题型02 工业流程题(福建专用)-【好题汇编】2025年中考化学二模试题分类汇编
2025-06-13
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内容正文:
题型02 工业流程题
1.(2025·福建泉州·二模)垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺的部分流程如下图所示。
资料:①垃圾焚烧产生的烟气中主要含有二恶英、烟尘、、、等物质;②石灰浆的主要成分是氢氧化钙,的性质与类似。
(1)垃圾焚烧发电是利用了储存在垃圾中的 能。
(2)焚烧温度低于800℃时,含氯垃圾不完全燃烧会生成有毒物质——二恶英。
①烟气中含量过高,直接排放会导致 。
②二恶英()中碳、氧元素的质量比为 。为降低烟气中二恶英的排放,垃圾发电厂可以采取的措施是 (写一点)。
(3)半干反应塔中发生中和反应的化学方程式是 ;袋式除尘器能捕集粒径大于0.3微米粉尘,其原理类似化学实验的 操作。
(4)发电厂利用部分电能供应氯碱工业生产制备氢氧化钠(NaOH)、氯气()等重要化工原料,反应原理是。某氯碱厂的产能是日产氢氧化钠24t,则该氯碱厂氯气的日产量是多少?(写出计算过程)
2.(2025·福建福州·二模)LNBS中学的师生到嘉陵江取水,设计了一系列实践活动,对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目式学习。
任务一:检测水质
【查阅资料】国家有关水的硬度的标准为:
类别
极软水
软水
中硬水
硬水
高硬水
以CaCO3浓度计/(mg/L)
0~75
75~150
150~300
300~450
450~700
【初步检测】
(1)同学们取少量江水,用便携式水硬度检测仪测得该江水的硬度为286.2mg/L,说明该江水属于 (填写水质类别)。
任务二:净化水
嘉陵江的水转化为自来水需要经过图1中的一系列步骤:
(2)第一步5μm PP棉是模拟实验室中的 操作,这一操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)物质Y的名称为 ,Y可除去液体中的色素与异味,该过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(4)RO反渗透膜可以除去水中重金属离子、钙镁化合物,RO反渗透膜 (填“能”或“不能”)降低水的硬度。
(5)出水口得到的液体是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
任务三:验证水的组成
(6)在进行“电解水实验”时,能能同学发现该反应产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值,为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度,在图2所示装置中分别注入浓度为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液,在9V (选填“直流电”或“交流的”)电压下通电3min,产生气体的体积图3所示,其中管b中产生的气体有 (选填“可燃性”或“助燃性”),由图3可知浓度为 NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值。
3.(2025·福建三明·二模)能源是人类进行生产的原动力,能源革命在演变。
(1)古代,原始人类通过“钻木取火”,迈进了植物能源时代。钻木取火中“钻木”过程相当于满足燃烧条件中的 。
(2)18世纪,化石能源取代植物能源。煤、石油,天然气(主要成分是)是常见的化石燃料。写出天然气完全燃烧的化学方程式: 。
(3)当前,是新能源和可再生能源的革命。我国氢能按如图规划发展迅速:
①该反应属于 (填基本反应类型)反应,制得的氢气属于 (填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。
②蓝氢是将天然气重整制成。由于使用了碳捕捉先进技术,气体被捕获,减缓了二氧化碳对地球造成 的影响,实现了低碳制氢。该气体被捕捉后封存在含氢氧化钙的地下水层后可慢慢转化为固态碳酸盐。
4.(2025·福建泉州·二模)学习了“空气中氧气含量的测定”,学习小组决定对室内空气中可吸入颗粒物、水蒸气和二氧化碳等进行定量测定。
【查阅资料】①极细滤网只允许气体分子通过;
②无水氯化钙固体只吸收水蒸气;
③碱石灰是生石灰与氢氧化钠的固体混合物,可同时吸收水蒸气和二氧化碳。
【方案设计】小组同学绘制了如下的设计图(各装置所用药品均为足量),通过称量检测前后试剂或装置的质量,算出质量差值,即为被检测物质的质量。
(1)碱石灰中的生石灰可与水蒸气发生反应,反应的化学方程式是 。
(2)无水氯化钙和碱石灰的位置 (填“能”或“不能”)对调,理由是 。
【进行实验】如下图所示,小组同学根据设计图完成装置的组装,并进行实验测定。
鼓入aL空气后,记录质量变化的数据如下表:
极细滤网质量
装置Ⅰ内固体质量
装置Ⅱ内固体质量
鼓入空气前
0.06g
22.50g
11.52g
鼓入空气后
0.06g
27.64g
13.01g
(3)空气中含有水蒸气的质量是 g。
【数据处理】
(4)常用空气中的体积分数表示的含量。若的密度为,则计算的含量的表达式为 (用含a、b的式子表示)。
【实验评价与改进】小组同学发现上述实验装置Ⅱ的测量结果比理论值偏大。
(5)可能的原因是 (写一点),改进的措施有 (写一点)。
5.(2025·福建福州·二模)粮食安全是“国之大者”。
(1)守住良田沃土,保障粮食安全。
①土壤酸化不利于农作物生长。要改良酸化土壤,可选用的物质为 (填字母)。
A. B.熟石灰 C.稀硫酸 B.NaOH
②某农田改良后pH为5.4,该地区常见农作物最适宜生长的土壤pH范围如表,该农田适合种植的农作物是 。
农作物
茶树
油菜
水稻
萝卜
pH
5.0~5.5
5.8~6.7
6.0~7.0
7.0~7.5
③化肥对农业增产有重要作用。下列说法不正确的是 (填字母)。
A.植物的叶片发黄需施用氮肥
B.磷酸二氢铵属于复合肥料
C.为增加农作物产量,大量使用化肥
(2)科技创新,开辟产粮新路径。
我国科学家利用合成葡萄糖,该方案先用碳电还原法将转化为醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖。
①将资源化利用,可减缓 。
②通电条件下,装置1中分解成CO和常见的气体单质X,X的化学式为 。
③理论上合成葡萄糖所需与的质量比为 。
6.(2025·福建福州·二模)以废锌屑制备碱式碳酸锌并测定其组成的实验如下。
实验一:以废锌屑制备硫酸锌,途径如下。
(1)转化①的化学反应方程式为 。
(2)转化①、②中锌元素的化合价升高的为 (选填序号),转化②的化学反应方程式为 。
实验二:以硫酸锌为原料制备碱式碳酸锌。实验过程如下。
(3)“沉淀”时反应温度不宜过高,原因是 。
(4)一定条件下,溶液pH和温度对碱式碳酸锌产率的影响如图所示。结合曲线分析,适宜的反应条件是温度为 ℃和溶液pH= 。
(5)实验三:碱式碳酸锌其受热会分解生成ZnO、和。取碱式碳酸锌固体充分加热,将产生的气体全部缓缓通过下图的 (选填“甲”或“乙”)装置,分别测定生成气体的质量。
【资料】浓硫酸只能吸收,碱石灰能吸收和。
【数据】实验测得浓增重3.6g,碱石灰增重4.4g。
【结论】
(6)该碱式碳酸锌的化学式为 。
7.(2025·福建三明·二模)在法国波尔多城被发现的波尔多液,多用于防治葡萄、苹果、梨等果园的真菌和细菌性病害,现广泛流传于世界。请和小组同学一起研究。
(1)生产硫酸铜
用废铜料生产硫酸铜的两种途径如图所示。
①途径Ⅱ中反应的化学方程式为,则X的化学式为 。
②小组同学讨论后认为途径I比途径Ⅱ更为合理,其理由是 。
(2)配制波尔多液
i.称取20g的硫酸铜、40g的生石灰、4000g的水
ⅱ.往生石灰中加入500g水,搅拌、过滤,留下石灰乳
ⅲ.往硫酸铜中加入3500g水,搅拌,得到硫酸铜溶液
iv.将硫酸铜溶液慢慢倒入盛石灰乳的罐中,边倒边搅拌,即成天蓝色的波尔多液
①步骤ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
②步骤ⅲ中得到的硫酸铜溶液中溶质质量分数为 (列出计算式即可)。
③步骤iv中,若将石灰乳倒入硫酸铜溶液中,易产生蓝色沉淀,该沉淀的化学式为 。
8.(2025·福建漳州·二模)《本草纲目》记载:“火药乃焰硝、硫黄、杉木炭所合……”焰硝加水溶解,经一定处理得到含少量氯化钠的硝酸钾溶液,通过下列操作得到较纯净的硝酸钾晶体。
(1)在溶解过程中“搅拌”的作用是 。
(2)溶液1和溶液2一定不同的是______。
A.溶质质量 B.溶剂质量 C.溶质质量分数
(3)操作a的名称是 ,溶液3中含有的溶质是 ;提取的硝酸钾晶体表面残留少量氯化钠,可用 洗涤。
(4)溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液可作为电池的电解液,若配制100g该溶液,需要硝酸钾 g。
9.(2025·福建莆田·二模)氧化锌软膏在皮肤护理领域应用广泛,主要用于治疗急性或亚急性皮炎、湿疹,以及各类皮肤溃疡症状。其发挥关键作用的有效成分氧化锌,能够高效舒缓肌肤不适,助力皮肤恢复健康状态。已知,草酸是一种二元酸,其化学式为。一种工业生产药用高纯氧化锌的流程如图所示:
(1)“酸溶”前对锌块做粉碎处理,其目的是 ,“酸溶”过程能发生反应的原因是 。
(2)“沉锌”过程中发生了复分解反应,其化学方程式为 。
(3)操作A为 ,溶液X结晶所得化肥可预防农作物 。
(4)结晶水合物是指在结晶过程中,某些物质会结合一定数量的水分子形成稳定的化合物,受热易失去结晶水。如五水合硫酸铜()表示每个与五个水分子结合在一起形成的化合物。某兴趣小组同学称取18.9g草酸锌晶体样品隔绝空气高温加热,使其完全分解最终制得氧化锌,获得相关数据,绘制成图象,如图所示,请回答下列问题:
①根据图中数据,写出该草酸锌晶体的化学式: 。
②在℃温度下固体会继续发生分解反应最终制得氧化锌,生成物为三种氧化物,请写出该反应的化学方程式: 。
10.(2025·福建福州·二模)硫酸锌是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为Ca、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“调pH”时,加入Ca(OH)2发生中和反应的化学方程式是 。
(2)“氧化”时,加入KMnO4溶液发生的化学反应为:6FeSO4+2KMnO4+14H2O=6Fe(OH)3↓+2X↓+K2SO4+5H2SO4,X的化学式为 。
(3)“转化”过程中加入Zn的作用是 。
(4)滤渣2的成分是 。
11.(2025·福建福州·二模)味精主要成分是谷氨酸钠,能增加食品鲜味,温度达到以上,谷氨酸钠会分解成焦谷氨酸钠,失去鲜味。下列是谷氨酸钠主要生产工艺流程如图:
(1)谷氨酸和丙氨酸属于不同种氨基酸,从微观角度解释其化学性质不同的原因 。
(2)步骤Ⅱ中,可利用 (填物质名称)进行脱色。
(3)步骤Ⅲ中谷氨酸与氢氧化钠发生中和反应,生成谷氨酸钠和 (填化学式)。
(4)烹饪时,添加味精的最佳时间是 。
12.(2025·福建厦门·二模)我国新能源汽车产销量全球第一,汽车废旧锂离子电池是“城市矿山”,回收利用方法有火法和湿法。磷酸铁锂电池湿法回收流程如图所示。
(1)磷酸铁锂()中Fe和O的元素质量比为 。
(2)“预处理”中,拆解电池所得材料中含铁片、铜箔、铝箔等,采用硫酸“酸浸”,反应的化学方程式为 (任写一条),该反应属于 (填反应类型)。为了使反应更充分,在“酸浸”前可对材料进行的处理是 。
(3)“除杂”中,将碳酸钠溶液加入所得的溶液中发生复分解反应可得到碳酸锂沉淀,反应的化学方程式 。
(4)火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属,与湿法对比,火法的缺点是 (写一点)。
13.(2025·福建厦门·二模)我国制碱工业先驱侯德榜发明了侯氏制碱法(工艺流程如图1所示),提高了原料的利用率,节约了生产成本。
已知:生产过程中,“设备1”“煅烧炉”中分别发生以下反应:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)“吸氨池”流出的溶液显 (选填“酸性”“中性”或“碱性”),进入“碳化塔”后溶液的pH (选填“变小”“不变”或“变大”)。
(2)结合图2分析,“设备1”中析出NaHCO3固体的主要原因是______(选填标号)。
A.溶剂质量减少
B.NaHCO3难溶于水,产生沉淀
C.NaHCO3的溶解度最小,易达饱和而析出
(3)图2中NaHCO3的溶解度曲线在60℃时“消失”,可能的原因是 。
(4)“盐析窑”中获得氯化铵晶体可采用的方法是 。这一工艺的副产品氯化铵在农业上可用作 (写一种)。
(5)图1中体现“提高了原料利用率”的做法是 。
14.(2025·福建·二模)某盐湖属于硫酸钠型内陆湖泊,湖水中主要含有、和等离子。唐初“人工垦畦,天日浇晒”的工艺流程、相关物质的溶解度曲线如下图所示。请和小组同学一起研究。
(1)“过‘箩’调配”时,“箩”与过滤操作中 (填一实验用品)的作用相同。
(2)“储卤结晶”中析出氯化钠晶体的方法是 ,滤液2是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)根据溶解度曲线分析,将滤液2降温至0℃,结晶析出的物质主要是硫酸钠,其原因是 。
(4)20℃时,氯化钠饱和溶液中,氯化钠的质量分数为 (列出计算式即可)。
15.(2025·福建泉州·二模)手机线路板中含有丰富的金属资源,以下是从手机废线路板提炼贵金属和制备硫酸铜晶体的流程,请根据流程图回答问题。
[资料卡片]已知:①在一定条件下,酸性环境中有存在时,和分别会转化为和。
②部分离子常温下发生沉淀的如表格所示。
离子
开始沉淀
1.9
3.0
5.7
完全沉淀
3.2
4.7
6.9
(1)加入过量稀硫酸的目的是 。
(2)粗铜中的,与和的混合溶液发生反应后,溶液变蓝色,写出反应的化学方程式 ,滤液中存在的阳离子为、、 。
(3)调节的范围 。
(4)过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、 。硫酸铜溶液经蒸发结晶可得到硫酸铜固体,此操作中玻璃棒的作用是 。
(5)从废旧手机中回收、、的意义: (写一条)。
16.(2025·福建厦门·二模)科技缔造生活,创新筑梦未来,材料的发展与应用促进了人类社会的进步。
(1)现代信息社会的蓬勃发展离不开芯片。制造芯片需要用到高纯硅,工业上利用二氧化硅制备高纯硅的工艺流程(整个制备过程必须在无水、无氧气的环境中进行)如图:
①进行反应①前,要将原料粉碎的目的是 。
②写出反应③的化学方程式: ,该反应属于 (填基本反应类型)反应。
③玻璃的主要成分是二氧化硅,二氧化硅属于 (填 “金属氧化物” 或 “非金属氧化物”)。
(2)“古法晒盐” 是我国一直延续 400 多年的晒盐工艺。海水晒盐提取食盐晶体后留下的母液叫卤水,其中含有的 KCl、MgCl2、MgSO4等物质可作为重要的化工原料。它们的溶解度曲线如图。
①下列关于晒盐原理的说法中,正确的是 (填选项序号)。
A.日光照晒后,氯化钠溶解度变小,析出氯化钠
B.利用阳光和风力,使水分蒸发,析出氯化钠
C.日光照晒后,使水温升高,析出氯化钠
②60℃时,三种物质的溶解度由大到小的顺序是 。
③60℃时,MgSO4的饱和溶液中溶质与溶液的质量比为 (填最简整数比)。
④将苦卤加热到 60℃以上,首先结晶析出的是 (填化学式)。你的理由是 。
17.(2025·福建·二模)“暖宝宝”废渣中含有氧化铁、铁、氢氧化铁、蛭石、氯化钠、炭粉等物质,学习小组设计用暖宝宝废渣提取氧化铁的流程如图所示(蛭石、氯化钠、炭粉与稀硫酸不反应,且蛭石和炭粉不溶于水)。
(1)将暖宝宝废渣研细的目的是 。
(2)过滤i中滤渣的成分为 、 ,实验室过滤时所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(3)反应II中,过氧化氢溶液能使铁元素的化合价升高,与过氧化氢反应的物质是 。
(4)反应III中,生成氢氧化铁的化学方程式为 。
(5)氢氧化铁焙烧,反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。若氢氧化铁质量为2.14g,则焙烧完全后生成氧化铁的质量为 。
18.(2025·福建三明·二模)溶液在生产生活中有着非常重要的作用。
I.学习小组设计如下方案提纯由海水制得的粗盐溶液A(含有少量CaCl2和MgCl2)中的NaCl固体。已知:Mg(OH)2难溶于水。
(1)写出方案二步骤①中发生反应的化学方程式 。
(2)溶液D中含有的溶质成分为NaCl、 (填化学式)。
(3)上述两种制取NaCl固体的方案中,你认为更理想的是哪一种方案,并说明理由?答 。
Ⅱ.临床上常使用溶质质量分数为10%的KCl溶液治疗各种原因引起的低钾血症。
(4)一瓶符合标准的医用KCl溶液密封放置一段时间不会出现浑浊现象,这是因为溶液具有 性。
(5)实验室现有50g溶质质量分数为20%的KCl溶液,欲配制成医用KCl溶液,需要加水的质量为 g。
(6)KCl在不同温度时的溶解度如下表所示。
温度/℃
10
20
30
40
溶解度/g
31.0
34.0
37.0
40.0
欲将20℃时实验室现有的50g溶质质量分数为20%的KCl溶液转化为饱和溶液,下列方法可行的是___________(填标号)。
A.降温至10℃ B.恒温蒸发10g水 C.升温至40℃,加入6gKCl固体
19.(2025·福建泉州·二模)电镀厂以及制药厂常会产生酸性废水(含H2SO4、Fe3+以及悬浮物)。酸性废水的处理方法包括中和法、生物处理、膜分离等等,而中和法是最常用的酸性废水处理方法。以下是某电镀厂酸性废水处理流程。
资料:①格栅的作用是除去水中的树枝、塑料等悬浮物。
②Fe3+遇硫氰酸钾(KSCN)溶液会变成血红色,Fe2+与硫氰酸钾不反应、不显色。
③聚合氯化铝(PAC)可在水中生成Al(OH)3胶体,是一种絮凝剂。
回答下列问题:
(1)格栅的作用类似于化学实验操作 (填操作名称);
(2)中和池中发生的中和反应方程式为 ;废渣Ⅲ中的主要成分是 (填化学式);
(3)中和池处理后加入聚合氯化铝的作用是 ;
(4)如何检验溶液Ⅱ中Fe3+是否处理干净?(写出具体方法)。
20.(2025·福建宁德·二模)“五金”之一——锡
(1)锡的特性
白锡、灰锡、脆锡都是由锡元素组成的单质,它们之间存在如下转化关系:
灰锡白锡脆锡
①白锡、灰锡、脆锡性质不同的原因是 。
②生活中白锡茶壶一般不直接加热的原因是 。
(2)锡的制备
锡石(主要成分为SnO2)中主要有Fe、S、Pb等杂质元素。锡的冶炼工艺流程如图。
已知:SnO2化学性质稳定,难溶于酸。
①“焙烧”时产生的有毒气体是 。
②“酸浸”时为了提高反应速率,可采取的措施有 (写一点)。
③高温时,过量的焦炭与锡精矿中的SnO2反应生成锡和一氧化碳,写出反应的化学方程式为 。
(3)锡的应用
①锡能被打造成各种器皿主要利用金属的 性。
②探究生活中“锡纸”的成分是锡还是铝,可将打磨过的“锡纸”放入 中,观察现象。
A.硫酸亚铁溶液 B.氯化铝溶液 C.稀盐酸
21.(2025·福建龙岩·二模)波尔多液是一种常用的农业杀菌剂,主要成分为氢氧化钙、氢氧化铜和硫酸钙,其中一种生产波尔多液的工艺流程如下:
(1)氢氧化钙、氢氧化铜和硫酸钙三种物质中,属于盐的是 。
(2)配制波尔多液时不能使用铁制容器,其原因是 。
(3)混合时,硫酸铜和氢氧化钙发生复分解反应的化学方程式为 。
(4)波尔多液过度使用会导致土壤重金属铜的污染,从可持续发展角度提出一条建议: 。
22.(2025·福建莆田·二模)金属工艺品主要是利用金属的性质加工而成的。
I.金属镶嵌
(1)以金属拉丝勾勒图腾于器物表面,说明金属具有良好的 性。
II.金属蚀刻画
金属腐蚀填漆成画,通常选择铜板、铝板、锌板等作为底板。蚀刻流程如下:
(2)底板需要预先用砂纸进行打磨,其目的是 。
(3)用锌板和稀盐酸进行蚀刻,其反应的化学方程式为 。
(4)用铝板和硫酸铜溶液蚀刻时,出现红色附着物图案,由此判断铝、铜的金属活动性顺序为 。
(5)蚀刻画可用喷漆着色,除了使图案色彩艳丽,还可以 。
(6)在文物修复和工艺品制作中,常利用化学方法对铜制品进行做旧处理,使铜表面产生“铜绿”(主要成分),其反应的化学方程式为,为 。
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题型02 工业流程题
1.(2025·福建泉州·二模)垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺的部分流程如下图所示。
资料:①垃圾焚烧产生的烟气中主要含有二恶英、烟尘、、、等物质;②石灰浆的主要成分是氢氧化钙,的性质与类似。
(1)垃圾焚烧发电是利用了储存在垃圾中的 能。
(2)焚烧温度低于800℃时,含氯垃圾不完全燃烧会生成有毒物质——二恶英。
①烟气中含量过高,直接排放会导致 。
②二恶英()中碳、氧元素的质量比为 。为降低烟气中二恶英的排放,垃圾发电厂可以采取的措施是 (写一点)。
(3)半干反应塔中发生中和反应的化学方程式是 ;袋式除尘器能捕集粒径大于0.3微米粉尘,其原理类似化学实验的 操作。
(4)发电厂利用部分电能供应氯碱工业生产制备氢氧化钠(NaOH)、氯气()等重要化工原料,反应原理是。某氯碱厂的产能是日产氢氧化钠24t,则该氯碱厂氯气的日产量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)化学
(2) 酸雨的形成 升高垃圾焚烧炉内的温度(合理即可)
(3) 过滤
(4)解:该氯碱厂氯气的日产量为。
解得:
答:该氯碱厂氯气的日产量为21.3t。
【详解】(1)垃圾焚烧发电是将化学能转化为电能,故填:化学;
(2)①烟气中SO2含量过高,直接排放会导致酸雨的形成,故填:酸雨的形成
②二恶英中碳、氧元素的质量比为;为降低烟气中二恶英的排放,垃圾发电厂可以采取的措施是升高垃圾焚烧炉内的温度、增加通入焚烧炉内的空气量、搅拌垃圾等,故填:9:2;升高垃圾焚烧炉内的温度(合理即可);
(3)半干反应塔中发生中和反应为盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式为;袋式除尘器能捕集粒径大于0.3微米粉尘,其原理类似化学实验的过滤操作,故填:;过滤;
(4)详见答案。
2.(2025·福建福州·二模)LNBS中学的师生到嘉陵江取水,设计了一系列实践活动,对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目式学习。
任务一:检测水质
【查阅资料】国家有关水的硬度的标准为:
类别
极软水
软水
中硬水
硬水
高硬水
以CaCO3浓度计/(mg/L)
0~75
75~150
150~300
300~450
450~700
【初步检测】
(1)同学们取少量江水,用便携式水硬度检测仪测得该江水的硬度为286.2mg/L,说明该江水属于 (填写水质类别)。
任务二:净化水
嘉陵江的水转化为自来水需要经过图1中的一系列步骤:
(2)第一步5μm PP棉是模拟实验室中的 操作,这一操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)物质Y的名称为 ,Y可除去液体中的色素与异味,该过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(4)RO反渗透膜可以除去水中重金属离子、钙镁化合物,RO反渗透膜 (填“能”或“不能”)降低水的硬度。
(5)出水口得到的液体是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
任务三:验证水的组成
(6)在进行“电解水实验”时,能能同学发现该反应产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值,为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度,在图2所示装置中分别注入浓度为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液,在9V (选填“直流电”或“交流的”)电压下通电3min,产生气体的体积图3所示,其中管b中产生的气体有 (选填“可燃性”或“助燃性”),由图3可知浓度为 NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值。
【答案】(1)中硬水
(2) 过滤 漏斗
(3) 活性炭 物理
(4)能
(5)混合物
(6) 直流电 助燃性 14%
【详解】(1)测得江水硬度为286.2mg/L ,根据题目中给出的水硬度标准,在150~300mg/L这个区间内,所以该江水属于中硬水。
(2)第一步5μm PP 棉能除去泥沙等固体杂质,这和实验室中过滤操作原理相同,过滤是用于分离不溶性固体和液体的操作;
过滤操作所需的玻璃仪器有烧杯(承接滤液)、玻璃棒(引流)和漏斗(制作过滤器)。
(3)活性炭具有疏松多孔的结构,有很强的吸附性,能吸附除去液体中的色素与异味,所以物质Y是活性炭;
活性炭吸附色素和异味的过程中,没有新物质生成,只是将色素和异味吸附在活性炭表面,属于物理变化。
(4)水的硬度是由水中钙、镁离子等导致的,RO 反渗透膜可以除去水中重金属离子、钙镁化合物,也就是减少了水中导致硬度的离子,所以能降低水的硬度。
(5)出水口得到的液体中虽然除去了大部分杂质,但还可能含有一些可溶性的物质以及细菌病毒,由多种物质组成,所以是混合物。
(6)电解水实验需要使用直流电;
电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,氧气与氢气的体积比约为1∶2,根据图 2,管b内产生的气体体积较小,说明是氧气,氧气具有助燃性;
从图 3 中可以看出,NaOH溶液浓度分别为10%、12%、14%、16%、18%、20%时,氢气、氧气体积比分别是、、、、、,因此浓度为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值。
3.(2025·福建三明·二模)能源是人类进行生产的原动力,能源革命在演变。
(1)古代,原始人类通过“钻木取火”,迈进了植物能源时代。钻木取火中“钻木”过程相当于满足燃烧条件中的 。
(2)18世纪,化石能源取代植物能源。煤、石油,天然气(主要成分是)是常见的化石燃料。写出天然气完全燃烧的化学方程式: 。
(3)当前,是新能源和可再生能源的革命。我国氢能按如图规划发展迅速:
①该反应属于 (填基本反应类型)反应,制得的氢气属于 (填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。
②蓝氢是将天然气重整制成。由于使用了碳捕捉先进技术,气体被捕获,减缓了二氧化碳对地球造成 的影响,实现了低碳制氢。该气体被捕捉后封存在含氢氧化钙的地下水层后可慢慢转化为固态碳酸盐。
【答案】(1)使可燃物温度达到着火点以上
(2)
(3) 置换 灰氢 温室效应/全球变暖
【详解】(1)“钻木”时,摩擦生热,能使木头温度达到着火点以上,进而使其燃烧。
(2)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:。
(3)①该反应为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;
据图可知,该反应制得的氢气由煤炭气化得到,所以制得的氢气属于灰氢。
②空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应,则该技术缓解了温室效应的影响。
4.(2025·福建泉州·二模)学习了“空气中氧气含量的测定”,学习小组决定对室内空气中可吸入颗粒物、水蒸气和二氧化碳等进行定量测定。
【查阅资料】①极细滤网只允许气体分子通过;
②无水氯化钙固体只吸收水蒸气;
③碱石灰是生石灰与氢氧化钠的固体混合物,可同时吸收水蒸气和二氧化碳。
【方案设计】小组同学绘制了如下的设计图(各装置所用药品均为足量),通过称量检测前后试剂或装置的质量,算出质量差值,即为被检测物质的质量。
(1)碱石灰中的生石灰可与水蒸气发生反应,反应的化学方程式是 。
(2)无水氯化钙和碱石灰的位置 (填“能”或“不能”)对调,理由是 。
【进行实验】如下图所示,小组同学根据设计图完成装置的组装,并进行实验测定。
鼓入aL空气后,记录质量变化的数据如下表:
极细滤网质量
装置Ⅰ内固体质量
装置Ⅱ内固体质量
鼓入空气前
0.06g
22.50g
11.52g
鼓入空气后
0.06g
27.64g
13.01g
(3)空气中含有水蒸气的质量是 g。
【数据处理】
(4)常用空气中的体积分数表示的含量。若的密度为,则计算的含量的表达式为 (用含a、b的式子表示)。
【实验评价与改进】小组同学发现上述实验装置Ⅱ的测量结果比理论值偏大。
(5)可能的原因是 (写一点),改进的措施有 (写一点)。
【答案】(1)
(2) 不能 若对调,碱石灰会同时吸收水蒸气和二氧化碳,就无法分别测出空气中水蒸气和二氧化碳的质量
(3)5.14
(4)
(5) 外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置 Ⅱ 被吸收 在装置Ⅱ的右边加装一个装有碱石灰的干燥管(U形管)
【详解】(1)生石灰(氧化钙)与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为。
(2)无水氯化钙只吸收水蒸气,碱石灰吸收水蒸气和二氧化碳,无水氯化钙和碱石灰的位置不能对调,理由是:若对调,碱石灰会同时吸收水蒸气和二氧化碳,就无法分别测出空气中水蒸气和二氧化碳的质量。
(3)装置 Ⅰ 中无水氯化钙吸收水蒸气,其质量变化就是吸收水蒸气的质量,即。
(4)装置 Ⅱ 中碱石灰增加的质量就是吸收二氧化碳的质量,为,根据密度公式,,二氧化碳体积为,则空气中二氧化碳体积分数(含量)为。
(5)外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置 Ⅱ 会使测量的二氧化碳质量偏大,在装置Ⅱ的右边加装一个装有碱石灰的干燥管(U形管),可以吸收外界进入的二氧化碳和水蒸气,减少误差。
5.(2025·福建福州·二模)粮食安全是“国之大者”。
(1)守住良田沃土,保障粮食安全。
①土壤酸化不利于农作物生长。要改良酸化土壤,可选用的物质为 (填字母)。
A. B.熟石灰 C.稀硫酸 B.NaOH
②某农田改良后pH为5.4,该地区常见农作物最适宜生长的土壤pH范围如表,该农田适合种植的农作物是 。
农作物
茶树
油菜
水稻
萝卜
pH
5.0~5.5
5.8~6.7
6.0~7.0
7.0~7.5
③化肥对农业增产有重要作用。下列说法不正确的是 (填字母)。
A.植物的叶片发黄需施用氮肥
B.磷酸二氢铵属于复合肥料
C.为增加农作物产量,大量使用化肥
(2)科技创新,开辟产粮新路径。
我国科学家利用合成葡萄糖,该方案先用碳电还原法将转化为醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖。
①将资源化利用,可减缓 。
②通电条件下,装置1中分解成CO和常见的气体单质X,X的化学式为 。
③理论上合成葡萄糖所需与的质量比为 。
【答案】(1) B 茶树 C
(2) 温室效应 O2 22∶9
【详解】(1)①改良酸性土壤需要使用碱性物质。
A、KNO3呈中性,不符合要求;
B、熟石灰即氢氧化钙,是一种碱,能与酸性物质发生中和反应,可用于改良酸性土壤,符合要求;
C、稀硫酸呈酸性,不能用于改良酸性土壤,不符合要求;
D、NaOH虽为碱,但具有强腐蚀性,不适合用于改良土壤,不符合要求。
故选B。
②农田改良后pH为5.4 ,茶树适宜生长的土壤pH范围是5.0~5.5 ,油菜适宜范围是5.8~6.7 ,水稻适宜范围是6.0~7.0 ,萝卜适宜范围是7.0~7.5 ,所以该农田适合种植茶树。
③A、植物叶片发黄通常是缺氮的表现,需施用氮肥,说法正确;
B、磷酸二氢铵 中含有氮和磷两种营养元素,属于复合肥料,说法正确;
C、大量使用化肥会造成土壤板结、水体污染等环境问题,应合理使用化肥,说法错误。
故选C。
(2)①二氧化碳排放过多会导致温室效应加剧,将CO2资源化利用,可减少大气中二氧化碳的含量,从而减缓温室效应。
②根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。在装置1中,反应物CO2含碳、氧元素,生成CO,则气体单质X由氧元素组成,所以X为氧气,化学式是O2。
③从整个合成过程看,CO2与H2O在一定条件下反应生成葡萄糖(C6H12O6),根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变,CO2中C、O原子个数比为1∶2,H2O中H、O原子个数比为2∶1,而葡萄糖中C、H、O原子个数比为6∶12∶6,对比可知还会生成O2,反应的化学方程式为。则理论上合成葡萄糖所需CO2与H2O的质量比为。
6.(2025·福建福州·二模)以废锌屑制备碱式碳酸锌并测定其组成的实验如下。
实验一:以废锌屑制备硫酸锌,途径如下。
(1)转化①的化学反应方程式为 。
(2)转化①、②中锌元素的化合价升高的为 (选填序号),转化②的化学反应方程式为 。
实验二:以硫酸锌为原料制备碱式碳酸锌。实验过程如下。
(3)“沉淀”时反应温度不宜过高,原因是 。
(4)一定条件下,溶液pH和温度对碱式碳酸锌产率的影响如图所示。结合曲线分析,适宜的反应条件是温度为 ℃和溶液pH= 。
(5)实验三:碱式碳酸锌其受热会分解生成ZnO、和。取碱式碳酸锌固体充分加热,将产生的气体全部缓缓通过下图的 (选填“甲”或“乙”)装置,分别测定生成气体的质量。
【资料】浓硫酸只能吸收,碱石灰能吸收和。
【数据】实验测得浓增重3.6g,碱石灰增重4.4g。
【结论】
(6)该碱式碳酸锌的化学式为 。
【答案】(1)
(2) ①
(3)碳酸氢铵受热易分解
(4) 40 10
(5)甲
(6)
【详解】(1)转化①为锌和氧气在加热条件下生成氧化锌,化学方程式为;
(2)锌为0价,氧化锌、硫酸锌中锌元素化合价均为+2价,则转化①中锌元素化合价升高,转化②中锌元素化合价不变,故转化①、②中锌元素的化合价升高的为①;
转化②为氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,化学方程式为;
(3)由于碳酸氢铵受热易分解生成氨气、二氧化碳和水,则“沉淀”时反应温度不宜过高,以免碳酸氢铵受热分解。
(4)由图可知,40℃、pH为10时,碱式碳酸锌的产率最高,则适宜的反应条件是温度为40℃和溶液pH=10;
(5)浓硫酸只能吸收,碱石灰能吸收和,碱式碳酸锌固体充分加热,分别测定生成气体的质量,则先将气体通入浓硫酸中(测定水的质量),吸水后再通入碱石灰中(测定二氧化碳的质量),故选甲装置;
(6)浓硫酸增重的质量为水的质量,碱石灰增重的质量为二氧化碳的质量,3.6g水中氢元素的质量为,4.4g二氧化碳中碳元素的质量为,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则碱式碳酸铜中氢元素质量为0.4g,碳元素质量为1.2g,则氢原子和碳原子的个数比为,即y:z=4:1,又由于碱式碳酸锌中,氢氧根的化合价为-1价,碳酸根的化合价为-2价,锌的化合价为+2价,根据在化合物最后正负化合价代数和为0,则(+2)×x+(-1)×4+(-2)=0,解得x=3,碱式碳酸锌的化学式为Zn3(OH)4CO3。
7.(2025·福建三明·二模)在法国波尔多城被发现的波尔多液,多用于防治葡萄、苹果、梨等果园的真菌和细菌性病害,现广泛流传于世界。请和小组同学一起研究。
(1)生产硫酸铜
用废铜料生产硫酸铜的两种途径如图所示。
①途径Ⅱ中反应的化学方程式为,则X的化学式为 。
②小组同学讨论后认为途径I比途径Ⅱ更为合理,其理由是 。
(2)配制波尔多液
i.称取20g的硫酸铜、40g的生石灰、4000g的水
ⅱ.往生石灰中加入500g水,搅拌、过滤,留下石灰乳
ⅲ.往硫酸铜中加入3500g水,搅拌,得到硫酸铜溶液
iv.将硫酸铜溶液慢慢倒入盛石灰乳的罐中,边倒边搅拌,即成天蓝色的波尔多液
①步骤ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
②步骤ⅲ中得到的硫酸铜溶液中溶质质量分数为 (列出计算式即可)。
③步骤iv中,若将石灰乳倒入硫酸铜溶液中,易产生蓝色沉淀,该沉淀的化学式为 。
【答案】(1) SO2 无污染,硫酸的利用率高
(2) CaO+H2O=Ca(OH)2 Cu(OH)2
【详解】(1)①根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,反应前铜、氢、硫、氧原子个数分别是1、4、2、8,反应后铜、氢、硫、氧原子个数分别是1、4、0、6,则X的化学式为SO2;
②途径Ⅰ铜和氧气加热生成氧化铜,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,途径Ⅱ铜和浓硫酸加热生成二氧化硫、硫酸铜和水,对比途径Ⅰ、Ⅱ,途径Ⅰ没有二氧化硫生成,无污染,且硫酸的利用率高;
(2)①步骤ⅱ中往生石灰中加入500g水,生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2;
②步骤ⅲ中硫酸铜溶液的质量分数为;
③步骤iv中,若将石灰乳倒入硫酸铜溶液中,氢氧化钙和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钙,氢氧化铜的化学式为Cu(OH)2。
8.(2025·福建漳州·二模)《本草纲目》记载:“火药乃焰硝、硫黄、杉木炭所合……”焰硝加水溶解,经一定处理得到含少量氯化钠的硝酸钾溶液,通过下列操作得到较纯净的硝酸钾晶体。
(1)在溶解过程中“搅拌”的作用是 。
(2)溶液1和溶液2一定不同的是______。
A.溶质质量 B.溶剂质量 C.溶质质量分数
(3)操作a的名称是 ,溶液3中含有的溶质是 ;提取的硝酸钾晶体表面残留少量氯化钠,可用 洗涤。
(4)溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液可作为电池的电解液,若配制100g该溶液,需要硝酸钾 g。
【答案】(1)加快溶解
(2)BC
(3) 过滤 氯化钠、硝酸钾 饱和硝酸钾溶液
(4)40
【详解】(1)在溶解过程中“搅拌”的作用是加速溶解,故填:加速溶解;
(2)A、溶液1蒸发部分溶剂得到溶液2,则溶质质量:溶液1=溶液2,故选项不符合题意;
B、溶液1蒸发部分溶剂得到溶液2,则溶剂质量:溶液1>溶液2,故选项符合题意;
C、溶液1蒸发部分溶剂得到溶液2,溶质质量相等,则溶质质量分数:溶液2>溶液1,故选项符合题意;
故选BC;
(3)操作a可以将固体和液体分离,其操作名称是过滤;硝酸钾溶液中含有少量的氯化钠,因此溶液3中含有的溶质是氯化钠、硝酸钾;提取的硝酸钾晶体表面残留少量氯化钠,可用饱和硝酸钾溶液洗涤,故填:过滤;氯化钠、硝酸钾;饱和硝酸钾溶液;
(4)若配制100g40%的硝酸钾溶液,需要硝酸钾的质量为100g×40%=40g,故填:40。
9.(2025·福建莆田·二模)氧化锌软膏在皮肤护理领域应用广泛,主要用于治疗急性或亚急性皮炎、湿疹,以及各类皮肤溃疡症状。其发挥关键作用的有效成分氧化锌,能够高效舒缓肌肤不适,助力皮肤恢复健康状态。已知,草酸是一种二元酸,其化学式为。一种工业生产药用高纯氧化锌的流程如图所示:
(1)“酸溶”前对锌块做粉碎处理,其目的是 ,“酸溶”过程能发生反应的原因是 。
(2)“沉锌”过程中发生了复分解反应,其化学方程式为 。
(3)操作A为 ,溶液X结晶所得化肥可预防农作物 。
(4)结晶水合物是指在结晶过程中,某些物质会结合一定数量的水分子形成稳定的化合物,受热易失去结晶水。如五水合硫酸铜()表示每个与五个水分子结合在一起形成的化合物。某兴趣小组同学称取18.9g草酸锌晶体样品隔绝空气高温加热,使其完全分解最终制得氧化锌,获得相关数据,绘制成图象,如图所示,请回答下列问题:
①根据图中数据,写出该草酸锌晶体的化学式: 。
②在℃温度下固体会继续发生分解反应最终制得氧化锌,生成物为三种氧化物,请写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) 增大反应物的接触面积,使反应更充分,加快反应速率 在金属活动性顺序中,锌的活动性比氢强
(2)
(3) 过滤 叶片发黄
(4)
【详解】(1)将锌块粉碎,可增大其与盐酸的接触面积,使反应更充分,加快反应速率;
根据金属活动性顺序,锌的活动性比氢强,所以能与盐酸发生置换反应,将盐酸中的氢置换出来。
(2)“酸溶” 时发生反应,所得溶液含ZnCl2,“沉锌” 时加入草酸铵[(NH4)2C2O4],二者发生复分解反应,相互交换成分,生成草酸锌(ZnC2O4)沉淀和氯化铵(NH4Cl),化学方程式为。
(3)操作A是将草酸锌沉淀和溶液X分离,过滤是用于分离固体和液体的操作,所以操作A为过滤;
溶液X结晶所得化肥是氯化铵,属于氮肥,氮肥能使农作物枝叶繁茂、叶色浓绿,缺乏氮肥时农作物叶色发黄、生长迟缓,所以可预防这些情况。
(4)由题意可得,℃阶段,失去结晶水,℃阶段,继续分解。
设草酸锌晶体的化学式为,℃温度下失去结晶水,则有:
解得,则草酸锌晶体的化学式为。
℃温度下分解为三种氧化物,根据元素种类推测,这三种氧化物分别为CO、、ZnO,则化学方程式为。
10.(2025·福建福州·二模)硫酸锌是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为Ca、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“调pH”时,加入Ca(OH)2发生中和反应的化学方程式是 。
(2)“氧化”时,加入KMnO4溶液发生的化学反应为:6FeSO4+2KMnO4+14H2O=6Fe(OH)3↓+2X↓+K2SO4+5H2SO4,X的化学式为 。
(3)“转化”过程中加入Zn的作用是 。
(4)滤渣2的成分是 。
【答案】(1)
(2)MnO2
(3)除去溶液中的Cu2+(或与Cu2+发生置换反应 )
(4)Cu、Zn
【详解】(1)酸浸时菱锌矿与硫酸反应,溶液中有硫酸剩余。调pH时,Ca(OH)2与剩余硫酸发生中和反应,硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,化学方程式为。
(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。反应前Fe原子有6个、S原子有6个、O原子有46个、K原子有2个、Mn原子有2个、H原子有28个;反应后除2X外Fe原子有6个、S原子有6个、O原子有42个、K原子有2个、H原子有28个。所以2X中含有2个Mn原子和4个O原子,X中含有1个Mn原子和2个O原子,X的化学式为MnO2。
(3)菱锌矿杂质含Ca、Fe、Cu的化合物,焙烧、酸浸、调pH后,Ca、Fe元素转化为CaSO4、Fe(OH)3除去,而Cu元素以Cu2+形式存在于溶液中。锌的活动性比铜强,加入锌可与Cu2+发生置换反应,将Cu2+转化为铜单质除去,从而得到更纯净的硫酸锌溶液。
(4)“转化” 过程中加入过量的Zn,Zn与溶液中的Cu2+发生置换反应生成Cu,同时Zn过量有剩余,所以滤渣2的成分是生成的Cu和过量的Zn。
11.(2025·福建福州·二模)味精主要成分是谷氨酸钠,能增加食品鲜味,温度达到以上,谷氨酸钠会分解成焦谷氨酸钠,失去鲜味。下列是谷氨酸钠主要生产工艺流程如图:
(1)谷氨酸和丙氨酸属于不同种氨基酸,从微观角度解释其化学性质不同的原因 。
(2)步骤Ⅱ中,可利用 (填物质名称)进行脱色。
(3)步骤Ⅲ中谷氨酸与氢氧化钠发生中和反应,生成谷氨酸钠和 (填化学式)。
(4)烹饪时,添加味精的最佳时间是 。
【答案】(1)分子构成不同
(2)活性炭
(3)H2O
(4)菜肴刚出锅后(答案合理即可)
【详解】(1)根据谷氨酸(C5H9NO4)和丙氨酸(C3H7NO2)的化学式可知,谷氨酸由谷氨酸分子构成,丙氨酸由丙氨酸分子构成,即谷氨酸和丙氨酸的分子构成不同,所以谷氨酸和丙氨酸化学性质不同。故填:分子构成不同。
(2)由于活性炭具有吸附性,能吸附溶液中颜色和异味,所以步骤II中,可利用活性炭进行脱色。
(3)中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应,所以谷氨酸与氢氧化钠发生中和反应,生成谷氨酸钠和水,水的化学式为H2O。
(4)由于温度达到120℃以上,谷氨酸钠会分解成焦谷氨酸钠,失去鲜味。所以烹饪时,菜肴刚出锅后是添加味精的最佳时间。
12.(2025·福建厦门·二模)我国新能源汽车产销量全球第一,汽车废旧锂离子电池是“城市矿山”,回收利用方法有火法和湿法。磷酸铁锂电池湿法回收流程如图所示。
(1)磷酸铁锂()中Fe和O的元素质量比为 。
(2)“预处理”中,拆解电池所得材料中含铁片、铜箔、铝箔等,采用硫酸“酸浸”,反应的化学方程式为 (任写一条),该反应属于 (填反应类型)。为了使反应更充分,在“酸浸”前可对材料进行的处理是 。
(3)“除杂”中,将碳酸钠溶液加入所得的溶液中发生复分解反应可得到碳酸锂沉淀,反应的化学方程式 。
(4)火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属,与湿法对比,火法的缺点是 (写一点)。
【答案】(1)7:8
(2) / 置换反应 将材料研磨(合理即可)
(3)
(4)污染环境、浪费能源(合理即可)
【详解】(1)磷酸铁锂(LiFePO4)中Fe和O的元素质量比为56:(16×4)=7:8。
(2)“预处理”中,拆解电池所得材料中含铁片、铜箔、铝箔等,采用硫酸“酸浸”,根据金属活动性顺序铝>铁>氢>铜可知,铝与硫酸反应生成氢气和硫酸铝,铁与硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁,铜不与硫酸反应,因此“酸浸”过程中发生反应的化学方程式为、;
该反应为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;
在“酸浸”前,可将材料研磨,增大反应物的接触面积,可使其充分反应。
(3)碳酸钠和硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为:。
(4)火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属,与湿法对比,火法的缺点是污染环境、浪费能源等。
13.(2025·福建厦门·二模)我国制碱工业先驱侯德榜发明了侯氏制碱法(工艺流程如图1所示),提高了原料的利用率,节约了生产成本。
已知:生产过程中,“设备1”“煅烧炉”中分别发生以下反应:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)“吸氨池”流出的溶液显 (选填“酸性”“中性”或“碱性”),进入“碳化塔”后溶液的pH (选填“变小”“不变”或“变大”)。
(2)结合图2分析,“设备1”中析出NaHCO3固体的主要原因是______(选填标号)。
A.溶剂质量减少
B.NaHCO3难溶于水,产生沉淀
C.NaHCO3的溶解度最小,易达饱和而析出
(3)图2中NaHCO3的溶解度曲线在60℃时“消失”,可能的原因是 。
(4)“盐析窑”中获得氯化铵晶体可采用的方法是 。这一工艺的副产品氯化铵在农业上可用作 (写一种)。
(5)图1中体现“提高了原料利用率”的做法是 。
【答案】(1) 碱性 变小
(2)C
(3)60℃时,碳酸氢钠受热分解
(4) 降温结晶 氮肥
(5)循环使用NaCl溶液和CO2
【详解】(1)“吸氨池”中氨气溶于氯化钠溶液中形成饱和氨盐水,溶液显碱性,进入“碳化塔”后氨气、二氧化碳、水、氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵,溶液的碱性减弱,pH变小;
(2)根据图2可知,NaHCO3的溶解度最小,易达饱和而析出,所以“设备1”中析出NaHCO3固体;
(3)NaHCO3的溶解度曲线在60℃时“消失”,可能的原因是60℃时,碳酸氢钠受热分解;
(4)氯化铵的溶解度随温度升高而增大,氯化铵的溶解度受温度影响比较大,“盐析窑”中获得氯化铵晶体可采用降温结晶的方法;
这一工艺的副产品氯化铵含有氮、磷、钾三种元素中的氮元素,在农业上可用作氮肥;
(5)图1中氯化钠溶液和二氧化碳既是反应物,又是生成物,可循环利用,可提高原料利用率。
14.(2025·福建·二模)某盐湖属于硫酸钠型内陆湖泊,湖水中主要含有、和等离子。唐初“人工垦畦,天日浇晒”的工艺流程、相关物质的溶解度曲线如下图所示。请和小组同学一起研究。
(1)“过‘箩’调配”时,“箩”与过滤操作中 (填一实验用品)的作用相同。
(2)“储卤结晶”中析出氯化钠晶体的方法是 ,滤液2是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)根据溶解度曲线分析,将滤液2降温至0℃,结晶析出的物质主要是硫酸钠,其原因是 。
(4)20℃时,氯化钠饱和溶液中,氯化钠的质量分数为 (列出计算式即可)。
【答案】(1)滤纸
(2) 蒸发结晶 饱和
(3)降温至0℃时,硫酸钠溶解度下降较多
(4)
【详解】(1)“过‘箩’调配”时,“箩”与过滤操作中滤纸的作用相同;
(2)由溶解度曲线图可知,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,则“储卤结晶”中析出氯化钠晶体的方法是蒸发结晶;滤液2是析出氯化钠晶体后的溶液,属于氯化钠的饱和溶液;
(3)根据溶解度曲线分析,将滤液2降温至0℃,结晶析出的物质主要是硫酸钠,其原因是降温至0℃时,硫酸钠溶解度下降较多;
(4)由溶解度曲线图可知,20℃时氯化钠的溶解度为36g,则此温度下氯化钠饱和溶液中,氯化钠的质量分数为。
15.(2025·福建泉州·二模)手机线路板中含有丰富的金属资源,以下是从手机废线路板提炼贵金属和制备硫酸铜晶体的流程,请根据流程图回答问题。
[资料卡片]已知:①在一定条件下,酸性环境中有存在时,和分别会转化为和。
②部分离子常温下发生沉淀的如表格所示。
离子
开始沉淀
1.9
3.0
5.7
完全沉淀
3.2
4.7
6.9
(1)加入过量稀硫酸的目的是 。
(2)粗铜中的,与和的混合溶液发生反应后,溶液变蓝色,写出反应的化学方程式 ,滤液中存在的阳离子为、、 。
(3)调节的范围 。
(4)过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、 。硫酸铜溶液经蒸发结晶可得到硫酸铜固体,此操作中玻璃棒的作用是 。
(5)从废旧手机中回收、、的意义: (写一条)。
【答案】(1)使粗铜中的金属与硫酸充分反应
(2) 和
(3)4.7∼5.7
(4) 烧杯 搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅
(5)可以促进资源的回收利用,以减少手机线路板中金属对环境的污染
【详解】(1)根据资料卡片:①在一定条件下,酸性环境中有存在时,和分别会转化为和,加入过量稀硫酸的目的是使粗铜中的金属与硫酸充分反应;
(2)粗铜中的,与和的混合溶液发生反应后,溶液变蓝色,该反应为铜与稀硫酸和过氧化氢的混合溶液反应生成硫酸铜和水,化学方程式为;
加入过量稀硫酸和过氧化氢溶液,金和铂不反应,铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,在一定条件下,酸性环境中有存在时,和分别会转化为和,则滤滤液中存在的阳离子为、、和过量的;
(3)根据流程,调节pH要将Fe3+、Al3+去除,同时保留Cu2+,铜离子开始沉淀的pH为5.7,铁离子沉淀完全的pH为3.2;铝离子沉淀完全的pH为4.7,所以调节pH范围为4.7~5.7;
(4)过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯;
硫酸铜溶液经蒸发结晶可得到硫酸铜固体,此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;
(5)从废旧手机中回收Au、Ag、Cu,可以促进资源的回收利用,以减少手机线路板中金属对环境的污染。
16.(2025·福建厦门·二模)科技缔造生活,创新筑梦未来,材料的发展与应用促进了人类社会的进步。
(1)现代信息社会的蓬勃发展离不开芯片。制造芯片需要用到高纯硅,工业上利用二氧化硅制备高纯硅的工艺流程(整个制备过程必须在无水、无氧气的环境中进行)如图:
①进行反应①前,要将原料粉碎的目的是 。
②写出反应③的化学方程式: ,该反应属于 (填基本反应类型)反应。
③玻璃的主要成分是二氧化硅,二氧化硅属于 (填 “金属氧化物” 或 “非金属氧化物”)。
(2)“古法晒盐” 是我国一直延续 400 多年的晒盐工艺。海水晒盐提取食盐晶体后留下的母液叫卤水,其中含有的 KCl、MgCl2、MgSO4等物质可作为重要的化工原料。它们的溶解度曲线如图。
①下列关于晒盐原理的说法中,正确的是 (填选项序号)。
A.日光照晒后,氯化钠溶解度变小,析出氯化钠
B.利用阳光和风力,使水分蒸发,析出氯化钠
C.日光照晒后,使水温升高,析出氯化钠
②60℃时,三种物质的溶解度由大到小的顺序是 。
③60℃时,MgSO4的饱和溶液中溶质与溶液的质量比为 (填最简整数比)。
④将苦卤加热到 60℃以上,首先结晶析出的是 (填化学式)。你的理由是 。
【答案】(1) 增大二氧化硅与焦炭的接触面积,使反应更充分 置换 非金属氧化物
(2) B MgCl2>KCl>MgSO4 12:37 MgSO4 60℃以上,MgSO4的溶解度最小,且随温度的升高而降低
【详解】(1)①将原料粉碎可以增大二氧化硅与焦炭的接触面积,使反应更充分。
②反应③SiCl4和H2反应生成硅和氯化氢,故化学方程式:;
该反应为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玻璃的主要成分是二氧化硅,硅属于非金属,二氧化硅属于非金属氧化物。
(2)①A.日光照晒后,水分蒸发,析出氯化钠,说法错误;
B.利用阳光和风力,使水分蒸发,析出氯化钠,说法正确;
C.氯化钠溶解度受温度影响不大不大,日光照晒后,使水温升高,不容易析出氯化钠,说法错误。
故选:B。
②由图可知,60℃时,三种物质的溶解度由大到小的顺序是MgCl2>KCI>MgSO4。
③60℃时,MgSO4的溶解度48g,故饱和溶液中溶质与溶液的质量比为。
④温度高于60 ℃后硫酸镁的溶解度随温度升高而减小, 将苦卤加热到 60℃以上,首先结晶析出的MgSO4,理由是60℃以上,MgSO4的溶解度最小,且随温度的升高而降低。
17.(2025·福建·二模)“暖宝宝”废渣中含有氧化铁、铁、氢氧化铁、蛭石、氯化钠、炭粉等物质,学习小组设计用暖宝宝废渣提取氧化铁的流程如图所示(蛭石、氯化钠、炭粉与稀硫酸不反应,且蛭石和炭粉不溶于水)。
(1)将暖宝宝废渣研细的目的是 。
(2)过滤i中滤渣的成分为 、 ,实验室过滤时所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(3)反应II中,过氧化氢溶液能使铁元素的化合价升高,与过氧化氢反应的物质是 。
(4)反应III中,生成氢氧化铁的化学方程式为 。
(5)氢氧化铁焙烧,反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。若氢氧化铁质量为2.14g,则焙烧完全后生成氧化铁的质量为 。
【答案】(1)增大反应的接触面积,加快反应速率
(2) 蛭石 炭粉 玻璃棒
(3)硫酸亚铁/FeSO4
(4)Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
(5)1.6
【详解】(1)将暖宝宝废渣研细的目的是增大反应的接触面积,加快反应速率,故填:增大反应的接触面积,加快反应速率;
(2)蛭石、炭粉不能与稀硫酸反应,也不溶于水,则过滤i中滤渣的成分为蛭石、炭粉;实验室过滤时所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,故填:蛭石;炭粉;玻璃棒;
(3)根据流程图和反应原理,反应II中,加入过氧化氢反应的目的是将铁元素从亚铁离子转化为铁离子,在滤液a中,铁元素主要以亚铁离子的形式存在,因此与过氧化氢反应的物质是硫酸亚铁,故填:硫酸亚铁或FeSO4;
(4)反应III中,硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4,故填:Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4;
(5)设焙烧完全后生成氧化铁的质量为x,
故填:1.6。
18.(2025·福建三明·二模)溶液在生产生活中有着非常重要的作用。
I.学习小组设计如下方案提纯由海水制得的粗盐溶液A(含有少量CaCl2和MgCl2)中的NaCl固体。已知:Mg(OH)2难溶于水。
(1)写出方案二步骤①中发生反应的化学方程式 。
(2)溶液D中含有的溶质成分为NaCl、 (填化学式)。
(3)上述两种制取NaCl固体的方案中,你认为更理想的是哪一种方案,并说明理由?答 。
Ⅱ.临床上常使用溶质质量分数为10%的KCl溶液治疗各种原因引起的低钾血症。
(4)一瓶符合标准的医用KCl溶液密封放置一段时间不会出现浑浊现象,这是因为溶液具有 性。
(5)实验室现有50g溶质质量分数为20%的KCl溶液,欲配制成医用KCl溶液,需要加水的质量为 g。
(6)KCl在不同温度时的溶解度如下表所示。
温度/℃
10
20
30
40
溶解度/g
31.0
34.0
37.0
40.0
欲将20℃时实验室现有的50g溶质质量分数为20%的KCl溶液转化为饱和溶液,下列方法可行的是___________(填标号)。
A.降温至10℃ B.恒温蒸发10g水 C.升温至40℃,加入6gKCl固体
【答案】(1)
(2)NaOH、Na2CO3
(3)方案二,因为方案二能够有效去除溶液中的Mg²⁺和Ca²⁺,得到纯度较高的NaCl固体
(4)稳定
(5)50
(6)C
【详解】(1)根据题干信息,方案二步骤①中涉及的反应是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:;
(2)方案二步骤①加入过量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,步骤②加入过量的碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,由于氢氧化钠和碳酸钠均过量,故溶液D中含有的溶质成分为NaCl、NaOH、Na2CO3;
(3)更理想的方案是方案二,因为方案二通过加入NaOH和Na2CO3,能够有效去除溶液中的Mg2+和Ca2+,得到纯度较高的NaCl固体。而方案一可能无法完全去除杂质;
(4)溶液具有稳定性,因为溶液中的溶质均匀分布,不会因时间推移而析出或沉淀;
(5)医用KCl溶液的溶质质量分数为10%。设需要加水的质量为 x ,根据溶质质量守恒: 50g×20 % = (50g+ x )×10 % 解得:x = 50g
(6)A、由表格数据可知,10℃时氯化钾的溶解度为31.0g,则10℃时氯化钾饱和溶液的溶质质量分数为,说明降温至10℃,该溶液仍为不饱和溶液,方法不可行,不符合题意;
B、由表格数据可知,20℃时氯化钾的溶解度为34.0g,则20℃时氯化钾饱和溶液的溶质质量分数为,将20℃时50g溶质质量分数为20%的KCl溶液恒温蒸发10g水,所得氯化钾溶液的溶质质量分数为,说明恒温蒸发10g水,该溶液仍为不饱和溶液,方法不可行,不符合题意;
C、由表格数据可知,40℃时氯化钾的溶解度为40.0g,则40℃时40g水中最多能溶解氯化钾的质量为,则再加入16g-10g=6g氯化钾,溶液刚好达到饱和,方法可行,符合题意。
故选:C。
19.(2025·福建泉州·二模)电镀厂以及制药厂常会产生酸性废水(含H2SO4、Fe3+以及悬浮物)。酸性废水的处理方法包括中和法、生物处理、膜分离等等,而中和法是最常用的酸性废水处理方法。以下是某电镀厂酸性废水处理流程。
资料:①格栅的作用是除去水中的树枝、塑料等悬浮物。
②Fe3+遇硫氰酸钾(KSCN)溶液会变成血红色,Fe2+与硫氰酸钾不反应、不显色。
③聚合氯化铝(PAC)可在水中生成Al(OH)3胶体,是一种絮凝剂。
回答下列问题:
(1)格栅的作用类似于化学实验操作 (填操作名称);
(2)中和池中发生的中和反应方程式为 ;废渣Ⅲ中的主要成分是 (填化学式);
(3)中和池处理后加入聚合氯化铝的作用是 ;
(4)如何检验溶液Ⅱ中Fe3+是否处理干净?(写出具体方法)。
【答案】(1)过滤
(2) Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O CaCO3
(3)吸附水中的悬浮杂质,使杂质沉降,进一步净化水质
(4)取少量溶液Ⅱ于试管中,滴加硫氰酸钾(KSCN)溶液,若溶液不变血红色,则说明Fe3+已处理干净;若溶液变成血红色,则说明Fe3+未处理干净(合理即可)
【详解】(1)格栅的作用是除去水中的树枝、塑料等悬浮物,这与化学实验操作中的过滤相似,过滤是将不溶性固体与液体分离的操作,格栅起到了类似分离不溶性杂质的作用;
(2)中和池中,硫酸与氢氧化钙发生中和反应,生成硫酸钙和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O;向溶液Ⅱ中通入二氧化碳后,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以废渣Ⅲ中的主要成分是碳酸钙,化学式为:CaCO3;
(3)中和池处理后加入聚合氯化铝,因为聚合氯化铝(PAC)可在水中生成Al(OH)3胶体,是一种絮凝剂,所以其作用是吸附水中的悬浮杂质,使杂质沉降,从而进一步净化水质;
(4)检验溶液Ⅱ中Fe3+是否处理干净的方法为:取少量溶液Ⅱ于试管中,滴加硫氰酸钾(KSCN)溶液,若溶液不变血红色,则说明Fe3+已处理干净;若溶液变成血红色,则说明Fe3+未处理干净。
20.(2025·福建宁德·二模)“五金”之一——锡
(1)锡的特性
白锡、灰锡、脆锡都是由锡元素组成的单质,它们之间存在如下转化关系:
灰锡白锡脆锡
①白锡、灰锡、脆锡性质不同的原因是 。
②生活中白锡茶壶一般不直接加热的原因是 。
(2)锡的制备
锡石(主要成分为SnO2)中主要有Fe、S、Pb等杂质元素。锡的冶炼工艺流程如图。
已知:SnO2化学性质稳定,难溶于酸。
①“焙烧”时产生的有毒气体是 。
②“酸浸”时为了提高反应速率,可采取的措施有 (写一点)。
③高温时,过量的焦炭与锡精矿中的SnO2反应生成锡和一氧化碳,写出反应的化学方程式为 。
(3)锡的应用
①锡能被打造成各种器皿主要利用金属的 性。
②探究生活中“锡纸”的成分是锡还是铝,可将打磨过的“锡纸”放入 中,观察现象。
A.硫酸亚铁溶液 B.氯化铝溶液 C.稀盐酸
【答案】(1) 结构不同 温度高于161℃时白锡会转为脆锡
(2) 二氧化硫 提高酸浓度/升高温度
(3) 延展 A
【详解】(1)①白锡、灰锡、脆锡性质不同的原因是结构不同;
②生活中白锡茶壶一般不直接加热的原因是温度高于161℃时白锡会转为脆锡;
(2)①锡石(主要成分为)中主要有Fe、S、Pb等杂质元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则“焙烧”时产生的有毒气体是二氧化硫;
②“酸浸”时为了提高反应速率,可采取的措施有提高酸浓度或升高温度等;
③高温时,过量的焦炭与锡精矿中的反应生成锡和一氧化碳,化学方程式为;
(3)①锡能被打造成各种器皿主要利用金属的延展性;
②A、根据金属活动性,将打磨过的“锡纸”放入硫酸亚铁溶液中,铝与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸铝,锡与硫酸亚铁不反应,能探究“锡纸”的成分是锡还是铝,符合题意;
B、根据金属活动性,将打磨过的“锡纸”放入氯化铝溶液中,铝、锡与氯化铝均不反应,不能探究“锡纸”的成分是锡还是铝,不符合题意;
C、根据金属活动性,将打磨过的“锡纸”放入稀盐酸中,铝、锡均能与稀盐酸反应生成氢气,不能探究“锡纸”的成分是锡还是铝,不符合题意。
故选:A。
21.(2025·福建龙岩·二模)波尔多液是一种常用的农业杀菌剂,主要成分为氢氧化钙、氢氧化铜和硫酸钙,其中一种生产波尔多液的工艺流程如下:
(1)氢氧化钙、氢氧化铜和硫酸钙三种物质中,属于盐的是 。
(2)配制波尔多液时不能使用铁制容器,其原因是 。
(3)混合时,硫酸铜和氢氧化钙发生复分解反应的化学方程式为 。
(4)波尔多液过度使用会导致土壤重金属铜的污染,从可持续发展角度提出一条建议: 。
【答案】(1)硫酸钙
(2)铁会与硫酸铜反应
(3)
(4)合理使用波尔多液/开发对环境无污染的替代品(合理即可)
【详解】(1)氢氧化钙、氢氧化铜中的阴离子都是氢氧根离子,都属于碱;硫酸钙是由钙离子和硫酸根离子构成的化合物,属于盐;
(2)铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,所以配制波尔多液时不能使用铁制容器;
(3)硫酸铜和氢氧化钙发生复分解反应生成硫酸钙和氢氧化铜沉淀,反应的化学方程式为:;
(4)合理使用波尔多液、开发对环境无污染的替代品都可以降低波尔多液过度使用导致土壤重金属铜的污染。
22.(2025·福建莆田·二模)金属工艺品主要是利用金属的性质加工而成的。
I.金属镶嵌
(1)以金属拉丝勾勒图腾于器物表面,说明金属具有良好的 性。
II.金属蚀刻画
金属腐蚀填漆成画,通常选择铜板、铝板、锌板等作为底板。蚀刻流程如下:
(2)底板需要预先用砂纸进行打磨,其目的是 。
(3)用锌板和稀盐酸进行蚀刻,其反应的化学方程式为 。
(4)用铝板和硫酸铜溶液蚀刻时,出现红色附着物图案,由此判断铝、铜的金属活动性顺序为 。
(5)蚀刻画可用喷漆着色,除了使图案色彩艳丽,还可以 。
(6)在文物修复和工艺品制作中,常利用化学方法对铜制品进行做旧处理,使铜表面产生“铜绿”(主要成分),其反应的化学方程式为,为 。
【答案】(1)延展
(2)除去金属表面的杂质
(3)
(4)Al>Cu
(5)防止金属生锈
(6)
【详解】(1)以金属拉丝勾勒图腾于器物表面,说明金属具有良好的延展性;
(2)底板需要预先用砂纸进行打磨,其目的是除去金属表面的杂质;
(3)锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为;
(4)活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,用铝板和硫酸铜溶液蚀刻时,出现红色附着物图案,由此判断铝、铜的金属活动性顺序为Al>Cu;
(5)蚀刻画可用喷漆着色,除了使图案色彩艳丽,还可以防止金属生锈;
(6)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据化学方程式,反应前有2个铜原子、2个氢原子、3个氧原子、1个碳原子和1个X分子,反应后有2个铜原子、5个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,则1个X分子中含有2个氧原子,故X的化学式为。
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