内容正文:
溶解度在工业生产中的应用
1.水和溶液与人类的生活息息相关。
(1)天然水净化的主要步骤如图所示。
①步骤Ⅰ的目的是 。步骤Ⅱ中可使用 吸附水中的色素和异味。
②净化后的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)不同温度下,硝酸钾在水中的溶解度如表所示。
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
13.3
31.6
63.9
110
169
①由表可知,硝酸钾的溶解度随温度升高而 。
②20℃,硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数是 (列出计算式即可)。
③60℃时,将硝酸钾饱和溶液变为不饱和溶液,可采取的方法是 。
④80℃的硝酸钾饱和溶液269g降温到60℃,析出晶体的质量是 g。
2.海洋资源的综合利用。
(1)海洋占地球表面的71%,海洋中的元素含量如表所示。据表能从海洋中获取的一种物质是 (填化学式)。
元素
含量
O
85.8%
H
10.7%
Cl
2.0%
Na、Mg等
1.5%
(2)谢和平院士团队开创了海水无淡化直接电解制氢技术。海水可导电,其原因是海水中存在 (填标号)。
A.分子
B.原子
C.自由移动的离子
(3)45℃时,恒温蒸发某氯化钠溶液来模拟海水晒盐的过程,恒温蒸发过程溶液中溶质的质量与蒸发水的质量关系如图。
①恒温蒸发前的氯化钠溶液为 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
②已知:45℃时氯化钠的溶解度为36.8g。由图中数据分析计算,x= 。
(4)从海带中提取碘(I2)过程中涉及的反应之一为:碘化钠(NaI)与氯气Cl2)反应生成氯化钠和碘,该反应的化学方程式为 ,属于 (填基本反应类型)反应。
3.水是生命之源。
(1)水的净化
①我国新版《生活饮用水标准》于2023年4月1日正式实施,某水样检测出含氮、磷等,这里的氮、磷是指 (填标号)。
A.单质
B.分子
C.原子
D.元素
②二氧化氯(ClO2)是一种消毒剂,能对饮用水消毒,可以有效杀灭病毒。将Cl2通入NaClO溶液中可制得ClO2和生活中常见的盐,反应的化学方程式为:Cl2+2NaClO2=2X+2ClO2,其中X的化学式为 ,NaClO2中Cl元素的化合价为 。
③明矾是一种常用的絮凝剂,硫酸铝和硫酸钾是制备明矾的原料。两种物质的溶解度如下图所示。其中,溶解度受温度影响较小的物质是 ,除去硫酸铝中少量的硫酸钾,可以采用 (填“蒸发结晶”或“冷却结晶”)的方法。
(2)水的转化
如上图所示,箭头指向一步实现的物质转化方向,a、b、c、d分别为不同类型的四种化学反应。
①物质A为氢气,则反应b (填“是”或“不是”)分解反应。
②物质B为熟石灰。则反应c的化学方程式为 。
4.我国近代化学工业的奠基人之一侯德榜发明的“侯氏制碱法”,将制碱技术发展到了一个新的水平,实验室模拟侯氏制碱反应为NaCl+NH3•H2O+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl。
(1)侯氏制碱的主要产品是Na2CO3,其俗名是 。
(2)甲装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)甲装置可以制取氧气,将二氧化锰粉末装进锥形瓶的操作是 。分液漏斗装的药品是 。
(4)乙为几种常见的盐的溶解度曲线,室温下该过程能析出的NaHCO3晶体的原因是 。
(5)常温下,配制20%的Na2CO3溶液100g,需要Na2CO3 g;若将此溶液稀释5倍,需要加水 g。
5.海水是宝贵的自然资源,从海水中提取食盐的主要过程如图。
(1)蒸发池中,水蒸发属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)除去粗盐中难溶性杂质得到食盐的正确操作顺序是 (填标号)。
A.过滤
B.溶解
C.蒸发
(4)下表为海水中部分物质的含量,氯化钠溶解度如图所示。
物质
100g海水所含各物质质量(g)
水
95.6
氯化钠
3.6
硫酸钠
0.2
……
①该海水中氯化钠的质量分数为 。
②20℃时100g该海水,当水的蒸发量大于 时,开始析出氯化钠。
(5)用BaCl2溶液除去氯化钠中的硫酸钠,发生反应的化学方程式为 。
6.如图1为我国古代“布灰种盐”生产海盐的部分场景,其过程为“烧草为灰,布在滩场,然后以海水渍之,侯晒结浮白,扫而复淋”。
(1)“晒结浮白”是指海水浸渍的草灰经日晒后出现白色海盐颗粒的过程,化学上称之为 。
(2)经过多次“扫而复淋”,提高卤水浓度获得“上等卤水”,用于煎炼海盐。上等卤水中含有MgCl2、KCl和MgSO4等物质,如图2是它们的溶解度曲线。
①下列有关说法中正确的是 。
A.MgCl2属于可溶性物质
B.20℃时,MgSO4的溶质质量分数小于MgCl2
C.将t℃时KCl和MgSO4的饱和溶液都降温到20℃,MgSO4溶液析出的晶体多
D.90℃时,将40gMgCl2加入50g水中,可得到85g溶液
E.90℃时,将等质量的MgCl2、KCl饱和溶液降低温度到t℃时,MgCl2溶液中溶剂质量更大
②现有一瓶t℃时的硫酸镁不饱和溶液,若要使其变成饱和溶液,要求保持溶液的质量不变,可采取的方法是 (答一条即可)。
③从燃料利用角度分析,用获得的“上等卤水”而不直接用海水煎炼海盐的原因是 。
(3)生活中常用30%MgCl2溶液来点豆腐,若把100g该溶液稀释为10%的MgCl2溶液,加入水的质量为 。
7.小麦是一种经济价值较高的农作物。
Ⅰ.小麦选种
(1)农业生产上,常用质量分数为16%的氯化钠溶液进行选种。现要配制100kg这种溶液,需要氯化钠 kg。
Ⅱ.小麦加工
某同学用小麦面粉、发酵粉(主要成分碳酸氢钠)、红心火龙果汁制作紫红色花卷。120℃蒸20min,花卷变为黄色。
已知:碳酸氢钠受热易分解生成二氧化碳、碳酸钠和水。
(2)为了探究花卷变为黄色的原因。
查阅资料:不同pH,火龙果汁变色情况见下表。
pH=11﹣13
pH=9﹣10
pH=5﹣8
pH=1﹣4
黄
紫
紫红
粉
①火龙果汁 (填“能”或“不能”)作酸碱指示剂。
②花卷变黄的原因 。
Ⅲ.小麦秸秆的利用
秸秆经粉碎、压缩处理后,焚烧发电,灰烬可作钾肥。
(3)秸秆焚烧发电过程中,其能量转化形式为 能转化为电能。
(4)秸秆焚烧后的灰烬中主要有碳酸钾、硫酸钾等。提取灰烬中钾盐的部分流程和相关物质的溶解度曲线如图所示:
①浸洗时更适宜选用 (填“20℃的冷水”或“60℃的热水”)。
②母液中所含的溶质有 。
③结合溶解度曲线分析,通过蒸发结晶先得到K2SO4的原因 。
(5)我国古代劳动人民在灰烬中加入熟石灰制取KOH来漂洗丝帛,该反应化学方程式为 。
8.碳酸锶(SrCO3)广泛应用于生产锶铁氧体磁性材料,以粗碳酸锶(含杂质BaCO3、MgCO3、CaCO3等)和焦炭为原料制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
资料:i.不溶或微溶性碳酸盐煅烧时可分解生成金属氧化物和二氧化碳。
ⅱ某些金属氧化物与水发生化合反应的条件是生成物为可溶性或微溶性碱。
ⅲ可能用到的某些物质的溶解度见下表:(g/100g水)
温度/℃
20
40
60
80
100
Sr(OH)2
0.81
1.77
3.68
8.30
27.9
Ca(OH)2
0.173
0.141
0.121
0.094
0.076
(1)粉碎粗菱锶的目的是 。
(2)“煅烧”粗碳酸锶时,碳酸锶发生分解反应的化学方程式 。
(3)“浸取”中通常用100℃热水浸取而不用冷水的原因是 。
(4)滤渣1含有焦炭、氢氧化钙和 (写化学式)。
(5)最终得到高纯度的碳酸锶晶体需要经过一系列操作:过滤、洗涤、 等步骤。
9.食盐是人类生存的必需品,盐在自然界中无处不在。人们很早就发现,从海里,盐湖里、盐井里和盐矿里,都能够开采出食盐。
(1)《汉代古火井碑序》记载:“诸葛丞相躬莅视察,改进技法,刳斑竹以导气(气指沼气),引井火以煮盐”,请写出文中涉及到的化学反应的化学方程式: 。
(2)通过晾晒海水可以得到粗盐和卤水,如图为海水提取粗盐的过程,在结晶池中温度恒定,析出粗盐后,母液中氯化钠的溶质质量分数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度如表所示。请根据下表回答:
温度/℃
20
30
40
50
60
70
80
溶解度/g
NaCl
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
37.8
38.4
KNO3
31.6
45.5
63.9
85.5
110
138
169
①60℃将100gKNO3溶解在100g水中,然后降温到40℃,降温后析出固体的质量是 g。
②KNO3和NaCl溶解度相等的温度范围是 。
③如图所示,要使试管中有晶体析出,加入的试剂A是 。
A.生石灰 B.氢氧化钠固体 C.硝酸铵固体 D.氯化钠固体
10.我国化学家侯德榜先生创立的联合制碱法,将碱厂与氨厂联合,既提高效益又减少污染,促进了世界制碱工业的发展。联合制碱法的模拟流程如图一所示。
三种盐的溶解度随温度变化的曲线如图二所示。吸氨碳化塔中温度控制在30℃∼35℃,其中主要发生的反应是 NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl。
(1)氨厂的原料N2来自空气。分离液态空气是利用空气中各成分的 不同。
(2)通常状况下,NH3的溶解度远大于CO2的溶解度。为了提高产率,吸氨碳化塔中应该先通入的是 (填“NH3”或“CO2”)。
(3)加热NaHCO3制得纯碱的化学方程式是 。
(4)结合图二分析,吸氨碳化塔中析出NaHCO3固体的主要原因是 (填序号)。
①溶剂质量减少
②NaHCO3难溶于水
③30℃∼35℃时,NaCl、NaHCO3、NH4Cl的溶解度相比较,NaHCO3的溶解度最小,易达到饱和而析出
(5)氨厂生产的NH3溶于水后得到的氨水可以作 肥(填化肥类别)。
参考答案
1.(1)①除去不溶性杂质 活性炭 ②混合物
(2)①增大 ②100% ③升高温度或增加溶剂 ④59
2.(1)NaCl(合理即可)
(2)C
(3)①不饱和
②9.2
(4)2NaI+Cl2===2NaCl+I2 置换
3.(1)①D
②NaCl +3
③K2SO4 冷却结晶
(2)①不是
②CaO+H2O===Ca(OH)2
4.(1)纯碱或苏打
(2)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(3)将锥形瓶倾斜,用药匙取二氧化锰粉末,将药匙慢慢送入锥形瓶中,将锥形瓶立起来。过氧化氢溶液
(4)碳酸氢钠的溶解度随温度的降低而降低,且室温下碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠、氯化铵、氯化钠小很多
(5)20 400
5.(1)物理
(2)饱和
(3)BAC
(4)①3.6%
②85.6g
(5)BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl
6.(1)蒸发结晶
(2)①D
②加入硫酸镁固体或降温或升温或恒温蒸发溶剂等
③生产等量的海盐,后者消耗燃料更多
(3)200g
7.(1)16
(2)①不能 ②发酵粉中的NaHCO3变热时分解成CO2、Na2CO3、H2O,而Na2CO3的水溶液显碱性,若pH在11~13之间,能使火龙果汁变为黄色
(3)化学
(4)①60℃的热水 ②K2CO3、K2SO4 ③K2SO4的溶解度受温度影响较小
(5)K2CO3+Ca(OH) 2===CaCO3↓+2KOH
8.(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
(2)SrCO3SrO+CO2↑
(3)增大氢氧化锶的溶解度,使氢氧化钙析出
(4)MgO
(5)干燥
9.(1)CH4+2O2CO2+2H2O
(2)不变
(3)①36.1
②20℃~30℃
③C
10.(1)沸点
(2)NH3
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(4)③
(5)氮
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