专题7 化学工艺流程-制备与提纯-2025年中考化学拉分题专练—实验探究

专题7 化学工艺流程-制备与提纯 1．锌是人体所必需的微量元素之一，葡萄糖酸锌[Zn(C6H11O7)2]是目前首选的补锌强化剂。一种以废锌铁合金(主要成分是Zn，还含有少量Fe、ZnO和Fe2O3)为原料制备葡萄糖酸锌的流程如图： 【资料】 表：几种氢氧化物沉淀的pH范围 氢氧化物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀pH 5.4 7.0 2.3 完全沉淀pH 8.0 9.0 4.1 (1)废锌铁合金进行预处理措施有 (任写一条即可)。 (2)酸浸。酸浸池可以适当加热但温度不宜过高，原因是 (用化学方程式表示)。 (3)沉铁。沉淀池中pH控制在4.5左右，原因是 。滤渣1的成分主要是 （填化学式）。 (4)沉锌。ZnSO4中滴加Na2CO3溶液能生成碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]沉淀。滤渣2中可能混有的杂质是 。 (5)如图是市售某品牌葡萄糖酸锌口服液的使用说明书，成年人每人每天约补充摄入锌 mg。该品牌口服液使用蓝色玻璃瓶盛放，可能的原因是 。 【答案】(1)粉碎（合理即可） (2) (3) Fe3+能完全沉淀，而Zn2+还未开始沉淀 Fe(OH)3 (4)Zn(OH)2 (5) 20 葡萄糖酸锌见光易分解 【详解】（1）废锌铁合金进行预处理措施可以是粉碎，粉碎能增大反应物之间的接触面积，使后续反应更充分，故填：粉碎； （2）酸浸时加入了硫酸和过氧化氢，温度过高时，过氧化氢会分解生成水和氧气，反应的化学方程式为，故填：； （3）沉淀池中pH控制在4.5左右，是因为根据资料，此时Fe3+能完全沉淀，而Zn2+还未开始沉淀；由于在这个pH条件下Fe3+形成沉淀，所以滤渣1的成分主要是Fe(OH)3，故填：Fe3+能完全沉淀，而Zn2+还未开始沉淀；Fe(OH)3； （4）ZnSO4中滴加Na2CO3溶液能生成碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]沉淀，因为前面调节pH沉铁时加入了氢氧化钠溶液，若果氢氧化钠过量，在滴加Na2CO3溶液时，Zn2+可能与OH-结合生成Zn(OH)2，滤渣2中可能混有的杂质是Zn(OH)2，故填：Zn(OH)2； （5）成人每天服用葡萄糖酸锌口服液的质量为，则成年人每人每天约补充摄入锌的质量为； 该品牌口服液使用蓝色玻璃瓶盛放，可能的原因是葡萄糖酸锌见光易分解，蓝色玻璃瓶能起到一定的避光作用； 故填：20；葡萄糖酸锌见光易分解。 2．工业上以含少量铁的粗铜为原料采取如图流程制备 Cu（NO3）2•nH2O 晶体。 已知： ①铜、铁都能跟 HNO3反应，分别生成 Cu（NO3）2和 Fe（NO3）3，以及氮的氧化物。 ②降温结晶速度太快，会导致晶体细碎，无法得到较大颗粒的晶体。 ③Fe3+、Cu2+在溶液中可转化为难溶性沉淀，开始沉淀和沉淀完全的 pH 如表： Fe3+ Cu2+ 开始沉淀时的 pH 1.9 4.7 沉淀完全时的 pH 3.2 6.7 (1)为了提高浸取速率，下列措施中可行的是 （填字母）。 A．搅拌 B．将粗铜粉碎成细小颗粒 C．适当增大 HNO3的浓度 (2)在步骤 a 中，还需要通入氧气和水，将 NOx 转化为 HNO3的目的 。 (3)调节 pH 值时，选用 CuO ，不选用 CaO 、NaOH 的原因是 。溶液 pH 应保持的 范围是 3.2～4.7 ，其目的是让 （填离子符号）完全沉淀，Cu2+不沉淀。 (4)如图是 Cu（NO3）2•nH2O 的溶解度曲线，下列说法正确的是 （填字母）。（温度在 30℃ 前后对应不同的晶体） A．A 、B 、C 点时的溶液均为饱和溶液 B．将 C 点的溶液降温至 10℃时，可析出 Cu（NO3）2•6H2O 晶体 (5)为 从 滤 液 中得 到 较 大颗粒 的 Cu （NO3）2 •3H2O  晶体 ， 降温结晶时需要控制的条件 是 、 。 (6)该流程还可以进一步制备无水硝酸铜，加热 37.6g硝酸铜至 250℃分解为黑色固体、NO2和 O2，其反应的化学方程式 。若继续加热到 800℃ ，得到 15.2gCuO 和 Cu2O的混合物，计算该混合物中 CuO的质量 g。 【答案】(1)ABC (2)防止氮氧化合物污染环境，同时实现废物再利用 (3) 会引入新的杂质 Fe3+ (4)B (5) 缓慢降温 高于 30℃结晶 (6) 8 【详解】（1）A、搅拌，可以增加反应物之间的接触机会，提高浸取速率，符合题意； B、将粗铜粉碎成细小颗粒，可以增大反应物之间的接触面积，提高反应速率，符合题意； C、适当增大硝酸的浓度，可以提高反应速率，提高浸取速率，符合题意； 故选ABC； （2）在步骤a中，还需要通入氧气和水，将NOx转化为HNO3，可以减少氮氧化物的排放，保护环境，且可以实现废物利用，节约资源； （3）调节pH值时，加入氧化铜，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，不会引入新的杂质，而氧化钙和硝酸反应生成硝酸钙和水，氢氧化钠和硝酸反应生成硝酸钠和水，会引入新的杂质；由表可知，溶液pH保持在3.2~4.7时，铁离子完全沉淀，而铜离子还未形成沉淀，故填：Fe3+； （4）A、由图可知，A点在溶解度曲线上方，B点在溶解度曲线上，故A、B点溶液均为饱和溶液，C点在溶解度曲线的下方，C点溶液为不饱和溶液，不符合题意； B、由图可知，将C点的溶液降温至10℃时，溶解度减小，有溶质析出，且温度低于30℃，可析出Cu(NO3）2•6H2O晶体，符合题意； 故选B； （5）由溶解度曲线图可知，要想得到Cu（NO3）2﹒3H2O晶体，温度应高于30℃，要得到较大颗粒的晶体，降温结晶速率不能太快； （6）加热37.6g硝酸铜至250℃分解为黑色固体、NO2和O2，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Cu、N、O，生成物中含N、O，故生成物中还应含铜元素，故生成的黑色固体为氧化铜，该反应的化学方程式为：；根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则硝酸铜中铜元素的质量与混合物中铜元素的质量相同，设混合物中氧化铜的质量为x，则氧化亚铜的质量为：15.2g-x，则，x=8g。 3．用Fe(CO)5分解制得的铁粉称为“羰基铁粉”，在国防军工领域有重要应用。以海绵铁为原料制备羰基铁粉的流程如下。 (1)“CO合成器”中发生反应的基本反应类型为 。 (2)“CO净化器”中可利用KOH溶液除去CO2。补充完整除去CO2的化学方程式：2KOH+CO2=K2CO3+ 。 (3)“Fe(CO)5合成釜”中发生反应：。 加热前，先向设备中通入一段时间N2，排出设备中的空气。其目的是 。 (4)“Fe(CO)5分解器”中发生反应：。 ①制得的铁粉平均粒度细，活性强，不耐酸。Fe与盐酸发生反应的化学方程式为 。 ②“Fe(CO)5分解器”中常添加其他气体抑制CO分解，来减少所得铁粉中杂质的含量。该杂质的成分可能是 （填化学式）。 (5)上述流程中，能循环使用的物质是 （填化学式）。 【答案】(1)化合反应 (2) (3)防止加热时和空气混合发生爆炸、海绵铁被空气中的氧气氧化 (4) C (5)CO 【详解】（1）“CO合成器”中二氧化碳与碳在高温条件下生成一氧化碳，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故填：化合反应； （2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，反应前K、O、H、C的原子个数分别为2、4、2、1，反应后K、O、H、C的原子个数分别为2、3、0、1，则横线还补充2个氢原子和1个氧原子，其化学式为H2O，故填：H2O； （3）海绵铁能与空气中的氧气反应，一氧化碳是可燃性气体，加热前，先向设备中通入一段时间N2，排出设备中的空气。其目的是防止加热时和空气混合发生爆炸、海绵铁被空气中的氧气氧化，故填：防止加热时和空气混合发生爆炸、海绵铁被空气中的氧气氧化； （4）①Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为，故填：； ②“Fe(CO)5分解器”中常添加其他气体抑制CO分解，来减少所得铁粉中杂质的含量。依题意，根据质量守恒可知，CO分解引入的杂质成分可能是C，故填：C； （5）CO参与反应，反应又生成CO，因此上述流程中，能循环使用的物质是CO，故填：CO。 4．高纯是电子工业中的一种重要原料。工业上以一种石灰石(石灰石中含有的杂质不溶于水和酸)为原料制备高纯的主要流程如图所示。 已知：①硝酸()具有挥发性，受热易分解。 ②通常状况下，1体积水中能溶解约700体积的或约1体积的。 (1)酸溶塔中发生反应时，温度不宜过高的原因是 。 (2)为了提高产率，反应釜中通入两种气体的先后顺序是 。 (3)焙烧炉中，在高温条件下转化为高纯，请写出发生反应的化学方程式： ，该反应的基本反应类型是 。 (4)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。 【答案】(1)防止硝酸受热分解、挥发 (2)先通入，再通入 (3) 分解反应 (4) 【详解】（1）硝酸具有挥发性，受热易分解，因此酸溶塔中发生反应时，温度不宜过高的原因是防止硝酸受热分解、挥发； （2）通常状况下，1体积水中能溶解约700体积的或约1体积的，因此为了提高产率，反应釜中先通入氨气，氨气极易溶于水形成氨水，氨水呈碱性，有利于二氧化碳的吸收，故填：先通入，再通入； （3）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；该反应符合“一变多”的特点，属于基本反应类型中的分解反应； （4）由流程图可知，该反应中二氧化碳既作反应物、又作生成物，则该流程中可循环利用的物质是二氧化碳，其化学式为。 5．碳酸锂（）是制备锂电池的重要原料。工业上用锂辉石精矿（主要成分为）为原料制备的流程如图所示。 (1)酸浸槽中发生反应的化学方程式为 (2)为了探究酸浸槽中的最佳条件，技术人员做了4组实验，酸浸时间4h，其余相关数据见表。 组别 矿酸比 硫酸浓度（%） 温度（℃） 锂元素浸出率（%） A 1:1 90 100 70.34 B 1:1 98 100 73.89 C 1:1 98 150 78.24 D 1:3 98 200 85.53 ①本实验中 （填“填BC”或“CD”）两组实验对比能说明温度对锂元素的浸出率有影响。 ②根据A组和B组实验对比，得出硫酸浓度对锂元素浸出率的影响是： 。 (3)反应器中加入过量饱和溶液，除了将全部转化成提高产率外，还起到 的作用。 (4)沉锂池中进行的操作名称是 ，所得到的滤液属于化肥中的 肥。 (5)根据的溶解度曲线图，分析洗涤槽中应采用的试剂是 （填“冰水”或“热水”） 【答案】(1) (2) BC 硫酸浓度越高，浸出率越高 (3)去除过量硫酸 (4) 过滤 钾 (5)热水 【详解】（1）酸浸槽中发生反应为Li2O和硫酸反应生成硫酸锂和水，该反应的化学方程式为：；故填：。 （2）①本实验中，BC两组温度不同，其他因素相同，可以探究温度对锂元素浸出率的影响；故填：BC。 ②由A组和B组可知，硫酸浓度不同，其他因素相同，且硫酸浓度越大，锂元素浸出率越大，说明其它条件相同时，硫酸浓度越大，锂元素浸出率越高；故填：硫酸浓度越高，浸出率越高。 （3）碳酸钾能与硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水，故反应器中加入过量饱和K2CO3溶液，除了将Li2SO4全部转化成Li2CO3提高产率外，还起到除去硫酸锂溶液中过量硫酸的作用，故填：去除过量硫酸。 （4）沉锂池中实现了固液分离，故操作名称是过滤；碳酸钾和硫酸锂反应生成碳酸锂和硫酸钾，滤液中含硫酸钾，硫酸钾含钾一种营养元素，故所得到的滤液属于化肥中的钾肥；故填：过滤；钾。 （5）由图可知，碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，故洗涤槽中应采用的试剂是热水，可以减少损耗，故填：热水。 6．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。 7．我国制碱工业的先驱—侯德榜，发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法。生产过程是在饱和氨盐水中(NH3和NaCl都达到饱和的溶液)通入CO2。 【查阅资料】侯氏制碱法中主要反应： I.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl， Ⅱ.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。 NaHCO3和NH4Cl的溶解度曲线如图所示。 【思考交流】 (1)30℃时，NH4Cl饱和溶液中溶质质量分数与NaHCO3饱和溶液中溶质质量分数相比，前者与后者的关系是______(填字母)。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定 (2)30℃时，15克NaHCO3溶解在50克水中，所得溶液的质量是 。 (3)氨盐水吸收CO2后生成NaHCO3和NH4Cl，先结晶析出的物质是NaHCO3，原因是 。 【实验探究】某小组以粗盐和碳酸氢铵(NH4HCO3)为原料，采用以下流程制备纯碱和NH4Cl。 (4)粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质，还含有少量的MgCl2等。若要除去粗盐中的MgCl2，可加入过量的NaOH溶液，过滤，然后向滤液中加入适量盐酸。写出加入盐酸时反应的化学方程式 。 (5)过滤时玻璃棒的作用是 。 (6)沉淀1表面常附有NH、Cl-等杂质，洗涤时最好选用下列______饱和溶液(填字母)。 A．NaCl B．NH4Cl C．NH4HCO3 D．NaHCO3 (7)步骤X包括的操作有蒸发浓缩、 和过滤。 【答案】(1)A (2)55g (3)反应生成的碳酸氢钠的质量比氯化铵多，且相同温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小 (4) (5)引流 (6)D (7)降温结晶 【详解】（1）由溶解度曲线可知，在30℃时，碳酸氢钠的溶解度是10g，氯化铵的溶解度是40g，也就是在该温度下，在100g水中达到饱和状态时，溶解的氯化铵比碳酸氢钠要多，故30℃时，氯化铵饱和溶液中的溶质质量分数大于碳酸氢钠饱和溶液中的溶质质量分数，故选A； （2）30℃时，碳酸氢钠的溶解度为10g，即100g水中最多能溶解10g碳酸氢钠，达到饱和状态，则15克NaHCO3溶解在50克水中，只能溶解5g碳酸氢钠，所得溶液的质量为50g+5g=55g； （3）由溶解度曲线的信息和生成氯化铵与碳酸氢钠的质量比可知，相同温度下，NaHCO3的溶解度比NH4Cl的溶解度小，相同时间内，产生NaHCO3的质量比NH4Cl的质量大，所以，NaHCO3首先在溶液中达到饱和，从而结晶析出； （4）若要除去粗盐中的MgCl2，可加入过量的NaOH溶液，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，过滤，得到滤液中含有氯化钠和过量的氢氧化钠，然后向滤液中加入适量盐酸，盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式为； （5）过滤时玻璃棒的作用是引流，防止液体飞溅； （6）根据资料提供的信息知，沉淀一为碳酸氢钠，沉淀1表面常附有NH、Cl-等杂质，洗涤时，为了不使碳酸氢钠溶解，最好选用碳酸氢钠饱和溶液进行洗涤，故选D； （7）氯化铵的溶解度随温度升高而增大，步骤X是为了得到NH4Cl晶体，因此步骤X包括的操作有蒸发浓缩、冷却结晶和过滤。 8．工业固废的绿色转型对于资源的回收和环境保护具有重要的意义。一兴趣小组以某工业废渣(含FeO和少量)为原料制备绿矾，其流程如下。 已知：不溶于水，也不与稀硫酸反应；铁粉能与硫酸铁反应生成硫酸亚铁。 (1)在常温下易与氢氟酸反应，其反应的原理为，则X的化学式为 。 (2)两次过滤操作均需要使用的玻璃仪器有 。 (3)滤液①中的金属阳离子是 ；滤渣②的成分是 。 (4)绿矾是的结晶水合物，可用于治疗缺铁性贫血。暴露在空气中与氧气、水反应生成而失效，该反应的化学方程式为 。 【答案】(1)SiF4 (2)烧杯、漏斗、玻璃棒 (3) Fe3+、Fe2+ 铁/Fe (4) 【详解】（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Si、O、H、F的个数分别是1、2、4、4，生成物中含Si、O、H、F的个数分别是0、2、4、0，故生成物中还应含1个Si、4个F，故X的化学式为：SiF4； （2）两次过滤操作均需要使用的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒； （3）工业滤渣中含氧化铁、FeO和二氧化硅，加入过量稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，FeO和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，二氧化硅和稀硫酸不反应，硫酸过量，故滤液①中含硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸，故含有的金属阳离子是：Fe3+、Fe2+； 向滤液①中加入过量的铁粉，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故滤渣②的成分是过量的铁； （4）硫酸亚铁与氧气和水反应生成Fe(OH)SO4，该反应的化学方程式为：。 9．氧化锌广泛地应用于塑料、合成橡胶、药膏等产品的制作中、利用氧化锌矿（含少量CuO、NiO）为原料制备高纯氧化锌的流程如图所示： 已知：①金属活动性Fe>Ni>H；②NiSO4能溶于水。 (1)“酸溶”步骤中发生反应的化学方程式为 （写一个）。 (2)“酸溶”后溶液中含有的阳离子有Zn2+、Ni2+、 （填符号）。 (3)“过滤Ⅰ”所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、 。所得滤渣中所含的金属有 （填化学式）。 (4)Zn2（OH）2CO3“煅烧”除得到产品外，还生成H2O和CO2，请写出该反应的化学方程式 。 (5)根据图所示，“酸溶”时为提高锌的浸出率，应采取的生产条件是 。 【答案】(1)H2SO4+CuO=CuSO4+H2O (2)Cu2+和H+ (3) 玻璃棒 Cu、Zn和Ni (4) (5)每吨矿用52kg硫酸 【详解】（1）“酸溶”步骤中能发生稀硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水，化学方程式为H2SO4+CuO=CuSO4+H2O； （2）“酸溶”时硫酸与氧化锌、氧化铜以及氧化镍反应生成硫酸锌、硫酸铜和硫酸镍，过量的硫酸中含有H+，故“酸溶”后溶液中含有的阳离子有Zn2+、Ni2+、Cu2+和H+； （3）“过滤Ⅰ”所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；锌的金属活动性大于镍和铜，故锌能将硫酸镍和硫酸铜中的镍和铜置换出来，故所得滤渣中所含的金属有镍、铜以及过量的锌； （4）Zn2(OH)2CO3“煅烧”生成氧化锌、二氧化碳和水，化学方程式为； （5）根据图所示，“酸溶”时为提高锌的浸出率，应采取的生产条件是每吨矿用52kg硫酸。 10．利用矿石(成分为CuFeS2、Fe2O3少量SiO2)模拟炼铜和制备硫酸亚铁晶体工艺，设计流程如下。 已知：CuFeS2在该条件下氧化生成FeO、CuO与气体X； 在该条件下，FeO、Fe2O3均不与氧气反应；。 (1)焙烧过程发生的反应为，X的化学式为 。 (2)写出往滤渣丙中加入适量稀硫酸的化学方程式 。 (3)根据上述流程推测SiO2的化学性质 (任意一点)。 (4)滤液甲中一定含有的离子有 。 (5)下列有关说法正确的是___________(填序号)。 A．焙烧过程中CuFeS2发生了还原反应 B．矿石在焙烧过程中要研细是为了使其与氧气充分反应 C．往滤渣丙中加入适量稀硫酸，可以验证金属活动性Fe>Cu D．上述流程发生的反应类型不包含分解反应 【答案】(1)SO2 (2) (3)加热时不与氧气反应，不与硫酸反应（合理即可） (4) (5)BCD 【详解】（1）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、1个Fe、2个S，6个O，反应后有1个Cu、1个Fe、2个O，则2X在含有2个S和4个O，一个X分子是由1个S原子和2个O原子构成的，化学式为SO2； （2）矿石(成分为CuFeS2、Fe2O3少量SiO2)焙烧，FeO、Fe2O3均不与氧气反应，CuFeS2在该条件下氧化生成FeO、CuO与气体二氧化硫，加入足量稀硫酸，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，二氧化硅和硫酸不反应，过滤得到滤液甲中一定含有硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜，加入过量铁，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，过滤得到滤渣丙中含有铜和过量的铁，加入适量稀硫酸，铜和硫酸不反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为； （3）在空气中焙烧时，二氧化硅未发生变化，说明二氧化硅在加热时不与氧气发生反应，加入足量稀硫酸，过滤后可得到二氧化硅，说明二氧化硫不能与硫酸反应； （4）由（2）分析可知，滤液甲中一定含有硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜，故滤液甲中一定含有的离子为； （5）A、焙烧过程中CuFeS2被氧化，生成氧化铜、氧化亚铁和二氧化硫，发生了氧化反应，故错误； B、矿石在焙烧过程中要研细是为了增大反应物接触面积，使其与氧气充分反应，故正确； C、滤渣丙中含有铜和过量的铁，往滤渣丙中加入适量稀硫酸，铜和硫酸不反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，可以验证金属活动性Fe>Cu，故正确； D、矿石(成分为CuFeS2、Fe2O3少量SiO2)焙烧，CuFeS2在该条件下氧化生成FeO、CuO与气体二氧化硫，不属于基本反应类型；加入足量稀硫酸，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，上述反应均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，过滤得到滤液甲中一定含有硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜，加入过量铁，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，该反应是两种物质生成一种物质，属于化合反应，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，上述两个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，属于置换反应；过滤得到滤渣丙中含有铜和过量的铁，加入适量稀硫酸，铜和硫酸不反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，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，属于置换反应；故上述流程发生的反应类型不包含分解反应，故正确； 故选BCD。 11．以磷石膏（含CaSO4和少量SiO2、Fe2O3等）为原料制备轻质碳酸钙和铝铵矾的实验流程如图所示。 回答下列问题： (1)“转化”步骤中CaSO4转化成CaCO3的化学方程式为 。 (2)铝铵矾【NH4Al（SO4）2·12H2O】是一种絮凝剂。请补充由“转化”后的滤液制取铝铵矾的实验方案： ①向滤液中加入 ，至不再产生气体，将所得溶液经系列操作制得（NH4）2SO4固体。 ②向Al2（SO4）3溶液中加入（NH4）2SO4固体，边加边搅拌，待固体完全溶解后，将所得溶液蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥，得到铝铵矾（部分物质的溶解度随温度的变化如图1所示）。 (3)利用图2装置模拟制备轻质碳酸钙（CaCO3） ①A中反应的化学方程式为 ；装置B中盛有的试剂是 。 ②多孔球泡的作用是 ；C中反应的化学方程式为 。 【答案】(1) (2) 稀硫酸 降温结晶/冷却热饱和溶液 (3) 饱和碳酸氢钠溶液 增大CO2与溶液的接触面积，使反应更充分 【详解】（1）碳酸氢铵和氨水的混合物中含有碳酸铵，硫酸钙和碳酸铵反应生成硫酸铵和碳酸钙，反应的化学方程式为：； （2）①滤液中过量的碳酸铵能和稀硫酸反应生成硫酸铵、二氧化碳和水； ②由图1可知，铝铵矾的溶解度受温度影响较大，可以用降温结晶或冷却热饱和溶液的方法结晶； （3）①A中是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；装置B中盛有 NaHCO3溶液，目的是吸收装置A中挥发出的HCl气体； ②装置C中多孔球泡的作用为增大二氧化碳与溶液的接触面积，使反应充分进行；C中是氨气、二氧化碳和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵，反应的化学方程式为：。 12．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： 某同学查阅资料已知： 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，若直接排放会导致的环境问题是 。 (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，该步生成气体的化学方程式为 。 (5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收，该反应生成偏锌酸钠和的化学方程式为 。 【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) (5) 【详解】（1）若SO2直接排放，与水生成酸性物质，会导致酸雨，故填：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，金的化学性质稳定，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，故填：金或者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，金不与硫酸反应，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，故填：过滤；将氧化铜完全转化为硫酸铜，提高铜的产率； （4）“过程Ⅲ”中加入的是过量的稀硫酸，则滤液中含有剩余的稀硫酸，“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，故填：； （5）ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收，该反应生成偏锌酸钠（Na2ZnO2）和H2O，反应的化学方程式为，故填：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题7 化学工艺流程-制备与提纯 1．锌是人体所必需的微量元素之一，葡萄糖酸锌[Zn(C6H11O7)2]是目前首选的补锌强化剂。一种以废锌铁合金(主要成分是Zn，还含有少量Fe、ZnO和Fe2O3)为原料制备葡萄糖酸锌的流程如图： 【资料】 表：几种氢氧化物沉淀的pH范围 氢氧化物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀pH 5.4 7.0 2.3 完全沉淀pH 8.0 9.0 4.1 (1)废锌铁合金进行预处理措施有 (任写一条即可)。 (2)酸浸。酸浸池可以适当加热但温度不宜过高，原因是 (用化学方程式表示)。 (3)沉铁。沉淀池中pH控制在4.5左右，原因是 。滤渣1的成分主要是 （填化学式）。 (4)沉锌。ZnSO4中滴加Na2CO3溶液能生成碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]沉淀。滤渣2中可能混有的杂质是 。 (5)如图是市售某品牌葡萄糖酸锌口服液的使用说明书，成年人每人每天约补充摄入锌 mg。该品牌口服液使用蓝色玻璃瓶盛放，可能的原因是 。 2．工业上以含少量铁的粗铜为原料采取如图流程制备 Cu（NO3）2•nH2O 晶体。 已知： ①铜、铁都能跟 HNO3反应，分别生成 Cu（NO3）2和 Fe（NO3）3，以及氮的氧化物。 ②降温结晶速度太快，会导致晶体细碎，无法得到较大颗粒的晶体。 ③Fe3+、Cu2+在溶液中可转化为难溶性沉淀，开始沉淀和沉淀完全的 pH 如表： Fe3+ Cu2+ 开始沉淀时的 pH 1.9 4.7 沉淀完全时的 pH 3.2 6.7 (1)为了提高浸取速率，下列措施中可行的是 （填字母）。 A．搅拌 B．将粗铜粉碎成细小颗粒 C．适当增大 HNO3的浓度 (2)在步骤 a 中，还需要通入氧气和水，将 NOx 转化为 HNO3的目的 。 (3)调节 pH 值时，选用 CuO ，不选用 CaO 、NaOH 的原因是 。溶液 pH 应保持的 范围是 3.2～4.7 ，其目的是让 （填离子符号）完全沉淀，Cu2+不沉淀。 (4)如图是 Cu（NO3）2•nH2O 的溶解度曲线，下列说法正确的是 （填字母）。（温度在 30℃ 前后对应不同的晶体） A．A 、B 、C 点时的溶液均为饱和溶液 B．将 C 点的溶液降温至 10℃时，可析出 Cu（NO3）2•6H2O 晶体 (5)为 从 滤 液 中得 到 较 大颗粒 的 Cu （NO3）2 •3H2O  晶体 ， 降温结晶时需要控制的条件 是 、 。 (6)该流程还可以进一步制备无水硝酸铜，加热 37.6g硝酸铜至 250℃分解为黑色固体、NO2和 O2，其反应的化学方程式 。若继续加热到 800℃ ，得到 15.2gCuO 和 Cu2O的混合物，计算该混合物中 CuO的质量 g。 3．用Fe(CO)5分解制得的铁粉称为“羰基铁粉”，在国防军工领域有重要应用。以海绵铁为原料制备羰基铁粉的流程如下。 (1)“CO合成器”中发生反应的基本反应类型为 。 (2)“CO净化器”中可利用KOH溶液除去CO2。补充完整除去CO2的化学方程式：2KOH+CO2=K2CO3+ 。 (3)“Fe(CO)5合成釜”中发生反应：。 加热前，先向设备中通入一段时间N2，排出设备中的空气。其目的是 。 (4)“Fe(CO)5分解器”中发生反应：。 ①制得的铁粉平均粒度细，活性强，不耐酸。Fe与盐酸发生反应的化学方程式为 。 ②“Fe(CO)5分解器”中常添加其他气体抑制CO分解，来减少所得铁粉中杂质的含量。该杂质的成分可能是 （填化学式）。 (5)上述流程中，能循环使用的物质是 （填化学式）。 4．高纯是电子工业中的一种重要原料。工业上以一种石灰石(石灰石中含有的杂质不溶于水和酸)为原料制备高纯的主要流程如图所示。 已知：①硝酸()具有挥发性，受热易分解。 ②通常状况下，1体积水中能溶解约700体积的或约1体积的。 (1)酸溶塔中发生反应时，温度不宜过高的原因是 。 (2)为了提高产率，反应釜中通入两种气体的先后顺序是 。 (3)焙烧炉中，在高温条件下转化为高纯，请写出发生反应的化学方程式： ，该反应的基本反应类型是 。 (4)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。 5．碳酸锂（）是制备锂电池的重要原料。工业上用锂辉石精矿（主要成分为）为原料制备的流程如图所示。 (1)酸浸槽中发生反应的化学方程式为 (2)为了探究酸浸槽中的最佳条件，技术人员做了4组实验，酸浸时间4h，其余相关数据见表。 组别 矿酸比 硫酸浓度（%） 温度（℃） 锂元素浸出率（%） A 1:1 90 100 70.34 B 1:1 98 100 73.89 C 1:1 98 150 78.24 D 1:3 98 200 85.53 ①本实验中 （填“填BC”或“CD”）两组实验对比能说明温度对锂元素的浸出率有影响。 ②根据A组和B组实验对比，得出硫酸浓度对锂元素浸出率的影响是： 。 (3)反应器中加入过量饱和溶液，除了将全部转化成提高产率外，还起到 的作用。 (4)沉锂池中进行的操作名称是 ，所得到的滤液属于化肥中的 肥。 (5)根据的溶解度曲线图，分析洗涤槽中应采用的试剂是 （填“冰水”或“热水”） 6．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 。 7．我国制碱工业的先驱—侯德榜，发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法。生产过程是在饱和氨盐水中(NH3和NaCl都达到饱和的溶液)通入CO2。 【查阅资料】侯氏制碱法中主要反应： I.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl， Ⅱ.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。 NaHCO3和NH4Cl的溶解度曲线如图所示。 【思考交流】 (1)30℃时，NH4Cl饱和溶液中溶质质量分数与NaHCO3饱和溶液中溶质质量分数相比，前者与后者的关系是______(填字母)。 A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定 (2)30℃时，15克NaHCO3溶解在50克水中，所得溶液的质量是 。 (3)氨盐水吸收CO2后生成NaHCO3和NH4Cl，先结晶析出的物质是NaHCO3，原因是 。 【实验探究】某小组以粗盐和碳酸氢铵(NH4HCO3)为原料，采用以下流程制备纯碱和NH4Cl。 (4)粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质，还含有少量的MgCl2等。若要除去粗盐中的MgCl2，可加入过量的NaOH溶液，过滤，然后向滤液中加入适量盐酸。写出加入盐酸时反应的化学方程式 。 (5)过滤时玻璃棒的作用是 。 (6)沉淀1表面常附有NH、Cl-等杂质，洗涤时最好选用下列______饱和溶液(填字母)。 A．NaCl B．NH4Cl C．NH4HCO3 D．NaHCO3 (7)步骤X包括的操作有蒸发浓缩、 和过滤。 8．工业固废的绿色转型对于资源的回收和环境保护具有重要的意义。一兴趣小组以某工业废渣(含FeO和少量)为原料制备绿矾，其流程如下。 已知：不溶于水，也不与稀硫酸反应；铁粉能与硫酸铁反应生成硫酸亚铁。 (1)在常温下易与氢氟酸反应，其反应的原理为，则X的化学式为 。 (2)两次过滤操作均需要使用的玻璃仪器有 。 (3)滤液①中的金属阳离子是 ；滤渣②的成分是 。 (4)绿矾是的结晶水合物，可用于治疗缺铁性贫血。暴露在空气中与氧气、水反应生成而失效，该反应的化学方程式为 。 9．氧化锌广泛地应用于塑料、合成橡胶、药膏等产品的制作中、利用氧化锌矿（含少量CuO、NiO）为原料制备高纯氧化锌的流程如图所示： 已知：①金属活动性Fe>Ni>H；②NiSO4能溶于水。 (1)“酸溶”步骤中发生反应的化学方程式为 （写一个）。 (2)“酸溶”后溶液中含有的阳离子有Zn2+、Ni2+、 （填符号）。 (3)“过滤Ⅰ”所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、 。所得滤渣中所含的金属有 （填化学式）。 (4)Zn2（OH）2CO3“煅烧”除得到产品外，还生成H2O和CO2，请写出该反应的化学方程式 。 (5)根据图所示，“酸溶”时为提高锌的浸出率，应采取的生产条件是 。 10．利用矿石(成分为CuFeS2、Fe2O3少量SiO2)模拟炼铜和制备硫酸亚铁晶体工艺，设计流程如下。 已知：CuFeS2在该条件下氧化生成FeO、CuO与气体X； 在该条件下，FeO、Fe2O3均不与氧气反应；。 (1)焙烧过程发生的反应为，X的化学式为 。 (2)写出往滤渣丙中加入适量稀硫酸的化学方程式 。 (3)根据上述流程推测SiO2的化学性质 (任意一点)。 (4)滤液甲中一定含有的离子有 。 (5)下列有关说法正确的是___________(填序号)。 A．焙烧过程中CuFeS2发生了还原反应 B．矿石在焙烧过程中要研细是为了使其与氧气充分反应 C．往滤渣丙中加入适量稀硫酸，可以验证金属活动性Fe>Cu D．上述流程发生的反应类型不包含分解反应 11．以磷石膏（含CaSO4和少量SiO2、Fe2O3等）为原料制备轻质碳酸钙和铝铵矾的实验流程如图所示。 回答下列问题： (1)“转化”步骤中CaSO4转化成CaCO3的化学方程式为 。 (2)铝铵矾【NH4Al（SO4）2·12H2O】是一种絮凝剂。请补充由“转化”后的滤液制取铝铵矾的实验方案： ①向滤液中加入 ，至不再产生气体，将所得溶液经系列操作制得（NH4）2SO4固体。 ②向Al2（SO4）3溶液中加入（NH4）2SO4固体，边加边搅拌，待固体完全溶解后，将所得溶液蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥，得到铝铵矾（部分物质的溶解度随温度的变化如图1所示）。 (3)利用图2装置模拟制备轻质碳酸钙（CaCO3） ①A中反应的化学方程式为 ；装置B中盛有的试剂是 。 ②多孔球泡的作用是 ；C中反应的化学方程式为 。 12．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： 某同学查阅资料已知： 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，若直接排放会导致的环境问题是 。 (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，该步生成气体的化学方程式为 。 (5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收，该反应生成偏锌酸钠和的化学方程式为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$