内容正文:
专题六 流程图题
命题方式1 工业生产与制备工艺流程:溶解、除杂、提纯、反应
1.(2024·眉山)陶瓷是火与土的结晶,是化学与艺术的融合,是中华文明的象征之一。颜料赋予陶瓷精彩。一种用焙烧黄铁矿产生的红渣块(主要成分为Fe2O3和SiO2,SiO2不溶于水和常见的酸)为原料制备颜料铵铁蓝的工艺流程如图。
已知:①Zn+2FeCl3===ZnCl2+2FeCl2;②Fe+2FeCl3===3FeCl2;③Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
(1)为加快“酸浸”的反应速率,可采取的措施是__将红渣块粉碎(合理即可)__(任写一种)。
(2)“酸浸”中发生反应的化学方程式为 Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O 。
(3)“滤渣”主要成分的化学式为__SiO2__。
(4)“适量的金属”最佳的选择是__B__(填字母)。
A.Zn B.Fe
C.Cu
命题方式2 回收与利用,环保处理:废气吸收、贵重金属回收
2.(2024·苏州节选)燃煤烟气中含二氧化硫,石灰石湿法脱硫制备石膏(CaSO4)的主要流程如图。
已知:a.当压强不变时,随着温度升高,气体的溶解度减少;b.脱硫过程中,其他条件相同时,随浆液酸性增强,CaCO3溶解的质量增加,SO2吸收的质量减小;c.CaSO3能与稀盐酸反应CaSO3+2HCl===CaCl2+SO2↑+H2O。
(1)大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是__酸雨__。
(2)“制浆”时,石灰石粉碎后加水所得浆液属于__B__(填字母)。
A.溶液 B.悬浊液
C.乳浊液
(3)“吸收-氧化”过程包括①CaCO3吸收SO2反应生成CaSO3;②CaSO3转化为CaSO4。该过程中反应产物无污染,其总反应化学方程式为 2CaCO3+2SO2+O2===2CaSO4+2CO2 。
(4)“吸收-氧化”的脱硫率
受多种因素影响。
①吸收塔内采用气液逆流接触吸收的方式(如图1所示)。含SO2烟气从吸收塔底部鼓入,浆液从吸收塔顶部喷淋,其目的是__增大SO2与浆液接触面积(合理即可)__。鼓入的含SO2烟气温度过高,会导致脱硫率下降,原因是__温度过高,SO2溶解度降低__。
②其他条件相同,脱硫率受浆液pH的影响如图2所示。浆液pH高于5.6时,脱硫率随pH升高而下降,其原因是__随pH升高,浆液酸性减弱,CaCO3溶解质量减少,导致脱硫率下降;SO2吸收质量增大导致脱硫率上升,前者的程度大于后者的程度__。
命题方式3 海洋资源开发与利用:氯化钠提纯、制碱、制镁
3.(2024·广元)通过海水晒盐可以得到粗盐。粗盐中除NaCl外,还含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是一种由粗盐制备较纯净NaCl晶体的实验方案,请回答下列问题。
(1)操作X是__过滤__。在操作Y中,用玻璃棒不断搅拌的目的是__防止局部温度过高,造成液体飞溅__。
(2)甲、乙、丙分别是①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2三种试剂中的一种。请你写出一组合理的试剂添加顺序__②③①(或③②①或③①②)__(填序号)。
(3)加入适量的稀盐酸,目的是除去滤液中的__NaOH、Na2CO3__(填化学式)。
命题方式4 传统文化、古法工艺
4.《梦溪笔谈》中记载了制铜的方法:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”文中描述的制铜工艺如图。
(1)步骤①的操作名称是__蒸发结晶__。实验室进行其操作使用的仪器有铁架台、酒精灯、玻璃棒和__蒸发皿__。
(2)步骤②“烹”与实验操作__蒸发__相同,反应原理为
(i)2CuSO4·5H2O2CuO+2SO2↑+O2↑+10H2O,该反应的基本反应类型是__分解反应__。
(ii)2CuO+C2Cu+CO2↑,该反应一旦发生,就不需要再加热,原因是__反应放热__。
(3)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,写出该过程的化学反应方程式 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 。
5.(2024·连云港)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是( B )
A.加入H2SO4生成H2的化学方程式为Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑
B.根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C.判断加入的Zn已过量的依据是溶液中有固体剩余
D.流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
6.(2024·河南模拟)2024年2月,几场大雪给人们的生活带来一些不便,为防止道路结冰,可向路面撒融雪剂,一种以“氯盐”又称“化冰盐”为主要成分的无机融雪剂,常用工业碳酸钙(含少量NaCl、FeCl3等杂质)为原料生产融雪剂,主要生产流程如下图。
有关此流程的说法正确的是( C )
A.操作Ⅰ和操作Ⅱ相同
B.固体甲和固体C都是纯净物
C.加过量熟石灰可将Fe3+全部转化为沉淀物
D.溶液B无需加盐酸,直接进行操作Ⅱ也能得到C的固体
7.由制铝工业废渣(主要含Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如图(已知:SiO2不溶于水,也不与酸反应,H2O2具有氧化性,可以将Fe2+氧化成Fe3+)。下列说法不正确的是( D )
A.滤渣中含有SiO2
B.滤液中主要存在的阳离子有Al3+、Fe3+、H+
C.废渣浸取时要不断搅拌,提高铁、铝浸取率
D.浸取过程发生了2个化学反应
8.(2024·宜宾)二水合氯化钙(CaCl2·2H2O)可用于食品加工、制药等领域。工业上以石灰石(主要成分为CaCO3,含少量Fe2O3和MgCO3等杂质)为原料生产CaCl2·2H2O的主要流程如下图。
已知:pH>9.5时,Fe3+和Mg2+完全转化为沉淀。
问答下列问题。
(1)将石灰石粉碎的目的是__增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分__。
(2)“酸溶”时,CaCO3发生的反应属于__复分解反应__(填基本反应类型)。
(3)“滤渣”的成分有Mg(OH)2和__Fe(OH)3__(填化学式)。
(4)“系列操作”依次为蒸发浓缩、__降温结晶__、过滤,得到CaCl2·2H2O晶体。
(5)若用10 t 36.5%的浓盐酸制得6.615 t CaCl2·2H2O,则浓盐酸中HCl的利用率是__90__%。
9.(2024·广州)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下。
回答下列问题。
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有__Na+、Mg2+__(填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有__Mg(OH)2__。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是__除去“除杂1”中加入过量的Ca(OH)2__。
(4)“滤液2”显__碱__性(填“酸”“中”或“碱”)。
(5)结合下图分析。
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为__过滤__。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是__溶液中含OH-(LiOH),LiOH溶解度小于NaCl溶解度__。
(6)“滤液3”一定是__NaCl__(填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为 Na2CO3+2LiCl===Li2CO3↓+2NaCl 。
10.(2024·长沙模拟)碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷。工业上用精炼铜的阳极泥(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下。
已知:①TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱;②Ag、Au不与碱反应。
(1)操作1的名称是__过滤__。
(2)“碱浸”时TeO2与氢氧化钠反应,该反应与二氧化碳、氢氧化钠之间的反应类似,“碱浸”的反应化学方程式为 TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O 。
(3)“沉碲”时,缓慢加入硫酸,发生反应Na2TeO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+TeO2↓,为生成TeO2沉淀需控制溶液的pH在4.5~5.0之间,其原因是__防止酸性过强导致TeO2继续与酸反应__。
(4)“酸溶”后,在TeCl4溶液中通入SO2,反应生成固体碲和初中化学中两种常见的酸,则该反应的化学方程式是 TeCl4+2SO2+4H2O===Te+4HCl+2H2SO4 。
(5)整个工艺流程中可以循环使用的物质有__HCl、H2SO4__。
11.用X射线检查肠胃病时,常常让病人服用的“钡餐”,就是硫酸钡的悬浊液。从氯碱工业产生的盐泥中可回收硫酸钡,其主要工业流程如图。
已知:①盐泥的主要成分为BaSO4、NaCl、Mg(OH)2和CaCO3;②CaSO4微溶于水。
(1)除去NaCl,利用的性质是__氯化钠易溶于水__。
(2)“酸溶槽”中发生中和反应的化学方程式为 Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O ,不能用稀硫酸代替稀盐酸的原因:__稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙,硫酸钙微溶于水,会使所得的硫酸钡中混有硫酸钙__。
(3)“2号槽”中的操作是__过滤__,BaSO4中的阴离子是__SO__。
(4)溶液A中的溶质有__NaCl、MgCl2、CaCl2、HCl__。
12.某工厂的废水中含有MgSO4和FeCl3,技术人员逐渐加入NaOH溶液调节废水的pH,先后分离出两种沉淀,并通过系列处理得到有价值的产品。操作流程如下图所示。
(1)加入氢氧化钠溶液得到固体A,该反应的化学方程式为 MgSO4+2NaOH===Mg(OH)2↓+Na2SO4 ,进行操作②时,当__大部分固体析出__时即可停止加热。
(2)固体B加热的产物是两种常见氧化物,则另一种氧化物的化学式为__H2O__。
(3)溶液a除了可能含有NaOH外,还一定含有的溶质是__NaCl、Na2SO4__(填化学式)。
13.(2024·武汉模拟)镁、纯碱在工业生产中有广泛的用途。某地的菱镁矿中主要含MgCO3及少量FeCO3、Al2O3和SiO2,以菱镁矿等为原料制取镁、纯碱的工艺流程如图。请回答下列问题。
(1)需将菱镁矿固体粉碎进行实验①,目的__增大与反应物的接触面积,加快反应速率__,写出菱镁矿中碳酸镁与盐酸反应的化学方程式 MgCO3+2HCl===MgCl2+H2O+CO2↑ 。
(2)向饱和食盐水中通入NH3、CO2气体时,需加压通入的气体是__二氧化碳__;在反应②③中均发生__分解__反应(填化学反应基本类型)。
(3)此工艺条件下金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。
金属离子
Mg2+
Al3+
Fe3+
开始沉淀的pH
8.9
3.4
1.5
沉淀完全的pH
10.9
4.7
2.8
向b溶液中加MgO调节溶液pH,调pH范围为__4.7≤pH<8.9__。
学科网(北京)股份有限公司
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