内容正文:
专题06 化学与可持续发展
内容概览
考向1 海水的综合利用
考向2 绿色化学
考向3 化学与健康
考向1 海水的综合利用
1.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)溴单质是重要的化工原料之一,工业上从海水中提取溴的流程如下:(已知:海水中溴元素主要以形式存在)
(1)将吹出后的含的空气按一定速率通入吸收塔,用和水进行吸收,写出吸收反应的化学方程式: 。
(2)吸收后的空气进行循环利用。吹出时,吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示。流量过大,吹出率反而下降的原因是: 。
(3)“吸收”及后续步骤的工艺也可采用如下流程:
写出上述步骤①中发生反应生成一种气体的离子方程式: 。当有3 mol Br2参加反应,发生转移的电子的物质的量为 。
(4)用于吸收的是工业制硫酸的重要物质,其中主反应是催化氧化。现将与足量置于密闭容器中,在催化剂、条件下发生反应。与的物质的量浓度随时间的变化如图所示,请回答下列问题。
i.反应开始至末,以的浓度变化表示该反应的平均速率是 ;时,反应是否达到化学平衡状态 (填“是”或“否”)。
ⅱ.关于该反应下列说法不正确的是 。
a.催化剂可以加快化学反应速率
b.改变温度或压强,可以实现的完全转化
c.当生成且消耗时,反应达到化学平衡状态
2.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)化工生产事关经济民生,以下有关化工生产的描述正确的是。
A.工业上制造普通玻璃的原料为石英砂、纯碱和黏土
B.如图甲,硫酸厂在沸腾炉中实现
C.如图乙,海水提溴步骤④⑤⑥的目的是为了富集溴元素
D.侯氏制碱法:先向饱和食盐水中通入足量氨气,后通入微量,有利于沉淀析出
3.(23-24高一下·安徽亳州·期末)利用海水提取溴和镁的过程如下,下列说法不正确的是
A.试剂可以选用石灰乳
B.工业上常利用电解溶液冶炼金属镁
C.若提取1mol,至少需要标准状况下44.8L的
D.吸收塔中发生反应的离子方程式为
4.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法错误的是
A.物质常选用
B.操作1中玻璃棒的作用是引流
C.可以将高温分解,制备金属镁
D.第②步中反应的离子方程式为:+
5.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)海洋是一座资源的宝库,化学工业中的许多基础原料都来自海洋,以下是利用海洋资源生产卤素单质Cl2、Br2、I2的工艺流程。回答下列问题:
注:i.同温同浓度下的氧化性:Cl2>IO>I2
ii.25℃时,I2在水中与CCl4中的溶解度如下表:
溶剂
溶解度
H2O
0.034g/100g
CCl4
2.9g/100g
(1)物质A在常温常压下为气体,其化学式为 。
(2)步骤Ⅰ不需要用到下列仪器中的 (填标号),步骤Ⅱ的操作名称为 。
a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角
(3)步骤Ⅲ中氧化I-为I2时,需要严格控制Cl2的用量,目的是 。
(4)在步骤Ⅳ能利用CCl4从水溶液中提取I2的原因是 。
(5)通过步骤Ⅴ已获得Br2,步骤Ⅵ中又利用SO2将Br2还原为Br-的目的是 ,步骤Ⅵ中有关反应的化学方程式为 。
6.(23-24高一下·安徽太和中学·期末)溴在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用,以海水为原料提取溴单质的流程如图所示。下列说法错误的是
A.海水可通过反渗透、蒸馏、冷冻法等达到淡化目的
B.提取溴的过程中先经过“吹出塔”后经过“吸收塔”的目的是富集溴
C.“吸收塔”中发生反应的化学方程式为
D.“蒸馏塔”中发生反应时作为还原剂
7.(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)空气吹出法工艺,是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法不正确的是
A.海水中经氧化、吹出、吸收后,可实现溴的富集
B.“吸收塔”内发生反应的离子方程式为
C.在该流程中,每提取1mol溴单质,理论上至少消耗氯气44.8L(标准状况)
D.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去
8.(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)某学校化学实验小组设计如图所示的实验流程,除去粗盐中的、、、以及其他难溶杂质,如悬浮物及泥沙,其中①②③为溶液、NaOH溶液或BaCl2溶液(均稍过量,添加顺序不确定)。下列说法正确的是
A.“沉杂质离子”的试剂添加顺序:NaOH溶液→溶液→溶液
B.“滤渣b”中含2种盐
C.“调pH”的标准是溶液使pH试纸显示浅蓝色
D.“一系列操作”用到的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿等
9.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)海洋是一个有待开发巨大化学资源宝库,海水中元素种类很多,总储量很大,可以从海水中提取镁、溴,主要流程如下:
下列说法错误的是
A.根据流程可知还原性:SO2>Br—>Cl—
B.用SO2吸收吹出的溴,离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+
C.将MgSO4转化成Mg(OH)2时,为了降低成本,试剂M最好选KOH
D.加入试剂M后,分离得到Mg(OH)2必须用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗和玻璃棒
10.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法工艺,其流程图如下:
以下说法不合理的是
A.用热空气从含的海水中吹出利用了溴易挥发的性质
B.吸收的离子方程式:
C.Cl的非金属性强于Br,所以可以将氧化成
D.没有直接蒸馏含海水得到单质的主要原因是为了节能
考向2 绿色化学
1.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述正确的是
A.雾和霾的分散剂不同 B.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
C.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 D.雾霾的形成与过度施用氮肥无关
2.(23-24高一下·安徽六安霍山中学等校·期末)氮氧化物是大气污染物之一,如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理,下列说法不正确的是
A.过程I中NO既作氧化剂又作还原剂
B.过程Ⅱ中每生成1molO2时,转移电子的数目约为4×6.02×1023
C.过程中涉及的反应均为氧化还原反应
D.整个过程中Ni2+作催化剂
3.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中正确的是
A.煤的气化是物理变化,是高效、清洁地利用煤资源的重要途径
B.华为5G手机搭载的5nm“麒麟9000L”手机芯片的主要成分是二氧化硅
C.聚乙烯是生产食品保鲜膜的主要材料,可以用聚氯乙烯替代
D.苏打可用于生产普通玻璃,小苏打可用于焙制糕点
4.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)化学与职业息息相关,下列对于化学相关职业的理解不正确的是
A.电池研发与生产、生活和军事等领域的发展密切相关,研发人员的工作只需要研究电池的材料构成
B.化学科研工作者的工作是材料、生命、环境、能源和信息等现代科学技术发展的重要基础
C.化工工程师的主要工作是设计化工生产的工艺流程,并监控生产过程,及时解决生产中遇到的技术问题
D.环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染
5.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)“绿色化学”要求从源头减少或消除环境污染,改变“先污染后治理”的观念和做法。下列物质制取方案可以一步实现并符合“绿色化学”要求的是
A. B.
C. D.
6.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是
A.煤煤油 B.石油乙烯 C.油脂甘油 D.淀粉乙醇
考向3 化学与健康
1.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)下列关于药品使用说法错误的是
A.用于治疗胃酸过多症 B.阿司匹林用于解热镇痛
C.碳酸钡制剂用作“钡餐” D.葡萄糖用于缓解低血糖症状
2.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)化学知识与日常生活密切相关。下列说法错误的是
A.葡萄酒中可添加抗氧化
B.面食师傅使用作为膨松剂
C.口罩中的聚丙烯无纺布是高分子材料
D.药店处方药包装须标识“”
3.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)下列说法不正确的是
A.可燃冰是甲烷的水合物,被认为是21世纪的高效清洁能源
B.煤的液化和煤的气化都是物理变化
C.药盒上标有“OTC”的为非处方药,消费者可以自行购买和使用
D.苯甲酸及其钠盐是常用的防腐剂
4.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)化学与日常生活、工业生产、生命科学息息相关,下列说法不正确的是
A.食盐是常见的调味剂,也可作为防腐剂
B.蛋白质遇饱和硫酸钠溶液会变性
C.蜜蜂蜇人将蚁酸注入人体可涂抹肥皂缓解
D.草木灰和铵态氮肥不能混合使用,会降低肥效
5.(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)化学与日常生活、工业生产、生命科学息息相关,下列说法正确的是
A.食盐是常见的调味剂,但不可作为防腐剂
B.工业冶炼铝的方法是加入冰晶石电解熔融的氯化铝
C.糖类、油脂、蛋白质都是人体所需营养物质,均属于天然有机高分子
D.有“OTC”标识的药物为非处方药,消费者不需要凭医生处方,可自行购买和使用
6.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)化学与生活、生产息息相关,下列有关叙述正确的是
A.非处方药的包装上印有“OTC”标识
B.煤的干馏和石油的分馏都是物理变化
C.可用电解饱和食盐水的方法冶炼金属钠
D.海水资源的综合利用涉及制盐、制取镁和溴等,其过程中均涉及氧化还原反应
7.(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)下列有关说法正确的数目有
①重金属盐使蛋白质分子变性,所以吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)会引起中毒
②石油通过分馏得到的汽油是纯净物
③裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色
④煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料
⑤煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等
⑥淀粉加入稀硫酸水解后,立即加入新制氢氧化铜溶液,可检验水解产物是否有葡萄糖
⑦通常用电解熔融氯化铝的方法制取铝
⑧向氯化亚铁溶液中加入酸性高锰酸钾可验证Fe2+的还原性
⑨向某溶液中滴加稀溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,可证明溶液中无
⑩SO2具有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
A.1 B.2 C.3 D.5
1.(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)海洋约占地球面积的71%,其中水资源和其它化学资源具有十分巨大的开发潜力。
I.我国海水制盐有着悠久的历史。目前,从海水中制得的氯化钠除了供食用,还作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。
(1)海水晒盐获取的粗盐通常含、、、泥沙等杂质,除去以上杂质的步骤如下,合理的顺序为_______(填字母)
①将粗盐溶于水,再过滤 ②加入过量的溶液 ③加入过量的盐酸
④加入过量的溶液 ⑤过滤 ⑥加入过量的NaOH溶液 ⑦蒸发结晶
A.①②④⑥⑤③⑦ B.①④②⑥⑤③⑦
C.①④⑥②⑤③⑦ D.①②⑥④⑤③⑦
(2)如何判定粗盐提纯过程中已沉淀完全?
(3)实验室模拟侯氏制碱法的装置如图,写出广口瓶中发生反应的化学方程式: 。
II.海水中溴元素主要以形式存在,工业上从海水中提取溴的流程如下:
(4)将吹出后的含的空气按一定速率通入吸收塔,用和水进行吸收,写出吸收反应的离子方程式: 。
(5)吸收后的空气进行循环利用。吹出时,吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示。流量过大,吹出率反而下降的原因是: 。
(6)工业上也可用溶液代替二氧化硫水溶液吸收,完成下列化学方程式 :
。
当有被氧化时,则参加反应的的物质的量为 。
2.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)氯化钠是一种非常重要的钠盐。实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体。某学生设计了如图方案,请回答下列问题。
(1)“加热”过程中发生反应的化学方程式为 。
(2)试剂1为 (填化学式),试剂2为 (填化学式)。
(3)“过滤时,滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)“滤液”中加入盐酸时发生反应的离子方程式为 。
(5)“加热煮沸”的作用是 。
(6)从溶液中得到晶体的方法是 。
3.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,下面是提取镁的流程图:
其中,的熔点为2800℃,MgCl2的熔点为712℃
(1)从海水中获取淡水最常用的方法是 。
(2)操作A是 ,试剂a为 (填化学式)。
(3)由无水制取金属镁的化学方程式为 。
(4)下列试剂中,能用于检验氯化镁中是否含水的是: (填选项)。
A. B.无水硫酸铜 C.浓硫酸
4.(23-24高一下·安徽安庆一中·期末)我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目:
(1)根据图甲所示,写出盐卤中含量较多的两种盐的化学式: 、 。
(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线,已知时,和的溶解度分别为M、N则它们溶解度大小的关系为 ;将盐卤加热到以上,根据溶解度曲线,首先析出的晶体应是 。
(3)化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如下所示:
“操作①”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来,操作①的名称是 。氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为 。操作②的名称是 。
(4)用电解熔融的氯化镁的方法制备金属镁。假设生产过程中镁元素没有损失,则卤水可制备镁 g。
5.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)下列离子方程式正确的是
A.将通入溶液中,当溶液中消耗了一半时,发生的总反应离子方程式:
B.溶于稀硝酸中:
C.向溶液通入足量:
D.工业电解熔融氯化铝冶炼铝单质:
6.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)《梦溪笔谈》是北宋科学家沈括的著作,书中详细记载了我国劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果,被称为“中国科学史的里程碑”,沈括则被称为“中国整部科学史中的卓越人物”.下列工艺不可能被记载的是
A.湿法炼铜 B.炼铁 C.电解法冶炼铝 D.海水晒盐
7.(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)铝是一种重要的金属材料和化工原料,某些含铝化合物是有机合成的重要催化剂。回答下列问题:
(1)工业上冶炼金属铝的原料是,该冶炼反应的化学方程式是 ;下列金属的冶炼方法与上述金属铝的冶炼方法相似的是 (填标号)。
a. b.NaCl→Na c. d.CuO→Cu
(2)沸石(含铝化合物)作为催化剂可促进甲烷、水蒸气合成甲醇:,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的甲烷、水蒸气混合气,在沸石催化剂和一定条件下发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a.体系中混合气体的密度不变
b.体系中混合气体的平均摩尔质量不变
c.反应速率
d.体系中混合气体的压强不变
(3)某同学在实验室中探究Al作为原电池电极的作用,实验设计及操作、现象如下(图示中电流表的M极为除Al之外的另外一个金属电极):
实验序号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
Al、Mg
稀盐酸
向右偏转
2
Al、Cu
稀盐酸
向左偏转
3
Al、Zn
浓硝酸
向右偏转
4
Al、Mg
NaOH溶液
向左偏转
①实验1中,负极反应式为 。
②实验2中,Al电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。
③实验3中,外电路中电子的移动方向:沿导线从 (填“Al移向Zn”或“Zn移向Al”)。
④实验4中,Al电极反应式为 。
8.(23-24高一下·安徽太和中学·期末)金属矿物资源的利用有着非常重要的意义。回答下列问题:
(1)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是______(填字母)。
A. B.
C. D.
(2)白口铁(镀锌铁)在生产、生活中有广泛应用。某小组以菱锌矿(主要成分是,以及CuO、FeO、MgO和等)制备白口铁的流程如下:
已知“浸取”后溶液中金属阳离子有、、、、。
①“浸取”前将菱锌矿粉碎的目的是 。
②“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)。
③“滤渣3”中主要成分是和,写出“氧化”时发生反应的离子方程式: 。
④加Zn时转化的离子方程式为 。
⑤取一定量的白口铁样品于试管中,加入足量稀硫酸,收集到标准状况下11.424L气体;再加入过量溶液,最后加入适量氨水使其恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥后得到54.49g固体,该白口铁样品中铁的质量为 g(结果保留一位小数)。
9.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)科学家越来越重视氮的氧化物对环境带来的污染问题。氮元素的各种价态与物质类别的对应关系如图所示。
(1)A的化学式为 ,图中的物质属于离子化合物的是 (填化学式)。
(2)工业上用经过一系列反应制取硝酸。这一转化过程的第一步反应的化学方程式为 。
(3)铵态氮肥在存储和使用时,不能与熟石灰、草木灰(主要成分为)等碱性物质混合,其主要原因是___________(填字母)。
A.混合后生成不溶性物质,降低肥效 B.混合后增加土壤碱性
C.混合后会放出氨气,降低肥效 D.混合后会造成钾元素的损失,降低肥效
(4)一定条件下,在恒容密闭容器中发生可逆反应。下列情况能说明该反应一定达到化学平衡的是 (填序号)。
①
②
③体系的压强不再发生变化
④混合气体的密度不变⑤3 mol H-H键断裂的同时有2 mol N-H键也断裂
(5)汽车尾气中含有CO、有毒气体,在催化剂作用下,它们可以相互反应生成两种无毒气体,该反应的化学方程式为 。
(6)活性炭也可对汽车尾气进行处理,原理为。一定条件下,在容积为1L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4 mol 和0.6 mol ,10 s后反应达到平衡状态,测得NO的物质的量为0.2 mol。该条件下,0~10 s内平均反应速率 ;的平衡转化率为 。
10.(22-23高一下·安徽滁州定远县育才学校·期末)某化学兴趣小组利用NaI溶液中通入少量Cl2得到含碘废液,再利用含碘废液获取NaI固体,实验流程如下:
已知反应②:2I﹣+2Cu2+++H2O=2CuI↓++2H+。
回答下列问题:
(1)过滤实验所需要的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、 。
(2)反应③中CuI被氧化,还原产物只有NO2,该反应的化学方程式为 。
当有95.5 g CuI参与反应,则需要标况下 L的O2才能将生成的NO2在水中完全转化为硝酸。
(3)化合物B中含两种元素,铁原子与另一种元素原子的物质的量之比为3∶8,则化合物B的化学式为 。
(4)反应⑤中生成黑色固体和无色气体,黑色固体的俗称为磁性氧化铁,则反应⑤的化学方程式为 。
(5)将足量的Cl2通入含12 g NaI的溶液中,一段时间后把溶液蒸干得到固体的质量为 g。
11.(22-23高一下·安徽宣城·期末)常用于制药和食品添加剂。以海带为原料提取高纯度碘单质并制备的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸化”时稀硫酸的作用是 。
(2)分离和S的混合物得到溶液的试剂和方法如下,正确的是 (填标号)。
选项
试剂
方法
a
二硫化碳
分液
b
酒精
分液
c
溶液
过滤
(3)利用下图装置完成与反应制备。
①溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
②三颈烧瓶中产生的正确操作顺序为 (填标号)。
a.旋开活塞K,通入 b.加入稀硫酸 c.加入溶液
(4)产品纯度测定。
准确称取样品溶于水配成溶液,量取溶液于锥形瓶中,加入足量用稀硫酸酸化的溶液,摇匀,置于电热板上加热煮沸(常补加热水以保持溶液体积基本不变)。待紫色碘蒸气消失后,再煮沸5分钟,取下放置几分钟,冷却至室温。加入适量的硫酸和磷酸的混合液,用标准溶液反应至完全(还原产物只有),消耗标准溶液。该产品的纯度为 (用含w,V的式子表示)。
12.(22-23高一下·安徽六安第一中学·期末)科学、安全、有效和合理地开发自然资源,对生产、生活有重要价值。请回答下列问题:
(1)活性炭吸附法是工业提取碘的方法之一,其流程如下:
已知:pH=2时,I.NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,同时生成NO
II.
①氧化过程的离子方程式为 。
②根据I2的特性,分离操作X应为 、冷却结晶。
③酸性KMnO4是常用的强氧化剂,但该方法中却选择了价格较高的NaNO2,原因是 。
(2)以金红石(主要成分为TiO2)为原料,制取Ti的工艺流程如图所示:
①I在高温条件下进行,产物中有一种可燃性无色气体。I中反应的化学方程式为 。
②II中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图所示,则反应适宜的温度为 ℃。
③II中氩气的作用是 。
④海绵钛除杂时得到的MgCl2可以循环使用,在上述工艺流程中可循环使用的物质还有 (填化学式)。
13.(22-23高一下·安徽阜阳·期末)化工专家侯德榜发明的“侯氏制碱法”为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,其工艺流程如图所示。回答下列问题。
(1)“吸氨塔”和“碳酸化塔”能否互换顺序? (填“能”或“不能”)。
(2)写出“碳酸化塔”中发生反应的化学方程式: 。
(3)该工艺流程中可得到的产品为 、 。(写化学式)
(4)在实验室模拟上述流程,“焙烧”操作的装置可以是图中___________(填字母序号)。
A. B. C.
(5)根据如图的溶解度曲线分析,分离氯化铵和氯化钠混合溶液的操作是 、 、过滤等。
14.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)海水的综合利用是当今的热点话题之一。
Ⅰ.利用海水可以解决煤燃烧过程中排放的造成的环境问题。其工艺流程如图所示:
(1)天然海水吸收含硫的烟气后,会溶有、等分子或离子,需要用氧气进行氧化处理,写出参加反应的离子方程式 。
(2)氧化后的海水需用大量天然海水与之混合后才能排放。该操作的主要目的是 。
Ⅱ.从海水中提取粗盐后的母液中含有、和等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
(3)从离子反应的角度思考,在母液中加入石灰乳的作用是 。
(4)电解熔融无水氯化镁所得镁蒸气在特定环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是___________(填字母)。
A. B. C.Ar D.水蒸气
Ⅲ.海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图:
(5)灼烧海带时盛装海带的仪器名称是 。步骤③的分离操作为 。
(6)写出步骤④反应的离子方程式 。
15.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)我国提出在2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。将转化为甲烷或甲醇有助于碳中和的实现。
(1)科学家们经过探索实践,建立了如图所示的新循环体系:
根据上图分析,下列相关说法正确的是___________。
A.化学变化中质量和能量都是守恒的
B.将还原为甲醇能有效促进“碳中和”
C.和生成甲烷的反应中原子利用率为100%
D.无机物和有机物可以相互转化
(2)在容积为的恒温密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,测得和的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0
0.50
0.65
0.75
0.75
1
0.50
0.35
a
0.25
①下列说法正确的是 。
A.反应达到平衡后,反应不再进行
B.改变条件,可以100%转化为
C.使用催化剂可以增大反应速率,提高生产效率
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
②a= ;内, 。
③第时 (填“>”“<”或“=”)第时。
(3)某种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。通入的一极为电源的 极,该电池负极反应式为 。当电路中累计有电子通过时,理论上消耗氧气的体积为(在标准状况下) L。
16.(22-23高一下·安徽滁州·期末)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请回答下列问题:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是 (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤④发生反应的离子方程式是 。
(3)步骤⑥的实验操作名称是 。
(4)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。
17.(22-23高一下·安徽合肥庐江第二中学 安徽师范大学附属庐江第三中学·期末)工业上用铬铁矿(主要成分为,含、杂质)生产红矾钠()的工艺流程如下:
(1)熔块的主要成分,,和氧化铁,则滤渣1的主要成分是 (填化学式)。
(2)上述四个步骤中,发生氧化还原反应的是 (填序号),被氧化的元素是 (填元素符号)。
(3)操作1的名称: 。
(4)向橙红色的红钒钠溶液中滴入氢氧化钠溶液,变为黄色溶液,写出该转化过程的离子方程式: 。
18.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)以铝土矿(主要成分为,少量等杂质)为原料冶炼金属铝的工艺流程如下:
(1)铝土矿预先粉碎的目的是 。
(2)“过滤1”时,滤渣的主要成分为 。
(3)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为 。
(4)“灼烧”时,反应的化学方程式为 。
(5)“熔融电解”时需要加入X作助熔剂,X为 。
(6)某原电池用铝、石墨作电极,电解质溶液为KOH溶液。该电池的负极电极反应式为 ,电池总反应式为 。
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专题06 化学与可持续发展
内容概览
考向1 海水的综合利用
考向2 绿色化学
考向3 化学与健康
考向1 海水的综合利用
1.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)溴单质是重要的化工原料之一,工业上从海水中提取溴的流程如下:(已知:海水中溴元素主要以形式存在)
(1)将吹出后的含的空气按一定速率通入吸收塔,用和水进行吸收,写出吸收反应的化学方程式: 。
(2)吸收后的空气进行循环利用。吹出时,吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示。流量过大,吹出率反而下降的原因是: 。
(3)“吸收”及后续步骤的工艺也可采用如下流程:
写出上述步骤①中发生反应生成一种气体的离子方程式: 。当有3 mol Br2参加反应,发生转移的电子的物质的量为 。
(4)用于吸收的是工业制硫酸的重要物质,其中主反应是催化氧化。现将与足量置于密闭容器中,在催化剂、条件下发生反应。与的物质的量浓度随时间的变化如图所示,请回答下列问题。
i.反应开始至末,以的浓度变化表示该反应的平均速率是 ;时,反应是否达到化学平衡状态 (填“是”或“否”)。
ⅱ.关于该反应下列说法不正确的是 。
a.催化剂可以加快化学反应速率
b.改变温度或压强,可以实现的完全转化
c.当生成且消耗时,反应达到化学平衡状态
【答案】(1)
(2)过量的随吸收后的空气进入吹出步骤,与溴反应,使溴的吹出率下降
(3)
(4) 否 b
【分析】浓海水经酸化、通入氯气氧化可以将转化为单质;利用空气吹出法可将吹出,并用和水进行吸收,得到含HBr的混合溶液;最后再次通入氯气氧化得到单质。
【详解】(1)吸收塔中与、水反应生成氢溴酸和硫酸,化学方程式为。
(2)若流量过大,则过量的会随吸收后的空气进入吹出步骤,与反应,使得溴的吹出率下降。
(3)步骤①中使用溶液吸收单质,反应生成NaBr、NaBrO3和CO2气体,离子方程式为;根据离子方程式可知,溴元素化合价从0价转变为-1价和+5价,歧化反应生成NaBr、NaBrO3,结合溴元素化合价变化情况可得,当有3 mol Br2参加反应,发生转移的电子的物质的量为。
(4)i.反应开始至末,以的浓度变化表示该反应的平均速率为;后,浓度仍在减小,说明时反应没有达到化学平衡状态。
ⅱ.
a.使用催化剂,可以有效加快化学反应速率,a正确;
b.的催化氧化反应为可逆反应,改变温度或压强,可以提高的转化率,但不能实现的完全转化,b错误;
c.当生成且消耗时,说明正逆反应速率相等,则反应达到化学平衡状态,c正确;
答案选b。
2.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)化工生产事关经济民生,以下有关化工生产的描述正确的是。
A.工业上制造普通玻璃的原料为石英砂、纯碱和黏土
B.如图甲,硫酸厂在沸腾炉中实现
C.如图乙,海水提溴步骤④⑤⑥的目的是为了富集溴元素
D.侯氏制碱法:先向饱和食盐水中通入足量氨气,后通入微量,有利于沉淀析出
【答案】C
【分析】工业制硫酸用黄铁矿和空气反应生成二氧化硫,二氧化硫与氧气在接触室中反应生成三氧化硫,生成的三氧化硫用98.3%硫酸吸收;海水中有丰富的化学资源,粗盐提纯出氯化钠,可用于氯碱工业,海水晒盐后的母液中还有较多的镁离子、溴离子,可制得无水氯化镁和高浓度溴单质。
【详解】A.制造普通玻璃的原料为石英砂、纯碱和石灰石,A错误;
B.接触室中有催化剂,硫酸厂在接触室中实现,不是在沸腾炉中反应,B错误;
C.海水提溴过程中用氯气氧化之后得到低浓度溴溶液,再与二氧化硫水溶液反应生成HBr,最后用氯气氧化得到高浓度溴,④⑤⑥过程是富集溴元素,C正确;
D.应该是向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳至饱和状态更有利于产生NaHCO3沉淀,D错误。
故选C。
3.(23-24高一下·安徽亳州·期末)利用海水提取溴和镁的过程如下,下列说法不正确的是
A.试剂可以选用石灰乳
B.工业上常利用电解溶液冶炼金属镁
C.若提取1mol,至少需要标准状况下44.8L的
D.吸收塔中发生反应的离子方程式为
【答案】B
【分析】海水中加石灰乳可将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,过滤后将氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液,再经浓缩结晶、HCl氛围脱水、熔融电解得到Mg;海水加石灰乳过滤得到滤液,滤液酸化后通入氯气生成溴单质,用热空气吹出溴单质,用二氧化硫水溶液吸收溴单质,再在蒸馏塔中通氯气,将HBr氧化生成溴单质,然后蒸馏得到溴,据此分析解答。
【详解】A.由以上分析可知沉淀剂选用石灰乳,经济廉价,故A正确;
B.工业上常利用电解熔融得到镁单质,故B错误;
C.氯气在过程中发生反应:,由上述分析可知生成1mol,需发生两次上述反应,则消耗2mol,需要标准状况下44.8L的,故C正确;
D.由上述分析可知吸收塔中二氧化硫和溴单质反应生成硫酸和HBr,发生反应的离子方程式为,故D正确;
故选:B。
4.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法错误的是
A.物质常选用
B.操作1中玻璃棒的作用是引流
C.可以将高温分解,制备金属镁
D.第②步中反应的离子方程式为:+
【答案】C
【分析】苦卤中含有较多的NaBr和MgSO4等物质,加入生石灰或石灰乳,过滤后得到Mg(OH)2沉淀,加盐酸得到氯化镁溶液,通过在HCl气流中加热浓缩,冷却结晶得到六水合氯化镁晶体;滤液中通入氯气生成溴单质,用热空气吹出后用SO2水溶液吸收,得到Br-浓度较高的吸收液。
【详解】A.苦卤中加OH-沉淀Mg2+生成氢氧化镁,物质X常选用CaO,氧化钙和水反应生成石灰乳便宜易得,且氢氧化镁比氢氧化钙更难溶,工业生产中常选用石灰乳作为Mg2+的沉淀剂,故A正确;
B.操作l是过滤,其中玻璃棒的作用是引流,故B正确;
C.将高温分解,不能得到金属镁,电解熔融状态的氯化镁得到金属镁,故C错误;
D.第②步SO2作还原剂,SO2 与Br2发生氧化还原反应生成HBr和H2SO4,反应的离子方程式为:,故D正确;
故选C。
5.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)海洋是一座资源的宝库,化学工业中的许多基础原料都来自海洋,以下是利用海洋资源生产卤素单质Cl2、Br2、I2的工艺流程。回答下列问题:
注:i.同温同浓度下的氧化性:Cl2>IO>I2
ii.25℃时,I2在水中与CCl4中的溶解度如下表:
溶剂
溶解度
H2O
0.034g/100g
CCl4
2.9g/100g
(1)物质A在常温常压下为气体,其化学式为 。
(2)步骤Ⅰ不需要用到下列仪器中的 (填标号),步骤Ⅱ的操作名称为 。
a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角
(3)步骤Ⅲ中氧化I-为I2时,需要严格控制Cl2的用量,目的是 。
(4)在步骤Ⅳ能利用CCl4从水溶液中提取I2的原因是 。
(5)通过步骤Ⅴ已获得Br2,步骤Ⅵ中又利用SO2将Br2还原为Br-的目的是 ,步骤Ⅵ中有关反应的化学方程式为 。
【答案】(1)H2
(2) b 过滤
(3)防止产物I2继续被Cl2氧化为而造成产品损失
(4)I2在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度
(5) 富集溴元素 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
【分析】电解NaCl溶液得到NaOH溶液、H2、Cl2,氯气的氧化性比碘、溴的强,氯气通入含I-溶液可将碘离子氧化为I2,用CCl4萃取得到有机层,再蒸馏得到单质碘;氯气氧化溴离子得到低浓度的溴溶液,热空气吹出Br2,再与SO2发生氧化还原反应生成HBr和硫酸,再通入Cl2将HBr氧化为Br2。
【详解】(1)电解NaCl溶液得到NaOH溶液、H2、Cl2,则A为H2;
(2)步骤Ⅰ灼烧固体海带,需要酒精灯、坩埚、泥三角,不需要用到漏斗,故选b,步骤Ⅱ将悬浊液分离出含I-溶液和滤渣,操作名称为过滤;
(3)步骤Ⅲ中氧化I-为I2时,需要严格控制Cl2的用量,目的是防止产物I2继续被Cl2氧化为而造成产品损失;
(4)由表可知,步骤Ⅳ能利用CCl4从水溶液中提取I2的原因是I2在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度;
(5)步骤Ⅵ中又利用SO2将Br2还原为Br-的目的是富集溴元素,Br2与SO2发生氧化还原反应生成HBr和硫酸,反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。
6.(23-24高一下·安徽太和中学·期末)溴在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用,以海水为原料提取溴单质的流程如图所示。下列说法错误的是
A.海水可通过反渗透、蒸馏、冷冻法等达到淡化目的
B.提取溴的过程中先经过“吹出塔”后经过“吸收塔”的目的是富集溴
C.“吸收塔”中发生反应的化学方程式为
D.“蒸馏塔”中发生反应时作为还原剂
【答案】D
【分析】海水中加稀硫酸酸化后,通入氯气,溴离子氧化为溴单质,溴易挥发,热空气吹出后在吸收塔中用二氧化硫水溶液吸收,在蒸馏塔中氯气再次将溴离子氧化为溴单质,得到液溴。整个过程中经过两次溴的转化,其目的是:对溴元素进行富集(或富集溴元素)。
【详解】A.海水可通过反渗透、蒸馏、冷冻法等达到淡化目的,A正确;
B.根据分析,整个过程中经过两次溴的转化,其目的是:对溴元素进行富集(或富集溴元素),B正确;
C.吸收塔中用二氧化硫水溶液吸收Br2,化学方程式为,C正确;
D.“蒸馏塔”中发生反应时作为氧化剂,D错误;
故选D。
7.(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)空气吹出法工艺,是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法不正确的是
A.海水中经氧化、吹出、吸收后,可实现溴的富集
B.“吸收塔”内发生反应的离子方程式为
C.在该流程中,每提取1mol溴单质,理论上至少消耗氯气44.8L(标准状况)
D.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去
【答案】D
【分析】浓缩、酸化的海水中含有,通入将氧化成单质;利用溴易挥发的性质,经过热空气吹出,在吸收塔中被还原成,实现溴元素的富集;在蒸馏塔中经过氧化,得到溴水混合物,通过冷凝、精馏等操作分离得到产品。
【详解】A.根据分析,海水中经氧化、吹出、吸收后,在吸收塔中实现溴的富集,A正确;
B.“吸收塔”内被还原生成硫酸和HBr两种强酸,反应的离子方程式为,B正确;
C.根据流程,每提取1mol溴单质,理论上消耗2mol,即标准状况下至少消耗氯气44.8L,C正确;
D.和均可以和NaOH溶液反应,不能用NaOH溶液除去溴中的少量,D错误;
答案选D。
8.(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)某学校化学实验小组设计如图所示的实验流程,除去粗盐中的、、、以及其他难溶杂质,如悬浮物及泥沙,其中①②③为溶液、NaOH溶液或BaCl2溶液(均稍过量,添加顺序不确定)。下列说法正确的是
A.“沉杂质离子”的试剂添加顺序:NaOH溶液→溶液→溶液
B.“滤渣b”中含2种盐
C.“调pH”的标准是溶液使pH试纸显示浅蓝色
D.“一系列操作”用到的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿等
【答案】D
【分析】粗盐加水溶解后,往其中加入稍过量BaCl2溶液、溶液、NaOH溶液除去粗盐中的、、、,过滤,滤液中加盐酸调pH,经过一系列的操作后得精盐。
【详解】A.三种试剂的加入顺序中,溶液应在溶液前,目的是用除去过量的,A项错误;
B.“滤渣b”包括、、等,即其中所含盐不止2种,B项错误;
C.“调pH”的标准是溶液略显酸性或中性,C项错误;
D.“一系列操作”是指蒸发浓缩、冷却结晶等,用到的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿等,D项正确;
故答案为:D。
9.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)海洋是一个有待开发巨大化学资源宝库,海水中元素种类很多,总储量很大,可以从海水中提取镁、溴,主要流程如下:
下列说法错误的是
A.根据流程可知还原性:SO2>Br—>Cl—
B.用SO2吸收吹出的溴,离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+
C.将MgSO4转化成Mg(OH)2时,为了降低成本,试剂M最好选KOH
D.加入试剂M后,分离得到Mg(OH)2必须用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗和玻璃棒
【答案】C
【分析】由题给流程可知,向海水中加入石灰乳,使海水中镁离子转化为氢氧化镁沉淀,过滤得到氢氧化镁沉淀和溶液;向溶液中加入酸酸化后,通入氯气将溴离子转化为溴得到溴水混合物,用热空气吹出溴单质得到含溴的空气,含溴的空气用二氧化硫水溶液吸收得到含有硫酸和氢溴酸的吸收液,吸收液经氯气氧化、蒸馏得到液溴;向氢氧化镁沉淀中加入盐酸,将氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到固体氯化镁,电解固体氯化镁得到金属镁和氯气。
【详解】A.由分析可知,制得液溴的过程中涉及的反应为氯气与溶液中的溴离子反应生成氯离子和溴、溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,由还原剂的还原性强于还原产物可知,还原性的强弱顺序为SO2>Br—>Cl—,故A正确;
B.由分析可知,用二氧化硫水溶液吸收溴发生的反应为溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+,故B正确;
C.海边主要成分为碳酸钙的贝壳经煅烧分解、与水反应可以制得廉价易得的石灰乳,所以将海水中的硫酸镁转化为氢氧化镁的试剂M应选用氢氧化钙,不能选用氢氧化钾,故C错误;
D.由分析可知,分离得到氢氧化镁的操作为过滤,过滤用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗和玻璃棒,故D正确;
故选C。
10.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法工艺,其流程图如下:
以下说法不合理的是
A.用热空气从含的海水中吹出利用了溴易挥发的性质
B.吸收的离子方程式:
C.Cl的非金属性强于Br,所以可以将氧化成
D.没有直接蒸馏含海水得到单质的主要原因是为了节能
【答案】B
【详解】A.溴易挥发,可以用热空气将其吹出,A正确;
B.HBr为强酸,离子方程式中应拆分,B错误;
C.Cl的非金属性强于Br,所以可以将氧化成,C正确;
D.溴水混合物中溴的浓度远大于含的海水中溴的浓度,此时蒸馏比较节能,D正确;
故选B。
考向2 绿色化学
1.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述正确的是
A.雾和霾的分散剂不同 B.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
C.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 D.雾霾的形成与过度施用氮肥无关
【答案】C
【详解】A.雾和霾的分散剂都是空气,A项错误;
B.NH3参与反应生成铵盐,是反应物,不是催化剂,B项错误;
C.雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵,C项正确;
D.过渡施用氮肥会增加大气中氮的含量,D项错误;
答案选C。
2.(23-24高一下·安徽六安霍山中学等校·期末)氮氧化物是大气污染物之一,如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理,下列说法不正确的是
A.过程I中NO既作氧化剂又作还原剂
B.过程Ⅱ中每生成1molO2时,转移电子的数目约为4×6.02×1023
C.过程中涉及的反应均为氧化还原反应
D.整个过程中Ni2+作催化剂
【答案】B
【分析】由图可知,过程I发生的反应为2Ni2++2NO=2Ni3++2O—+N2,过程Ⅱ发生的反应为2Ni3++2O—=2Ni2++O2↑,总反应为2NOO2+N2。
【详解】A.由分析可知,过程I发生的反应为2Ni2++2NO=2Ni3++2O—+N2,反应中氮元素的化合价降低被还原,氧元素的化合价升高被氧化,则一氧化氮既作反应的氧化剂又作反应的还原剂,故A正确;
B.由分析可知,过程Ⅱ发生的反应为2Ni3++2O—=2Ni2++O2↑,则过程Ⅱ中每生成1molO2时,转移电子的数目约为2×6.02×1023,故B错误;
C.由分析可知,过程I和过程Ⅱ涉及的反应均有元素发生化合价变化,均为氧化还原反应,故C正确;
D.由分析可知,消除氮氧化物的总反应为2NOO2+N2,整个过程中镍离子作反应的催化剂,故D正确;
故选B。
3.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中正确的是
A.煤的气化是物理变化,是高效、清洁地利用煤资源的重要途径
B.华为5G手机搭载的5nm“麒麟9000L”手机芯片的主要成分是二氧化硅
C.聚乙烯是生产食品保鲜膜的主要材料,可以用聚氯乙烯替代
D.苏打可用于生产普通玻璃,小苏打可用于焙制糕点
【答案】D
【详解】A.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,属于化学变化,A错误;
B.芯片的主要成分是单质硅,B错误;
C.聚氯乙烯在使用过程中会慢慢释放出氯化氢,造成食品污染,不能代替聚乙烯的使用,C错误;
D.生产普通玻璃的原材料有纯碱、石灰石和石英砂;小苏打可用于制作糕点,D正确;
故选D。
4.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)化学与职业息息相关,下列对于化学相关职业的理解不正确的是
A.电池研发与生产、生活和军事等领域的发展密切相关,研发人员的工作只需要研究电池的材料构成
B.化学科研工作者的工作是材料、生命、环境、能源和信息等现代科学技术发展的重要基础
C.化工工程师的主要工作是设计化工生产的工艺流程,并监控生产过程,及时解决生产中遇到的技术问题
D.环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染
【答案】A
【详解】A.电池研发与生产、生活和军事等领域的发展密切相关,研发人员的工作只需要研究电池的材料构成、充放电原理、使用寿命、环境友好等,故A错误;
B.化学是认识分子,制造分子,化学科研工作者的工作是材料、生命、环境、能源和信息等现代科学技术发展的重要基础,故B正确;
C.化工工程师的主要工作是设计化工生产的工艺流程,并监控生产过程,及时解决生产中遇到的技术、环境、产量、速率等一些列实际的问题等,故C正确;
D.环境保护工程师是指从事自然资源保护并使其得到合理利用,防止自然环境受到污染和破坏,对受到污染和破坏的环境进行综合治理,创造适合人类生活和工作环境的人员,故D正确;
答案选A。
5.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)“绿色化学”要求从源头减少或消除环境污染,改变“先污染后治理”的观念和做法。下列物质制取方案可以一步实现并符合“绿色化学”要求的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.铜与硝酸反应生成硝酸铜的同时会生成NO或等有毒气体,不符合“绿色化学”要求,故A项错误;
B.工业上可以通过乙烯水化法制乙醇,该反应为加成反应,所有原料都转化为产品,实现“零排放”,符合绿色化学要求,故B项正确;
C.HgS与反应生成Hg和,生成有毒性气体,不符合“绿色化学”的要求,故C项错误;
D.S与化合只能制得不能直接生成,故D项错误;
故选B。
6.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是
A.煤煤油 B.石油乙烯 C.油脂甘油 D.淀粉乙醇
【答案】C
【详解】A.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,干馏的过程不产生煤油,煤油是石油分馏的产物,A错误;
B.石油分馏是利用其组分中的不同物质的沸点不同将组分彼此分开,石油分馏不能得到乙烯,B错误;
C.油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐,C正确;
D.淀粉是多糖,其发生水解反应生成葡萄糖,D错误;
故答案选C。
考向3 化学与健康
1.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)下列关于药品使用说法错误的是
A.用于治疗胃酸过多症 B.阿司匹林用于解热镇痛
C.碳酸钡制剂用作“钡餐” D.葡萄糖用于缓解低血糖症状
【答案】C
【详解】A.可以和胃液中的盐酸发生中和反应,可用于治疗胃酸过多症,A项正确;
B.阿司匹林具有解热镇痛作用,B项正确;
C.碳酸钡会溶于胃酸,生成对人体有害的,C项错误;
D.低血糖指血液中葡萄糖含量偏低,注射葡萄糖注射液可以缓解低血糖症状,D项正确;
故选C。
2.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)化学知识与日常生活密切相关。下列说法错误的是
A.葡萄酒中可添加抗氧化
B.面食师傅使用作为膨松剂
C.口罩中的聚丙烯无纺布是高分子材料
D.药店处方药包装须标识“”
【答案】D
【详解】A.具有强还原性,故葡萄酒中可添加抗氧化,A正确;
B.受热分解产生气体,使面点疏松多孔,故面食师傅使用作为膨松剂,B正确;
C.聚丙烯是有机合成高分子材料,即口罩中的聚丙烯无纺布是高分子材料,C正确;
D.药店处方药包装须标识“R”,非处方药包装标识“”,D错误;
故选D。
3.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)下列说法不正确的是
A.可燃冰是甲烷的水合物,被认为是21世纪的高效清洁能源
B.煤的液化和煤的气化都是物理变化
C.药盒上标有“OTC”的为非处方药,消费者可以自行购买和使用
D.苯甲酸及其钠盐是常用的防腐剂
【答案】B
【详解】A.可燃冰是甲烷的水合物,燃烧只生成水和二氧化碳,被认为是21世纪的高效清洁能源,A正确;
B.煤的干馏、气化、液化均为化学变化,B错误;
C.OTC为非处方药,可以自行购买和使用,C正确;
D.苯甲酸及其钠盐是常用的防腐剂,但用量需要严格控制,D正确;
故选B。
4.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)化学与日常生活、工业生产、生命科学息息相关,下列说法不正确的是
A.食盐是常见的调味剂,也可作为防腐剂
B.蛋白质遇饱和硫酸钠溶液会变性
C.蜜蜂蜇人将蚁酸注入人体可涂抹肥皂缓解
D.草木灰和铵态氮肥不能混合使用,会降低肥效
【答案】B
【详解】A.食盐是常见的调味剂,由于食品中适当加入食盐,可以延长食品保质期,因此食盐也可作为防腐剂,A正确;
B.蛋白质遇轻金属盐溶液,如遇饱和硫酸钠溶液,会降低物质在水中的溶解度而结晶析出,析出的蛋白质再加入水时还能再重新溶解,这种现象叫盐析,而不是发生变性,B错误;
C.蜜蜂蜇人时会将蚁酸注入人体,可利用酸碱中和反应的原理,在叮咬处涂抹呈碱性物质的肥皂水溶液进行缓解,C正确;
D.草木灰主要成分是K2CO3,其水溶液显碱性,当其和铵态氮肥混合时,铵态氮肥中的铵根离子会转化为氨气逸出,导致肥效降低,因此草木灰不能混合使用,D正确;
故合理选项是B。
5.(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)化学与日常生活、工业生产、生命科学息息相关,下列说法正确的是
A.食盐是常见的调味剂,但不可作为防腐剂
B.工业冶炼铝的方法是加入冰晶石电解熔融的氯化铝
C.糖类、油脂、蛋白质都是人体所需营养物质,均属于天然有机高分子
D.有“OTC”标识的药物为非处方药,消费者不需要凭医生处方,可自行购买和使用
【答案】D
【详解】A.食盐是常见的调味剂,也可作为防腐剂,用食盐腌制食品将食物脱水以后达到防腐的目的,A错误;
B.工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼,B错误;
C.蛋白质是天然高分子化合物,油脂虽然相对分子质量较大,但比高分子化合物要小得多,油脂不属于高分子化合物,C错误;
D.非处方药包装上有“OTC”标识,无需医生处方,可自行购买,D正确;
故选D。
6.(23-24高一下·安徽芜湖·期末)化学与生活、生产息息相关,下列有关叙述正确的是
A.非处方药的包装上印有“OTC”标识
B.煤的干馏和石油的分馏都是物理变化
C.可用电解饱和食盐水的方法冶炼金属钠
D.海水资源的综合利用涉及制盐、制取镁和溴等,其过程中均涉及氧化还原反应
【答案】A
【详解】A.“OTC”标识代表非处方药物,不需要医生医嘱就可以买到,故A正确;
B.煤的干馏是化学变化,故B错误;
C.电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气,得不到钠,应该电解熔融氯化钠,故C错误;
D.制盐过程中粗盐提纯涉及多个复分解反应,不涉及氧化还原反应,制取镁和溴中涉及氧化还原反应,故D错误;
答案选A。
7.(23-24高一下·安徽六安第一中学·期末)下列有关说法正确的数目有
①重金属盐使蛋白质分子变性,所以吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)会引起中毒
②石油通过分馏得到的汽油是纯净物
③裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色
④煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料
⑤煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等
⑥淀粉加入稀硫酸水解后,立即加入新制氢氧化铜溶液,可检验水解产物是否有葡萄糖
⑦通常用电解熔融氯化铝的方法制取铝
⑧向氯化亚铁溶液中加入酸性高锰酸钾可验证Fe2+的还原性
⑨向某溶液中滴加稀溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,可证明溶液中无
⑩SO2具有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂
A.1 B.2 C.3 D.5
【答案】B
【详解】①重金属盐使蛋白质分子变性,但是 “钡餐”(主要成分是硫酸钡)不溶于胃酸(盐酸),不会溶解,所以吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒,①错误;
②石油通过分馏得到的汽油是混合物,②错误;
③直馏汽油中主要为饱和烃,不可以与溴水反应使其褪色,③错误;
④煤的气化、液化均为化学变化,④错误;
⑤煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等,⑤正确;
⑥使用新制氢氧化铜溶液检验水解产物是否有葡萄糖需要在碱性环境下进行,应先用氢氧化钠溶液调pH至碱性,⑥错误;
⑦通常用电解熔融氧化铝的方法制取铝,⑦错误;
⑧Cl-也具有还原性,故不能向氯化亚铁溶液中加入酸性高锰酸钾可验证Fe2+的还原性,⑧错误;
⑨检验是向溶液中滴加浓NaOH溶液并加热,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,证明有,⑨错误;
⑩SO2具有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂,⑩正确;
故共有2项正确,答案选B。
1.(23-24高一下·安徽合肥第一中学十联考·期末)海洋约占地球面积的71%,其中水资源和其它化学资源具有十分巨大的开发潜力。
I.我国海水制盐有着悠久的历史。目前,从海水中制得的氯化钠除了供食用,还作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。
(1)海水晒盐获取的粗盐通常含、、、泥沙等杂质,除去以上杂质的步骤如下,合理的顺序为_______(填字母)
①将粗盐溶于水,再过滤 ②加入过量的溶液 ③加入过量的盐酸
④加入过量的溶液 ⑤过滤 ⑥加入过量的NaOH溶液 ⑦蒸发结晶
A.①②④⑥⑤③⑦ B.①④②⑥⑤③⑦
C.①④⑥②⑤③⑦ D.①②⑥④⑤③⑦
(2)如何判定粗盐提纯过程中已沉淀完全?
(3)实验室模拟侯氏制碱法的装置如图,写出广口瓶中发生反应的化学方程式: 。
II.海水中溴元素主要以形式存在,工业上从海水中提取溴的流程如下:
(4)将吹出后的含的空气按一定速率通入吸收塔,用和水进行吸收,写出吸收反应的离子方程式: 。
(5)吸收后的空气进行循环利用。吹出时,吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示。流量过大,吹出率反而下降的原因是: 。
(6)工业上也可用溶液代替二氧化硫水溶液吸收,完成下列化学方程式 :
。
当有被氧化时,则参加反应的的物质的量为 。
【答案】(1)BC
(2)取待测液滴加盐酸酸化后,滴加氯化钡溶液,观察是否有沉淀生成,若没有沉淀生成说明已沉淀完全
(3)NaCl(饱和)+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(4)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+
(5)过量的SO2随“吸收Br2后的空气”进入“吹出”步骤,与溴反应,使溴吹出率下降
(6) 3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2 6
【分析】Ⅱ海水蒸发浓缩酸化得到浓缩海水,通入氯气氧化Br-得到含溴单质的混合溶液,利用热空气吹出Br2,Br2被SO2及H2O吸收得到含HBr的混合溶液,向其中通入氯气氧化得到溴单质,富集溴元素得到含Br2的混合溶液,然后蒸馏得到溴单质。
【详解】(1)海水晒盐获取的粗盐通常含、、、泥沙等杂质,先经过过滤除去泥沙,再加入过量氯化钡除去,再加氢氧化钠除去、,在加入过量碳酸钠除去过量钡离子,经过过滤后加入盐酸除去过量氢氧化钠,蒸发结晶过后得到目标产物,考虑到过量除杂试剂的后期处理,碳酸钠必须加在氯化钡之后,综上分析顺序应为:①④⑥②⑤③⑦,①④②⑥⑤③⑦,故选BC;
(2)判定粗盐提纯过程中已沉淀完全,取待测液滴加盐酸酸化后,滴加氯化钡溶液,观察是否有沉淀生成,若没有沉淀生成说明已沉淀完全;
(3)a通入氨气,b通入二氧化碳,反应生成碳酸氢钠与氯化铵,方程式为:NaCl(饱和)+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(4)吹出的Br2用SO2、H2O吸收得到HBr、H2SO4,根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒,结合物质的拆分原则,可知该反应的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+;
(5)根据吹出时,Br2吹出率与吸收塔中SO2流量的关系图可知:如果SO2流量过大,Br2吹出率反而下降,原因是过量的SO2随“吸收Br2后的空气”进入“吹出”步骤,与溴反应,使溴吹出率下降;
(6)Na2CO3溶液吸收Br2,Br2最终转化为NaBrO3和NaBr,反应的化学方程式为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2,该反应中Br发生歧化反应,Br2→NaBrO3时,Br2发生氧化反应,根据方程式可知Br2:NaBrO3=3:1,当有被氧化时,则参加反应的的物质的量为6mol。
2.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)氯化钠是一种非常重要的钠盐。实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体。某学生设计了如图方案,请回答下列问题。
(1)“加热”过程中发生反应的化学方程式为 。
(2)试剂1为 (填化学式),试剂2为 (填化学式)。
(3)“过滤时,滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)“滤液”中加入盐酸时发生反应的离子方程式为 。
(5)“加热煮沸”的作用是 。
(6)从溶液中得到晶体的方法是 。
【答案】(1)
(2) 或
(3)
(4)(若试剂1选择,还有)
(5)除去过量的HCl
(6)蒸发结晶
【分析】加热混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体,碳酸氢铵分解生成二氧化碳、氨气和水蒸气,残留物中含有氯化钠和硫酸钠,除去硫酸钠可以选用氯化钡或氢氧化钡,为了保证硫酸根被除净,所加的氯化钡是过量的或氢氧化钡,选用碳酸钠除去过量的氯离子,为了除尽钡离子,所加的碳酸钠是过量的,多余的碳酸根离子(氢氧根)可以用盐酸来除,最后加热煮沸溶液除去过量的氯化氢,据此分析解答。
【详解】(1)“加热”过程中,碳酸氢铵分解生成二氧化碳、氨气和水蒸气,发生反应的化学方程式为;
(2)由上述分析可知,试剂1为或,试剂2为;
(3)过滤时,滤渣的主要成分是和;
(4)“滤液”中加入盐酸的作用是除掉之前多余的碳酸钠,如果之前加入了氢氧化钡,盐酸与氢氧根也会反应,发生反应的离子方程式为(若试剂1选择,还有);
(5)“加热煮沸”的作用是除去过量的HCl;
(6)的溶解度随温度的变化不大,从溶液中得到晶体的方法是蒸发结晶。
3.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,下面是提取镁的流程图:
其中,的熔点为2800℃,MgCl2的熔点为712℃
(1)从海水中获取淡水最常用的方法是 。
(2)操作A是 ,试剂a为 (填化学式)。
(3)由无水制取金属镁的化学方程式为 。
(4)下列试剂中,能用于检验氯化镁中是否含水的是: (填选项)。
A. B.无水硫酸铜 C.浓硫酸
【答案】(1)蒸馏法
(2) 过滤 HCl
(3)
(4)B
【分析】生石灰氧化钙溶于水生成氢氧化钙,加入海水中沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,熔融电解得到金属镁,据此回答。
【详解】(1)从海水中获取淡水最常用的方法是蒸馏法;
(2)分离不溶于水的固体和液体,可用过滤的方法,从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法;从氢氧化镁到氯化镁,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,加入的足量试剂a是HCl;
(3)无水MgCl2在熔融状态下,电解会产生Mg和Cl2,反应方程式为:;
(4)能用于检验氯化镁中是否含水的是无水硫酸铜,遇到水,白色固体变为蓝色,故答案为:B。
4.(23-24高一下·安徽安庆一中·期末)我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目:
(1)根据图甲所示,写出盐卤中含量较多的两种盐的化学式: 、 。
(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线,已知时,和的溶解度分别为M、N则它们溶解度大小的关系为 ;将盐卤加热到以上,根据溶解度曲线,首先析出的晶体应是 。
(3)化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如下所示:
“操作①”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来,操作①的名称是 。氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为 。操作②的名称是 。
(4)用电解熔融的氯化镁的方法制备金属镁。假设生产过程中镁元素没有损失,则卤水可制备镁 g。
【答案】(1)
(2) 相等
(3) 过滤 蒸发浓缩、冷却结晶
(4)4.8
【分析】贝壳含碳酸钙,高温分解生成A为CaO,CaO和水反应生成Ca(OH)2,卤水与Ca(OH)2生成Mg(OH)2沉淀,加入试剂B为稀盐酸反应生成MgCl2和水,经过蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁结晶物,加热分解生成氯化镁,在熔融状态下电解氯化镁生成镁和氯气;
【详解】(1)从甲图中可以看出1000g盐卤中含有的NaCl、、、KCl分别为163.0g、142.5g、60.0g、22.0g。由此可见,含量较多的两种盐是NaCl、;
(2)在t1℃时,KCl和的溶解度曲线相交,溶解度相等;t2℃以后,的溶解度随着温度的升高而降低,故升高到一定温度时首先析出的是;
(3)分离固体与液体混合物应用过滤方法,由于最终得到的是氯化镁,因此试剂B是盐酸,则氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为;而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发浓缩、冷却结晶;
(4)制备金属镁应该电解熔融的,如果电解氯化镁溶液则得到的不是镁,而是氢气,因此乙同学能够成功地制备金属镁;根据卤水中镁元素守恒,可以得出电解所得到的镁的质量为。
5.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)下列离子方程式正确的是
A.将通入溶液中,当溶液中消耗了一半时,发生的总反应离子方程式:
B.溶于稀硝酸中:
C.向溶液通入足量:
D.工业电解熔融氯化铝冶炼铝单质:
【答案】A
【详解】A.将通入溶液中,当溶液中消耗了一半时,总反应的离子方程式:,A正确
B.FeS溶于稀硝酸,亚铁离子被氧化为铁离子,硫离子被氧化为硫酸根离子,离子方程式为
,B错误;
C.溶液通入足量二氧化硫,发生归中反应生成硫单质和水,,C错误;
D.工业电解熔融氧化铝冶炼金属铝,,D错误;
故答案选A。
6.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)《梦溪笔谈》是北宋科学家沈括的著作,书中详细记载了我国劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果,被称为“中国科学史的里程碑”,沈括则被称为“中国整部科学史中的卓越人物”.下列工艺不可能被记载的是
A.湿法炼铜 B.炼铁 C.电解法冶炼铝 D.海水晒盐
【答案】C
【详解】A.古代劳动人民很早就认识到铜盐溶液中的铜能被铁置换出来,从而发明了湿法炼铜,A不符合题意;
B.我国发明生铁冶炼技术是在春秋时期,B不符合题意;
C.电能出现的时间是19世纪70年代,电解法冶炼铝是在19世纪末发明的,古代不可能存在电解法冶炼铝的工艺,C符合题意;
D.我们的祖先在神农氏时代就开始利用海水晒盐,D不符合题意;
故选C。
7.(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)铝是一种重要的金属材料和化工原料,某些含铝化合物是有机合成的重要催化剂。回答下列问题:
(1)工业上冶炼金属铝的原料是,该冶炼反应的化学方程式是 ;下列金属的冶炼方法与上述金属铝的冶炼方法相似的是 (填标号)。
a. b.NaCl→Na c. d.CuO→Cu
(2)沸石(含铝化合物)作为催化剂可促进甲烷、水蒸气合成甲醇:,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的甲烷、水蒸气混合气,在沸石催化剂和一定条件下发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a.体系中混合气体的密度不变
b.体系中混合气体的平均摩尔质量不变
c.反应速率
d.体系中混合气体的压强不变
(3)某同学在实验室中探究Al作为原电池电极的作用,实验设计及操作、现象如下(图示中电流表的M极为除Al之外的另外一个金属电极):
实验序号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
Al、Mg
稀盐酸
向右偏转
2
Al、Cu
稀盐酸
向左偏转
3
Al、Zn
浓硝酸
向右偏转
4
Al、Mg
NaOH溶液
向左偏转
①实验1中,负极反应式为 。
②实验2中,Al电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。
③实验3中,外电路中电子的移动方向:沿导线从 (填“Al移向Zn”或“Zn移向Al”)。
④实验4中,Al电极反应式为 。
【答案】(1) b
(2)c
(3) 负极 Zn移向Al
【详解】(1)Al为活泼金属,工业上采用电解熔融冶炼Al,化学方程式是;,只需加热分解即可,、均需加入还原剂(如焦炭、),在加热条件下才能得到金属单质,Na为活泼金属,需通过电解熔融NaCl得到Na,b项符合题意,故答案为:b;
(2)甲烷、水蒸气合成甲醇:,该反应为气态分子数不变的反应,且在恒温恒容密闭容器中进行。
a.体系中混合气体的密度,由于气体质量不变、体积不变,所以任意时刻密度为定值,体系中混合气体的密度不变,该反应不一定达到平衡状态,故a错误;
b.体系中混合气体气体质量不变、n不变,所以任意时刻平均摩尔质量为定值,体系中混合气体的平均摩尔质量不变,该反应不一定达到平衡状态,故b错误;
c.任意时刻,当反应速率说明,该反应达到平衡状态,故c正确;
d.该反应为气态分子数不变的反应,在恒温恒容密闭容器中进行,体系中混合气体的压强始终不变,所以体系中混合气体的压强不变,该反应不一定达到平衡状态,故d错误;
故答案为:c;
(3)①实验1中,Mg比Al活泼,负极为Mg失电子,电极反应式为;
②实验2中,Al比Cu活泼,Al失电子,是电池负极;
③实验3中,Al在浓硝酸中钝化,表面的氧化膜阻止了Al与浓硝酸进一步反应,故负极为Zn,则电子从Zn移向Al;
④实验4中,Al与NaOH溶液反应,负极为Al,Al电极反应式为。
8.(23-24高一下·安徽太和中学·期末)金属矿物资源的利用有着非常重要的意义。回答下列问题:
(1)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是______(填字母)。
A. B.
C. D.
(2)白口铁(镀锌铁)在生产、生活中有广泛应用。某小组以菱锌矿(主要成分是,以及CuO、FeO、MgO和等)制备白口铁的流程如下:
已知“浸取”后溶液中金属阳离子有、、、、。
①“浸取”前将菱锌矿粉碎的目的是 。
②“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)。
③“滤渣3”中主要成分是和,写出“氧化”时发生反应的离子方程式: 。
④加Zn时转化的离子方程式为 。
⑤取一定量的白口铁样品于试管中,加入足量稀硫酸,收集到标准状况下11.424L气体;再加入过量溶液,最后加入适量氨水使其恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥后得到54.49g固体,该白口铁样品中铁的质量为 g(结果保留一位小数)。
【答案】(1)A
(2) 提高浸取速率 SiO2 3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+ Zn+Cu2+=Zn2++Cu 28.0
【分析】由题给流程可知,向菱锌矿中加入硫酸溶液酸浸,金属元素转化为可溶的硫酸盐,二氧化硅与硫酸溶液不反应,过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液;向滤液中加入氧化钙调节溶液pH为5,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化钙、氢氧化铁、硫酸钙的滤渣和滤液;向滤液中加入高锰酸钾溶液,将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀,高锰酸根离子转化为二氧化锰沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、二氧化锰的滤渣和滤液;向滤液中加入锌粉,将溶液中的铜离子转化为铜,过滤得到含有铜的滤渣和滤液;滤液经脱钙镁后,过滤得滤液;电解滤液,在阴极得到锌。
【详解】(1)A.工业上用电解熔融的氧化铝制得铝,电解时还要加入冰晶石降低氧化铝熔点,反应的化学方程式为,故错误;
B.工业上用电解熔融氯化钠的方法制得金属钠,反应的化学方程式为,故正确;
C.工业上用一氧化碳高温条件下还原氧化铁的方法制得铁,反应的化学方程式为,故正确;
D.工业上用加热氧化汞的方法制得汞,反应的化学方程式为,故正确;
(2)①“浸取”前将菱锌矿粉碎可以增大固体表面积,有利于增大反应物的接触面积,提高浸取速率,故答案为:提高浸取速率;
②由分析知,滤渣1的主要成分为二氧化硅,故答案为:SiO2;
③由分析知,“氧化”时加入高锰酸钾溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀,高锰酸根离子转化为二氧化锰沉淀,反应的离子方程式为3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,故答案为:3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+;
④由分析知,加入锌粉的目的是将溶液中的铜离子转化为铜,反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故答案为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu;
⑤由题意可知,向白口铁样品中加入足量稀硫酸时,锌和铁与稀硫酸反应生成氢气,得到含有硫酸锌和硫酸亚铁的混合溶液,向混合溶液中加入过氧化氢溶液将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子后,加入适量氨水,将溶液中的铁离子和锌离子转化为氢氧化锌和氢氧化铁沉淀,设白口铁样品中锌的物质的量为amol、锌的物质的量为bmol,由氢气的体积可得:a+b=,由氢氧化铁和氢氧化锌的质量可得:107a+99b=54.49,解得a=0.5、b=0.01,则白口铁样品中铁的质量为0.5mol×56g/mol=28.0g,故答案为:28.0。
9.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)科学家越来越重视氮的氧化物对环境带来的污染问题。氮元素的各种价态与物质类别的对应关系如图所示。
(1)A的化学式为 ,图中的物质属于离子化合物的是 (填化学式)。
(2)工业上用经过一系列反应制取硝酸。这一转化过程的第一步反应的化学方程式为 。
(3)铵态氮肥在存储和使用时,不能与熟石灰、草木灰(主要成分为)等碱性物质混合,其主要原因是___________(填字母)。
A.混合后生成不溶性物质,降低肥效 B.混合后增加土壤碱性
C.混合后会放出氨气,降低肥效 D.混合后会造成钾元素的损失,降低肥效
(4)一定条件下,在恒容密闭容器中发生可逆反应。下列情况能说明该反应一定达到化学平衡的是 (填序号)。
①
②
③体系的压强不再发生变化
④混合气体的密度不变⑤3 mol H-H键断裂的同时有2 mol N-H键也断裂
(5)汽车尾气中含有CO、有毒气体,在催化剂作用下,它们可以相互反应生成两种无毒气体,该反应的化学方程式为 。
(6)活性炭也可对汽车尾气进行处理,原理为。一定条件下,在容积为1L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4 mol 和0.6 mol ,10 s后反应达到平衡状态,测得NO的物质的量为0.2 mol。该条件下,0~10 s内平均反应速率 ;的平衡转化率为 。
【答案】(1) 、
(2)
(3)C
(4)②③
(5)
(6) 0.02 mol/(L∙s) 50%
【详解】(1)A是化合价为+5价的氮的氧化物,则为N2O5;离子化合物含有金属离子或铵根,则NaNO3、NH4Cl是离子化合物;故答案为:N2O5;NaNO3、NH4Cl。
(2)工业上用NH3经过一系列反应制取硝酸,先将氨气催化氧化生成一氧化氮,反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O。
(3)铵态氮肥在存储和使用时,不能与熟石灰、草木灰(主要成分为K2CO3)等碱性物质混合,因为熟石灰含有OH-,碳酸钾水解后生成OH-,OH-与反应生成NH3,氮肥效用降低,综上所述C正确;故答案为:C。
(4)①化学平衡时各组分浓度不变,正逆反应速率相等,当v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2无法证明各组分浓度是否变化和正逆反应速率是否相等,故①错误;
②化学反应速率之比等于化学计量数之比,2v正(N2)=v正(NH3),当2v正(N2)=v逆(NH3)时,v正(NH3)=v逆(NH3),故反应达到平衡,故②正确;
③反应前后计量数之和不相等,则反应过程中压强发生变化,当体系的压强不再发生变化说明反应已经平衡,故③正确;
④反应过程中气体总质量不变,体积不变,故混合气体的密度一直不变,故④错误;
⑤3 mol H-H键断裂时消耗3molH2,同时生成2molNH3,当化学平衡时同时消耗2molNH3,有6 mol N-H键断裂,故⑤错误;
综上所述②③正确;故答案为:②③。
(5)汽车尾气中含有CO、NOx有毒气体,在催化剂作用下,它们可以相互反应生成两种无毒气体,分别为N2和CO2,故方程式为2xCO+2NOx2xCO2+N2;故答案为:2xCO+2NOx2xCO2+N2。
(6)起始时充入0.4 mol C(s)和0.6 mol NO(g),10 s后反应达到平衡状态,测得NO的物质的量为0.2 mol,NO的消耗量为n(NO)=0.6mol-0.2mol=0.4mol,则v( NO)=;根据方程式可知,消耗C(s)的物质的量为NO(g)物质的量的一半,为n(C)=0.5 n(NO)=0.5×0.4mol=0.2mol,则C(s)的转化率为=50%;故答案为:0.02 mol·L-1∙s-1;50%。
10.(22-23高一下·安徽滁州定远县育才学校·期末)某化学兴趣小组利用NaI溶液中通入少量Cl2得到含碘废液,再利用含碘废液获取NaI固体,实验流程如下:
已知反应②:2I﹣+2Cu2+++H2O=2CuI↓++2H+。
回答下列问题:
(1)过滤实验所需要的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、 。
(2)反应③中CuI被氧化,还原产物只有NO2,该反应的化学方程式为 。
当有95.5 g CuI参与反应,则需要标况下 L的O2才能将生成的NO2在水中完全转化为硝酸。
(3)化合物B中含两种元素,铁原子与另一种元素原子的物质的量之比为3∶8,则化合物B的化学式为 。
(4)反应⑤中生成黑色固体和无色气体,黑色固体的俗称为磁性氧化铁,则反应⑤的化学方程式为 。
(5)将足量的Cl2通入含12 g NaI的溶液中,一段时间后把溶液蒸干得到固体的质量为 g。
【答案】 玻璃棒 2CuI+8HNO3(浓)2Cu(NO3)2+4NO2↑+I2+4H2O 5.6 Fe3I8 Fe3I8+8NaHCO3Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O 4.68
【分析】碘废液加入亚硫酸钠和饱和硫酸铜溶液,发生氧化还原反应生成CuI固体,加入浓硝酸,可得到碘,然后加入铁粉和水,得到含铁化合物B,化合物B中含两种元素,铁元素原子与另一种元素原子的物质的量之比为3:8,则应为Fe3I8,加入碳酸氢钠溶液可得到NaI溶液,同时得到黑色固体Fe3O4,滤液经蒸发、结晶得到NaI固体,以此解答该题。
【详解】(1)过滤实验所需要的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒,玻璃棒用于引流;
(2)反应③中CuI被氧化生成硝酸铜和单质碘,还原产物只有NO2,该反应的化学方程式为2CuI+8HNO3(浓)=2Cu(NO3)2+4NO2↑+I2+4H2O,当有95.5g CuI参与反应,即n(CuI)=95.5g÷191g/mol=0.5mol,由方程式可知生成1molNO2,则通入氧气发生反应4NO2+2H2O+O2=4HNO3,消耗0.25mol氧气,标况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
(3)化合物B中含两种元素,铁元素原子与另一种元素原子的物质的量之比为3:8,根据原子守恒可知另一种元素为I,则化合物B的化学式为Fe3I8;
(4)反应⑤中生成黑色固体和无色气体,黑色固体的俗称为磁性氧化铁,应为四氧化三铁,无色气体为二氧化碳,则反应⑤的化学方程式为Fe3I8+8NaHCO3=Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O;
(5)n(NaI)=12g÷150g/mol=0.08mol,则与足量氯气反应生成0.08molNaCl,则m(NaCl)=0.08mol×58.5g/mol=4.68g。
【点睛】本题考查物质的制备,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,明确物质的性质、注意把握实验的流程和制备原理是解答的关键,方程式的书写是解答的易错点和难点。
11.(22-23高一下·安徽宣城·期末)常用于制药和食品添加剂。以海带为原料提取高纯度碘单质并制备的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸化”时稀硫酸的作用是 。
(2)分离和S的混合物得到溶液的试剂和方法如下,正确的是 (填标号)。
选项
试剂
方法
a
二硫化碳
分液
b
酒精
分液
c
溶液
过滤
(3)利用下图装置完成与反应制备。
①溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
②三颈烧瓶中产生的正确操作顺序为 (填标号)。
a.旋开活塞K,通入 b.加入稀硫酸 c.加入溶液
(4)产品纯度测定。
准确称取样品溶于水配成溶液,量取溶液于锥形瓶中,加入足量用稀硫酸酸化的溶液,摇匀,置于电热板上加热煮沸(常补加热水以保持溶液体积基本不变)。待紫色碘蒸气消失后,再煮沸5分钟,取下放置几分钟,冷却至室温。加入适量的硫酸和磷酸的混合液,用标准溶液反应至完全(还原产物只有),消耗标准溶液。该产品的纯度为 (用含w,V的式子表示)。
【答案】(1)作反应物且提高氧化剂的氧化能力
(2)a
(3) cab
(4)
【分析】含I-的海带浸出液,加硫酸酸化后加氧化剂把I-氧化为I2,加有机萃取剂萃取,得I2的有机溶液,加氢氧化钠反萃取,得KIO3、KI溶液,加硫酸酸化得到I2的悬浊液,过滤得到粗碘,粗碘提纯为纯碘,加KOH、H2S得到KI和S的混合物,用CS2溶解分液,得KI溶液。
【详解】(1)“酸化”时稀硫酸的作用是:作反应物且提高氧化剂的氧化能力;
(2)S易溶于CS2,CS2难溶于水,和S的混合物加入CS2,分液得到溶液,选a;
(3)①溶液与H2S反应生成CuS沉淀和硫酸,溶液的作用是吸收H2S,反应的离子方程式为。
②三颈烧瓶中先加入溶液产生生成KIO3和KI,通入H2S把KIO3还原为KI,滴入稀硫酸酸化,得到,正确顺序为cab。
(4)根据得失电子守恒,得反应关系式6I-~6Fe2+~K2Cr2O7,用标准溶液反应至完全(还原产物只有),消耗标准溶液,则溶液中n(KI)=0.1mol/L×V×10-3×6=6V×10-4mol。该产品的纯度为。
12.(22-23高一下·安徽六安第一中学·期末)科学、安全、有效和合理地开发自然资源,对生产、生活有重要价值。请回答下列问题:
(1)活性炭吸附法是工业提取碘的方法之一,其流程如下:
已知:pH=2时,I.NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,同时生成NO
II.
①氧化过程的离子方程式为 。
②根据I2的特性,分离操作X应为 、冷却结晶。
③酸性KMnO4是常用的强氧化剂,但该方法中却选择了价格较高的NaNO2,原因是 。
(2)以金红石(主要成分为TiO2)为原料,制取Ti的工艺流程如图所示:
①I在高温条件下进行,产物中有一种可燃性无色气体。I中反应的化学方程式为 。
②II中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图所示,则反应适宜的温度为 ℃。
③II中氩气的作用是 。
④海绵钛除杂时得到的MgCl2可以循环使用,在上述工艺流程中可循环使用的物质还有 (填化学式)。
【答案】(1) 升华(或加热) 酸性KMnO4会继续氧化I2
(2) 1000 作保护气,防止Mg和Ti被氧化 Mg、Cl2
【分析】含I-的卤水用NaNO2氧化为I2,用活性炭吸附I2,低温干燥,加热升华、冷却结晶,得到粗碘。TiO2、焦炭、氯气在高温条件下进行生成TiCl4,用镁还原TiCl4生成氯化镁和海绵钛,电解熔融氯化镁生成镁和氯气。
【详解】(1)①pH=2时,NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,同时生成NO,I元素化合价由-1升高为0、N元素化合价由+3降低为+2,根据得失电子守恒,氧化过程的离子方程式为。
②I2易升华,根据I2的特性,分离操作X应为升华、冷却结晶。
③pH=2时,NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,酸性KMnO4是常用的强氧化剂,酸性KMnO4会继续把I2氧化为I的高价化合物,所以该方法中却选择了价格较高的NaNO2。
(2)①TiO2、焦炭、氯气在高温条件下进行生成TiCl4,产物中有一种可燃性无色气体,该可燃性气体是CO,则I中反应的化学方程式为。
②根据II中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线,800℃ Ti的提取率低,1000℃和1500℃ Ti提取率相差不大,从能源消耗的角度,反应适宜的温度为1000℃。
③II中氩气的作用是作保护气,防止Mg和Ti被氧化。
④根据工艺流程,可循环使用的物质还有Mg、Cl2。
13.(22-23高一下·安徽阜阳·期末)化工专家侯德榜发明的“侯氏制碱法”为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,其工艺流程如图所示。回答下列问题。
(1)“吸氨塔”和“碳酸化塔”能否互换顺序? (填“能”或“不能”)。
(2)写出“碳酸化塔”中发生反应的化学方程式: 。
(3)该工艺流程中可得到的产品为 、 。(写化学式)
(4)在实验室模拟上述流程,“焙烧”操作的装置可以是图中___________(填字母序号)。
A. B. C.
(5)根据如图的溶解度曲线分析,分离氯化铵和氯化钠混合溶液的操作是 、 、过滤等。
【答案】(1)不能
(2)
(3)
(4)A
(5) 蒸发浓缩 降温结晶
【分析】氨气极易溶于水,水溶液显碱性,可以吸收更多的二氧化碳,在“碳酸化塔”中发生反应氨气、水、氯化钠、二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠溶解度较小结晶析出,可以过滤分离出去碳酸氢钠和母液;
【详解】(1)氨气极易溶于水,水溶液显碱性,可以吸收更多的二氧化碳,故“吸氨塔”和“碳酸化塔”不能互换顺序;
(2)“碳酸化塔”中发生反应为氨气、水、氯化钠、二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵,化学方程式:;
(3)由分析可知,该工艺流程中可得到的产品为、;
(4)“焙烧”操作需要坩埚,装置可以是图中A;
(5)氯化铵溶解度受温度影响较大,故分离氯化铵和氯化钠混合溶液的操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等,
14.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)海水的综合利用是当今的热点话题之一。
Ⅰ.利用海水可以解决煤燃烧过程中排放的造成的环境问题。其工艺流程如图所示:
(1)天然海水吸收含硫的烟气后,会溶有、等分子或离子,需要用氧气进行氧化处理,写出参加反应的离子方程式 。
(2)氧化后的海水需用大量天然海水与之混合后才能排放。该操作的主要目的是 。
Ⅱ.从海水中提取粗盐后的母液中含有、和等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
(3)从离子反应的角度思考,在母液中加入石灰乳的作用是 。
(4)电解熔融无水氯化镁所得镁蒸气在特定环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是___________(填字母)。
A. B. C.Ar D.水蒸气
Ⅲ.海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图:
(5)灼烧海带时盛装海带的仪器名称是 。步骤③的分离操作为 。
(6)写出步骤④反应的离子方程式 。
【答案】(1)
(2)中和、稀释经氧化后海水中生成的酸
(3)沉淀[或制取沉淀]
(4)C
(5) 坩埚 过滤
(6)
【分析】Ⅰ.天然海水在吸收塔中吸收含硫的烟气后,会溶有、等分子或离子,需要用氧气进行氧化处理。氧化后的海水中含有硫酸,酸性较强,需要用大量呈弱碱性的天然海水与之混合,进行中和、稀释后才能排放。
Ⅲ.灼烧后的海带灰加水浸泡,得到海带灰悬浊液,过滤后所得滤液为含I-的水溶液,加H2O2和稀硫酸,将I-氧化为I2,加苯或CCl4溶液进行萃取,静置分层后分液得到含I2的有机溶液。
【详解】(1)被氧气氧化为,反应的离子方程式为,故答案为:。
(2)氧化后的海水中含有硫酸,酸性较强,需要用大量的天然海水(呈弱碱性)与之混合后才能排放,其目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸,故答案为:中和、稀释经氧化后海水中生成的酸。
(3)在母液中加入石灰乳,可将Mg2+转化为沉淀,则石灰乳所起的作用是沉淀Mg2+[或制取Mg(OH)2沉淀],故答案为:沉淀Mg2+[或制取Mg(OH)2沉淀]。
(4)镁蒸气与O2、N2、水蒸气都能发生反应,而与惰性气体Ar不反应,因此可选用Ar作为镁蒸气的冷却剂,故选C。
(5)灼烧需在坩埚中进行,所以盛装海带的仪器为坩埚;海带灰悬浊液经步骤③过滤后,可分离得到含I-的水溶液,即该分离操作为过滤;故答案为:坩埚;过滤。
(6)步骤④中,I-被H2O2在酸性溶液中氧化为I2,反应的离子方程式为,故答案为:。
15.(22-23高一下·安徽芜湖·期末)我国提出在2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。将转化为甲烷或甲醇有助于碳中和的实现。
(1)科学家们经过探索实践,建立了如图所示的新循环体系:
根据上图分析,下列相关说法正确的是___________。
A.化学变化中质量和能量都是守恒的
B.将还原为甲醇能有效促进“碳中和”
C.和生成甲烷的反应中原子利用率为100%
D.无机物和有机物可以相互转化
(2)在容积为的恒温密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,测得和的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0
0.50
0.65
0.75
0.75
1
0.50
0.35
a
0.25
①下列说法正确的是 。
A.反应达到平衡后,反应不再进行
B.改变条件,可以100%转化为
C.使用催化剂可以增大反应速率,提高生产效率
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
②a= ;内, 。
③第时 (填“>”“<”或“=”)第时。
(3)某种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。通入的一极为电源的 极,该电池负极反应式为 。当电路中累计有电子通过时,理论上消耗氧气的体积为(在标准状况下) L。
【答案】(1)ABD
(2) CD 0.25 >
(3) 正 5.6
【详解】(1)A.化学变化遵循能量守恒定律和质量守恒定律,其中质量和能量都是守恒的,选项A正确;
B.将CO2还原为甲醇可以将其利用并不进行二氧化碳的排放,有利于碳中和,选项B正确;
C.CO2和H2生成甲烷的反应中还有水产生,原子利用率不是百分百,选项C不正确;
D.将CO2还原为甲烷或甲醇,甲烷或甲醇燃烧生成二氧化碳,可以证明无机物和有机物可以相互转化,选项D正确;
答案选ABD;
(2)①A.反应达到平衡后,反应正逆反应速率相等,且不等于零,反应仍在进行,选项A错误;
B.该反应为可逆反应,CO2不可能100%转化为CH3OH,选项B错误;
C.使用催化剂虽然不能增大转化率,但可以增大反应速率,提高生产效率,选项C正确;
D.通过调控反应条件,促使平衡正向移动,可以提高该反应进行的程度,选项D正确;
答案选CD;
②,达到平衡时,CO2的物质的量为0.25mol,a=0.25,3-6min内,CO2物质的量减少0.15mol,;③第3min时反应没有达到平衡,第9min时反应达到平衡,第9min甲醇正反应速率等于逆反应速率,第3min时反应物浓度大,正反应速率大于第9min时的正反应速率,因此第3min时v正(CH3OH)>第9min时v逆(CH3OH),故答案为:0.25;;>;
(3)甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极,通入的一极为电源的正极;碱性条件下电极反应式为,正极电极反应式为,所以当电路中累计有1mol电子通过时,理论上消耗氧气的物质的量为0.25mol, 在标准状况下体积为5.6L,故答案为:正;;5.6L。
16.(22-23高一下·安徽滁州·期末)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请回答下列问题:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是 (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤④发生反应的离子方程式是 。
(3)步骤⑥的实验操作名称是 。
(4)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。
【答案】(1)BDE
(2)2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O
(3)蒸馏
(4)苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大
【分析】由题给流程可知,海带灼烧得到海带灰,向海带灰中加入蒸馏水溶解浸泡得到海带灰悬浊液,过滤得到含有碘离子的溶液;向溶液中加入二氧化锰和硫酸,将溶液中的碘离子氧化生成碘得到含碘的水溶液,向碘溶液中加入苯萃取、分液得到含碘的苯溶液;含碘的苯溶液经蒸馏得到单质碘。
【详解】(1)步骤①灼烧海带时,用到的仪器为坩埚、泥三角、酒精灯和三脚架,故选BDE;
(2)由分析可知,步骤④发生的反应为溶液中的碘离子酸性条件下与二氧化锰反应生成锰离子、碘和水,反应的离子方程式为2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O,故答案为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O;
(3)由分析可知,步骤⑥为含碘的苯溶液经蒸馏得到单质碘,故答案为:蒸馏;
(4)由分析可知,步骤⑤为向碘溶液中加入苯萃取、分液得到含碘的苯溶液,选择用苯来提取碘的原因是苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大,故答案为:苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大。
17.(22-23高一下·安徽合肥庐江第二中学 安徽师范大学附属庐江第三中学·期末)工业上用铬铁矿(主要成分为,含、杂质)生产红矾钠()的工艺流程如下:
(1)熔块的主要成分,,和氧化铁,则滤渣1的主要成分是 (填化学式)。
(2)上述四个步骤中,发生氧化还原反应的是 (填序号),被氧化的元素是 (填元素符号)。
(3)操作1的名称: 。
(4)向橙红色的红钒钠溶液中滴入氢氧化钠溶液,变为黄色溶液,写出该转化过程的离子方程式: 。
【答案】(1)、
(2) ① 、
(3)过滤
(4)
【分析】铬铁矿中主要成分为FeO·Cr2O3,含SiO2、Al2O3,铬铁矿中加入纯碱、石灰石、空气煅烧,生成的熔块主要成分为Na2CrO4、CaSiO3、NaAlO2和氧化铁,水浸后过滤,滤渣1为CaSiO3和氧化铁,滤液1中含有NaAlO2和Na2CrO4,滤液1中通入足量二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝,滤渣2为氢氧化铝,滤液2中加入硫酸酸化,Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,经过过滤得到红矾钠晶体。
【详解】(1)根据分析可知,滤渣1的主要成分为CaSiO3和Fe2O3。
(2)上述四个步骤中只有第一个步骤中有元素化合价变化,发生氧化还原反应的是①,FeO·Cr2O3转化为Fe2O3和Na2CrO4,Fe和Cr失电子被氧化,被氧化的元素为Fe、Cr。
(3)经过操作1得到滤液3和红矾钠晶体,操作1将固体和液体分离,故操作1为过滤。
(4)向Na2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,变为黄色的Na2CrO4,说明与OH-反应生成了,反应的离子方程式为。
18.(22-23高一下·安徽马鞍山·期末)以铝土矿(主要成分为,少量等杂质)为原料冶炼金属铝的工艺流程如下:
(1)铝土矿预先粉碎的目的是 。
(2)“过滤1”时,滤渣的主要成分为 。
(3)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为 。
(4)“灼烧”时,反应的化学方程式为 。
(5)“熔融电解”时需要加入X作助熔剂,X为 。
(6)某原电池用铝、石墨作电极,电解质溶液为KOH溶液。该电池的负极电极反应式为 ,电池总反应式为 。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率;提高氧化铝的浸出率(合理即可)
(2)
(3)
(4)
(5)冰晶石或
(6) 或
【分析】铝土矿粉中主要为Al2O3,含有少量氧化铁,先加入NaOH溶液,氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠溶液,过滤滤渣为氧化铁,滤液中通入过量二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀,再过滤得到氢氧化铝,氢氧化铝灼烧生成氧化铝,最后电解熔融的氧化铝生成铝单质。
【详解】(1)铝土矿预先粉碎,能增大铝土矿与NaOH溶液的接触面积,增大反应速率,同时也能提高氧化铝的浸出率。
(2)根据分析可知,过滤1得到的滤渣主要成分为Fe2O3。
(3)酸化过程是过量二氧化碳和偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子,离子方程式为。
(4)灼烧发生的反应为氢氧化铝受热分解,生成水和氧化铝,化学方程式为。
(5)氧化铝的熔点较高,熔融氧化铝需要添加冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂,以降低氧化铝的熔点。
(6)铝能与KOH反应生成偏铝酸根离子,因此铝为电池负极,电极反应式为,总反应为铝与KOH溶液反应生成偏铝酸钾和氢气,化学方程式为或。
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