内容正文:
专题16 工艺流程题
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易混速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
考向
近三年考查统计
考向一 物质循环使用的流程题
2025·淮安卷第12题
2025·连云港卷第17题
2024·苏州卷第20题
2024·连云港卷第9题
2023·常州卷第20题
考向二 物质制备类的流程题
2025·泰州卷第18题
2025·无锡卷第23题
2025·苏州卷第23题
2025·南通卷第12题
2024·无锡卷第25题
2024·南京卷第19题
考向三 物质分离提纯和回收类的流程题
2025·镇江卷第27题
2025·连云港卷第14题
2024·常州卷第26题
2024·泰州卷第17题
考向四 综合流程题
2025·淮安卷第15题
2025·无锡卷第22题
2024·镇江卷第30题
考向一 物质循环使用的流程题
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)以氧化镁为载体,通过化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.a是NH3,b是HCl
B.反应过程中无须不断补充MgO
C.理论上制得36.5 g HCl,需要消耗NH4Cl的质量为107 g
D.与直接加热NH4Cl相比,该方法得到的产物更易分离
【答案】C
【详解】A、根据反应前后元素种类不变可推出,该工艺中涉及的反应为、,故图中a是NH3,b是HCl,A正确;
B、由A中两个反应可知,前一个反应中消耗的氧化镁质量等于后一个反应中生成的氧化镁质量,氧化镁是反应的催化剂,该工艺的总反应为,过程中无须不断补充MgO,B正确;
C、设36.5 g HCl,理论上制得36.5 g HCl,需要消耗NH4Cl的质量为x
C错误;
D、直接加热NH4Cl生成的两种气体会混合在一起,不易分离,而该方法可以分步得到产物,D正确。
故选C。
◆一句话点评:有物质循环使用的流程图题
【仿照题】 (2024·江苏泰州·中考真题)一种甲烷气体转化工艺如图所示,有利于“减污降碳”。下列说法正确的是
A.空气通过“空气反应器”后氮气含量降低
B.“燃料反应器”中,反应前后硫元素的化合价不变
C.“燃料反应器”中,生成CO2和H2O的分子个数比为1:1
D.甲烷通过该转化工艺获得的CO2有利于捕集
【答案】D
【详解】A、由图示可知,该反应过程中氮气未参与反应,空气通过“空气反应器”后转化为贫氧空气和硫酸钙,氧气含量降低,不符合题意。
B、“燃料反应器”中,反应前硫元素存在于CaSO4中,硫元素化合价为+6价,反应后硫元素存在于CaS中,硫元素化合价为-2价,反应前后硫元素的化合价改变,不符合题意。
C、“燃料反应器”中反应的方程式为CaSO4+CH4CaS+CO2+2H2O,生成CO2和H2O的分子个数比为1:2,不符合题意。
D、甲烷通过该转化工艺,产生的CO2被CO2捕集器捕集,有利于CO2捕集、减污降碳,符合题意。
故选D。
考向二 物质制备类的流程题
【典题1】(2025·江苏泰州·中考真题)MgO在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分,含少量)为原料制备高纯MgO的实验流程如下:
I.制备
(1)“浸取”时,加入过量稀硫酸的目的是 。
(2)“氧化”时发生的反应为。
①反应前后化合价升高的元素是 。
②为加快反应速率可适当升高温度,但温度不宜过高的原因是 。
(3)“调节pH”时,溶液中减少的阳离子有 。
Ⅱ.制备MgO
(4)①传统工艺:在1200℃时分解为MgO、和,反应的化学方程式为 。现代工艺:。对比两种工艺,现代工艺的优点有 。
②脱硫:用溶液吸收产生的。脱硫时,氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线如图所示,吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是 。
【答案】(1)使菱镁矿中的碳酸镁以及少量的碳酸亚铁充分反应
(2) 铁 防止过氧化氢受热分解
(3)、
(4) 反应温度低,节约能源 pH超过6.3时,氨气逃逸量增大,降低脱硫效率且污染环境
【详解】(1)“浸取”时加入过量稀硫酸,是为了使菱镁矿中的碳酸镁以及少量的碳酸亚铁充分反应;
(2)①反应前硫酸亚铁中铁为+2价,反应后硫酸铁中铁为+3价,所以反应后化合价升高的元素是铁;
②过氧化氢受热易分解,若温度过高,过氧化氢会大量分解,导致氧化反应无法顺利进行,所以温度不宜过高的原因是防止过氧化氢受热分解;
(3)调节pH时,溶液中的氢离子和氨水反应生成水和铵根离子,铁离子和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和铵根离子,则溶液中减少的阳离子有:、;
(4)①传统工艺中,在1200°C时硫酸镁分解为氧化镁、二氧化硫和氧气,反应的化学方程式为;现代工艺反应温度为100℃,相比传统工艺的1200℃,反应温度低,节约能源,这是现代工艺的优点;
②由脱硫时氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线可知,当pH超过6.3时,氨气逃逸量增大,会造成氨气的浪费,同时可能污染环境,所以吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是:pH超过6.3时,氨气逃逸量增大,降低脱硫效率且污染环境。
◆一句话点评:以矿石为原料制备产品
【仿照题】(2025·江苏镇江·二模)用菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制取硫酸镁晶体的流程如图:
已知:①在酸性条件下,过氧化氢溶液能将Fe2+转化成Fe3+。
②Fe3+、Mg2+形成沉淀时溶液的pH见下图:
(1)“浸取”时,发生反应的化学方程式有 (写出一种)。
(2)“浸取”时所加稀硫酸溶液不宜超量太多的原因是 。
(3)“氧化”步骤中发生反应的化学方程式是 。
(4)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH的范围是 。
(5)“一系列操作”包含 、过滤等。
(6)已知:MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%。采用热分析法测MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数。未加热前,测得镁元素质量分数大于9.76%,可能的原因是 。
【答案】(1)/
(2)节约稀硫酸,同时避免后续调节pH时消耗过多氨水
(3)
(4)3.2≤pH<9.1
(5)蒸发浓缩、降温结晶
(6)未加热前,样品已经失去了部分结晶水
【详解】(1)菱镁矿主要成分为MgCO3,含少量FeCO3,加入过量稀硫酸,碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:,碳酸亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
(2)后续需要用氨水消耗硫酸,调节pH,“浸取”时所加稀硫酸溶液超量太多,会消耗过多氨气,故“浸取”时所加稀硫酸溶液不宜超量太多的原因是:节约稀硫酸,同时避免后续调节pH时消耗过多氨水;
(3)在酸性条件下,过氧化氢溶液能将Fe2+转化成Fe3+,则“氧化”步骤中发生反应为硫酸亚铁、硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铁和水,该反应的化学方程式为:;
(4)“沉淀”步骤中使铁离子形成沉淀,镁离子不能形成沉淀,故“沉淀”步骤中,用氨水调节pH的范围是:3.2≤pH<9.1;
(5)硫酸镁经过一系列操作得到MgSO4·7H2O,则一系列操作为蒸发浓缩、降温结晶、过滤;
(6)已知:MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%。采用热分析法测MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数。未加热前,测得镁元素质量分数大于9.76%,可能的原因是未加热前,样品已经失去了部分结晶水。
【典题2】(2025·江苏宿迁·中考真题)硫酸铜在纺织、印刷等行业有广泛用途。化学实践小组查阅相关资料,提出用回收的含铜废料制备五水硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O),主要流程如下:
【资料】①含铜废料中含有的杂质既不与氧气反应,也不与酸反应。
②CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于酒精。
③在降温结晶时,如果降温过快可能会导致结晶不均匀、不规则。
④加热条件下,铜与浓硫酸反应,也可制得硫酸铜,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(1)“焙烧”时,反应的化学方程式为 。
(2)X溶液中的溶质为 (填化学式)。
(3)“一系列操作”中的部分操作是:将滤液进行 、降温结晶、过滤、酒精洗涤、低温干燥。其中,用酒精洗涤的优点是 。
(4)若要获得均匀、规则的五水硫酸铜晶体,可采取的操作方法是 。
(5)工业上制备硫酸铜,不选择铜和浓硫酸的反应,而选择流程中的方案。从绿色化学的视角考虑,流程中的方案具有的优点是 (写出一点即可)。
【答案】(1)
(2)H2SO4
(3) 蒸发浓缩 减少五水硫酸铜晶体的损耗,提高产率
(4)缓慢降温
(5)流程中的方案无污染性气体生成,比较环保
【详解】(1)“焙烧”时反应为铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,该反应的化学方程式为:;
(2)由图可知,最后得到五水硫酸铜晶体,则加入的X溶液是稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,故填:H2SO4;
(3)滤液经过一系列操作得到五水硫酸铜晶体,应采用降温结晶的方法,则“一系列操作”中的部分操作是:将滤液进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤、酒精洗涤、低温干燥;
CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于酒精,故用酒精洗涤的优点是:减少五水硫酸铜晶体的损耗,提高产率;
(4)在降温结晶时,如果降温过快可能会导致结晶不均匀、不规则。故若要获得均匀、规则的五水硫酸铜晶体,可采取的操作方法是:缓慢降温;
(5)铜与浓硫酸加热时生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫有毒,散逸到空气中,会污染空气,而流程中的方案无污染性气体生成,比较环保。
◆一句话点评:用金属材料废料制备盐类物质
【仿照题】(2025·江苏镇江·二模)实验室利用废镍催化剂(主要成分为Ni,还含少量Fe及铁的氧化物)制备NiCO3的实验流程如下。
(1)为加快“酸溶”的反应速率,可采取的措施有 (任写一种)。
(2)“氧化”时将溶液中的Fe2+转化为Fe3+。涉及反应的化学方程式为 。
(3)“沉镍”中分离的操作名称为 。用到的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒等。
(4)“沉镍”时发生复分解反应。证明NiCO3固体已洗净的实验方案是 。
(5)碱性条件下NiSO4会转化为Ni(OH)2沉淀。“沉镍”时不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中,其原因是 。
【答案】(1)搅拌、或是将废镍催化剂粉碎或适当提高硫酸的浓度等
(2)
(3) 过滤 漏斗
(4)取最后一次洗涤液于试管中,加入适量的稀硝酸和硝酸钡溶液,无白色沉淀生成,说明已经清洗干净
(5)Na2CO3溶液呈碱性,溶液中有OH-离子,NiSO4会转化为Ni(OH)2沉淀
【详解】(1)为加快“酸溶”的反应速率,可采取的措施有搅拌、或是将废镍催化剂粉碎或适当提高硫酸的浓度,增大反应物之间的接触面积,使反应速率更快;
(2)“氧化”时将溶液中的Fe2+转化为Fe3+。则涉及反应为硫酸亚铁和过氧化氢反应生成硫酸铁和水,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,硫酸亚铁中亚铁离子和硫酸根离子的个数比为:1:1,硫酸铁中铁离子和硫酸根离子的个数比为:2:3,则还应有含硫酸根离子的物质参加反应,则硫酸参与了反应,则该反应的化学方程式为:;
(3)“沉镍”中分离的操作名称为过滤,过滤可实现固液分离;
过滤所需的玻璃仪器是:烧杯、漏斗、玻璃棒等;
(4)“沉镍”时发生复分解反应,则发生反应为碳酸钠和硫酸镍反应生成碳酸镍和硫酸钠,如果碳酸镍没有清洗干净,表面会附着着硫酸钠,硫酸钠能与氯化钡反应生成难溶于酸的硫酸钡沉淀,故证明NiCO3固体已洗净的实验方案是:取最后一次洗涤液于试管中,加入适量的稀硝酸和硝酸钡溶液,无白色沉淀生成,说明已经清洗干净;
(5)Na2CO3溶液呈碱性,溶液中有OH-离子,NiSO4会转化为Ni(OH)2沉淀,故“沉镍”时不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中。
【典题3】(2024·江苏宿迁·中考真题)热电厂燃烧煤产生含有大量的烟气,某石膏板企业采用“碱—石灰”的方法使烟气脱硫,再生产石膏。其主要生产流程如下图所示。
(提示:①与的某些化学性质相似;②难溶于水)
(1)在实验室中,操作a使用的玻璃仪器有:烧杯和 。
(2)吸收塔内发生反应的化学方程式是 。
(3)流程中,可以循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)理论上只需不断加入 (填化学式),便可持续实现烟气的脱硫处理。
(5)氧化塔中,反应前后化合价升高的元素是 。
【答案】(1)漏斗、玻璃棒
(2)
(3)
(4)
(5)S
【详解】(1)熟石灰是氢氧化钙的俗称,由流程图可知,“制碱釜”中发生的反应是亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠,则操作a为分离固液的过滤操作,在实验室中,过滤使用的玻璃仪器有:烧杯和漏斗、玻璃棒;
(2)烧碱是氢氧化钠的俗称,与的某些化学性质相似,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则由流程图可知,“吸收塔”中发生的反应是二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为;
(3)由流程图可知,可以循环利用的物质是烧碱溶液,烧碱是氢氧化钠的俗称,其化学式为;
(4)由流程图可知,理论上只需不断加入熟石灰,便可持续实现烟气的脱硫处理,熟石灰是氢氧化钙的俗称,其化学式为;
(5)中钙元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故中硫元素的化合价为+4价;中钙元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为y,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故中硫元素的化合价为+6价;故氧化塔中,硫元素化合价由+4价+6价,故化合价升高的元素是S。
◆一句话点评:工业废气的处理流程
【仿照题】(2024·江苏无锡·一模)K2SO4是含硫钾肥。以硫酸工业的尾气SO2制备K2SO4的工艺流程如下:
(1)反应釜I中的反应包括:,X的化学式为 。
(2)反应釜Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。操作a的名称是 。
(3)反应釜Ⅲ:向反应釜Ⅱ所得(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,经蒸发浓缩、过滤、洗涤、干燥等操作即可制得K2SO4产品。下图为几种盐的溶解度曲线。
①反应釜Ⅲ中能生成K2SO4的原因是 。
②为提高K2SO4产品纯度,过滤时应控制反应液的温度范围为 (填序号)。
a.0~10℃ b.30~60℃ c.80~90℃
(4)上述工艺流程中可循环利用的物质是 。
(5)施用含硫钾肥会提高某些农作物的产量和质量,使其淀粉含量丰富、糖分增多。则适宜用K2SO4为钾肥的农作物是 (选填“棉花”或“葡萄”)。
【答案】(1)CO2
(2) 过滤
(3) (NH4)2SO4能与KCl反应生成溶解度较小的K2SO4和溶解度较大的NH4Cl c
(4)碳酸钙/CaCO3
(5)葡萄
【详解】(1)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的个数、种类均不变,该反应反应前含有2个Ca、2个S、12个O、2个C,反应后含有2个Ca、2个S、8个O,相差2个C和4个O,故X的化学式为CO2,故填:CO2;
(2)由流程图可知,反应釜II中发生的反应为硫酸钙与碳酸铵反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵,反应的化学方程式为;操作a是将固液进行分离,故操作a的名称为过滤,故填:;过滤;
(3)①反应釜Ⅱ所得(NH4)2SO4可以与KCl反应生成K2SO4和NH4Cl,故填:(NH4)2SO4能与KCl反应生成溶解度较小的K2SO4和溶解度较大的NH4Cl;
②为提高K2SO4产品纯度,也就是让硫酸钾以固体或者沉淀形式生成而其余物质均溶解,根据给出的溶解度曲线可知,在80℃~90℃时硫酸钾与其他物质的溶解度相差最大,所以过滤时应控制反应液的温度范围为80℃~90℃时,得到的硫酸钾最纯,故选c;
(4)上述工艺流程中碳酸钙开始是反应物后来是生成物,所以循环利用的物质是CaCO3,故填:碳酸钙(或者CaCO3);
(5)由题可知,施用含硫钾肥会提高某些农作物的产量和质量,使其淀粉含量丰富、糖分增多,故适宜用K2SO4为钾肥的农作物是葡萄,故填:葡萄。
考向三 物质分离提纯和回收类的流程题
【典题1】(2024·江苏连云港·中考真题)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是
A.加入H2SO4生成H2的化学方程式为
B.根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C.判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余
D.流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
【答案】B
【分析】黄铜渣中的锌、氧化铜、氧化锌和硫酸均能反应,铜不与硫酸反应。锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水。过滤后的滤液中有硫酸锌和硫酸铜。加入过量的锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌,过滤的滤渣中有生成的铜和过量的锌。
【详解】A、根据分析,铜不和硫酸反应,和硫酸反应生成氢气的是锌,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气。不符合题意;
B、活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,通过加入锌能将铜置换出来可说明锌比铜活泼。锌能和稀硫酸反应生成氢气而铜不能,也可以说明活动性锌大于铜。符合题意;
C、因为锌和硫酸铜反应生成铜,不论锌是否过量溶液中都会有固体剩余。不符合题意;
D、置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应。流程中氧化锌、氧化铜和硫酸的反应中反应物都是化合物,都不是置换反应,不符合题意;
故选B 。
◆一句话点评:金属的回收利用
【仿照题】(2025·江苏镇江·模拟预测)某工厂处理废旧电器产品粗铜回收铜和银,操作流程如图:回答下列问题:
(1)将“粗铜”粉碎后再加酸反应的目的是 。
(2)滤液1中溶质有: 。
(3)装置乙中发生反应的化学方程式为: 。
(4)经处理回收所得到银的质量 (填“>”或“=”或“<”)未处理的产品中银质量。
(5)滤液4溶液颜色是 ,装置丁中反应属于 (填基本反应类型)。
【答案】(1)增大粗铜和酸的接触面积,加快反应速率
(2)H2SO4、FeSO4、MgSO4
(3)Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
(4)>
(5) 浅绿色 置换反应
【分析】在金属活动顺序中,Fe、 Mg 排在氢之前,能置换出硫酸中氢,Cu、Ag排在氢之后,不能置换出硫酸中氢,硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,与镁反应生成硫酸镁和氢气,固体1中含有铜、银,固体1中加入适量的硝酸银,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,固体2中主要含有银,滤液2中含有硝酸铜,加入过量的铁,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,固体3是铜和铁的混合物,在装置丁中加入足量X,根据实验目的可知,是除去铁,足量X可以是硫酸等。
【详解】(1)将“粗铜”粉碎后再加酸反应的目的是增大粗铜和酸的接触面积,加快反应速率;
(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,所以“滤液1”中溶质有H2SO4、FeSO4、MgSO4;
(3)装置乙中是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,化学方程式为:Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2;
(4)该过程中装置乙中铜和加入的硝酸银溶液反应生成银单质,故最终得到的银单质质量大于未处理的产品中银质量;
(5)由分析可知,固体3是铜和铁的混合物,在装置丁中加入足量X,根据实验目的可知,是除去铁,足量X可以是硫酸,则滤液4中含有亚铁离子,亚铁离子在溶液中为浅绿色,故滤液4溶液颜色为浅绿色;
根据分析可知,装置丁中发生的反应可以是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该反应是由一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应。
【典题2】(2025·江苏镇江·中考真题)从苦卤溶液(含、)中提纯,方案如下。
方案Ⅰ:苦卤溶液产品。
(1)步骤1加入过量溶液的目的是 。
(2)步骤2所得滤液中的溶质为、 。
(3)步骤3发生反应的化学方程式为 。
方案Ⅱ:
(4)方案Ⅱ所得产品中混有。检验的实验方案:取少量产品,加水溶解, (填操作和现象,下同),静置,向上层清液中 ,说明产品中混有。
(5)产品中混有的原因是 。
【答案】(1)使完全转化为沉淀
(2)NaCl、
(3)
(4) 逐滴加入溶液至不再产生白色沉淀 加入适量溶液,产生白色沉淀
(5)产品中混有NaCl的原因是方案Ⅱ中滤液含有NaCl,蒸发时NaCl与MgSO₄共同结晶析出
【详解】(1)步骤1中加入过量氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硫酸镁反应生成氢氧化镁和硫酸钠,故目的是:使镁离子完全转化为氢氧化镁沉淀;
(2)步骤1中加入过量氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硫酸镁反应生成氢氧化镁和硫酸钠,氢氧化钠过量,硫酸镁完全反应,故步骤2所得滤液中的溶质是:NaOH、NaCl、Na2SO4;
(3)步骤3发生反应为氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水,该反应的化学方程式为:;
(4)氯化钠能与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钠,产生白色沉淀,通常用硝酸银溶液检验氯化钠,但是硫酸镁能与硝酸银反应生成硫酸银沉淀,故应排除硫酸根离子的干扰,硫酸镁能与硝酸钡反应生成硫酸钡和硝酸镁,可加入硝酸钡溶液除去硫酸镁,故取少量产品,加水溶解,逐滴加入硝酸钡溶液至不再产生沉淀,静置,向上层清液中加入适量硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明产品中混有氯化钠;
(5)产品中混有NaCl的原因是方案Ⅱ中滤液含有NaCl,蒸发时NaCl与MgSO₄共同结晶析出。
◆一句话点评:溶液中物质的提纯分离
【仿照题】(2025·江苏南京·二模)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有 (填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有 。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是 (用化学方程式表示)。
(4)“滤液3”一定是 (填化学式)的饱和溶液。
【答案】(1)Na+、Mg2+
(2)Mg(OH)2
(3)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(4)NaCl
【分析】浓缩后的盐卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)中加入氢氧化钙,得到氢氧化镁、硫酸钙沉淀和氯化钠、氯化锂、氯化钙、氢氧化钠的混合液,再加入碳酸钠溶液,除去钙离子,滤液2中加入盐酸,除去碳酸钠、氢氧化钠溶液,所得的氯化钠和氯化锂的混合液采用蒸发结晶、趁热过滤的方法得到氯化钠固体,得到氯化钠饱和溶液,滤液3中除了有氯化钠外还有氯化锂,加入碳酸钠溶液,得到碳酸锂固体。
【详解】(1)由分析可知,浓缩后的盐卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)中含有的金属阳离子除Li+外,还有Na+、Mg2+;
(2)由分析可知,“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有Mg(OH)2;
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是除去多余的氢氧化钙,把钙离子转化为碳酸钙沉淀;碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
(4)“滤液3”是析出NaCl固体后所得溶液,故“滤液3”一定是NaCl的饱和溶液。
考向四 综合流程题
【典题1】(2025·江苏无锡·中考真题)以碳酸钙为原料制备过氧化钙(CaO2)的一种流程如下:
【查阅资料】CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,反应需在弱碱性环境中进行。
(1)碳酸钙与盐酸反应的化学方程式是 。碳酸钙需过量,理由是 。
(2)实验室用下图模拟制备CaO2·8H2O。打开磁力搅拌器,搅拌的作用是 。反应需在冰水浴中进行,原因是 。
(3)“步骤2”所得滤液可用作 。
(4)将21.6gCaO2·8H2O(相对分子质量为216)加热分解,固体质量随温度的变化如图所示。A点对应固体的化学式为 ;加热温度不能超过350℃,原因是 。
【答案】(1) 氯化钙与过氧化氢和氨水反应需在弱碱性的环境中进行,碳酸钙过量,防止溶液中有剩余的稀盐酸。
(2) 使反应物充分接触,反应更充分快速。 防止温度过高过氧化氢分解,有利于晶体析出。
(3)氮肥
(4) 温度超过350摄氏度时,过氧化钙会分解生成氧化钙和水,无法得到过氧化钙。
【详解】(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为。
氯化钙与过氧化氢和氨水反应需在弱碱性的环境中进行,碳酸钙过量,防止溶液中有剩余的稀盐酸。
(2)搅拌的作用是使反应物充分接触,反应更充分快速。
反应在冰水浴中进行的原因是防止温度过高过氧化氢分解,有利于晶体析出。
(3)滤液中含有大量的,可用作氮肥。
(4)在温度达到140℃时分解生成过氧化钙和水,21.6g(相对分子质量为216)加热分解,假设生成的固体为过氧化钙,设生成过氧化钙的质量为x,水的质量为y
此时生成过氧化钙质量为7.2g,假设成立,故A点对应固体的化学式为。
温度超过350℃时,假设过氧化钙会分解生成氧化钙和氧气,设过氧化钙分解生成氧化钙的质量为z.
因此温度超过350℃时,过氧化钙会分解生成氧化钙和水,固体质量减少至5.6g,假设成立,因此温度超过350℃时,过氧化钙会分解生成氧化钙和水,无法得到过氧化钙。
【仿照题】(2025·江苏苏州·二模)柠檬酸钙(相对分子质量为498)是一种常见的食品添加剂,微溶于水,能与稀盐酸发生复分解反应生成可溶于水的物质。
(1)柠檬酸钙属于 (填有机物或无机物)。
(2)每罐奶粉至少含钙4mg,需要添加柠檬酸钙的质量至少是 克。
用工业石灰烧渣(含CaCO3、CaO、SiO2)为原料制备柠檬酸钙。实验流程如下:
(3)写出酸溶时产生气体的化学方程式是 ,酸溶后过滤,滤渣的主要成分是 。
(4)用X调节溶液的pH,为不影响产品纯度还能提高产量,X可以是 。
(5)沉淀时发生的反应是复分解反应:则滤液Y的主要成分是 。
(6)有人提出,酸溶时用柠檬酸直接和烧渣反应,也可以制得柠檬酸钙。这样的方法缺点有 。
(7)下列实验方案能证明柠檬酸钙能与稀盐酸反应的是___________(填序号)。
A.取少量柠檬酸钙于烧杯中,加入稀盐酸,边滴加边搅拌至固体完全溶解,在所得溶液中滴加碳酸钠溶液,有气泡产生,继续滴加碳酸钠溶液,有沉淀生成。
B.各取0.5g柠檬酸钙于2支试管中,分别加入5mL的稀盐酸和蒸馏水,充分振荡试管,观察剩余固体的量。
【答案】(1)有机物
(2)0.0166
(3) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑ 二氧化硅/SiO2
(4)氢氧化钙/Ca(OH)2
(5)氯化铵/NH4Cl
(6)可能会生成微溶的柠檬酸钙覆盖在烧渣表面,阻碍反应继续进行,导致反应不充分,从而影响产量
(7)A
【详解】(1)柠檬酸钙[Ca3(C6H5O7)2]中含有碳元素,且不属于碳的氧化物、碳酸盐等,所以柠檬酸钙属于有机物。
(2)每罐奶粉至少含钙4mg=0.004g,柠檬酸钙[Ca3(C6H5O7)2]中钙元素的质量分数为×100%。设需要添加柠檬酸钙的质量至少是x,则x××100%=0.004g,解得x=0.0166g。 故每罐奶粉至少含钙4mg,需要添加柠檬酸钙的质量至少是0.0166克。
(3)酸溶时,氧化钙能和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙和水,该反应没有气体生成,碳酸钙能和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑。烧渣中的CaCO3和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳,CaO和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙和水,而SiO2不与稀盐酸反应,所以酸溶后过滤,滤渣的主要成分是SiO2。
(4)用X调节溶液的pH,为不影响产品纯度还能提高产量,X可以是氢氧化钙,因为氢氧化钙能和过量稀盐酸反应生成氯化钙和水,既能中和过量的稀盐酸且不引入新的杂质。
(5)沉淀时发生的反应是复分解反应,复分解反应是指两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,且复分解反应必须有水、气体或沉淀之一生成,因此柠檬酸铵和氯化钙反应生成柠檬酸钙沉淀和氯化铵,氯化铵能溶于水,所以滤液Y的主要成分是氯化铵。
(6) 酸溶时用柠檬酸直接和烧渣反应,可能会生成微溶的柠檬酸钙覆盖在烧渣表面,阻碍反应继续进行,导致反应不充分,从而影响产量。
(7)A 、取少量柠檬酸钙于烧杯中,加入稀盐酸,边滴加边搅拌至固体完全溶解,在所得溶液中滴加碳酸钠溶液,有气泡产生,说明溶液中有盐酸,继续滴加碳酸钠溶液,有沉淀生成,说明溶液中有钙离子,而柠檬酸钙微溶于水,从而证明柠檬酸钙能与稀盐酸反应,使得溶液中产生钙离子,故A选项符合题意;
B、各取0.5g柠檬酸钙于2支试管中,分别加入5mL的稀盐酸和蒸馏水,充分振荡试管,观察剩余固体的量,若剩余固体的量减少,不能证明柠檬酸钙能与稀盐酸反应,还可能是柠檬酸钙溶于水引起的,实验没有证据证明 “新物质生成”(如气泡、沉淀、颜色变化等),故B选项不符合题意。
故选A。
考向一 物质循环使用的流程题
1.(2025·江苏连云港·中考真题)工业上生产CaCl2·2H2O的主要流程示意图如题图所示。下列说法正确的是
A.石灰石的主要成分是Ca(OH)2
B.粉碎可以增大反应物间的接触面积
C.反应器中加入的稀盐酸可用稀硫酸代替
D.流程中用于分离提纯的设备有搅拌器和过滤器
【答案】B
【详解】A.石灰石的主要成分是CaCO3,而Ca(OH)2是熟石灰的主要成分,故说法错误,不符合题意;
B.粉碎石灰石可以增大反应物间的接触面积,从而使反应更充分,故说法正确,符合题意;
C.若用稀硫酸代替稀盐酸,CaCO3与H2SO4反应会生成CaSO4,CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进一步进行,不能得到大量的CaCl2,故说法错误,不符合题意;
D.搅拌器的作用是使反应物充分混合,不是用于分离提纯,过滤器用于分离固体和液体,故说法错误,不符合题意;
故选B。
2.(2025·江苏泰州·中考真题)我国科学家利用合成葡萄糖(),该方案的反应过程如图所示,X是空气中含量第二的气体。下列说法不正确的是
A.X为
B.反应②实现无机物向有机物的转化
C.该方案合成葡萄糖理论上所需与的质量比为
D.该方案为资源化利用提供新途径
【答案】B
【详解】A、X是空气中含量第二的气体,空气中含量第二的气体是氧气,约占空气体积的21%,不符合题意;
B、反应②为乙酸在微生物的作用下转化为葡萄糖,乙酸和葡萄糖均含碳元素,均属于有机物,故该反应是有机物转化为有机物,符合题意;
C、由图可知,该反应的总反应为二氧化碳和水在一定条件下反应生成葡萄糖和氧气,该反应的化学方程式为:,该反应中,参加反应的二氧化碳与水的质量比为:,不符合题意;
D、该方案可将二氧化碳经过一系列反应转化为葡萄糖,可为二氧化碳的资源化利用提供新途径,不符合题意。
故选B。
3.(2024·江苏苏州·中考真题)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,实现“零碳”排放
【答案】C
【详解】A、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,由化学方程式可知,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1,故A说法正确;
B、反应②中,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,根据碳元素质量守恒,则生产1.6kgCH3OH理论上要消耗CO2的质量为,故B说法正确;
C、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为: ,反应②为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为:,综合方程式为:,故转化过程中,H2O和H2虽然可循环转化,但是也需额外补充,故C说法错误;
D、甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为:,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为: ,由化学方程式可知,甲醇和二氧化碳的分子个数比均为1:1,故等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,可实现“零碳”排放,故D说法正确;
故选:C。
4.(2024·江苏常州·中考真题)从青海查尔汗盐湖提取碳酸锂()的一种流程如下。每100t盐湖卤水制得碳酸锂59.2kg(锂元素的提取率为80%~92%)。下列说法正确的是
A.该流程中石灰石的作用可以直接用生石灰来替代
B.该流程中能循环利用的物质是和
C.蒸发结晶法可将氯化锂中混有的氯化钠完全除去
D.该盐湖卤水中锂元素的质量分数最高为0.014%
【答案】D
【详解】A.石灰石高温分解生成氧化钙和水,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,二氧化碳和NaAlO2反应生成活性氧化铝,活性氧化铝和卤水反应得到氯化锂、氯化镁、氯化钙的混合溶液。用生石灰氧化钙代替石灰石,无法产生二氧化碳,无法从卤水中得到较纯的氯化锂、氯化镁、氯化钙的混合液,所以该流程中石灰石的作用不可以直接用生石灰来替代,错误;
B.由流程图可知,开始有投入、后面有产出,可以循环利用。碳酸钙是石灰石的主要成分,开始煅烧石灰石生成氧化钙和水,发生的反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化碳,开始投入石灰石(主要成分碳酸钙),后产出碳酸钙,可循环利用。氢氧化镁是除杂过程中产生的副产物,在过程中不需要重新投入,不可以循环利用,错误;
C.蒸发结晶是利用蒸发溶剂的方法使溶质达到饱和后结晶析出,则蒸发结晶一定时间后,氯化锂、氯化钠都达到饱和,继续蒸发则两种物质都会析出,如不继续蒸发,剩余溶液是氯化钠、氯化锂的混合溶液,所以蒸发结晶法不可将氯化锂中混有的氯化钠完全除去,错误;
D.100t该盐湖卤水中锂元素的质量最高为。所以该盐湖卤水中锂元素的质量分数最高为,正确。
故选:D。
考向二 物质制备类的流程题
5.(2025·江苏苏州·中考真题)以闪锌矿[主要成分,少量、(硫化镉)]为原料制备硫酸锌的流程如下:
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和。写出与高温反应的化学方程式: 。
(2)①“酸浸”时发生反应的基本类型为 。
②“酸浸”所得滤液中阳离子有、、和 (填离子符号)。
(3)“除铁”时发生反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
①除铁所得“滤渣2”的用途有 (写一种)。
②铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为 (填字母)。
A.升高降低 B.升高不变 C.不变降低 D.降低升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中浓度,计算所需锌粉质量的理论值。如图所示的是实际参加反应锌的质量与理论值之比分别为1.2和1.0时,除镉率随时间的变化。
①金属活动性: (填“>”或“<”)
②除镉率接近100%时,的原因是 。
【答案】(1)
(2) 复分解反应 、
(3) 作炼铁原料(或作红色颜料等,答案合理即可) B
(4) > 溶液中的硫酸(或)消耗
【详解】(1)由“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和可知,与高温反应生成氧化锌和二氧化硫,该反应的化学方程式为:。故填:。
(2)①“酸浸”时发生的反应是硫酸与“焙烧”时产生的金属氧化物反应生成对应硫酸盐和水的反应,都是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,基本反应类型属于复分解反应。故填:复分解反应。
②“酸浸”时稀硫酸过量,“酸浸”时发生复分解反应,复分解反应前后元素化合价不变,所以“酸浸”所得滤液中阳离子有、、和、。故填:、。
(3)①由反应Ⅰ和反应Ⅱ可知,除铁所得“滤渣2”是氧化铁,氧化铁可作炼铁原料、作红色颜料等。故填:作炼铁原料(或作红色颜料等,答案合理即可)。
②铁元素化合价在反应Ⅰ中由反应物硫酸亚铁中的+2价升高到生成物氧化铁中的+3价,反应Ⅱ中反应物硫酸铁和生成物氧化铁中铁元素都显+3价,反应前后不变。故选:B。
(4)①由流程图可知,“除镉过滤”时,锌能将中的镉置换出来,说明锌的金属活动性比镉强。故填:>。
②由于稀硫酸过量,除镉率接近100%时,的原因是溶液中硫酸消耗锌。故填:溶液中硫酸(或)消耗Zn。
6.(2024·江苏无锡·中考真题)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)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: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有① ;② 。
【答案】(1) 增大接触面积,使反应更充分 除锌
(2)
(3)H+
(4)CuO
(5) 控制温度 选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液
【详解】(1)“粉碎”的目的是为了增大接触面积,使反应更充分;金属活动性锌>氢>铜,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,而铜不与稀硫酸反应,所以使用稀硫酸酸浸的目的是为了除锌;
(2)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+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O;
(3)因为步骤1后加入的是过量的稀硫酸,所以步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和H+;
(4)由反应的化学方程式可知,反应前有2个铜原子、5个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,反应后有3个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,则2个R分子中含有2个铜原子、2个氧原子,1个R分子中含有1个铜原子、1个氧原子,则R的化学式为CuO;
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有控制温度、选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液等。
7.(2024·江苏南通·中考真题)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MgCO3。实验过程如下:
已知:①在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀。
(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 (写一条)。
(3)“调pH”时,需控制溶液pH为 。
(4)“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液 b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
【答案】(1)MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2) Fe 废渣溶解充分,提高原料的浸出率
(3)5.0≤pH<8.5
(4)b
【详解】(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,化学方程式为 MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①亚铁离子被氧化为铁离子,化合价升高;氧元素由﹣1价还原到﹣2价,因此反应前后化合价发生变化的元素有O、Fe;
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是保证废渣溶解充分,提高原料的浸出率,为过氧化氢氧化亚铁离子提供酸性环境等;
(3)在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。所以“调pH”时,需控制溶液pH为5.0≤pH<8.5之间;
(4)MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀,“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为:向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,故选b。
8.(2025·江苏南通·中考真题)以锌灰(主要成分为ZnO,含少量FeO、MnO、CuO)为原料制备ZnCl2的工艺流程如下(“----►”表示部分过程略去):
(1)“浸取”时,ZnO与盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”反应之一为3MnCl2+2KMnO4+2H2O=2KCl+5MnO2↓+4HCl。
①“氧化”时化合价升高的金属元素为 (用元素符号表示)。
②若“氧化”时使用H2O2“滤渣1”仍为Fe(OH)3和MnO2,但工业生产时仍不选择H2O2,其原因是 。
(3)实验室进行“过滤”操作时,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(4)“置换”时,加入过量Zn粉的目的是 。
(5)工业生产中若锌灰质量一定,为提高ZnCl2的产量,可采取的措施为 。
【答案】(1)ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O
(2) Fe、Mn MnO2是H2O2分解的催化剂,造成H2O2的消耗量大
(3)漏斗
(4)将溶液中的Cu2+全部置换出来
(5)将锌灰粉碎,增大反应物接触面积,使反应更充分;或者适当提高盐酸的浓度等
【详解】(1)ZnO与盐酸反应生成氯化锌和水,化学方程式为ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O。
(2) ①在反应3MnCl2+2KMnO4+2H2O=2KCl+5MnO2↓+4HCl中,MnCl2中锰元素显+2价,MnO2中锰元素显+4价,同时盐酸浸取的氯化亚铁经过氧化变成了氢氧化铁,铁元素化合价由+2变成了+3,所以化合价升高的金属元素为Mn、Fe。
②工业生产时仍不选择H2O2,其原因是MnO2是H2O2分解的催化剂,造成H2O2的消耗量大。
(3)实验室进行“过滤”操作时,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(4)加入过量Zn粉的目的是将溶液中的Cu2+全部置换出来。
(5)为提高ZnCl2的产量,可采取的措施为将锌灰粉碎,增大反应物接触面积,使反应更充分;或者适当提高盐酸的浓度等。
9.(2024·江苏无锡·中考真题)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)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: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有① ;② 。
【答案】(1) 增大接触面积,使反应更充分 除锌
(2)
(3)H+
(4)CuO
(5) 控制温度 选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液
【详解】(1)“粉碎”的目的是为了增大接触面积,使反应更充分;金属活动性锌>氢>铜,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,而铜不与稀硫酸反应,所以使用稀硫酸酸浸的目的是为了除锌;
(2)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+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O;
(3)因为步骤1后加入的是过量的稀硫酸,所以步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和H+;
(4)由反应的化学方程式可知,反应前有2个铜原子、5个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,反应后有3个氧原子、2个氢原子和1个碳原子,由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,则2个R分子中含有2个铜原子、2个氧原子,1个R分子中含有1个铜原子、1个氧原子,则R的化学式为CuO;
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有控制温度、选择合适浓度的碳酸钠溶液和硫酸铜溶液等。
考向三 物质分离提纯和回收类的流程题
10.(2024·江苏镇江·中考真题)一种用炼铜烟灰(主要含CuO、ZnO)制备Cu和ZnSO4•7H2O的流程如图。
(1)溶液X应选用 (选填序号)。
a.稀HCl b.稀H2SO4 c.稀HNO3
(2)“置换”发生反应的化学方程式为 。
(3)“过滤”操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒等。
(4)“过滤”后滤液制备ZnSO4•7H2O晶体的实验方案:将滤液 (填操作名称),过滤,洗涤并干燥。
【答案】(1)b
(2)
(3)漏斗
(4)蒸发浓缩、冷却结晶
【详解】(1)该流程用炼铜烟灰(主要含CuO、ZnO)制备Cu和ZnSO4•7H2O,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,CuO、ZnO、Zn中不含S元素,而ZnSO4•7H2O中含有S元素,说明X溶液中含有S元素,稀HCl、稀H2SO4、稀HNO3中只有稀H2SO4含有S元素,则X溶液是稀H2SO4,故填:b。
(2)CuO与稀H2SO4反应生成CuSO4、H2O,ZnO与稀H2SO4反应生成ZnSO4、H2O,酸溶步骤后,溶液中溶质一定有CuSO4、ZnSO4,不确定是否有H2SO4。加入Zn,Zn与ZnSO4不反应,Zn与CuSO4发生置换反应生成ZnSO4、Cu,化学方程式为,Zn可与H2SO4发生置换反应生成ZnSO4、H2,化学方程式为,根据流程图,置换后没有说明是否产生H2,则一定发生的反应是。
(3)“过滤”操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等。
(4)“过滤”后滤液一定含有ZnSO4,利用滤液制备ZnSO4•7H2O,需要析出溶质,则方案是:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤并干燥。
11.(2024·江苏常州·中考真题·节选)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:
i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.溶液与Fe、Zn均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
【答案】(4)
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的
【详解】(4)脱氧剂样品中只有氧化铁为氧化物,故步骤②中氧化物发生反应为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的。
考向四 综合流程图题
12.(2024·江苏苏州·中考真题)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
I.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性;
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 (任写一条)。
(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。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是 (填操作名称)。
(4)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为 。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是 。
③待FeSO4完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是 (填化学式)。
II.制柠檬酸亚铁
(5)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+X+H2O,物质X是 (填化学式)。
②“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是 。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 。
【答案】(1)适当升高温度、搅拌等
(2)Fe3+、H+
(3)过滤
(4) 复分解反应 避免生成Fe(OH)2 Na2SO4
(5) CO2 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁
【详解】(1)“酸浸”时,充分反应可以提高铁元素的浸出率,可以适当升高温度、搅拌等;
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,即铁和铁离子反应生成亚铁离子;同时有无色气体生成,说明存在氢离子,铁和氢离子反应生成氢气,故“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是Fe3+、H+;
(3)铁粉不溶于水,除去铁粉和不溶性杂质的方法是过滤,将固体和液体分离;
(4)①该反应是两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物,属于复分解反应;
②根据信息:“FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀”,实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,避免生成Fe(OH)2;
③依据,反应后的溶液中含有硫酸钠,所以FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是Na2SO4;
(5)①依据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,反应前Fe、C、O、H原子的个数分别为1、7、10、8,反应后Fe、C、O、H原子的个数分别为1、6、8、8,则物质X是CO2;
②柠檬酸亚铁难溶于乙醇,所以“步骤2”中,加入无水乙醇可以降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出;
③铁能与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁和氢气,所以实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量。
1.(2025·江苏常州·二模)如图为模拟工业用白云石(含MgCO3、CaCO3)制备Mg(OH)2的主要流程。下列说法正确的是
A.轻烧白云石发生了化合反应 B.过滤1得到的CaCO3应并入轻烧流程
C.研磨后加热会降低气体的逸出速率 D.流程中NH3、(NH4)2SO4可循环使用
【答案】D
【详解】A、轻烧白云石时,MgCO3分解为MgO和CO2,由一种物质反应生成两种物质,是分解反应,不是化合反应,A 错误;
B、过滤 1 得到的CaCO3是杂质分离出来,轻烧是针对MgCO3,CaCO3并入轻烧流程无意义,B 错误;
C、研磨后加热,温度升高,会加快气体逸出速率,C 错误;
D、根据图像,流程中NH3、(NH4)2SO4既是反应物又是生成物,可循环使用,D 正确。
故选D。
2.(2025·江苏扬州·三模)工业上利用铁的氧化物在高温下循环裂解水制氢气的原理如图所示,说法错误的是
A.M既可能是Fe2O3,也可能是Fe3O4
B.理论上消耗6吨的碳能得到2吨氢气
C.流程中需要不断添加的物质是C和H2O
D.该制氢气过程中需要进行处理尾气
【答案】B
【详解】A、由图可知,反应①为FeO和水反应生成M和氢气,FeO得到氧形成M,则M中氧元素的质量分数增大,铁元素的质量分数减小,铁的氧化物包括氧化铁、四氧化三铁、FeO,FeO中铁元素的质量分数为:,氧化铁中铁元素的质量分数为:,四氧化三铁中铁元素的质量分数为:,故M既可能是Fe2O3,也可能是Fe3O4,不符合题意;
B、由图可知,该反应的总反应为碳和水蒸气反应生成氢气、一氧化碳和二氧化碳,考虑两种极限情况,若生成物只有CO2和氢气,则反应方程式为:,由化学方程式可知,参加反应的碳与生成氢气的质量比为:12:4=3:1,故每得到2吨H2,需要消耗碳的质量为6吨;若生成物只有CO和氢气,则反应方程式为,由化学方程式可知, 参加反应的碳与生成氢气的质量比为:12:2=6:1,每得到2吨H2,需要消耗碳的质量为12吨。实际反应中CO2和CO均存在,故得到2吨氢气,消耗碳的质量为6吨-12吨之间,符合题意;
C、由图可知,该反应中,碳和水是反应物,需要不断添加,不符合题意;
D、该制氢过程中生成了一氧化碳,一氧化碳有毒,散逸到空气中,会污染空气,故需要进行尾气处理,不符合题意。
故选B。
3.(2025·江苏镇江·二模)以电石渣[主要成分Ca(OH)2,含有MgO杂质]为原料制备硝酸钙晶体的流程如下。
(1)“浸取”时通过升高温度来提高浸取率,还能采取的措施有 (任写一种)。由“浸取”原理可知NH4Cl溶液呈 (选填“酸”、“中”或“碱”)性。
(2)“碱化”时通入过量氨气目的是:①使Mg2+完全沉淀;② 。
(3)“碳化”时发生反应的化学方程式为 。
(4)整个流程中可循环利用的物质有 。
(5)请补充由CaCO3制备Ca(NO3)2·4H2O的实验方案: ,洗涤、干燥。
【答案】(1) 将电石渣粉碎,增大接触面积 酸
(2)生成NH3·H2O,增加溶液碱性,有利于CO2吸收
(3)CO2+CaCl2+2NH3·H2O=CaCO3↓+H2O+2NH4Cl
(4)NH3和NH4Cl溶液
(5)加入硝酸,加热浓缩、冷却结晶
【详解】(1)可以将电石渣粉碎,增大接触面积,从而提高浸取率;
“浸取”原理是氯化铵溶液和电石渣反应生成氨气,从而可知氯化铵溶液呈酸性;
(2)“碱化”时通入过量氨气一方面是为了使镁离子完全沉淀,另一方面是为了生成NH3·H2O,增加溶液碱性,有利于CO2吸收 ,为碳化提供碱性环境,方便进行碳化;
(3)“碳化”时是二氧化碳和氯化钙、氨水反应生成碳酸钙沉淀、氯化铵溶液和水,化学方程式为:CO2+CaCl2+2NH3·H2O=CaCO3↓+H2O+2NH4Cl;
(4)由以上分析可知,NH3和NH4Cl既是反应物又是生成物,所以该工艺流程中循环利用的物质为NH3和NH4Cl溶液;
(5)碳酸钙和硝酸反应生成硝酸钙溶液,因为硝酸钙的溶解度随温度升高而增大,因此欲从Ca(NO3)2溶液中得到Ca(NO3)2·4H2O,可采用降温结晶的方法,故操作方法为加入硝酸,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
4.(2025·江苏徐州·三模)硬水不仅危害健康,还会带来很多麻烦。硬水受热产生水垢,水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,杂质不参与反应,实验室由水垢制取纯净氯化钙固体的流程如下:
请按要求填空:
(1)生活中常用 区别硬水和软水。
(2)写出步骤②中发生的中和反应 ;步骤③过滤操作中用到玻璃棒的作用是 。
(3)步骤④中加入适量稀盐酸的目的是 ,若盐酸过量对氯化钙固体的纯度 (选填“有”或“无”)影响。
(4)步骤⑤是利用 的方法得到氯化钙固体。
【答案】(1)肥皂水
(2) 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 引流
(3) 除去或者中和过量的氢氧化钙 无
(4)蒸发结晶
【详解】(1)区分硬软水使用肥皂水,加入肥皂水后产生大量泡沫的是软水,有大量浮渣的是硬水,故填:肥皂水;
(2)步骤①中盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,与氢氧化镁反应生成氯化镁和水,反应后溶液中含有氯化钙、氯化镁和盐酸,步骤②的作用是除去溶液中的氯化镁和盐酸,因为实验室由水垢制取纯净氯化钙固体,氯化钙中含有钙离子,故步骤②中加的碱的化学式是Ca(OH)2,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,酸和碱相互作用的反应为中和反应,故发生的中和反应为氢氧化钙与盐酸生成氯化钙和水,方程式为:;
步骤③过滤操作中用到玻璃棒,玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出;
(3)步骤②中加入的氢氧化钙是过量的,反应后过滤,得到的滤液中含有氢氧化钙,步骤④中加入适量稀盐酸的目的是除去滤液中的氢氧化钙;
盐酸是氯化氢气体的水溶液。蒸发时,氯化氢气体从水中逸出,故若盐酸过量对氯化钙固体的纯度无影响;
(4)冷却结晶不能使溶液中的氯化钙全部析出,步骤⑤是利用蒸发结晶的方法得到氯化钙固体。
5.(2025·江苏镇江·三模)以熟石灰样品[含有少量MgO杂质]为原料制备氯化钙晶体的流程如下。
(1)“浸取”时通过搅拌溶液提高浸取率,还能采取的措施有 (任写一种)。由“浸取”可知气体X化学式是 。
(2)“碱化”时通入过量氨气目的是:①使Mg2+完全沉淀;②使溶液呈碱性,有利于提高 的吸收率。
(3)“碳化”时发生反应的化学方程式为 。
(4)使用(NH4)2SO4的优点①是滤液Z可以循环利用;② 。
(5)请补充完整检验CaCO3已经洗涤实验方案: 。
【答案】(1) 将熟石灰样品粉碎 NH3
(2)二氧化碳/CO2
(3)CO2+CaCl2+2NH3·H2O=CaCO3↓+H2O+2NH4Cl
(4)生成硫酸钙微溶物,更易被除去,且不引入新杂质离子
(5)取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化过的AgNO3溶液,若无白色沉淀(AgCl)生成,则说明碳酸钙洗涤干净
【详解】(1)可以将熟石灰固体样品粉碎,增大接触面积,从而提高浸取率;
“浸取”原理是硫酸铵溶液和熟石灰反应生成氨气,化学式为NH3;
(2)“碱化”时通入过量氨气一方面是为了使镁离子完全沉淀,另一方面是为了生成NH3·H2O,增加溶液碱性,有利于CO2吸收 ,为碳化提供碱性环境,方便进行碳化;
(3)“碳化”时是二氧化碳和氯化钙、氨水反应生成碳酸钙沉淀、氯化铵溶液和水,化学方程式为:CO2+CaCl2+2NH3·H2O=CaCO3↓+H2O+2NH4Cl;
(4)硫酸铵和熟石灰反应生成硫酸钙、氨气和水,硫酸钙是微溶物,更易被除去,且不引入新杂质离子;
(5)取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化过的AgNO3溶液,若无白色沉淀(AgCl)生成,则说明碳酸钙洗涤干净。
6.(2025·江苏宿迁·三模)高纯CaO是电子工业的重要原料。一种以石灰石为原料制备高纯CaO的主要流程如下:
已知:石灰石的主要成分为碳酸钙,含少量不溶于水和酸的二氧化硅;硝酸具有挥发性,受热易分解。通常状况下,1体积水能溶解约700体积的或1体积的。
(1)“酸溶塔”中发生反应的化学方程式,属于初中化学“四大基本反应类型”中的 反应。反应时温度不宜超过70℃,其主要原因是 。
(2)可通过反应制得,制备过程中要先通入,再通入,目的是 。
(3)“反应釜”中须不断搅拌,其目的是 。
(4)滤液X中的,用作氮肥时不能与熟石灰等碱性物质混用,其原因是 。
(5)“焙烧炉”中,在1000℃时可分解得到高纯度CaO。稍冷后,取出CaO需要立即放入干燥器中,其原因是 。
【答案】(1) 复分解 防止硝酸受热分解、挥发等(合理即可)
(2)氨气易溶于水,水溶液显碱性,更易吸收CO2或氨气易溶于水,水溶液显碱性或氨气比二氧化碳更易溶于水等(合理即可)
(3)使反应更快、增大反应物接触面积、使反应物充分接触,充分反应、使加快反应速度、更充分等(合理即可)
(4)二者会反应生成氨气,降低肥效或二者反应降低肥效等(合理即可)
(5)CaO能与空气中的水蒸气反应等(合理即可)
【详解】(1)“酸溶塔” 中反应是,两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,符合复分解反应特征。已知硝酸具有挥发性,受热易分解,温度超过70∘C,硝酸挥发、分解加剧,所以控制温度不超70∘C,故填:防止硝酸受热分解、挥发等。
(2)极易溶于水,先通入NH3使溶液呈碱性,CO2在碱性溶液中更易反应 ,从而更多地吸收CO2 ,提高(NH4)2CO3产量,故填:氨气易溶于水,水溶液显碱性,更易吸收CO2(或氨气易溶于水,水溶液显碱性或氨气比二氧化碳更易溶于水等;合理即可)。
(3)不断搅拌能让(NH4)2CO3溶液与酸溶塔过来的溶液(含Ca(NO3)2 )充分接触,促进反应进行,提升反应效率和程度,故填:使反应更快(或增大反应物接触面积、使反应物充分接触,充分反应、使加快反应速度、更充分等,合理即可)。
(4)铵态氮肥(含)与碱性物质混合会发生反应生成氨气,导致氮肥中氮元素损失,肥效降低,所以不能混用,故填:二者会反应生成氨气,降低肥效或二者反应降低肥效等(合理即可)。
(5)CaO极易与水反应生成氢氧化钙,若不立即放入干燥器,会吸收空气中水分,使高纯CaO变质,纯度降低,故填:CaO能与空气中的水蒸气反应等(合理即可)。
7.(2025·江苏徐州·三模)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO,含少量Fe)制备Fe3O4的主要流程如下。
(1)“还原”时,Fe可将Fe2(SO4)3转化为FeSO4,该反应的化学方程式为 。
(2)加入H2O2,将部分FeSO4转化为Fe2(SO4)3。“氧化”时温度不宜太高,原因是 。
(3)“沉淀”时要控制NaOH的量,原因是 。
(4)“转化”时发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)防止受热分解
(3)防止NaOH与反应,从而影响产率
(4)
【详解】(1)Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4,该反应的化学方程式为:;
(2)“氧化”时温度不宜太高,是为了防止H2O2发生分解;
(3)“沉淀”时要控制NaOH的量,是为了防止NaOH与反应,从而影响产率;
(4)“转化”时氢氧化铁和硫酸亚铁反应生成四氧化三铁、硫酸和水,发生反应的化学方程式为:。
8.(2025·江苏连云港·二模)用硫酸渣吸收含氯废气来制备氯化铁晶体,不仅能解决环境污染问题,还具有较好的经济效益,其工艺流程如下:
查阅资料:①硫酸渣主要成分为SiO2、Fe2O3、FeO、CaO等;
②含氯废气主要含有HCl和Cl2
(1)浆料吸收含氯废气后pH (填“增大”“不变”或“减小”),该吸收过程中,硫酸渣发生的主要化学反应如下:
①金属氧化物与酸反应,其中Fe2O3、FeO、CaO均能与酸发生反应,有共同的产物 生成。
② 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
(2)操作I的名称是 ,滤液1中除了H+、Cl-外,还存在较多的离子是Fe3+和 (填离子符号)。
(3)硫酸渣在制作成浆料后,与含氯废气反应,经操作I可以得出SiO2的化学性质: 。
(4)根据10℃时CaSO4的溶解度为0.24g,在降低含钙量的过程中加入硫酸铁发生复分解反应,该反应的化学方程式为 。
(5)经操作Ⅲ可以从滤液2中获得FeCl3晶体,操作方法是:在酸性条件下进行 、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1) 减小 H2O/水
(2) 过滤 Ca2+
(3)SiO2不与酸反应
(4)
(5)蒸发浓缩
【详解】(1)由题干信息可知,含氯废气主要含有HCl和Cl2,氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸显酸性,故在浆料中加入含氯废气后pH减小;
①氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,氧化亚铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和水,氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,则它们有共同的产物水生成;
(2)操作I实现了固液分离,名称是过滤;
氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,氧化亚铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和水,氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,则滤液1中除了H+、Cl-外,还存在较多的离子是Fe3+和Ca2+;
(3)含氯废气中含HCl,充分反应后,过滤,可得到二氧化硅,说明二氧化硅不与酸反应;
(4)复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,则降低含钙量的过程中发生反应为硫酸铁和氯化钙反应生成硫酸钙和氯化铁,10℃时CaSO4的溶解度为0.24g,微溶于水,可形成沉淀,该反应的化学方程式为:;
(5)经操作Ⅲ可以从滤液2中获得FeCl3晶体,操作Ⅲ应该是降温结晶,则操作方法是:在酸性条件下进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
9.(2025·江苏南京·三模)某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图所示。
已知:两种物质在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃
0
20
40
60
80
NaCl溶解度/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
MgSO4溶解度/g
22.0
33.7
44.5
54.6
55.8
(1)20℃时,NaCl的溶解度为 g。
(2)“反应器”中反应的化学方程式为 。
(3)洗涤“过滤器1”产生的“滤渣”,并将洗涤滤液投入蒸发浓缩器中,可以提高硫酸镁的产率。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。
(4)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是 结晶。
(5)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是 。
【答案】(1)36.0
(2)Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O
(3)向其中滴加BaCl2溶液(或AgNO3溶液),若无沉淀生成(合理即可)
(4)降温
(5)饱和硫酸镁溶液
【详解】(1)由表格可知,20℃时,NaCl的溶解度为36.0g;
(2)反应器中是氢氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,反应的化学方程式为Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O;
(3)检验滤渣已洗净,即检验最后一次洗涤液中是否含MgSO4或NaCl,取最后一次洗涤液,滴加氯化钡溶液(检验硫酸根离子),若无白色沉淀产生(或滴加硝酸银溶液,检验氯离子,若无白色沉淀产生 ),则洗净;
(4)由溶解度表可知,硫酸镁溶解度受温度影响大,氯化钠受温度影响小,“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是降温结晶;
(5)硫酸镁晶体表面杂质为氯化钠等,为避免晶体损失,用饱和硫酸镁溶液洗涤,因饱和硫酸镁溶液不能再溶解硫酸镁,但可溶解杂质,所以最适宜的洗涤试剂是饱和硫酸镁溶液。
10.(2025·江苏无锡·二模)过氧化钙(CaO2)是白色或淡黄色粉末,是一种用途广泛的优良供氧剂。工业上用碳酸钙为原料制备过氧化钙,实验室模拟流程如图:
已知:①CaO2·8H2O不溶于水,在0℃时稳定,加热至130℃变为无水CaO2.
②CaO2与二氧化碳、水都能反应产生氧气,加热至315℃时其开始分解。
③少量的CO2会和氨水反应生成(NH4)2CO3.
(1)“酸溶”时发生的化学反应方程式为 。在这过程中,需要将溶液煮沸,其目的是 。
(2)“沉淀”时发生的反应为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O =CaO2・8H2O+2X,X的化学式为 。为控制沉淀的温度为0℃左右,该实验宜在 中进行。
(3)“过滤”时要用到玻璃棒,其作用为 。
(4)最后烘干得到过氧化钙时,适宜的温度范围为 。
【答案】(1) 降低二氧化碳的溶解度,使溶液中二氧化碳逸出
(2) 冰水
(3)引流
(4)
【详解】(1)“酸溶”时发生的反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
已知少量的会和氨水反应生成,则“酸溶”过程中,需要将溶液煮沸的目的是:降低二氧化碳的溶解度,使溶液中二氧化碳逸出;
(2)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1个钙原子、2个氯原子、24个氢原子、10个氧原子和2个氮原子,反应后有1个钙原子、10个氧原子、16个氢原子和2个X,则2个X中含有2个氯原子、8个氢原子和2个氮原子,则1个X中含有1个氯原子、4个氢原子和1个氮原子,故X的化学式为;
为控制沉淀的温度为0℃左右,该实验宜在冰水中进行;
(3)“过滤”时要用到玻璃棒,其作用为引流;
(4)已知在0℃时稳定,加热至130℃变为无水,加热至315℃时开始分解,则最后烘干得到过氧化钙时,适宜的温度范围为。
11.(2025·江苏扬州·二模)铁的化合物有 Fe3O4、K2FeO4等
Ⅰ 纳米 是一种多功能磁性材料,工业上可通过如下过程制得。
(1)Fe与盐酸反应生成FeCl2。Fe在氯气中燃烧生成FeCl3。 该反应的化学方程式为 。浅绿色 溶液在空气中易变成棕色 溶液。
(2)加入氨水时生成沉淀的化学式为 。
(3)理论上, 混合溶液中FeCl3和FeCl2的质量比为m, m= (保留1位小数),实际投料时FeCl3和 FeCl2的质量比需略小于 m的主要原因是 。
(4)纳米铁粉去除水中的化学方程式为4Fe + KNO3 +10HCl= 4FeCl2 + NH4Cl +KCl+3H2O 。研究发现,若pH偏低将会导致NO3的去除率下降,其原因是 。
Ⅱ高铁酸钾 是一种水处理剂。一种以 为原料制备 的流程如下。
(5)补充完整方程式:4Na2FeO4+10H2SO4=4Na2SO4+2Fe2(SO4)3+3 +10H2O
(6)“氧化”时的反应为
①Na2FeO4中铁元素的化合价为 。
②“氧化”过程中NaOH的加入量需大于“氧化”时理论用量的原因是 。
【答案】(1)2Fe + 3Cl2 2FeCl3
(2)Fe(OH)2、Fe(OH)3
(3) 2.6 因为Fe2+ 在空气中容易被氧化为Fe3+
(4)若pH偏低,即溶液中H+浓度较大,Fe会与H+反应生成H2,从而减少了与反应的Fe的量,导致的去除率下降
(5)O2
(6) +6 与过量的硫酸反应,从而防止生成的Na2FeO4与硫酸反应
【详解】(1)铁在氯气中燃烧生成氯化铁,化学方程式为2Fe + 3Cl2 2FeCl3。因为氯气具有强氧化性,能将铁氧化到+3价。
(2)向FeCl2和FeCl3的混合溶液中加入氨水,会发生反应生成氢氧化亚铁Fe(OH)2和氢氧化铁Fe(OH)3沉淀。
(3)Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3,从组成上看,n(Fe2+ ):n(Fe3+)=1:2。理论上, 混合溶液中FeCl3和FeCl2的质量比为m=,实际投料时FeCl3和 FeCl2的质量比需略小于 m的主要原因是因为Fe2+ 在空气中容易被氧化为Fe3+。
(4)若pH偏低,即溶液中H+浓度较大,Fe会与H+反应生成H2,从而减少了与反应的Fe的量,导致的去除率下降。
(5)根据原子守恒,反应前后原子的种类和数目不变。反应前有4个Na,4个Fe,56个O,20个H,10个S;反应后有4个Na,4个Fe,50个O,20个H,10个S,所以缺少6个O,系数为3,应为O2。
(6)①在Na2FeO4中,Na元素显+1价,O元素显-2价,设Fe元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为0,则(+1)×2+x+(-2)×4=0,解得x=+6。
②“氧化”过程中NaOH的加入量需大于“氧化”时理论用量,是酸浸加入过量的硫酸,氢氧化钠与过量的硫酸反应,从而防止生成的Na2FeO4与硫酸反应。
12.(2025·江苏盐城·三模)中国航天工业飞速发展,金属钛常被用于航空航天工业。如图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:
已知:①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁()。②钛铁浸在浓硫酸中发生反应:。
(1)中钛元素的化合价为 。
(2)反应前需将钛铁矿粉碎,其目的是 。
(3)溶液Ⅱ的主要溶质为,加热时和水发生反应,经过滤得到。已知X的溶质是一种初中化学常见的酸。写出该X的化学式 。
(4)步骤④发生的反应为,该反应属于 反应(填化学反基本反应类型),此反应需要在Ar氛围下进行,其中Ar的作用是 。
(5)若在制备过程中有20%的钛元素损失,最终获得4.8t的单质钛,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为 。
【答案】(1)+4
(2)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(3)H2SO4
(4) 置换 作保护气,防止镁和反应生成的钛高温下被氧化
(5)95%
【详解】(1)钛酸亚铁FeTiO3中铁显亚价态,故为+2价,氧元素显-2价,设钛元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:(+2)+x+(-2)×3=0,x=+4;
(2)反应前需将钛铁矿粉碎,其目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Ti、O、S、H,生成物中含H、Ti、O,故生成物中还应含S,已知X的溶质是一种初中化学常见的酸,故物质X为硫酸,化学式为H2SO4;
(4)该反应符合一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;
氩气化学性质稳定,在反应中作保护气,防止镁和反应生成的钛高温下被氧化;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,则钛铁矿中钛元素质量:,钛酸亚铁的质量:,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为:。
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专题16 工艺流程题
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
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考向
近三年考查统计
考向一 物质循环使用的流程题
2025·淮安卷第12题
2025·连云港卷第17题
2024·苏州卷第20题
2024·连云港卷第9题
2023·常州卷第20题
考向二 物质制备类的流程题
2025·泰州卷第18题
2025·无锡卷第23题
2025·苏州卷第23题
2025·南通卷第12题
2024·无锡卷第25题
2024·南京卷第19题
考向三 物质分离提纯和回收类的流程题
2025·镇江卷第27题
2025·连云港卷第14题
2024·常州卷第26题
2024·泰州卷第17题
考向四 综合流程题
2025·淮安卷第15题
2025·无锡卷第22题
2024·镇江卷第30题
考向一 物质循环使用的流程题
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)以氧化镁为载体,通过化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.a是NH3,b是HCl
B.反应过程中无须不断补充MgO
C.理论上制得36.5 g HCl,需要消耗NH4Cl的质量为107 g
D.与直接加热NH4Cl相比,该方法得到的产物更易分离
◆一句话点评:有物质循环使用的流程图题
【仿照题】 (2024·江苏泰州·中考真题)一种甲烷气体转化工艺如图所示,有利于“减污降碳”。下列说法正确的是
A.空气通过“空气反应器”后氮气含量降低
B.“燃料反应器”中,反应前后硫元素的化合价不变
C.“燃料反应器”中,生成CO2和H2O的分子个数比为1:1
D.甲烷通过该转化工艺获得的CO2有利于捕集
考向二 物质制备类的流程题
【典题1】(2025·江苏泰州·中考真题)MgO在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分,含少量)为原料制备高纯MgO的实验流程如下:
I.制备
(1)“浸取”时,加入过量稀硫酸的目的是 。
(2)“氧化”时发生的反应为。
①反应前后化合价升高的元素是 。
②为加快反应速率可适当升高温度,但温度不宜过高的原因是 。
(3)“调节pH”时,溶液中减少的阳离子有 。
Ⅱ.制备MgO
(4)①传统工艺:在1200℃时分解为MgO、和,反应的化学方程式为 。现代工艺:。对比两种工艺,现代工艺的优点有 。
②脱硫:用溶液吸收产生的。脱硫时,氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线如图所示,吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是 。
◆一句话点评:以矿石为原料制备产品
【仿照题】(2025·江苏镇江·二模)用菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制取硫酸镁晶体的流程如图:
已知:①在酸性条件下,过氧化氢溶液能将Fe2+转化成Fe3+。
②Fe3+、Mg2+形成沉淀时溶液的pH见下图:
(1)“浸取”时,发生反应的化学方程式有 (写出一种)。
(2)“浸取”时所加稀硫酸溶液不宜超量太多的原因是 。
(3)“氧化”步骤中发生反应的化学方程式是 。
(4)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH的范围是 。
(5)“一系列操作”包含 、过滤等。
(6)已知:MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%。采用热分析法测MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数。未加热前,测得镁元素质量分数大于9.76%,可能的原因是 。
【典题2】(2025·江苏宿迁·中考真题)硫酸铜在纺织、印刷等行业有广泛用途。化学实践小组查阅相关资料,提出用回收的含铜废料制备五水硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O),主要流程如下:
【资料】①含铜废料中含有的杂质既不与氧气反应,也不与酸反应。
②CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于酒精。
③在降温结晶时,如果降温过快可能会导致结晶不均匀、不规则。
④加热条件下,铜与浓硫酸反应,也可制得硫酸铜,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(1)“焙烧”时,反应的化学方程式为 。
(2)X溶液中的溶质为 (填化学式)。
(3)“一系列操作”中的部分操作是:将滤液进行 、降温结晶、过滤、酒精洗涤、低温干燥。其中,用酒精洗涤的优点是 。
(4)若要获得均匀、规则的五水硫酸铜晶体,可采取的操作方法是 。
(5)工业上制备硫酸铜,不选择铜和浓硫酸的反应,而选择流程中的方案。从绿色化学的视角考虑,流程中的方案具有的优点是 (写出一点即可)。
◆一句话点评:用金属材料废料制备盐类物质
【仿照题】(2025·江苏镇江·二模)实验室利用废镍催化剂(主要成分为Ni,还含少量Fe及铁的氧化物)制备NiCO3的实验流程如下。
(1)为加快“酸溶”的反应速率,可采取的措施有 (任写一种)。
(2)“氧化”时将溶液中的Fe2+转化为Fe3+。涉及反应的化学方程式为 。
(3)“沉镍”中分离的操作名称为 。用到的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒等。
(4)“沉镍”时发生复分解反应。证明NiCO3固体已洗净的实验方案是 。
(5)碱性条件下NiSO4会转化为Ni(OH)2沉淀。“沉镍”时不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中,其原因是 。
【典题3】(2024·江苏宿迁·中考真题)热电厂燃烧煤产生含有大量的烟气,某石膏板企业采用“碱—石灰”的方法使烟气脱硫,再生产石膏。其主要生产流程如下图所示。
(提示:①与的某些化学性质相似;②难溶于水)
(1)在实验室中,操作a使用的玻璃仪器有:烧杯和 。
(2)吸收塔内发生反应的化学方程式是 。
(3)流程中,可以循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)理论上只需不断加入 (填化学式),便可持续实现烟气的脱硫处理。
(5)氧化塔中,反应前后化合价升高的元素是 。
◆一句话点评:工业废气的处理流程
【仿照题】(2024·江苏无锡·一模)K2SO4是含硫钾肥。以硫酸工业的尾气SO2制备K2SO4的工艺流程如下:
(1)反应釜I中的反应包括:,X的化学式为 。
(2)反应釜Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。操作a的名称是 。
(3)反应釜Ⅲ:向反应釜Ⅱ所得(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,经蒸发浓缩、过滤、洗涤、干燥等操作即可制得K2SO4产品。下图为几种盐的溶解度曲线。
①反应釜Ⅲ中能生成K2SO4的原因是 。
②为提高K2SO4产品纯度,过滤时应控制反应液的温度范围为 (填序号)。
a.0~10℃ b.30~60℃ c.80~90℃
(4)上述工艺流程中可循环利用的物质是 。
(5)施用含硫钾肥会提高某些农作物的产量和质量,使其淀粉含量丰富、糖分增多。则适宜用K2SO4为钾肥的农作物是 (选填“棉花”或“葡萄”)。
考向三 物质分离提纯和回收类的流程题
【典题1】(2024·江苏连云港·中考真题)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是
A.加入H2SO4生成H2的化学方程式为
B.根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C.判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余
D.流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
◆一句话点评:金属的回收利用
【仿照题】(2025·江苏镇江·模拟预测)某工厂处理废旧电器产品粗铜回收铜和银,操作流程如图:回答下列问题:
(1)将“粗铜”粉碎后再加酸反应的目的是 。
(2)滤液1中溶质有: 。
(3)装置乙中发生反应的化学方程式为: 。
(4)经处理回收所得到银的质量 (填“>”或“=”或“<”)未处理的产品中银质量。
(5)滤液4溶液颜色是 ,装置丁中反应属于 (填基本反应类型)。
【典题2】(2025·江苏镇江·中考真题)从苦卤溶液(含、)中提纯,方案如下。
方案Ⅰ:苦卤溶液产品。
(1)步骤1加入过量溶液的目的是 。
(2)步骤2所得滤液中的溶质为、 。
(3)步骤3发生反应的化学方程式为 。
方案Ⅱ:
(4)方案Ⅱ所得产品中混有。检验的实验方案:取少量产品,加水溶解, (填操作和现象,下同),静置,向上层清液中 ,说明产品中混有。
(5)产品中混有的原因是 。
◆一句话点评:溶液中物质的提纯分离
【仿照题】(2025·江苏南京·二模)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有 (填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有 。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是 (用化学方程式表示)。
(4)“滤液3”一定是 (填化学式)的饱和溶液。
考向四 综合流程题
【典题1】(2025·江苏无锡·中考真题)以碳酸钙为原料制备过氧化钙(CaO2)的一种流程如下:
【查阅资料】CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,反应需在弱碱性环境中进行。
(1)碳酸钙与盐酸反应的化学方程式是 。碳酸钙需过量,理由是 。
(2)实验室用下图模拟制备CaO2·8H2O。打开磁力搅拌器,搅拌的作用是 。反应需在冰水浴中进行,原因是 。
(3)“步骤2”所得滤液可用作 。
(4)将21.6gCaO2·8H2O(相对分子质量为216)加热分解,固体质量随温度的变化如图所示。A点对应固体的化学式为 ;加热温度不能超过350℃,原因是 。
【仿照题】(2025·江苏苏州·二模)柠檬酸钙(相对分子质量为498)是一种常见的食品添加剂,微溶于水,能与稀盐酸发生复分解反应生成可溶于水的物质。
(1)柠檬酸钙属于 (填有机物或无机物)。
(2)每罐奶粉至少含钙4mg,需要添加柠檬酸钙的质量至少是 克。
用工业石灰烧渣(含CaCO3、CaO、SiO2)为原料制备柠檬酸钙。实验流程如下:
(3)写出酸溶时产生气体的化学方程式是 ,酸溶后过滤,滤渣的主要成分是 。
(4)用X调节溶液的pH,为不影响产品纯度还能提高产量,X可以是 。
(5)沉淀时发生的反应是复分解反应:则滤液Y的主要成分是 。
(6)有人提出,酸溶时用柠檬酸直接和烧渣反应,也可以制得柠檬酸钙。这样的方法缺点有 。
(7)下列实验方案能证明柠檬酸钙能与稀盐酸反应的是___________(填序号)。
A.取少量柠檬酸钙于烧杯中,加入稀盐酸,边滴加边搅拌至固体完全溶解,在所得溶液中滴加碳酸钠溶液,有气泡产生,继续滴加碳酸钠溶液,有沉淀生成。
B.各取0.5g柠檬酸钙于2支试管中,分别加入5mL的稀盐酸和蒸馏水,充分振荡试管,观察剩余固体的量。
考向一 物质循环使用的流程题
1.(2025·江苏连云港·中考真题)工业上生产CaCl2·2H2O的主要流程示意图如题图所示。下列说法正确的是
A.石灰石的主要成分是Ca(OH)2
B.粉碎可以增大反应物间的接触面积
C.反应器中加入的稀盐酸可用稀硫酸代替
D.流程中用于分离提纯的设备有搅拌器和过滤器
2.(2025·江苏泰州·中考真题)我国科学家利用合成葡萄糖(),该方案的反应过程如图所示,X是空气中含量第二的气体。下列说法不正确的是
A.X为
B.反应②实现无机物向有机物的转化
C.该方案合成葡萄糖理论上所需与的质量比为
D.该方案为资源化利用提供新途径
3.(2024·江苏苏州·中考真题)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,实现“零碳”排放
4.(2024·江苏常州·中考真题)从青海查尔汗盐湖提取碳酸锂()的一种流程如下。每100t盐湖卤水制得碳酸锂59.2kg(锂元素的提取率为80%~92%)。下列说法正确的是
A.该流程中石灰石的作用可以直接用生石灰来替代
B.该流程中能循环利用的物质是和
C.蒸发结晶法可将氯化锂中混有的氯化钠完全除去
D.该盐湖卤水中锂元素的质量分数最高为0.014%
考向二 物质制备类的流程题
5.(2025·江苏苏州·中考真题)以闪锌矿[主要成分,少量、(硫化镉)]为原料制备硫酸锌的流程如下:
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和。写出与高温反应的化学方程式: 。
(2)①“酸浸”时发生反应的基本类型为 。
②“酸浸”所得滤液中阳离子有、、和 (填离子符号)。
(3)“除铁”时发生反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
①除铁所得“滤渣2”的用途有 (写一种)。
②铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为 (填字母)。
A.升高降低 B.升高不变 C.不变降低 D.降低升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中浓度,计算所需锌粉质量的理论值。如图所示的是实际参加反应锌的质量与理论值之比分别为1.2和1.0时,除镉率随时间的变化。
①金属活动性: (填“>”或“<”)
②除镉率接近100%时,的原因是 。
6.(2024·江苏无锡·中考真题)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)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: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有① ;② 。
7.(2024·江苏南通·中考真题)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MgCO3。实验过程如下:
已知:①在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀。
(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 (写一条)。
(3)“调pH”时,需控制溶液pH为 。
(4)“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液 b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
8.(2025·江苏南通·中考真题)以锌灰(主要成分为ZnO,含少量FeO、MnO、CuO)为原料制备ZnCl2的工艺流程如下(“----►”表示部分过程略去):
(1)“浸取”时,ZnO与盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”反应之一为3MnCl2+2KMnO4+2H2O=2KCl+5MnO2↓+4HCl。
①“氧化”时化合价升高的金属元素为 (用元素符号表示)。
②若“氧化”时使用H2O2“滤渣1”仍为Fe(OH)3和MnO2,但工业生产时仍不选择H2O2,其原因是 。
(3)实验室进行“过滤”操作时,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(4)“置换”时,加入过量Zn粉的目的是 。
(5)工业生产中若锌灰质量一定,为提高ZnCl2的产量,可采取的措施为 。
9.(2024·江苏无锡·中考真题)以黄铜废料为原料制备石绿[Cu2(OH)2CO3]的一种流程如下:
【查阅资料】
①黄铜废料中含铜84%~86%,含锌14%~16%,杂质总量≤0.3%。
②59℃时,向5%的碳酸钠溶液中加入8%的硫酸铜溶液,可制得产率较高的石绿固体。
(1)“预处理”包括粉碎、酸浸等过程。“粉碎”的目的是 。使用稀硫酸酸浸的目的是 。
(2)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: 。
(3)步骤2获得的溶液中含有的阳离子有Cu2+和 (填离子符号)。
(4)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度过高会发生如下反应:,R的化学式为 。
(5)本实验中,提高石绿产率采取的措施有① ;② 。
考向三 物质分离提纯和回收类的流程题
10.(2024·江苏镇江·中考真题)一种用炼铜烟灰(主要含CuO、ZnO)制备Cu和ZnSO4•7H2O的流程如图。
(1)溶液X应选用 (选填序号)。
a.稀HCl b.稀H2SO4 c.稀HNO3
(2)“置换”发生反应的化学方程式为 。
(3)“过滤”操作用到的玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒等。
(4)“过滤”后滤液制备ZnSO4•7H2O晶体的实验方案:将滤液 (填操作名称),过滤,洗涤并干燥。
11.(2024·江苏常州·中考真题·节选)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
资料卡:
i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.溶液与Fe、Zn均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
考向四 综合流程图题
12.(2024·江苏苏州·中考真题)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
I.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性;
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 (任写一条)。
(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。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是 (填操作名称)。
(4)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为 。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是 。
③待FeSO4完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是 (填化学式)。
II.制柠檬酸亚铁
(5)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+X+H2O,物质X是 (填化学式)。
②“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是 。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 。
1.(2025·江苏常州·二模)如图为模拟工业用白云石(含MgCO3、CaCO3)制备Mg(OH)2的主要流程。下列说法正确的是
A.轻烧白云石发生了化合反应 B.过滤1得到的CaCO3应并入轻烧流程
C.研磨后加热会降低气体的逸出速率 D.流程中NH3、(NH4)2SO4可循环使用
2.(2025·江苏扬州·三模)工业上利用铁的氧化物在高温下循环裂解水制氢气的原理如图所示,说法错误的是
A.M既可能是Fe2O3,也可能是Fe3O4
B.理论上消耗6吨的碳能得到2吨氢气
C.流程中需要不断添加的物质是C和H2O
D.该制氢气过程中需要进行处理尾气
3.(2025·江苏镇江·二模)以电石渣[主要成分Ca(OH)2,含有MgO杂质]为原料制备硝酸钙晶体的流程如下。
(1)“浸取”时通过升高温度来提高浸取率,还能采取的措施有 (任写一种)。由“浸取”原理可知NH4Cl溶液呈 (选填“酸”、“中”或“碱”)性。
(2)“碱化”时通入过量氨气目的是:①使Mg2+完全沉淀;② 。
(3)“碳化”时发生反应的化学方程式为 。
(4)整个流程中可循环利用的物质有 。
(5)请补充由CaCO3制备Ca(NO3)2·4H2O的实验方案: ,洗涤、干燥。
4.(2025·江苏徐州·三模)硬水不仅危害健康,还会带来很多麻烦。硬水受热产生水垢,水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,杂质不参与反应,实验室由水垢制取纯净氯化钙固体的流程如下:
请按要求填空:
(1)生活中常用 区别硬水和软水。
(2)写出步骤②中发生的中和反应 ;步骤③过滤操作中用到玻璃棒的作用是 。
(3)步骤④中加入适量稀盐酸的目的是 ,若盐酸过量对氯化钙固体的纯度 (选填“有”或“无”)影响。
(4)步骤⑤是利用 的方法得到氯化钙固体。
5.(2025·江苏镇江·三模)以熟石灰样品[含有少量MgO杂质]为原料制备氯化钙晶体的流程如下。
(1)“浸取”时通过搅拌溶液提高浸取率,还能采取的措施有 (任写一种)。由“浸取”可知气体X化学式是 。
(2)“碱化”时通入过量氨气目的是:①使Mg2+完全沉淀;②使溶液呈碱性,有利于提高 的吸收率。
(3)“碳化”时发生反应的化学方程式为 。
(4)使用(NH4)2SO4的优点①是滤液Z可以循环利用;② 。
(5)请补充完整检验CaCO3已经洗涤实验方案: 。
6.(2025·江苏宿迁·三模)高纯CaO是电子工业的重要原料。一种以石灰石为原料制备高纯CaO的主要流程如下:
已知:石灰石的主要成分为碳酸钙,含少量不溶于水和酸的二氧化硅;硝酸具有挥发性,受热易分解。通常状况下,1体积水能溶解约700体积的或1体积的。
(1)“酸溶塔”中发生反应的化学方程式,属于初中化学“四大基本反应类型”中的 反应。反应时温度不宜超过70℃,其主要原因是 。
(2)可通过反应制得,制备过程中要先通入,再通入,目的是 。
(3)“反应釜”中须不断搅拌,其目的是 。
(4)滤液X中的,用作氮肥时不能与熟石灰等碱性物质混用,其原因是 。
(5)“焙烧炉”中,在1000℃时可分解得到高纯度CaO。稍冷后,取出CaO需要立即放入干燥器中,其原因是 。
7.(2025·江苏徐州·三模)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO,含少量Fe)制备Fe3O4的主要流程如下。
(1)“还原”时,Fe可将Fe2(SO4)3转化为FeSO4,该反应的化学方程式为 。
(2)加入H2O2,将部分FeSO4转化为Fe2(SO4)3。“氧化”时温度不宜太高,原因是 。
(3)“沉淀”时要控制NaOH的量,原因是 。
(4)“转化”时发生反应的化学方程式为 。
8.(2025·江苏连云港·二模)用硫酸渣吸收含氯废气来制备氯化铁晶体,不仅能解决环境污染问题,还具有较好的经济效益,其工艺流程如下:
查阅资料:①硫酸渣主要成分为SiO2、Fe2O3、FeO、CaO等;
②含氯废气主要含有HCl和Cl2
(1)浆料吸收含氯废气后pH (填“增大”“不变”或“减小”),该吸收过程中,硫酸渣发生的主要化学反应如下:
①金属氧化物与酸反应,其中Fe2O3、FeO、CaO均能与酸发生反应,有共同的产物 生成。
② 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
(2)操作I的名称是 ,滤液1中除了H+、Cl-外,还存在较多的离子是Fe3+和 (填离子符号)。
(3)硫酸渣在制作成浆料后,与含氯废气反应,经操作I可以得出SiO2的化学性质: 。
(4)根据10℃时CaSO4的溶解度为0.24g,在降低含钙量的过程中加入硫酸铁发生复分解反应,该反应的化学方程式为 。
(5)经操作Ⅲ可以从滤液2中获得FeCl3晶体,操作方法是:在酸性条件下进行 、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
9.(2025·江苏南京·三模)某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图所示。
已知:两种物质在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃
0
20
40
60
80
NaCl溶解度/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
MgSO4溶解度/g
22.0
33.7
44.5
54.6
55.8
(1)20℃时,NaCl的溶解度为 g。
(2)“反应器”中反应的化学方程式为 。
(3)洗涤“过滤器1”产生的“滤渣”,并将洗涤滤液投入蒸发浓缩器中,可以提高硫酸镁的产率。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。
(4)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是 结晶。
(5)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是 。
10.(2025·江苏无锡·二模)过氧化钙(CaO2)是白色或淡黄色粉末,是一种用途广泛的优良供氧剂。工业上用碳酸钙为原料制备过氧化钙,实验室模拟流程如图:
已知:①CaO2·8H2O不溶于水,在0℃时稳定,加热至130℃变为无水CaO2.
②CaO2与二氧化碳、水都能反应产生氧气,加热至315℃时其开始分解。
③少量的CO2会和氨水反应生成(NH4)2CO3.
(1)“酸溶”时发生的化学反应方程式为 。在这过程中,需要将溶液煮沸,其目的是 。
(2)“沉淀”时发生的反应为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O =CaO2・8H2O+2X,X的化学式为 。为控制沉淀的温度为0℃左右,该实验宜在 中进行。
(3)“过滤”时要用到玻璃棒,其作用为 。
(4)最后烘干得到过氧化钙时,适宜的温度范围为 。
11.(2025·江苏扬州·二模)铁的化合物有 Fe3O4、K2FeO4等
Ⅰ 纳米 是一种多功能磁性材料,工业上可通过如下过程制得。
(1)Fe与盐酸反应生成FeCl2。Fe在氯气中燃烧生成FeCl3。 该反应的化学方程式为 。浅绿色 溶液在空气中易变成棕色 溶液。
(2)加入氨水时生成沉淀的化学式为 。
(3)理论上, 混合溶液中FeCl3和FeCl2的质量比为m, m= (保留1位小数),实际投料时FeCl3和 FeCl2的质量比需略小于 m的主要原因是 。
(4)纳米铁粉去除水中的化学方程式为4Fe + KNO3 +10HCl= 4FeCl2 + NH4Cl +KCl+3H2O 。研究发现,若pH偏低将会导致NO3的去除率下降,其原因是 。
Ⅱ高铁酸钾 是一种水处理剂。一种以 为原料制备 的流程如下。
(5)补充完整方程式:4Na2FeO4+10H2SO4=4Na2SO4+2Fe2(SO4)3+3 +10H2O
(6)“氧化”时的反应为
①Na2FeO4中铁元素的化合价为 。
②“氧化”过程中NaOH的加入量需大于“氧化”时理论用量的原因是 。
12.(2025·江苏盐城·三模)中国航天工业飞速发展,金属钛常被用于航空航天工业。如图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:
已知:①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁()。②钛铁浸在浓硫酸中发生反应:。
(1)中钛元素的化合价为 。
(2)反应前需将钛铁矿粉碎,其目的是 。
(3)溶液Ⅱ的主要溶质为,加热时和水发生反应,经过滤得到。已知X的溶质是一种初中化学常见的酸。写出该X的化学式 。
(4)步骤④发生的反应为,该反应属于 反应(填化学反基本反应类型),此反应需要在Ar氛围下进行,其中Ar的作用是 。
(5)若在制备过程中有20%的钛元素损失,最终获得4.8t的单质钛,则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为 。
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