专题11 工艺流程图题(山东专用)-【好题汇编】2025年中考化学一模试题分类汇编
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内容正文:
专题11 工艺流程图题
考点概览
题型一 物质制备类
题型二 废物的处理和回收
题型三 核心反应分析和流程评价
物质制备类题型一
1.(2025·山东泰安·一模)实验室以某种工业废渣为原料制备,该废渣主要成分为,并含有少量、和。实验流程如下图:
已知:在过量溶液中会生成沉淀。
(1)“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 。
(2)写出“酸溶”时,生成的化学方程式 ,
(3)“氧化”时发生的反应为。写出X的化学式 。
(4)“沉镁”时,为提高的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向溶液中逐滴加入溶液
b.向溶液中逐滴加入溶液
2.(2025·山东临沂·一模)碳酸锂作为电车所需的一种新型锂电池原料,由锂辉石(含Li2O、SiO2、MgO等)为原料,用硫酸焙烧法制取的工艺流程如下:
资料:SiO2,不溶于水且不与酸反应。
(1)操作A在实验室中用到的玻璃仪器有 。
(2)滤液1中加入NaOH溶液的目的是除镁,其反应化学方程式为 。
(3)为减少Li2CO3晶体的溶解,操作B之后洗涤滤渣需用热水,由此推测Li2CO3的溶解度随温度升高而 (填“增大”或“减小”)。
(4)若原料锂辉石100t中Li2O的含量为3%,理论上可产出的Li2CO3的质量为 t。
3.(2025·山东济宁·一模)活性氧化锌(ZnO)是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,近几年有关该物质的制备成为化工行业研究的热点。某校化学兴趣小组的同学参观了某厂用粗氧化锌制备活性氧化锌的生产流程,做如图探究。一种由粗氧化锌(含FeO、CuO)制备活性ZnO的流程如图:
查阅资料:
①反应3的目的是制得碱式碳酸锌,碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO。
②Fe(OH)2是一种絮状沉淀,不易除去,处理时常将其转化为Fe(OH)3而除去。
③相关物质沉淀时的pH如表:
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀时pH
6.34
1.48
6.20
5.20
完全沉淀时pH
9.70
3.20
8.00
6.40
请回答下列问题:
(1)溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是 。
(2)粗ZnO样品中加入稀硫酸后溶液中的金属离子有: 。
(3)反应1可将Fe2+氧化为Fe3+,并完全沉淀Fe(OH)3,为了暂不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2,该步骤需控制溶液pH的范围是 。
(4)反应2中加入锌发生的反应化学方程式为 。
(5)下列说法正确的是______。
A.操作A中使用玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解速率
B.焙烧中发生的化学方程式为:Zn3(OH)4CO3•H2O3ZnO+X↑+3H2O,则X为CO2
C.从绿色化学的角度分析该实验流程,还可以获得的有用副产品有(NH4)2SO4,可作氮肥
D.反应3中得到的碱式碳酸锌在焙烧前需要洗涤,取最后一次的洗涤液少量于试管中,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀产生,说明碱式碳酸锌已洗涤干净
4.(2025·山东泰安·二模)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)写出铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水的化学方程式: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有 (写一条即可)。
5.(2025·山东聊城·二模)在广阔的化学世界里,盐酸是工业生产中不可或的原料之一。以下是获取盐酸的三种方法。
方法一:电解法。流程如图所示。
(1)步骤③发生反应的化学方程式为 。
(2)该制取流程共涉及到 种基本反应类型,盐酸属于物质分类中的 (填“混合物”或“纯净物”)。
方法二:化学法。利用食盐与浓硫酸反应生成氯化氢气体,再用水吸收制成盐酸。
(3)发生反应的化学方程式:2NaCl+H2SO4=2HCl+X,则X的化学式为 。
方法三:太阳能辅助电解法。利用太阳能电池板发电,对海水进行盐分浓缩后电解得到氢气和氯气,再合成氯化氢气体,从而得到盐酸。
(4)该方法与以上两种方法相比优点是 (答出一条即可)。
6.(2025·山东聊城·二模)金属锌在冶金、化学电源等方面具有重要作用。以闪锌矿(主要含ZnS,还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS等杂质)为原料制备金属锌的流程如图:
已知:Ⅰ.SiO2不溶于水且不与硫酸反应;
Ⅱ.PbSO4难溶于水和稀硫酸。
请回答下列问题。
(1)“焙烧”产生的尾气必须进行净化处理的原因是 。
(2)“溶浸”产生的滤渣主要成分除了SiO2外还有 (填化学式)。
(3)“电解”过程的反应方程式为,则电解得到的溶液可返回 工序继续使用。
(4)“还原除杂”是利用锌粉与CdSO4反应得到Cd,其反应方程式为 。已知Cd放入稀盐酸中有气体产生,则Cd、Cu、Zn的金属活动性由强到弱的顺序为 。
7.(2025·山东日照·一模)碳酸锰()是制造电信器材的软磁铁氧体,也可用作脱硫的催化剂。工业上利用软锰矿(主要成分是,还含有、等杂质)制取的流程如图所示。
已知:①,是金属氧化物。
②在酸性条件下,可将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,而自身转化为。
请回答下列问题:
(1)操作a的名称是 。
(2)加入过量的木炭可保证软锰矿中的充分转化为,生成的气体中除了外,还可能含有的气体是 。
(3)用稀硫酸浸取时发生反应的化学方程式是 。
(4)查阅资料:
氢氧化物
开始沉淀
2.7
8.3
完全沉淀
3.7
9.8
在溶液C到固体D的转化过程中,为使固体D中只有沉淀,不含沉淀,用10%的氢氧化钠溶液调节,的范围为 。发生反应的化学方程式为 。
8.(2025·山东滨州·一模)氧化铜是某种无机胶黏剂的组分之一,工业上制备氧化铜的流程图如图:
(1)反应器中进行搅拌的目的是 。
(2)反应器中发生反应的基本反应类型是 。
(3)设备1产生的无色滤液中一定含有的溶质成分为 ,请设计实验方案验证无色滤液中可能含有的溶质成分: (只写出实验操作和现象)。
(4)写出加热器中发生反应的化学方程式 。
9.(2025·山东枣庄·二模)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(Y2O3)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Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2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)流程中可循环使用的物质为 (填化学式)。
10.(2025·山东菏泽·一模)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。
已知:氯化镁在熔融状态通电,可制得镁和氢气。
(1)操作1的名称是 ,试剂 a 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,经过程的目的是 。
废物的处理和回收题型二
11.(2025·山东菏泽·一模)(10 分)兴趣小组利用零食脱氧剂回收铁粉,已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:
i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.FeCl3溶液与 Fe、Zn 均能反应生成 FeCl2.
(1)操作 1 的名称是 。
(2)脱氧剂中不含氧化铁,脱氧剂使用过含有氧化铁,你分析脱氧剂能够让食品保鲜的原因是 。
(3)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(4)溶液 2 中一定含有的金属阳离子有 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
12.(2025·山东烟台·一模)某类手机电路板中含有、、、、(镍,银白色)、(钯,银白色)等金属,下图是项目小组设计的回收部分金属的流程图。其中,滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同。已知:
(1)金属板加入足量稀硫酸,除了铁与硫酸发生反应外,还有 与稀硫酸发生反应。写出铁与稀硫酸反应的化学方程式 。
(2)滤液③中加入适量的铁粉发生反应的化学方程式是 。
(3)由滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同,可知滤渣②中的金属是 。
(4)金属铁、镍、钯在溶液中的活动性由弱到强的顺序是 。
(5)金属防锈常用电镀的方法,其原理是 。某电镀厂排放的废液中含有和,为了回收金属,项目小组向该混合溶液中加入锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是 (填序号)。
①滤液中最多有两种溶质
②若滤液为蓝色,则滤液中一定有、
③若滤液为蓝色,则滤渣中一定只有银
④滤渣中加入稀盐酸可能产生气泡
13.(2025·山东潍坊·一模)兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Cu)回收镍,设计流程如下图所示(部分产物略去)。回答下列问题:
(1)写出“酸浸”时发生反应的化学方程式 (任写一个)。
(2)过滤时,玻璃棒的作用是 。
(3)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时能把转化为,“氧化”时发生反应:,X的化学式为 。
(4)通过NaOH溶液调节溶液的pH可使溶液中的离子逐一沉淀,要使完全沉淀而不沉淀,则pH的范围是 (填字母标号)。
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
2.7
3.2
7.2
8.7
A. B. C.
写出“除铁”操作的化学方程式 。
(5)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 。
14.(2025·山东聊城·二模)双吸剂(主要成分:铁粉,生石灰,活性炭等)常用于食品保鲜。某兴趣小组对某久置的双吸剂样品按照下列流程进行实验回收金属铁。
请解决下列问题:
(1)操作Ⅰ中主要使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(2)加入足量稀盐酸充分反应后,溶液A中一定有的溶质为________。
A.CaCl2 B.Ca(OH)2 C.FeCl3 D.FeCl2
(3)加热Fe(OH)3会分解生成Fe2O3和一种常见液体,该反应的化学方程式为 。
(4)“双吸剂”的工作原理也可用于“自嗨锅”中发热包的制作,说明其主要反应是 (填“吸收”或“放出”)热量的。
(5)我们的生活中经常有废旧金属产生,从环境保护和资源再利用的角度考虑,应该怎样处理这些金属制品?请写出一条你的做法 。
15.(2025·山东聊城·一模)粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)为原料提铝的工艺流程如图:
已知:①SiO2不溶于水,也不与稀硫酸反应;
②“焙烧”时,反应1:2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑
反应2:4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6X+3O2↑
(1)将煤块粉碎成“粉煤灰”的主要目的是 。
(2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3、CaSO4外,还有 (填化学式)。
(3)“焙烧”时,反应2中X的化学式为 。
(4)“水浸”分离出Al2O3进行的操作是 。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序(填序号)循环使用。
a.浸出 b.沉铝 c.干燥脱水
16.(2025·山东滨州·一模)某氯化钠样品中含有少量沙土、氯化钙和氯化镁。以下是除去氯化钠样品中沙土、氯化钙和氯化镁的实验流程:
根据流程图回答:
(1)操作I的名称是 ,该过程中玻璃棒的作用是 ;
(2)加入试剂B发生反应的化学方程式为 、 。
17.(2025·山东东营·一模) 目前我国平均每年产生 4 亿部以上废旧手机,废旧手机回收处理作为“朝阳 产业 ”拥有很大的发展潜力。从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜,其操作流程如 下所示。
(1)废旧部件经过预处理粉碎后得到粗产品,其目的是 。
(2)步骤①中实验流程中,加入足量稀硫酸的目的是 ,发生的化 学反应属于 (写基本反应类型)。
(3)步骤①②③操作的名称是 ,步骤②中加入硝酸银溶液反应的化学方程式是 。
(4)步骤③中,为了回收金属铜,金属 M 可选择 (填化学式,一种即可)。
(5)该工艺流程的价值在于 (写出一点)。
18.(2025·山东青岛·一模)海洋中蕴含着丰富的化学资源。盐田法获得的粗盐中含有杂质:泥沙、氯化钙、硫酸镁,可通过如图所示流程除去杂质获得氯化钠晶体。
(1)溶解池中搅拌器的作用 。
(2)选择一种合适的添加顺序______(用字母排序)加入以下试剂除去杂质。
A、过量碳酸钠溶液 B、过量氯化钡溶液 C、过量氢氧化钠溶液
(3)向滤液中加入 调节pH,直至pH=7。
(4)蒸发结晶时,当滤液中出现 时,停止加热。
(5)最终获得氯化钠的质量 (填“大于”、“等于”或“小于”)粗盐中氯化钠的质量。
核心反应分析和流程评价题型三
19.(2025·山东临沂·一模)实际生产中利用氢氧化钠溶液“捕捉”的工艺流程如图所示,据图回答问题。
资料:常温下,易溶于水,微溶于水。
(1)写出“捕捉室”发生反应的化学方程式为 。
(2)整个流程中可以循环使用的物质是 (填化学式)。
(3)操作a中会用到玻璃棒,其作用是 。
(4)高温反应炉中发生的化学反应属于 (填基本反应类型)。
(5)“捕捉”用氢氧化钠溶液而不用石灰水,可能的原因是 。
20.(2025·山东淄博·一模)氨气易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池和化工业、农业肥料领域都有广阔的应用前景。如图是氨的合成及应用的部分流程图。
(1)分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,可以控制孔径大小,使氧分子通过,其它微粒都不能通过,从而达到分离空气的目的。该过程原理与实验操作 类似。
(2)如图有两条的获取途径,请从绿色科学、可持续发展等角度,做出一条客观评价: 。
(3)“合成塔”内反应的化学方程式为 。流程中,可循环利用的一种单质名称是 。
21.(2025·山东淄博·一模)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流程如图所示。
(1)“溶铜”的目的是得到溶液,原料中的铜单质无法直接“溶”于稀硫酸的原因是 。工艺中加入空气并加热的目的是先把铜单质进行氧化处理,之后发生复分解反应的化学方程式为 。
(2)“制箔”中,发生的反应为:,物质X的化学式为 。
22.(2025·山东德州·一模)我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代江西人宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知:Zn的冶炼温度为,沸点为。)请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是 。
(2)高温炉内,碳酸锌()在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成和一种可燃气体,反应的化学方程式为 。该反应中化合价没有发生变化的元素是 。
(3)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合已知信息,分析可能的原因是 。
23.(2025·山东济宁·一模)氢气作为新能源,被认为是理想的清洁、高能燃料。下图是用硫化氢气体制备氢气的模拟工艺流程图。
(1)上图S、、、四种物质中硫元素化合价最低的是: 。
(2)、,是一元酸,而、是二元酸,请写出与足量溶液反应的化学方程式 。
(3)上图流程中可循环利用的物质有 (填化学式)。
(4)人体缺碘会引起甲状腺肿大,碘是人体必需的 元素(填“常量”或“微量”)。
24.(2025·山东济宁·一模)硫化钠广泛应用于染料、造纸等工业、以为原料制备的部分流程如图所示。
已知:为副产物,直接排放会造成环境污染。
(1)配平化学方程式:;
(2)属于无机化合物,是一种无色、有强烈的臭鸡蛋味、有剧毒的气体,其水溶液显 性;
(3)图中标示出的物质中,属于单质的是 ;
(4)设备2中,加入NaOH溶液的目的是 。
试卷第1页,共3页
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专题11 工艺流程图题
考点概览
题型一 物质制备类
题型二 废物的处理和回收
题型三 核心反应分析和流程评价
物质制备类题型一
1.(2025·山东泰安·一模)实验室以某种工业废渣为原料制备,该废渣主要成分为,并含有少量、和。实验流程如下图:
已知:在过量溶液中会生成沉淀。
(1)“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 。
(2)写出“酸溶”时,生成的化学方程式 ,
(3)“氧化”时发生的反应为。写出X的化学式 。
(4)“沉镁”时,为提高的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向溶液中逐滴加入溶液
b.向溶液中逐滴加入溶液
【答案】(1)使废渣中的物质充分反应
(2)
(3)
(4)b
【解析】(1)“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,碳酸镁和稀盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水,氧化亚铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和水,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,原因可能是使废渣中的物质充分反应;
(2)“酸溶”时,生成的反应为碳酸镁和稀盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水,化学方程式为;
(3)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Fe、6和Cl、4个H、2个O,反应后有2个Fe、6个Cl,故2X中含有2个O和4个H,则X的化学式为;
(4)根据已知:MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀,“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为:向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,防止生成氢氧化镁沉淀,故选b。
2.(2025·山东临沂·一模)碳酸锂作为电车所需的一种新型锂电池原料,由锂辉石(含Li2O、SiO2、MgO等)为原料,用硫酸焙烧法制取的工艺流程如下:
资料:SiO2,不溶于水且不与酸反应。
(1)操作A在实验室中用到的玻璃仪器有 。
(2)滤液1中加入NaOH溶液的目的是除镁,其反应化学方程式为 。
(3)为减少Li2CO3晶体的溶解,操作B之后洗涤滤渣需用热水,由此推测Li2CO3的溶解度随温度升高而 (填“增大”或“减小”)。
(4)若原料锂辉石100t中Li2O的含量为3%,理论上可产出的Li2CO3的质量为 t。
【答案】(1)烧杯、漏斗、玻璃棒
(2)
(3)减小
(4)7.4
【解析】(1)操作A实现了固液分离,名称是过滤,过滤所需的玻璃仪器是:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)锂辉石中含Li2O、二氧化硅,MgO,加入硫酸,氧化锂和稀硫酸反应生成硫酸锂和水,氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水,二氧化硅和硫酸不反应,滤液1中含硫酸镁、硫酸锂,加入氢氧化钠溶液,硫酸镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
(3)为减少Li2CO3晶体的溶解,操作B之后洗涤滤渣需用热水,由此推测Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,使用热水洗涤,可以减少损耗;
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,氧化锂中的锂元素完全转化到了碳酸锂中,则生成碳酸锂的质量为:。
3.(2025·山东济宁·一模)活性氧化锌(ZnO)是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,近几年有关该物质的制备成为化工行业研究的热点。某校化学兴趣小组的同学参观了某厂用粗氧化锌制备活性氧化锌的生产流程,做如图探究。一种由粗氧化锌(含FeO、CuO)制备活性ZnO的流程如图:
查阅资料:
①反应3的目的是制得碱式碳酸锌,碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO。
②Fe(OH)2是一种絮状沉淀,不易除去,处理时常将其转化为Fe(OH)3而除去。
③相关物质沉淀时的pH如表:
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀时pH
6.34
1.48
6.20
5.20
完全沉淀时pH
9.70
3.20
8.00
6.40
请回答下列问题:
(1)溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是 。
(2)粗ZnO样品中加入稀硫酸后溶液中的金属离子有: 。
(3)反应1可将Fe2+氧化为Fe3+,并完全沉淀Fe(OH)3,为了暂不形成Cu(OH)2、Zn(OH)2,该步骤需控制溶液pH的范围是 。
(4)反应2中加入锌发生的反应化学方程式为 。
(5)下列说法正确的是______。
A.操作A中使用玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解速率
B.焙烧中发生的化学方程式为:Zn3(OH)4CO3•H2O3ZnO+X↑+3H2O,则X为CO2
C.从绿色化学的角度分析该实验流程,还可以获得的有用副产品有(NH4)2SO4,可作氮肥
D.反应3中得到的碱式碳酸锌在焙烧前需要洗涤,取最后一次的洗涤液少量于试管中,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀产生,说明碱式碳酸锌已洗涤干净
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)Zn2+、Fe2+、Cu2+
(3)3.20≤pH<5.20
(4)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
(5)BCD
【解析】(1)溶解前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是增大反应物的接触面积,加快溶解速率,使反应更充分;
(2)粗ZnO样品中加入稀硫酸,氧化锌与硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和水,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,故溶液中的金属离子为锌离子、亚铁离子和铜离子,离子符号分别为:Zn2+、Fe2+、Cu2+;
(3)根据表格,Fe(OH)3完全沉淀的pH为3.20,而Cu(OH)2开始沉淀的pH为5.20。因此,为了确保Fe(OH)3完全沉淀而不形成Cu(OH)2和Zn(OH)2,pH应控制范围为:3.20≤pH<5.20;
(4)反应2中加入锌,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,方程式为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;
(5)A、操作A为过滤,过滤过程中使用玻璃棒的作用是引流,选项错误;
B、反应前含有锌、氧、氢、碳原子的个数分别为:3、8、6、1,反应后出X外,含有锌、氧、氢、碳原子的个数分别为:3、6、6、0,故X中含有1个碳和2个氧,故X为CO2,选项正确;
C、反应3中硫酸锌与碳酸氢铵反应生成碱式碳酸锌,同时生成硫酸铵,(NH4)2SO4中含有氮元素可作氮肥,选项正确;
D、反应3中得到的碱式碳酸锌在焙烧前需要洗涤,取最后一次的洗涤液少量于试管中,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀产生,此时碱式碳酸锌中已经不含硫酸铵,说明碱式碳酸锌已洗涤干净。选项正确;
故选BCD。
4.(2025·山东泰安·二模)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)写出铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水的化学方程式: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有 (写一条即可)。
【答案】(1) 增大反应物接触面积,加快反应速率 使锌与稀硫酸反应,将黄铜中的锌除去
(2)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(3)H+
(4)CuO
(5)控制反应温度为259℃(或控制碳酸钠溶液和硫酸铜溶液的浓度)
【解析】(1)“粉碎”的目的是为了增大接触面积,使反应更充分;金属活动性锌>氢>铜,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,而铜不与稀硫酸反应,所以使用稀硫酸酸浸的目的是使锌与稀硫酸反应,将黄铜中的锌除去;
(2)铜与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
(3)因为步骤1后加入的是过量的稀硫酸,所以步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和H+;
(4)由反应的化学方程式可知,反应前有2个铜原子、5个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,反应后有3个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,则2个R分子中含有2个铜原子、2个氧原子,1个R分子中含有1个铜原子、1个氧原子,则R的化学式为CuO;
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有控制反应温度为259℃、选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液等。
5.(2025·山东聊城·二模)在广阔的化学世界里,盐酸是工业生产中不可或的原料之一。以下是获取盐酸的三种方法。
方法一:电解法。流程如图所示。
(1)步骤③发生反应的化学方程式为 。
(2)该制取流程共涉及到 种基本反应类型,盐酸属于物质分类中的 (填“混合物”或“纯净物”)。
方法二:化学法。利用食盐与浓硫酸反应生成氯化氢气体,再用水吸收制成盐酸。
(3)发生反应的化学方程式:2NaCl+H2SO4=2HCl+X,则X的化学式为 。
方法三:太阳能辅助电解法。利用太阳能电池板发电,对海水进行盐分浓缩后电解得到氢气和氯气,再合成氯化氢气体,从而得到盐酸。
(4)该方法与以上两种方法相比优点是 (答出一条即可)。
【答案】(1)H2+Cl22HCl
(2) 两/2 混合物
(3)Na2SO4
(4)生产成本降低或更加环保等(合理即可)
【解析】(1)步骤③是氢气和氯气在催化剂作用下反应生成氯化氢,反应的化学方程式为:H2+Cl22HCl;
(2)该制取流程中发生了分解反应(电解)和化合反应(氢气与氯气化合)两种基本反应类型;盐酸是氯化氢的水溶液,属于混合物;
(3)由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,根据化学方程式,反应前钠、氯、氢、硫、氧原子个数分别为:2、2、2、1、4,反应前钠、氯、氢、硫、氧原子个数分别为:0、2、2、0、0,缺少2个钠原子、1个硫原子、4个氧原子,则X的化学式为:Na2SO4;
(4)利用太阳能电池板发电,对海水进行盐分浓缩后电解得到氢气和氯气,与前两种方法相比,该方法可利用太阳能等清洁能源,减少对化石燃料的消耗,生产成本降低,更加节能环保。
6.(2025·山东聊城·二模)金属锌在冶金、化学电源等方面具有重要作用。以闪锌矿(主要含ZnS,还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS等杂质)为原料制备金属锌的流程如图:
已知:Ⅰ.SiO2不溶于水且不与硫酸反应;
Ⅱ.PbSO4难溶于水和稀硫酸。
请回答下列问题。
(1)“焙烧”产生的尾气必须进行净化处理的原因是 。
(2)“溶浸”产生的滤渣主要成分除了SiO2外还有 (填化学式)。
(3)“电解”过程的反应方程式为,则电解得到的溶液可返回 工序继续使用。
(4)“还原除杂”是利用锌粉与CdSO4反应得到Cd,其反应方程式为 。已知Cd放入稀盐酸中有气体产生,则Cd、Cu、Zn的金属活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】(1)产生的SO2会污染空气
(2)PdSO4
(3)溶浸
(4) Zn>Cd>Cu
【解析】(1)焙烧时,闪锌矿中的硫化物与氧气反应产生SO2,SO2是空气污染物,排放到空气中会形成酸雨等危害,所以必须净化处理。
(2)已知PbSO4难溶于水和稀硫酸,矿粉焙烧后,ZnS、FeS、CdS、PbS都转化为氧化物,加稀硫酸溶浸,SiO2不与硫酸反应,Pb元素会转化为PbSO4,所以滤渣除SiO2外还有PbSO4。
(3)电解过程发生反应,生成了硫酸,而溶浸工序需要稀硫酸,所以电解得到的溶液可返回溶浸工序继续使用。
(4)锌粉与CdSO4发生置换反应,锌置换出Cd,生成硫酸锌和Cd,化学方程式为;
锌能与CdSO4反应置换出Cd,说明金属活动性Zn>Cd ;Cd放入稀盐酸中有气体产生,说明Cd在氢前,而Cu在氢后,所以金属活动性Cd>Cu,综合可得Zn>Cd>Cu。
7.(2025·山东日照·一模)碳酸锰()是制造电信器材的软磁铁氧体,也可用作脱硫的催化剂。工业上利用软锰矿(主要成分是,还含有、等杂质)制取的流程如图所示。
已知:①,是金属氧化物。
②在酸性条件下,可将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,而自身转化为。
请回答下列问题:
(1)操作a的名称是 。
(2)加入过量的木炭可保证软锰矿中的充分转化为,生成的气体中除了外,还可能含有的气体是 。
(3)用稀硫酸浸取时发生反应的化学方程式是 。
(4)查阅资料:
氢氧化物
开始沉淀
2.7
8.3
完全沉淀
3.7
9.8
在溶液C到固体D的转化过程中,为使固体D中只有沉淀,不含沉淀,用10%的氢氧化钠溶液调节,的范围为 。发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)过滤
(2)一氧化碳/CO
(3) MnO+H2SO4=MnSO4+H2O
(4) 3.7<pH<8.3 Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
【解析】(1)过滤是将不溶于液体的固体与液体分开的一种方法,据图可知,通过操作a得到了固体A和溶液B,所以操作a是过滤;
(2)加入过量的木炭,在焙烧时,过量的二氧化碳和碳高温反应生成一氧化碳,所以生成的气体中除了CO2外,还可能含有的气体是一氧化碳(或CO);
(3)MnO是金属氧化物,与稀硫酸发生复分解反应生成盐和水,化学方程式为 MnO+H2SO4=MnSO4+H2O ;
(4)根据查阅资料分析可知,Fe(OH)3完全沉淀pH=3.7,pH=8.3时Mn(OH)2开始沉淀,所以为使固体D中只有Fe(OH)3沉淀,不含Mn(OH)2沉淀,在溶液C到固体D的转化过程中,用10%NaOH溶液调节3.7<pH<8.3;溶液C中Fe2(SO4)3与10%NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠,发生反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4。
8.(2025·山东滨州·一模)氧化铜是某种无机胶黏剂的组分之一,工业上制备氧化铜的流程图如图:
(1)反应器中进行搅拌的目的是 。
(2)反应器中发生反应的基本反应类型是 。
(3)设备1产生的无色滤液中一定含有的溶质成分为 ,请设计实验方案验证无色滤液中可能含有的溶质成分: (只写出实验操作和现象)。
(4)写出加热器中发生反应的化学方程式 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应充分
(2)复分解反应
(3) 硫酸钠 取少量滤液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,若溶液变红,说明含有氢氧化钠
(4)
【解析】(1)反应器中是硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应,进行搅拌的目的是增大反应物的接触面积,使反应充分;
(2)反应器中硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,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;
(3)反应器生成的氢氧化铜沉淀和硫酸钠进入设备1,过滤后,得到的滤液无色,说明硫酸铜完全反应,则滤液中含有硫酸钠,可能含有未完全反应的氢氧化钠;硫酸钠溶液呈中性,氢氧化钠溶液呈碱性,可用无色酚酞溶液检验是否存在氢氧化钠,取少量滤液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,若溶液变红,说明含有氢氧化钠;
(4)滤渣的成分是氢氧化铜,氢氧化铜加热生成氧化铜和水,化学方程式为。
9.(2025·山东枣庄·二模)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(Y2O3)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Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2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)流程中可循环使用的物质为 (填化学式)。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更成分
(2) 过滤
(3)、
(4)
【解析】(1)在粉碎机中研磨粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更成分;
(2)操作Ⅰ可分离沉淀和滤液,名称是过滤;
“酸溶”过程中,Y2O3与盐酸反应生成YCl3和水,化学方程式为;
(3)反应釜1中氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,所以向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性,调节溶液的pH是为了除去滤液Ⅰ中的铁离子和铜离子,将其转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铜沉淀,故沉淀Ⅱ的主要成分是氢氧化铁沉淀、氢氧化铜,化学式为、;
(4)根据流程,氨气既是反应物又是生成物,可循环使用,氨气的化学式为。
10.(2025·山东菏泽·一模)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。
已知:氯化镁在熔融状态通电,可制得镁和氢气。
(1)操作1的名称是 ,试剂 a 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,经过程的目的是 。
【答案】(1) 过滤 稀盐酸
(2)置换反应
(3)/
(4)提纯氯化镁
【解析】(1)操作1是固液分离,故为过滤;
贝壳高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,向沉淀中加入试剂a得到氯化镁,则a为盐酸,盐酸与氢氧化镁反应生成氯化镁和水,最后氯化镁通电分解成镁和氯气,故试剂a为稀盐酸;
(2)贝壳高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳(分解反应),氧化钙与水反应生成氢氧化钙(化合反应),氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀(复分解反应),向沉淀中加入试剂a得到氯化镁,则a为盐酸,盐酸与氢氧化镁反应生成氯化镁和水(复分解反应),最后氯化镁通电分解成镁和氯气(分解反应),则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反应为氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀或盐酸与氢氧化镁反应生成氯化镁和水,方程式分别为:、;
(4)海水中虽然含有氯化镁,但浓度较低且含有其他杂质。通过将氯化镁转化为氢氧化镁沉淀,再将其重新转化为氯化镁,可以有效去除杂质,得到纯度较高的氯化镁,便于后续电解制取金属镁。
废物的处理和回收题型二
11.(2025·山东菏泽·一模)(10 分)兴趣小组利用零食脱氧剂回收铁粉,已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:
i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.FeCl3溶液与 Fe、Zn 均能反应生成 FeCl2.
(1)操作 1 的名称是 。
(2)脱氧剂中不含氧化铁,脱氧剂使用过含有氧化铁,你分析脱氧剂能够让食品保鲜的原因是 。
(3)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(4)溶液 2 中一定含有的金属阳离子有 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
【答案】(1)过滤
(2)消耗食品袋内氧气,使食品处于无氧状态,防止食物氧化变质
(3)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(4)Na+、Fe2+/Fe2+、Na+
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的(答案表述合理即可)
【解析】(1)操作 1 是将固体和液体分离,名称是过滤;
(2)脱氧剂中含有铁,铁能与空气中的氧气、水发生缓慢氧化反应,从而消耗氧气,使食品处于无氧状态,防止食物氧化变质,达到保鲜的目的;
(3)步骤②中涉及的氧化物是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(4)固体1中的氧化铁能和稀盐酸反应生成氯化铁和水,碳酸钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,氯化钠不与稀盐酸反应,稀盐酸过量,反应后会剩余部分盐酸,溶液1的溶质为FeCl3、NaCl、HCl;加入过量铁后,铁会与氯化铁反应生成氯化亚铁,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以溶液 2 中一定含有的金属阳离子有Fe2+、Na+;
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的(答案表述合理即可)。
12.(2025·山东烟台·一模)某类手机电路板中含有、、、、(镍,银白色)、(钯,银白色)等金属,下图是项目小组设计的回收部分金属的流程图。其中,滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同。已知:
(1)金属板加入足量稀硫酸,除了铁与硫酸发生反应外,还有 与稀硫酸发生反应。写出铁与稀硫酸反应的化学方程式 。
(2)滤液③中加入适量的铁粉发生反应的化学方程式是 。
(3)由滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同,可知滤渣②中的金属是 。
(4)金属铁、镍、钯在溶液中的活动性由弱到强的顺序是 。
(5)金属防锈常用电镀的方法,其原理是 。某电镀厂排放的废液中含有和,为了回收金属,项目小组向该混合溶液中加入锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是 (填序号)。
①滤液中最多有两种溶质
②若滤液为蓝色,则滤液中一定有、
③若滤液为蓝色,则滤渣中一定只有银
④滤渣中加入稀盐酸可能产生气泡
【答案】(1) 镍/Ni
(2)、
(3)Au、Ag、Pd
(4)钯<镍<铁/Pd<Ni<Fe
(5) 隔绝氧气和水 ②④
【解析】(1)由于操作②后得到了Ni,则说明加入足量稀硫酸时,镍也和硫酸发生了反应生成了硫酸镍,而操作②中,铁将镍从其化合物溶液中置换出来;
铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:。
(2)由于铜和氧气、硫酸在加热时能反应生成硫酸铜,则滤液中含有硫酸铜和过量的硫酸,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:。
(3)银、金、铜不能和硫酸反应,滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同,则均为硫酸亚铁,则说明加入足量稀硫酸时,钯也不能和硫酸反应,结合前面分析可知,滤渣②中不含铜,则滤渣②中的金属是银、金、钯。
(4)结合前面分析可知,铁、镍能和硫酸反应,钯不和硫酸反应,且铁能将镍从其化合物溶液中置换出来,则说明金属活动性顺序:Pd<Ni<Fe。
(5)电镀能使金属隔绝氧气和水,从而防止金属生锈;
由于金属活动性顺序:锌>铜>银,则锌先和硝酸银反应生成银和硝酸锌,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌,则:
①若锌只和部分的硝酸银反应,则滤液中含有硝酸锌、硝酸铜和硝酸银,则滤液中最多有三种溶质,说法不正确;
②若滤液为蓝色,则说明溶液中含有硝酸铜,但由于不确定硝酸银是否完全反应,此时溶液中的溶质为硝酸锌和硝酸铜,可能含有硝酸银,说法正确;
③若锌和部分硝酸铜反应,则反应后滤液为蓝色,此时滤渣中含有银和铜,说法不正确;
④若锌过量,则滤渣中含有银、铜、锌,锌能和盐酸反应,则滴加稀盐酸时会产生气泡,若反应后滤渣中不含锌,则没有气泡产生,说法正确。
故选②④。
13.(2025·山东潍坊·一模)兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Cu)回收镍,设计流程如下图所示(部分产物略去)。回答下列问题:
(1)写出“酸浸”时发生反应的化学方程式 (任写一个)。
(2)过滤时,玻璃棒的作用是 。
(3)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时能把转化为,“氧化”时发生反应:,X的化学式为 。
(4)通过NaOH溶液调节溶液的pH可使溶液中的离子逐一沉淀,要使完全沉淀而不沉淀,则pH的范围是 (填字母标号)。
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
2.7
3.2
7.2
8.7
A. B. C.
写出“除铁”操作的化学方程式 。
(5)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】(1)或
(2)引流(或引流,防止液体洒出等)
(3)H2O
(4) B
(5)Fe>Ni>Cu
【解析】(1)废镍材料中含有金属镍以及少量Fe、Cu,加入过量稀硫酸,过滤,得到的滤液Ⅰ中含镍离子,说明镍与稀硫酸反应生成了硫酸镍和氢气,该反应的化学方程式为:;铁也与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:;
(2)过滤时,玻璃棒的作用是:引流;
(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Fe、S、O、H的个数分别是2、3、14、4,生成物中含Fe、S、O、H的个数分别是2、3、12、0,故生成物中还应含2个O、4个H,故X的化学式为:H2O;
(4)由表可知,pH=3.2时,铁离子完全沉淀,pH=7.2时,镍离子开始沉淀,故要使铁离子完全沉淀而镍离子不沉淀,则pH的范围是:3.2 ≤ pH < 7.2。
故选B;
“除铁”操作的反应为氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
(5)由以上分析可知,镍能与稀硫酸反应,说明在金属活动性顺序里,镍排在氢前,在金属活动性顺序里,铜排在氢后,则镍比铜活泼,由图可知,向滤液Ⅱ中加入适量铁,得到镍,说明铁能将硫酸镍中的镍置换出来,说明铁比镍活泼,则Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为:Fe>Ni>Cu。
14.(2025·山东聊城·二模)双吸剂(主要成分:铁粉,生石灰,活性炭等)常用于食品保鲜。某兴趣小组对某久置的双吸剂样品按照下列流程进行实验回收金属铁。
请解决下列问题:
(1)操作Ⅰ中主要使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(2)加入足量稀盐酸充分反应后,溶液A中一定有的溶质为________。
A.CaCl2 B.Ca(OH)2 C.FeCl3 D.FeCl2
(3)加热Fe(OH)3会分解生成Fe2O3和一种常见液体,该反应的化学方程式为 。
(4)“双吸剂”的工作原理也可用于“自嗨锅”中发热包的制作,说明其主要反应是 (填“吸收”或“放出”)热量的。
(5)我们的生活中经常有废旧金属产生,从环境保护和资源再利用的角度考虑,应该怎样处理这些金属制品?请写出一条你的做法 。
【答案】(1)玻璃棒
(2)AC
(3)
(4)放出
(5)将废旧电池集中回收处理(合理即可)
【解析】(1)操作Ⅰ实现了固液分离,是过滤操作,过滤操作中主要使用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
(2)A、生石灰(CaO)和足量的稀盐酸反应生成氯化钙(CaCl2)和水,即使生石灰变质成为氢氧化钙,甚至变为碳酸钙,氢氧化钙、碳酸钙跟足量的稀盐酸反应也全部转变为氯化钙,因此溶液A中一定有CaCl2,符合题意;
B、即使生石灰和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙也会和稀盐酸反应生成氯化钙,因此样品中加入足量稀盐酸充分反应后,所得溶液A中不可能存在氢氧化钙,不符合题意;
C、由图可知,溶液A调节pH后得到氢氧化铁沉淀,溶液A中一定含有,因此溶液A中一定有FeCl3(来自于铁粉生锈变成的铁锈和稀盐酸反应生成),符合题意;
D、由图可知,加入足量稀盐酸前,样品用磁铁吸引,没有变质的铁粉被磁铁吸引分离出来,跟最后得到的铁合并,因此加入足量稀盐酸时样品中已没有铁粉,因此不会发生铁和稀盐酸的反应,也就不会产生氯化亚铁,因此溶液A中一定没有FeCl2,不符合题意。
故选AC。
(3)氢氧化铁中含有氢元素和氧元素,因此加热分解氢氧化铁得到的常见液体是水,氢氧化铁在加热条件下反应生成氧化铁和水,反应的化学方程式为:。
(4)生石灰和水反应生成氢氧化钙,反应过程中放热。“双吸剂”的主要成分之一是生石灰,生石灰能吸收食品包装中的水分。“自嗨锅”发热包中也含有生石灰,使用时只要向发热包中加入水就可加热食品。因此“双吸剂”的工作原理也可用于“自嗨锅”中发热包的制作,说明其主要反应是放出热量的。
(5)我们的生活中经常有废旧金属产生,从环境保护和资源再利用的角度考虑,有很多有益的做法,如将废旧电池集中回收处理,这样既可以减少对的环境污染,也可以节约金属资源。
15.(2025·山东聊城·一模)粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)为原料提铝的工艺流程如图:
已知:①SiO2不溶于水,也不与稀硫酸反应;
②“焙烧”时,反应1:2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑
反应2:4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6X+3O2↑
(1)将煤块粉碎成“粉煤灰”的主要目的是 。
(2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3、CaSO4外,还有 (填化学式)。
(3)“焙烧”时,反应2中X的化学式为 。
(4)“水浸”分离出Al2O3进行的操作是 。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序(填序号)循环使用。
a.浸出 b.沉铝 c.干燥脱水
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
(2)SiO2
(3)SO2
(4)过滤
(5)b
【解析】(1)将煤块粉碎成“粉煤灰”的主要目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)SiO2不溶于水,也不与稀硫酸反应,则“浸渣”的主要成分除残余Al2O3、CaSO4外,还有SiO2;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据化学方程式可知,反应前有4个钾原子、4个铝原子、8个硫原子和32个氧原子,反应后有4个钾原子、2个硫原子、20个氧原子、4个铝原子和6X,则6X中含有6个硫原子和12个氧原子,则1个X分子中含有1个硫原子和2个氧原子,故X的化学式为SO2;
(4)过滤可分离难溶性固体和液体,“水浸”分离出Al2O3进行的操作是过滤;
(5)由“焙烧”时的反应可知,焙烧得到的固体水浸后得到的滤液2中含有硫酸钾,“沉铝”工序中需要用到硫酸钾,则“水浸”后得到的“滤液2”可返回沉铝工序循环使用,故选:b。
16.(2025·山东滨州·一模)某氯化钠样品中含有少量沙土、氯化钙和氯化镁。以下是除去氯化钠样品中沙土、氯化钙和氯化镁的实验流程:
根据流程图回答:
(1)操作I的名称是 ,该过程中玻璃棒的作用是 ;
(2)加入试剂B发生反应的化学方程式为 、 。
【答案】(1) 溶解 加速氯化钠溶解
(2)
【解析】(1)要除去食盐样品中含有少量沙土,氯化钙和氯化镁,应首先进行溶解,所以操作I的名称是溶解,溶解过程中玻璃棒的作用是加速氯化钠溶解;
(2)为了除去MgCl2,可以加入的试剂是过量氢氧化钠溶液;因此反应物是氢氧化钠和氯化镁,生成物是氢氧化镁沉淀和氯化钠;加入试剂A是为了除去氯化钙,由于碳酸钙是沉淀,有不能引入新的杂质,所以加入过量碳酸钠溶液就行,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀;故滤液中含有的杂质是氢氧化钠和碳酸钠,加入试剂 B,应为稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:、。
17.(2025·山东东营·一模) 目前我国平均每年产生 4 亿部以上废旧手机,废旧手机回收处理作为“朝阳 产业 ”拥有很大的发展潜力。从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜,其操作流程如 下所示。
(1)废旧部件经过预处理粉碎后得到粗产品,其目的是 。
(2)步骤①中实验流程中,加入足量稀硫酸的目的是 ,发生的化 学反应属于 (写基本反应类型)。
(3)步骤①②③操作的名称是 ,步骤②中加入硝酸银溶液反应的化学方程式是 。
(4)步骤③中,为了回收金属铜,金属 M 可选择 (填化学式,一种即可)。
(5)该工艺流程的价值在于 (写出一点)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2) 使粗产品中的镁、铝完全反应 置换反应
(3) 过滤
(4)Al/Fe
(5)节约金属资源,减少环境污染
【解析】(1)废旧部件经过预处理粉碎后得到粗产品,其目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)粗产品中含镁、铝、铜、银,步骤①加入足量稀硫酸,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银与稀硫酸均不反应,则加入足量稀硫酸的目的是使粗产品中的镁、铝完全反应;以上反应均符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于基本反应类型中的置换反应;
(3)分离固液的操作是过滤,则步骤①②③操作的名称是过滤;
粗产品中含镁、铝、铜、银,步骤①加入足量稀硫酸,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银与稀硫酸均不反应,则充分反应后过滤得到的固体中含铜、银,步骤②向固体中加入硝酸银溶液,铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,化学方程式为;
(4)由第(3)小问分析可知,步骤②加入硝酸银溶液是为了除去固体中的铜,铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,向反应后的溶液乙加入金属M得到金属铜,说明溶液乙中含有硝酸铜、不含硝酸银,为了回收金属铜,可以加入金属活动性排在铜前面的金属,即Al或Fe;
(5)该工艺流程的价值在于节约金属资源,减少环境污染。
18.(2025·山东青岛·一模)海洋中蕴含着丰富的化学资源。盐田法获得的粗盐中含有杂质:泥沙、氯化钙、硫酸镁,可通过如图所示流程除去杂质获得氯化钠晶体。
(1)溶解池中搅拌器的作用 。
(2)选择一种合适的添加顺序______(用字母排序)加入以下试剂除去杂质。
A、过量碳酸钠溶液 B、过量氯化钡溶液 C、过量氢氧化钠溶液
(3)向滤液中加入 调节pH,直至pH=7。
(4)蒸发结晶时,当滤液中出现 时,停止加热。
(5)最终获得氯化钠的质量 (填“大于”、“等于”或“小于”)粗盐中氯化钠的质量。
【答案】(1)搅拌,加速溶解
(2)CBA或BCA或BAC
(3)稀盐酸
(4)较多固体
(5)大于
【解析】(1)溶解池中搅拌器的作用是:搅拌,加速溶解;
(2)粗盐中含有泥沙、氯化钙、硫酸镁杂质,镁离子能与氢氧化钠中的氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀,可加入过量氢氧化镁溶液,除去镁离子,硫酸根离子能与氯化钡中的钡离子结合生成硫酸钡沉淀,可加入过量的氯化钡溶液,除去硫酸根离子,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,可加入过量的碳酸钠溶液除去钙离子和过量的钡离子,故加入碳酸钠溶液应在加入氯化钡溶液之后,这样过量的氯化钡才能除去,故顺序为:CBA或BCA或BAC;
(3)由以上分析可知,加入过量的氢氧化钠溶液除去镁离子,加入过量的氯化钡溶液除去硫酸根离子,加入过量的碳酸钠溶液,除去钙离子和过量的钡离子,过滤后,滤液中含过量的氢氧化钠和碳酸钠,氢氧化钠能与稀盐酸反应生成氯化钠和水,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可向滤液中加入稀盐酸调节pH,直至pH=7;
(4)蒸发结晶时,当滤液中出现较多固体时,停止加热,利用余热将其蒸干;
(5)由以上分析可知,该流程过程中反应生成了氯化钠,故最终获得氯化钠的质量大于粗盐中氯化钠的质量。
核心反应分析和流程评价题型三
19.(2025·山东临沂·一模)实际生产中利用氢氧化钠溶液“捕捉”的工艺流程如图所示,据图回答问题。
资料:常温下,易溶于水,微溶于水。
(1)写出“捕捉室”发生反应的化学方程式为 。
(2)整个流程中可以循环使用的物质是 (填化学式)。
(3)操作a中会用到玻璃棒,其作用是 。
(4)高温反应炉中发生的化学反应属于 (填基本反应类型)。
(5)“捕捉”用氢氧化钠溶液而不用石灰水,可能的原因是 。
【答案】(1)
(2)NaOH
(3)引流
(4)分解
(5)氢氧化钙微溶于水,饱和石灰水浓度比稀氢氧化钠溶液浓度小(合理即可)
【解析】(1)捕捉室进行氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水的过程,其化学方程式为,故填;
(2)由图示可知,在捕捉室环节需要加入氢氧化钠溶液,而在操作a过滤分离碳酸钙和氢氧化钠溶液后分离出氢氧化钠,可用于循环利用。故填NaOH;
(3)根据流程可知,操作a是将碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液分离,所以操作a为过滤,过滤操作中玻璃棒起到引流作用。故填引流;
(4)高温炉内碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应符合分解反应的“一变多”特点,属于分解反应。故填分解;
(5)由于氢氧化钙微溶于水,即饱和石灰水浓度比稀氢氧化钠溶液浓度小,所以“捕捉”用氢氧化钠溶液而不用石灰水。故填:氢氧化钙微溶于水,饱和石灰水浓度比稀氢氧化钠溶液浓度小(合理即可)。
20.(2025·山东淄博·一模)氨气易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池和化工业、农业肥料领域都有广阔的应用前景。如图是氨的合成及应用的部分流程图。
(1)分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,可以控制孔径大小,使氧分子通过,其它微粒都不能通过,从而达到分离空气的目的。该过程原理与实验操作 类似。
(2)如图有两条的获取途径,请从绿色科学、可持续发展等角度,做出一条客观评价: 。
(3)“合成塔”内反应的化学方程式为 。流程中,可循环利用的一种单质名称是 。
【答案】(1)过滤
(2)途径Ⅱ更绿色环保等
(3) 氮气
【解析】(1)分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴,其它微粒都不能通过分子筛而与之分离,过程类似于过滤操作,故填:过滤;
(2)由图1可知,途径Ⅰ的过程中会产生有毒的一氧化碳和二氧化碳,途径Ⅱ的过程中只生成氧气和氢气,则两条H2的获取途径中,途径Ⅱ更符合绿色“零碳”理念;
(3)“合成塔”内发生的反应为氢气和氮气在高温、高压、催化剂的条件下反应生成氨气,反应的化学方程式为;
根据流程图可知,氮气和水既是反应物又是生成物,可循环利用,其中氮气属于单质,故填:氮气。
21.(2025·山东淄博·一模)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流程如图所示。
(1)“溶铜”的目的是得到溶液,原料中的铜单质无法直接“溶”于稀硫酸的原因是 。工艺中加入空气并加热的目的是先把铜单质进行氧化处理,之后发生复分解反应的化学方程式为 。
(2)“制箔”中,发生的反应为:,物质X的化学式为 。
【答案】(1) 不够活泼,不能与稀硫酸反应
(2)
【解析】(1)在金属活动性顺序中,铜位于氢元素后面,则铜不能和硫酸反应;
铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,其中氧化铜和硫酸的反应属于复分解反应,反应的化学方程式为:。
(2)反应前后原子的种类和个数不变,反应前Cu、S、H、O的个数分别为2、2、4、10,反应后除2X外,Cu、S、H、O的个数分别为2、0、0、2,则2X中含有2个硫原子、4个氢原子和8个氧原子,则X的化学式为H2SO4。
22.(2025·山东德州·一模)我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代江西人宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知:Zn的冶炼温度为,沸点为。)请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是 。
(2)高温炉内,碳酸锌()在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成和一种可燃气体,反应的化学方程式为 。该反应中化合价没有发生变化的元素是 。
(3)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合已知信息,分析可能的原因是 。
【答案】(1)增大反应物接触面积
(2) 氧
(3)锌的化学性质比较活泼,易被空气中的氧气氧化(合理即可)
【解析】(1)将炉甘石敲碎,可使反应物的颗粒变小,增大了炉甘石与煤等反应物的接触面积,从而使反应能更充分、快速地进行。
(2)碳酸锌(ZnCO3)与煤的主要成分碳(C)在高温条件下反应生成锌(Zn)和一种可燃气体,根据元素守恒可知该可燃气体为一氧化碳(CO),方程式为;
碳酸锌中锌元素显+2价,氧元素显-2价,根据元素化合价正负代数和为0,设碳元素化合价为x,(+2)+x+(-2)×3=0,x=+4,碳中碳元素化合价为0,反应后金属锌中锌元素化合价为0,一氧化碳中氧元素显-2价,则碳元素显+2价,所以反应前后锌、碳元素化合价改变,氧元素化合价没有变化,故填:氧;
(3)锌金属活动性比铁和铜强,化学性质比较活泼,容易与氧气反应生成锌的化合物,故我国古代冶锌晚于铁和铜。
23.(2025·山东济宁·一模)氢气作为新能源,被认为是理想的清洁、高能燃料。下图是用硫化氢气体制备氢气的模拟工艺流程图。
(1)上图S、、、四种物质中硫元素化合价最低的是: 。
(2)、,是一元酸,而、是二元酸,请写出与足量溶液反应的化学方程式 。
(3)上图流程中可循环利用的物质有 (填化学式)。
(4)人体缺碘会引起甲状腺肿大,碘是人体必需的 元素(填“常量”或“微量”)。
【答案】(1)H2S
(2)H2S+2NaOH=Na2S+2H2O
(3)H2SO4、I2/I2、H2SO4
(4)微量
【解析】(1)单质中元素的化合价为零,化合物中各元素的化合价代数和为零;氢元素为+1价,氧元素为-2价;图1中S、H2S、H2SO4、SO2四种物质按硫元素化合价由低到高排序:H2S(-2价)、S(0价)、SO2(+4价)、H2SO4(+6价);故答案为:H2S;
(2)HCl、HNO,是一元酸,而H2S、H2SO4是二元酸,H2S与足量NaOH溶液反应生成硫化钠和水,化学方程式为H2S+2NaOH=Na2S+2H2O;
(3)既是反应物又是生成物的物质可循环利用,图1流程中可循环利用的物质有H2SO4、I2;
(4)人体缺碘会引起甲状腺肿大,碘是人体必需的微量元素。
24.(2025·山东济宁·一模)硫化钠广泛应用于染料、造纸等工业、以为原料制备的部分流程如图所示。
已知:为副产物,直接排放会造成环境污染。
(1)配平化学方程式:;
(2)属于无机化合物,是一种无色、有强烈的臭鸡蛋味、有剧毒的气体,其水溶液显 性;
(3)图中标示出的物质中,属于单质的是 ;
(4)设备2中,加入NaOH溶液的目的是 。
【答案】(1)
(2)酸
(3)氢气/H2
(4)吸收H2S,防止污染环境,同时可得到Na2S
【解析】(1)根据化学反应前后原子种类和数目不变来配平。假设Na2SO4的化学计量数为1,则反应物中共有2个Na、1个S、4个O,生成物中只有Na2S含有Na、S,则Na2S的化学计量数为1,生成物中只有H2O含有O,则H2O的化学计量数为4,此时生成物中共有8个H,则反应物中H2的化学计量数为4,因此化学方程式为。
(2)H2S的水溶液叫氢硫酸,在水溶液中会电离出氢离子,所以其水溶液显酸性。
(3)单质是由同种元素组成的纯净物。图中涉及的物质有Na2SO4、H2、H2S、NaOH、Na2S、H2O ,其中只有H2是由氢元素一种元素组成的纯净物,属于单质。
(4)已知H2S为副产物,直接排放会造成环境污染,而NaOH溶液能与H2S发生反应,所以加入NaOH溶液的目的是吸收H2S,避免其排放到环境中造成污染,同时可得到Na2S。
试卷第1页,共3页
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