反应的化学方程式 。
(3)反应Ⅰ中加入熟石灰的作用是调节溶液pH, (用文字表述)。
(4)在进行操作Ⅱ之前,溶液pH的合理范围应为 。
(5)反应Ⅱ的化学方程式为 ,反应类型为 。
14.盐城地处我国东部沿海地区,盐城产盐的历史最早可以追溯到春秋战国时期,盐城也因盐而成名。下列是海水晒盐得到粗盐(含有、、等可溶性杂质)后,工业上进一步提纯制取精盐的流程图(假设每一步都能恰好完全反应)。
(1)某兴趣小组的同学在老师带领下深入制盐车间了解了制盐流程,在①—④步骤中属于物理变化是 (填序号)。
(2)滤液A中含有的溶质有 ;滤渣B的成分 。
(3)在工业上常用滤渣B和一种常见的酸反应制取氯化镁,请用化学方程式表示制取氯化镁的原理 。
(4)盐城如今已不再是历史上的“千载盐都”,盐城盐业的衰落是自然演变与人类选择共同作用的结果。从“煮海为盐”到“生态立市”,这座城市的转型反映了中国从传统农耕文明向现代工业与生态文明的跨越。随着淮河携带泥沙不断淤积,盐场所在沿海滩涂远离海洋盐分下降,已不再适合晒盐,盐田虽已消失,但盐文化仍是盐城人身份认同的重要纽带。传统盐业几乎消失,原因包括______(填字母序号)。
A.自然地理变迁 B.经济转型
C.海水制盐成本高、效率低,受天气影响大 D.生态保护
15.稀土被称为“工业维生素”,能显著提升建造航母及舰载机的材料性能,含有稀土元素钇的氧化钇()被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为,含有少量的、CuO、等杂质)生产氧化钇的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)在粉碎机中研磨粉碎的目的是 。
(2)操作Ⅰ的名称是 ,“酸溶”过程中,发生反应的化学方程式为 。
(3)向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性,调节溶液的pH除去滤液Ⅰ中杂质,沉淀Ⅱ的主要成分是 (填化学式)。
(4)沉淀池中“沉钇”过程有等物质产生,“沉钇”的化学方程式为 。
(5)流程中可循环使用的物质为 (填化学式)。
综合流程题题型四
16.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)原料的获取
①分子筛可根据分子直径大小,把空气中的氧气吸入而分离出氮气,说明氧分子直径 (填“大于”或“小于”)氮分子直径。
②图1两条的获取途径中,更符合绿色“零碳”理念的是途径 (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)氨的合成
氨气中氮元素的化合价为 。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)。
(3)氨燃料电池的使用
氨燃料电池因“零碳”排放而备受关注,根据图1信息推断,氨燃料电池中生成物的分子个数比为 。
17.2025年,我国著名化学家侯德榜诞辰135周年。如图是侯氏制碱法的部分流程,涉及反应:
①;
②等。
(1)工业合成氨的微观过程如图B中应补充的微观粒子是___________(填“A”或“B”或“C”);
A. B. C.
(2)反应①,控制温度35℃以下目的是 ;
(3)反应④,化学反应方程式为 ;
(4)整个生产流程中能循环利用的物质有和 ;
制得的纯碱中常含有少量氯化钠,用如图装置测样品中碳酸钠的质量分数,测得的质量如表:
干燥管G的总质量
实验前
61.8g
实验后
64.0g
(5)实验结束后,打开弹簧夹,往试管D中缓缓鼓入空气数分钟后再称干燥管G的总质量,鼓入空气的目的是 ,若无装置D,则最终测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(6)纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
18.ZnO广泛地应用于塑料、合成橡胶、药膏等产品的制作中。利用氧化锌矿(含少量CuO,其余成分不与硫酸反应)为原料制备活性氧化锌的流程如图:
(1)酸浸:为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有 (写一条)。
(2)过滤Ⅰ:所需要的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒。滤渣中含有的金属是 (填化学式)。
(3)沉锌:加入,将转化为碱式碳酸锌【】沉淀。一定条件下,浸出液pH和浸出温度对碱式碳酸锌产率的影响如图所示。
①根据图1,最佳pH为 。若pH过高,产率下降,原因是生成了 (填化学式)杂质。
②根据图2,温度大于40℃时,产率也下降,原因是 。
(4)过滤Ⅱ:所得滤液在农业上可用作 。
(5)焙烧:取50.0g质量分数为89.6%的样品(杂质不含锌)高温焙烧得到活性氧化锌,同时生成两种常见的氧化物。计算分解得到ZnO的质量(写出计算过程) 。
(6)设计实验证明新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌。补充完整实验方案:分别取8.1g新制氧化锌和普通氧化锌于两只烧杯中, ,以相同速度搅拌,记录 所需时间,进行比较。(可供选择的试剂有:10%稀硫酸、10%硫酸铜溶液)
(7)锌元素有抑菌作用。ZnO和都可添加至药膏,药效高低与有效成分的含量相关。的抑菌活性低于相同质量的ZnO,可能的原因是 。
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专题13 工业流程
考点概览
题型一 制备产品类流程题
题型二 废料回收利用类流程题
题型三 提纯分离类流程题
题型四 综合流程题
制备产品类流程题题型一
1.(2025·江苏徐州·一模)金属钛具有硬度大、密度小、熔点高、耐腐蚀等优良性能。我国钒钛磁铁矿床分布广泛,储量丰富,由钒钛磁铁矿提取金属钛的一种工艺过程如下:
(1)将钛铁矿粉碎的主要目的是 。
(2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中钛元素化合价为 。
(3)下列能有效保护钛金属资源的措施是______(填字母)。
A.回收废旧钛制品 B.开发钛金属替代品 C.随意开采钛金属矿
(4)用TiCl4与Mg反应制取金属钛,反应的方程式是。
①该反应的基本类型是 。
②若要生产12t金属钛,至少需要多少吨TiCl4?(写出计算过程)
【答案】(1)增大反应物的接触面积
(2)+4
(3)AB
(4) 置换反应 解:设需要TiCl4的质量为x。
x=47.5t
答:至少需要TiCl4的质量为47.5t。
【详解】(1)化学反应中反应物的接触面积越大,反应就越快、越充分。因此生产过程中将钛铁矿粉碎的主要目的是:增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分。
(2)钛酸亚铁的化学式为:FeTiO3,设钛元素化合价为x,根据化合物中元素化合价的代数和为0,(+2)+x+(-2)×3=0,x=+4。
(3)回收废旧钛制品、开发钛金属替代品,可以有效保护钛金属资源,而随意开采钛金属矿造成钛金属资源浪费。故填AB。
(4)①由反应的化学方程式可知,该反应的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物,符合置换反应的特征,属于置换反应。
②根据反应的化学方程式,由金属钛的质量求出TiCl4的质量。详见答案。
2.(2025·江苏扬州·一模)牙膏中含有摩擦剂、洗涤泡沫剂、黏合剂和保湿剂等。
物质
碳酸钙
磷酸氢钙
二氧化硅
氢氧化铝
清洁效果
良好
温和
良好
温和
摩擦力
适中
较小
较小
较小
价格(元/t)
700
2490
4550
9500
(1)认识牙膏中的摩擦剂
氢氧化铝的化学式为 。综上信息,碳酸钙为理想的摩擦剂,理由是 ,碳酸钙 (填“难”或“易”)溶于水,碳酸钙、牙釉质中硬度较小的是 。
(2)生产轻质碳酸钙
方案一:
方案二:
①方案一:“粉碎机”的作用是 ,“反应器”中的化学方程式为 。
②方案二:“煅烧炉”的反应基本类型属于 反应,固体生成物的俗名为 ,“消化室”中反应属于 (填“放”或“吸”)热反应。
③评价:方案一与方案二相比,其优点是 。
【答案】(1) Al(OH)3 清洁效果良好,摩擦力适中,价格便宜,综合性能较好 难 碳酸钙
(2) 增大接触面积,加快反应速率 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓ + 2NaCl 分解 生石灰 放 方案流程简单、易于操作、能耗小(合理即可)
【详解】(1)氢氧化铝中铝元素的化合价为+3,氢氧根的化合价为-1,其化学式为:Al(OH)3;碳酸钙为理想的摩擦剂,因为它清洁效果良好,摩擦力适中,价格便宜,综合性能较好,碳酸钙难溶于水,碳酸钙与牙釉质相比,硬度较小的是碳酸钙;
(2)①“粉碎机”的作用是把碳酸钙粉碎,增大接触面积,加快反应速率;“酸溶室”中碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳, 反应器中氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,反应的化学方程式为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓ + 2NaCl;
②“煅烧炉”中碳酸钙高温分解生成CaO和CO2,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,固体生成物氧化钙俗名为生石灰,“消化室”中氧化钙与水反应生成Ca(OH)2,属于放热反应;
③方案一的优点是方案流程简单、原料来源广、成本低、能耗小,碳酸钙是常见物质,容易获取且价格相对低廉,而方案二中涉及煅烧等步骤,成本可能较高。
3.(2025·江苏常州·一模)我国古法制硝的主要步骤为:取上→淋硝→熬硝。
Ⅰ.取土:采拾硝土,加入草木灰。
(1)将草木灰溶于水,静置后取上层清液滴入酚酞试液,变红色,则草木灰溶液呈 性。
Ⅱ.淋硝:
(2)如图所示,木桶内铺上木板和稻草,将硝土[富含、和NaCl]和草木灰的混合物置于其上,浇入井水;在木桶下方导出“硝水”(含和NaCl)。则草木灰主要成分与硝土中反应的化学方程式为 。
Ⅲ.熬硝:熬制“硝水”得到“浓硝水”;降温结晶,净化后得“火硝”(即晶体)。
(3)设计实验验证“浓硝水”为的饱和溶液: (写步骤和结论)。
(4)如图为硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线。
①据图分析;降低“浓硝水”温度主要获得晶体的原因是 。
②欲将A点状态的220g硝酸钾溶液降温转化到B点,则析出硝酸钾晶体质量为 g。
【答案】(1)碱
(2)
(3)取少量 “浓硝水” 于试管中,向其中加入少量硝酸钾固体,振荡,硝酸钾固体不溶解,说明 “浓硝水” 为硝酸钾的饱和溶液
(4) 硝酸钾的溶解度随温度降低显著减小,而氯化钠的溶解度受温度影响较小 88.4
【详解】(1)酚酞试液遇碱性溶液变红,草木灰溶液能使酚酞试液变红,所以草木灰溶液呈碱性。
(2)碳酸钾与硝酸钙发生复分解反应生成碳酸钙沉淀、硝酸钾,化学方程式为。
(3)判断某溶液是否为饱和溶液,可向溶液中加入该溶质,若溶质不再溶解,则溶液为饱和溶液,设计实验验证“浓硝水”为KNO3的饱和溶液,方案是:取少量 “浓硝水” 于试管中,向其中加入少量硝酸钾固体,振荡,硝酸钾固体不溶解,说明 “浓硝水” 为硝酸钾的饱和溶液。
(4)从溶解度曲线可知,硝酸钾溶解度受温度影响大,降温时溶解度大幅降低,易结晶析出;氯化钠溶解度受温度影响小,降温时析出晶体少,所以降低 “浓硝水” 温度主要获得硝酸钾晶体;
A 点时硝酸钾溶解度为120g,即100g水中溶解120g硝酸钾,220g硝酸钾溶液中含100g水和120g硝酸钾;B 点时硝酸钾溶解度为31.6g,即降温到 B 点时100g水中最多溶解31.6g硝酸钾,所以析出硝酸钾晶体质量为。
4.(2025·江苏常州·模拟预测)高铁酸钾是一种新型高效净水剂。一种以菱铁矿(,含少量)为原料制备的流程如下:
已知:
①不溶于水和酸。
②是一种盐,微溶于浓在强碱性条件下较稳定,在催化作用下易分解。
(1)“酸浸”时将菱铁矿加入稀硫酸中,充分反应后过滤,得到滤液。
①若其他条件不变,下列措施中能提高铁元素浸出率的有 (填字母)。
A.粉碎固体 B.适当加快搅拌速率 C.减小硫酸浓度
②测得滤液的为1,则滤液中含有的阳离子主要有 。
③硫酸用量不宜过量太多,原因可能是 。
(2)“氧化”后得到,“氧化”这步反应的化学方程式为 。
(3)实验中的量对最终产率有影响。当“制备”步骤中的量过多时,会导致“转化”步骤中产率下降,其原因是 。
【答案】(1) AB H+、Fe2+ 防止制备Na2FeO4时消耗较多的氢氧化钠,浪费原料
(2)
(3)Fe2(SO4)3的量过多会导致Fe3+与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,在Fe(OH)3催化作用下K2FeO4易分解,导致K2FeO4产率下降
【详解】(1)①其他条件不变,粉碎固体、适当加快搅拌速率、提高硫酸浓度等措施都能提高铁元素浸出率。故填:AB。
②pH为1的溶液呈酸性,即溶液中含有H+,由于菱铁矿中的FeCO3与稀硫酸反应生成Fe2+,所以滤液中含有的阳离子主要有H+、Fe2+。故填:H+、Fe2+。
③为防止制备Na2FeO4时消耗较多的氢氧化钠,浪费原料,所以硫酸用量不宜过量太多。故填:防止制备Na2FeO4时消耗较多的氢氧化钠,浪费原料。
(2)据图可知,“氧化”这步反应是菱铁矿中的FeCO3与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁与氧气和硫酸共同反应生成硫酸铁和水,化学方程式为
。故填:。
(3)由于Fe2(SO4)3的量过多会导致Fe3+与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,在Fe(OH)3催化作用下K2FeO4易分解,所以导致K2FeO4产率下降。故填:Fe2(SO4)3的量过多会导致Fe3+与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,在Fe(OH)3催化作用下K2FeO4易分解,导致K2FeO4产率下降。
5.(2025·江苏常州·一模)在“双碳”目标愿景下,氨气作为一种“零碳”能源前景广泛。
Ⅰ.制氨
(1)传统合成氨
在高温、高压下利用铁触媒制取氨气的微观反应示意图如图所示。
①常用海绵状的Fe制得铁触媒。海绵状的结构优点是 。
②图中,反应②中氢元素的化合价 (选填“有”或“没有”)变化;反应③的基本类型为 反应。
(2)电解合成氨
科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图所示。
①写出如图所示反应的化学方程式: 。
②实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是 。
Ⅱ.用氨
(3)清洁燃料。科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图所示。
①写出反应中X的化学式 。
②我国科学研究人员发现在氨气中掺混一定比例的其他燃料,可以提高氨气燃烧的稳定性。为真正实现零碳排放,选择掺混的物质最可能是 。
(4)制取氮肥。某化肥厂生的工艺流程如图。加入的Y应为______。
A. B. C. D.
【答案】(1) 增大与反应物的接触面积,加快反应速率 有 分解
(2) 2N2+6H2O 4NH3+3O2 水通电后,产生了一部分氧气
(3) H2O 氢气/H2
(4)B
【详解】(1)①常用海绵状的Fe制得铁触媒,海绵状的结构优点是增大与反应物的接触面积,加快反应速率;因为海绵状结构有很多空隙,能使铁触媒与氢气、氮气等反应物充分接触,从而提高反应效率;
②在反应②中,反应物氢气H2中氢元素化合价为0价,生成物FexNH3属于化合物,其中的氢元素化合价不为零,所以氢元素的化合价有变化;
②由微观反应示意图可知,反应③是FexNH3分解生成Fe 和NH3,一种物质生成两种物质,基本类型为分解反应;
(2)①从图中可知,反应物是水H2O和氮气N2,生成物是氨气NH3和氧气O2,反应的化学方程式为 2N2+6H2O 4NH3+3O2;
②实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是可能的原因是水通电后,产生了一部分氧气;
(3)①根据流程图可知,反应②的反应物是NH3和NO,生成物是N2和X,根据质量守恒定律可知,X中存在氢元素和氧元素,同时X也是NH3在O2中燃烧的产物,过氧化氢(H2O2)加热时会分解生成水和氧气,因此X不可能是H2O2,可能是H2O ;
②为真正实现 “零碳” 排放,掺混的物质燃烧不能产生二氧化碳。煤粉和甲烷燃烧都会产生二氧化碳,而氢气燃烧只生成水,不会产生二氧化碳,所以选择掺混的物质最可能是氢气(H2);
(4)碳酸钙煅烧生成氧化钙和二氧化碳,从图中可知,沉淀池中滤渣是碳酸钙,滤液是(NH4)2SO4,沉淀池中发生的反应是NH3+CO2+Y→(NH4)2SO4+CaCO3↓,根据反应前后元素种类不变,生成物中含有钙元素和硫元素等元素,因此加入的X应为CaSO4,故选B。
6.(2025·江苏南京·模拟预测)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)铜能被加工成铜箔,说明铜具有良好的 性。
(2)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是 。
(3)“溶铜”中,存在与生成的反应,该反应属于 (填基本反应类型)。
(4)“制箔”中,发生反应的化学方程式:,的化学式为 。物质可用于 和 工序。
(5)“制箔”中,需生产抗拉强度大于且延伸率大于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℃
【答案】(1)延展
(2)增大反应物间的接触面积,使反应更快更充分
(3)化合反应
(4) 溶铜 酸洗
(5)C
【详解】(1)铜能被加工成铜箔,说明铜具有良好的延展性;
(2)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更快更充分;
(3)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应由两种物质生成了一种物质,属于化合反应;
(4)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,由质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变可知,2X中还应含2个S、8个O、4个H,故X的化学式为;
由图可知,物质X为硫酸,硫酸可用于溶铜、酸洗工序;
(5)“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53~55℃,故选C。
7.(2025·江苏常州·一模)天青石(主要含有和少量杂质)是获取锶元素各种化合物的主要原料,以天青石生产的工艺如图:
已知:
①锶(Sr)是人体必需的微量元素,其单质和化合物的化学性质与钙相似。
②、在水中的溶解度如下表。
温度/℃
物质
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
0.91
1.77
3.95
8.42
20.2
91.2
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
(1)“反应1”要控制温度在30℃以下,原因是 。
(2)滤渣2为和的混合物,滤液3中含有的溶质为和 。
(3)“煅烧”滤渣2得到的固体4的成分是 ;
(4)固体4“加热水浸”是为了获得较纯净的溶液,此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大,滤渣6的主要成分 (填化学式);“趁热过滤”的目的是 ;
(5)“操作2”主要有: 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)碳酸氢铵受热易分解
(2)碳酸氢铵
(3)CaO、SrO
(4) Ca(OH)2 防止氢氧化锶因温度降低溶解度减小而析出
(5)降温结晶
【详解】(1)碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,则“反应1”要控制温度在30℃以下,以免碳酸氢铵受热分解。
(2)由于加入的碳酸氢铵过量,则滤液3中含有的溶质为 (NH4)2SO4 和碳酸氢铵。
(3)碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,碳酸锶高温分解生成氧化锶和二氧化碳,则“煅烧”滤渣2得到的固体4的成分是CaO、SrO。
(4)氧化钙和水反应生成氢氧化钙,且氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,则滤渣6的主要成分是Ca(OH)2;
氢氧化锶的溶解度随温度降低而减小,则“趁热过滤”的目的是防止氢氧化锶溶解。
(5)由表中内容可知,氢氧化锶的溶解度受温度影响比较大,则可采用降温结晶的方法获得Sr(OH)2⋅8H2O ,故“操作2”主要有:降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
8.(2025·江苏徐州·一模)下图为模拟烟气处理,并得到轻质的主要流程。已知是酸性氧化物,化学性质与相似。请回答有关问题。
(1)净化时反应的化学方程式是 。
(2)净化时用石灰乳而不用石灰水,目的是 。
(3)沉淀时先通入再通入的理由是 。
【答案】(1)
(2)充分吸收二氧化硫(答案合理即可)
(3)氨气的水溶液显碱性,促进二氧化碳的吸收
【详解】(1)净化时的反应为氢氧化钙与氧气、二氧化硫反应生成硫酸钙和水,方程式为:;
(2)净化时用石灰乳而不用石灰水,是因为氢氧化钙微溶于水,石灰水中含量较少,使用石灰乳可以充分吸收二氧化硫;
(3)氨气极易溶于水,二氧化碳能溶于水,所以沉淀时应先通入氨气,溶液显碱性,就能够吸收更多的二氧化碳气体,有利于CaCO3的生成。
废料回收利用类流程题题型二
9.(2025·江苏徐州·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。
【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 Fe3+
(3)硫酸镍、硫酸钠
(4)碳酸钠溶液,若不再产生沉淀
【详解】(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,则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等;
(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剩余的过氧化氢能分解生成水和氧气,不引进杂质;
加入NaOH调节pH的范围是3.7≤pH<6.9,由表中数据可知,pH=3.7时,铁离子完全沉淀,此时镍离子和亚铁离子还没有开始沉淀,故是为了除去溶液中的Fe3+;
(3)废渣中含镍、铜和铁,加入硫酸,镍和硫酸反应生成硫酸镍和氢气,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜和硫酸不反应,过滤,除去铜,向滤液Ⅰ中加入过氧化氢,将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,加入氢氧化钠,硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和硫酸钠,使铁离子完全沉淀,则滤液Ⅱ中溶质主要是硫酸镍、硫酸钠;
(4)硫酸镍能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸镍,故检验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。
提纯分离类流程题题型三
10.(2025·江苏南京·模拟预测)电动汽车的兴起对金属镁和碳酸锂(Li2CO3)的需求增大。以盐湖卤水(主要成分是MgCl2、NaCl、LiCl)为原料,制备金属镁和碳酸锂的主要物质转化流程如图所示:
资料:部分物质的溶解度如表:
物质
Li2CO3
MgCO3
LiOH
LiCl
MgCl2
Mg(OH)2
20℃时溶解度
1.32
0.039
12.8
77
54.8
难溶
(1)为避免引入新杂质,过程Ⅰ中加入的适量物质X是 。
(2)过程Ⅱ的目的是浓缩含锂溶液。这个过程中,氯化钠的结晶方法是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。“富锂溶液”中含有的微观粒子有 。
(3)过程Ⅲ发生了复分解反应,其反应的化学方程式是 。
(4)用盐湖卤水制取碳酸锂,要先除去卤水中的氯化镁,其原因是 。
【答案】(1)氢氧化钠溶液
(2) 蒸发结晶 Cl-、Li+、H2O
(3)
(4)防止MgCl2与Na2CO3反应生成MgCO3沉淀,导致Li2CO3不纯
【详解】(1)根据流程,为避免引入新杂质,过程Ⅰ中加入的适量物质X是氢氧化钠溶液,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,氯化钠是已有物质,不是新的杂质;
(2)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,氯化钠的结晶方法是蒸发结晶;
盐湖卤水(主要成分是MgCl2、NaCl、LiCl)为原料,过程Ⅰ加入适量氢氧化钠溶液,氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过滤得到滤液Ⅰ中含有的溶质为氯化钠、氯化锂,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,用蒸发结晶的方法使氯化钠结晶析出,得到富锂溶液,含有水、LiCl,含有的微观粒子为Cl-、Li+、H2O;
(3)过程Ⅲ中发生了复分解反应,LiCl与 Na2CO3反相互交换成分生成 Li2CO3沉淀和氯化钠,化学方程式为:;
【点睛】用盐湖卤水制取碳酸锂,要先除去卤水中的氯化镁,防止MgCl2与Na2CO3反应生成MgCO3沉淀,导致Li2CO3不纯。
11.(2025·江苏徐州·一模)海水中含有大量盐类,海水制盐后剩余的液体称为苦卤,从苦卤中可获得,从中提取金属镁,主要物质转化关系如图所示。
(1)从海水中获取粗盐的方法常采用 。
(2)操作①的名称为 。
(3)沉淀与试剂B发生中和反应,则该反应的化学方程式是 。
(4)海水中还含有KCl和等物质,它们的溶解度曲线如图所示。
①40℃时将50gKCl固体加入100g水中,得到KCl溶液 g。
②时将等质量的KCl和的饱和溶液分别升温至,这时KCl溶液中溶质的质量分数 溶液中溶质的质量分数(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)蒸发结晶
(2)过滤
(3)
(4) 140 等于
【详解】(1)氯化钠的溶解度受温度影响不大,故从海水中获取粗盐的方法常采用:蒸发结晶;
(2)操作①实现了固液分离,名称是过滤;
(3)氢氧化镁和试剂B发生中和反应生成氯化镁,则试剂B为稀盐酸,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,该反应的化学方程式为:;
(4)①40℃时,氯化钾的溶解度为40g,即该温度下,100g水中最多可溶解40g氯化钾,则该温度下,将50gKCl固体加入100g水中,只能溶解40g,所得溶液的质量为:40g+100g=140g;
②t1℃时,氯化钾和硫酸镁的溶解度相等,则该温度下,氯化钾和硫酸镁饱和溶液的溶质质量分数相等,升温至t3℃,升温后,氯化钾和硫酸镁的溶解度增加,变为不饱和溶液,溶质质量和溶剂质量均不变,溶质质量分数不变,故这时KCl溶液中溶质的质量分数等于MgSO4溶液中溶质的质量分数。
12.(2025·江苏扬州·一模)用某废渣(含MgCO3、MgO和SiO2)制备MgCO3•3H2O晶须的流程如下。
【资料】
①Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O能与稀酸反应,产生CO2气体。
②MgCO3•3H2O、Mg(OH)2、Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O受热易分解,产物都为氧化物。
(1)为了提高镁元素的浸取率,采用的操作的是 、 ,写出酸溶过程中发生反应的化学方程式 。(任意写一个)
(2)试剂X应选用 (填序号);证明试剂X已过量的方法是 。
a.Na2CO3 b.NaOH c.CaCO3
(3)上述反应过程、需要控制一定的温度。MgCO3置于水中加热煮沸可生成Mg(OH)2,也可生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O。MgCO3置于水中长时间加热煮沸生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O和CO2的化学方程式为 。从反应条件分析,产生MgCO3•3H2O晶须实际质量小于于理论质量的原因可能是 。
(4)为了确定MgCO3置于水中长时间加热后固体的成分,进行如下研究,设计实验证明固体产物为Mg(OH)2,其方案为 。另取一定质量的固体、灼烧至恒重,能否通过固体质量差减少量来确定固体成分,理由是 。
(5)若用69 t的MgCO3•3H2O晶须制备活性氧化镁,则产生活性氧化镁的质量为多少吨?
【答案】(1) 粉碎废渣 搅拌 MgO+H2SO4=MgSO4+H2O或MgCO3+H2SO4=MgSO4 + CO2↑ + H2O
(2) a 取少量上层清液,滴加稀盐酸,若有气泡放出,说明碳酸钠过量
(3) 部分生成其它含镁化合物(如Mg(OH)2或碱式碳酸镁)操作过程中损耗等
(4) 将其加足量稀盐酸,若无气泡放出,说明不含(或几乎不含)碳酸盐;之后再加入NaOH溶液生成白色沉淀,即可推知固体中有Mg(OH)2 不论是碱式碳酸镁、Mg(OH)2,还是MgCO3,加热最终都生成MgO,光凭固体质量差减少量不足以区分最初是哪一种镁化合物
(5)设产生氧化镁的质量为x
x=20t
答:用69 t的MgCO3•3H2O晶须制备活性氧化镁,则产生活性氧化镁的质量为20t。
【详解】(1)为了提高镁的浸取率,常采用粉碎废渣,增大接触面积或者搅拌的措施增加反应速率;
氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水,化学方程式为:MgO+H2SO4=MgSO4+H2O,碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,化学方程式为:MgCO3+H2SO4=MgSO4 + CO2↑ + H2O;
(2)加入试剂X是为了硫酸镁转化成碳酸镁,
a、碳酸钠和硫酸镁反应生成碳酸镁沉淀和硫酸钠,故正确;
b、氢氧化钠和硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠,故错误;
c、碳酸钙能和碳酸钙能反应生成碳酸镁和硫酸钙,但是碳酸钙本身难溶,会引入杂质,故错误,故选:a;
碳酸钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,证明碳酸钠过量的方法是:取少量上层清液,滴加稀盐酸,若有气泡放出,说明碳酸钠过量;
(3)MgCO3在水中长时间加热煮沸,生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O和CO2的方程式为:;
实际制得的MgCO3•3H2O晶体须质量小于理论值,可能是因为部分生成其它含镁化合物(如Mg(OH)2或碱式碳酸镁)操作过程中损耗等;
(4)要证明长时间加热后的固体中含有Mg(OH)2,可将其加足量稀酸,若无气泡放出,说明不含(或几乎不含)碳酸盐;之后再检验溶液中是否有Mg2+(例如加入NaOH溶液生成白色沉淀)即可推知固体中有Mg(OH)2;
不能单靠“灼烧至恒重时失去的质量”来确定固体成分,理由是:不论是碱式碳酸镁、Mg(OH)2,还是MgCO3,加热最终都生成MgO,光凭固体质量差减少量不足以区分最初是哪一种镁化合物;
(5)见答案。
13.(2025·江苏南京·模拟预测)某矿石由和组成,用它制备氢氧化镁的流程如图所示:
【查阅资料】
Ⅰ.既不溶于水也不溶于酸。
Ⅱ.部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH如下表所示:
沉淀物
开始沉淀
1.9
4.2
9.1
完全沉淀
3.2
6.7
11.1
(1)酸浸前在粉碎机中将矿石研磨粉碎的目的是 。
(2)写出酸浸过程中发生反应的化学方程式 。
(3)反应Ⅰ中加入熟石灰的作用是调节溶液pH, (用文字表述)。
(4)在进行操作Ⅱ之前,溶液pH的合理范围应为 。
(5)反应Ⅱ的化学方程式为 ,反应类型为 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)
(3)提高溶液pH,使Fe3+、Cu2+先生成难溶的氢氧化物沉淀分离
(4)6.7~9.1
(5) Ca(OH)2 +MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2↓ 复分解反应
【详解】(1)在粉碎机中将矿石研磨粉碎的目的是增大反应物的接触面积,使反应更充分;
(2)酸浸过程中和稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;
(3)反应Ⅰ中加入熟石灰的文字作用是提高溶液pH,使Fe3+、Cu2+先生成难溶的氢氧化物沉淀分离;
(4)由流程图可知,反应Ⅰ加入熟石灰充分反应后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铜,则结合表格数据可知,反应Ⅰ中加入熟石灰,调节溶液的pH,其合理范围应为6.7~9.1,是因为pH范围在6.7~9.1时,铁离子、铜离子能完全沉淀,而镁离子不能沉淀;
(5)矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成,将矿石研磨粉碎加入稀盐酸,氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铜与稀盐酸反应生成氯化铜和水,二氧化硅不溶于水、也不与稀盐酸反应,充分反应后过滤得到的溶液A的pH<1,说明该溶液显酸性,则加入的稀盐酸是过量的,所以溶液A中含有氯化镁、氯化铁、氯化铜和盐酸;向溶液A中加入熟石灰,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,氯化铁与氢氧化钙反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙,氯化铜与氢氧化钙反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钙,充分反应后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铜,说明氯化镁没有被转化为氢氧化镁沉淀,则溶液B中含有氯化镁、氯化钙,继续加入熟石灰,氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,所以反应II的化学方程式为:Ca(OH)2 +MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2↓;该反应符合两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水,属于基本反应类型中的复分解反应。
14.(2025·江苏盐城·一模)盐城地处我国东部沿海地区,盐城产盐的历史最早可以追溯到春秋战国时期,盐城也因盐而成名。下列是海水晒盐得到粗盐(含有、、等可溶性杂质)后,工业上进一步提纯制取精盐的流程图(假设每一步都能恰好完全反应)。
(1)某兴趣小组的同学在老师带领下深入制盐车间了解了制盐流程,在①—④步骤中属于物理变化是 (填序号)。
(2)滤液A中含有的溶质有 ;滤渣B的成分 。
(3)在工业上常用滤渣B和一种常见的酸反应制取氯化镁,请用化学方程式表示制取氯化镁的原理 。
(4)盐城如今已不再是历史上的“千载盐都”,盐城盐业的衰落是自然演变与人类选择共同作用的结果。从“煮海为盐”到“生态立市”,这座城市的转型反映了中国从传统农耕文明向现代工业与生态文明的跨越。随着淮河携带泥沙不断淤积,盐场所在沿海滩涂远离海洋盐分下降,已不再适合晒盐,盐田虽已消失,但盐文化仍是盐城人身份认同的重要纽带。传统盐业几乎消失,原因包括______(填字母序号)。
A.自然地理变迁 B.经济转型
C.海水制盐成本高、效率低,受天气影响大 D.生态保护
【答案】(1)①
(2) 氯化钠、氯化钙和氯化镁/NaCl、CaCl2和MgCl2 氢氧化镁/Mg(OH)2
(3)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(4)ABCD
【详解】(1)①海水晒盐,是通过蒸发水分使氯化钠结晶析出,只是状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化;②中发生的反应是硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,③中发生的反应是氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,④中发生的反应是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,②③④步骤中都有新物质生成,属于化学变化,在① - ④步骤中属于物理变化是①。
(2)粗盐中含有CaCl2、Na2SO4、MgCl2等可溶性杂质,加入适量的氯化钡溶液,氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,此时溶液中溶质有NaCl、CaCl2、MgCl2;再加入适量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,此时溶液中溶质有NaCl、CaCl2;接着加入适量的碳酸钠溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,此时溶液中溶质有NaCl。所以滤液 A 中含有的溶质有NaCl、CaCl2、MgCl2,滤渣B的成分氢氧化镁[或Mg(OH)2];
(3)滤渣 B 中能与酸反应制取氯化镁的是氢氧化镁,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;
(4)A、随着淮河携带泥沙不断淤积,盐场所在沿海滩涂远离海洋盐分下降,已不再适合晒盐,自然地理变迁是原因之一,符合题意;
B、城市从传统盐业向其他产业转型,经济结构发生变化,导致传统盐业衰落,经济转型是原因之一,符合题意;
C、海水制盐成本高、效率低,受天气影响大,海水制盐受多种不利因素影响,相比其他产业,竞争力不足,促使传统盐业衰落,符合题意;
D、 为了实现生态立市,保护生态环境,传统盐业这种可能对环境有一定影响的产业会受到限制,生态保护是原因之一,符合题意。
故选ABCD。
15.(2025·江苏常州·一模)稀土被称为“工业维生素”,能显著提升建造航母及舰载机的材料性能,含有稀土元素钇的氧化钇()被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为,含有少量的、CuO、等杂质)生产氧化钇的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)在粉碎机中研磨粉碎的目的是 。
(2)操作Ⅰ的名称是 ,“酸溶”过程中,发生反应的化学方程式为 。
(3)向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性,调节溶液的pH除去滤液Ⅰ中杂质,沉淀Ⅱ的主要成分是 (填化学式)。
(4)沉淀池中“沉钇”过程有等物质产生,“沉钇”的化学方程式为 。
(5)流程中可循环使用的物质为 (填化学式)。
【答案】(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分
(2) 过滤
(3)Fe(OH)3、Cu(OH)2
(4)6NH4HCO3+2YCl3=Y2(CO3)3↓+3CO2↑+6NH4Cl+3H2O
(5)NH3
【详解】(1)在粉碎机中研磨粉碎的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更充分;
(2)操作Ⅰ是将固体和液体分离,操作的名称是过滤;
氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:;
(3)向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性,调节溶液的pH除去滤液Ⅰ中杂质,沉淀Ⅱ的主要成分是氢氧根离子与铁离子、铜离子聚划算沉淀氢氧化铁沉淀、氢氧化铜沉淀,化学式为:Fe(OH)3、Cu(OH)2;
(4)由图可知,“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6NH4HCO3+2YCl3=Y2(CO3)3↓+3CO2↑+6NH4Cl+3H2O;
(5)流程中可循环使用的物质为氨气,是因为氨气即使反应物也是生成物,化学式为NH3。
综合流程题题型四
16.(2025·江苏南京·模拟预测)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)原料的获取
①分子筛可根据分子直径大小,把空气中的氧气吸入而分离出氮气,说明氧分子直径 (填“大于”或“小于”)氮分子直径。
②图1两条的获取途径中,更符合绿色“零碳”理念的是途径 (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)氨的合成
氨气中氮元素的化合价为 。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)。
(3)氨燃料电池的使用
氨燃料电池因“零碳”排放而备受关注,根据图1信息推断,氨燃料电池中生成物的分子个数比为 。
【答案】(1) 小于 Ⅱ
(2) -3 cab
(3)和的分子个数比为1:3
【详解】(1)①分子筛可将空气中的氧气吸入而分离出氮气,这意味着氧分子能够进入分子筛,而氮分子不能进入。根据这一现象可知,氧分子直径小于氮分子直径;
②途径Ⅰ是煤的气化产生氢气,煤的使用会产生二氧化碳等污染物,不符合“零碳”理念;途径Ⅱ是水的光解产生氢气,水在光解过程中没有产生二氧化碳等含碳污染物,更符合绿色“零碳”理念,所以选Ⅱ;
(2)在氨气中,氢元素的化合价为+1价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得x+(+1)×3 =0,解得x=-3,所以氨气中氮元素的化合价为-3价;
氮气与氢气在催化剂表面合成氨的微观过程,首先是氮气分子和氢气分子分别在催化剂表面被吸附(c),然后分子拆分成原子(a),接着原子重新组合成氨分子(b),最后氨分子从催化剂表面脱离,所以顺序应为c、a、b;
(3)由图1可知氨燃料电池的反应是氨气和氧气点燃生成水和氮气,化学方程式为,从化学方程式可以看出,生成物N2和H2O的分子个数比为2:6=1:3。
17.(2025·江苏常州·模拟预测)2025年,我国著名化学家侯德榜诞辰135周年。如图是侯氏制碱法的部分流程,涉及反应:
①;
②等。
(1)工业合成氨的微观过程如图B中应补充的微观粒子是___________(填“A”或“B”或“C”);
A. B. C.
(2)反应①,控制温度35℃以下目的是 ;
(3)反应④,化学反应方程式为 ;
(4)整个生产流程中能循环利用的物质有和 ;
制得的纯碱中常含有少量氯化钠,用如图装置测样品中碳酸钠的质量分数,测得的质量如表:
干燥管G的总质量
实验前
61.8g
实验后
64.0g
(5)实验结束后,打开弹簧夹,往试管D中缓缓鼓入空气数分钟后再称干燥管G的总质量,鼓入空气的目的是 ,若无装置D,则最终测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(6)纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
【答案】(1)C
(2)防止碳酸氢铵受热分解、减少气体的逸出(合理即可)
(3)
(4)/氨气
(5) 使E中产生的全部进入G中被吸收 偏大
(6)88.3%
【详解】(1) 化学反应的实质是分子分成原子,原子重新组合成新的分子,根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应前有2个氮原子和6个氢原子,B中已有2个氮原子和4个氢原子,所以B中应补充的微观粒子是C(2个氢原子);
(2)气体的溶解度随温度升高而减小,反应①向氯化钠的饱和溶液中通入氨气、二氧化碳,氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢铵,,控制温度35℃以下,可减少气体的逸出;碳酸氢铵不稳定,温度过高易分解为氨气、水和二氧化碳,所以控制温度35℃以下,可防止碳酸氢铵受热分解;
(3)反应④中,氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应,生成氯化钙、氨气和水,化学反应方程式为;
(4)既是生成物又是反应物的物质可循环使用,二氧化碳在反应①参与反应,在反应③中又生成;氨气在反应①中参与反应,在反应④中又生成,整个生产流程中能循环利用的物质有和;
(5)实验结束后,打开弹簧夹,往试管D中缓缓鼓入空气数分钟后再称干燥管G的总质量,鼓入空气的目的是使E中产生的全部进入G中被吸收,使测量结果更准确;
装置D中应该为氢氧化钠溶液,可吸收空气中的二氧化碳气体,防止影响实验的测定,若没有装置D,空气中的二氧化碳会进入干燥管G,导致干燥管G吸收的物质增多,测量的二氧化碳质量偏大,进而导致通过化学方程式计算出来的碳酸钠的质量偏大,导致最终样品中碳酸钠的质量分数的测量结果偏大;
(6)干燥管G实验前质量为61.8g,实验后质量为64.0g,则生成二氧化碳的质量为64.0g−61.8g=2.2g;
设纯碱样品中碳酸钠的质量为x;
x=5.3g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为。
18.(2025·江苏苏州·模拟预测)ZnO广泛地应用于塑料、合成橡胶、药膏等产品的制作中。利用氧化锌矿(含少量CuO,其余成分不与硫酸反应)为原料制备活性氧化锌的流程如图:
(1)酸浸:为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有 (写一条)。
(2)过滤Ⅰ:所需要的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒。滤渣中含有的金属是 (填化学式)。
(3)沉锌:加入,将转化为碱式碳酸锌【】沉淀。一定条件下,浸出液pH和浸出温度对碱式碳酸锌产率的影响如图所示。
①根据图1,最佳pH为 。若pH过高,产率下降,原因是生成了 (填化学式)杂质。
②根据图2,温度大于40℃时,产率也下降,原因是 。
(4)过滤Ⅱ:所得滤液在农业上可用作 。
(5)焙烧:取50.0g质量分数为89.6%的样品(杂质不含锌)高温焙烧得到活性氧化锌,同时生成两种常见的氧化物。计算分解得到ZnO的质量(写出计算过程) 。
(6)设计实验证明新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌。补充完整实验方案:分别取8.1g新制氧化锌和普通氧化锌于两只烧杯中, ,以相同速度搅拌,记录 所需时间,进行比较。(可供选择的试剂有:10%稀硫酸、10%硫酸铜溶液)
(7)锌元素有抑菌作用。ZnO和都可添加至药膏,药效高低与有效成分的含量相关。的抑菌活性低于相同质量的ZnO,可能的原因是 。
【答案】(1)将氧化锌矿粉碎
(2) 漏斗 Zn、Cu
(3) 10 Zn(OH)2、ZnCO3 温度大于40℃,Zn2(OH)2CO3受热分解
(4)
氮肥
(5)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Zn、O、H、C,生成物中含Zn、O,故生成物中还应含C、H,故生成的两种常见的氧化物是二氧化碳和水。
解:设分解得到氧化锌的质量为x
x=32.4g
答:分解得到ZnO的质量为32.4g;
(6) 加入等体积的10%稀硫酸 氧化锌完全溶解
(7)相同质量的氧化锌、碱式碳酸锌中,氧化锌含有的锌元素比碱式碳酸锌大
【详解】(1)酸浸:为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有:将氧化锌矿粉碎,增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)过滤所需的玻璃仪器是:烧杯、漏斗、玻璃棒;
氧化锌矿含氧化锌、氧化铜,加入过量硫酸,氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,加入过量锌,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,故滤渣中含有的金属是反应生成的铜和过量的锌,故填:Zn、Cu;
(3)①由图可知,当初始pH为10时,碱式碳酸锌产率最大,所以最佳pH为10;
当溶液的 pH 大于10 时,溶液中可能含有氢氧根离子、碳酸根离子,锌离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化锌沉淀,锌离子与碳酸根离子结合生成碳酸锌沉淀,故碱式碳酸锌产率下降,故填:Zn(OH)2、ZnCO3;
②高温会促使化合物的分解,故温度大于40℃时,碱式碳酸锌产率也下降,原因是温度大于40℃时,Zn2(OH)2CO3受热分解;
(4)碳酸氢铵和硫酸锌反应生成碱式碳酸锌和硫酸铵,故滤液中含硫酸铵,硫酸铵含N、P、K中的氮元素,可作氮肥;
(5)见答案;
(6)设计实验证明新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌。根据氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水,根据控制变量唯一的原则,补充完整实验方案:分别取8.1g新制氧化锌和普通氧化锌于两只烧杯中,加入等体积10%稀硫酸,以相同速度搅拌,记录氧化锌完全溶解所需时间,进行比较;
(7)锌元素有抑菌作用,药效高低与有效成分的含量相关,碱式碳酸锌中锌元素的质量分数为:,ZnO中锌元素的质量分数为:,相同质量的氧化锌、碱式碳酸锌中氧化锌含有锌元素比碱式碳酸锌多,所以碱式碳酸锌的抑菌活性低于相同质量的氧化锌。
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