内容正文:
专题12 工艺流程
考点概览
题型一 金属的获取和回收
题型二 化工工艺
题型三 水和溶液
金属的获取和回收题型一
1.(2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)古代中国炼铜工艺处于世界领先地位,其中“竖炉法”炼铜是现代高炉炼铁工艺的启蒙。图1是春秋早期竖炉炼铜示意图,已知孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。图2是古代炼制黄铜的简易流程,古人用炉甘石(主要成分为ZnCO3)、赤铜Cu2O和木炭制备黄铜(Cu-Zn合金)。
(1)上述两个流程中均需要将原料粉碎,目的是________。
(2)图2中木炭和赤铜的反应属于________(填基本反应类型)。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.竖炉炼铜可能造成酸雨
B.竖炉炼铜中木炭的作用是提供能量和作还原剂
C.黄铜的硬度比纯铜大
D.使用盐酸可以区分黄铜和黄金
【答案】(1)增加反应物的接触面积,使反应更快更充分
(2)置换反应
(3)BCD
【详解】(1)上述两个流程中均需要将原料粉碎,目的是可以增加反应物的接触面积,使反应更快更充分;(2)木炭和赤铜在1100-1300℃条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:2Cu2O+C 1100-1300℃ 4Cu+CO2↑,该反应是由一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和化合物的反应,属于置换反应;
(3)A、竖炉炼铜是利用孔雀石和木炭反应,孔雀石的主要成分为Cu,(OH),CO,,不含硫元素,因此不可能造成酸雨,故选项错误;
B、竖炉炼铜中孔雀石受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳,木炭和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,木炭的作用是提供能量和作还原剂,故选项正确;
C、黄铜的硬度比纯铜大,故选项正确;
D、盐酸不和黄金反应,但是可以和黄铜中的锌反应,黄铜表面有气泡产生,可以鉴别,故选项正确;
故选:BCD。
2.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)属钛是重要的航天、航海材料。钛因其硬度大、熔点高,常温下不和非金属、稀酸反应且与人体有很好的“相容性”,耐腐蚀性很强等优良性能,被誉为“未来金属”。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)、焦炭、氧气为原料,提取金属钛的主要工艺过程一般需要经过三个阶段:
(1)下列用途与钛的性能相符的是_____(填字母)。
A.人造关节 B.保险丝 C.“奋斗者”号深海潜航器
(2)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒的氧化物气体,该气体的化学式为_____。
(3)从反应③获得的钛中常含有少量镁,可向钛中加入足量的_____(填试剂名称)去除。
【答案】(1)AC
(2)CO
(3)稀盐酸、稀硫酸(合理即可)
【详解】(1)A、钛与人体有很好的“相容性”,可用于人造骨,符合题意;
B、钛熔点高,不能用作保险丝,故不符合题意;
C、钛硬度大,耐腐蚀性很强,则可以制作“奋斗者”号潜航器,故符合题意;
故选:AC
(2)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒的氧化物气体,根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变,反应前有钛、氧、碳、氯元素,反应后生成的TiCl4中只含有钛、氯元素,则该有毒气体中一定含有碳、氧元素,由于该有毒气体是一种氧化物,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,则该气体为一氧化碳化学式为CO;
(3)从反应③获得的钛中常含有少量镁,镁能与稀酸反应,钛常温下不与非金属、稀酸反应,故可向钛中加入足量的稀盐酸或稀硫酸,充分反应后经过过滤、洗涤、干燥,得到纯净的钛。
3.(2025·湖南岳阳第二中学·一模)金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)硫酸亚铁中的阳离子符号是______。
(2)步骤I 的操作是______。
(3)步骤III发生的化学方程式为______。
【答案】(1)Fe2+
(2)过滤
(3)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【详解】(1)硫酸亚铁中的阳离子是亚铁离子,其离子符号为Fe2+;
(2)步骤1是分离固液的过滤操作;
(3)废水中含硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁,步骤|向废液中加入过量锌粉,根据金属活动性锌>铁>铜,锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,则充分反应后过滤得到的固体中含有锌、铁、铜;铁具有磁性,能被磁铁吸引,则经过步骤|得到的固体中含有锌、铜;步骤Ⅲ向步骤Ⅱ得到的固体中加入X溶液,充分反应后过滤得到铜和硫酸锌溶液,说明加入的X溶液是稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与稀硫酸不反应,故步骤川发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
4.(2025·湖南湘潭第十二中学·一模)在2月份冬季运动会成功举办的热潮下,人们对绿色运动理念的关注达到了前所未有的高度。这届运动会的奖牌制作原料别具一格,来自于电子垃圾中提炼出来的金属,既环保又意义非凡。某工厂积极响应这种资源回收再利用的号召,利用废旧电器预处理的粗铜回收铜和银的操作流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)分离装置Ⅰ中固体1和滤液1的操作为___________;
(2)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________;
(3)固体3中成分是___________。
【答案】(1)过滤
(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)+2Ag
(3)Cu和Fe
【详解】(1)装置I中将固液分离,操作名称是过滤;
(2)铜、银和稀硫酸不反应,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,以及加入的硫酸是过量的,经过装置I过滤后得到的固体1中含有银、铜,“装置Ⅱ”中发生的反应是铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,化学方程式为: Cu+2AgNO3=Cu(NO3)+2Ag;
(3)经过装置I过滤后得到的滤液2中含有硝酸铜,加入过量的铁,铁和硝酸铜反应生产铜和硝酸亚铁,经过装置Ⅲ过滤后得到的固体3中一定含有铜和过量的铁。
5.(2025·湖南五市十校·模拟预测)我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。从南方特有的稀土矿(含铁、铝等元素)中提取镧(La)的部分工艺如下:
已知:氧化步骤能将Fe2+全部转化为Fe3+;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
Mg2+
Fe3+
Al3+
La3+
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)操作a的名称为_______。
(2)“氧化调pH”中,应用NaOH溶液调pH至_______的范围。
(3)氧化镧(La2O3)凭借其光学特性及催化活性,广泛应用于光学、能源和环保领域。请写出氢氧化镧分解生成氧化镧和另一种氧化物的化学方程式:_________________________。
(4)该流程中可循环利用的物质是__________。
【答案】(1)过滤
(2)4.7~6.2
(3)2La(OH)3 高温 La2O3+ 3H2O
(4)MgSO4 溶液
【详解】(1)操作a可分离难溶性滤渣和滤液,名称为过滤;
(2)氧化步骤能将Fe2+全部转化为Fe3+,镁离子开始沉淀的pH为8.8;Fe3+开始沉淀的pH为1.5,完全沉淀的pH为3.2;Al3+开始形成沉淀的 pH为3.6,完全沉淀的 pH为 4.7;La3+开始形成沉淀的 pH为 6.2~7.4;为了除去 Fe3+和 Al3+ (使其全部转化为氢氧化物沉淀)而又不使La3+、镁离子沉淀,需将 pH 控制在 4.7~6.2之间;
(3)高温煅烧氢氧化镧,分解生成氧化镧和另一种氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该氧化物为水,该反应为氢氧化镧高温分解生成氧化镧和水,化学方程式为2La(OH)3 高温 La2O3+ 3H2O;
(4)根据流程图,硫酸镁溶液既是反应物又是生成物,可循环利用。
6.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)2024国际氢能产业发展论坛上多项全国领先氢能产业成果在京发布,如图流程是一种制备氢气的新工艺。
(1)该流程中可以循环利用的物质是______。
(2)流程中涉及的氧化物有______(填化学式)。
(3)利用该流程制备氢气的优点是______(写一点即可)
【答案】(1)铝镓合金
(2)Al2O3、H2O
(3)节约能源
【详解】(1)由工艺流程图可看出,铝镓合金既是反应物又是生成物,循环使用,故填:铝镓合金。
(2)氧化物是由两种元素组成的化合物,其中一种是氧元素,氧化铝和水都是氧化物,故填: Al2O3、H2O。
(3)根据图示可知该流程的反应利用的太阳能,则可以节约能源,故填:节约能源。
化工工艺题型二
1. (2025·湖南永州·一模)2024年3月29日,湖南紫金锂多金属新材料有限公司的年产6万吨碳酸锂项目在湖南省永州市道县开工,这是2024年湖南省十大产业项目之一。碳酸锂(Li2CO3)是制备锂电池的重要原料。工业上用锂辉石精矿(主要成分为Li2O)为原料制备Li2CO3的流程如图一所示。
(1)酸浸槽中发生反应的化学方程式为 。
(2)为了探究酸浸槽中的最佳条件,技术人员做了4组实验,酸浸时间4h,其余相关数据见表。
组别
矿酸比
硫酸浓度(%)
温度(℃)
锂元素浸出率(%)
A
1:1
90
100
70.34
B
1:1
98
100
73.89
C
1:1
98
150
78.24
D
1:3
98
200
85.53
本实验中 (填“BC”或“CD”)两组实验对比能说明温度对锂元素的浸出率有影响。
(3)根据Li2CO3的溶解度曲线(见图二),分析洗涤槽中应采用的试剂X是 (填“冰水”或“热水”)。
【答案】(1)Li2O+H2SO4=Li2SO4+H2 O
(2)BC
(3)热水
【详解】(1)酸浸中是氧化锂和稀硫酸反应生成硫酸锂和水,反应的化学方程式为Li2O+H2SO4═Li2SO4+H2O;
(2)本实验中BC两组实验对比能说明温度对锂元素的浸出率有影响,是因为该组除去温度不同外,其它条件相同,故答案为:BC;
(3)根据Li2CO3的溶解度曲线图,碳酸锂的溶解度随着温度升高而减小,洗涤槽中应采用的试剂是热水。
2.(2025·湖南娄底多校联考·一模)我国向世界承诺:到2060年实现“碳中和”。我国科学家设想利用煤和氧化铁反应发电并将二氧化碳转变成液体燃料甲醇()的新工艺获得了一定的进展,该设想的反应原理流程如图所示:
(1)将煤磨成煤粉的目的是 。
(2)将“分离器”分离出的铁粉用“热空气循环氧化”时,所发生的反应属于基本反应类型中的 反应。
(3)“合成器”中二氧化碳和氢气在一定条件下发生反应生成甲醇和一种常见液态氧化物,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更快、更充分(合理即可)
(2)化合
(3)
【详解】(1)将煤磨成煤粉的目的是增大反应物接触面积,使反应更快、更充分;
(2)将“分离器”分离出的物质用“热空气循环氧化”时,所发生的反应铁和氧气生成氧化铁,此反应符合多变一的特点,属于化合反应;
(3)“合成器”中二氧化碳和氢气在一定条件下发生反应生成甲醇和一种常见液态氧化物(水),该反应的化学方程式:。
3. (2025·湖南·模拟)硫酸铵是一种重要的化工产品,可用作化肥,还可用于纺织、皮革、医药等方面。如图为合成硫酸铵的工艺流程示意图,完成下列问题。
(1)反应①的化学方程式为 ;属于 反应(填基本反应类型)。
(2)反应④的化学方程式为:,则X的化学式为 。
(3)该工艺流程必须进行尾气处理,根据反应①分析,其理由是 。
【答案】(1) 化合
(2)
(3) 二氧化硫有毒,会污染空气(合理即可)
【详解】(1)反应①是硫在空气中点燃与氧气反应生成二氧化硫,化学方程式为;
该反应是由两种物质(硫和氧气)反应生成一种物质(二氧化硫),符合 “多变一” 的特征,属于基本反应类型中的化合反应。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应后N、H、S、O的个数分别是2、8、1、4,反应前除2X外N、H、S、O的个数分别是0、2、1、4,则2X含有2个N、6个H,X含有1个N、3个H,X的化学式为NH3。
(3)反应①中硫燃烧生成的二氧化硫是有毒物质,会污染空气,所以要进行尾气处理。
4. (2025·湖南永州李达中学·一模)某化学趣小组模拟工厂化法制备碱的流程如下,请回答:
(1)操作 2 的名称是 。
(2)根据上述流程分析,所得固体烧碱中可能含有的杂质是 。
(3)从降低成本和减少污染的角度看,处理滤液 B 的方法是 。
【答案】(1)蒸发
(2)氢氧化钙/Ca(OH)2
(3)循环利用
【详解】(1)蒸发可以使溶液中的晶体析出,所以操作2的名称是蒸发。
(2)石灰石的主要成分为碳酸钙,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,纯碱为碳酸钠的俗称,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,且氢氧化钙组成,则滤液A中含有氢氧化钠和氢氧化钙,故所得固体烧碱中可能含有的杂质是氢氧化钙。
(3)经洗涤过滤后所得的滤液中一定会含有氢氧化钠和氢氧化钙,直接排放会导致浪费和污染环境,循环再利用,可有效的降低生产成本和防止环境污染。
水和溶液题型三
1. (2025·湖南湘潭·一模)目前许多学校安装了直饮水机,其主要工作流程如图所示。
(1)图中③的作用是______(填字母)。
A.杀菌消毒 B.吸附杂质 C.蒸馏
(2)炭罐中活性炭的作用是_____________。
(3)超滤膜是一种能将肉眼看不见的微观粒子型杂质滤去的有机高分子材料。此时的超滤膜相当于过滤实验中所用的_________(填一种实验用品的名称)。
【答案】(1)A
(2)吸附色素和异味
(3)滤纸
【详解】(1)图中③是紫外灯管照射,可以杀灭水中的病菌,可以杀菌消毒,故选:A;
(2)活性炭具有吸附性,可以吸附色素和异味,故炭罐中活性炭的作用是吸附色素和异味;
(3)超滤膜是一种能将肉眼看不见的微粒型杂质滤去的有机高分子材料,此时的超滤膜相当于实验室过滤操作中的滤纸。
2. (2025·湖南湘西凤凰·一模)2023年5月30日,我国“神舟十六号”载人航天飞船成功发射。为保证宇航员正常的生命活动,空间站内的空气需与我们周围的空气组成相近,主要采用如图循环系统:
(1)空间站内空气中含量最多且不会被宇航员消耗的气体是________(填化学式),补充氧气的化学反应有_____(填序号)。
(2)此系统中循环利用的物质有________(写一种)。
(3)写出图中①的化学方程式________________________。
【答案】(1) N2 ①③
(2)水、氧气、氢气、二氧化碳
(3)2H2O 通电 2H2↑+O2↑
【详解】(1)空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的78%,且氮气不参与呼吸作用,不能被字航员消耗,故填:N2;由图可知,超氧化物和二氧化碳反应生成了氧气,电解水生成了氧气,故补充氧气的化学反应有:①③;
(2)由图可知,二氧化碳、水、氧气、氢气既是反应物,又是生成物,可以循环利用;
(3)图中①的反应为水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为: 2H2O 通电 2H2↑+O2↑。
3. (2025·湖南三湘大联考·一模)食盐是一种重要的调味剂。“垦畦浇晒”是一种传统的制盐方法,在某盐池的盐畦底部形成了一层矿物结晶混合物,其可溶性成分可能是Na2SO4、NaCl、NaNO3、MgSO4中的两种或多种),某兴趣小组同学欲探究该混合物中可溶性物质的成分,进行了如图实验:
部分物质的溶解性表(室温)
阴离阳子离子
溶
难
微
-
溶
溶
溶
难
溶
溶
难
溶
(1)操作I的名称是_____。
(2)滤渣II的成分是_____。
(3)矿物结晶混合物中一定含有的可溶性成分是_____(填化学式)。
【答案】(1)过滤
(2)硫酸钡/
(3) 、
【详解】(1) 将固液混合物进行分离的操作是过滤,故操作I的名称是过滤;
(2)矿物结晶混合物中可溶性物质可能是、、、中的两种或多种,取3g样品研磨加水溶解过滤得到滤液I和滤渣I,向滤液I中加入足量氯化钡溶液充分反应后过滤得到滤液II和滤渣II,硫酸根离子能与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,向滤渣II中加入足量稀硝酸,滤渣全部不溶解,硫酸钡与稀硝酸不反应,说明滤渣II的成分是硫酸钡;
(3)矿物结晶混合物中可溶性物质可能是、、、中的两种或多种,取3g样品研磨加水溶解过滤得到滤液I和滤渣I,向滤液I中加入足量氯化钡溶液充分反应后过滤得到滤液II和滤渣II,硫酸根离子能与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,向滤渣II中加入足量稀硝酸,滤渣全部不溶解,硫酸钡与稀硝酸不反应,说明滤渣II的成分是硫酸钡,则样品中可能含有硫酸钠或硫酸镁中的一种或两种;向滤液II中加入足量氢氧化钠溶液充分反应后过滤得到滤液III和滤渣III,氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,说明样品中一定含有硫酸镁,可能含有硫酸钠;向滤液III中加入足量硝酸银溶液和稀硝酸,出现白色沉淀,氯离子与银离子反应生成不溶于稀硝酸的氯化银沉淀,由于步骤②加入的氯化钡溶液中含有氯离子,所以不能确定样品中是否含有氯化钠,同理硝酸钠也无法确定;综上可知,滤渣II、滤渣III分别是硫酸钡、氢氧化镁,其质量分别为2.63g、0.58g,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类及质量不变,则硫酸镁中镁元素的质量等于氢氧化镁中镁元素的质量,则样品中硫酸镁的质量为,设硫酸镁与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀的质量为x,
说明样品中一定含有硫酸镁和硫酸钠,其化学式分别为、。
4. (2025·湖南娄底涟源·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。
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专题12 工艺流程
考点概览
题型一 金属的获取和回收
题型二 化工工艺
题型三 水和溶液
金属的获取和回收题型一
1.(2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)古代中国炼铜工艺处于世界领先地位,其中“竖炉法”炼铜是现代高炉炼铁工艺的启蒙。图1是春秋早期竖炉炼铜示意图,已知孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。图2是古代炼制黄铜的简易流程,古人用炉甘石(主要成分为ZnCO3)、赤铜Cu2O和木炭制备黄铜(Cu-Zn合金)。
(1)上述两个流程中均需要将原料粉碎,目的是________。
(2)图2中木炭和赤铜的反应属于________(填基本反应类型)。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.竖炉炼铜可能造成酸雨
B.竖炉炼铜中木炭的作用是提供能量和作还原剂
C.黄铜的硬度比纯铜大
D.使用盐酸可以区分黄铜和黄金
2.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)属钛是重要的航天、航海材料。钛因其硬度大、熔点高,常温下不和非金属、稀酸反应且与人体有很好的“相容性”,耐腐蚀性很强等优良性能,被誉为“未来金属”。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)、焦炭、氧气为原料,提取金属钛的主要工艺过程一般需要经过三个阶段:
(1)下列用途与钛的性能相符的是_____(填字母)。
A.人造关节 B.保险丝 C.“奋斗者”号深海潜航器
(2)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒的氧化物气体,该气体的化学式为_____。
(3)从反应③获得的钛中常含有少量镁,可向钛中加入足量的_____(填试剂名称)去除。
3.(2025·湖南岳阳第二中学·一模)金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)硫酸亚铁中的阳离子符号是______。
(2)步骤I 的操作是______。
(3)步骤III发生的化学方程式为______。
4.(2025·湖南湘潭第十二中学·一模)在2月份冬季运动会成功举办的热潮下,人们对绿色运动理念的关注达到了前所未有的高度。这届运动会的奖牌制作原料别具一格,来自于电子垃圾中提炼出来的金属,既环保又意义非凡。某工厂积极响应这种资源回收再利用的号召,利用废旧电器预处理的粗铜回收铜和银的操作流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)分离装置Ⅰ中固体1和滤液1的操作为___________;
(2)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________;
(3)固体3中成分是___________。
5.(2025·湖南五市十校·模拟预测)我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。从南方特有的稀土矿(含铁、铝等元素)中提取镧(La)的部分工艺如下:
已知:氧化步骤能将Fe2+全部转化为Fe3+;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
Mg2+
Fe3+
Al3+
La3+
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)操作a的名称为_______。
(2)“氧化调pH”中,应用NaOH溶液调pH至_______的范围。
(3)氧化镧(La2O3)凭借其光学特性及催化活性,广泛应用于光学、能源和环保领域。请写出氢氧化镧分解生成氧化镧和另一种氧化物的化学方程式:_________________________。
(4)该流程中可循环利用的物质是__________。
6.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)2024国际氢能产业发展论坛上多项全国领先氢能产业成果在京发布,如图流程是一种制备氢气的新工艺。
(1)该流程中可以循环利用的物质是______。
(2)流程中涉及的氧化物有______(填化学式)。
(3)利用该流程制备氢气的优点是______(写一点即可)
化工工艺题型二
1. (2025·湖南永州·一模)2024年3月29日,湖南紫金锂多金属新材料有限公司的年产6万吨碳酸锂项目在湖南省永州市道县开工,这是2024年湖南省十大产业项目之一。碳酸锂(Li2CO3)是制备锂电池的重要原料。工业上用锂辉石精矿(主要成分为Li2O)为原料制备Li2CO3的流程如图一所示。
(1)酸浸槽中发生反应的化学方程式为 。
(2)为了探究酸浸槽中的最佳条件,技术人员做了4组实验,酸浸时间4h,其余相关数据见表。
组别
矿酸比
硫酸浓度(%)
温度(℃)
锂元素浸出率(%)
A
1:1
90
100
70.34
B
1:1
98
100
73.89
C
1:1
98
150
78.24
D
1:3
98
200
85.53
本实验中 (填“BC”或“CD”)两组实验对比能说明温度对锂元素的浸出率有影响。
(3)根据Li2CO3的溶解度曲线(见图二),分析洗涤槽中应采用的试剂X是 (填“冰水”或“热水”)。
2.(2025·湖南娄底多校联考·一模)我国向世界承诺:到2060年实现“碳中和”。我国科学家设想利用煤和氧化铁反应发电并将二氧化碳转变成液体燃料甲醇()的新工艺获得了一定的进展,该设想的反应原理流程如图所示:
(1)将煤磨成煤粉的目的是 。
(2)将“分离器”分离出的铁粉用“热空气循环氧化”时,所发生的反应属于基本反应类型中的 反应。
(3)“合成器”中二氧化碳和氢气在一定条件下发生反应生成甲醇和一种常见液态氧化物,写出该反应的化学方程式: 。
3. (2025·湖南·模拟)硫酸铵是一种重要的化工产品,可用作化肥,还可用于纺织、皮革、医药等方面。如图为合成硫酸铵的工艺流程示意图,完成下列问题。
(1)反应①的化学方程式为 ;属于 反应(填基本反应类型)。
(2)反应④的化学方程式为:,则X的化学式为 。
(3)该工艺流程必须进行尾气处理,根据反应①分析,其理由是 。
4. (2025·湖南永州李达中学·一模)某化学趣小组模拟工厂化法制备碱的流程如下,请回答:
(1)操作 2 的名称是 。
(2)根据上述流程分析,所得固体烧碱中可能含有的杂质是 。
(3)从降低成本和减少污染的角度看,处理滤液 B 的方法是 。
水和溶液题型三
1. (2025·湖南湘潭·一模)目前许多学校安装了直饮水机,其主要工作流程如图所示。
(1)图中③的作用是______(填字母)。
A.杀菌消毒 B.吸附杂质 C.蒸馏
(2)炭罐中活性炭的作用是_____________。
(3)超滤膜是一种能将肉眼看不见的微观粒子型杂质滤去的有机高分子材料。此时的超滤膜相当于过滤实验中所用的_________(填一种实验用品的名称)。
2. (2025·湖南湘西凤凰·一模)2023年5月30日,我国“神舟十六号”载人航天飞船成功发射。为保证宇航员正常的生命活动,空间站内的空气需与我们周围的空气组成相近,主要采用如图循环系统:
(1)空间站内空气中含量最多且不会被宇航员消耗的气体是________(填化学式),补充氧气的化学反应有_____(填序号)。
(2)此系统中循环利用的物质有________(写一种)。
(3)写出图中①的化学方程式________________________。
3. (2025·湖南三湘大联考·一模)食盐是一种重要的调味剂。“垦畦浇晒”是一种传统的制盐方法,在某盐池的盐畦底部形成了一层矿物结晶混合物,其可溶性成分可能是Na2SO4、NaCl、NaNO3、MgSO4中的两种或多种),某兴趣小组同学欲探究该混合物中可溶性物质的成分,进行了如图实验:
部分物质的溶解性表(室温)
阴离阳子离子
溶
难
微
-
溶
溶
溶
难
溶
溶
难
溶
(1)操作I的名称是_____。
(2)滤渣II的成分是_____。
(3)矿物结晶混合物中一定含有的可溶性成分是_____(填化学式)。
4. (2025·湖南娄底涟源·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。
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