内容正文:
猜押09 非选择题(第20题)
综合能力
猜押考点
广东省3年真题
考情分析
押题依据
铜箔等制作工艺关键步骤的化学知识
2024年第20题
广东省近三年中考试题,非选择题的第20题难度适中,考点主要集中在铜箔等制作工艺关键步骤的化学知识、氧化钙等制备新老方法中的化学知识、传世名画与教材中化学知识的整合、物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法这四个方面,围绕特定物质(如碳酸锰、硫酸亚铁)的工业制备流程,考查原料处理、反应条件控制及产品提纯步骤,要求书写关键步骤的化学方程式(如氧化还原反应、沉淀生成反应),并解释反应条件(如pH调控、温度选择)的合理性。
铜箔等制作工艺关键步骤的化学知识、氧化钙等制备新老方法中的化学知识、传世名画与教材中化学知识的整合、物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法这四个考点,重点分析流程中原料利用率、能源消耗或环保措施(如尾气处理)的优缺点,提出优化方案,需要强化工艺流程题的逻辑链构建与跨学科思维迁移能力。
氧化钙等制备新老方法中的化学知识
2023年第20题
传世名画与教材中化学知识的整合
2022年第20题
物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法
押题一 铜箔制作工艺关键步骤的化学知识
1.(2024广东,20)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 ① 。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于 ② (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 。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2 CuSO4 + 2 H2O 2 Cu + O2↑+ 2 X,X的化学式为 ④ 。物质X可用于 ⑤ 和 ⑥ 工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355 MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在 ⑦ 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 ⑧ 。
【答案】
(1)① 增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)② 化合反应 ③ 过滤
(3)④ H2SO4 ⑤ 溶铜 ⑥ 酸洗
(4)⑦ c
(5)⑧ Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2 H2O
【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Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2 H2O。
2.《天工开物 ·甘嗜》中记载了古法制糖的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。
主要生产流程如下:
(1)沉淀后将蔗汁与蔗渣分离的操作为______ 。
(2)将熬煮后得到“黄黑色”的糖膏倒入瓦溜中,用黄泥水淋浇,瓦溜中留下“白糖”,该 过程利用了黄泥水的物理性质是__________________________。
(3)食物中的糖类主要作用是 (填字母)。
A.提供能量 B.防治龋齿 C.防治骨质疏松
【答案】
(1)过滤 (2)吸附性 (3)A
【解析】
(1)沉淀后将蔗汁与蔗渣分离的操作为过滤;
(2)将熬煮后得到“黄黑色”的糖膏倒入瓦溜中,用黄泥水淋浇,瓦溜中留下“白糖”,该过程利用了黄泥水的物理性质是吸附性,可以吸附色素。
(3)食物中的糖类主要作用是提供能量;防治龋齿一般与保持口腔卫生、摄入适量氟元素等有关;防治骨质疏松主要与摄入足够的钙元素、维生素 D 等有关,故选A。
3.我国是最早冶炼锌的国家。用锌精矿(主要成分是ZnS)火法炼锌的工艺流程如图所示。
结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)沸腾炉中,在高温条件下,锌精矿与氧气反应生成氧化锌和另一种有刺激性气味的气体,反应的化学方程式是_____。
(2)还原炉中,焦炭进入还原炉前需粉碎处理,这样做的目的是_____,还原炉内反应的化学方程式为_____。
(3)冷凝器中,未发生化学反应,分离粗锌与一氧化碳,其原理是利用两者的_____不同。
【答案】
(1)
(2)① 增大反应物之间的接触面积 ②
(3)沸点
【解析】
(1)在高温条件下,锌精矿与氧气反应生成氧化锌和另一种有刺激性气味的气体,根据反应前后元素种类不变,可推出该气体为二氧化硫,反应的方程式为:;
(2)焦炭进入还原炉前需粉碎处理,这样做的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
经过冷凝器得到粗锌和一氧化碳,且冷凝器中,未发生化学反应,则焦炭与氧化锌在的条件下反应生成锌和一氧化碳,方程式为:;
(3)冷凝器中的原理是利用沸点不同将粗锌和一氧化碳分离。
4.【化学与技术】山西陈醋是中国国家地理标志产品,山西陈醋纯粮酿造。下图是用主料高粱,辅料大麦、豌豆、曲等古法酿陈醋的流程示意图。请结合图文信息、分析思考,解决问题:(资料:“曲”是老的酒曲磨成的粉状物质,内含真菌。)
(1)制曲前所用豌豆和大麦用石磨粉碎的目的是_______。
(2)制曲期间将温度控制在37-48℃,温度不能过高也不能过低的原因是______________(答一点)。
(3)拌曲后经多步密封可使原料进行发酵,这一过程属于_______变化。
(4)熏醋时蒸锅上带孔的筛子可以防止醋料掉入锅中,但可使蒸气自由通过,这一操作与实验室中的_______操作相似。此过程中使用含碳燃料燃烧的化学方程式为_______。
【答案】
(1)便于原料充分反应(答案不唯一,合理即可)
(2)温度过低反应太慢(答案不唯一,合理即可)
(3)化学
(4)过滤 C + O2 CO2(答案不唯一,合理即可)
【解析】
(1)制曲前所用豌豆和大麦用石磨粉碎的目的是增大反应物的接触面积,使发酵的反应速率更快(答案不唯一,合理即可)。
(2)过低的制曲温度会使得酵母菌无法良好发酵,从而导致醋质不好,口感较差,另外,温度过低反应太慢(答案不唯一,合理即可)。
(3)拌曲后经多步密封可使原料进行发酵,这一过程中有新物质生成,属于化学变化,故填写:化学。
(4)熏醋时蒸锅上带孔的筛子可以防止醋料掉入锅中,但可使蒸气自由通过,这一操作类似于实验室将固液分离的过滤;
煤、石油、天然气都属于含碳燃料,都具有可燃性,天然气的主要成分是甲烷,甲烷在氧气充足的条件下燃烧,生成二氧化碳和水,煤的主要成分是碳,它在氧气充足的条件下燃烧,生成二氧化碳。化学方程式为C + O2 CO2(答案不唯一,合理即可)。
5.以黄铜矿固体(主要成分为CuFeS2)为原料,采用微生物炼铜是现代炼铜的新工艺,流程如图:
请回答以下问题:
(1)反应器Ⅰ中发生的化学方程式为4 CuFeS2 + 17 O2 + 2 H2SO4 4 CuSO4 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O,Fe2(SO4)3中铁元素的化合价为________。
(2)分离器的作用类似实验室进行过滤操作,实验室进行过滤操作有关描述错误的是_______。
A.过滤时用玻璃棒在漏斗内搅拌,加速过滤速率
B.漏斗内液面要低于滤纸的边缘,以免过滤失败
C.漏斗下端尖嘴紧靠在烧杯内壁,防止液滴飞溅
D.过滤结束后观察到滤液仍浑浊,可能滤纸破损
(3)写出反应器Ⅱ中发生置换反应的化学方程式________。
(4)反应器Ⅲ中加入过量硫酸的目的是________。
(5)相比于将黄铜矿直接燃烧炼铜,采用微生物炼铜的优点是________。
【答案】
(1)+3
(2)A
(3)Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
(4)除去过量的铁
(5)能耗低、污染小
【解析】
(1)在化合物中,硫酸根显−2价。设Fe2(SO4)3中铁元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,则有2x+(−2)×3=0,解得x=+3;
(2)过滤时不能用玻璃棒在漏斗内搅拌,否则易损坏滤纸,使过滤失败,A符合题意;漏斗内液面要低于滤纸的边缘,若液面高于滤纸边缘,液体可能从滤纸与漏斗壁的间隙流下,导致过滤失败,B不符合题意;漏斗下端尖嘴紧靠在烧杯内壁,可防止液滴飞溅,C不符合题意;过滤结束后观察到滤液仍浑浊,可能滤纸破损,使得液体未经过滤直接流下,D不符合题意。
(3)反应器 Ⅱ 中硫酸铜(CuSO4)溶液与铁(Fe)发生置换反应生成硫酸亚铁(FeSO4)和铜(Cu),化学方程式为Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu;
(4)反应器 Ⅱ 中加入的铁是过量的,反应器 Ⅲ 中加入过量硫酸,是为了使过量的铁与硫酸完全反应,从而除去铜中混有的铁,得到较纯净的铜;
(5)黄铜矿直接燃烧炼铜会产生二氧化硫等有害气体,污染空气,而微生物炼铜在常温下进行,能耗低,且能减少二氧化硫等污染物的排放,对环境更友好。所以优点是 能耗低、污染小。
6.钨(W)是一种重要的战略金属,用黑钨矿(主要含FeWO4)制得金属钨(W)的主要工艺流程如题20-1图所示:
已知:Na2WO4溶液为无色,H2WO4是一种不溶于水的黄色固体,WO3难溶于水。
回答下列问题:
(1)生活中常用金属钨做白炽灯的灯丝,这是利用了钨的 ① (填物理性质)。钨的原子结构示意图如题20-2图所示,其中x = ② 。
(2)黑钨矿属于 ③ ( 填“纯净物”或“混合物”),将黑钨矿石碾成粉末,目的是 ④ 。
(3)FeWO4中W的化合价为+6,由此可以判断FeWO4中Fe的化合价为 ⑤ 。
(4)压煮器中反应4 Na2CO3 + 4 FeWO4 + R 4 Na2WO4 + 2 Fe2O3 + 4 CO2,R化学式为 ⑥ 。
(5)酸浸槽中通过操作a得到X溶液,该操作的名称是 ⑦ 。
(6)还原炉中,在高温条件下制得金属钨(W)的化学方程式为 ⑧ ,该反应属于 ⑨ (填基本反应类型)。
【答案】
(1)① 熔点高 ② 12
(2)③ 混合物 ④ 增大反应物接触面积,加快反应速率
(3)⑤ +2
(4)⑥ O2 (5)⑦过滤
(6)⑧ 3 H2 + WO3 W + 3 H2O ⑨ 置换反应
【解析】
(1)金属钨做白炽灯的灯丝,是利用了钨熔点高的物理性质,不易在高温下熔化;在原子中,质子数等于核外电子数,2 + 8 + 18 + 32 + x + 2 = 74,解得x = 12;
(2)黑钨矿主要含FeWO4,还含有其他物质,属于混合物;将黑钨矿石碾成粉末,可增大反应物间的接触面积,使反应更充分,加快反应速率;
(3)在FeWO4中,W的化合价为+6,氧元素化合价为-2,设Fe的化合价为y,根据化合物中各元素化合价代数和为零,则y + (+6) × 1 + (-2) × 4 = 0,解得y = +2;
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应后Na、W、O、Fe、C的个数分别是8、4、30、4、4,反应前除R外Na、W、O、Fe、C的个数分别是8、4、28、4、4,则R含有2个O,R的化学式为O2。
(5)操作a是将固体和溶液分离,该操作是过滤。
(6)在还原炉中,氢气和WO3在高温下反应生成金属钨和水,化学方程式为3 H2 + WO3 W + 3 H2O;该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于基本反应类型中的置换反应。
押题二 氧化钙等制备的新老方法中的化学知识
7.(2023广东,20)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题20-1图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 ① (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 ② 反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价 ③ (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 ④ 。
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题20-2图所示。 ⑤ ℃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 ⑥ 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有 ⑦ (写两条)。
【答案】
① CO2
② 分解
③ 降低
④ 1∶1
⑤ 750
⑥ CO + 2 H2 CH3OH
⑦ 减少二氧化碳排放,缓解温室效应
⑧ 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:CaCO3 + H2 CaO + CO + H2O,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%,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CO + 2 H2 CH3OH;
(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。
8.实现2030年碳达峰、2060年碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。根据你参与的跨学科实践活动“基于碳中和理念设计低碳行动方案”回答下列问题。
(1)减少二氧化碳的排放:从“个人行为”层面,举出一种你的具体做法是_____。
(2)促进二氧化碳的吸收:生活中,你可以做的是_____。
(3)“碳捕捉”:设计如图所示简易CO2捕捉器,CO2被捕捉的化学反应原理是_____(用化学方程式表示)。流程中可循环利用的物质是_____。
【答案】
(1)步行、骑自行车出行或乘坐公共交通工具等(合理即可)
(2)植树造林等(合理即可)
(3)① ② 氧化钙或CaO
【解析】
(1)从“个人行为”层面,减少二氧化碳的排放,可以绿色出行,例如步行、骑自行车出行或乘坐公共交通工具等,减少私家车的使用,从而减少二氧化碳的排放;
(2)促进二氧化碳的吸收,生活中可以植树造林,绿色植物通过光合作用,可以吸收二氧化碳;
(3)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
根据流程,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙可以继续用于捕捉二氧化碳气体,故流程中可循环利用的物质是氧化钙。
押题三 传世名画与教材中化学知识的整合
9.(2022广东,20)《千里江山图》是我国传世名画之一,宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底,保存千年而不变色,说明常温下碳的化学性质 ① 。
(2)画作的青色用到蓝铜矿,其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x,x = ② 。
(3)画作中所用的矿物颜料也可用于冶炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物 ③ (写化学式)的还原性冶炼赭石(主要成分为Fe2O3),反应过程中碳元素的化合价 ④ (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)若反应a~d均属同一种基本反应类型,则该反应类型为 ⑤ ,其中属于吸热反应的是 ⑥ (填字母)。
(5)孔雀石(主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解(反应e)。生成三种氧化物。其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为 ⑦ 。
【答案】
① 不活泼
② 2
③ CO
④ 升高
⑤ 化合反应
⑥ d
⑦ Cu2(OH)2CO3 2 CuO + H2O + CO2↑
【解析】
(1)在常温下,碳的化学性质不活泼,不易与其它物质发生化学反应,故画作用水墨打底,保存千年而不变色,说明常温下碳的化学性质不活泼。
(2)画作的青色用到蓝铜矿,其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x,铜元素的化合价为+2价,氢氧根离子的化合价为-1价,碳酸根离子的化合价为-2价,则(+2)× 3 +(-1)× 2 + (-2)× x = 0,则x = 2。
(3)一氧化碳具有还原性,一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳,故利用图中化合物CO的还原性治炼赭石(主要成分为Fe2O3),反应前一氧化碳中氧元素的化合价为-2价,设碳元素的化合价为x,(-2) + x = 0,x = +2,碳元素的化合价为+2价,反应后二氧化碳中氧元素的化合价为-2价,设碳元素的化合价为y,(-2)× 2 + y = 0,y = +4,碳元素的化合价为+4价,故反应过程中碳元素的化合价升高。
(4)a的反应为碳在氧气中点燃生成二氧化碳,属于化合反应,b的反应为碳在氧气中点燃生成一氧化碳,属于化合反应,c 的反应为一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳,属于化合反应,d的反应为二氧化碳和碳高温生成一氧化碳,则该反应类型为化合反应,其中属于吸热反应的是d。
(5)孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3]受热分解生成二氧化碳、氧化铜和水,反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3 2 CuO + H2O + CO2↑。
押题四 物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法
10.碳酸锂(Li2CO3)是生产锂离子电池正极材料的重要原料之一。下图是某兴趣小组模拟提纯粗碳酸锂的工艺流程。已知:Li2CO3为无色晶体,在冷水中的溶解度比热水中大,其化学性质与Na2CO3相似。
根据流程图回答下列问题:
(1)粗碳酸锂属于______ (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)步骤①中稀硫酸与碳酸锂发生反应的化学方程式为______。
(3)步骤②中为了得到更多的Li₂CO₃ 晶体,应该在______(填“冷”或“热”)溶液中进行反应;外界条件不变,分离后所得到的滤液2为该温度下Li2CO3的 ______(填“饱和 ” 或“不饱和”)溶液。
【答案】
(1)混合物
(2)Li2CO3 + H2SO4 = Li2SO4 + H2O + CO2↑
(3)热 饱和
【解析】
(1)粗碳酸锂含有杂质,是由多种物质组成,属于混合物;
(2)根据题意可知, Li2CO3化学性质与Na2CO3相似,稀硫酸与碳酸锂反应生成硫酸锂、水和二氧化碳,化学方程式为:Li2CO3 + H2SO4 = Li2SO4 + H2O + CO2↑;
(3) Li2CO3为无色晶体,在冷水中的溶解度比热 水中大,为得到更多Li2CO3晶体,应在热溶液中反应;外界条件不变时,有晶体析出的溶液为饱和溶液,故滤液2为饱和溶液。
11.研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含、和C)为原料制备胆矾(五水硫酸铜),操作流程如图:
【查阅资料】
(1)步骤①中操作1的名称为_______,经过操作1得到的固体M的成分是_______(写化学式)。
(2)步骤②中反应的化学方程式为,则X的化学式为_______。
(3)步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为_______。
(4)步骤④中加入的溶液丙是_______溶液。(写化学式)
【答案】(1)过滤 Cu和C
(2)
(3)
(4)
【解析】
(1)步骤①可分离固体M和溶液甲,名称为过滤;
剩余固体(含、和C)加入过量稀硫酸,氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,铜和碳不与稀硫酸反应,则经过操作1得到的固体M的成分是铜和碳,化学式为Cu、C;
(2)步骤②中反应的化学方程式为,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1个Cu、4个H、1个S、6个O,反应后有1个Cu、1个S、4个O,则2X中含有4个H和2个O,X的化学式为;
(3)剩余固体(含、和C)加入过量稀硫酸,氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,铜和碳不与稀硫酸反应,则经过操作1得到溶液甲中含有硫酸铜和过量的硫酸,步骤③中,加入过量氢氧化钠溶液,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为;
(4)蓝色沉淀为氢氧化铜沉淀,步骤④中加入适量溶液丙得到硫酸铜溶液,氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,则溶液丙为溶液。
12.ZnO广泛地应用于药膏等产品的制作中。以氧化锌矿(主要成分为ZnO,还含少量CuO,其余成分不与硫酸反应)为原料制备活性氯化锌,流程示意图如图。
(1)“酸浸”前将矿石粉碎目的是______。
(2)“过滤”所得滤渣中含有的金属是______(填化学式)。
(3)“沉锌”中pH为10时,碱式碳酸锌【】产率最高。若pH过高,产率会下降,原因是生成了______(填化学式)杂质。
(4)“焙烧”中碱式碳酸锌受热分解ZnO和另外2种常见氧化物,其化学方程式为______。
(5)药膏药效高低与锌元素的含量相关。碳酸锌的抑菌活性低于相同质量的氧化锌,可能原因是______。
【答案】
(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)Zn、Cu (3)
(4)
(5)等质量的氧化锌中锌元素的质量大于碳酸锌中锌元素的质量
【解析】
(1)“酸浸”前将矿石粉碎目的是<>增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)氧化锌矿(主要成分为ZnO,还含少量CuO,其余成分不与硫酸反应),酸浸时,ZnO和硫酸反应生成硫酸锌和水,CuO和硫酸反应生成硫酸铜和水,除铜时加入过量Zn,锌能与过量的硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,“过滤”所得滤渣中含有的金属为Cu和过量的Zn;
(3)pH过高时,溶液中过量,与Zn2+反应生成难溶性的Zn(OH)2杂质,导致碱式碳酸锌产率下降;
(4)“焙烧”中碱式碳酸锌受热分解为ZnO和另外2种常见氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,碱式碳酸锌含Zn、O、H、C元素,受热分解生成ZnO,则另外两种氧化物为H2O和CO2,反应的化学方程式为;
(5)药膏药效高低与锌元素的含量相关,ZnO中锌的质量分数为 ×100%;ZnCO3中锌的质量分数为 ×100%;因等质量的氧化锌中锌元素的质量大于碳酸锌中锌元素的质量,所以碳酸锌的抑菌活性低于相同质量的氧化锌。
13.碳酸亚铁()为白色固体,不溶于水,可用作补血剂。工业上用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分为,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图所示。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为___________。为了使硫铁矿烧渣与稀硫酸充分反应,可采取的措施是___________(写一种即可)。
(2)操作a的名称是___________。
(3)步骤②中加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。滤液1中含有的阳离子是___________(填离子符号)。
(4)步骤③发生反应的基本类型是___________。
【答案】
(1) 将硫铁矿烧渣粉碎
(2)过滤 (3)Fe3+、H+
(4)复分解反应
【解析】
(1)步骤①中氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,发生反应的化学方程式为;为了使硫铁矿烧渣与稀硫酸充分反应,可将硫铁矿烧渣粉碎,增大与稀硫酸的接触面积,使反应更充分;
(2)操作a是将固体和液体分离,为过滤操作;
(3)步骤②中加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,因为含有Fe3+的溶液呈黄色,含有Fe2+的溶液呈浅绿色,所以说明铁离子与铁粉反应生成了亚铁离子;同时有无色气体生成,铁和硫酸反应会生成氢气,说明 “酸浸” 后溶液中有硫酸剩余,硫酸在溶液中会电离出H+,那么 “酸浸” 所得溶液中含有的阳离子是Fe3+、H+;
(4)步骤③中硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁沉淀和硫酸钠,符合“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。
14.请回答下列问题。
(1)松花蛋是我国特有的一种传统美食。某化学兴趣小组的同学对“松花蛋制作”进行了如图探究。
①取少量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌,过滤。在滤液中滴入无色酚酞试液,可观察到的现象是______,证明滤液中含有碱性物质。若用pH试纸测定该滤液的pH,写出具体的操作步骤:______。
②松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱、草木灰(主要成分为碳酸钾)等。松花蛋粉加水调和时会发生系列反应。由于产生了强碱,松花蛋会有一股碱涩味,食用时蘸少量厨房中的______(填一种酸性调味品)可去除涩味。
③为了使松花蛋产生美丽的松花,传统工艺中加入密陀僧(主要成分为氧化铅),目前密陀僧已逐渐被硫酸锌取代,制得无铅松花蛋。从人体健康角度分析,这一工艺改进的原因是既能防止______,又能补充人体所需的微量元素______(填一种元素符号)。
(2)已知样品A中可能含有氯化钠和碳酸钠中的一种或两种,样品B中可能含有氯化铜和硫酸钠中的一种或两种。小雪同学按如图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述。(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应。)试根据实验过程和图示提供的信息,进行分析推理,回答下列问题:
①气体C的化学式为______,沉淀F的化学式为______。
②过程III发生反应的一个化学方程式为______。
③溶液G中一定大量存在的阳离子有______(填离子符号);
④样品B中一定不存在的物质是______,得此结论的理由是______。
【答案】
(1)① 酚酞试液变红色 ② 在洁净干燥的玻璃片或白瓷板(点滴板)上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测滤液,滴到试纸上,将试纸显示的颜色与pH标准比色卡对照,读出对应的pH ③ 食醋 ④ 铅中毒 ⑤ Zn
(2 )①CO2 ② Cu(OH)2
③ NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3或BaCl2 + 2 AgNO3 = 2 AgCl↓ + Ba(NO3)2 ④ Na+、Ba2+、H+
⑤ Na2SO4 ⑥ 若Na2SO4存在,则沉淀F中会有硫酸钡沉淀,步骤IV中加入适量稀硝酸,沉淀不能完全溶解,与题意不符,故Na2SO4一定不存在
【解析】
(1)滤液中含有碱性物质,无色酚酞遇碱变红,则现象为酚酞试液变红色;
具体步骤为:在洁净干燥的玻璃片或白瓷板(点滴板)上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测滤液,滴到试纸上,将试纸显示的颜色与pH标准比色卡对照,读出对应的pH;
产生了强碱,可以加酸中和一下,厨房中的酸性调味品可以是食醋;
硫酸锌代替氧化铅可以防止铅中毒;
使用氧化锌可以补充锌元素,符号为Zn;
(2)样品A中可能含有氯化钠和碳酸钠中的一种或两种,加入稀盐酸后只有碳酸钠和稀盐酸能反应产生气泡为二氧化碳,化学式为CO2;
样品B中可能含有氯化铜和硫酸钠中的一种或两种,加入氢氧化钡后只有氯化铜才能与其反应产生氢氧化铜蓝色沉淀,则F为Cu(OH)2;
Ⅰ中碳酸钠和稀盐酸反应产生氯化钠和水和二氧化碳,则溶液D 为氯化钠溶液,Ⅱ中氯化铜和氢氧化钡反应产生氢氧化铜和氯化钡,则溶液E为氯化钡,则加入硝酸银后发生的反应是NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3或者BaCl2+2AgNO3=2AgCl↓+Ba(NO3)2;
则溶液G中含有的物质是硝酸钡和硝酸钠还有稀硝酸,则含有的阳离子是Na+、Ba2+、H+;
样品中一定不含硫酸钠;
因为样品B中加入氢氧化钡后产生了蓝色沉淀,若有硫酸钠则还会产生白色沉淀硫酸钡,步骤IV中加入适量稀硝酸,沉淀不能完全溶解,与题意不符,故硫酸钠一定不存在。
15.图甲中A~E五种物质及它们之间的反应和转化关系均是初中化学常见的。据《天工开物》记载,用炉甘石(主要成分为ZnCO3)可以炼制物质A,C是胃液中含有的酸,D是蓝色溶液,B、D、E是同类物质。(图中用“—”或“”表示两种物质能发生反应,用“→”或“⌒”表示物质能转化;部分反应物、生成物及反应条件已略去,部分反应需在溶液中进行,物质是溶液的只考虑溶质)。请回答下列问题:
海水经过晾晒会得到粗盐,粗盐中常含有泥沙、CaCl2等物质,除去泥沙,并制得较纯净的E晶体,设计实验流程如下:
(1)写出物质或溶质的化学式: A.______; B.______。
(2)足量A与D反应时溶液颜色的变化为______。
(3)乙图中,溶液X中加入过量Z发生反应的化学方程式为______。
(4)乙图中,溶液Y中加入过量C溶液的目的是______。
【答案】
(1)① Zn ② AgNO3
(2)溶液由蓝色变为无色
(3)
(4)将过量的碳酸钠除尽
【解析】C是胃液中含有的酸,则为盐酸;D是蓝色溶液,且C能转化为D,则D为氯化铜;用炉甘石(主要成分为ZnCO3)可以炼制物质A,碳酸锌能炼制锌,且锌能和氯化铜、盐酸反应,则A为锌;B、D、E是同类物质,则均为盐,盐酸能和硝酸银反应,且锌也能和硝酸银反应,则B为硝酸银;硝酸银能和氯化钠反应,且盐酸、氯化铜均能转化为氯化钠,则E为氯化钠。
(1)由分析可知,A为Zn,B为AgNO3。
(2)A为锌、D为氯化铜,锌和氯化铜反应生成铜和氯化锌,则溶液由蓝色变为无色。
(3)粗盐中含有氯化钙,碳酸钠能和氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀,则Z为碳酸钠,反应的化学方程式为:。
(4)由于加入的碳酸钠过量,而盐酸能和碳酸钠反应生成氯化钠和水,盐酸具有挥发性,过量的盐酸在蒸发时会挥发,则C为盐酸,加入盐酸的目的为将过量的碳酸钠除尽。
16.海洋是一个巨大的资源宝库,某化学兴趣小组对海洋资源的综合利用开展了项目式学习。
(1)海水淡化:实验室中,下列各种净水方法能实现海水淡化的是______(填字母)。
A.过滤 B.吸附 C.蒸馏 D.消毒
(2)海洋能源利用:蕴藏在海底的“可燃冰”是一种新型矿产资源,它是由天然气(主要成分为CH4和水在低温、高压条件下形成的类冰状固体。请写出甲烷充分燃烧的化学方程式:______。
(3)海水制盐与制镁:工艺流程(部分过程和产物略)如图所示。
①海水晒盐可得到粗盐,该过程利用的结晶方法是______(填“蒸发”或“降温”)结晶。
②为除去粗盐中的MgCl2、Na2SO4、CaCl2杂质,操作如图所示,其中加入稍过量BaCl2溶液的目的是______;过滤后滤液中含有的杂质为______(写化学式)。
③海水晒盐得到的母液中含有MgCl2,加入石灰乳后反应的化学方程式为______;氯化镁通电分解可制得镁和另一种单质,该单质为______。
(4)海水制“碱”:海水制盐得到的精盐水,可进一步应用到制“碱”工业,原理之一是NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl。
①产物NH4Cl在农业生产中常作______(填“氮”“磷”或“钾”)肥。
②应用上述原理,若消耗11.7 t氯化钠,理论上可制得NaHCO3的质量为多少?_____
【答案】
(1)C (2)
(3)① 蒸发 ② 除去杂质Na2SO4 ③ Na2CO3、NaOH ④ ⑤ Cl2或氯气
(4)① 氮 ② 解:设理论上可制得NaHCO3的质量为x。
x=16.8t
答:理论上可制得NaHCO3的质量为16.8t。
【解析】
(1)过滤只能除去水中的不溶性杂质,不能使海水淡化,A错误;吸附可除去异味和色素,不能使海水淡化,B错误;蒸馏是通过加热使水变成水蒸气,然后再冷却形成液态水,能除去水中的所有杂质,可实现海水淡化,C正确;消毒是杀死水中的细菌和病毒,不能使海水淡化,D错误;
(2)甲烷和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为;
(3)①氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,海水晒盐是利用阳光和风力使水分蒸发,从而使氯化钠结晶析出,所以该过程利用的结晶方法是蒸发结晶;
②加入稍过量溶液时,氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为,目的是除去杂质;加入稍过量的NaOH溶液时,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,化学方程式为,可以除去;加入稍过量的溶液时,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠和过量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为,,可除去和过量的,过滤后,滤液中含有的杂质为过量的NaOH和;
③海水晒盐得到的母液中含有,加入石灰乳(主要成分是氢氧化钙)后,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学方程式为;
氯化镁通电分解可制得镁和另一种单质,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,故氯化镁通电分解生成镁和氯气;
(4)①产物NH4Cl含有氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素,在农业生产中常作氮肥;
②见答案。
17.为了测定某样品中氧化铁(Fe2O3)的质量分数(杂质不含铁元素,且不溶于水和酸),化学兴趣小组的同学进行了如下的实验。已知:
① 草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解,化学方程式为:H2C2O4CO2↑+ CO↑+ H2O
② 碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气
用如图所示装量进行实验:
(1)装药品前应先______,在装置E的实验中,为提升实验的温度,在仪器不变的情况下可作的改进是______,观察到E中现象是______;若进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是______(填序号)。
a.浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液
b.石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸
c.氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸
(2)G的作用是______;E中反应的化学方程式是______;当E中固体完全反应后,______处应先停止加热(填序号A或E);上述实验装置的一处明显缺陷是______。
(3)当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,则测得的样品中氧化铁的质量分数______(填“偏大”“偏小”,“无影响”)。
【答案】
(1) 检查装置气密性 在酒精灯上加一个金属网罩 固体由红色变成黑色 c
(2)
防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置中被吸收,影响实验结果 Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2 E 没有处理尾气
(3)偏小
【解析】
(1)该装置必须要求气密性良好,则装药品前,要先检查装置气密性;
在酒精灯上罩金属网罩,能集中火焰,提高温度;
一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,则可观察到红色固体变黑色;
氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,可除去二氧化碳,且石灰水可检验二氧化碳是否完全除去,浓硫酸具有吸水性,可干燥二氧化碳,则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸,故选c。
(2)①碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气,则G装置的作用为防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置中被吸收,影响实验结果;
②E中,一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2;
当E中固体完全反应后,还要继续通入一氧化碳,防止灼热的铁又与空气中的氧气反应,使实验失败,且装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中,所以E处应先停止加热;因为一氧化碳有毒,所以上述实验装置的一处明显缺陷是:未进行尾气处理。
(3)当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中,使二氧化碳的质量偏小,则测得的样品中氧化铁的质量分数也偏小。
18.电镀厂以及制药厂常会产生酸性废水(含H2SO4、Fe3+以及悬浮物)。酸性废水的处理方法包括中和法、生物处理、膜分离等等,而中和法是最常用的酸水处理方法。以下是某电镀厂酸性废水处理流程。
资料:
① 格栅的作用是除去水中的树枝、塑料等悬浮物。
② Fe3+遇硫氰酸钾(KSCN)溶液会变成血红色,Fe2+与硫氰酸钾不反应、不显色。
③ 聚合氯化铝(PAC)可在水中生成Al(OH)3胶体,是一种絮凝剂。
回答下列问题:
(1)格栅的作用类似于化学实验操作___________(填操作名称)。
(2)中和池中发生的中和反应方程式为___________。
(3)中和池处理后加入聚合氯化铝的作用是___________。
(4)如何检验溶液Ⅱ中Fe3+是否处理干净?___________(写出具体方法)。
【答案】
(1)过滤 (2)H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2 H2O
(3)吸附水中的悬浮杂质并加速其沉降
(4)取少量溶液Ⅱ于试管中,滴加硫氰酸钾(KSCN)溶液,若溶液不变血红色,则说明Fe3+已处理干净;若溶液变成血红色,则说明Fe3+未处理干净
【解析】
(1)格栅的作用是除去水中的树枝、塑料等悬浮物,这与化学实验操作中的过滤相似,过滤是将不溶性固体与液体分离的操作,格栅起到了类似分离不溶性杂质的作用;
(2)中和池中,硫酸与氢氧化钙发生中和反应,生成硫酸钙和水,化学方程式为H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2 H2O;
(3)中和池处理后加入聚合氯化铝,因为聚合氯化铝(PAC)可在水中生成Al(OH)3胶体,是一种絮凝剂,所以其作用是吸附水中的悬浮杂质并加速其沉降,从而进一步净化水质;
(4)根据Fe3+遇硫氰酸钾(KSCN)溶液会变成血红色,Fe2+与硫氰酸钾不反应、不显色,则检验溶液Ⅱ中Fe3+是否处理干净的方法为:取少量溶液Ⅱ于试管中,滴加硫氰酸钾(KSCN)溶液,若溶液不变血红色,则说明Fe3+已处理干净;若溶液变成血红色,则说明Fe3+未处理干净。
19.某工厂废液中含有CuSO4(其他成分不含铜元素),现通过以下流程回收金属铜:
(1)写出向废液中加入铁粉后发生反应的化学方程式___________。
(2)操作a是___________,该操作还需要用到的玻璃仪器有___________(填一个即可)。
(3)回收过程中,加入过量稀硫酸目的是___________。
(4)洗涤后的滤渣不能用加热的方法干燥,其目的___________。
【答案】
(1)Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
(2)过滤 烧杯或玻璃棒或漏斗
(3)除去过量的铁粉
(4)防止铜与氧气反应
【解析】
(1)铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:。
(2)由图可知,操作a能将固体和液体分离,则其名称为过滤;
过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
(3)铁能和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则加入过量的硫酸的目的为除去过量的铁。
(4)铜在加热时能和氧气反应生成氧化铜,则不能用加热的方法干燥。
20.垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”。某废旧电器含有锌、铜、镍(Ni)三种金属,小明同学设计从中回收金属铜和镍的流程如下:
【查阅资料】
① 锌、铜、镍(Ni)的金属活动性顺序为Zn>Ni>(H)>Cu。
② 硫酸镍(化学式为NiSO4)能溶于水。
(1)操作I和操作Ⅱ的名称都是___________。
(2)步骤①中得到的金属A是___________。
(3)溶液B中除水外,还含有的成分有___________(填化学式)。
(4)步骤②中生成金属C的化学方程式是_________。
(5)合理开发城市“金属矿山”的意义是_________(答1条)。
【答案】
(1)过滤
(2)铜或Cu
(3)ZnSO4、NiSO4、H2SO4
(4)Zn + NiSO4 = ZnSO4 + Ni
(5)减少污染或节约资源
【解析】锌、铜、镍(Ni)的金属活动性顺序为Zn>Ni>(H)>Cu,加入过量的稀硫酸,锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气,铜不与硫酸反应,则金属A为铜,溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸,溶液B加入锌粉,硫酸镍(化学式为NiSO4)能溶于水,发生的反应是硫酸镍与锌反应生成硫酸锌和镍,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,金属C是镍,溶液D是硫酸锌。
(1)操作I和操作Ⅱ能将固体与液体分离,其名称都是过滤;
(2)根据分析可知,步骤①中得到的金属A是铜(或Cu);
(3)根据分析可知,溶液B中除水外,还含有的成分硫酸锌、硫酸镍、硫酸,化学式分别为ZnSO4、NiSO4、H2SO4;
(4)步骤②中生成金属C发生的反应是硫酸镍与锌反应生成硫酸锌和镍,反应的化学方程式是Zn+NiSO4=ZnSO4+Ni;
(5)合理开发城市“金属矿山”的意义是减少污染,节约资源。
21.利用工业废液(主要含NaHS以及少量Na2S和Mg、Ca、Fe的化合物)制备重要化工原料硫酸钠的流程图如下。
已知:Ⅰ、粗品硫酸钠含少量H2SO4、MgSO4、CaSO4、FeSO4等杂质。
Ⅱ、在溶液里,微溶物发生复分解反应可转化为不溶物。
Ⅲ、部分物质的溶解性见表。
部分物质溶解性表(室温)
阴离子
阳离子
Na+
溶
溶
Ca2+
微溶
不溶
Mg2+
溶
微溶
Fe2+
溶
不溶
(1)操作①名称是______。
(2)“反应器1、2”内均需要进行的操作是______。
(3)泥渣的成分有MgCO3、______等。
(4)流程中可循环使用的物质是______和______。
(5)“反应器1”中NaHS发生复分解反应生成H2S气体的化学方程式是______。
【答案】
(1)蒸发结晶
(2)搅拌
(3)CaCO3、FeCO3 或碳酸钙、碳酸亚铁
(4)H2O或水 H2SO4 或硫酸
(5)2 NaHS + H2SO4 = 2 H2S↑ + Na2SO4
【解析】
(1)由图可知,操作①将溶液中的溶质与溶剂进行了分离,则该操作的名称是蒸发结晶,故填蒸发结晶。
(2)“反应器1、2”内均需要进行的操作是搅拌,能够增大反应物的接触面积,加快反应的速率,故填搅拌。
(3)废液中的镁、钙、铁在反应器1中分别与稀硫酸反应生成硫酸镁、硫酸钙和硫酸亚铁,在反应器中,硫酸镁、硫酸钙和硫酸亚铁分别与碳酸钠反应生成碳酸镁沉淀、碳酸钙沉淀和碳酸亚铁沉淀,则过滤后的滤渣是碳酸镁、碳酸钙和碳酸亚铁,故填CaCO3、FeCO3 或碳酸钙、碳酸亚铁。
(4)由图可知,反应中既有水和硫酸参加反应,又有水和硫酸生成,所以流程中可循环使用的物质是水和硫酸,故填H2O或水和H2SO4 或硫酸。
(5)由图可知,“反应器1”中硫氢化钠与硫酸反应生成硫化氢和硫酸钠,故反应的化学方程式写为:2NaHS + H2SO4 = 2 H2S↑ + Na2SO4。
22.二氧化氯(ClO2)是一种常用的消毒剂,工业以粗盐水(含少量Ca2+、Mg2+、等杂质离子)为原料生产ClO2,工艺流程如下图所示。
(1)除去粗盐中的难溶性杂质的步骤是溶解、________。
(2)“精制”中,用下列药品除去杂质离子,请写出一组合理的添加顺序____ (填序号)。
①Na2CO3②BaCl2③NaOH
(3)“精制”最后应加入适量盐酸,其目的是除去溶液中的______ (填离子符号)。
(4)电解池中发生的主要化学反应方程式为_________________。
(5)生产过程中能循环利用的物质X是________(填化学式)。
【答案】
(1)过滤
(2)③②①或②③①或②①③
(3)、OH-
(4)NaCl + 3H2ONaClO3 + 3 H2↑
(5)NaCl
【解析】
(1)除去粗盐中的难溶性杂质的步骤是溶解、过滤,因为过滤可以实现固液分离。
(2)①Na2CO3目的是除去过量氯化钡以及Ca2+,所以需要放在氯化钡之后;②BaCl2目的是除去,需在碳酸钠前面添加;③NaOH目的是除去Mg2+,所以顺序无影响;所以“精制”中,合理的添加顺序为③②①或②③①或②①③。
(3)“精制”最后应加入适量盐酸,其目的是除去溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠,所以除去的是、OH-。
(4)电解池中发生的主要化学反应为氯化钠和水在通电的条件下生成氯酸钠和氢气,对应的方程式为NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑。
(5)生产过程中能循环利用的物质X是氯化钠,因为氯化钠既是反应物又是生成物,对应化学式为NaCl。
23.硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的二氧化硅(SiO2)、氧化铁(Fe2O3)和其它杂质。已知菱铁矿中的二氧化硅,以及其它杂质不溶于水,也不能与硫酸反应。用菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗_____(填病症名称)。
(2)菱铁矿需要经过粉碎处理,目的是_____;
(3)菱铁矿粉末与过量稀硫酸的反应有两个,请写出碳酸亚铁与硫酸反应的化学方程式_______。
(4)操作X的名称是_____,此操作中除用玻璃棒、烧杯外,还用到的玻璃仪器有_____。
(5)溶液甲中,属于盐类的两种溶质为_____(填化学式)。
【答案】(1)贫血 (2)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(3)FeCO3 + H2SO4 = FeSO4 + CO2↑ + H2O
(4)过滤 漏斗
(5)FeSO4、Fe2(SO4)3
【解析】
(1)缺铁会造成贫血,硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗贫血;
(2)将菱铁矿粉碎能增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(3)碳酸亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳,方程式为FeCO3 + H2SO4 = FeSO4 + CO2↑ + H2O;
(4)操作X是将固液分离的操作,故为过滤,过滤需要用到漏斗、烧杯、玻璃棒,故填:漏斗;
(5)菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁,还含有少量的氧化铁,加入过量稀硫酸,硫酸与碳酸亚铁反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳,与氧化铁反应生成硫酸铁和水,由于硫酸过量,所以甲中的溶质为硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸,其中硫酸亚铁和硫酸铁能解离出金属离子和酸根离子属于盐。
24.海水中有大量可以利用的化学资源,例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等。下图为综合利用海水制备金属镁的流程。
(1)海水中最多的物质是___________。
(2)此海水制镁流程过程未涉及到的基本反应类型为___________。
(3)该流程中涉及到的复分解反应化学方程式___________(写出一个即可)。
(4)海水中本来就有氯化镁,经过“”过程的目的是___________。
【答案】
(1)水或H2O
(2)置换反应
(3)MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaCl2 或Mg(OH)2 + 2 HCl = MgCl2 + 2 H2O
(4)富集氯化镁,除去海水中的其他杂质,得到较纯净的氯化镁,便于后续制取金属镁
【解析】
(1)海水中含量最多的物质是水(H2O),虽然海水中含有多种盐类,但水的含量占比最大;
(2)流程中发生的反应有:
贝壳(主要成分CaCO3)高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应是由一种物质生成两种物质的反应,属于分解反应;
氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应是由两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应;
氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,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
氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,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
电解氯化镁生成镁和氯气,该反应是由一种物质生成两种物质的反应,属于分解反应;
所以此海水制镁流程过程未涉及到的基本反应类型为置换反应。
(3)该流程中涉及到的复分解是氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙或氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,反应化学方程式分别为:MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaCl2 、Mg(OH)2 + 2 HCl = MgCl2 + 2 H2O;
(4)海水中氯化镁的含量较低,经过 “MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2” 过程,是为了富集氯化镁,除去海水中的其他杂质,得到较纯净的氯化镁,便于后续制取金属镁。
25.硫酸锰广泛用于医药、电子工业等领域.以软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料生产硫酸锰的工艺流程如图所示。回答问题:
资料1:2MnO2+C2MnO+CO2↑、2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。
资料2:SiO2不溶于水,也不溶于稀硫酸。
(1)焙烧前将软锰矿和煤炭粉碎的目的是______。
(2)加入过量的煤炭可保证软锰矿中的MnO2充分转化为MnO,生成的气体a中除了CO2外,还可能含有______。
(3)用稀硫酸浸取MnO时发生反应的化学方程式是______。
(4)固体a中的某物质可与稀硫酸反应生成气体b,该物质是______。
(5)为了提高原料的利用率,浓缩结晶后剩下的母液应该_______(填“回收利用”或“直接排放”)。
【答案】
(1)增大接触面积,使其充分反应 (2)CO
(3) (4)氢气
(5)回收利用
【解析】
(1)将软锰矿粉碎,能增大接触面积,使其充分反应;
(2)煤炭过量,碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳,因此还可能含有一氧化碳;
(3)MnO与硫酸反应生成硫酸锰和水,化学方程式为;
(4)根据资料1,焙烧过程中,碳和氧化铁反应生成了铁,加入稀硫酸后,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故气体b为氢气;
(5)为了提高原料的利用率,浓缩结晶后剩下的母液中含有硫酸锰,应该回收利用。
26.从废液中回收金属是保护金属资源和防止污染环境的良好措施,某小组欲从含FeSO₄、CuSO₄的废液中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下方案:
(1)过量的X应选择 (填字母代号)。
A.Ag B.Zn C.Fe
(2)写出步骤Ⅰ中反应的化学方程式_________________,反应类型为____________,加入过量金属X的目的是________________。检验步骤Ⅰ,向废液中加入X是否过量的方法是__________________。
(3)操作 a、b中用到的玻璃仪器有烧杯、________、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是___________。
(4)滤液中的溶质是____________(填化学式 )。
【答案】
(1)C (2)Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4 置换反应 使硫酸铜充分反应 完 取少量金属混合物于试管中加入稀盐酸,如果有气泡产生,说明加入 X 过量
(3)漏斗 引流
(4)FeSO4
【解析】
(1)实验目的是回收金属铜和硫酸亚铁晶体,过量的铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜,加入的金属X是Fe,故选C;
(2)步骤Ⅰ中反应为铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁,该反应的化学方程式为:Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu;
该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物,属于置换反应;
加入过量金属Fe的目的是使溶液中的Cu²⁺完全被置换为金属铜;
若X过量,则金属混合物中含有铁与铜,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁与氢气,有气泡冒出,铜与稀盐酸不反应,故向废液中加入X是否过量的方法是:取少量金属混合物于试管中加入稀盐酸,如果有气泡产生,说明加入 X 过量;
(3)操作a、b都是将固体与液体分离,均为过滤操作,该操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是引流;
(4)最终得到的是硫酸亚铁晶体,故滤液的溶质为硫酸亚铁,其化学式为FeSO₄。
27.“力争碳排放于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现“碳中和”。这是中国对国际社会的承诺,也是对国内公民的动员令。
(1)这里的“碳”指的是________(写出物质名称)。
(2)“碳中和”目的是使碳排放与碳吸收达平衡,最终实现“碳”的零排放。请你说出一种日常生活中我们可以做到的“低碳行为”:________。
(3)二氧化碳“捕集”技术实现了二氧化碳的捕捉、封存和资源化利用,是实现“碳中和”的重要途径之一。“如图”为“氨法”捕集二氧化碳生产甲醇(CH3OH)的流程图。
已知:
I.当温度高于35°C时,NH4HCO3可分解为NH3、H2O和CO2。
Ⅱ.工业上,氮气和氢气在高温、高压和催化剂存在下可制得NH3。
①“氨法”捕集二氧化碳技术有利于缓解________(一种环境问题)。
②“氨吸室”反应的化学方程式为________,该反应属于基本反应类型中的________反应。
③“氨吸室”反应一般需控制温度低于________°C,原因是________。
④“合成室”中,在一定温度、压强和催化剂作用下,二氧化碳和氢气可生成甲醇和水。甲醇是一种比较清洁的燃料,该物质中碳、氢元素的质量比是________。
【答案】
(1)二氧化碳
(2)骑自行车上下学 (3)① 温室效应 ② ③ 化合 ④ 60 ⑤ 碳酸氢铵受热易分解 ⑥ 3:1
【解析】
(1)碳中和是指通过减少二氧化碳排放,或者将二氧化碳从大气中吸收,使得二氧化碳的排放量与吸收量相等,从而达到整体的减排目标,所以这里的“碳”指的是二氧化碳;
(2)低碳行为是指那些在日常生活或生产活动中,能够减少温室气体排放、降低对环境破坏的行为,如骑自行车上下学;
(3)①二氧化碳能引起温室效应,“氨法”捕集二氧化碳技术有利于缓解温室效应;
②由流程图可知,“氨吸室”的反应为氨气、水和二氧化碳反应生成碳酸氢铵,该反应的化学方程式为:NH3+H2O+CO2=NH4HCO3;该反应是由三种物质生成一种物质的反应,基本反应类型属于化合反应;
③由流程图可知,“氨吸室”反应一般需控制温度低于60°C,是因为碳酸氢铵受热易分解;
④由甲醇的化学式CH3OH可知,醇中碳、氢元素的质量比12∶(1×4)=3∶1。
28.铝及其化合物用途非常广泛。
(一)了解铝的冶炼
(1)19世纪末,霍尔应用电解熔融金属化合物的方法制备金属,写出电解熔融氧化铝制备铝的化学方程式______。
(二)探究硫酸铝铵晶体(铵明矾晶体)的制取
以铝土矿(主要成分是和少量杂质)为原料可以制取硫酸铝铵(铵明矾)晶体,其工艺流程如图所示。
【资料】
①不与稀盐酸反应,也不溶于水。
②能溶解在NaOH溶液中,生成可溶性钠盐、偏铝酸钠。
③加热分解成氧化铝和水。
请回答下列问题:
(2)步骤Ⅰ中所得滤液含有的阳离子有______(填离子符号)。
(3)步骤Ⅱ生成的固体b为______(填化学式)。
(4)步骤Ⅲ中通入足量发生的反应之一为,推断X的化学式沟______。
(5)从硫酸铝铵溶液中获得硫酸铝铵晶体的实验操作依次为加热浓缩、冷却结晶、过滤等,据此可知硫酸铝铵晶体的溶解度受温度影响的情况是______。
(6)步骤Ⅱ中加过量烧碱的目的是______,步骤Ⅱ所加烧碱量不足、则最终硫酸铝铵晶体的产率将______(填“偏低”“不变”或“偏高)。
(7)工业上通过控制硫酸的用量可以同时生产硫酸铝铵和硫酸铝。欲使制得的硫酸铝和硫酸铝铵的“微粒”个数之比为,则投料时铝土矿中的和的“微粒”数之比为______。
【答案】
(1)2Al2O34Al+3O2↑
(2)Al3+、Fe3+、H+
(3)Fe(OH)3 (4)NaHCO3
(5)溶解度随温度的升高而升高
(6)将氯化铝完全转化成偏铝酸钠 偏低
(7)3∶10
【解析】
(1)电解熔融氧化铝生成铝和氧气,化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑ ;
(2)盐酸与反应,生成AlCl3和水,与Fe2O3反应FeCl3和水,SiO2不与稀盐酸反应且不溶于水,步骤 Ⅰ 中铝土矿加入过量的盐酸,所得滤液含有的阳离子有Al3+、Fe3+、H+(来自过量的盐酸);
(3)烧碱为氢氧化钠俗称,氯化铝和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠,但生成的氢氧化铝能溶于氢氧化钠溶液中,氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,则步骤Ⅱ得到固体b为Fe(OH)3;
(4)反应前后原子的种类和个数不变,等号左边有1个钠原子、1个铝原子、1个碳原子、4个氢原子和6个氧原子,等号右边除X外,有1个铝原子、3个氢原子和3个氧原子,则X中含有1个钠原子、1个碳原子、1个氢原子和3个氧原子,化学式为NaHCO3;
(5)通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法可得到硫酸铝铵,说明其溶解度随温度的升高而升高,降低温度,溶解度减小,则有晶体析出;
(6)氯化铝与氢氧化钠反应会生成氢氧化铝沉淀,所以过量的氢氧化钠溶液可以将氯化铝完全转化成偏铝酸钠;若步骤Ⅱ中所加的烧碱量不足,则会使生成的Al(OH)₃可能没有全部溶解,导致硫酸铝铵晶体的产率偏低;
(7)硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2⋅12H2O]与硫酸铝[Al2(SO4)3]的微粒个数比为1∶1,则Al3+与的微粒个数比为3∶5,Al3+全部来自Al2O3,全部来自H2SO4,根据 Al3+和守恒,投料时Al2O3和H2SO4的微粒个数之比为3∶10。
29.明代于谦《咏煤炭》“凿开混沌得乌金,…但愿苍生俱饱暖,不辞辛苦出山林。”古代把煤炭称为“乌金”,主要用作燃料和冶铁,现代工业上常把粗煤进行综合处理,流程如下图所示:
(1)粗煤属于___________(选填“纯净物”或“混合物”);第①步操作原理与化学实验操作___________(填写实验操作名称)原理一样。
(2)步骤②反应的化学方程式为___________。
(3)第④步发生反应的基本反应类型为___________。
(4)开发和利用新能源已迫在眉睫。下列属于新能源的是___________(填字母)。
A.地热能 B.汽油 C.潮汐能 D.天然气
【答案】
(1)混合物 过滤
(2)
(3)化合反应 (4)AC或CA
【解析】
(1)粗煤中含有碳及杂质,则属于混合物;步骤①操作将精炼煤与含硫化合物的洗液分离,属于固液分离操作,与实验室的过滤操作原理一样;故答案为:混合物;过滤;
(2)煤的主要成分是碳,第②步反应为煤与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳与氢气,则化学反应方程式为:
(3)第④步反应为SO3与H2O反应生成硫酸,该反应符合多变一的特点,属于化合反应;故答案为:化合反应
(4)地热能、潮汐能均属于新能源,汽油是石油加工的产物,不属于新能源;天然气属于化石燃料,不属于新能源,选AC。
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广东省3年真题
考情分析
押题依据
铜箔等制作工艺关键步骤的化学知识
2024年第20题
广东省近三年中考试题,非选择题的第20题难度适中,考点主要集中在铜箔等制作工艺关键步骤的化学知识、氧化钙等制备新老方法中的化学知识、传世名画与教材中化学知识的整合、物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法这四个方面,围绕特定物质(如碳酸锰、硫酸亚铁)的工业制备流程,考查原料处理、反应条件控制及产品提纯步骤,要求书写关键步骤的化学方程式(如氧化还原反应、沉淀生成反应),并解释反应条件(如pH调控、温度选择)的合理性。
铜箔等制作工艺关键步骤的化学知识、氧化钙等制备新老方法中的化学知识、传世名画与教材中化学知识的整合、物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法这四个考点,重点分析流程中原料利用率、能源消耗或环保措施(如尾气处理)的优缺点,提出优化方案,需要强化工艺流程题的逻辑链构建与跨学科思维迁移能力。
氧化钙等制备新老方法中的化学知识
2023年第20题
传世名画与教材中化学知识的整合
2022年第20题
物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法
押题一 铜箔制作工艺关键步骤的化学知识
1.(2024广东,20)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 ① 。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于 ② (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 。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2 CuSO4 + 2 H2O 2 Cu + O2↑+ 2 X,X的化学式为 ④ 。物质X可用于 ⑤ 和 ⑥ 工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355 MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在 ⑦ 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 ⑧ 。
2.《天工开物 ·甘嗜》中记载了古法制糖的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。
主要生产流程如下:
(1)沉淀后将蔗汁与蔗渣分离的操作为______ 。
(2)将熬煮后得到“黄黑色”的糖膏倒入瓦溜中,用黄泥水淋浇,瓦溜中留下“白糖”,该 过程利用了黄泥水的物理性质是__________________________。
(3)食物中的糖类主要作用是 (填字母)。
A.提供能量 B.防治龋齿 C.防治骨质疏松
3.我国是最早冶炼锌的国家。用锌精矿(主要成分是ZnS)火法炼锌的工艺流程如图所示。
结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)沸腾炉中,在高温条件下,锌精矿与氧气反应生成氧化锌和另一种有刺激性气味的气体,反应的化学方程式是_____。
(2)还原炉中,焦炭进入还原炉前需粉碎处理,这样做的目的是_____,还原炉内反应的化学方程式为_____。
(3)冷凝器中,未发生化学反应,分离粗锌与一氧化碳,其原理是利用两者的_____不同。
4.【化学与技术】山西陈醋是中国国家地理标志产品,山西陈醋纯粮酿造。下图是用主料高粱,辅料大麦、豌豆、曲等古法酿陈醋的流程示意图。请结合图文信息、分析思考,解决问题:(资料:“曲”是老的酒曲磨成的粉状物质,内含真菌。)
(1)制曲前所用豌豆和大麦用石磨粉碎的目的是_______。
(2)制曲期间将温度控制在37-48℃,温度不能过高也不能过低的原因是______________(答一点)。
(3)拌曲后经多步密封可使原料进行发酵,这一过程属于_______变化。
(4)熏醋时蒸锅上带孔的筛子可以防止醋料掉入锅中,但可使蒸气自由通过,这一操作与实验室中的_______操作相似。此过程中使用含碳燃料燃烧的化学方程式为_______。
5.以黄铜矿固体(主要成分为CuFeS2)为原料,采用微生物炼铜是现代炼铜的新工艺,流程如图:
请回答以下问题:
(1)反应器Ⅰ中发生的化学方程式为4 CuFeS2 + 17 O2 + 2 H2SO4 4 CuSO4 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O,Fe2(SO4)3中铁元素的化合价为________。
(2)分离器的作用类似实验室进行过滤操作,实验室进行过滤操作有关描述错误的是_______。
A.过滤时用玻璃棒在漏斗内搅拌,加速过滤速率
B.漏斗内液面要低于滤纸的边缘,以免过滤失败
C.漏斗下端尖嘴紧靠在烧杯内壁,防止液滴飞溅
D.过滤结束后观察到滤液仍浑浊,可能滤纸破损
(3)写出反应器Ⅱ中发生置换反应的化学方程式________。
(4)反应器Ⅲ中加入过量硫酸的目的是________。
(5)相比于将黄铜矿直接燃烧炼铜,采用微生物炼铜的优点是________。
6.钨(W)是一种重要的战略金属,用黑钨矿(主要含FeWO4)制得金属钨(W)的主要工艺流程如题20-1图所示:
已知:Na2WO4溶液为无色,H2WO4是一种不溶于水的黄色固体,WO3难溶于水。
回答下列问题:
(1)生活中常用金属钨做白炽灯的灯丝,这是利用了钨的 ① (填物理性质)。钨的原子结构示意图如题20-2图所示,其中x = ② 。
(2)黑钨矿属于 ③ ( 填“纯净物”或“混合物”),将黑钨矿石碾成粉末,目的是 ④ 。
(3)FeWO4中W的化合价为+6,由此可以判断FeWO4中Fe的化合价为 ⑤ 。
(4)压煮器中反应4 Na2CO3 + 4 FeWO4 + R 4 Na2WO4 + 2 Fe2O3 + 4 CO2,R化学式为 ⑥ 。
(5)酸浸槽中通过操作a得到X溶液,该操作的名称是 ⑦ 。
(6)还原炉中,在高温条件下制得金属钨(W)的化学方程式为 ⑧ ,该反应属于 ⑨ (填基本反应类型)。
押题二 氧化钙等制备的新老方法中的化学知识
7.(2023广东,20)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题20-1图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 ① (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 ② 反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价 ③ (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 ④ 。
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题20-2图所示。 ⑤ ℃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 ⑥ 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有 ⑦ (写两条)。
8.实现2030年碳达峰、2060年碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。根据你参与的跨学科实践活动“基于碳中和理念设计低碳行动方案”回答下列问题。
(1)减少二氧化碳的排放:从“个人行为”层面,举出一种你的具体做法是_____。
(2)促进二氧化碳的吸收:生活中,你可以做的是_____。
(3)“碳捕捉”:设计如图所示简易CO2捕捉器,CO2被捕捉的化学反应原理是_____(用化学方程式表示)。流程中可循环利用的物质是_____。
押题三 传世名画与教材中化学知识的整合
9.(2022广东,20)《千里江山图》是我国传世名画之一,宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底,保存千年而不变色,说明常温下碳的化学性质 ① 。
(2)画作的青色用到蓝铜矿,其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x,x = ② 。
(3)画作中所用的矿物颜料也可用于冶炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物 ③ (写化学式)的还原性冶炼赭石(主要成分为Fe2O3),反应过程中碳元素的化合价 ④ (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)若反应a~d均属同一种基本反应类型,则该反应类型为 ⑤ ,其中属于吸热反应的是 ⑥ (填字母)。
(5)孔雀石(主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解(反应e)。生成三种氧化物。其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为 ⑦ 。
押题四 物质提纯或制备工艺流程中的知识技能方法
10.碳酸锂(Li2CO3)是生产锂离子电池正极材料的重要原料之一。下图是某兴趣小组模拟提纯粗碳酸锂的工艺流程。已知:Li2CO3为无色晶体,在冷水中的溶解度比热水中大,其化学性质与Na2CO3相似。
根据流程图回答下列问题:
(1)粗碳酸锂属于______ (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)步骤①中稀硫酸与碳酸锂发生反应的化学方程式为______。
(3)步骤②中为了得到更多的Li₂CO₃ 晶体,应该在______(填“冷”或“热”)溶液中进行反应;外界条件不变,分离后所得到的滤液2为该温度下Li2CO3的 ______(填“饱和 ” 或“不饱和”)溶液。
11.研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含、和C)为原料制备胆矾(五水硫酸铜),操作流程如图:
【查阅资料】
(1)步骤①中操作1的名称为_______,经过操作1得到的固体M的成分是_______(写化学式)。
(2)步骤②中反应的化学方程式为,则X的化学式为_______。
(3)步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为_______。
(4)步骤④中加入的溶液丙是_______溶液。(写化学式)
12.ZnO广泛地应用于药膏等产品的制作中。以氧化锌矿(主要成分为ZnO,还含少量CuO,其余成分不与硫酸反应)为原料制备活性氯化锌,流程示意图如图。
(1)“酸浸”前将矿石粉碎目的是______。
(2)“过滤”所得滤渣中含有的金属是______(填化学式)。
(3)“沉锌”中pH为10时,碱式碳酸锌【】产率最高。若pH过高,产率会下降,原因是生成了______(填化学式)杂质。
(4)“焙烧”中碱式碳酸锌受热分解ZnO和另外2种常见氧化物,其化学方程式为______。
(5)药膏药效高低与锌元素的含量相关。碳酸锌的抑菌活性低于相同质量的氧化锌,可能原因是______。
13.碳酸亚铁()为白色固体,不溶于水,可用作补血剂。工业上用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分为,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图所示。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为___________。为了使硫铁矿烧渣与稀硫酸充分反应,可采取的措施是___________(写一种即可)。
(2)操作a的名称是___________。
(3)步骤②中加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。滤液1中含有的阳离子是___________(填离子符号)。
(4)步骤③发生反应的基本类型是___________。
14.请回答下列问题。
(1)松花蛋是我国特有的一种传统美食。某化学兴趣小组的同学对“松花蛋制作”进行了如图探究。
①取少量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌,过滤。在滤液中滴入无色酚酞试液,可观察到的现象是______,证明滤液中含有碱性物质。若用pH试纸测定该滤液的pH,写出具体的操作步骤:______。
②松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱、草木灰(主要成分为碳酸钾)等。松花蛋粉加水调和时会发生系列反应。由于产生了强碱,松花蛋会有一股碱涩味,食用时蘸少量厨房中的______(填一种酸性调味品)可去除涩味。
③为了使松花蛋产生美丽的松花,传统工艺中加入密陀僧(主要成分为氧化铅),目前密陀僧已逐渐被硫酸锌取代,制得无铅松花蛋。从人体健康角度分析,这一工艺改进的原因是既能防止______,又能补充人体所需的微量元素______(填一种元素符号)。
(2)已知样品A中可能含有氯化钠和碳酸钠中的一种或两种,样品B中可能含有氯化铜和硫酸钠中的一种或两种。小雪同学按如图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述。(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应。)试根据实验过程和图示提供的信息,进行分析推理,回答下列问题:
①气体C的化学式为______,沉淀F的化学式为______。
②过程III发生反应的一个化学方程式为______。
③溶液G中一定大量存在的阳离子有______(填离子符号);
④样品B中一定不存在的物质是______,得此结论的理由是______。
15.图甲中A~E五种物质及它们之间的反应和转化关系均是初中化学常见的。据《天工开物》记载,用炉甘石(主要成分为ZnCO3)可以炼制物质A,C是胃液中含有的酸,D是蓝色溶液,B、D、E是同类物质。(图中用“—”或“”表示两种物质能发生反应,用“→”或“⌒”表示物质能转化;部分反应物、生成物及反应条件已略去,部分反应需在溶液中进行,物质是溶液的只考虑溶质)。请回答下列问题:
海水经过晾晒会得到粗盐,粗盐中常含有泥沙、CaCl2等物质,除去泥沙,并制得较纯净的E晶体,设计实验流程如下:
(1)写出物质或溶质的化学式: A.______; B.______。
(2)足量A与D反应时溶液颜色的变化为______。
(3)乙图中,溶液X中加入过量Z发生反应的化学方程式为______。
(4)乙图中,溶液Y中加入过量C溶液的目的是______。
16.海洋是一个巨大的资源宝库,某化学兴趣小组对海洋资源的综合利用开展了项目式学习。
(1)海水淡化:实验室中,下列各种净水方法能实现海水淡化的是______(填字母)。
A.过滤 B.吸附 C.蒸馏 D.消毒
(2)海洋能源利用:蕴藏在海底的“可燃冰”是一种新型矿产资源,它是由天然气(主要成分为CH4和水在低温、高压条件下形成的类冰状固体。请写出甲烷充分燃烧的化学方程式:______。
(3)海水制盐与制镁:工艺流程(部分过程和产物略)如图所示。
①海水晒盐可得到粗盐,该过程利用的结晶方法是______(填“蒸发”或“降温”)结晶。
②为除去粗盐中的MgCl2、Na2SO4、CaCl2杂质,操作如图所示,其中加入稍过量BaCl2溶液的目的是______;过滤后滤液中含有的杂质为______(写化学式)。
③海水晒盐得到的母液中含有MgCl2,加入石灰乳后反应的化学方程式为______;氯化镁通电分解可制得镁和另一种单质,该单质为______。
(4)海水制“碱”:海水制盐得到的精盐水,可进一步应用到制“碱”工业,原理之一是NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl。
①产物NH4Cl在农业生产中常作______(填“氮”“磷”或“钾”)肥。
②应用上述原理,若消耗11.7 t氯化钠,理论上可制得NaHCO3的质量为多少?_____
17.为了测定某样品中氧化铁(Fe2O3)的质量分数(杂质不含铁元素,且不溶于水和酸),化学兴趣小组的同学进行了如下的实验。已知:
① 草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解,化学方程式为:H2C2O4CO2↑+ CO↑+ H2O
② 碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气
用如图所示装量进行实验:
(1)装药品前应先______,在装置E的实验中,为提升实验的温度,在仪器不变的情况下可作的改进是______,观察到E中现象是______;若进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是______(填序号)。
a.浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液
b.石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸
c.氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸
(2)G的作用是______;E中反应的化学方程式是______;当E中固体完全反应后,______处应先停止加热(填序号A或E);上述实验装置的一处明显缺陷是______。
(3)当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,则测得的样品中氧化铁的质量分数______(填“偏大”“偏小”,“无影响”)。
18.电镀厂以及制药厂常会产生酸性废水(含H2SO4、Fe3+以及悬浮物)。酸性废水的处理方法包括中和法、生物处理、膜分离等等,而中和法是最常用的酸水处理方法。以下是某电镀厂酸性废水处理流程。
资料:
① 格栅的作用是除去水中的树枝、塑料等悬浮物。
② Fe3+遇硫氰酸钾(KSCN)溶液会变成血红色,Fe2+与硫氰酸钾不反应、不显色。
③ 聚合氯化铝(PAC)可在水中生成Al(OH)3胶体,是一种絮凝剂。
回答下列问题:
(1)格栅的作用类似于化学实验操作___________(填操作名称)。
(2)中和池中发生的中和反应方程式为___________。
(3)中和池处理后加入聚合氯化铝的作用是___________。
(4)如何检验溶液Ⅱ中Fe3+是否处理干净?___________(写出具体方法)。
19.某工厂废液中含有CuSO4(其他成分不含铜元素),现通过以下流程回收金属铜:
(1)写出向废液中加入铁粉后发生反应的化学方程式___________。
(2)操作a是___________,该操作还需要用到的玻璃仪器有___________(填一个即可)。
(3)回收过程中,加入过量稀硫酸目的是___________。
(4)洗涤后的滤渣不能用加热的方法干燥,其目的___________。
20.垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”。某废旧电器含有锌、铜、镍(Ni)三种金属,小明同学设计从中回收金属铜和镍的流程如下:
【查阅资料】
① 锌、铜、镍(Ni)的金属活动性顺序为Zn>Ni>(H)>Cu。
② 硫酸镍(化学式为NiSO4)能溶于水。
(1)操作I和操作Ⅱ的名称都是___________。
(2)步骤①中得到的金属A是___________。
(3)溶液B中除水外,还含有的成分有___________(填化学式)。
(4)步骤②中生成金属C的化学方程式是_________。
(5)合理开发城市“金属矿山”的意义是_________(答1条)。
21.利用工业废液(主要含NaHS以及少量Na2S和Mg、Ca、Fe的化合物)制备重要化工原料硫酸钠的流程图如下。
已知:Ⅰ、粗品硫酸钠含少量H2SO4、MgSO4、CaSO4、FeSO4等杂质。
Ⅱ、在溶液里,微溶物发生复分解反应可转化为不溶物。
Ⅲ、部分物质的溶解性见表。
部分物质溶解性表(室温)
阴离子
阳离子
Na+
溶
溶
Ca2+
微溶
不溶
Mg2+
溶
微溶
Fe2+
溶
不溶
(1)操作①名称是______。
(2)“反应器1、2”内均需要进行的操作是______。
(3)泥渣的成分有MgCO3、______等。
(4)流程中可循环使用的物质是______和______。
(5)“反应器1”中NaHS发生复分解反应生成H2S气体的化学方程式是______。
22.二氧化氯(ClO2)是一种常用的消毒剂,工业以粗盐水(含少量Ca2+、Mg2+、等杂质离子)为原料生产ClO2,工艺流程如下图所示。
(1)除去粗盐中的难溶性杂质的步骤是溶解、________。
(2)“精制”中,用下列药品除去杂质离子,请写出一组合理的添加顺序____ (填序号)。
①Na2CO3②BaCl2③NaOH
(3)“精制”最后应加入适量盐酸,其目的是除去溶液中的______ (填离子符号)。
(4)电解池中发生的主要化学反应方程式为_________________。
(5)生产过程中能循环利用的物质X是________(填化学式)。
23.硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的二氧化硅(SiO2)、氧化铁(Fe2O3)和其它杂质。已知菱铁矿中的二氧化硅,以及其它杂质不溶于水,也不能与硫酸反应。用菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗_____(填病症名称)。
(2)菱铁矿需要经过粉碎处理,目的是_____;
(3)菱铁矿粉末与过量稀硫酸的反应有两个,请写出碳酸亚铁与硫酸反应的化学方程式_______。
(4)操作X的名称是_____,此操作中除用玻璃棒、烧杯外,还用到的玻璃仪器有_____。
(5)溶液甲中,属于盐类的两种溶质为_____(填化学式)。
24.海水中有大量可以利用的化学资源,例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等。下图为综合利用海水制备金属镁的流程。
(1)海水中最多的物质是___________。
(2)此海水制镁流程过程未涉及到的基本反应类型为___________。
(3)该流程中涉及到的复分解反应化学方程式___________(写出一个即可)。
(4)海水中本来就有氯化镁,经过“”过程的目的是___________。
25.硫酸锰广泛用于医药、电子工业等领域.以软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料生产硫酸锰的工艺流程如图所示。回答问题:
资料1:2MnO2+C2MnO+CO2↑、2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。
资料2:SiO2不溶于水,也不溶于稀硫酸。
(1)焙烧前将软锰矿和煤炭粉碎的目的是______。
(2)加入过量的煤炭可保证软锰矿中的MnO2充分转化为MnO,生成的气体a中除了CO2外,还可能含有______。
(3)用稀硫酸浸取MnO时发生反应的化学方程式是______。
(4)固体a中的某物质可与稀硫酸反应生成气体b,该物质是______。
(5)为了提高原料的利用率,浓缩结晶后剩下的母液应该_______(填“回收利用”或“直接排放”)。
26.从废液中回收金属是保护金属资源和防止污染环境的良好措施,某小组欲从含FeSO₄、CuSO₄的废液中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下方案:
(1)过量的X应选择 (填字母代号)。
A.Ag B.Zn C.Fe
(2)写出步骤Ⅰ中反应的化学方程式_________________,反应类型为____________,加入过量金属X的目的是________________。检验步骤Ⅰ,向废液中加入X是否过量的方法是__________________。
(3)操作 a、b中用到的玻璃仪器有烧杯、________、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是___________。
(4)滤液中的溶质是____________(填化学式 )。
27.“力争碳排放于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现“碳中和”。这是中国对国际社会的承诺,也是对国内公民的动员令。
(1)这里的“碳”指的是________(写出物质名称)。
(2)“碳中和”目的是使碳排放与碳吸收达平衡,最终实现“碳”的零排放。请你说出一种日常生活中我们可以做到的“低碳行为”:________。
(3)二氧化碳“捕集”技术实现了二氧化碳的捕捉、封存和资源化利用,是实现“碳中和”的重要途径之一。“如图”为“氨法”捕集二氧化碳生产甲醇(CH3OH)的流程图。
已知:
I.当温度高于35°C时,NH4HCO3可分解为NH3、H2O和CO2。
Ⅱ.工业上,氮气和氢气在高温、高压和催化剂存在下可制得NH3。
①“氨法”捕集二氧化碳技术有利于缓解________(一种环境问题)。
②“氨吸室”反应的化学方程式为________,该反应属于基本反应类型中的________反应。
③“氨吸室”反应一般需控制温度低于________°C,原因是________。
④“合成室”中,在一定温度、压强和催化剂作用下,二氧化碳和氢气可生成甲醇和水。甲醇是一种比较清洁的燃料,该物质中碳、氢元素的质量比是________。
28.铝及其化合物用途非常广泛。
(一)了解铝的冶炼
(1)19世纪末,霍尔应用电解熔融金属化合物的方法制备金属,写出电解熔融氧化铝制备铝的化学方程式______。
(二)探究硫酸铝铵晶体(铵明矾晶体)的制取
以铝土矿(主要成分是和少量杂质)为原料可以制取硫酸铝铵(铵明矾)晶体,其工艺流程如图所示。
【资料】
①不与稀盐酸反应,也不溶于水。
②能溶解在NaOH溶液中,生成可溶性钠盐、偏铝酸钠。
③加热分解成氧化铝和水。
请回答下列问题:
(2)步骤Ⅰ中所得滤液含有的阳离子有______(填离子符号)。
(3)步骤Ⅱ生成的固体b为______(填化学式)。
(4)步骤Ⅲ中通入足量发生的反应之一为,推断X的化学式沟______。
(5)从硫酸铝铵溶液中获得硫酸铝铵晶体的实验操作依次为加热浓缩、冷却结晶、过滤等,据此可知硫酸铝铵晶体的溶解度受温度影响的情况是______。
(6)步骤Ⅱ中加过量烧碱的目的是______,步骤Ⅱ所加烧碱量不足、则最终硫酸铝铵晶体的产率将______(填“偏低”“不变”或“偏高)。
(7)工业上通过控制硫酸的用量可以同时生产硫酸铝铵和硫酸铝。欲使制得的硫酸铝和硫酸铝铵的“微粒”个数之比为,则投料时铝土矿中的和的“微粒”数之比为______。
29.明代于谦《咏煤炭》“凿开混沌得乌金,…但愿苍生俱饱暖,不辞辛苦出山林。”古代把煤炭称为“乌金”,主要用作燃料和冶铁,现代工业上常把粗煤进行综合处理,流程如下图所示:
(1)粗煤属于___________(选填“纯净物”或“混合物”);第①步操作原理与化学实验操作___________(填写实验操作名称)原理一样。
(2)步骤②反应的化学方程式为___________。
(3)第④步发生反应的基本反应类型为___________。
(4)开发和利用新能源已迫在眉睫。下列属于新能源的是___________(填字母)。
A.地热能 B.汽油 C.潮汐能 D.天然气
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