内容正文:
专题三 工艺流程题
1.(2024·青岛胶州一模)废旧手机中含有贵金属金(Au),回收金的简略流程图如下,下列说法错误的是( )。
A.粉碎可以增大反应物的接触面积,加快反应速率
B.滤液a中的阳离子是Fe2+和Zn2+
C.在滤液b中加入过量的氢氧化钠溶液,会产生蓝色沉淀
D.根据上述过程可验证出,Fe、Zn、Au三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Au
2.(2025·河南驻马店三模)化学吸收法捕集CO2有助于实现碳中和。下图是通过吸收工业废气中的CO2制备甲醇(CH3OH)的主要工艺流程。下列说法错误的是( )。
A.吸收塔中用喷淋的方式注入试剂可以增大反应物间的接触面积
B.合成塔中参加反应的CO2和H2的分子个数比为1∶1
C.整个流程中氨气可以循环利用
D.该工艺流程实现了无机物向有机物的转化
3.2025年是侯德榜《纯碱制造》一书出版93周年。侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨气(NH3)为原料制备纯碱,主要流程如图:
晶浆中主要成分为NaHCO3固体以及含有NaCl、NH4Cl的液体;母液主要成分为NaCl、NH4Cl。下列说法不正确的是( )。
A.溶解池中NaCl溶于水时需适度搅拌
B.碳化塔中应先通入CO2,再通入NH3
C.分离器中得到NaHCO3的操作是过滤
D.流程中可循环利用的物质为CO2、H2O
4.(2024·安徽)碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质,一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式为 。
(2)步骤②操作a的名称是 。
(3)步骤③中加入草酸钠,其中草酸根(C2O2-4)的化合价是-2,则草酸钠的化学式为 。
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li2CO3的反应类型是 。
(5)该工艺中用到的氧化物有 (写一种即可,填化学式)。
5.(2025·青岛自主招生)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)、Ag和Cu。
已知:
①浓硝酸不能单独将Au溶解。
②HAuCl4═H++AuCl-4。
(1)酸溶后经 操作,将混合物分离。
(2)浓、稀硝酸均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,稀硝酸对应生成一氧化氮,浓硝酸对应生成二氧化氮,写出消耗HNO3物质的量多的反应的化学方程式:
。
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
Au+ NaCl+ HNO3═HAuCl4+ + + NaNO3
②关于溶金的下列说法正确的是 (填字母)。
A.用到了HNO3的氧化性
B.流程中生成的HAuCl4属于一元强酸
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
D.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
(4)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
试剂1是 ,试剂2是 。
6.(2024·安徽)我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法,开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl。室温(20 ℃)下,某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。
已知:
①20 ℃时,几种盐的溶解度如表:
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/g
36.0
9.6
37.2
②氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)为配制饱和食盐水,应向100 g水中至少加入 g NaCl固体。
(2)仪器a的名称是 ,装置D的作用是 。
(3)装置A制取的CO2中会混有HCl,用饱和碳酸氢钠溶液吸收HCl的化学方程式为 。
(4)为使CO2在装置C中能被充分吸收,可采取的措施是 。
充分反应后,装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因,兴趣小组继续开展探究。
查阅资料:一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。
(5)装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl,原因是 。
(6)装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐,使NH4Cl结晶析出,析出晶体的原因是 。
7.(2023·山东济宁)某工厂的金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,为回收铜和金并得到氧化铁。工作人员设计了如图所示的工艺流程。
请回答:
(1)滤液A的溶质为 (写化学式)。
(2)固体A与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式: 。
(3)操作1和操作2为同一操作,两操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。
(4)往滤液B中加入的物质X是 。
8.早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取KOH以漂洗丝帛的工艺,大意是先将干燥的木头烧成灰(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,请回答有关问题。
(1)操作①②的名称是 。
(2)实验室里进行操作②、操作③均用到的玻璃仪器是 。
(3)“制浆”中发生主要反应的化学方程式是 ,其基本反应类型是 。
(4)流程中可循环使用的物质是 、 (填物质名称)。
9.根据要求完成下列各题。
(1)化学用语是学习化学的重要工具,是国际通用的化学语言。用化学用语填空:
①氦气: ;
②2个氮原子: ;
③硫酸根离子: ;
④3Mg2+表示: 。
(2)粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物,通常含有较多的氧化铝(Al2O3)。从粉煤灰中提取氧化铝能变废为宝,如图是一种常用的提取方法的工艺流程:
①操作a的名称是 。
②“酸浸”中使用的酸是 。
③“加热”过程发生反应的化学方程式为 。
10.(2025·青岛一模)某工厂的废气中含有N2、NO、CO、CO2、SO2及粉尘,可用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)和石灰浆(主要成分氢氧化钙)处理该废气,其流程如图(假设流程中每一步均完全反应)。
【查阅资料】SO2的化学性质与CO2相似,CaSO3不溶于水。
(1)除尘器是利用带孔的滤筒除去悬浮在气体中的浮尘,该操作与 (填操作名称)的原理类似。
(2)工厂废气经过以上处理,可有效减少空气污染。其中,通过沸腾炉可将 除去,发生的化学方程式为
。
(3)沉淀室中加入石灰浆的目的是
。
(4)吸收塔中,将石灰浆从顶端喷淋注入而不是直接倒入的原因是
,
预测吸收塔产物的一条用途是 。
11.(2022·青岛)海水是一种重要的自然资源,以下是对海水资源的部分利用。
(一)粗盐精制
(1)从海水制取的粗盐中通常含有泥沙等难溶性杂质和Ca2+、Mg2+、SO2-4等可溶性杂质离子。为除去上述难溶性杂质和可溶性杂质离子,可将粗盐溶解并依次加入:过量的 (只填一种试剂)、过量的碳酸钠溶液,然后过滤,再向滤液中加适量的稀盐酸。
(二)海水制镁
海水母液氢氧化镁氯化镁镁
(2)海水制镁的工艺流程如上图,其中发生的中和反应的化学方程式为
。
(3)步骤①中选择向母液中加入石灰乳,而不是向海水中直接加入,原因是
。
(三)海水制碱
如图是海水“制碱”的部分简单流程。
(4)制氨盐水的过程中要先通入氨气,再通入二氧化碳,如果反过来,二氧化碳的吸收率会降低,这是因为
。
(5)向滤出碳酸氢钠晶体后的溶液中加入熟石灰,可以回收 以循环使用。
12.(2024·江苏连云港)CO2的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集CO2是目前很有前景的技术之一。
(1)制备CaO。以蛋壳(主要成分为CaCO3,还有少量有机物等杂质)为原料可采用两种方法制备CaO:
方法一:将蛋壳粉碎后,800 ℃煅烧,得到CaO。
方法二:将蛋壳粉碎后,用醋酸(CH3COOH)将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙[Ca(CH3COO)2]后,800 ℃煅烧,得到CaO。
已知:
a.醋酸钙在空气中800 ℃煅烧时,发生反应的化学方程式为Ca(CH3COO)2+4O2CaO+4CO2+3H2O
b.制得的CaO固体越疏松多孔,捕集CO2的效果越好。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有 (填字母)。
a.蛋白质 b.糖类 c.油脂
②含有Ca2+的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应,说法正确的是 (填字母)。
a.CaCO3和Ca(CH3COO)2均属于钙盐
b.无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c.醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有CO2气体生成
③研究表明:方法二制得的CaO捕集CO2的效果比方法一的更好,原因是 。
(2)捕集CO2。640 ℃时CaO能与CO2反应生成CaCO3,固定封存CO2。28 g CaO最多能捕集CO2的质量是多少?(写出计算过程)
(3)CO2的资源化利用。光照条件下,将捕集的CO2催化转化为高价值燃料的反应过程如下图所示。该转化过程分两步进行:
第一步:光照时,H2在催化剂表面失去e-转化为H+。
第二步:CO2在催化剂表面获得不同数目的e-和H+,分别转化为甲、乙、丙等含一个碳原子的分子。
①图中产物甲的化学式为 。
②已知生成1个乙分子时有2e-参加反应,则生成一个丙分子时,需要有 e-参加反应。
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专题三 工艺流程题
提分要点
1.(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分 (2)高温分解或在高温下与氧气等反应 (3)控制溶液的酸碱性,使其中的某些离子形成气体、水或沉淀 (4)过滤 (5)结晶
2.(2)除去某过量物质或反应副产物 (3)稀有气体、氮气等性质稳定,可以用作保护气,隔绝空气,防止生成物被氧化
考点精练
1.BD 2.B 3.B
4.(1)CaO+H2O═Ca(OH)2 (2)过滤 (3)Na2C2O4
(4)复分解反应 (5)CaO(或H2O)
5.(1)过滤 (2)Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (3)①4、5、2H2O、NO↑、4 ②AC
(4)NaCl溶液 盐酸
6.(1)36.0 (2)试管 产生氨气,防止倒吸 (3)NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ (4)先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞 (5)室温下,生成的NaHCO3的溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出 (6)增大Cl-浓度,生成更多氯化铵,所以氯化铵结晶析出
7.(1)FeSO4 (2)CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
(3)漏斗 (4)铁
8.(1)过滤 (2)玻璃棒 (3)CaO+H2O═Ca(OH)2
化合反应 (4)碳酸钙 水
9.(1)①He ②2N ③SO2-4 ④三个镁离子
(2)①过滤 ②硫酸 ③2Al(OH)3≜Al2O3+3H2O
10.(1)过滤 (2)CO Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)除去废气中的CO2、SO2
(4)增大反应物接触面积,使反应更充分 作氮肥(合理即可)
11.(1)氢氧化钡溶液 (2)2HCl+Mg(OH)2═MgCl2+2H2O (3)母液中氯化镁的浓度高 (4)氨气极易溶于水,且氨气溶于水形成碱性溶液,更易吸收二氧化碳 (5)氨气(或NH3)
12.(1)①a ②ac ③获得等量CaO固体,方法二产生的气体比方法一的多,使生成的CaO更疏松多孔
(2)解:设28 g CaO最多能捕集CO2的质量为x。
CaO+CO2CaCO3
56 44
28 g x
= x=22 g
答:28 g CaO最多能捕集22 g CO2。
(3)①CH4 ②6
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