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工艺流程题加练
1.回收利用废金属是解决废金属造成资源浪费和不同程度的环境污染的方法之一。某市一家大型化工厂处理回收含铜废料的生产流程与部分操作如下:
(注:①步骤Ⅰ得到的残留物不溶于水和稀硫酸;②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O)
请回答下列问题:
(1)写出步骤Ⅰ发生反应的化学方程式的基本反应类型为 。
(2)流程图中操作①的名称是 ,该操作中用到玻璃棒的作用是 。
(3)写出步骤Ⅲ的一个反应的化学方程式: 。
(4)通常在步骤Ⅲ必须加入略过量的“铁屑”,原因是 。
2.黄铜是Zn以主要添加元素的铜合金。黄铜渣中约含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、CuO5%,其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌,其主要流程如图(杂质不溶于水、不参与反应):
已知:ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(1)步骤Ⅰ中产生气体的化学方程式为 。
(2)固体D是 ,三个步骤中的操作都用到的玻璃仪器是 ,其中步骤Ⅰ的操作名称是 。
(3)溶液A的质量 (填“大于”“小于”或“等于”)溶液C的质量。
3.将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一,我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇(CH3OH)的装置,有利于实现“碳中和”。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成CH3OH的工艺流程图。
查阅资料:甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点﹣97.8℃,沸点64.7℃。
(1)二氧化碳和甲醇中都含碳 (填“单质”或“元素”)。
(2)自然界中消耗二氧化碳的主要途径是 。
(3)小明在实验室进行过滤操作时,发现所得滤液仍然浑浊了,经检查滤纸和其他仪器均正常,失败的原因可能是 。
(4)请写出铁和水蒸气发生反应的化学方程式 。
(5)根据资料,请你设计分离出CH3OH的一种方案: 。
4.造纸术是中国古代四大发明之一,氢氧化钾是造纸的重要原料。我国古代制造氢氧化钾的主要流程如图所示,其原理是将干燥的木料烧成灰(含K2CO3),再向灰汁中加入石灰浆,充分反应后,进一步提纯得到氢氧化钾。
(1)“制浆池”中发生反应的基本类型是 ,从能量变化的角度分析该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)操作①的名称是 ,“反应池”中发生反应的化学方程式是 。
(3)燃烧窑中产生的热量可供煅烧和操作 (填“①”或“②”或“③”)利用。
5.2024年3月2日,东航第五架C919大飞机交付入列,彰显了中国从“大国制造”向“强国创造”转变的坚定决心和实力。钢是制造C919飞机必不可少的材料,如图是我国工业炼供炼钢和轧制钢材的主要流程。
(1)用赤铁矿石炼铁的反应原理是 (用化学方程式表示)。
(2)向炼铁高炉中加入石灰石的目的是 ,炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。
(3)热空气和高炉气体的主要成分都是 (填化学式)。
(4)将钢锭轧制成钢板属于 变化。
6.硅是信息技术的关键材料。如图是一种制取高纯硅的工艺流程示意图,请回答下列问题:
(1)反应Ⅱ之后需进行过滤操作,实验室进行过滤操作所需的一种玻璃仪器是 。
(2)反应Ⅲ所属的基本反应类型为 反应。
(3)反应Ⅳ在高温下进行,该反应的化学方程式为 ,该反应需防止空气或氧气混入,其原因之一是 。
(4)除水外,该流程中可循环利用的物质是 (填名称)。
7.如图是某化工厂生产烧碱的工艺流程图。
(1)写出物质X在实验室中的一种用途 ,物质A的俗称是 。
(2)反应池中发生反应的化学方程式为 。
(3)操作①的名称是 ,结晶得到的固体烧碱可能含少量的杂质是 (填化学式)。
8.二氧化氯(ClO2)是一种高效、广普、安全的杀菌消毒剂,可应用于自来水和公共场所的杀菌消毒处理。化工生产中通常以粗盐水(只含可溶性杂质MgSO4、CaCl2)为原料,通过五个步骤制取ClO2,工艺流程如图:
(1)步骤①中的操作为 ,步骤①中不能用Ba(NO3)2代替Ba(OH)2,原因是: ;
(2)步骤②得到的固体除了CaCO3之外,还有 (填名称),溶液X中的溶质有 (填化学式);
(3)步骤④发生反应的化学方程式为 。
9.细菌冶金是近年来新兴的绿色冶金工艺,是最大限度利用矿藏的一种冶金方法。如图是利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)进行细菌冶铜的部分生产流程:
资料:a.Fe2(SO4)3能与铁反应转化为FeSO4;b.绿矾的化学式为FeSO4•7H2O
(1)为了使黄铜矿反应更充分,可以采取的措施是 。
(2)步骤②操作的名称为 。为了将步骤②所得到的粗铜进一步提纯,你采用的一种化学方法是 。
(3)流程中发生的置换反应化学方程式为 。
(4)化学反应中若物质中元素化合价升高,该物质发生氧化反应:若物质中元素化合价降低,该物质发生还原反应。向CuSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中加入铁屑后发生氧化反应的物质为 。
10.硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化学品。用某种石英砂矿石(主要成分是SiO2,还含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠(Na2SiO3)的流程如下:
(1)“研磨”的目的是 。
(2)过滤时所用玻璃棒的作用是 ,滤液1中所含阴离子有 (填离子符号)。
(3)步骤②“酸浸”的目的是 。
(4)写出步骤③“碱浸”的化学方程式 。
11.废旧手机中含有贵金属金(Au),如图是回收Au的简略流程图。
【查阅资料】CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ中加过量稀硫酸的目的是 。
(2)滤液a中的阳离子是 。
(3)在滤液b中加入过量的氢氧化钠溶液,可观察到现象 。写出反应的化学方程式 。
(4)由上述过程可知,Zn、Au、Cu三种金属的活动性顺序为 。
12.碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备碲的一种工艺流程如图所示:
请回答下列问题。
(1)实验室进行过滤操作时,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)滤液1中的两种溶质是H2SO4和 (填化学式)。
(3)已知TeO2与CO2的化学性质相似,请类比CO2与NaOH的反应,试写出“碱浸”时TeO2与NaOH发生反应的化学方程式: 。
(4)“酸溶”后,在所得的TeCl4溶液中通入SO2,反应生成固态碲和初中化学中常见的两种酸(HCl和H2SO4),则该反应的化学方程式 。(温馨提示:反应物有H2O参加)
13.以硫化铜精矿为原料生产干燥而纯净的氯化亚铜(CuCl)的工艺流程如图所示。产品CuCl是一种白色固体,难溶于乙醇和水,可溶于氯离子浓度较大的溶液,在潮湿空气中易氧化变质。请回答下列问题。
【查阅资料】
①CuS焙烧时会转化成CuO;
②“反应”过程中的反应为:2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O═2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4。
(1)“焙烧”前要对精矿进行粉碎,其目的是 。
(2)“酸浸”时,反应的化学方程式为 。
(3)加入NaCl时要控制它的用量,以防止氯离子浓度过大而造成 ,导致产率降低。
(4)“滤液”中一定含有的溶质有 (填化学式)。
(5)取192t的CuS来制备CuCl,若只有50%的铜元素转化为产品,则生成CuCl的质量为 。
14.海水化学资源利用已成为各沿海国家促进经济发展的重要手段,我国在氯碱工业技术上有长足的发展。以下是氯碱工业流程图。请回答相关问题:
(1)在实验室过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和 。
(2)NaOH的俗名有烧碱和 (任写一个即可)。
(3)请写出反应①的化学方程式 ;反应②属于四个基本反应类型中的 反应。
(4)氯气与烧碱制备漂白剂的原理为:Cl2+2NaOH═NaClO+NaCl+H2O,由此可推测产物中可起漂白作用的物质为 (填化学式)。
15.2024年4月25日,中国神舟十八号载人飞船发射成功,飞船和火箭上的蒙皮、锻环等关键材料使用了大量铝合金和镁合金,如图是从废旧硬铝中回收镁、铝的生产流程。
已知:Si不与稀硫酸反应;Al(OH)3能溶于强碱;CaSO4微溶于水。
(1)写出浸出液中所含的全部阳离子 (填粒子符号)。
(2)步骤②中最好选用 [选填“NaOH”或“Ca(OH)2”]溶液。
(3)步骤①﹣⑥中发生的中和反应的化学方程式为: 。
(4)操作Ⅱ的具体步骤为蒸发浓缩、 、过滤、冰水洗涤、低温干燥。低温干燥的目的是 。
16.二氧化碳是导致温室效应的气体,也是一种宝贵的资源,我国科研团队正积极运用“碳捕捉与封存”技术,减少CO2进入大气,被封存的CO2有许多的用途,其中将CO2转化成甲醇(CH3OH)是其用途之一。以下是利用“CCS碳捕捉和储存技术”将“捕捉”的CO2制取甲醇的工艺流程。
(1)“捕捉室”中发生的反应为CO2+2NaOH═Na2CO3+X,其中X的化学式为 ;
(2)“反应室”中最终的反应化学方程式是 ;
(3)被封存的CO2其固态可用于人工降雨的原理是 ;
(4)该流程中可循环使用的物质除CO2外,还有 ;
(5)最近有科学家提出“绿色自由构想”,用饱和碳酸钾(K2CO3)溶液代替NaOH吸收CO2,利用生成的KHCO3受热易分解的性质,再把CO2提取出来,经化学反应同样可以生成甲醇。用K2CO3溶液代替NaOH的优点是 。
参考答案
1.(1)化合反应 (2)过滤 引流 (3)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(或Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4) (4)将硫酸铜全部转化为硫酸亚铁
2.(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (2)锌和铜 玻璃棒 过滤 (3)小于
3.(1)元素 (2)光合作用 (3)滤纸破损或液面高于滤纸边缘或盛接滤液的烧杯不干净等 (4) (5)蒸馏,将混合物加热到64.7℃(合理即可)
4.(1)化合反应 放热 (2)过滤 K2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2KOH
(3)③
5.(1) (2)将矿石中的二氧化硅转变为炉渣(或除去二氧化硅) 增大反应物接触面积,加快反应速率 (3)N2 (4)物理
6.(1)烧杯(或玻璃棒或漏斗) (2)化合 (3)SiCl4+2H2Si+4HCl 防止硅被重新氧化 (4)氯化氢
7.(1)洗涤仪器 熟石灰(或消石灰) (2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(3)过滤 Ca(OH)2
8.(1)过滤 不能除去镁离子,并且引入硫酸根离子 (2)碳酸钡 NaCl、NaOH、Na2CO3 (3)
9.(1)将黄铜矿粉碎 (2)过滤 将粗铜放入烧杯中,加入足量的稀硫酸(或硫酸铜溶液),充分反应后过滤、洗涤、干燥 (3)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
(4)Fe(或铁)
10.(1)加快溶解速率 (2)引流(或引流,防止液体洒出) 、
(3)除去二氧化硅中混有的氧化铜 (4)SiO2+2NaOH=H2O+Na2SiO3
11.(1)使铁和锌充分反应 (2)Fe2+、Zn2+、H+ (3)产生蓝色沉淀 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 (4)Zn>Cu>Au。
12.(1)漏斗 (2)Na2SO4 (3)TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O
(4)4H2O+TeCl4+2SO2=Te+4HCl+2H2SO4
13.(1)增大接触面积,使反应更充分 (2)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(3)CuCl溶解 (4)Na2SO4和H2SO4 (5)99.5t
14.(1)玻璃棒 (2)烧碱或火碱或苛性钠
(3)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 化合 (4)NaClO
15.(1)H+、Al3+、Mg2+ (2)NaOH (3)2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O
(4)降温结晶 减少晶体的损耗
16.(1)H2O (2)Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓
(3)干冰升华吸热,使四周温度下降 (4)氧化钙和氢氧化钠溶液 (5)节约能源
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