内容正文:
专题08 工艺流程题
考点概览
题型一 物质制备类
题型二 物质的回收类
(
题型一
) 物质制备类
1.(2025·合肥蜀山区·二模)【新情境-医药制备】硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(),还含有少量的二氧化硅()和氧化铁。以菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:
(1)将菱铁矿粉碎的目的是 。
(2)酸浸过程中氧化铁和稀硫酸发生的化学方程式是 。
(3)操作Ⅰ的名称 。
(4)转化时加入足量铁粉作用是 。
(5)由此流程可推知的性质有___________(填字母)。
A.难溶于水 B.化学性质很活泼 C.不能与稀硫酸反应
2.(2025·池州市·二模)“84”消毒液是家庭常用消毒剂,其有效成分是次氯酸钠。某兴趣小组利用粗盐制取次氯酸钠的工艺流程如图(部分过程和产物略)。
(1)操作I的名称是______。经操作I后得到的液体仍然浑浊,可能的原因是______(写出1点即可)。
(2)精制过程中,常加入,请写出发生反应的化学方程式______,该反应属于______(填基本反应类型)。
(3)已知电解氯化钠溶液时产生的气体A是一种可燃性气体,写出气体A的化学式:______。
3.(2025·阜阳太和县·二模)我国将加快“氢冶金——化工联产”的研发应用技术,实现钢铁产业绿色化的转型升级。氢冶炼铁的主要流程如下。
(1)电解池中发生反应的化学方程式为 。
(2)从微观上分析,氢气压缩后发生改变的是 。
(3)铁矿石加入富氢竖炉前要进行粉碎,目的是 。
(4)若铁矿石为赤铁矿(主要成分为),则在富氢竖炉中高温条件下发生反应的基本反应类型为 。
4.(2025·合肥高新区·二模)高纯有广泛用途,可用于生产水泥等,工业制造高纯的主要工艺流程如下:
(1)用于固液分离的设备是 ,实验室进行该操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)写出鼓泡塔中发生反应的化学方程式 。
(3)反应釜中除了生成碳酸钙,还生成另外一种物质,写出它的一种用途 。
(4)该工艺流程中可以循环利用的物质是 。
5.(2025·无为市·二模)硫酸锌可制备各种含锌材料,在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4的工艺流程如下所示。回答下列问题:
(1)该工艺中涉及到的氧化物有________(写化学式,一个即可)。
(2)操作③的名称是________。
(3)写出酸浸过程中发生反应的化学方程式是________(写一个即可)。
(4)高温煅烧菱锌矿过程中的基本反应类型是________。
(5)下列说法正确的是______(填字母序号)。
A. 操作①和②为同一操作
B. 将煅烧后的固体粉碎是为了增大接触面积
C. 加入足量锌粉过程发生了复分解反应
6.(2025·芜湖市·二模)硫酸钾是农业上常用的化肥,工业上制备晶体的一种工艺流程如下图。
查阅资料:在常温下相关物质的溶解度数据如表:
物质
氯化钾
硫酸钾
氯化铵
硫酸铵
溶解度/g
34.0
11.1
37.2
75.4
(1)实验室进行操作Ⅰ时,应注意的事项有 (写1条)。
(2)反应①的化学方程式为 。
(3)氨气极易溶于水,其水溶液显碱性,为提高产率,反应②中应先通入一段时间 (填“CO”或“”),后通另一种气体。
(4)反应③的基本反应类型为 ;该反应能得到晶体的原因是 。
7.(2025·亳州市·二模)高纯是电子工业中的一种重要原料。工业上以一种石灰石(石灰石中含有的杂质不溶于水和酸)为原料制备高纯的主要流程如图所示。
已知:①硝酸()具有挥发性,受热易分解。
②通常状况下,1体积水中能溶解约700体积的或约1体积的。
(1)酸溶塔中发生反应时,温度不宜过高的原因是 。
(2)为了提高产率,反应釜中通入两种气体的先后顺序是 。
(3)焙烧炉中,在高温条件下转化为高纯,请写出发生反应的化学方程式: ,该反应的基本反应类型是 。
(4)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
8.(2025·阜阳市·二模)高锰酸钾是一种重要的化工产品,制取高锰酸钾的工艺流程如图所示,据图回答问题。
(1)上述流程中,写出一种氧化物的名称:___________。
(2)“氧化”过程中,除、外,还有___________(写物质的化学式)参加了反应。
(3)“电解”过程中,能量的转化是___________。流程中,可以循环的物质是___________(写名称)。
(4)高锰酸钾不仅是一种重要的化工产品,而且还可以用于实验室制取氧气,写出该反应的化学方程式:___________。
9.(2025·巢湖市·二模)我国古代的金属冶炼技术处于世界领先水平。古代用炉甘石(主要成分为)进行火法炼锌的工艺过程分解模拟如下:
已知:锌的熔点为419.53℃,沸点为906℃。
(1)高温炉中,炉甘石与煤的主要成分发生反应生成锌蒸气和一氧化碳,反应的化学方程式为 。
(2)冷凝器中,锌由气态转化为液态,则理论上应控制的温度范围是 ;反应结束后需“冷定(即冷却)毁罐取出”,请从化学角度分析其原因是 。
(3)所得粗锌中含有碳和碳酸锌两种杂质,得到纯锌的一般思路和方法是 (将字母排序)。
a.分析混合物成分 b.找到分离方法 c.寻找成分性质差异
(4)请你从绿色化学的角度评价一下古代火法炼锌 (写1条即可)。
10.(2025·蚌埠怀远县·二模)黄铜广泛用于精密仪器零件制造领域。某工厂以黄铜废料(含铜、锌等)为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如图:
(1)流程中加入的试剂X是______(填字母)。
A.稀HCl B.稀H2SO4 C.稀HNO3
(2)流程中酸浸的目的是 。
(3)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: 。
(4)步骤④Na2CO3加入溶液时有气泡产生,原因是 。
11.(2025·芜湖南陵县·二模)陶瓷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)为原料制备颜料钕铁蓝的工艺流程如图:
已知:①Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2 ②Fe+2FeCl3=3FeCl2 ③Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
(1)“酸浸”时将红渣块粉碎,其目的是___________。
(2)“酸浸”中发生反应的化学方程式为___________。
(3)“操作1”的名称是___________。
(4)“滤液”中阳离子有___________(写离子符号)。
(5)“适量的金属”最佳的选择是___________ (填标号)。
A. Zn B. Fe C. Cu
12.(2025·安师联盟·二模)某化学兴趣小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含Cu、Cu2O、CuO和C)为原料制备胆矾(硫酸铜晶体),操作流程如下,请回答有关问题。
资料提示:,。
(1)操作1和操作2的名称都一样,该名称是 。
(2)溶液乙中溶质的成分是 。
(3)步骤③中氢氧化钠溶液要过量,其一是使溶液甲中硫酸铜完全转化成蓝色沉淀,其二是 。
(4)请写出生成蓝色沉淀的化学方程式: 。
(5)“一系列操作”中包含降温结晶,说明硫酸铜的溶解度随温度的降低而 (填“增大”或“减小”)。
13.(2025·安庆市·二模)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的二氧化硅(SiO2)和氧化铁(Fe2O3)。以菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。回答下列问题。
(1)将菱铁矿粉碎的目的是 。
(2)写出酸浸过程中发生的化学反应方程式 (写一个即可)。
(3)由此流程可推知SiO2的性质有______(填字母)。
A.难溶于水 B.化学性质很活泼 C.不能与稀硫酸反应
(4)转化过程中,足量铁粉会与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,该反应的基本类型是 。
(5)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗 (填病症名称)。
14.(2025·合肥瑶海区·二模)纳米铁粉可治疗惊痫、癫狂、贫血等。工业上利用废铁屑粉末制备纳米铁粉的一种流程如图:
【查阅资料】容易被氧气氧化成。
(1)过滤操作时,玻璃棒的作用是 。
(2)为防止反应过程中生成的被氧化,配制反应物时应进行的操作是 。
(3)氢气还原碳酸亚铁时还生成了两种氧化物,写出该反应的化学方程式:
(4)反应过程中可得到副产品,写出该物质的一种用途: 。
15.(2025·C20教育联盟·二模)空气是宝贵的自然资源。如图是以空气等为原料合成尿素的流程(部分产物略去)。请回答相关问题:
(1)嫦娥五号取回的月壤保存在中,说明通常情况下该气体的化学性质 (填“活泼”、“不活泼”)。
(2)写出反应②的化学方程式为 ,氨气和X在低温、加压条件下反应生成尿素和水,该反应的化学计量数之和为 。
(3)用“○”表示氢原子,用“●”表示氮原子,“”表示催化剂,下图是反应①的微观示意图,该反应过程中微观粒子变化顺序为 (将下面三张图用序号排列),写出该反应的基本反应类型 。
16.(2025·淮北第二中学·二模)《周礼 考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛工艺。将干燥的木头 烧成草木灰(含K2CO3),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。如图为模拟该法制取KOH的工艺流程:
(1)步骤I中涉及的操作名称为 _______。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______。
(3)步骤Ⅲ中包含降温结晶,说明KOH的溶解度随温度的升高而 _______。
(4)该工艺中不涉及的基本反应类型为_______。
17.(2025·合肥名校联考·二模)以黄铜矿固体(主要成分为)为原料,采用微生物炼铜是现代炼铜的新工艺,流程如图:
请回答以下问题:
(1)反应器Ⅰ中发生的化学方程式是:
,中铁元素的化合价为 。
(2)分离器的作用类似实验室进行过滤操作,实验室进行过滤操作有关描述错误的是_______。
A.过滤时用玻璃棒在漏斗内搅拌,加速过滤速率
B.漏斗内液面要低于滤纸的边缘,以免过滤失败
C.漏斗下端尖嘴紧靠在烧杯内壁,防止液滴飞溅
D.过滤结束后观察到滤液仍浑浊,可能滤纸破损
(3)写出反应器Ⅱ中发生置换反应的化学方程式 。
(4)反应器Ⅲ中加入过量硫酸的目的是 。
(5)相比于将黄铜矿直接燃烧炼铜,采用微生物炼铜的优点是 。
18.(2025·安徽部分地区联考·二模)某同学以金泥(含有等)为原料制备和的流程如图所示.
(1)上述流程“预处理”中会产生,若直接排放会导致酸雨,酸雨的 (填“大于”“等于”或“小于”)5.6。
(2)过程I中发生反应的基本反应类型是 。
(3)过程II中生成氧化铜的反应的化学方程式为 。
(4)过程III中分离的操作是 ,加入过量稀硫酸的目的是 。
(
题型二
) 物质的回收类
1.(2025·芜湖第二十九中学·二模)金属的冶炼为人类社会发展作出了突出贡献。
(1)炼铁的主要原料是赤铁矿、焦炭、空气、石灰石,转化过程如下图所示。
①此转化过程中体现了焦炭的化学性质有___________(填选项序号)。
A.可燃性 B.还原性 C.氧化性 D.助燃性
②II中发生反应的化学方程式为___________。
(2)用下图所示装置进行炼铁模拟实验。玻璃管中观察到的实验现象是___________。
(3)现有锈蚀严重的废铁屑(含铜铁的合金),某同学在实验室利用上述流程分离提纯出铁和铜。操作a需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。溶液B中的金属离子有___________(填离子符号)。
2.(2025·马鞍山雨山区·二模)如图为污水处理流程示意图,污水经物理、化学或生物方法分级处理后可达标排放。请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)污水通过“格栅”可去除较大的悬浮物、漂浮物,相当于基本实验操作中的________。
(2)“进一步处理”包括消毒处理,常用的消毒剂有,其中氯元素的化合价为________。
(3)污泥发酵制沼气,沼气的主要成分是甲烷,沼气属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源,试写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式:________。
(4)污水处理后的水叫“中水”,除不可以饮用外,可用于工农业和生活的不同领域,举出“中水”的一种用途:________。
3.(2025·滁州全椒县·二模)在进行“垃圾的分类与回收利用”的跨学科实践活动时,兴趣小组对金属垃圾(主要成分是铁、铜、氧化铁和二氧化硅)的处理及综合利用的部分工艺如图所示。请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ的名称为______。由此流程可推知SiO2的性质有______(填字母)。
A.难溶于水 B.化学性质很活泼 C.不能与稀硫酸反应
(2)步骤③发生反应的基本反应类型是______________。
(3)请写出步骤②所发生反应的化学方程式:____________________。
(4)倡导金属垃圾回收利用的意义是____________________________。
4.(2025·亳州利辛县·二模)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和的实验流程如下。请回答下列问题。
(1)黄铜渣使用之前将其粉碎,其目的是: 。
(2)步骤①和③都用到的玻璃仪器名称是 。
(3)步骤①中发生的复分解反应的化学方程式为 (写一个即可),步骤②属于 (填基本反应类型)反应。
(4)最终得到的硫酸锌中的锌元素质量比黄铜渣中的锌元素质量 (填“大”“相等”或“小”)。
5.(2025·合肥名校联考·二模)某工厂排出的废水中含有一定量、等。从废水中获得氧化铁和氯化镁的工艺流程如下。
(1)操作①的名称是 ;蒸发操作中玻璃棒的作用是 。
(2)溶液b中除了含有外,一定还含有的溶质是 (填化学式)。
(3)写出固体溶液的化学方程式: 。
(4)该工艺流程的价值在于 。
(
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专题08 工艺流程题
考点概览
题型一 物质制备类
题型二 物质的回收类
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题型一
) 物质制备类
1.(2025·合肥蜀山区·二模)【新情境-医药制备】硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(),还含有少量的二氧化硅()和氧化铁。以菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:
(1)将菱铁矿粉碎的目的是 。
(2)酸浸过程中氧化铁和稀硫酸发生的化学方程式是 。
(3)操作Ⅰ的名称 。
(4)转化时加入足量铁粉作用是 。
(5)由此流程可推知的性质有___________(填字母)。
A.难溶于水 B.化学性质很活泼 C.不能与稀硫酸反应
【答案】(1)增大反应物间的接触面积使反应更充分,更快
(2)
(3)过滤
(4)将过量的稀硫酸和硫酸铁转化为硫酸亚铁
(5)AC
【解析】(1)将菱铁矿粉碎的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更充分、更快。
(2)氧化铁和稀硫酸发生反应生成硫酸铁、水,则酸浸过程中的化学方程式是:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(3)通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离,操作Ⅰ的名称是过滤。
(4)因为该流程的目的是制备硫酸亚铁,所以转化时加入足量铁粉的作用是将过量的稀硫酸和硫酸铁转化为硫酸亚铁。
(5)A. 向粉碎的样品中加入过量稀硫酸,过滤后得到固体,说明难溶于水,此选项正确;
B. 由流程图可知,固体不能与稀硫酸反应,说明固体的化学性质不活泼,此选项错误;
C. 向粉碎的样品中加入过量稀硫酸,过滤后得到固体,说明不能与稀硫酸反应,此选项正确。
故选AC。
2.(2025·池州市·二模)“84”消毒液是家庭常用消毒剂,其有效成分是次氯酸钠。某兴趣小组利用粗盐制取次氯酸钠的工艺流程如图(部分过程和产物略)。
(1)操作I的名称是______。经操作I后得到的液体仍然浑浊,可能的原因是______(写出1点即可)。
(2)精制过程中,常加入,请写出发生反应的化学方程式______,该反应属于______(填基本反应类型)。
(3)已知电解氯化钠溶液时产生的气体A是一种可燃性气体,写出气体A的化学式:______。
【答案】(1) ①. 过滤 ②. 滤纸破损(合理即可)
(2) ①. 2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl ②. 复分解反应
(3)H2
【解析】(1)操作Ⅰ为除去难溶性泥沙等杂质,过滤可以将不溶性的泥沙从溶液中分离出来,则操作Ⅰ的名称是过滤;
过滤时滤纸破损,可能导致固体颗粒通过滤纸进入滤液中使滤液浑浊;过滤时如果液面高于滤纸边缘,可能导致固体颗粒没有通过滤纸进入滤液中使滤液浑浊;
(2)精制过程中,加入NaOH可以与溶液中的MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀和NaCl,反应的化学方程式为2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl;该反应由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应;
(3)根据质量守恒定律,NaCl溶液在通电的条件下反应生成氢气、氯气和氢氧化钠,则气体A为氢气,化学式为H2。
3.(2025·阜阳太和县·二模)我国将加快“氢冶金——化工联产”的研发应用技术,实现钢铁产业绿色化的转型升级。氢冶炼铁的主要流程如下。
(1)电解池中发生反应的化学方程式为 。
(2)从微观上分析,氢气压缩后发生改变的是 。
(3)铁矿石加入富氢竖炉前要进行粉碎,目的是 。
(4)若铁矿石为赤铁矿(主要成分为),则在富氢竖炉中高温条件下发生反应的基本反应类型为 。
【答案】(1)
(2)分子之间的间隔
(3)增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
(4)置换反应
【解析】(1)水在电解池中反应生成氢气和氧气,化学方程式为;
(2)分子之间有间隔,氢气压缩后,氢分子之间的间隔减小,故从微观上分析,氢气压缩后发生改变的是分子之间的间隔;
(3)铁矿石加入富氢竖炉前要进行粉碎,目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分;
(4)富氢竖炉内,氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁和水,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。
4.(2025·合肥高新区·二模)高纯有广泛用途,可用于生产水泥等,工业制造高纯的主要工艺流程如下:
(1)用于固液分离的设备是 ,实验室进行该操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)写出鼓泡塔中发生反应的化学方程式 。
(3)反应釜中除了生成碳酸钙,还生成另外一种物质,写出它的一种用途 。
(4)该工艺流程中可以循环利用的物质是 。
【答案】(1) 过滤器 漏斗
(2)2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3
(3)用作氮肥
(4)二氧化碳/CO2
【解析】(1)根据流程图可知,用于固液分离的设备是过滤器;在实验室进行过滤操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
根据流程图可知,鼓泡塔中发生的反应是NH3、CO2和H2O生成(NH4)2CO3,反应的化学方程式2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3;
(2)分析流程图可知,反应釜中参加反应的物质是Ca(NO3)2和(NH4)2CO3,除了生成碳酸钙,还生成另外一种物质根据质量守恒定律可知,该物质是NH4NO3,NH4NO3中是含有氮元素,可用作氮肥;
(3)从流程可知,在碳化塔中产生CO2,鼓泡塔中CO2参与化学反应,所以该工艺流程中可以循环利用的物质是 二氧化碳(或CO2 )。
5.(2025·无为市·二模)硫酸锌可制备各种含锌材料,在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4的工艺流程如下所示。回答下列问题:
(1)该工艺中涉及到的氧化物有________(写化学式,一个即可)。
(2)操作③的名称是________。
(3)写出酸浸过程中发生反应的化学方程式是________(写一个即可)。
(4)高温煅烧菱锌矿过程中的基本反应类型是________。
(5)下列说法正确的是______(填字母序号)。
A. 操作①和②为同一操作
B. 将煅烧后的固体粉碎是为了增大接触面积
C. 加入足量锌粉过程发生了复分解反应
【答案】(1)//// (2)蒸发结晶
(3)/
(4)分解反应 (5)AB
【解析】【分析】菱锌矿的主要成分是,还含有少量的二氧化硅和氧化铁,将菱锌矿煅烧,即碳酸锌在高温条件下分解生成氧化锌和二氧化碳,则固体中含有氧化锌、二氧化硅和氧化铁;酸浸时加入稀硫酸,氧化锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,二氧化硅不溶于水、也不与酸反应,充分反应后过滤得到硫酸锌和硫酸铁的混合溶液,滤渣甲为二氧化硅;向混合溶液中加入足量锌粉,锌与硫酸铁反应生成铁和硫酸锌,充分反应后过滤得到硫酸锌溶液,滤渣乙为铁、锌。
(1)氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物,则该工艺中涉及到的氧化物有、、、、;
(2)操作③是从硫酸锌溶液中获得硫酸锌固体,则该操作为蒸发结晶;
(3)由分析可知,酸浸时加入稀硫酸,氧化锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,二氧化硅不溶于水、也不与酸反应,化学方程式为、;
(4)由分析可知,高温煅烧菱锌矿过程中发生的反应是碳酸锌在高温条件下分解生成氧化锌和二氧化碳,该反应符合“一变多”的特点,属于基本反应类型中的分解反应;
(5)A、操作①和②都是分离固液的过滤操作,说法正确,符合题意;
B、将煅烧后的固体粉碎是为了增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分,说法正确,符合题意;
C、由分析可知,加入足量锌粉过程中发生的反应是锌与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸锌,之后过量的锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁。不属于复分解反应,说法错误,不符合题意。
故选:AB。
6.(2025·芜湖市·二模)硫酸钾是农业上常用的化肥,工业上制备晶体的一种工艺流程如下图。
查阅资料:在常温下相关物质的溶解度数据如表:
物质
氯化钾
硫酸钾
氯化铵
硫酸铵
溶解度/g
34.0
11.1
37.2
75.4
(1)实验室进行操作Ⅰ时,应注意的事项有 (写1条)。
(2)反应①的化学方程式为 。
(3)氨气极易溶于水,其水溶液显碱性,为提高产率,反应②中应先通入一段时间 (填“CO”或“”),后通另一种气体。
(4)反应③的基本反应类型为 ;该反应能得到晶体的原因是 。
【答案】(1)滤纸紧贴漏斗内壁、漏斗内液面低于滤纸边缘
(2)
(3)
(4) 复分解反应 常温下,该反应涉及的物质中硫酸钾的溶解度最小,在溶液中先达到饱和析出
【解析】(1)操作Ⅰ是分离固液的过滤操作,实验室进行该操作时,应注意的事项有:滤纸紧贴漏斗内壁、漏斗内液面低于滤纸边缘等;
(2)反应①为硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
(3)反应②中应先通入一段时间,后通另一种气体,是因为氨气极易溶于水,其水溶液显碱性,能更好的吸收,提高产率;
(4)反应③为硫酸铵与氯化钾反应生成硫酸钾沉淀和氯化铵,符合两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水,属于基本反应类型中的复分解反应;该反应能得到晶体的原因是:常温下,该反应涉及的物质中硫酸钾的溶解度最小,在溶液中先达到饱和析出。
7.(2025·亳州市·二模)高纯是电子工业中的一种重要原料。工业上以一种石灰石(石灰石中含有的杂质不溶于水和酸)为原料制备高纯的主要流程如图所示。
已知:①硝酸()具有挥发性,受热易分解。
②通常状况下,1体积水中能溶解约700体积的或约1体积的。
(1)酸溶塔中发生反应时,温度不宜过高的原因是 。
(2)为了提高产率,反应釜中通入两种气体的先后顺序是 。
(3)焙烧炉中,在高温条件下转化为高纯,请写出发生反应的化学方程式: ,该反应的基本反应类型是 。
(4)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
【答案】(1)防止硝酸受热分解、挥发
(2)先通入,再通入
(3) 分解反应
(4)
【解析】(1)硝酸具有挥发性,受热易分解,因此酸溶塔中发生反应时,温度不宜过高的原因是防止硝酸受热分解、挥发;
(2)通常状况下,1体积水中能溶解约700体积的或约1体积的,因此为了提高产率,反应釜中先通入氨气,氨气极易溶于水形成氨水,氨水呈碱性,有利于二氧化碳的吸收,故填:先通入,再通入;
(3)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;该反应符合“一变多”的特点,属于基本反应类型中的分解反应;
(4)由流程图可知,该反应中二氧化碳既作反应物、又作生成物,则该流程中可循环利用的物质是二氧化碳,其化学式为。
8.(2025·阜阳市·二模)高锰酸钾是一种重要的化工产品,制取高锰酸钾的工艺流程如图所示,据图回答问题。
(1)上述流程中,写出一种氧化物的名称:___________。
(2)“氧化”过程中,除、外,还有___________(写物质的化学式)参加了反应。
(3)“电解”过程中,能量的转化是___________。流程中,可以循环的物质是___________(写名称)。
(4)高锰酸钾不仅是一种重要的化工产品,而且还可以用于实验室制取氧气,写出该反应的化学方程式:___________。
【答案】(1)二氧化锰/水
(2)
(3) ①. 电能转化为化学能 ②. 氢氧化钾
(4)
【解析】(1)氧化物是由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素,则上述流程中,水和二氧化锰属于氧化物,故填:二氧化锰或水;
(2)依据质量守恒定律,“氧化”过程中,向MnO2和KOH熔融物中通入空气,生成K2MnO4、H2O,分离出氮气等,说明MnO2、KOH、氧气参加了反应,故填:;
(3)“电解”过程中,能量的转化是电能转化为化学能;由流程图可知,氢氧化钾参与反应,反应又生成氢氧化钾,因此流程中,可以循环的物质是氢氧化钾,故填:氢氧化钾;
(4)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为,故填:。
9.(2025·巢湖市·二模)我国古代的金属冶炼技术处于世界领先水平。古代用炉甘石(主要成分为)进行火法炼锌的工艺过程分解模拟如下:
已知:锌的熔点为419.53℃,沸点为906℃。
(1)高温炉中,炉甘石与煤的主要成分发生反应生成锌蒸气和一氧化碳,反应的化学方程式为 。
(2)冷凝器中,锌由气态转化为液态,则理论上应控制的温度范围是 ;反应结束后需“冷定(即冷却)毁罐取出”,请从化学角度分析其原因是 。
(3)所得粗锌中含有碳和碳酸锌两种杂质,得到纯锌的一般思路和方法是 (将字母排序)。
a.分析混合物成分 b.找到分离方法 c.寻找成分性质差异
(4)请你从绿色化学的角度评价一下古代火法炼锌 (写1条即可)。
【答案】(1)
(2) 419.53℃∼906℃ 防止高温下锌与空气中的氧气反应
(3)acb
(4)反应生成,会污染环境(或高温反应能耗大,不利于节约能源等,合理即可)
【解析】(1)炉甘石主要成分ZnCO3与煤(主要成分C)在高温下反应,生成锌蒸气(Zn)和一氧化碳(CO),化学方程式为。
(2)已知锌的熔点为419.53℃,沸点为906℃,要使锌由气态转化为液态,温度需控制在锌的熔点和沸点之间,即419.53℃~906℃;
锌在高温下易与空气中的氧气发生反应被氧化,冷却后再取出,可避免这种情况,保证得到的是单质锌。
(3)要从含有碳和碳酸锌杂质的粗锌中得到纯锌,首先要分析混合物成分(a),了解都有哪些物质;然后寻找成分性质差异(c),比如碳、碳酸锌和锌在化学性质、物理性质上的不同;最后根据这些性质差异找到分离方法(b)。
(4)从绿色化学角度,绿色化学强调从源头上减少或消除污染。古代火法炼锌过程中会产生一氧化碳等有毒气体,污染空气,且高温反应能耗大,不利于节约能源,不符合绿色化学理念。
10.(2025·蚌埠怀远县·二模)黄铜广泛用于精密仪器零件制造领域。某工厂以黄铜废料(含铜、锌等)为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如图:
(1)流程中加入的试剂X是______(填字母)。
A.稀HCl B.稀H2SO4 C.稀HNO3
(2)流程中酸浸的目的是 。
(3)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: 。
(4)步骤④Na2CO3加入溶液时有气泡产生,原因是 。
【答案】(1)B
(2)除锌(或除去黄铜废料中的锌)
(3)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(4)过量的稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体
【解析】(1)由流程图可知,酸浸后得到硫酸锌溶液,说明加入和试剂X是稀硫酸,硫酸与锌反应生成硫酸锌,故选B。
(2)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3],石绿中不含锌,而黄铜中含有锌,故流程中酸浸的目的是除去黄铜废料中的锌。
(3)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。
(4)由流程图可知,步骤③中加入的硫酸过量,步骤④Na2CO3加入溶液时,过量的硫酸与碳酸钠反应生成了二氧化碳气体,所以有气泡产生。
11.(2025·芜湖南陵县·二模)陶瓷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)为原料制备颜料钕铁蓝的工艺流程如图:
已知:①Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2 ②Fe+2FeCl3=3FeCl2 ③Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
(1)“酸浸”时将红渣块粉碎,其目的是___________。
(2)“酸浸”中发生反应的化学方程式为___________。
(3)“操作1”的名称是___________。
(4)“滤液”中阳离子有___________(写离子符号)。
(5)“适量的金属”最佳的选择是___________ (填标号)。
A. Zn B. Fe C. Cu
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)
(3)过滤 (4)Fe3+、H+ (5)B
【解析】(1)将红渣块粉碎,可增大其与稀硫酸的接触面积。根据化学反应速率的影响因素,接触面积越大,反应物之间的碰撞几率增加,反应速率加快,同时能使反应进行得更充分。
(2)红渣块主要成分是Fe2O3和SiO2,SiO2不溶于水和常见的酸,“酸浸” 时是Fe2O3与稀硫酸反应,生成硫酸铁和水,化学方程式为。
(3)“操作 1” 是将不溶性固体(滤渣SiO2)和液体(滤液)分离,这种分离固液混合物的操作是过滤。
(4)“酸浸” 时加入足量稀硫酸,硫酸会解离出H+、;Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3、H2O,Fe2(SO4)3在溶液中解离出Fe3+、,所以 “滤液” 中的阳离子有Fe3+、H+。
(5)“适量的金属” 加入是为了将Fe3+还原,根据、、,A 选项Zn与Fe3+反应会引入新杂质Zn2+;B 选项Fe与Fe3+反应生成Fe2+,不会引入新杂质;C 选项Cu与Fe3+反应会生成Cu2+,引入新杂质。所以最佳选择是Fe,选 B。
12.(2025·安师联盟·二模)某化学兴趣小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含Cu、Cu2O、CuO和C)为原料制备胆矾(硫酸铜晶体),操作流程如下,请回答有关问题。
资料提示:,。
(1)操作1和操作2的名称都一样,该名称是 。
(2)溶液乙中溶质的成分是 。
(3)步骤③中氢氧化钠溶液要过量,其一是使溶液甲中硫酸铜完全转化成蓝色沉淀,其二是 。
(4)请写出生成蓝色沉淀的化学方程式: 。
(5)“一系列操作”中包含降温结晶,说明硫酸铜的溶解度随温度的降低而 (填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)过滤
(2)氢氧化钠和硫酸钠
(3)除去多余的硫酸
(4)
(5)减小
【分析】炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含Cu、Cu2O、CuO和C)中加入过量的稀硫酸,得到铜和碳的固体(M)和硫酸铜溶液(甲);固体M中加入过量的过氧化氢溶液和过量的稀硫酸,得到硫酸铜溶液和固体碳(N);溶液甲加入过量的氢氧化钠溶液,得到氢氧化铜沉淀,再加入适量的硫酸溶液(丙),得到硫酸铜溶液,经过一系列操作得到胆矾。
【解析】(1)操作1和操作2都是分离难溶性固体与液体的方法,该操作的名称是过滤;
(2)加过量稀硫酸,Cu2O、CuO都发生反应,再通过过量过氧化氢溶液和稀硫酸,铜也发生反应生成硫酸铜,所以溶液甲中有硫酸铜和硫酸,步骤③中氢氧化钠溶液要过量,可以将硫酸铜完全转化成蓝色沉淀氢氧化铜,还可以和硫酸反应生成硫酸钠和水,所以溶液乙中溶质的成分是氢氧化钠和硫酸钠;
(3)加过量稀硫酸,Cu2O、CuO都发生反应,再通过过量过氧化氢溶液和稀硫酸,铜也发生反应生成硫酸铜,所以溶液甲中有硫酸铜和硫酸,步骤③中氢氧化钠溶液要过量,可以将硫酸铜完全转化成蓝色沉淀氢氧化铜,还可以和硫酸反应生成硫酸钠和水;
(4)步骤③中生成蓝色沉淀的原理是硫酸铜和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀,反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(5)“一系列操作”中包含降温结晶,说明硫酸铜的溶解度随温度的降低而减小。
13.(2025·安庆市·二模)硫酸亚铁广泛应用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的二氧化硅(SiO2)和氧化铁(Fe2O3)。以菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如图所示。回答下列问题。
(1)将菱铁矿粉碎的目的是 。
(2)写出酸浸过程中发生的化学反应方程式 (写一个即可)。
(3)由此流程可推知SiO2的性质有______(填字母)。
A.难溶于水 B.化学性质很活泼 C.不能与稀硫酸反应
(4)转化过程中,足量铁粉会与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,该反应的基本类型是 。
(5)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗 (填病症名称)。
【答案】(1)增大接触面积,使反应更充分
(2)FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑、 Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O(任写一个)
(3)AC
(4)化合反应
(5)贫血
【解析】(1)将菱铁矿粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积,可以使反应更充分,同时加快反应速率。
(2)菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁,还含有少量的二氧化硅和氧化铁,稀硫酸可与碳酸盐反应、可与某些金属氧化物反应,则酸浸过程中发生的化学反应方程式为:FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑、 Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O。
(3)A. 通过过滤可将难溶于水的固体物质与液体分离,该流程中的操作是过滤,过滤后得到溶液甲和SiO2固体,说明SiO2难溶于水,此选项正确
B. 由流程图可知,SiO2固体不能与稀硫酸反应,不能说明SiO2固体的化学性质很活泼,此选项错误;
C. 由流程图可知,SiO2固体不能与稀硫酸反应,此选项正确。
故选AC。
(4)转化过程中,足量铁粉会与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,由两种或两种以上的物质发生化学反应生成另一种物质的反应是化合反应,所以该反应的基本类型是化合反应。
(5)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗贫血。
14.(2025·合肥瑶海区·二模)纳米铁粉可治疗惊痫、癫狂、贫血等。工业上利用废铁屑粉末制备纳米铁粉的一种流程如图:
【查阅资料】容易被氧气氧化成。
(1)过滤操作时,玻璃棒的作用是 。
(2)为防止反应过程中生成的被氧化,配制反应物时应进行的操作是 。
(3)氢气还原碳酸亚铁时还生成了两种氧化物,写出该反应的化学方程式:
(4)反应过程中可得到副产品,写出该物质的一种用途: 。
【答案】(1)引流
(2)将稀硫酸和配制碳酸氢铵的蒸馏水煮沸后迅速冷却(合理即可)
(3)
(4)作为氮肥
【解析】(1)在过滤操作中,玻璃棒的作用是引导液体顺利流入漏斗,防止液体溅出,即起到引流的作用。
(2)因为Fe2+容易被氧气氧化成Fe3+,FeCO3中Fe为+2价,易被氧化。将稀硫酸和配制碳酸氢铵的蒸馏水煮沸后迅速冷却,可除去水中溶解的氧气,减少对FeCO3的氧化;另外,向溶液中通入氮气等不活泼气体作保护气,可隔绝氧气,防止FeCO3被氧化。
(3)氢气(H2)在加热条件下还原碳酸亚铁(FeCO3),生成铁(Fe)和两种氧化物。根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,可知是H2O和CO2,则反应的化学方程式为。
(4)(NH4)2SO4中含有氮元素,在农业上可作氮肥,能为植物生长提供氮营养,促进植物茎叶生长茂盛,叶色浓绿。
15.(2025·C20教育联盟·二模)空气是宝贵的自然资源。如图是以空气等为原料合成尿素的流程(部分产物略去)。请回答相关问题:
(1)嫦娥五号取回的月壤保存在中,说明通常情况下该气体的化学性质 (填“活泼”、“不活泼”)。
(2)写出反应②的化学方程式为 ,氨气和X在低温、加压条件下反应生成尿素和水,该反应的化学计量数之和为 。
(3)用“○”表示氢原子,用“●”表示氮原子,“”表示催化剂,下图是反应①的微观示意图,该反应过程中微观粒子变化顺序为 (将下面三张图用序号排列),写出该反应的基本反应类型 。
【答案】(1)不活泼
(2) 5
(3) CAB 化合反应
【解析】(1)嫦娥五号取回的月壤保存在氮气中,说明通常情况下该气体的化学性质不活泼;
(2)碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,能放出热量,该反应的化学方程式为:;所以X是二氧化碳,氨气和二氧化碳在低温、加压条件下反应生成尿素和水,该反应的化学方程式为,由化学方程式可知,该反应的化学计量数之和为:2+1+1+1=5;
(3)化学变化的实质是分子分成原子,原子又结合成新的分子,所以先是反应物接触催化剂,然后破裂为原子,结合为分子,离开催化剂,所以符合合成氨化学反应过程的微观顺序图CAB;
该反应是氮气和氢气反应生成氨气,此反应符合多变一的特点,属于化合反应。
16.(2025·淮北第二中学·二模)《周礼 考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛工艺。将干燥的木头 烧成草木灰(含K2CO3),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。如图为模拟该法制取KOH的工艺流程:
(1)步骤I中涉及的操作名称为 _______。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______。
(3)步骤Ⅲ中包含降温结晶,说明KOH的溶解度随温度的升高而 _______。
(4)该工艺中不涉及的基本反应类型为_______。
【答案】(1)过滤 (2)K2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2KOH
(3)增大 (4)置换反应
【解析】(1)步骤Ⅰ中的操作是将含有K2CO3的溶液和不溶物进行分离,故步骤Ⅰ中涉及的操作名称为过滤;
(2)步骤Ⅱ中,Ca(OH)2和K2CO3在溶液中相互交换成分生成CaCO3沉淀和KOH,反应的化学方程式为:K2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2KOH;
(3)步骤Ⅲ中包含降温结晶,即将KOH溶液降温后可结晶得到KOH晶体,说明KOH的溶解度随温度的升高而增大,随温度的降低而减小;
(4)该流程中碳酸钙在高温条件下生成氧化钙和二氧化碳,属于分解反应;氧化钙与水反应生成氢氧化钙,属于化合反应;步骤Ⅱ中氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钾,属于复分解反应,所以整个流程中未涉及到的基本反应类型为置换反应。
17.(2025·合肥名校联考·二模)以黄铜矿固体(主要成分为)为原料,采用微生物炼铜是现代炼铜的新工艺,流程如图:
请回答以下问题:
(1)反应器Ⅰ中发生的化学方程式是:
,中铁元素的化合价为 。
(2)分离器的作用类似实验室进行过滤操作,实验室进行过滤操作有关描述错误的是_______。
A.过滤时用玻璃棒在漏斗内搅拌,加速过滤速率
B.漏斗内液面要低于滤纸的边缘,以免过滤失败
C.漏斗下端尖嘴紧靠在烧杯内壁,防止液滴飞溅
D.过滤结束后观察到滤液仍浑浊,可能滤纸破损
(3)写出反应器Ⅱ中发生置换反应的化学方程式 。
(4)反应器Ⅲ中加入过量硫酸的目的是 。
(5)相比于将黄铜矿直接燃烧炼铜,采用微生物炼铜的优点是 。
【答案】(1)+3
(2)A
(3)
(4)除去过量的铁
(5) 能耗低、污染小
【解析】(1)在化合物中,硫酸根显−2价。设Fe2(SO4)3中铁元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,则有2x+(−2)×3=0,解得x=+3;
(2)A 、过滤时不能用玻璃棒在漏斗内搅拌,否则易损坏滤纸,使过滤失败,该操作描述错误,符合题意;
B 、漏斗内液面要低于滤纸的边缘,若液面高于滤纸边缘,液体可能从滤纸与漏斗壁的间隙流下,导致过滤失败,该操作描述正确,不符合题意;
C、漏斗下端尖嘴紧靠在烧杯内壁,可防止液滴飞溅,该操作描述正确,不符合题意;
D、过滤结束后观察到滤液仍浑浊,可能滤纸破损,使得液体未经过滤直接流下,该操作描述正确,不符合题意。
故选 A。
(3)反应器 Ⅱ 中硫酸铜(CuSO4)溶液与铁(Fe)发生置换反应生成硫酸亚铁(FeSO4)和铜(Cu),化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(4)反应器 Ⅱ 中加入的铁是过量的,反应器 Ⅲ 中加入过量硫酸,是为了使过量的铁与硫酸完全反应,从而除去铜中混有的铁,得到较纯净的铜;
(5)黄铜矿直接燃烧炼铜会产生二氧化硫等有害气体,污染空气,而微生物炼铜在常温下进行,能耗低,且能减少二氧化硫等污染物的排放,对环境更友好。所以优点是 能耗低、污染小。
18.(2025·安徽部分地区联考·二模)某同学以金泥(含有等)为原料制备和的流程如图所示.
(1)上述流程“预处理”中会产生,若直接排放会导致酸雨,酸雨的 (填“大于”“等于”或“小于”)5.6。
(2)过程I中发生反应的基本反应类型是 。
(3)过程II中生成氧化铜的反应的化学方程式为 。
(4)过程III中分离的操作是 ,加入过量稀硫酸的目的是 。
【答案】(1)小于
(2)置换反应
(3)
(4) 过滤 将氧化铜完全反应
【解析】(1)正常雨水pH≈5.6,酸雨pH小于5.6;
(2)过程I中发生的反应为碳与氧化锌高温生成锌和二氧化碳,与氧化铜高温生成铜和二氧化碳,反应是由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的反应,属于置换反应;
(3)过程II中生成氧化铜的反应为铜与空气中的氧气加热生成氧化铜,方程式为:;
(4)“过程Ⅲ”将固体和液体分离,是过滤操作;
加入稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,Au不与硫酸反应,所以加入过量稀硫酸的目的是将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率。
(
题型二
) 物质的回收类
1.(2025·芜湖第二十九中学·二模)金属的冶炼为人类社会发展作出了突出贡献。
(1)炼铁的主要原料是赤铁矿、焦炭、空气、石灰石,转化过程如下图所示。
①此转化过程中体现了焦炭的化学性质有___________(填选项序号)。
A.可燃性 B.还原性 C.氧化性 D.助燃性
②II中发生反应的化学方程式为___________。
(2)用下图所示装置进行炼铁模拟实验。玻璃管中观察到的实验现象是___________。
(3)现有锈蚀严重的废铁屑(含铜铁的合金),某同学在实验室利用上述流程分离提纯出铁和铜。操作a需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。溶液B中的金属离子有___________(填离子符号)。
【答案】(1) ①. AB ②.
(2)固体由红色变为黑色
(3) ①. 漏斗 ②. Fe2+
【解析】(1)①转化Ⅰ中,焦炭燃烧生成二氧化碳,体现了焦炭的可燃性;转化Ⅱ中,二氧化碳和焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳,体现了焦炭的还原性,故选AB。
②转化Ⅱ中,二氧化碳和焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳,反应的化学方程式为:。
(2)玻璃管中,一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,则可观察到固体由红色变为黑色。
(3)操作a可将固体和液体分离,其名称为过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;
废铁屑为含铜铁合金,铁能和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,但铜不能和硫酸反应,则溶液B中的溶质为硫酸亚铁和硫酸,其中含有的金属离子为Fe2+。
2.(2025·马鞍山雨山区·二模)如图为污水处理流程示意图,污水经物理、化学或生物方法分级处理后可达标排放。请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)污水通过“格栅”可去除较大的悬浮物、漂浮物,相当于基本实验操作中的________。
(2)“进一步处理”包括消毒处理,常用的消毒剂有,其中氯元素的化合价为________。
(3)污泥发酵制沼气,沼气的主要成分是甲烷,沼气属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源,试写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式:________。
(4)污水处理后的水叫“中水”,除不可以饮用外,可用于工农业和生活的不同领域,举出“中水”的一种用途:________。
【答案】(1)过滤 (2)+4
(3) ①. 可再生 ②.
(4)农业灌溉(合理即可)
【解析】(1)污水通过“格栅”可去除较大的悬浮物、漂浮物,实现了固液分离,相当于基本实验操作中的过滤;
(2)ClO2中氧元素显-2价,设氯元素化合价为x,根据化合物正负化合价代数和为0,x+(-2)×2=0,x=+4;
(3)沼气可用污泥发酵制得,属于可再生能源;
甲烷燃烧生成二氧化碳和水,方程式为:;
(4)水的用途有农业灌溉、景观用水、市政杂用、工业生产、园林绿化等,故填:农业灌溉(合理即可)。
3.(2025·滁州全椒县·二模)在进行“垃圾的分类与回收利用”的跨学科实践活动时,兴趣小组对金属垃圾(主要成分是铁、铜、氧化铁和二氧化硅)的处理及综合利用的部分工艺如图所示。请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ的名称为______。由此流程可推知SiO2的性质有______(填字母)。
A.难溶于水 B.化学性质很活泼 C.不能与稀硫酸反应
(2)步骤③发生反应的基本反应类型是______________。
(3)请写出步骤②所发生反应的化学方程式:____________________。
(4)倡导金属垃圾回收利用的意义是____________________________。
【答案】(1) ①. 过滤 ②. AC/CA
(2)复分解反应 (3)O
(4)节约金属资源,减少环境污染
【解析】(1)根据题目给出的流程图和信息:I、II均将固液分离,为过滤操作;由流程中加入稀硫酸后,二氧化硅为固体形式未变,可知二氧化硅难溶于水、不能与稀硫酸反应,不能得出化学性质很活泼的结论。故选AC;
(2)步骤③中,硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和硫酸钠,该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,属于复分解反应;
(3)步骤②中,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,
化学方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;
(4)倡导金属垃圾回收利用既可以减少环境的污染,又可以节约资源和能源。
4.(2025·亳州利辛县·二模)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和的实验流程如下。请回答下列问题。
(1)黄铜渣使用之前将其粉碎,其目的是: 。
(2)步骤①和③都用到的玻璃仪器名称是 。
(3)步骤①中发生的复分解反应的化学方程式为 (写一个即可),步骤②属于 (填基本反应类型)反应。
(4)最终得到的硫酸锌中的锌元素质量比黄铜渣中的锌元素质量 (填“大”“相等”或“小”)。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)玻璃棒
(3) 或 置换
(4)大
【解析】(1)黄铜渣使用之前将其粉碎,其目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)步骤①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,硫酸锌溶液通过操作③得到硫酸锌,是蒸发,蒸发所需的玻璃仪器是:玻璃棒、酒精灯,故都用到的玻璃仪器名称是:玻璃棒;
(3)步骤①中氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,该反应的化学方程式为:,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,该反应的化学方程式为:,这两个反应均符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
步骤②中加入过量锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,该反应符合“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”的反应,属于置换反应;
(4)由图可知,步骤②中加入了过量锌,且锌和硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜,故最终得到的硫酸锌中的锌元素质量比黄铜渣中的锌元素质量大。
5.(2025·合肥名校联考·二模)某工厂排出的废水中含有一定量、等。从废水中获得氧化铁和氯化镁的工艺流程如下。
(1)操作①的名称是 ;蒸发操作中玻璃棒的作用是 。
(2)溶液b中除了含有外,一定还含有的溶质是 (填化学式)。
(3)写出固体溶液的化学方程式: 。
(4)该工艺流程的价值在于 。
【答案】(1) 过滤 搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅
(2)
(3)
(4)废物再利用
【解析】(1)操作①是 将固液分离,操作的名称是过滤;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;
(2)工厂排出的废水中含有一定量MgCl2、FeCl3,加入氢氧化钠条件pH使氢氧化钠和氯化铁先反应生成氢氧化铁和氯化钠,氯化镁再和氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,溶液b中除了含有外,一定还含有的溶质是氯化钠,化学式为:NaCl;
(3)根据流程图可知,固体A是氢氧化镁,得到溶液c,经过蒸发得到氯化镁固体,溶液c为氯化镁,氢氧化镁和稀盐酸能反应生成氯化镁和水,化学方程式为:;
(4)该工艺流程的价值在于既能防止环境污染,又能回收并利用废水中的有用物质,实现废物再利用。
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