内容正文:
专题20 工艺流程与物质的推断
考点概览
题型一 工艺流程类——分离提纯
题型二 工艺流程类——物质制备
题型三 物质的转换与推断
题型四 综合创新类实验流程
工艺流程类——分离提纯题型一
1.(2025·湖南娄底·一模)粗盐中含有泥沙和 等杂质。某同学将粗食盐样品溶解、过滤,除去泥沙后,取粗食盐水按以下流程进行提纯。
(1)溶解、过滤、蒸发操作中都用到的一种玻璃仪器是 。
(2)固体X中所含的难溶物有 、Mg(OH)2、CaCO3和 BaCO3.
【答案】(1)玻璃棒
(2)BaSO4
【详解】(1)溶解时用玻璃棒搅拌,加速溶解;过滤时用玻璃棒引流;蒸发时用玻璃棒搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅,因此溶解、过滤、蒸发操作中都用到的一种玻璃仪器是玻璃棒;
(2)加入过量BaCl2溶液除去,生成BaSO4沉淀;加入NaOH溶液除去,生成Mg(OH)2沉淀;加入Na2CO3溶液,一方面除去CaCl2生成CaCO3沉淀,另一方面除去前面过量的BaCl2,生成BaCO3沉淀,所以体X中所含的难溶物有BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3和BaCO3。
2.(2025·新疆和田·模拟预测)第九届亚冬会的将于2025年2月7日至2月14日在哈尔滨举行。
亚冬会想用氢能源汽车作为交通工具,这将需要大量高纯度、低成本的氢气满足氢燃料汽车的使用。有专家研究出一种新型的催化剂,在光照下实现水的高效分解制氢气,其中部分过程的微观示意图如图所示:
(1)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中,请从微观角度分析氢气能被压缩的原因 。
(2)请写出反应Ⅰ的化学方程式 。
亚冬会利用废旧电子设备回收金、银来制作奖牌。从废旧电子产品中回收金、银的部分流程如图:
(3)溶液A中的阳离子有 (填离子符号)。
(4)步骤二中加入足量硝酸银溶液的作用是 。
【答案】(1)分子之间存在间隔,压强增大,分子间的间隔变小
(2)
(3)Mg2+、Al3+、H+
(4)将固体中的铜全部去除
【详解】(1)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中,从微观角度分析氢气能被压缩的原因是分子之间存在间隔,压强增大,分子间的间隔变小;
(2)反应Ⅰ是水在光照和催化剂的作用下反应生成过氧化氢和氢气,化学方程式为;
(3)步骤一加入过量稀硫酸,金、银、铜与稀硫酸不反应,稀硫酸和镁反应生成硫酸镁和氢气,和铝反应生成硫酸铝和氢气,加入的硫酸是过量的,过滤得到溶液A中含有的溶质为硫酸镁、硫酸铝和过滤的硫酸,则溶液A中的阳离子有Mg2+、Al3+、H+;
(4)得到固体M中含有金、银、铜,步骤②中加入足量的硝酸银溶液,硝酸银和铜反应生成硝酸铜和银,作用是:将固体中的铜全部去除。
3.(2025·江西新余·模拟预测)碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。下图是模拟提纯碳酸锂的工艺流程:
资料:①锂辉矿的主要成分为Li2CO3,含泥沙等杂质。
②碳酸锂为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比热水中大,化学性质与Na2CO3类似。
(1)“酸浸槽”中加入过量稀硫酸的目的是 。
(2)“反应器”中观察到有大量气泡产生,该反应的化学方程式为 。
(3)“沉锂”后对混合液进行过滤。实验室进行过滤操作时玻璃棒的作用是 。
(4)下列分析错误的是_______(填字母,双选)。
A.Li2CO3中锂元素的化合价为+1价
B.“沉锂”后所得的滤液为碳酸锂的不饱和溶液
C.洗涤槽中洗涤碳酸锂时应使用冷水
D.此工艺可获得副产品Na2SO4
【答案】(1)使Li2CO3全部转化为Li2SO4
(2)Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+CO2↑+H2O
(3)引流
(4)BC
【详解】(1)“酸浸槽”中加入过量稀硫酸的目的是:使Li2CO3全部转化为Li2SO4;
(2)“反应器”中观察到有大量气泡产生,是因为硫酸和碳酸锂反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+CO2↑+H2O ;
(3)实验室进行过滤操作时玻璃棒的作用是:引流;
(4)A、Li2CO3中碳酸根化合价是-2,根据化合物中元素化合价代数和为零可知,锂元素的化合价为+1,故说法正确;
B、“沉锂”池过滤所得的滤液为Li2CO3的饱和溶液,故说法错误;
C、洗涤槽中使用热水,原因是防止过多的碳酸锂溶于水,故说法错误;
D、硫酸锂溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠溶液,此工艺可获得副产品Na2SO4,故说法正确;
故选BC。
4.(2025·甘肃陇南·一模)美丽、浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库。化学兴趣小组的同学通过实地走访的形式了解了我国海水晒盐的大致过程,请根据流程图回答下列问题。
(1)图中①是 (填“蒸发”或“冷却”)池。
(2)在①池过程中,氯化钠的总质量 ,水的总质量的变化情况是 。(两空均填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)在实验室提纯粗盐时,用来加热澄清滤液的仪器是 。
(5)工业上常用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠,同时得到氢气和氯气,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)蒸发
(2) 不变 减小
(3)饱和
(4)酒精灯、蒸发皿
(5)
【详解】(1)利用海水提取粗盐时,由于氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,因此可通过蒸发结晶得到氯化钠晶体,则图中①是蒸发池;
(2)蒸发池中海水中水分蒸发,但是氯化钠还没有结晶析出,所以氯化钠的总质量不变,水的总质量减小;
(3)结晶池中氯化钠结晶析出,得到的母液不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液;
(4)在实验室提纯粗盐时,用来加热澄清滤液的仪器是酒精灯、蒸发皿;
(5)氯化钠与水在通电条件下反应生成氢氧化钠、氢气和氯气,化学方程式为。
5.(2025·内蒙古·模拟预测)卓筒井是手工制盐的活化石,卓筒井制盐的工艺流程如图所示。
“汲卤”过程获得卤水的主要成分是氯化钠与氯化钾,下图是这两种物质在不同温度时的溶解度曲线。
(1)根据表中数据可知,40℃时,氯化钠的溶解度 (选填“大于”“小于”或“等于”)氯化钾的溶解度;60℃时,氯化钾饱和溶液的溶质质量分数为 (填计算式)。
(2)从卤水中提纯氯化钠的方法是 ,“滤卤”与实验室中 操作的原理类似。
(3)当地人利用工具将卤水在室外风吹日晒一段时间后,浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,请比较卓筒井手工制盐中“晒卤”和“煎盐”的原理有何不同之处: 。
【答案】(1) 小于
(2) 蒸发结晶 过滤
(3)均利用了蒸发浓缩的原理,但是“晒卤”只是提高了浓度,“煎盐”还利用了结晶原理
【详解】(1)据表中数据可知,40℃时,氯化钠的溶解度小于氯化钾的溶解度;60℃时,氯化钾的溶解度为45.5g,氯化钾饱和溶液的溶质质量分数为:,故填:小于;;
(2)氯化钠的溶解时受温度影响较小,则从卤水中提纯氯化钠的方法是蒸发结晶,“滤卤”与实验操作过滤的原理一样,其目的是为了分离溶液和难溶性杂质,故填:蒸发结晶;过滤;
(3)“晒卤”和“煎盐”均利用了蒸发浓缩的原理,但是“晒卤”只是提高了浓度,“煎盐”还利用了结晶原理,故填:均利用了蒸发浓缩的原理,但是“晒卤”只是提高了浓度,“煎盐”还利用了结晶原理。
6.(2025·四川广元·模拟预测)渤海湾的长芦盐场享誉国内,通过晾晒海水,可以得到粗盐和多种矿产资源。粗盐中含有少量不溶性杂质(泥沙),还含有少量可溶性杂质(、、)。现以粗盐为原料制备较纯净NaCl晶体的实验方案如图所示:
(1)操作a的名称是 。
(2)写出Ⅰ中发生反应的化学方程式: 。
(3)Ⅲ中加入过量溶液的目的是 。
(4)最后所得固体物质除泥沙外还有 (填化学式)。
【答案】(1)过滤
(2)
(3)除去杂质和过量的
(4)、、、
【详解】(1)操作a 是将固体和液体分离,该操作的名称是 过滤;
(2)Ⅰ中氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
(3)碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠和过量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,加入过量Na2CO3溶液的目的是除去杂质CaCl2和过量的BaCl2。
(4)加入氯化钡除去硫酸钠生成硫酸钡沉淀;加入氢氧化钠除去氯化镁生成氢氧化镁沉淀;加入碳酸钠除去氯化钙和过量氯化钡生成碳酸钙和碳酸钡沉淀;最后加入适量盐酸,除去过量的氢氧化钠和碳酸钠(盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳),经过蒸发结晶后,最后所得固体物质除泥沙外还有,最后所得固体物质的成分为CaCO3、BaCO3、BaSO4、Mg(OH)2。
7.(2025·广东江门·一模)春晚机器人秧歌表演,不仅是一场视觉盛宴,更是科技与文化融合的体现,同时也引发了我们对机器人技术,尤其是机器人的骨骼结构材料发展的深入思考。钼()是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿(主要成分为及少量的)为原料制备金属钼的主要流程如下,回答下列问题。
已知浓氨水为常见的碱。
(1)“焙烧”:矿石要粉碎处理,其目的是 。炉内排放出的废气X会引起酸雨,X的化学式为 。
(2)反应器1:浓氨水可以溶解相产品,中钼元素的化合价为 。反应器1中搅拌器相当于实验室中的 (仪器名称)。要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是 (操作名称)。
(3)反应器2:发生复分解反应,反应的化学方程式为 。
(4)反应器3:发生反应的化学方程式为 (填化学式),属于 反应(填基本反应类型)。
(5)“环保”:为减少废气对环境的影响,可用上述流程中的 溶液进行吸收。
【答案】(1) 增大反应物接触面积,加快反应速率 SO2
(2) +6 玻璃棒 过滤
(3)
(4) H2O 置换反应
(5)浓氨水
【详解】(1)矿石粉碎处理,能增大矿石与空气的接触面积,使反应更充分,加快反应速率;
辉钼矿主要成分是MoS2,在空气中焙烧时,硫元素会转化为二氧化硫,二氧化硫排放到空气中会引起酸雨,所以X的化学式为SO2。
(2)在MoO3中,氧元素化合价为−2价,设钼元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得,解得x=+6;
反应器1中搅拌器的作用是搅拌,在实验室中玻璃棒有搅拌的作用,所以搅拌器相当于玻璃棒;
要实现废渣和溶液的分离,固液分离的主要操作是过滤。
(3)反应器2中发生复分解反应,反应物是(NH4)2MoO4和HCl,生成物是H2MoO4沉淀和NH4Cl,则化学方程式为。
(4)根据化学反应前后原子种类和数目不变,反应前有6个H原子、1个Mo原子、3个O原子,反应后已知有1个Mo原子,还缺6个H原子和3个O原子,横线处物质的化学计量数为3,则该物质的一个分子由2个H原子和1个O原子构成,其化学式为H2O;
该反应是一种单质(H2)和一种化合物(MoO3)反应生成另一种单质(Mo)和另一种化合物(H2O),属于基本反应类型中的置换反应。
(5)废气X是SO2,浓氨水为碱溶液,SO2能与碱溶液反应,所以可用浓氨水吸收SO2,减少其对环境的影响。
8.(2025·天津·模拟预测)海水“晒盐”得到的粗盐,往往含有可溶性杂质和不溶性杂质,必须对其分离和提纯,才能用于工业生产和人们的日常生活。实验兴趣小组的同学们在实验室进行了一系列的探究活动,请你参与他们的活动:
(1)探究一:粗盐中难溶性杂质的去除
兴趣小组的同学进行粗盐提纯实验,实验过程如下图所示:
①蒸发时,玻璃棒的作用是 。
②蒸发时需要用到的下列仪器有 填序号。
③下列关于该实验的分析正确的是 。
A.操作①利用了氯化钠易溶于水的性质
B.操作③采用了蒸发溶剂的方法得到精盐
C.若滤纸破损,精盐的产率偏高
D.操作①和③中玻璃棒的作用相同
E.操作③中等蒸发皿中液体完全蒸干再停止加热
(2)探究二:除去粗盐中可溶性杂质
除去难溶性杂质的粗盐样品中还含有少量的、和。为了得到较纯净的食盐晶体,同学们设计如下实验方案:
①实验中加入过量的目的是 ,发生反应的化学方程式为 写一个即可。
②操作b所得滤渣的成分是有 种泥沙除外。
③若实验过程中不考虑损耗,最终得到的NaCl固体的质量将大于固体混合物中NaCl的质量,整个过程中产生新的NaCl的反应共有 个。
④不能将过量的NaOH溶液换成KOH溶液,理由是 。
【答案】(1) 搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅 ①③⑤⑥ ABC
(2) 除去氯化钙和过量的氯化钡 / 4/四 6/六 会生成新的杂质氯化钾
【详解】(1)①蒸发时,玻璃棒的作用是搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅;
②蒸发时需要用到的仪器有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台,故选:①③⑤⑥;
③A、溶解操作中利用了氯化钠易溶于水的性质,故正确;
B、蒸发操作采用了蒸发溶剂的方法得到精盐,故正确;
C、滤纸破损,会使得液体中的不溶物漏下,精盐的质量增大,所以精盐的产率偏高,故正确;
D、操作①溶解操作中玻璃棒的作用是搅拌、加速溶解;操作③蒸发操作中玻璃棒的作用是搅拌、防止局部温度过高,造成液滴飞溅,作用不同,故错误;
E、操作③蒸发,待蒸发皿中出现较多固体再停止加热,利用余热将其蒸干,故错误;
故选:ABC;
(2)①先加入过量氢氧化钠溶液,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,在加入过量氯化钡溶液,氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,然后加入过量的目的是:除去氯化钙和过量的氯化钡,发生的反应是碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠、和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为:、;
②操作b所得滤渣的成分是有碳酸钙、碳酸钡、硫酸钡、氢氧化镁4种;
③若实验过程中不考虑损耗,最终得到的NaCl固体的质量将大于固体混合物中NaCl的质量,整个过程中产生新的NaCl的反应共有6个,即先加入过量氢氧化钠溶液,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,在加入过量氯化钡溶液,氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,然后加入过量,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,得到滤液中含有氯化钠、过量的氢氧化钠和碳酸钠,加入足量稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水;
④不能将过量的NaOH溶液换成KOH溶液,是因为氢氧化钾和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾,会生成新的杂质氯化钾。
9.(2025·陕西咸阳·一模)海洋中有丰富的盐分,海水经一系列步骤可得到NaCl固体。同学们设计如下方案提纯由海水制得的粗盐溶液(含有少量CaCl2和MgCl2)中的NaCl固体:
方案一:
方案二:
(1)操作X的名称是 。
(2)写出方案二步骤①中发生反应的化学方程式 。
(3)溶液D中含有的溶质成分为 (填化学式)。
(4)上述两种制取NaCl固体的方案中,方案 (填“一”或“二”)的产率更高。
【答案】(1)蒸发结晶
(2)
(3)NaCl、NaOH、Na2CO3
(4)二
【详解】(1)溶液A中加入过量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,继续加入过滤的碳酸钠溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,过滤除去氢氧化镁沉淀和碳酸钙沉淀,溶液D中含有氯化钠和过量的氢氧化钠和碳酸钠,加入过量的稀盐酸,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,即得到含有少量盐酸的氯化钠溶液,最后通过蒸发结晶,得到氯化钠固体(盐酸中的溶质氯化氢蒸发过程中会变为气体,不影响氯化钠纯度),故操作X为蒸发结晶;
(2)由分析(1)可知,方案二步骤①中发生反应为氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,方程式为:;
(3)由分析(1)可知,溶液D中含有的溶质成分为NaCl、NaOH、Na2CO3;
(4)由分析(1)可知,方案二中能通过反应将杂质转化成了氯化钠,故产率更高。
工艺流程类——物质制备题型二
1.(2025·陕西咸阳·一模)超微细轻质碳酸钙是涂料的一种成分,可显著提高涂料的附着力、耐水性、耐沾污性和表面光洁度。生产超微细轻质碳酸钙的工艺流程如图所示。
(1)煅烧炉中发生反应的基本反应类型属于 反应。
(2)反应釜中发生了两个反应:① ;②。
(3)上述流程中,用于分离提纯的主要设备是 。
【答案】(1)分解
(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3)过滤器、干燥器/干燥器、过滤器
【详解】(1)煅烧炉中发生的反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应是一种物质生成两种物质的反应,基本反应类型属于分解反应;
(2)石灰石煅烧生成的氧化钙进入反应釜,氧化钙会先与水反应生成氢氧化钙,所以反应①的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2;
(3)上述流程中,反应生成的超微细轻质碳酸钙,通过过滤,干燥可以得到纯净的超微细轻质碳酸钙,所以用于分离提纯的设备有过滤器、干燥器。
2.(2025·四川眉山·一模)稀土金属钇的氧化物(Y2O3)广泛应用于航空航天涂层材料,其颗粒大小决定了产品的质量。利用富钇稀土(含Y2O3约70%,含Fe2O3、CuO、SiO2等约30%)生产大颗粒氧化钇的一种工艺如下图:
(1)操作I的名称是 。
(2)“调pH”时加入碱液使溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)碳酸钇灼烧分解的化学方程式是 。
(4)“分离提纯”是为了除去滤液1中的 (填化学式)。
【答案】(1)过滤
(2)增大
(3)
(4)CuCl2、FeCl3
【详解】(1)操作Ⅰ是将不溶物与溶液分离,常用方法为过滤;
(2)“调pH”时加入碱液先与过量的酸发生中和反应,所以使溶液的pH增大;
(3)碳酸钇在高温的条件下生成氧化钇和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(4)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“分离提纯”是为了除去滤液1中的FeCl3、CuCl2。
3.(2025·福建·模拟预测)化学与我们的生活生产息息相关,生活处处有化学。
I、化学与生活:
(1)瓷器与玻璃器——瓷器是火与土的结合,玻璃器是火与沙的交融。烧制瓷器所用的黏土中含氧、硅、铝等元素,其中金属元素的元素符号是 。
(2)国画与油画——国画气韵生动,油画抽象浪漫。博物馆保存珍贵名画时用氮气作保护气,因为氮气的化学性质 。
Ⅱ、化学与生产:
(3)我国铁路电气化率达到74.9%,与燃油相比,其优点是 ,乘坐高铁时,限制携带的物品中包括火柴和打火机,其原因是 。
(4)在航母、高铁及空间站建设中,钛和钛合金以其优良的性能而得到普遍应用。钛是用铝粉与二氧化钛(TiO2)在高温条件下反应制得的,同时生成氧化铝,该反应属于 (填基本反应类型)。
Ⅲ、化学与技术:
锂辉矿(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿(主要成分为Li2O,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取Li2CO3,其主要工艺流程如图所示。
资料:Li2CO3(化学性质与Na2CO3相似)为无色晶体,微溶于水,其溶解度随温度的升高而减小。
(5)酸浸槽中加入的酸X是 (填化学式)。
(6)沉锂池中分离Li2CO3操作名称是 。
(7)洗涤槽使用热水洗涤的目的是 。
【答案】(1)Al
(2)不活泼(或稳定)
(3) 更环保(合理即可) 防止发生火灾(合理即可)
(4)置换反应
(5)H2SO4
(6)过滤
(7)除去碳酸钠、硫酸钠等可溶性杂质,且温度高时,碳酸锂溶解度小,可减小碳酸锂溶于水的损耗(合理即可)
【详解】(1)烧制瓷器所用的黏土中含氧、硅、铝等元素,其中金属元素的是铝,元素符号是:Al;
(2)保存珍贵的名画需要隔绝氧气,防止其被氧化,由于氮气的化学性质不活泼(稳定),不易与氧气发生反应,能够隔绝氧气,能防止书画被氧化,所以博物馆保存珍贵名画时用氮气作保护气;
(3)我国铁路电气化率达到74.9%,与燃油相比,其优点是减少污染物的排放,更环保;乘坐高铁时,限制携带的物品中包括火柴和打火机,其原因是防止发生火灾、防止发生爆炸等(合理即可);
(4)钛是用铝粉与二氧化钛(TiO2)在高温条件下反应制得的,同时生成氧化铝,该反应的化学方程式为:4Al+3TiO23Ti+2Al2O3,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;
(5)工业上以锂辉石精矿(主要成分为Li2O,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取Li2CO3,由酸浸槽中加入过量X后,Li2O与酸X反应生成了Li2SO4,则酸浸槽中加入的酸X是H2SO4;
(6)沉锂池中分离Li2CO3的操作需要将固液分离,该操作名称是过滤;
(7)碳酸钠、硫酸钠易溶于水,而碳酸锂微溶于水,在水中溶解度不大,且溶解度随温度升高而减小,洗涤时使用热水可使碳酸锂在热水中溶解度很小,除去碳酸钠、硫酸钠等可溶性杂质,且温度高,碳酸锂溶解度小,减小碳酸锂溶于水的损耗(合理即可)。
4.(2025·山东泰安·一模)海洋是生命的摇篮,浩瀚的海洋是一个巨大的宝库,海水不仅是宝贵的水资源,而且蕴藏着丰富的化学资源。
Ⅰ、海水提取粗盐
(1)从贮水池到蒸发池,氯化钠的质量分数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
Ⅱ、粗盐提纯
可以采用物理和化学方法除去粗盐中的、和等可溶性杂质。
(2)物理方法:用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解其中的可溶性杂质,则浸洗溶液应选用NaCl的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)化学方法:操作步骤依次为:加水溶解→加过量溶液→加过量试剂①→加过量→过滤→加适量盐酸,试剂①是 (填化学式)溶液,过滤后滤渣主要成分有、及 (写出全部成分)。
Ⅲ、侯氏制碱
我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。如图是侯氏联合制碱法和西方索尔维制碱法的工艺流程。
(4)利用碳酸氢钠热解生产纯碱反应的基本类型是 。
(5)精盐水中先通入,后通入发生“碳酸化”反应的化学方程式是 。
(6)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有 。
a.无“索尔维氨碱法”中的废弃物生成,有利于保护环境
b.大大提高了食盐的利用率,节约了成本
c.析出的晶体可用作复合肥,提高了原料的利用率
【答案】(1)变大
(2)饱和
(3) BaCl2 BaSO4、BaCO3
(4)分解反应
(5)NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(6)ab
【详解】(1)在蒸发过程中,溶剂在不断减小,溶质质量不变,则蒸发池中氯化钠的质量分数会变大;
(2)根据用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解除去其中的可溶性杂质,不能溶解氯化钠,故应选择氯化钠的饱和溶液来浸洗粗盐;
(3)加过量NaOH溶液可除去MgCl2,同时引入杂质NaOH,过滤后用盐酸除去,加过量BaCl2溶液可以除去Na2SO4同时引入杂质BaCl2。加入试剂①的目的是除去CaCl2及过量的BaCl2,Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀,Na2CO3与过量的BaCl2反应生成BaCO3沉淀,故试剂①可选用Na2CO3;过滤后滤液成分有Mg(OH)2、BaSO4及CaCO3和BaCO3;
(4)碳酸氢钠受热分解生成纯碱、水和二氧化碳,符合一变多的特征,属于分解反应;
(5)精盐水中先通入NH3,后通入CO2发生“碳酸化”反应是氯化钠、水、氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵,故反应的化学方程式是NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(6)a、根据流程可知,无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境,故说法正确;
b、根据流程可知,大大提高了食盐的利用率,节约了成本,故说法正确;
c、将“制碱”与制氨生产联合起来,同时析出的NH4Cl晶体,氯化铵是一种含氮、磷、钾中氮元素的物质,可用作氮肥,而不是复合肥,故说法错误;
故选ab。
5.(2025·广东广州·一模)五氧化二钒(V2O5)广泛应用于能源、冶金等领域,常用含钒矿(主要成分是FeV2O4,还有含钾、钠、硫等元素的少量杂质)为原料制备五氧化二钒,工艺流程如图:
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)“焙烧”发生反应的化学方程式为:。则“溶钒”后的“尾渣”主要成分是 。
(3)“除杂”是为了除去含钾、钠、硫等元素的物质,具体操作:加水,升高温度至90℃、 、蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、烘干,得到(NH4)2V6O16。
(4)写出(NH4)2V6O16在550℃~650℃下“煅烧”分解的化学方程式 。
(5)以上工艺流程中,可循环利用的物质是 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)Fe2O3
(3) 搅拌 降温结晶
(4)(NH4)2V6O163V2O5+2NH3↑+H2O
(5)NH3
【详解】(1)“粉碎”操作能增大反应物的接触面积,便反应更充分、更快地进行 。
(2) 根据“焙烧”发生的反应可知,“溶钒”是将可溶性的Na2VO3溶解,而Fe2O3不溶于水,故“溶钒”后的“尾渣”主要成分是Fe2O3。
(3)“除杂”操作中加水,升高高温度至90℃,搅拌均匀,然后对溶液进行蒸发浓缩后,接下来应该进行冷却结晶操作,使(NH4)2V6O16结晶析出,然后过滤、洗涤、烘干得到(NH4)2V6O16。
(4)根据流程信息及质量守恒定律可知,(NH4)2V6O16在550℃~650℃下“煅烧”分解V2O5、NH3和H2O,反应的化学方程式为(NH4)2V6O163V2O5+2NH3↑+H2O。
(5)观察整个工艺流程,在前面的反应中有氨气参加,后面的流程有氨气生成,所以可循环利用的物质是NH3。
6.(2025·海南省直辖县级单位·一模)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分为,含少量和不溶性杂质)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下图:
(1)“酸溶”过程主要发生复分解反应,推断滤液I中主要的金属阳离子有 。
(2)通过加入氨水使溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”),将杂质离子沉淀除去。
(3)“煅烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)Mg2+、Fe2+
(2)增大
(3)
【详解】(1)菱镁矿含有MgCO3和少量FeCO3,“酸溶” 时发生复分解反应,MgCO3与稀硫酸反应生成硫酸镁、水、二氧化碳,FeCO3与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、水、二氧化碳,所以滤液I中主要的金属阳离子有Mg2+、Fe2+。
(2)氨水是碱溶液,呈碱性。加入氨水会使溶液中氢氧根离子浓度增加,从而使溶液的pH增大,促使Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀除去。
(3)从流程可知,“煅烧” 是MgSO4固体和木炭在高温下反应生成MgO、SO2、CO2,化学方程式为。
7.(2025·海南海口·模拟预测)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,是一种有毒气体。
(1)中S的化合价为 。
(2)设备1中主要反应的化学方程式为,X的化学式为 。
(3)该流程中设备2的作用是 (答两点)。
(4)要制备390kg的硫化钠,若不考虑过程中的损失,则至少需要硫酸钠的质量为 。
【答案】(1)-2
(2)H2O
(3)吸收H2S,防止污染环境同时生成硫化钠,提高原料利用率
(4)710kg
【详解】(1)硫化钠中钠元素显+1价,设硫元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零,则有(+1)×2+x=0,解得x=-2;
(2)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2个Na、1个S、4个O、8个H,反应后有2个Na、1个S,则4X中含有4个O和8个H,X中含有1个O和2个H,X的化学式为H2O;
故硫化钠的化学计量数为1,水的化学计量数为4,生成物中含8个H,则氢气的化学计量数为4,则配平后为:;
(3)设备1中生成H2S,H2S为副产物,是一种有毒气体,直接排放会造成环境污染,设备2中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠能与硫化氢反应生成硫化钠和水,故该流程中设备2的作用是吸收H2S,防止污染环境同时生成硫化钠,提高原料利用率;
(4)要制备390kg的硫化钠,若不考虑过程中的损失,设至少需要硫酸钠的质量为x,
则有
x=710kg
故要制备390kg的硫化钠,若不考虑过程中的损失,则至少需要硫酸钠的质量为710kg。
8.(2025·江苏泰州·一模)柠檬酸亚铁()是一种补铁剂,医疗上可以用来治疗缺铁性贫血。某科研小组以硫铁矿烧渣(主要成分、,含少量等)先制备碳酸亚铁,再与柠檬酸反应制得柠檬酸亚铁的流程如图:
已知:
①不与稀硫酸反应,也不溶于水。
②“沉铁”时的反应原理为。
③碳酸钠溶液溶质质量分数越大,碱性越强。
④柠檬酸亚铁微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇。
⑤下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的。
金属离子
开始沉淀的
沉淀完全的
1.1
3.2
3.0
5.0
5.8
8.8
(1)“酸浸”时加入过量稀硫酸的目的是 ;为了加快酸浸的速率,可采取的措施是 (任写一种)。
(2)“还原”时加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“还原”中,化合价降低的元素有 。
(3)“还原”时加入铁粉的主要目的是 ,提高的产率。
(4)“调节,除铝”时,需控制的范围是__________。
A.1.1~3.0 B.3.0~3.2 C.5.0~5.8 D.5.0~8.8
(5)“操作X”的名称是 。
(6)“沉铁”时,溶液溶质质量分数对产率的影响如图。
当溶液溶质质量分数大于时,的产率有所下降,其主要原因是 。
(7)“沉铁”时,待完全反应后,过滤,洗涤。检验滤渣已经洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤滤液, ,证明滤渣已经洗涤干净。
(8)“系列操作”是加热浓缩,加入适量乙醇,过滤,洗涤,干燥。加入适量乙醇的目的是 。
(9)写出与柠檬酸()反应生成柠檬酸亚铁的化学方程式 。
【答案】(1) 使金属氧化物(或烧渣或)完全反应 将固体粉碎
(2)Fe和H
(3)将转化为
(4)C
(5)过滤
(6)溶液浓度增大,碱性增强,部分生成沉淀
(7)滴加溶液,无沉淀产生
(8)降低柠檬酸亚铁的溶解度,促使其析出
(9)
【详解】(1)“酸浸”时氧化铁和氧化铝能与硫酸反应,加入过量稀硫酸的目的是使金属氧化物完全反应;将固体粉碎可加快酸浸的速率;
(2)“还原”时加入铁粉,是铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,铁与硫酸反应生成氢气,铁元素化合价由+3价降低到+2价,氢元素由+1价降低到0价,故“还原”中,化合价降低的元素有和H;
(3)“还原”是铁与硫酸铁反应,将转化为;
(4)“调节,除铝”是让铝离子形成氢氧化铝沉淀,亚铁离子不形成沉淀,根据金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可知,需控制的范围是5.0~5.8,故选C;
(5)“操作X”后得到滤渣和滤液,故“操作X”为过滤;
(6)溶液显碱性,当溶液溶质质量分数大于时,溶液浓度增大,碱性增强,部分生成沉淀,故的产率有所下降;
(7)检验滤渣已经洗涤干净原理是检验洗涤液中是否含有硫酸根离子,检验方法是:取最后一次洗涤滤液,滴加溶液,无沉淀产生,证明滤渣已经洗涤干净;
(8)柠檬酸亚铁微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇,故加入适量乙醇的目的是降低柠檬酸亚铁的溶解度,促使其析出;
(9)与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁、二氧化碳和水,化学方程式为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+H2O+CO2↑。
9.(2025·上海·模拟预测)工业上制备K2SO4晶体的一种工艺流程如下:
如图为四种物质的溶解度曲线,请回答下列问题:
(1)上述流程中可循环使用的物质有 (填化学式)。
(2)通过分析四种物质的溶解度曲线,请解释反应3中能得到K2SO4晶体的原因是 。
(3)不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应3所得晶体的原因是 ,为检验硫酸钾晶体是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液,先加入 (填序号),振荡、静置,再向上层清液中滴加AgNO3溶液,观察现象即可判断。
A.过量的BaCl2溶液 B.过量的Ba(NO3)2溶液
(4)某K2SO4样品中混有NaCl杂质,可利用溶解度差异进行提纯。称取27.5g样品进行实验,过程如下(步骤Ⅰ加热至100℃时不考虑水分蒸发):
查阅资料:硫酸钾和氯化钠的部分溶解度数据如表: 溶解度(g)
温度(℃)
0
20
60
100
NaCl
35.7
36.0
37.1
39.2
K2SO4
7.4
11.1
18.2
24.1
①滤液B中,K2SO4 (选填“达到”或“未达到”)饱和状态。
②27.5g样品中NaCl的质量是 g。
③在滤液C中,K2SO4的质量是 g。
【答案】(1)CaCO3、CO2
(2)常温下,相关物质中硫酸钾的溶解度最小
(3) 由于硫酸钾晶体易溶于水,而不溶于饱和硫酸钾溶液,所以为了防止硫酸钾晶体溶于水,减少损耗 B
(4) 达到 3.5 0.74
【详解】(1)根据图示信息可知,反应2生成 CaCO3又可以当作反应1的反应物,反应1生成CO2也可作反应2的反应物,所以 CO2、CaCO3是可循环利用物质;
(2)根据溶解度曲线,常温下,相关物质中硫酸钾的溶解度最小,则常温下硫酸铵和氯化钾溶于水后钾离子和硫酸根离子结合成硫酸钾,硫酸钾最先达到饱和析出,生成物中硫酸钾最容易从溶液中析出;
(3)由于硫酸钾晶体能溶于水,而不溶于饱和硫酸钾溶液,所以为了防止硫酸钾晶体溶于水,减少损耗,要用饱和硫酸钾溶液洗涤硫酸钾晶体;
从流程可知,杂质离子为氯离子和铵根离子,如最后一次洗涤液中不含有氯离子,则说明已洗涤干净,所以主要检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子:
A、先加入过量的氯化钡溶液中本身含有氯离子,会形成干扰,不符合题意;
B、先加入过量的硝酸钡溶液可与硫酸钾反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钾,除去硫酸根离子,再滴加硝酸银溶液,如出现白色沉淀,则说明没有洗涤干净;反之,说明已洗涤干净,符合题意;
故选B。
(4)①滤液B为析出硫酸钾晶体后所得到的溶液,其中K2SO4达到饱和状态。
②20℃时硫酸钾的溶解度为11.1g,滤液B为20℃硫酸钾的饱和溶液,滤液B中溶剂质
量为100g,所溶解的硫酸钾质量为11.1g,样品中含有硫酸钾总质量为12.9g+11.1g=
24.0g,故27.5g样品中NaCl的质量是27.5g﹣24g=3.5g。
③样品中硫酸钾的质量=24g,过滤II得到12.9g硫酸钾固体,过滤IV得到10.36g硫酸钾固体,则滤液C中硫酸钾质量=24g-12.9g-10.36g=0.74g。
10.(2025·云南昆明·一模)闪锌矿(主要成分为ZnS)经焙烧得锌焙砂,锌焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4(该物质可看作是两种氧化物的结合物)以及少量CuO,工业上用其制备金属锌,具体过程如图所示。
(1)高温焙烧过程中会闻到刺激性气味,经测定发现,气体M由两种元素组成,且质量比为1∶1,则该气体是 。
(2)滤液B中一定含有的溶质有 (填化学式)。
(3)请写出反应②发生的化学方程式 。
(4)此流程中可以循环利用的物质有 (硫酸溶液除外)。
【答案】(1)二氧化硫/
(2)、
(3)
(4)锌、氧气
【详解】(1)闪锌矿主要成分为ZnS,高温焙烧过程中会闻到刺激性气味,经测定发现,气体M由两种元素组成,且质量比为,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该气体是二氧化硫;
(2)锌焙砂主要含ZnO、以及少量CuO,向锌焙砂中加入稀硫酸,ZnO与稀硫酸反应生成硫酸锌和水,CuO与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,可看作是两种氧化物的结合物,即,与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,故与稀硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁和水,则溶液A中含硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜,溶液A经除铁后得到溶液B,则溶液B中一定含有的溶质是、;
(3)由流程图可知,反应②为硫酸锌与水在通电条件下反应生成锌、氧气和硫酸,化学方程式为;
(4)由流程图可知,锌、氧气既作为反应物,又作为生成物,则此流程中可以循环利用的物质有锌、氧气(硫酸溶液除外)。
11.(2025·安徽·模拟预测)钛()是被誉为继铁、铝之后,必将崛起的第三金属。金属钛是航海、医疗等不可或缺的材料,钛铁矿(主要成分)是工业上冶炼金属钛的主要原料,制备金属钛的一种工艺流程如图所示(部分产物略)。
【查阅资料】
①钛硬度大、熔点高、常温下耐酸碱;
②的沸点为,沸点为。
(1)已知中元素的化合价为+4价,请标出中铁元素的化合价 。
(2)X为可燃性氧化物,其化学式为 。
(3)步骤②分离出的方法,是利用了与的 不同。
(4)步骤③的化学方程式为 。
(5)该流程中可以循环利用的物质是 。(答出一种即可)
【答案】(1)
(2)CO
(3)沸点
(4)
(5)/
【详解】(1)已知FeTiO3中元素的化合价为+4,氧元素的化合价为-2,设铁元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价代数为0,则有x+ (+4)+ (-2)×3=0,得x=+2价;由化合价的表示方法,在该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,1不能省略,则中铁元素的化合价表示为,故填:;
(2)若X为可燃性氧化物,根据质量守恒定律可知,钛铁矿、碳和氯气在高温的条件下反应生成一氧化碳、四氯化钛和氯化铁,则X的化学式为CO,故填:CO;
(3)步骤②通过蒸馏分离出TiCl4的方法,是利用了TiCl4与FeCl3的沸点不同,故填:沸点;
(4)由流程图可知,步骤③中四氯化钛和镁在高温条件下反应生成氯化镁和钛,反应的化学方程式为,故填:;
(5)既能作反应物,又能作生成物的是可以循环利用的,分析流程可知,可以循环利用的物质是Mg、Cl2,故填:或。
12.(2025·重庆九龙坡·模拟预测)碳酸亚铁常用于治疗缺铁性贫血。用硫铁矿烧渣(主要成分,含少量不反应的难溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图所示:
(1)“酸溶”时,将烧渣粉碎的目的是 。
(2)“转化1”中铁粉将硫酸铁转化为硫酸亚铁,该反应的化学方程式为 。
(3)“转化2”反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型为 。
(4)补“铁”时,服用的碳酸亚铁与胃酸反应生成 (填化学式)被人体吸收,促进血红蛋白生成。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更快、更充分
(2)
(3) 复分解反应
(4)/
【详解】(1)“酸溶”时,将烧渣粉碎的目的是增大反应物接触面积,使反应更快、更充分,故填:增大反应物接触面积,使反应更快、更充分;
(2)“转化1”中铁粉与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,反应的化学方程式为,故填:;
(3)由流程图可知,“转化2”中硫酸亚铁与碳酸钠反应生成碳酸亚铁沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为,该反应符合“两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物”的特点,属于复分解反应,故填:;复分解反应;
(4)补“铁”时,碳酸亚铁与胃酸(主要成分是盐酸)反应生成氯化亚铁(FeCl2),被人体吸收,促进血红蛋白生成,故填:或。
物质的转换与推断题型三
1.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)《梦溪笔谈》中详细记载了炼铜的方法,主要为火法炼铜和湿法炼铜两种制备方案,现利用如下反应模拟炼铜的过程,其中A、B均为黑色固体,E、J为常见气体,Ⅰ物质由两种元素组成且溶液为浅绿色(反应条件已略去),反应①④⑤为制备方案一,反应②③为制备方案二,请回答下列问题:
(1)物质Ⅰ的化学式为 。
(2)写出反应①的化学方程式 。
(3)反应⑤中观察到的现象为 。
(4)工业上用含有物质H的废屑(废屑中杂质不溶于水,也不参加反应)进行湿法冶铜,试计算在反应③中用200.8g物质G的溶液与物质H恰好完全反应后,得到溶液为200g,则溶液中物质Ⅰ的质量分数为 。
(5)大家讨论后认为方案二比方案一更好,其理由是 。
【答案】(1)
(2)
(3)固体由黑色变为红色
(4)6.35%
(5)节约能源、操作简单(合理即可)
【分析】现利用如下反应模拟炼铜的过程,反应①④⑤为制备方案一,反应②③为制备方案二,其中A、B均为黑色固体,E、J为常见气体,Ⅰ物质由两种元素组成且溶液为浅绿色,则Ⅰ为氯化亚铁,①A+B→E+D,反应是模拟炼铜的过程,其中A、B均为黑色固体,碳和氧化铜高温下反应生成铜和二氧化碳,⑤J+A→E+D,一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳,④B+E→J,碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳,则A为氧化铜,B为碳,E为二氧化碳,D为铜,J为一氧化碳;
②A+C→G+F,③G+H→D+I,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,氯化铜和铁反应生成铜和氯化亚铁,则C是稀盐酸,G是氯化铜,F是水,H是铁,代入验证,推断正确。
【详解】(1)I为氯化亚铁,化学式为FeCl2;
(2)①碳和氧化铜高温下反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为;
(3)⑤为一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳,可观察到固体由黑色变为红色;
(4)③为铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,溶液减少的质量为200.8g-200g=0.8g,设生成氯化亚铁的质量为x,
则有
x=12.7g
则溶液中物质Ⅰ的质量分数为;
(5)大家讨论后认为方案二比方案一更好,是因为方案二不需要在高温条件下发生反应,节约能源,操作简单等(合理即可)。
2.(2025·河南安阳·模拟预测)《周礼·考工记》中记载,古人曾在草木灰(含有)的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为),利用生成物中能够去污的成分来清洗丝帛。A~D是制备过程中涉及的部分物质,它们之间的关系如图所示(“”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知A~C中均含有人体中含量最高的金属元素,A是贝壳的主要成分,其中金属元素的质量分数为,D可用于去污。
(1)A的化学式为 。
(2)反应②的现象为 。
(3)反应③的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)放出大量的热
(3)
【分析】A~C中均含有人体中含量最高的金属元素,即钙元素;A是贝壳的主要成分,其中金属元素的质量分数为,则A为碳酸钙,A在高温条件下转化为B,即碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,则B为氧化钙;B能转化为C,即氧化钙与水反应生成氢氧化钙,则C为氢氧化钙;碳酸钾与C反应生成碳酸钙和D,D可用于去污,即氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,则D为氢氧化钾。
【详解】(1)由分析可知,A为碳酸钙,其化学式为;
(2)由分析可知,B为氧化钙、C为氢氧化钙,则反应②为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,现象是放出大量的热;
(3)由分析可知, A为碳酸钙、C为氢氧化钙、D为氢氧化钾,则反应③为氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,化学方程式为。
3.(2025·陕西西安·模拟预测)甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,它们之间的转化关系如图(“”表示反应一步实现,部分物质和反应条件略去)。
(1)若甲、乙组成元素相同,丙在空气中含量居第二位。从分子角度解释,甲、乙性质有差异的原因是 。
(2)若三种物质都含钙元素,甲可用来改良酸性土壤,乙难溶于水且相对分子质量为100。甲的化学式为 ,乙转化为丙的化学方程式为 。
【答案】(1)它们的分子构成不同
(2) Ca(OH)2 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
【详解】(1)若甲、乙组成元素相同,丙在空气中含量居第二位, 丙是氧气,因为甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,根据甲、乙、丙之间的转化关系可知,甲是过氧化氢,乙是水。从分子角度解释,甲、乙性质有差异的原因是它们的分子构成不同。
(2)若三种物质都含钙元素,甲可用来改良酸性土壤,甲是氢氧化钙,乙难溶于水且相对分子质量为100,乙是碳酸钙,甲→丙,乙丙,则甲的化学式为Ca(OH)2,乙转化为丙的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。
4.(2025·河南信阳·一模)甲、乙、丙为初中常见的物质,它们的转化关系如图(“→”表示反应可一步实现,部分物质和反应条件略去)。
(1)若甲、乙、丙物质类别不同,其中甲是红色固体。写出一个“乙→丙”的化学方程式: 。
(2)若甲是最常用的溶剂,乙、丙物质类别相同。写出乙的一项用途: ;写出“乙→丙”的化学方程式: 。
【答案】(1)(或,合理即可)
(2) 改良酸性土壤(合理即可) (合理即可)
【详解】(1)若甲、乙、丙物质类别不同,其中甲是红色固体,铜为红色固体,铜和氧化铜能相互转化,且氧化铜能和酸反应生成铜盐和水,且铜前金属能将可溶性铜盐中的铜置换出来,则甲为铜、乙为氧化铜、丙为可溶性铜盐。
“乙→丙”的反应可为氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,反应的化学方程式为:,或氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为。
(2)若甲是最常用的溶剂,则为水;乙、丙物质类别相同,由于水和氢氧化钙能相互转化(水和氧化钙反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水),且氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,氢氧化钠能和酸或二氧化碳反应生成水,则乙为氢氧化钙、丙为氢氧化钠。
氢氧化钙可用于改良酸性土壤、配制波尔多液、建筑材料等;
“乙→丙”的反应为氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:。
5.(2025·河北邯郸·一模)回收利用铜是弥补我国铜资源不足的重要途径。某小组设计的铜的回收过程如图所示(反应条件已略去),A~H是初中化学常见的物质,其中D是一种常见的溶剂。F是年产量最高的金属,请回答下列问题:
(1)B的化学式为 。
(2)A的一种用途是 。
(3)反应②所属的基本反应类型是 。
(4)反应③的化学方程式为 。
【答案】(1)CuO
(2)供给呼吸(合理即可)
(3)复分解反应
(4)/(合理即可)
【分析】D是一种常见的溶剂,则D是水;F是年产量最高的金属,则F是铁;废铜屑能与A反应生成B,B能与C反应生成D(水)和E,则A是氧气,B是氧化铜,C是一种酸,E是可溶性铜盐;E与F(铁)反应生成H、G,H可重铸,则H是铜,G是可溶性亚铁盐。
【详解】(1)B是氧化铜,化学式为CuO。
(2)A是氧气,氧气可用于供给呼吸,支持燃烧等。
(3)B(CuO)与 C 反应生成 D(H2O)和 E,氧化铜能与酸(如稀硫酸、稀盐酸)反应生成盐和水,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于基本反应类型中的复分解反应。
(4)F(铁)与 E(含铜离子的盐溶液,如硫酸铜、氯化铜等)反应生成 G 和 H(铜),以硫酸铜为例,化学方程式为;以氯化铜为例,化学方程式为。
6.(2025·江苏南京·一模)图中A~K是初中化学常见的物质。只有A、B是单质,组成B的元素是地壳中含量最高的金属元素;只有D、E、I、J由两种元素组成;C和G水溶液呈蓝色;I是赤铁矿石的主要成分;K可用于改良酸性土壤。图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应,“→”表示物质间存在转化关系,部分反应物、生成物和反应条件已略去。
(1)K的俗称为 。
(2)写出A与B反应的化学方程式 。
(3)写出D与Ⅰ反应的化学方程式 。
(4)写出G→C反应的化学方程式 。
【答案】(1)熟石灰/消石灰
(2)
(3)
(4)
【分析】图中A~K是初中化学常见的物质。只有A、B是单质,组成B的元素是地壳中含量最高的金属元素,可推出B为铝,A能与B反应,可推出A为氧气;只有D、E、I、J由两种元素组成;I是赤铁矿石的主要成分,可推出I为氧化铁;K可用于改良酸性土壤,可推出K为氢氧化钙;I能转化为E,E能与A相互转化,D能与A、I反应,D能与E相互转化,可推出E为二氧化碳,D为一氧化碳,I能转化为J,J能与K相互转化,可推出J为水;F能转化为E、J、G,F能与B反应,可推出F为酸,如硫酸;C和G水溶液呈蓝色,G能转化为C,可推出G为硫酸铜,C为硝酸铜;K能转化为H,H能与C、G反应,可推出H为氢氧化钠,代入验证,符合题意。
【详解】(1)由分析可知,K为氢氧化钙,俗称熟石灰、消石灰;
(2)A与B反应为铝和氧气反应生成氧化铝,该反应的化学方程式为:;
(3)D与I反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(4)G→C反应为硫酸铜和硝酸钡反应生成硫酸钡和硝酸铜,该反应的化学方程式为:。
7.(2025·陕西·模拟预测)是初中化学常见的5种化合物,其关系如图所示,A、B、C的物质类别不同,A俗称纯碱、苏打,B中不含氧元素,D、E是初中常见的氧化物且的相对分子质量最小,被称为气体肥料,图中“—”表示物质间相互反应,“→”表示一种物质生成另一种物质,部分反应物及反应条件已略去。请回答下列问题。
(1)反应①可以通过A与B反应实现,反应的化学方程式为 。
(2)化学反应常常伴随有明显的实验现象和热效应。反应③过程中会 (填“吸热”或“放热”);反应⑤的实验现象是 。
(3)反应④的微观实质是,其基本反应类型是 。
【答案】(1)
(2) 放热 产生白色沉淀
(3)复分解反应
【分析】已知A俗称纯碱、苏打,所以A是Na2CO3,属于盐;D被称为气体肥料,所以D是CO2,属于氧化物;E是初中常见氧化物且相对分子质量最小,所以E是H2O,属于氧化物;C能与A(Na2CO3)或D(CO2)反应,E(H2O)能转化为C,则C是Ca(OH)2,属于碱;A、B、C物质类别不同,A是盐,C是碱,B能与A(Na2CO3)或C[Ca(OH)2]反应,且B中不含氧元素,则B是HCl,属于酸。
【详解】(1)A(Na2CO3)与B(HCl)反应生成NaCl、H2O、CO2,化学方程式为。
(2)过程③是CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,会放热;
反应⑤是A(Na2CO3)与C[Ca(OH)2]反应生成CaCO3沉淀、NaOH,现象是产生白色沉淀。
(3)应④的微观实质是,是酸和碱反应生成盐和水,属于复分解反应。
8.(2025·河南开封·一模)甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,它们之间的转化关系如图(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件略去)。
(1)已知甲是一种黑色单质,乙和丙组成元素相同,丙是植物进行光合作用的原料之一。丙转化为乙的化学方程式为 ;从分子角度解释,乙、丙性质有差异的原因是 。
(2)已知三种物质都含氧元素,甲的浓溶液可以作气体干燥剂,乙的相对分子质量为160,丙是一种蓝色沉淀。甲的化学式为 ;乙转化为丙的化学方程式为 。
【答案】(1) 分子的构成不同
(2) H2SO4
【详解】(1)甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,已知甲是一种黑色单质,乙和丙组成元素相同,丙是植物进行光合作用的原料之一,甲能转化为乙,乙和丙能相互转化,碳和氧气点燃生成一氧化碳,一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳,二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳,则甲为碳,乙为一氧化碳,丙为二氧化碳,丙转化为乙,碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳,化学方程式为;
乙为一氧化碳,一氧化碳是由一氧化碳分子构成的,丙为二氧化碳,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,从分子角度解释,甲、乙性质有差异的原因是二者的分子构成不同;
(2)甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,已知三种物质都含氧元素,甲的浓溶液可以作气体干燥剂,浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,则甲为硫酸,丙是一种蓝色沉淀,则丙为氢氧化铜沉淀,乙的相对分子质量为160,则乙为硫酸铜,甲能转化为乙,乙和丙能相互转化,硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,则甲为硫酸,化学式为H2SO4;
乙转化为丙,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为。
9.(2025·陕西西安·模拟预测)A~F是初中化学常见的物质,它们之间的转化关系如图所示(图中每个反应都是一步实现,其中“—”表示两种物质间能发生化学反应,“→”表示两种物质间的转化关系,反应条件、部分物质已略去)。已知A是年产量最高的金属,F是红色金属,C、D用于配制农药波尔多液,C常用来改良酸性土壤,B、C、D、E、F是五种不同类别的物质。请回答下列问题:
(1)C的化学式为 。
(2)A与D反应的基本反应类型为 。
(3)若E→F发生的化学反应不属于基本反应类型,写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)Ca(OH)2
(2)置换反应
(3)
【分析】A~F是初中化学常见的物质,已知A是年产量最高的金属,则A是铁;F是红色金属,则F是铜;C、D用于配制农药波尔多液,C常用来改良酸性土壤,则C是氢氧化钙,D是硫酸铜;B、C(氢氧化钙,碱)、D(硫酸铜,盐)、E、F(铜,单质)是五种不同类别的物质,B能与A(铁)或C(氢氧化钙)反应,且B能转化为D(硫酸铜),则B是硫酸;E能转化为D(硫酸铜),也能转化为F(铜),则E是氧化铜。
【详解】(1)根据分析,C是氢氧化钙,其化学式为Ca(OH)2。
(2)A(铁)与D(硫酸铜)发生的反应是,由一种单质与一种化合物反应生成一种新的单质与一种新的化合物,属于基本反应类型中的置换反应。
(3)E(氧化铜)→F(铜)发生的反应可以是(置换反应),也可以是(置换反应),还可以是,不属于基本反应类型的是。
10.(2025·河南开封·一模)是初中化学常见五种不同类别的物质,为目前世界年产量最高的金属,是胃酸的主要成分,的溶液呈黄色。它们之间的关系如图所示(“—”表示相互反应,“→”表示反应一步实现.部分物质和反应条件已略去)。
(1)B可能是 (写化学式)。
(2)D转化为A的化学方程式为 。
(3)E转化为C的化学方程式为 。
【答案】(1)(或等)
(2)
(3)/
【分析】A为目前年产量最高的金属,则为铁;E为胃酸的主要成分,则为HCl;C的溶液呈黄色,且盐酸能转化为C,则为氯化铁;铁为单质、HCl为酸、氯化铁为盐,而A~E是初中化学常见五种不同类别的物质,碱和氯化铁、盐酸都能反应,则B为碱;氧化铁能和盐酸反应生成氯化铁和水,且氧化铁能和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,则D为氧化铁。
【详解】(1)由分析可知,B属于碱,则可能为氢氧化钠或氢氧化钙等,化学式为NaOH、Ca(OH)2等。
(2)D转化为A的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
(3)E转化为C的反应可为盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:;也可为氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:。
综合创新类实验流程题型四
1.(2025·河北廊坊·模拟预测)(礼记》等文献中记载古人用草木灰(主要成分是K2CO3)与石灰石灼烧后的固体、水混合制取氢氯化钾。用作纺织品漂洗剂。小组同学以“古法制碱"为主题开展了项目式学习。
项目一:实验室模拟“古法制碱”
【实验设计】制碱的主要流程如下图甲所示。
(1)①草木灰因含有碳酸钾,常被用作 。
②请写出步骤二反应的化学方程式为 。
③资料显示,步骤三反应的化学方程式:Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH。
【实验实施】小组同学完成步骤一,步骤二实验后,立即进行步骤三实验,如图乙所示。
项目二:验证氢氧化钾生成
(2)为了证明步骤三反应的发生,小组同学再次设计并进行了如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取图中乙烧杯静置后底部的少量固体﹐洗净后置于试管中,加入足量的 ,将产生的气澄清石灰水变浑浊
试管中产生气泡,澄清石灰水变浑浊
固体中含有CaCO3
【分析交流】
(3)小明同学认为上述实验结论中的CaCO3均为步骤三反应生成的。点点同学提出质疑,理由应是 (实验过程中得到的相关物质均未变质)。
(4)点点同学提出了新思路:可以通过测量溶液pH的变化来证明步骤三反应发生。经测定:常温下Ca(OH),饱和溶液的pH为12.7,实验配制的K2CO3溶液pH为11.3.重新做步骤三实验,向盛有K2CO3溶液的烧杯中,分3次加入步骤二得到的悬浊液,分别测得烧杯内混合液pH变化后的数据如下:
次数
第一次
第二次
第三次
pH
12.2
13.2
14.0
①小组同学通过分析以上实验数据认为可以证明步骤三反应的发生,依据是 。
②为了进一步验证有KOH生成。还应测定的数据是 ,请说明验证的理由: 。
【总结评价】
实验是学习的一部分,敢质疑、敢创新,一定能在科学探究中收获成功,感受快乐!
【答案】(1) 肥料
(2)稀盐酸
(3)步骤一中的碳酸钙可能未完全反应
(4) 混合液的pH逐渐增大,说明有碱性物质生成,则可证明步骤三反应的发生 单独的氢氧化钾溶液的pH 氢氧化钙和碳酸钾的pH均小于14,碳酸钙难溶,若测定出氢氧化钾溶液的pH在14左右,即可说明有氢氧化钾生成
【详解】(1)①草木灰因含有碳酸钾,常被用作肥料,故填:肥料;
②步骤二中,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为,故填:;
(2)根据实验结论固体中含有CaCO3,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,取图中乙烧杯静置后底部的少量固体,洗净后置于试管中,加入足量的稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,可观察到试管中产生气泡澄清石灰水变浑浊,故填:稀盐酸;
(3)由于步骤一中的碳酸钙可能没有完全反应,所以上述实验结论中的CaCO3也可能来自步骤一中剩余的碳酸钙,故填:步骤一中的碳酸钙可能未完全反应;
(4)①由于常温下Ca(OH)2饱和溶液的pH为12.7,实验配制的K2CO3溶液pH为11.3,向盛有K2CO3溶液的烧杯中,分3次加入步骤二得到的悬浊液,混合液的pH逐渐增大,说明有碱性物质生成,则可以证明步骤三反应的发生,故填:混合液的pH逐渐增大,说明有碱性物质生成,则可证明步骤三反应的发生;
②为了进一步验证有KOH生成,还应测定单独的氢氧化钾溶液的pH;氢氧化钙和碳酸钾的pH均小于14,碳酸钙难溶,若测定出氢氧化钾溶液的pH在14左右,即可说明有氢氧化钾生成,故填:单独的氢氧化钾溶液的pH;氢氧化钙和碳酸钾的pH均小于14,碳酸钙难溶,若测定出氢氧化钾溶液的pH在14左右,即可说明有氢氧化钾生成。
2.(2025·辽宁盘锦·一模)人类文明的进步,得益于化学的不断发展。
Ⅰ.化学与燃料
(1)柴草时代:最初,人们使用柴草作为燃料。柴草来源广泛,燃烧后的草木灰主要成分为,为农作物生长提供的主要营养元素是 。
(2)煤炭时代:后来,煤炭成为主要燃料,煤炭燃烧常用柴草来引燃,从燃烧条件分析,柴草的作用是 。
(3)液化石油气时代:上世纪80年代后期,罐装的液化石油气开始取代煤炭,主要成分为是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。液化石油气属于 。(填“纯净物”或“混合物”)
(4)天然气时代:1982年,世界上最早的天然气田于四川富顺县被开发,天然气的使用相对于煤炭以及液化石油气的优点是 。
(5)新能源时代:随着对环境保护的关注,太阳能、风能等新能源得到广泛应用和发展,氢能作为新能源中的清洁能源的原因 。
Ⅱ.化学与化工
空气是一种宝贵的资源,以空气等为原料可合成尿素【】,其部分流程如下:
(6)空气分离时,依据液氮和液氧的 不同进行分离。
(7)在点燃或加热前需要进行 操作。
(8)写出合成塔①中发生反应的化学方程式 ,基本反应类型为 。
(9)当前,原料气可用天然气来制取,理论上每生产1吨会同时产生5.5吨。有科学家正在研究一种不生成的新方法来制取原料气。若需要合成8.5万吨氨,改用新方法制取原料气可以减少排放 万吨。
(10)将和溶于水以合成尿素,合成塔②中的一定条件控制为“低温加压”的目的是 。
【答案】(1)钾元素/K
(2)使温度达到煤炭的着火点
(3)混合物
(4)污染物排放少,更清洁环保
(5)氢气燃烧的产物只有水,对环境无污染
(6)沸点
(7)检验纯度
(8) 化合反应
(9)8.25
(10)促进CO2和NH3溶于水,提高反应速率和生产效率
【详解】(1)草木灰主要成分为,为农作物生长提供的主要营养元素是钾元素;
(2)燃烧需要同时满足三个条件:可燃物、与氧气(或空气 )接触、温度达到可燃物的着火点 。煤炭燃烧常用柴草来引燃,从燃烧条件分析,柴草燃烧时会释放热量,这些热量能够传递给煤炭,使温度达到煤炭的着火点,从而引发煤炭燃烧;
(3)液化石油气主要成分为是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷,因此液化石油气属于混合物;
(4)煤炭、液化石油气等燃烧会产生大量污染物,而天然气主要成分为甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,因此天然气的使用相对于煤炭以及液化石油气的优点是污染物排放少,更清洁环保;
(5)氢能作为新能源中的清洁能源,是因为氢气燃烧的产物只有水,对环境无污染;
(6)空气分离时,依据液氮和液氧的沸点不同进行分离;
(7)氢气具有可燃性,与空气混合遇明火或加热会发生爆炸,因此在点燃或加热前需要进行验纯操作,防止发生爆炸;
(8)合成塔①中氮气和氢气在一定条件下反应生成氨气,化学方程式为,该反应是两种物质生成一种物质,属于化合反应;
(9)设需要的氢气的质量为x。
x=1.5万吨;
当前,原料气可用天然气来制取,理论上每生产1吨会同时产生5.5吨,若需要合成8.5万吨氨,改用新方法制取原料气可以减少排放二氧化碳的质量为1.5万吨×5.5=8.25万吨;
(10)合成塔②将CO2和NH3溶于水合成尿素,由于气体的溶解度随温度的降低而增大,随压强的升高而增大,所以反应条件控制为“低温加压”的目的是促进CO2和NH3溶于水,提高反应速率和生产效率。
3.(2025·辽宁抚顺·模拟预测)铜是人类认识并应用最早的金属之一、
Ⅰ.铜的矿产
(1)黄铜矿的主要成分是CuFeS2,根据其主要成分的组成元素,推断用黄铜矿炼铜过程中产生形成酸雨的空气污染物是 (填化学式)。
Ⅱ.铜的冶炼
(2)中国应用的湿法炼铜技术是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。反应后固体表面附着一层 色物质;发生反应的化学方程式为 。
(3)黄铜(铜和锌的合金)在古代应用非常广泛。黄铜属于 (填“金属材料”或“合成材料”),黄铜与黄金外观上非常相似,请用一种化学方法对两者进行区分: 。
Ⅲ.铜的锈蚀
出土的青铜器(铜和锡的合金)表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图1所示。
(4)形成铜绿的过程中,是铜与空气中的 发生了反应。
(5)图中属于有害锈的物质是 。
(6)写出一条保护青铜器的措施: 。
Ⅳ.铜的回收
从废弃白铜[主要含铜、镍(Ni),其他成分忽略不计]中回收金属铜和镍的流程如图2所示。
资料:镍是一种银白色固体,能与稀硫酸发生反应生成+2价镍的化合物和氢气。
(7)粉碎的目的是 。
(8)固体甲是 。
(9)“酸浸”中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)SO2
(2) 红
(3) 金属材料 取样品,加入稀盐酸,有气泡产生的是黄铜,没有明显现象的是黄金(合理即可)
(4)氧气、水、二氧化碳
(5)CuCl和粉状锈
(6)防氯(合理即可)
(7)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(8)铜/Cu
(9)
【详解】(1)二氧化硫或氮的氧化物溶于雨水会形成酸雨,而黄铜矿的主要成分是CuFeS2,含有硫元素,根据反应前后元素种类不变,可推断用黄铜矿炼铜过程中产生形成酸雨的空气污染物是二氧化硫化学式为SO2。
(2)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,故将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。反应后固体表面附着一层红色物质;反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(3)黄铜是铜和锌的合金,属于金属材料;黄铜是铜和锌的合金,锌能和盐酸反应生成氯化锌和氢气,则可观察到有气泡产生,金不与盐酸反应,故区分黄铜与黄金可用稀盐酸:取样品,加入稀盐酸,有气泡产生的是黄铜,没有明显现象的是黄金(合理即可)。
(4)化学反应前后元素的种类不变,由铜绿【】的组成元素可以推测,形成铜绿的过程中,是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳发生了反应。
(5)由有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀可知,图中属于有害锈的物质是CuCl和粉状锈。
(6)由有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀可知,保护青铜器的措施可以防氯(合理即可)。
(7)将原料粉碎,能增大反应物间的接触面积,加快反应速率,使其充分反应;
(8)由镍能与稀硫酸发生反应而铜不能与稀硫酸发生反应,“酸浸”后过滤得到的固体甲是铜。
(9)“酸浸”中镍与稀硫酸发生反应硫酸镍和氢气,反应的化学方程式为Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑。
4.(2025·江苏南京·一模)日常生活中所说的盐,通常指食盐(主要成分是)。兴趣小组同学围绕开展主题探究活动。
【任务一】制盐:
(1)《天工开物·做咸》记载“候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”“半日晒出盐霜”中的“晒”说明,从海水中获取粗盐的方法是 结晶。
(2)去除了泥沙后的精盐中仍含有可溶性杂质。实验室中除去精盐样品中、和等可溶性杂质的实验流程如图所示:
①操作Ⅱ中使用了玻璃棒,其主要作用是 。
②试剂A包括:a.过量溶液、b.过量溶液、c.过量溶液,请写出一种正确的添加顺序 (填字母)。
③加入试剂B的目的是 。
【任务二】用盐:
(3)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,请写出反应的化学方程式 。由该反应可知,利用电解水实验探究水的组成时,水中 (填“能”或“不能”)加入少量的以增强导电性。
(4)“侯氏制碱法”中关键反应为:。室温(20℃)下,同学们在实验室利用如图装置模拟该反应。
资料一:20℃时,相关物质的溶解度如下表:
物质
溶解度
36.0g
9.6g
37.2g
注:表中涉及的气体溶解度,是指实验条件下,在1体积水里最多能溶解的气体体积。
资料二:氨气溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
①写出装置A中碳酸钙和盐酸反应的化学方程式 。
②装置D中的氢氧化钠固体可促进氨气的挥发,一个原因是氢氧化钠固体易吸水,另一个原因是 。
③为使在装置C中能充分吸收,实验中应先打开活塞 (填“a”或“b”)。
④假设实验前装置C中盛有58.5g和162.5g,请结合数据计算分析,20℃时充分反应后析出晶体主要是的原因 。
【答案】(1)蒸发
(2) 引流 cba/cab/acb 除去过量的和
(3) 不能
(4) 固体溶于水放热 b 58.5g完全反应,生成84g,同时消耗水18g;根据20℃时溶解度可知144.5g水最多溶解质量远小于84g,故析出晶体主要是
【详解】(1)“晒”是指风吹日晒,则从海水中获取粗盐的方法是蒸发结晶。
(2)①操作Ⅱ可将固体和液体分离,则其名称为过滤,过滤时玻璃棒的作用为引流。
②氢氧化钠能除去氯化镁(氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠),氯化钡能除去硫酸钠(氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠),碳酸钠能除去氯化钙(碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠),且碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,由于过滤后可加入盐酸除去过量的碳酸钠和氢氧化钠,则氯化钡一定要添加在碳酸钠的前面,否则过量的氯化钡无法除去,即添加顺序为:acb或cba或cab。
③结合前面分析可知,试剂B为盐酸,盐酸的目的为除去碳酸钠和氢氧化钠。
(3)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,根据反应前后元素种类不变,则反应物为氯化钠和水,则反应的化学方程式为:;
由于电解食盐水会生成氯气,则电解水时不能加入少量氯化钠以增强导电性。
(4)①碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
②氢氧化钠溶解放热,温度升高,则也能促进氨气的挥发。
③氨气易溶于水,且氨水显碱性,二氧化碳能和碱反应,则应先通入氨气,后通入二氧化碳,即应先打开活塞b。
④由于,则可知58.5g完全反应,生成84g,同时消耗水18g,则剩余水的质量为162.5g-18g=144.5g,20℃时,碳酸氢钠的溶解度为9.6g,则144.5g水最多溶解质量远小于84g,故析出晶体主要为碳酸氢钠。
5.(2025·广东汕头·一模)金属钒(V)及其化合物在工业生产中有重要应用。可用于制备偏钒酸铵,制备流程如图1所示:
查阅资料:
①溶解时,发生的反应为:;沉钒时,发生的反应为:
②pH值对沉钒率的影响如图2所示。
(1)中钒元素与氧元素的质量最简比是 。
(2)恰好与100gNaOH溶液完全反应,计算NaOH的溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)实验表明, 时,沉钒率最高。
(4)当沉钒率为95%,可制得的质量为 kg。
【答案】(1)
(2)解:设参加反应氢氧化钠的溶质质量为x。
解得:
则NaOH的溶质质量分数为
答:NaOH的溶质质量分数为4%。
(3)8.0/8
(4)222.3
【详解】(1)V2O5中钒元素与氧元素的质量最简比是,故填:51:40;
(2)详见答案;
(3)由图2可知,pH=8.0时,沉淀率最高,故填:8.0或者8;
(4)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类、质量不变,即反应前后钒元素的质量不变,则理论上生成NH4VO3的质量为,则沉钒率为95%,故可制得偏钒酸铵的质量为,故填:222.3。
6.(2025·广东湛江·一模)在“二氧化碳的利与弊”的社会议题学习中,老师出示了以下材料,组织学生探究学习。
项目
材料
二氧化碳的利
参与植物的光合作用、是重要的化工原料、灭火剂……
二氧化碳的弊
加剧温室效应、空气中含量过高影响身体健康……
(1)关于本议题,小东认为二氧化碳的利大于弊,请写出他的论据: (所举论据要与材料不同)。
(2)大气中的二氧化碳参与植物的光合作用属于 变化(填“物理”或“化学”)。二氧化碳作为灭火剂,体现的化学性质是 。
(3)用二氧化碳和氨气合成尿素是固定和利用二氧化碳的成功范例。图1为某特定条件下,不同和温度条件下转化率的变化曲线。为提高转化率,最优的反应条件应该是 、 ℃。
(4)大量排放二氧化碳会引发较多环境问题。为了减缓温室效应加剧,我国科学家发现钙铜复合吸收剂能有效吸收,具体流程如图2。
①碳酸化反应器的主要作用是 。
②写出空气反应器中发生反应的化学方程式: 。
③煅烧反应器中发生的化学反应方程式: 。
【答案】(1)固态二氧化碳(干冰)可用于人工降雨,缓解旱情
(2) 化学 不能燃烧也不支持燃烧
(3) 0.3 190
(4) 吸收二氧化碳
【详解】(1)干冰升华吸热,使周围环境温度降低,水蒸气凝结成小水滴,形成降雨,这体现了二氧化碳在缓解水资源短缺方面的益处,是材料中未提及的利处。
(2)植物光合作用过程中,二氧化碳和水在光和叶绿素作用下转化为有机物和氧气,有新物质生成,属于化学变化;
二氧化碳作为灭火剂,是因为它自身不能燃烧,且能使燃烧的物质与氧气隔绝,阻止燃烧继续进行,这体现了其不能燃烧且不支持燃烧的化学性质。
(3)观察图 1 可知,、温度为190℃时,CO2转化率达到最高值。
(4)①由图 2 可知,碳酸化反应器将含二氧化碳大于95%的烟气转化为含二氧化碳小于5%的烟气,主要作用是吸收二氧化碳。
②空气反应器中,铜(Cu)与空气中的氧气(O2)在一定条件下反应生成氧化铜(CuO),化学方程式为。
③煅烧反应器中,碳酸钙(CaCO3)在高温条件下分解生成氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO2),化学方程式为。
7.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点之一。
Ⅰ.CO2的捕集一种利用CaO捕集CO2的流程如图1所示。
(1)“煅烧炉”中发生的反应的化学方程式为 。
(2)研究发现,加热CaC2O4•H2O也可获得CaO,反应方程式为,该反应所制得的CaO比石灰石分解制得的CaO捕集CO2的效果更好,主要原因是 。
Ⅱ.CO2的资源化利用
(3)以二氧化碳为原料制取炭黑的太阳能工艺如图2所示。反应①过程中铁元素的质量分数 (填“增大”、“减小”或“不变”),反应②属于基本类型的 反应。
(4)以ZnO——ZrO2为催化剂,以CO2和H2为原料合成甲醇,主要反应的微观过程如图3所示。
①ZrO2中Zr的化合价为 。
②图3所示的合成反应中,生成物丙和丁的质量比为 。
【答案】(1)
(2)该反应制得的CaO比石灰石分解制得的CaO疏松多孔,增大了CaO与CO2的接触面积,捕集效果更好
(3) 减小 分解
(4) +4 16∶9
【详解】(1)在煅烧炉中,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。
(2)根据、,加热CaC2O4•H2O制得CO2的过程中,同时产生多种气体,使生成的CaO结构疏松多孔,能更好地与CO2接触,从而提高捕集效果。
(3)反应①中Fe1-yO与CO2反应生成Fe3O4和C,CO2转化为C,根据质量守恒定律,CO2失去的氧元素转移至Fe3O4中,所以氧元素的质量分数增大,则铁元素的质量分数减小;
反应②是Fe3O4在太阳能作用下生成Fe1-yO和O2,一种物质生成两种物质,符合 “一变多” 的特征,属于基本反应类型中的分解反应。
(4)①在ZrO2中,氧元素显−2价,设Zr的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得,解得x=+4。
②根据微观示意图,该反应是H2(甲)、CO2(乙)在催化剂条件下反应生成CH3OH(丙)、H2O(丁),化学方程式为。生成物丙(CH3OH)和丁(H2O)的质量比为。
8.(2025·辽宁营口·模拟预测)化学无处不在。
I. 化学与节气
“二十四节气”被誉为“中国第五大发明”,它不仅是指导农耕生产的时间体系,更包含丰富的民俗现象。(下面图依次是:立春、谷雨、小满、大暑、白露、冬至。
(1)“立春”:万物复苏,春暖花开。闻到阵阵花香说明 (从微观角度解释)。
(2)“谷雨”:时雨乃降,百果乃登。正常雨水的pH=5.6,与空气中的二氧化碳有关,写出涉及的化学方程式 。
(3)“小满”:小满不满,麦有一险。为了促进小麦生长需要追加肥料,下列肥料中属于农家肥的是________(填字母)。
A.尿素 B.碳铵 C.草木灰
(4)“大暑”:晒伏姜、喝伏茶、烧伏香。茶叶中含有铁、锌、氟、硒等人体所需元素,人体缺铁易引发的疾病是 。
(5)“白露”:白露满地,割谷拾棉。相比涤纶等化纤制品,棉织物具有 等优点。
(6)“冬至”:冬至到,吃饺子。关闭燃气阀门,燃气即可熄灭,其原理是 。
II. 化学与技术
塑料大量使用所带来的环境问题日益突出。某企业以农作物秸秆和淀粉等为原料生产可降解塑料,部分流程如图所示。分析思考,回答问题:
(7)风筛机的作用是 。
(8)浸泡池中发生反应的化学方程式是 ;
(9)经挤出机塑化后,物料成分的物理和化学性质会有一定变化,过程中发生 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(10)使用该塑料有助于解决的环境问题是 。
【答案】(1)分子在不断运动
(2)CO2+H2O=H2CO3
(3)C
(4)缺铁性贫血
(5)透气性好
(6)清除可燃物
(7)除去泥土
(8)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
(9)化学变化
(10)白色污染
【详解】(1)闻到阵阵花香是因为分子在不断运动,含有花香的分子运动到了空气中;
(2)二氧化碳和空气中的水反应生成碳酸,碳酸显弱酸性,方程式CO2+H2O=H2CO3;
(3)尿素和碳铵都是化学肥料中的氮肥,草木灰含有钾元素可作钾肥,属于农家肥,故选C;
(4)人体缺铁易引发缺铁性贫血;
(5)棉织物属于天然材料具有透气性好等优点;
(6)关闭燃气阀门,燃气即可熄灭,其原理是清除可燃物;
(7)由图可知,风筛机的作用是除去泥土;
(8)碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则浸泡池中发生反应的化学方程式是:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;
(9)经挤出机塑化后,物料成分的物理和化学性质会有一定变化,说明该过程中有新物质生成,所以发生的变化为化学变化;
(10)由塑料造成的环境问题是白色污染,所以使用该塑料有助于解决的环境问题是白色污染。
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专题20 工艺流程与物质的推断
考点概览
题型一 工艺流程类——分离提纯
题型二 工艺流程类——物质制备
题型三 物质的转换与推断
题型四 综合创新类实验流程
工艺流程类——分离提纯题型一
1.(2025·湖南娄底·一模)粗盐中含有泥沙和 等杂质。某同学将粗食盐样品溶解、过滤,除去泥沙后,取粗食盐水按以下流程进行提纯。
(1)溶解、过滤、蒸发操作中都用到的一种玻璃仪器是 。
(2)固体X中所含的难溶物有 、Mg(OH)2、CaCO3和 BaCO3.
2.(2025·新疆和田·模拟预测)第九届亚冬会的将于2025年2月7日至2月14日在哈尔滨举行。
亚冬会想用氢能源汽车作为交通工具,这将需要大量高纯度、低成本的氢气满足氢燃料汽车的使用。有专家研究出一种新型的催化剂,在光照下实现水的高效分解制氢气,其中部分过程的微观示意图如图所示:
(1)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中,请从微观角度分析氢气能被压缩的原因 。
(2)请写出反应Ⅰ的化学方程式 。
亚冬会利用废旧电子设备回收金、银来制作奖牌。从废旧电子产品中回收金、银的部分流程如图:
(3)溶液A中的阳离子有 (填离子符号)。
(4)步骤二中加入足量硝酸银溶液的作用是 。
3.(2025·江西新余·模拟预测)碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。下图是模拟提纯碳酸锂的工艺流程:
资料:①锂辉矿的主要成分为Li2CO3,含泥沙等杂质。
②碳酸锂为无色晶体,微溶于水,在冷水中的溶解度比热水中大,化学性质与Na2CO3类似。
(1)“酸浸槽”中加入过量稀硫酸的目的是 。
(2)“反应器”中观察到有大量气泡产生,该反应的化学方程式为 。
(3)“沉锂”后对混合液进行过滤。实验室进行过滤操作时玻璃棒的作用是 。
(4)下列分析错误的是_______(填字母,双选)。
A.Li2CO3中锂元素的化合价为+1价
B.“沉锂”后所得的滤液为碳酸锂的不饱和溶液
C.洗涤槽中洗涤碳酸锂时应使用冷水
D.此工艺可获得副产品Na2SO4
4.(2025·甘肃陇南·一模)美丽、浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库。化学兴趣小组的同学通过实地走访的形式了解了我国海水晒盐的大致过程,请根据流程图回答下列问题。
(1)图中①是 (填“蒸发”或“冷却”)池。
(2)在①池过程中,氯化钠的总质量 ,水的总质量的变化情况是 。(两空均填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)在实验室提纯粗盐时,用来加热澄清滤液的仪器是 。
(5)工业上常用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠,同时得到氢气和氯气,该反应的化学方程式为 。
5.(2025·内蒙古·模拟预测)卓筒井是手工制盐的活化石,卓筒井制盐的工艺流程如图所示。
“汲卤”过程获得卤水的主要成分是氯化钠与氯化钾,下图是这两种物质在不同温度时的溶解度曲线。
(1)根据表中数据可知,40℃时,氯化钠的溶解度 (选填“大于”“小于”或“等于”)氯化钾的溶解度;60℃时,氯化钾饱和溶液的溶质质量分数为 (填计算式)。
(2)从卤水中提纯氯化钠的方法是 ,“滤卤”与实验室中 操作的原理类似。
(3)当地人利用工具将卤水在室外风吹日晒一段时间后,浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,请比较卓筒井手工制盐中“晒卤”和“煎盐”的原理有何不同之处: 。
6.(2025·四川广元·模拟预测)渤海湾的长芦盐场享誉国内,通过晾晒海水,可以得到粗盐和多种矿产资源。粗盐中含有少量不溶性杂质(泥沙),还含有少量可溶性杂质(、、)。现以粗盐为原料制备较纯净NaCl晶体的实验方案如图所示:
(1)操作a的名称是 。
(2)写出Ⅰ中发生反应的化学方程式: 。
(3)Ⅲ中加入过量溶液的目的是 。
(4)最后所得固体物质除泥沙外还有 (填化学式)。
7.(2025·广东江门·一模)春晚机器人秧歌表演,不仅是一场视觉盛宴,更是科技与文化融合的体现,同时也引发了我们对机器人技术,尤其是机器人的骨骼结构材料发展的深入思考。钼()是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿(主要成分为及少量的)为原料制备金属钼的主要流程如下,回答下列问题。
已知浓氨水为常见的碱。
(1)“焙烧”:矿石要粉碎处理,其目的是 。炉内排放出的废气X会引起酸雨,X的化学式为 。
(2)反应器1:浓氨水可以溶解相产品,中钼元素的化合价为 。反应器1中搅拌器相当于实验室中的 (仪器名称)。要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是 (操作名称)。
(3)反应器2:发生复分解反应,反应的化学方程式为 。
(4)反应器3:发生反应的化学方程式为 (填化学式),属于 反应(填基本反应类型)。
(5)“环保”:为减少废气对环境的影响,可用上述流程中的 溶液进行吸收。
8.(2025·天津·模拟预测)海水“晒盐”得到的粗盐,往往含有可溶性杂质和不溶性杂质,必须对其分离和提纯,才能用于工业生产和人们的日常生活。实验兴趣小组的同学们在实验室进行了一系列的探究活动,请你参与他们的活动:
(1)探究一:粗盐中难溶性杂质的去除
兴趣小组的同学进行粗盐提纯实验,实验过程如下图所示:
①蒸发时,玻璃棒的作用是 。
②蒸发时需要用到的下列仪器有 填序号。
③下列关于该实验的分析正确的是 。
A.操作①利用了氯化钠易溶于水的性质
B.操作③采用了蒸发溶剂的方法得到精盐
C.若滤纸破损,精盐的产率偏高
D.操作①和③中玻璃棒的作用相同
E.操作③中等蒸发皿中液体完全蒸干再停止加热
(2)探究二:除去粗盐中可溶性杂质
除去难溶性杂质的粗盐样品中还含有少量的、和。为了得到较纯净的食盐晶体,同学们设计如下实验方案:
①实验中加入过量的目的是 ,发生反应的化学方程式为 写一个即可。
②操作b所得滤渣的成分是有 种泥沙除外。
③若实验过程中不考虑损耗,最终得到的NaCl固体的质量将大于固体混合物中NaCl的质量,整个过程中产生新的NaCl的反应共有 个。
④不能将过量的NaOH溶液换成KOH溶液,理由是 。
9.(2025·陕西咸阳·一模)海洋中有丰富的盐分,海水经一系列步骤可得到NaCl固体。同学们设计如下方案提纯由海水制得的粗盐溶液(含有少量CaCl2和MgCl2)中的NaCl固体:
方案一:
方案二:
(1)操作X的名称是 。
(2)写出方案二步骤①中发生反应的化学方程式 。
(3)溶液D中含有的溶质成分为 (填化学式)。
(4)上述两种制取NaCl固体的方案中,方案 (填“一”或“二”)的产率更高。
工艺流程类——物质制备题型二
1.(2025·陕西咸阳·一模)超微细轻质碳酸钙是涂料的一种成分,可显著提高涂料的附着力、耐水性、耐沾污性和表面光洁度。生产超微细轻质碳酸钙的工艺流程如图所示。
(1)煅烧炉中发生反应的基本反应类型属于 反应。
(2)反应釜中发生了两个反应:① ;②。
(3)上述流程中,用于分离提纯的主要设备是 。
2.(2025·四川眉山·一模)稀土金属钇的氧化物(Y2O3)广泛应用于航空航天涂层材料,其颗粒大小决定了产品的质量。利用富钇稀土(含Y2O3约70%,含Fe2O3、CuO、SiO2等约30%)生产大颗粒氧化钇的一种工艺如下图:
(1)操作I的名称是 。
(2)“调pH”时加入碱液使溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)碳酸钇灼烧分解的化学方程式是 。
(4)“分离提纯”是为了除去滤液1中的 (填化学式)。
3.(2025·福建·模拟预测)化学与我们的生活生产息息相关,生活处处有化学。
I、化学与生活:
(1)瓷器与玻璃器——瓷器是火与土的结合,玻璃器是火与沙的交融。烧制瓷器所用的黏土中含氧、硅、铝等元素,其中金属元素的元素符号是 。
(2)国画与油画——国画气韵生动,油画抽象浪漫。博物馆保存珍贵名画时用氮气作保护气,因为氮气的化学性质 。
Ⅱ、化学与生产:
(3)我国铁路电气化率达到74.9%,与燃油相比,其优点是 ,乘坐高铁时,限制携带的物品中包括火柴和打火机,其原因是 。
(4)在航母、高铁及空间站建设中,钛和钛合金以其优良的性能而得到普遍应用。钛是用铝粉与二氧化钛(TiO2)在高温条件下反应制得的,同时生成氧化铝,该反应属于 (填基本反应类型)。
Ⅲ、化学与技术:
锂辉矿(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿(主要成分为Li2O,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取Li2CO3,其主要工艺流程如图所示。
资料:Li2CO3(化学性质与Na2CO3相似)为无色晶体,微溶于水,其溶解度随温度的升高而减小。
(5)酸浸槽中加入的酸X是 (填化学式)。
(6)沉锂池中分离Li2CO3操作名称是 。
(7)洗涤槽使用热水洗涤的目的是 。
4.(2025·山东泰安·一模)海洋是生命的摇篮,浩瀚的海洋是一个巨大的宝库,海水不仅是宝贵的水资源,而且蕴藏着丰富的化学资源。
Ⅰ、海水提取粗盐
(1)从贮水池到蒸发池,氯化钠的质量分数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
Ⅱ、粗盐提纯
可以采用物理和化学方法除去粗盐中的、和等可溶性杂质。
(2)物理方法:用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解其中的可溶性杂质,则浸洗溶液应选用NaCl的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)化学方法:操作步骤依次为:加水溶解→加过量溶液→加过量试剂①→加过量→过滤→加适量盐酸,试剂①是 (填化学式)溶液,过滤后滤渣主要成分有、及 (写出全部成分)。
Ⅲ、侯氏制碱
我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。如图是侯氏联合制碱法和西方索尔维制碱法的工艺流程。
(4)利用碳酸氢钠热解生产纯碱反应的基本类型是 。
(5)精盐水中先通入,后通入发生“碳酸化”反应的化学方程式是 。
(6)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有 。
a.无“索尔维氨碱法”中的废弃物生成,有利于保护环境
b.大大提高了食盐的利用率,节约了成本
c.析出的晶体可用作复合肥,提高了原料的利用率
5.(2025·广东广州·一模)五氧化二钒(V2O5)广泛应用于能源、冶金等领域,常用含钒矿(主要成分是FeV2O4,还有含钾、钠、硫等元素的少量杂质)为原料制备五氧化二钒,工艺流程如图:
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)“焙烧”发生反应的化学方程式为:。则“溶钒”后的“尾渣”主要成分是 。
(3)“除杂”是为了除去含钾、钠、硫等元素的物质,具体操作:加水,升高温度至90℃、 、蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、烘干,得到(NH4)2V6O16。
(4)写出(NH4)2V6O16在550℃~650℃下“煅烧”分解的化学方程式 。
(5)以上工艺流程中,可循环利用的物质是 。
6.(2025·海南省直辖县级单位·一模)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分为,含少量和不溶性杂质)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下图:
(1)“酸溶”过程主要发生复分解反应,推断滤液I中主要的金属阳离子有 。
(2)通过加入氨水使溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”),将杂质离子沉淀除去。
(3)“煅烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
7.(2025·海南海口·模拟预测)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,是一种有毒气体。
(1)中S的化合价为 。
(2)设备1中主要反应的化学方程式为,X的化学式为 。
(3)该流程中设备2的作用是 (答两点)。
(4)要制备390kg的硫化钠,若不考虑过程中的损失,则至少需要硫酸钠的质量为 。
8.(2025·江苏泰州·一模)柠檬酸亚铁()是一种补铁剂,医疗上可以用来治疗缺铁性贫血。某科研小组以硫铁矿烧渣(主要成分、,含少量等)先制备碳酸亚铁,再与柠檬酸反应制得柠檬酸亚铁的流程如图:
已知:
①不与稀硫酸反应,也不溶于水。
②“沉铁”时的反应原理为。
③碳酸钠溶液溶质质量分数越大,碱性越强。
④柠檬酸亚铁微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇。
⑤下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的。
金属离子
开始沉淀的
沉淀完全的
1.1
3.2
3.0
5.0
5.8
8.8
(1)“酸浸”时加入过量稀硫酸的目的是 ;为了加快酸浸的速率,可采取的措施是 (任写一种)。
(2)“还原”时加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“还原”中,化合价降低的元素有 。
(3)“还原”时加入铁粉的主要目的是 ,提高的产率。
(4)“调节,除铝”时,需控制的范围是__________。
A.1.1~3.0 B.3.0~3.2 C.5.0~5.8 D.5.0~8.8
(5)“操作X”的名称是 。
(6)“沉铁”时,溶液溶质质量分数对产率的影响如图。
当溶液溶质质量分数大于时,的产率有所下降,其主要原因是 。
(7)“沉铁”时,待完全反应后,过滤,洗涤。检验滤渣已经洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤滤液, ,证明滤渣已经洗涤干净。
(8)“系列操作”是加热浓缩,加入适量乙醇,过滤,洗涤,干燥。加入适量乙醇的目的是 。
(9)写出与柠檬酸()反应生成柠檬酸亚铁的化学方程式 。
9.(2025·上海·模拟预测)工业上制备K2SO4晶体的一种工艺流程如下:
如图为四种物质的溶解度曲线,请回答下列问题:
(1)上述流程中可循环使用的物质有 (填化学式)。
(2)通过分析四种物质的溶解度曲线,请解释反应3中能得到K2SO4晶体的原因是 。
(3)不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应3所得晶体的原因是 ,为检验硫酸钾晶体是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液,先加入 (填序号),振荡、静置,再向上层清液中滴加AgNO3溶液,观察现象即可判断。
A.过量的BaCl2溶液 B.过量的Ba(NO3)2溶液
(4)某K2SO4样品中混有NaCl杂质,可利用溶解度差异进行提纯。称取27.5g样品进行实验,过程如下(步骤Ⅰ加热至100℃时不考虑水分蒸发):
查阅资料:硫酸钾和氯化钠的部分溶解度数据如表: 溶解度(g)
温度(℃)
0
20
60
100
NaCl
35.7
36.0
37.1
39.2
K2SO4
7.4
11.1
18.2
24.1
①滤液B中,K2SO4 (选填“达到”或“未达到”)饱和状态。
②27.5g样品中NaCl的质量是 g。
③在滤液C中,K2SO4的质量是 g。
10.(2025·云南昆明·一模)闪锌矿(主要成分为ZnS)经焙烧得锌焙砂,锌焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4(该物质可看作是两种氧化物的结合物)以及少量CuO,工业上用其制备金属锌,具体过程如图所示。
(1)高温焙烧过程中会闻到刺激性气味,经测定发现,气体M由两种元素组成,且质量比为1∶1,则该气体是 。
(2)滤液B中一定含有的溶质有 (填化学式)。
(3)请写出反应②发生的化学方程式 。
(4)此流程中可以循环利用的物质有 (硫酸溶液除外)。
11.(2025·安徽·模拟预测)钛()是被誉为继铁、铝之后,必将崛起的第三金属。金属钛是航海、医疗等不可或缺的材料,钛铁矿(主要成分)是工业上冶炼金属钛的主要原料,制备金属钛的一种工艺流程如图所示(部分产物略)。
【查阅资料】
①钛硬度大、熔点高、常温下耐酸碱;
②的沸点为,沸点为。
(1)已知中元素的化合价为+4价,请标出中铁元素的化合价 。
(2)X为可燃性氧化物,其化学式为 。
(3)步骤②分离出的方法,是利用了与的 不同。
(4)步骤③的化学方程式为 。
(5)该流程中可以循环利用的物质是 。(答出一种即可)
12.(2025·重庆九龙坡·模拟预测)碳酸亚铁常用于治疗缺铁性贫血。用硫铁矿烧渣(主要成分,含少量不反应的难溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图所示:
(1)“酸溶”时,将烧渣粉碎的目的是 。
(2)“转化1”中铁粉将硫酸铁转化为硫酸亚铁,该反应的化学方程式为 。
(3)“转化2”反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型为 。
(4)补“铁”时,服用的碳酸亚铁与胃酸反应生成 (填化学式)被人体吸收,促进血红蛋白生成。
物质的转换与推断题型三
1.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)《梦溪笔谈》中详细记载了炼铜的方法,主要为火法炼铜和湿法炼铜两种制备方案,现利用如下反应模拟炼铜的过程,其中A、B均为黑色固体,E、J为常见气体,Ⅰ物质由两种元素组成且溶液为浅绿色(反应条件已略去),反应①④⑤为制备方案一,反应②③为制备方案二,请回答下列问题:
(1)物质Ⅰ的化学式为 。
(2)写出反应①的化学方程式 。
(3)反应⑤中观察到的现象为 。
(4)工业上用含有物质H的废屑(废屑中杂质不溶于水,也不参加反应)进行湿法冶铜,试计算在反应③中用200.8g物质G的溶液与物质H恰好完全反应后,得到溶液为200g,则溶液中物质Ⅰ的质量分数为 。
(5)大家讨论后认为方案二比方案一更好,其理由是 。
2.(2025·河南安阳·模拟预测)《周礼·考工记》中记载,古人曾在草木灰(含有)的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为),利用生成物中能够去污的成分来清洗丝帛。A~D是制备过程中涉及的部分物质,它们之间的关系如图所示(“”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知A~C中均含有人体中含量最高的金属元素,A是贝壳的主要成分,其中金属元素的质量分数为,D可用于去污。
(1)A的化学式为 。
(2)反应②的现象为 。
(3)反应③的化学方程式为 。
3.(2025·陕西西安·模拟预测)甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,它们之间的转化关系如图(“”表示反应一步实现,部分物质和反应条件略去)。
(1)若甲、乙组成元素相同,丙在空气中含量居第二位。从分子角度解释,甲、乙性质有差异的原因是 。
(2)若三种物质都含钙元素,甲可用来改良酸性土壤,乙难溶于水且相对分子质量为100。甲的化学式为 ,乙转化为丙的化学方程式为 。
4.(2025·河南信阳·一模)甲、乙、丙为初中常见的物质,它们的转化关系如图(“→”表示反应可一步实现,部分物质和反应条件略去)。
(1)若甲、乙、丙物质类别不同,其中甲是红色固体。写出一个“乙→丙”的化学方程式: 。
(2)若甲是最常用的溶剂,乙、丙物质类别相同。写出乙的一项用途: ;写出“乙→丙”的化学方程式: 。
5.(2025·河北邯郸·一模)回收利用铜是弥补我国铜资源不足的重要途径。某小组设计的铜的回收过程如图所示(反应条件已略去),A~H是初中化学常见的物质,其中D是一种常见的溶剂。F是年产量最高的金属,请回答下列问题:
(1)B的化学式为 。
(2)A的一种用途是 。
(3)反应②所属的基本反应类型是 。
(4)反应③的化学方程式为 。
6.(2025·江苏南京·一模)图中A~K是初中化学常见的物质。只有A、B是单质,组成B的元素是地壳中含量最高的金属元素;只有D、E、I、J由两种元素组成;C和G水溶液呈蓝色;I是赤铁矿石的主要成分;K可用于改良酸性土壤。图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应,“→”表示物质间存在转化关系,部分反应物、生成物和反应条件已略去。
(1)K的俗称为 。
(2)写出A与B反应的化学方程式 。
(3)写出D与Ⅰ反应的化学方程式 。
(4)写出G→C反应的化学方程式 。
7.(2025·陕西·模拟预测)是初中化学常见的5种化合物,其关系如图所示,A、B、C的物质类别不同,A俗称纯碱、苏打,B中不含氧元素,D、E是初中常见的氧化物且的相对分子质量最小,被称为气体肥料,图中“—”表示物质间相互反应,“→”表示一种物质生成另一种物质,部分反应物及反应条件已略去。请回答下列问题。
(1)反应①可以通过A与B反应实现,反应的化学方程式为 。
(2)化学反应常常伴随有明显的实验现象和热效应。反应③过程中会 (填“吸热”或“放热”);反应⑤的实验现象是 。
(3)反应④的微观实质是,其基本反应类型是 。
8.(2025·河南开封·一模)甲、乙、丙三种物质都含同一种元素,它们之间的转化关系如图(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件略去)。
(1)已知甲是一种黑色单质,乙和丙组成元素相同,丙是植物进行光合作用的原料之一。丙转化为乙的化学方程式为 ;从分子角度解释,乙、丙性质有差异的原因是 。
(2)已知三种物质都含氧元素,甲的浓溶液可以作气体干燥剂,乙的相对分子质量为160,丙是一种蓝色沉淀。甲的化学式为 ;乙转化为丙的化学方程式为 。
9.(2025·陕西西安·模拟预测)A~F是初中化学常见的物质,它们之间的转化关系如图所示(图中每个反应都是一步实现,其中“—”表示两种物质间能发生化学反应,“→”表示两种物质间的转化关系,反应条件、部分物质已略去)。已知A是年产量最高的金属,F是红色金属,C、D用于配制农药波尔多液,C常用来改良酸性土壤,B、C、D、E、F是五种不同类别的物质。请回答下列问题:
(1)C的化学式为 。
(2)A与D反应的基本反应类型为 。
(3)若E→F发生的化学反应不属于基本反应类型,写出该反应的化学方程式 。
10.(2025·河南开封·一模)是初中化学常见五种不同类别的物质,为目前世界年产量最高的金属,是胃酸的主要成分,的溶液呈黄色。它们之间的关系如图所示(“—”表示相互反应,“→”表示反应一步实现.部分物质和反应条件已略去)。
(1)B可能是 (写化学式)。
(2)D转化为A的化学方程式为 。
(3)E转化为C的化学方程式为 。
综合创新类实验流程题型四
1.(2025·河北廊坊·模拟预测)(礼记》等文献中记载古人用草木灰(主要成分是K2CO3)与石灰石灼烧后的固体、水混合制取氢氯化钾。用作纺织品漂洗剂。小组同学以“古法制碱"为主题开展了项目式学习。
项目一:实验室模拟“古法制碱”
【实验设计】制碱的主要流程如下图甲所示。
(1)①草木灰因含有碳酸钾,常被用作 。
②请写出步骤二反应的化学方程式为 。
③资料显示,步骤三反应的化学方程式:Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH。
【实验实施】小组同学完成步骤一,步骤二实验后,立即进行步骤三实验,如图乙所示。
项目二:验证氢氧化钾生成
(2)为了证明步骤三反应的发生,小组同学再次设计并进行了如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取图中乙烧杯静置后底部的少量固体﹐洗净后置于试管中,加入足量的 ,将产生的气澄清石灰水变浑浊
试管中产生气泡,澄清石灰水变浑浊
固体中含有CaCO3
【分析交流】
(3)小明同学认为上述实验结论中的CaCO3均为步骤三反应生成的。点点同学提出质疑,理由应是 (实验过程中得到的相关物质均未变质)。
(4)点点同学提出了新思路:可以通过测量溶液pH的变化来证明步骤三反应发生。经测定:常温下Ca(OH),饱和溶液的pH为12.7,实验配制的K2CO3溶液pH为11.3.重新做步骤三实验,向盛有K2CO3溶液的烧杯中,分3次加入步骤二得到的悬浊液,分别测得烧杯内混合液pH变化后的数据如下:
次数
第一次
第二次
第三次
pH
12.2
13.2
14.0
①小组同学通过分析以上实验数据认为可以证明步骤三反应的发生,依据是 。
②为了进一步验证有KOH生成。还应测定的数据是 ,请说明验证的理由: 。
【总结评价】
实验是学习的一部分,敢质疑、敢创新,一定能在科学探究中收获成功,感受快乐!
2.(2025·辽宁盘锦·一模)人类文明的进步,得益于化学的不断发展。
Ⅰ.化学与燃料
(1)柴草时代:最初,人们使用柴草作为燃料。柴草来源广泛,燃烧后的草木灰主要成分为,为农作物生长提供的主要营养元素是 。
(2)煤炭时代:后来,煤炭成为主要燃料,煤炭燃烧常用柴草来引燃,从燃烧条件分析,柴草的作用是 。
(3)液化石油气时代:上世纪80年代后期,罐装的液化石油气开始取代煤炭,主要成分为是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。液化石油气属于 。(填“纯净物”或“混合物”)
(4)天然气时代:1982年,世界上最早的天然气田于四川富顺县被开发,天然气的使用相对于煤炭以及液化石油气的优点是 。
(5)新能源时代:随着对环境保护的关注,太阳能、风能等新能源得到广泛应用和发展,氢能作为新能源中的清洁能源的原因 。
Ⅱ.化学与化工
空气是一种宝贵的资源,以空气等为原料可合成尿素【】,其部分流程如下:
(6)空气分离时,依据液氮和液氧的 不同进行分离。
(7)在点燃或加热前需要进行 操作。
(8)写出合成塔①中发生反应的化学方程式 ,基本反应类型为 。
(9)当前,原料气可用天然气来制取,理论上每生产1吨会同时产生5.5吨。有科学家正在研究一种不生成的新方法来制取原料气。若需要合成8.5万吨氨,改用新方法制取原料气可以减少排放 万吨。
(10)将和溶于水以合成尿素,合成塔②中的一定条件控制为“低温加压”的目的是 。
3.(2025·辽宁抚顺·模拟预测)铜是人类认识并应用最早的金属之一、
Ⅰ.铜的矿产
(1)黄铜矿的主要成分是CuFeS2,根据其主要成分的组成元素,推断用黄铜矿炼铜过程中产生形成酸雨的空气污染物是 (填化学式)。
Ⅱ.铜的冶炼
(2)中国应用的湿法炼铜技术是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。反应后固体表面附着一层 色物质;发生反应的化学方程式为 。
(3)黄铜(铜和锌的合金)在古代应用非常广泛。黄铜属于 (填“金属材料”或“合成材料”),黄铜与黄金外观上非常相似,请用一种化学方法对两者进行区分: 。
Ⅲ.铜的锈蚀
出土的青铜器(铜和锡的合金)表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图1所示。
(4)形成铜绿的过程中,是铜与空气中的 发生了反应。
(5)图中属于有害锈的物质是 。
(6)写出一条保护青铜器的措施: 。
Ⅳ.铜的回收
从废弃白铜[主要含铜、镍(Ni),其他成分忽略不计]中回收金属铜和镍的流程如图2所示。
资料:镍是一种银白色固体,能与稀硫酸发生反应生成+2价镍的化合物和氢气。
(7)粉碎的目的是 。
(8)固体甲是 。
(9)“酸浸”中发生反应的化学方程式为 。
4.(2025·江苏南京·一模)日常生活中所说的盐,通常指食盐(主要成分是)。兴趣小组同学围绕开展主题探究活动。
【任务一】制盐:
(1)《天工开物·做咸》记载“候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”“半日晒出盐霜”中的“晒”说明,从海水中获取粗盐的方法是 结晶。
(2)去除了泥沙后的精盐中仍含有可溶性杂质。实验室中除去精盐样品中、和等可溶性杂质的实验流程如图所示:
①操作Ⅱ中使用了玻璃棒,其主要作用是 。
②试剂A包括:a.过量溶液、b.过量溶液、c.过量溶液,请写出一种正确的添加顺序 (填字母)。
③加入试剂B的目的是 。
【任务二】用盐:
(3)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,请写出反应的化学方程式 。由该反应可知,利用电解水实验探究水的组成时,水中 (填“能”或“不能”)加入少量的以增强导电性。
(4)“侯氏制碱法”中关键反应为:。室温(20℃)下,同学们在实验室利用如图装置模拟该反应。
资料一:20℃时,相关物质的溶解度如下表:
物质
溶解度
36.0g
9.6g
37.2g
注:表中涉及的气体溶解度,是指实验条件下,在1体积水里最多能溶解的气体体积。
资料二:氨气溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
①写出装置A中碳酸钙和盐酸反应的化学方程式 。
②装置D中的氢氧化钠固体可促进氨气的挥发,一个原因是氢氧化钠固体易吸水,另一个原因是 。
③为使在装置C中能充分吸收,实验中应先打开活塞 (填“a”或“b”)。
④假设实验前装置C中盛有58.5g和162.5g,请结合数据计算分析,20℃时充分反应后析出晶体主要是的原因 。
5.(2025·广东汕头·一模)金属钒(V)及其化合物在工业生产中有重要应用。可用于制备偏钒酸铵,制备流程如图1所示:
查阅资料:
①溶解时,发生的反应为:;沉钒时,发生的反应为:
②pH值对沉钒率的影响如图2所示。
(1)中钒元素与氧元素的质量最简比是 。
(2)恰好与100gNaOH溶液完全反应,计算NaOH的溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)实验表明, 时,沉钒率最高。
(4)当沉钒率为95%,可制得的质量为 kg。
6.(2025·广东湛江·一模)在“二氧化碳的利与弊”的社会议题学习中,老师出示了以下材料,组织学生探究学习。
项目
材料
二氧化碳的利
参与植物的光合作用、是重要的化工原料、灭火剂……
二氧化碳的弊
加剧温室效应、空气中含量过高影响身体健康……
(1)关于本议题,小东认为二氧化碳的利大于弊,请写出他的论据: (所举论据要与材料不同)。
(2)大气中的二氧化碳参与植物的光合作用属于 变化(填“物理”或“化学”)。二氧化碳作为灭火剂,体现的化学性质是 。
(3)用二氧化碳和氨气合成尿素是固定和利用二氧化碳的成功范例。图1为某特定条件下,不同和温度条件下转化率的变化曲线。为提高转化率,最优的反应条件应该是 、 ℃。
(4)大量排放二氧化碳会引发较多环境问题。为了减缓温室效应加剧,我国科学家发现钙铜复合吸收剂能有效吸收,具体流程如图2。
①碳酸化反应器的主要作用是 。
②写出空气反应器中发生反应的化学方程式: 。
③煅烧反应器中发生的化学反应方程式: 。
7.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点之一。
Ⅰ.CO2的捕集一种利用CaO捕集CO2的流程如图1所示。
(1)“煅烧炉”中发生的反应的化学方程式为 。
(2)研究发现,加热CaC2O4•H2O也可获得CaO,反应方程式为,该反应所制得的CaO比石灰石分解制得的CaO捕集CO2的效果更好,主要原因是 。
Ⅱ.CO2的资源化利用
(3)以二氧化碳为原料制取炭黑的太阳能工艺如图2所示。反应①过程中铁元素的质量分数 (填“增大”、“减小”或“不变”),反应②属于基本类型的 反应。
(4)以ZnO——ZrO2为催化剂,以CO2和H2为原料合成甲醇,主要反应的微观过程如图3所示。
①ZrO2中Zr的化合价为 。
②图3所示的合成反应中,生成物丙和丁的质量比为 。
8.(2025·辽宁营口·模拟预测)化学无处不在。
I. 化学与节气
“二十四节气”被誉为“中国第五大发明”,它不仅是指导农耕生产的时间体系,更包含丰富的民俗现象。(下面图依次是:立春、谷雨、小满、大暑、白露、冬至。
(1)“立春”:万物复苏,春暖花开。闻到阵阵花香说明 (从微观角度解释)。
(2)“谷雨”:时雨乃降,百果乃登。正常雨水的pH=5.6,与空气中的二氧化碳有关,写出涉及的化学方程式 。
(3)“小满”:小满不满,麦有一险。为了促进小麦生长需要追加肥料,下列肥料中属于农家肥的是________(填字母)。
A.尿素 B.碳铵 C.草木灰
(4)“大暑”:晒伏姜、喝伏茶、烧伏香。茶叶中含有铁、锌、氟、硒等人体所需元素,人体缺铁易引发的疾病是 。
(5)“白露”:白露满地,割谷拾棉。相比涤纶等化纤制品,棉织物具有 等优点。
(6)“冬至”:冬至到,吃饺子。关闭燃气阀门,燃气即可熄灭,其原理是 。
II. 化学与技术
塑料大量使用所带来的环境问题日益突出。某企业以农作物秸秆和淀粉等为原料生产可降解塑料,部分流程如图所示。分析思考,回答问题:
(7)风筛机的作用是 。
(8)浸泡池中发生反应的化学方程式是 ;
(9)经挤出机塑化后,物料成分的物理和化学性质会有一定变化,过程中发生 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(10)使用该塑料有助于解决的环境问题是 。
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