内容正文:
物质的转化流程
类型1 常规框图型
1.过氧化钙(CaO2)是一种白色固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。已知CaO2在315℃时开始分解生成CaO和O2,400℃以上完全分解。某工厂生产过氧化钙的流程如下:
(1)步骤1需要不断搅拌,目的是 。
(2)步骤2分离固体和残液的操作名称是 。
(3)“系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等。干燥时温度应该控制在 315℃(填“大于”或“小于”)。写出过氧化钙受热分解的化学方程式 。
(4)该流程中可循环使用物质是 。
2.某兴趣小组利用浓缩卤水(含NaCl、LiCl和少量MgCl2、CaCl2),设计以下流程通过制备Li2CO3来提取金属锂。Li2CO3的溶解度曲线如下图所示:
(1)“沉淀池Ⅰ”中,加入适量石灰乳[Ca(OH)2]可除去MgCl2,生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,该反应的化学方程式为 。
(2)“沉淀池Ⅱ”中,加入适量Li2CO3可除去 。
(3)a点对应的溶液中Li2CO3的质量分数为 (仅列出计算式)。
(4)“操作A”依次为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤。
①结合Li2CO3的溶解度曲线分析,“趁热”过滤的目的是 ;
②简述实验室中过滤操作的注意事项是 (写1点)。
3.利用人造岗石废渣制备石膏粉,实现资源回收。人造岗石废渣的主要成分是CaCO3(含MgO、Fe2O3等杂质),制备石膏粉(主要成分CaSO4)的主要流程如下:
(1)为提高酸浸速率,除研磨外,还可以采取的措施有 (写一个)。
(2)写出MgO在酸浸过程中发生反应的化学方程式 。
(3)如何检验浆料分离出的滤液的酸碱性(写出操作、现象、结论) 。
(4)试剂X是 (填化学式),随着试剂X的加入,先出现红褐色沉淀,后出现白色沉淀,生成Fe(OH)3时溶液的pH (填“>”“<”或“=”)生成Mg(OH)2时溶液的pH。
4.化学助力能源转型升级。我国正积极探索煤制天然气工艺改变“多煤少气”的能源特点,工艺流程如图所示。
(1)工业上采用将水蒸气喷到灼热炭层来实现煤的气化获取CO和H2,该过程发生的反应属于 (填基本反应类型)反应。
(2)过程Ⅱ经水气变换后,CO2和H2含量增加,CO含量降低。该过程中化合价发生改变的元素有 。
(3)已知:复杂反应分多步进行,反应速率由最慢的一步反应决定。过程Ⅲ中脱除酸气中的H2S回收硫分两步反应进行,其反应的速率取决于第二步。
①则反应速率:v第一步 v第二步(填“>”或“<”)。
②若用氢氧化钠溶液吸收脱除酸气中的CO2,反应的方程式为 。
(4)合成天然气中的氢元素主要来自原料中的 (填名称)。
5.高铁酸钾是一种净水剂,如图是赤铁矿(主要含Fe2O3)制备高铁酸钾的技术路线。
已知高铁酸钾部分性质如下:
i.热稳定性差,在低温、碱性环境中稳定;
ⅱ.在水中溶解度大,难溶于无水乙醇等有机溶剂。
(1)“酸溶”中,加快反应速率可采取的一条措施是 ;溶液A中含有的金属阳离子是 (填符号)。
(2)“转化”是在无水乙醇中进行的复分解反应,该反应的化学方程式是 ;该反应要在较低温度下进行的原因是 。
(3)该技术路线可以循环利用的物质是 。
类型2 平衡转化型
6.载人航天器中的物质和能量资源都十分宝贵,反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电解水得到的H2、O2的质量比约为2:1
B.空间站中的循环过程实现了CO2的消除和O2的再生
C.反应①是置换反应
D.用于循环的氢原子利用率为100%
7.CO2含量增多会导致全球气候变暖。CO2的低能捕集、转化和利用受到世界各国的关注。如图是以CO2为原料制取炭黑(C)的太阳能工艺简易流程图。下列说法错误的是( )
A.该工艺实现了由太阳能向化学能的转化
B.生产过程中Fe3O4可以循环使用
C.该方法有利于减弱全球气候变暖
D.反应Ⅱ为分解反应
8.空气中含有大量的氮气,如何将氮气在常温下转化为氨气成为近年研究的热点。一种将氮气转化为氨气的循环过程如图所示。
(1)该过程中的NH3属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)利用分离液态空气法制氧气,氮气先被蒸发出来,这说明氧气的沸点比氮气的 (填“高”或“低”)。
(3)过程Ⅰ中发生反应的符号表达式为 ,该反应的基本反应类型为 。
(4)该过程中能循环使用的物质有 。
9.工业用NO生产HNO3的部分转化关系如图所示。
(1)转化过程中,氧化物有NO、H2O和 。
(2)反应①中,参加反应的NO与O2的分子数之比为 。
(3)反应②的化学方程式为 ,若得到63千克HNO3至少需要消耗 千克NO。
(4)在整个转化过程中,可以循环利用的物质是 。
(5)该转化过程的尾气需要用NaOH溶液吸收,原因是氮的氧化物对环境污染有光化学烟雾、破坏臭氧层和 等。
参考答案
1.(1)使反应物充分接触
(2)过滤
(3)小于 2CaO22CaO+O2↑
(4)NH4Cl
2.(1)Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2
(2)CaCl2
(3)
(4)①减小Li2CO3的溶解(或提高Li2CO3的析出量等)
②滤纸要紧贴漏斗内壁 (答案不唯一)
3.(1)搅拌
(2)MgO+H2SO4===MgSO4+H2O
(3)取少量滤液于试管中,滴加紫色石蕊试液,若溶液变红则显酸性,溶液仍为紫色则显中性,溶液变蓝则显碱性
(4)Ca(OH)2 <
4.(1)置换
(2)C、H(或碳、氢)
(3)①> ②2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
(4)水蒸气
5.(1)增大铁和酸的接触面积(合理即可) Fe2+
(2)Na2FeO4+2KOH===K2FeO4↓+2NaOH 高铁酸钾在低温中稳定
(3)氢氧化钠(或NaOH)
6.B
7.D
8.(1)纯净物
(2)高
(3)Li+N2Li3N 化合反应
(4)H2O和Li
9.(1)NO2
(2)2:1
(3)3NO2+H2O===2HNO3+NO 30
(4)NO
(5)形成酸雨
参考答案
学科网(北京)股份有限公司
$