内容正文:
题型10 工艺流程题
考●向●破●译
考向01 化学符号的含义与书写
典例引领
【典例01】(1)温度太高会导致挥发,降低“酸浸”的效果
(2)CaCl2、HCl
(3) 碳在高温条件下会与钨反应生成碳化钨
变式演练
【变式01】(1) 混合物 增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
(2)
(3)S、O/O、S
(4)
(5)AC
【变式02】(1)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小
(2)SnS2
(3)过滤
(4) 碳 不可再生
(5) 增大水与煤炭的接触面积,使反应更充分
(6)1:2
(7)ABCD
考向02 流程中涉及的操作
典例引领
【典例01】(1)不固定的
(2) 物理变化 使各物质充分混合,受热均匀
(3)
(4) 电能 反应生成了MnO2,部分锰元素转化到了MnO2中,未全部转化到KMnO4中 B
(5)防止高锰酸钾受热和见光分解
(6)过滤
变式演练
【变式01】(1) DF 当蒸发皿中出现较多固体 坩埚钳
(2) 玻璃棒 搅拌,加速溶解
(3)托盘天平
(4)除去氯化镁
(5)稀盐酸
(6)液滴飞溅
(7) 80% 加入氢氧化钠和稀盐酸的过程中都有氯化钠生成
【变式02】(1) 过滤 漏斗
(2)Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑
(3)冷却,保证温度不高于40℃
(4)与熟石灰混合研磨,观察是否有刺激性气味气体产生
考向03 流程中反应条件的控制
典例引领
【典例01】 除尽氯化镁、氯化钙 取适量上层清液于试管中,滴加碳酸钠溶液,无明显现象,说明CaCl2已完全转化为CaCO3 除去过量的氢氧化钠和碳酸钠 pH
变式演练
【变式01】(1)5/五
(2)泄漏
(3)B
(4)太阳
(5)A
(6)电
(7)物理
(8)混合物
(9)防止过氧化氢受热分解
(10)硫酸钠、水/ Na2SO4、 H2O
(11)+1
【变式02】(1)滤纸与漏斗之间留有气泡
(2) 置换
(3)使二氧化碳完全反应
(4)将混合物加热到高于64.7℃,低于100℃,使甲醇分离出去
考向04 流程中物质成分的分析
典例引领
【典例01】(1)
(2) BaCl2、NaCl、NaOH ①Na2CO3、Ba(OH)2、②BaSO4、Na2CO3、Ba(OH)2
(3) 过量的稀盐酸 沉淀部分溶解,有气泡产生
变式演练
【变式01】(1) 乳化 物理 C
(2) 置换
(3)过滤
(4) 高 取样,互相刻划,有划痕的是黄金,无划痕的是黄铜(合理即可)
(5)C
【变式02】(1) 增大与反应物的接触面积
(2) 过滤 B 高
(3)AB
(4)、、
(5)
(6)富集
考向05 循环利用与尾气处理
典例引领
【典例01】(1) 化合反应
(2)混合物
(3)氮气、氢气
变式演练
【变式01】(1)天然气(合理即可)
(2) 导热 排尽装置内的空气,防止甲烷与空气中的氧气混合加热时发生爆炸(合理即可)
(3) 间隔
(4) A
(5)
(6)随着反应器温度从850℃升高到900℃和950℃,甲烷的转化率整体呈上升趋势/反应器温度为950℃时,随循环次数的增加,甲烷的转化率逐渐减小(合理即可)
(7)不产生有毒的一氧化碳(合理即可)
【变式02】(1) 塑料 耐腐蚀(合理即可)
(2) 氧化物 +4 HCl
(3) 36.0/36 不饱和 变大
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
典例引领
【典例01】(1)D
(2)吸附悬浮杂质并加速其沉降
(3)过滤
(4)不是
(5)空气氧化或杀菌
(6)-2
(7) H2O 49
(8) 分解
(9)H2SO4
变式演练
【变式01】(1)元素
(2)C
(3)导热
(4)水蒸气
(5) 氮气(或) 沸点
(6)
(7)0.6 t
(8)间隔
(9)CD
【变式02】(1)+5
(2)金属
(3)氧气/O2
(4)增大反应物的接触面积,使其充分反应
(5)
(6) 置换反应 3
(7) H2O 混合物 分子间的间隔减小
(8)改变
考向07 对工艺的评价
典例引领
【典例01】(1)可回收
(2)碳、氢、氧
(3)3:1
(4)//
(5)可以减少一氧化碳等污染物的排放,比较环保
(6)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(7)
(8) 二氧化硫和氧气 提高原料的利用率,减少污染物排放,保护环境
(9) 浓硫酸 使热量尽快散发出去
变式演练
【变式01】(1)糖类
(2)钾肥
(3)导热
(4)可再生
(5) 7.4 使反应物充分接触,加快反应速率,使反应更充分
(6)氯化钠含量高,先达到饱和状态(合理即可)
(7)节约能源
(8)过滤
(9)掩盖氯化钾的苦味和金属味,使口感更好(合理即可)
(10)饱和
【变式02】(1) 分子之间的间隔不同 沸点
(2)过滤
(3) 水氢气+氧气 太阳能 21%
(4) 1∶4 实现资源的循环利用(合理即可)
题●型●训●练
1.(1) 酸雨 接触面积
(2)太阳能(合理即可)
(3) 水 涂油漆(合理即可)
(4)
(5)沸点
(6)12
(7)化学性质
(8) +5 7:1:12
(9)受热易分解
2.(1)太阳能(或风能或其他某种可再生能源)
(2) 水/ 二氧化碳/
(3)
(4)便于储(贮)存和运输或便于储(贮)存,或便于运输,或安全性高(合理即可)
3.(1) 吸附 化学 过滤 高分子膜的间隙大于水分子的直径
(2) 氢原子和氧原子 产物是水,无污染
(3) 正 D和E 解:设电解水的质量为x
=
x≈884g
答:电解水的质量为884克。
(4)CO2+4H2CH4+2H2O
4.(1) 混合物 吸附水中的色素和异味
(2)早晨温度低,空气中的水蒸气遇冷,水分子间间隔变小,运动速率变慢,从而液化形成露水(合理即可)
(3)和中都含有氧元素
(4)分解需要催化剂,且所需温度比高(合理即可)
(5)8
(6)
(7)循环过程中,一部分氢元素转化成了,生成水的量减少了(合理即可)
5.(1)物理
(2) 水/H2O 氢气燃烧的产物是水,对环境无污染 吸附
(3)6:19
(4)4×10-4μm<直径<20μm
(5) 放出 用电子天平测量实验前后干燥剂的变化量
(6)3
(7)
(8)-4
6.(1)硅/
(2)氧化铝的熔点高
(3)晚
(4)防止金属腐蚀(或有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品)
(5) 过滤 烧杯 漏斗(两空可互换)
(6) 从正 4 价变为 0 价(或+4→0) 稳定
(7)
(8)盐酸/HCl
7.(1)N2
(2)墨的主要成分是碳,常温下碳的化学性质稳定或不活泼
(3)+5/+5价
(4) 70 偏小
(5) CD 化学
(6) 过滤 过氧化氢受热易分解 促使过碳酸钠从溶液中析出
8.(1)物理变化
(2)低于
(3)富氮空气
(4) 蒸发结晶 防止海水全部晒干后其他盐类也析出,不能得到纯净的氯化钠
(5)过滤
(6)MgSO4和CaCl2
(7) CaCO3CaO+CO2↑ 二氧化碳/CO2
(8) CaO 4
9.(1) 明矾 过滤 ac
(2) 消毒 化学
(3) 石英砂 活性炭 活性炭 分隔各层物质 不能 交换位置会降低净水效率(或使过滤速度减慢等)
10.(1)饱和
(2)小于
(3) 2:5 变大
(4)指示反应终点,检验碳酸钠是否完全反应
(5)99.1%
(6)稀氢氧化钠溶液
(7)NaCl、NaOH
(8)中
(9)下降
11.(1)A
(2) 引流 较多固体
(3)饱和
(4)精盐不纯有杂质/精盐未完全烘干
(5)+2
(6)蒸馏
12.(1)延展
(2) 大 喷漆
(3)2:1
(4)2.2
(5) 需要
(6)酸雨
(7)CuO、Au
(8) 过滤 将氧化铜完全转化为硫酸铜
(9)
13.(1) 将带火星的木条放在a端,木条复燃,说明已收集满氧气
(2)可以控制反应的发生和停止
(3) 浓硫酸 b
(4) 防止二氧化碳溶于水或与水反应 没有
(5)偏大
(6)量取
(7)b
(8)或
(9)漏斗
(10)降温结晶
14.(1) 搅拌(合理即可) 过滤 铁架台(合理即可)
(2) 可燃性(合理即可) (合理即可)
(3)
(4) 二氧化碳 使用清洁能源(合理即可)
15.(1)
过滤
漏斗
(2)
(3)
(4)
除去溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠
(5)
玻璃片/白瓷板
标准比色卡
16.(1) 4/四 二氧化碳/CO2
(2)燃烧放热,提供热量/作为还原剂
(3)排出煅烧过程中产生的气体,防止装置内压强过大导致容器炸裂
(4)
(5)FeO
17.(1)用磁铁吸引
(2) 稀盐酸 铁也能与稀盐酸反应
(3)①
(4)保持铁片蚀刻画表面清洁干燥
(5) 氯化铝 细口瓶
(6) 铁、铜
(7)置换反应
(8)m1>m2,反应后铝元素进入溶液中
18.(1)金属
(2) 分解
(3)水分子运动
(4)氧气/O2
(5)<
(6)+3
(7)可
(8)使原料充分混合
(9)物理
(10) 温度
19.(1) 物理变化 人工降雨(作制冷剂,合理即可)
(2) 温室效应加剧 绿色出行(合理即可)
(3)2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
(4)1:3
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题型10 工艺流程题
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 对原料进行预处理的方法与目的
考向02 流程中涉及的操作及仪器
考向03 流程中反应条件的控制
考向04 流程中物质成分的分析
考向05 循环利用与尾气处理
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
考向07 对工艺的评价
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
题型概述
工艺流程题是辽宁中考化学的“综合能力题”,分值约6~8分。它以实际生产为背景,考查物质的性质、分离提纯、反应原理等综合应用能力。命题形式上,以“生产工艺”或“实验操作流程”为素材,将化工生产过程和实验室操作中的主要步骤用框图形式表示出来;内容上主要以物质的生产和除杂为背景,考查化学式和化学方程式的书写、过滤操作、物质的转化等相关内容;题型上,常出现在选择题、填空题,难度相对较大。
考向分类
考向01 对原料进行预处理的方法与目的
考向02 流程中涉及的操作
考向03 流程中反应条件的控制
考向04 流程中物质成分的分析
考向05 循环利用与尾气处理
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
考向07 对工艺的评价
技巧点拨
第一步:看箭头,明去向
1.箭头进入:加入的反应物(或操作,如加热)。
2.箭头出去:生成物(产品、副产品、尾气、循环利用物质)。
3.回箭头:循环利用的物质(可节约成本)。
第二步:分阶段,抓核心
将流程图分为三个阶段:
1.预处理阶段:使原料更易反应(粉碎、煅烧、酸浸)。
2.反应阶段:核心化学反应,生成目标产物。
3.分离提纯阶段:过滤、蒸发、结晶、洗涤、干燥,得到纯产品。
第三步:推反应,写方程
根据加入的试剂和产物的去向,推断发生了哪些反应。
1.书写方程式时注意:配平、条件(加热、催化剂)、气体/沉淀符号。
2.常考反应:金属与酸、金属氧化物与酸、碱与盐、复分解反应。
第四步:析操作,记名称
1.过滤:分离固体和液体 → 仪器:漏斗、玻璃棒、烧杯。
2.蒸发:得到固体溶质 → 仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒。
3.结晶:降温结晶(KNO₃提纯)、蒸发结晶(NaCl提纯)。
4.洗涤干燥:除去固体表面的杂质。
第五步:定成分,除杂质
1.判断滤渣/滤液成分:根据反应物的量和溶解性,判断哪些物质进入滤渣(不溶物)、哪些进入滤液(可溶物)。
2.除杂原则:不增(不引入新杂质)、不减(不消耗目标产物)、易分离。
考●向●破●译
考向01 化学符号的含义与书写
典例引领
【典例01】(24-25九年级·辽宁·二轮复习)物质的制备与生产
钨是一种重要的战略资源。如图是生产钨的一种工业流程。
查阅资料:
①白钨矿的主要成分是钨酸钙,还含有等。
②碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
③(钨酸)不溶于冷水,微溶于热水。
回答问题:
(1)“酸浸”时适当升高温度会提高浸出率,但温度不宜太高,原因是__________。
(2)操作2所得滤液中一定含有的溶质是__________(填化学式)。
(3)用氢气还原可获得高纯度的钨,反应的化学方程式为__________。此处不宜用焦炭代替氢气的原因是__________。
方法透视
解题思路
第一步:识别预处理操作名称
1.看流程图中的关键词,确定用的是哪种预处理方法。
2.判断依据:箭头进入的试剂名称或操作名称。
第二步:分析该操作对原料的物理或化学改变
第三步:结合流程目的,推理该预处理的具体目的
思考:
1.原料中目标元素在哪个相(固相还是液相)?预处理后要去哪里?
2.原料中杂质与目标元素在预处理后如何分离?
第四步:规范语言,写出标准答案
按“方法 + 直接作用 + 最终目的”的句式组织。
通用公式:将原料______(操作方法),使______(直接效果,如“增大接触面积”或“使××转化为××”),以便______(最终目的,如“加快反应速率”或“与杂质分离”)。
答题模板
粉碎/研磨
增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分(或提高原料的浸出率/转化率)。
煅烧/焙烧
使______(写出具体物质)分解(或氧化),除去______(如有机物、可燃杂质),便于后续酸浸(或转化为可溶性物质)。
酸浸
使原料中的______(如金属、金属氧化物、碳酸盐)溶解,转化为可溶性的______(盐),与不溶性杂质(如SiO₂、泥沙)分离。
碱浸
使______(如Al₂O₃、SiO₂)溶解,转化为可溶性物质,与不反应的物质分离。
水浸/溶解
使可溶性物质进入溶液,与不溶性杂质分离。
灼烧/加热
除去原料中的______(如结晶水、有机物),使物质转化为______(如氧化物)。
除杂(特定试剂)
除去______(杂质离子),防止其对后续反应产生干扰(或避免引入杂质)。
易错提醒
1.目的要具体:不能只写“加快反应速率”,要结合原料和目标产物写清楚“使什么物质转化为可溶物”或“与什么杂质分离”。
2.区分“酸浸”和“碱浸”:酸浸用于金属、金属氧化物、碳酸盐;碱浸用于两性金属(Al、Zn)或酸性氧化物(SiO₂)。
3.煅烧和灼烧的区别:煅烧通常指高温下使碳酸盐分解或金属矿物氧化;灼烧多指除去有机物或结晶水。辽宁中考可通用,但用词要准确。
变式演练
【变式01】(24-25九年级·辽宁·二轮复习)以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的原理及工艺流程可简示如下:
【原理】
【工艺流程】
(1)黄铁矿是________(填“纯净物”或“混合物”)。黄铁矿在加入到沸腾炉之前要进行粉碎以及在吸收装置中液体由上而下形成喷雾状的目的是________。
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为:,其中X的化学式为________。
(3)接触室中发生化合反应,反应过程中化合价改变的元素有________(填元素符号)。
(4)工业上常用石灰乳来吸收尾气中的,其反应的化学方程式为________(提示:生成物中有一种难溶性盐是)。
(5)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法中正确的是 (填标号)。
A.生产过程中向空气里排放含较多、的尾气,可能会引发酸雨
B.催化剂能够加快的反应速率和增大的产量
C.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
【变式02】(2025·辽宁鞍山·二模)化学从古到今都在造福人类。
Ⅰ.【化学与古籍】
中国古代文献记载了丰富的化学知识。
(1)《天工开物》中记载:取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”,古法制食盐选用蒸发结晶法理由是______。
(2)《太清丹经》中记载了制取“彩色金”的方法:将雄黄和锡粉混合,发生如下置换反应:,则X的化学式为______。
(3)《天工开物》记载了用孔径小于锡砂的容器在水中淘取锡砂,该原理类似于实验室的操作是______。
Ⅱ.【化学与技术】
我国的煤炭资源丰富,但液体燃料短缺,通过“煤液化”技术,用煤炭和水制取甲醇(CH3OH)的主要流程如图。
(4)煤炭中主要含有______元素,属于______资源(填“可再生”或“不可再生”)。
(5)在汽化炉中往往将水用喷淋方式注入,其目的是______。汽化炉所发生反应的化学方程式______。
(6)为使合成塔中的原料尽可能转化成产品,在变换器中调节气体比例,调节CO和H2的最佳分子个数比为______。
(7)我国已实现“煤液化”技术生产油品和石油化工产品,下列说法正确的______。
A.减少了煤燃烧产生的污染
B.提升我国能源安全保障能力
C.开拓了化石能源使用路径
D.一定程度上解决我国石油资源短缺问题
考向02 流程中涉及的操作
典例引领
【典例01】(25-26九年级上·辽宁沈阳·月考)高锰酸钾(KMnO4)是一种重要的化工产品。工业上以软锰矿[主要成分二氧化锰(MnO2)]和氢氧化钾(KOH)为原料生产高锰酸钾,生产流程如图:
(1)软锰矿中各成分的含量是_____(选填“固定的”或“不固定的”)。
(2)混合加热室内,原料发生的变化属于_____(选填“物理变化”或“化学变化”)。在加入前需要将软锰矿进行粉碎,并在混合加热的过程中不断搅拌的原因是______。
(3)写出氧化反应室中,240℃的熔融物发生的化学反应方程式______。
(4)除“电解法”外,“通二氧化碳法”也能将K2MnO4转化为高锰酸钾。向K2MnO4溶液中通入二氧化碳得到KMnO4的反应方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。分析比较“电解法”相较于“通二氧化碳法”的优势:
①“电解法”将______(填写能量)转化成化学能,其反应条件更易控制,可通过调节电流、电压等参数稳定生产。
②“电解法”的原料利用率高:K2MnO4都能转化为高锰酸钾,锰元素未流失;“通二氧化碳法”_____,锰元素被浪费。此外,“电解法”流程中______可以被循环利用。
A.K2MnO4 B.KOH C.N2 D.软锰矿
通过电解得到高锰酸钾和氢氧化钾的混合溶液后,采用“降温结晶法”提纯高锰酸钾:
(5)提纯高锰酸钾晶体全程需避免高温和强光,目的是______。
(6)“操作”指______(选填“过滤”或“蒸馏”)。
方法透视
解题思路
第一步:根据流程前后状态判断操作
1.前后状态:固体+液体 → 分开 → 过滤
2.溶液 → 固体(加热条件下)→ 蒸发
3.溶液 → 固体(冷却条件下)→ 降温结晶
4.固体表面有杂质 → 洗涤
5.湿固体 → 干固体 → 干燥
第二步:确认操作名称及所需仪器
第三步:说明操作目的
1.过滤:分离固体和液体,获得纯净的滤液或滤渣。
2.蒸发:使溶质结晶析出,得到固体产品。
3.洗涤:除去固体表面吸附的杂质,提高纯度。
4.干燥:除去水分,便于称量或后续使用。
第四步:注意事项
1.过滤:“一贴二低三靠”;玻璃棒引流。
2.蒸发:加热时不断搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅;当出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干。
3.洗涤:用少量蒸馏水(或酒精)多次洗涤;洗涤后检验是否洗净(如检验Cl⁻)。
答题模板
过滤
目的:分离固体和液体,得到______(滤渣/滤液)。
仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸。
注意事项:玻璃棒引流,漏斗下端紧贴烧杯内壁,滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘。
蒸发
目的:将溶液浓缩,使溶质结晶析出。
仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、三脚架。
注意事项:加热时用玻璃棒不断搅拌,防止液滴飞溅;当蒸发皿中出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干。
降温结晶
目的:使溶解度受温度影响大的物质从溶液中结晶析出。
步骤:将溶液加热浓缩成热饱和溶液,冷却,过滤,得到晶体。
适用:如提纯KNO₃(含少量NaCl)。
蒸发结晶
目的:使溶解度受温度影响小的物质从溶液中结晶析出。
步骤:加热蒸发溶剂,至有大量固体析出,停止加热。
适用:如从海水中提取NaCl。
洗涤
目的:除去晶体表面吸附的可溶性杂质,提高产品纯度。
检验洗净方法:取最后一次洗涤液,滴加______(试剂),若无______(现象),则已洗净。
干燥
目的:除去固体中的水分,得到干燥产品。
变式演练
【变式01】(2024·辽宁大连·一模)通过晾晒海水可得到粗盐。化学兴趣小组为了除去粗盐中难溶性杂质及氯化镁,进行了如图操作(注:难溶性杂质不参与任何反应)。
(1)操作Ⅰ、Ⅲ依次为下图中的______(填字母)。其中操作Ⅳ中______时停止加热,若此时取下蒸发皿需使用的仪器是______。
(2)D、E、F三个过程都需要使用到的玻璃仪器是______,这种仪器在操作D中的作用是______。
(3)步骤A中,称量15.0g粗盐需补充的主要仪器是______。
(4)步骤C中,滴加过量溶液的作用______。
(5)为中和过量的,应滴加的“试剂a”是______。
(6)步骤E中,若加热过程不搅拌,造成的后果是______。
(7)此实验中精盐的产率是______(用百分数表示)。经检测精盐产率明显偏高,排除实验误差的因素,请分析原因______。
【变式02】(辽宁抚顺·三模)碳酸亚铁(FeCO3)可用于制作补铁药物,以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2等)为原料制备碳酸亚铁的生产流程示意图。
【资料】40 ℃以上时,(NH4)2CO3易分解。
(1)操作I和II的名称为____________,实验室中该操作所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
(2)写出向固体A中加入稀硫酸后发生反应的化学方程式__________。
(3)加入(NH4)2CO3后,该反应必须控制的条件是__________。
(4)从溶液C中可回收硫酸铵,检验硫酸铵属于铵态氮肥的方法是___________。
考向03 流程中反应条件的控制
典例引领
【典例01】(辽宁沈阳·一模)工业上以粗盐水(含少量MgCl2、CaCl2杂质,不溶性杂质已经过滤掉)为原料,利用电解饱和食盐水的方法制备NaOH,其简要工艺流程如图:
(1)步骤①中发生反应生成的沉淀是______。(填化学式)
(2)步骤①②中要强调过量的原因是______。
(3)验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是______。
(4)步骤③中加入适量稀盐酸的目的是______,控制盐酸用量是否适量的办法是不间断地监测溶液的______。
(5)写出步骤④中反应的化学方程式:______。
方法透视
解题思路
第一步:定位条件控制的环节
在流程图中找到标有温度、pH、催化剂、搅拌等符号的步骤,或文字描述中提到的条件控制。
第二步:分析该步骤涉及的物质和反应
1.该步骤加入什么试剂?生成什么产物?
2.该步骤的目标是什么(溶解、沉淀、转化、分离)?
3.物质有什么性质(热稳定性、挥发性、氧化性、还原性、酸碱性)?
第三步:结合物质性质,推理控制条件的目的
第四步:规范语言,写出标准答案
按“控制××条件,是为了防止/促进/使……,从而达到……效果”的句式组织。
答题模板
控制温度(加热、控温、冷却)
1.加热(加快反应速率):加热是为了加快反应速率,使反应在较短时间内充分进行。
2.加热但温度不宜过高:温度不宜过高,是为了防止______(如H₂O₂、NH₄HCO₃)受热分解(或防止______挥发),避免造成原料损失。
3.低温操作(冰水浴):采用低温(或冰水浴),是为了防止______(如浓硝酸、氨水)挥发,或防止______(如H₂O₂)分解,或抑制副反应发生。
4.冷却(降温结晶、防止分解):反应后冷却,是为了使______(如KNO₃)结晶析出,或防止高温下______分解。
5.控制温度在某一范围(如“维持80℃”):控制温度在______℃,是为了使反应速率适中,同时防止温度过高导致______分解(或挥发),提高产率。
调节pH
1.加酸调节pH(使金属离子沉淀):加入______(如稀硫酸)调节pH,是为了使______(如Fe³⁺、Al³⁺)转化为氢氧化物沉淀,过滤除去,从而提纯目标产物。
2.加碱调节pH(使金属离子沉淀):加入______(如NaOH溶液)调节pH,是为了使______(如Cu²⁺、Mg²⁺)沉淀完全,与______(其他离子)分离。
3.调节pH至特定范围(如“pH=5~6”):调节pH至______范围,是为了使______离子沉淀完全,而______离子不沉淀,实现选择性分离。
4.加酸或碱溶解两性物质:加入______(如NaOH溶液),是为了溶解______(如Al(OH)₃、Al₂O₃),转化为可溶性______(如NaAlO₂),与不溶性杂质分离。
使用催化剂
使用______(如MnO₂)作催化剂,是为了加快反应速率,缩短反应时间,降低反应所需温度(节约能源)。
搅拌
搅拌是为了使反应物充分接触,加快反应速率,同时使溶液受热均匀,防止局部过热。
控制浓度(如“滴加”)
采用______(如“缓慢滴加”)方式,是为了控制反应速率,防止反应过于剧烈,或防止生成副产物(如将CO₂通入Ca(OH)₂中,若CO₂过量会生成可溶性Ca(HCO₃)₂)。
控制压强
增大压强,是为了加快反应速率,使反应向______(气体体积减小)方向进行,提高产率(适用于有气体参与的反应)。
变式演练
【变式01】(2025·辽宁朝阳·一模)化学在我国AI发展中发挥着重要作用。
Ⅰ.化学与AI能源
(一)高效能源存储
(1)为了延长AI设备的续航时间,通过化学优化锂离子电池的高镍三元正极,如Li Ni0.8 Co0.1 Mn0.1 O2,其所含元素为___________种。
(2)固态电解质(如硫化物Li3PS4)的研发突破,解决了传统锂电池易燃、易___________的隐患。
(3)为适应AI硬件复杂工况,AI电池中的高导电性材料能够稳定工作的温度范围最好是___________。
标号
A
B
C
温度
-30℃~10℃
-10℃~100℃
20℃~100℃
A.A B.B C.C
(二)绿色能源转换
(4)太阳能电池:钙钛矿光伏材料通过把___________能转换为电能,为AI数据中心提供可持续能源。
(5)氢燃料电池:催化剂(如铂钴合金)的化学优化降低制氢成本,推动氢能驱动的AI边缘计算节点部署。铂钴合金属于___________(填标号)。
A.金属材料 B.合成材料 C.天然材料
Ⅱ.化学与AI化工
某科研团队对废旧三元锂电池进行处理,部分工艺如图所示:
(6)废旧电池需经盐水放电处理消除残余电量,使电池正负极间形成外部短路回路,强制电池内部残余的___________能以热能形式释放。
(7)正极片预处理时,利用振动筛或气流分选法分离出铝箔碎片,属于___________ (填“物理”或“化学”)方法。
(8)图中的“粉料”属于___________(填“纯净物”或“混合物”) 。
(9)反应过程中,除了对H2O2的添加量需要控制,反应温度也要控制在80℃以下,你认为其主要原因是___________。
(10)加入NaOH调节溶液pH至LiOH 沉淀析出。NaOH与H2SO4反应的产物为___________。
(11)将Na2CO3加入LiOH溶液中,发生反应 ,Li的化合价没有发生变化,反应前后均为___________。
【变式02】(2023·辽宁营口·三模)将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一,我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇()的装置,有利于实现“碳中和”。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成的工艺流程图。
查阅资料:甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(1)实验室进行过滤操作,过滤速度过慢可能的原因________(填一种即可)。
(2)请写出铁和水蒸气发生反应的化学方程式______,该反应属于______反应(填基本反应类型)。
(3)合成的化学方程式:。该反应使用过量的原因是________。
(4)请你设计分离出的一种方案:________。
考向04 流程中物质成分的分析
典例引领
【典例01】(辽宁盘锦·模拟预测)有一包白色粉末可能含硫酸钡、碳酸钠和氢氧化钡中的一种或几种,取一定量的该粉末加入到盛有足量水的烧杯中,搅拌、静置,观察到有白色不溶物。
(1)小张同学认为,白色粉末中一定含有硫酸钡;小李同学认为,小张同学的结论不准确,其理由可用化学方程式表示为____________。
针对上述两名同学的观点,小刘同学进一步设计如下实验方案进行探究:
(2)步骤③中,滴入酚酞溶液后,若滤液E为红色,则滤液E中除酚酞外还一定含有的溶质是________(填化学式),由此得出原白色粉末成分组成的所有情况_________________________(填化学式)。
(3)小王同学认为,只需要取少量滤渣B,加入_________,若看到的现象是___________________,就足以说明原白色粉末的成分是硫酸钡、碳酸钠和氢氧化钡。
方法透视
解题思路
第一步:明确流程中每一步的反应
写出每一步加入的试剂和发生的化学反应方程式。
注意:过量试剂要标注“过量”,不参与反应的物质(如泥沙)始终存在。
第二步:确定进入滤渣和滤液的物质
滤渣:所有不溶于水的物质(原不溶物 + 反应生成的不溶物)。
滤液:所有可溶性物质(原可溶物中未反应的 + 反应生成的可溶物 + 过量的试剂)。
第三步:判断“过量”带来的影响
若某试剂过量,则滤液中一定含有该试剂的离子(或分子)。过量试剂可能参与后续反应,需追踪其去向。
第四步:结合后续操作反向验证
看下一步加什么试剂,发生什么反应,反推上一步滤液/滤渣中一定含有哪些物质。
答题模板
滤渣成分分析
答题句式:滤渣中一定含有______(不溶物),可能含有______(若某反应物过量则可能含,否则不含)。
常见情况:
1.原不溶性杂质(如泥沙)→ 一定在滤渣中。
2.生成的沉淀(如CaCO₃、BaSO₄、Mg(OH)₂)→ 一定在滤渣中。
3.过量的固体反应物(如过量锌粉)→ 若反应后固体有剩余,则可能含。
滤液溶质成分分析
答题句式:滤液中一定含有______(可溶物),可能含有______(若某反应物过量则可能含)。
注意:不参与反应的离子(如Na⁺、Cl⁻)一定存在。
易错提醒
1.忽略原不溶杂质(如泥沙):只要原料含不溶物,滤渣中一定有它
2.忽略过量试剂:加入过量的固体或溶液,滤液/滤渣中一定含该试剂的成分
3.误以为生成的气体或水留在滤液中:气体逸出,水是溶剂,不写进溶质
4.忽略反应顺序(中和优先):先写中和反应,再写沉淀反应,再写气体反应
5.忽略物质溶解性:记住常见沉淀表,判断物质是否进入滤渣
变式演练
【变式01】(辽宁沈阳·一模)某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如下图所示:
已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。
(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过程中发生了__________现象,该过程是__________变化。步骤①产生的废气B中,一定含有的有害气体是__________(填化学式)。环保处理最好采用的试剂是__________(填字母序号)。
A.浓硫酸 B.食盐水 C.石灰乳
(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式__________,它属于基本反应类型中的__________反应。
(3)步骤③和④中主要操作的名称是__________。
(4)我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜__________(选填“高”或者“低”),市场上,一般鉴别黄金和假黄金的方法是__________(写出一种方法即可)。
(5)取少量的溶液C,往其中加入一定质量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有__________(填字母序号)。
A.硫酸镁 B.硫酸锌 C.硫酸铜 D.硫酸铜和硫酸锌
【变式02】(2025·辽宁抚顺·模拟预测)化学在人类发展中发挥着重要作用。
I.化学与环境
三元催化器和颗粒捕捉器是两种安装在汽车排气系统中重要的净化装置。
(1)图1为三元催化器。催化反应器上有许多小孔,在内表面上涂覆铂铑系列催化剂。
①该装置可使尾气中的CO、NO催化转化为CO2和N2。该反应的化学方程式为_____。
②催化反应器制成孔状结构的目的是_____。
(2)汽车尾气进入颗粒捕捉器后,因出入口交替封闭,固态颗粒物因体积大于孔径被截留在通道内壁,而气态物质通过孔隙排出。图2为某颗粒捕捉器使用一段时间的效果图。
①颗粒捕捉器的原理相当于化学实验中的_____操作。
②试分析汽车尾气的进气端为_____(填“A”或“B”)。
③为减少炭沉积,通常将颗粒捕捉器安装在排气管温度较_____(填“高”或“低”)的一端。
Ⅱ .化学与工艺
辽宁蕴藏丰富的铝土资源。某工厂用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2等)提取Al2O3,提取流程示意图如下所示:
已知:I.
Ⅱ .
Ⅲ.Fe(OH)3不溶于水;Na[Al(OH)4]可溶于水
(3)经检验,滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2.由此可推知SiO2的性质有_____(填标号)。
A.难溶于水 B.不能与盐酸反应 C.不能与NaOH溶液反应
(4)通入过量CO2之前,滤液Ⅱ中含有的溶质是_____(用化学式表示)。
(5)滤渣Ⅲ加热时,分解生成Al2O3和一种常见的氧化物,请写出反应的化学方程式_____。
(6)铝土矿经过上述系列操作获得氧化铝的目的是_____。
考向05 循环利用与尾气处理
典例引领
【典例01】(九年级上·辽宁营口·阶段练习)氨气(NH3)的合成是人类科学技术上的重大突破。合成氨工艺的主要流程如下:
(1)合成塔中的反应必须在高温、高压并使用催化剂的条件下进行。该反应的文字表达式为 __________,该反应所属的基本反应类型是___________。
(2)从合成塔排出的气体属于____(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)在生产NH3的过程中,可以循环利用的物质有________。
方法透视
解题思路
第一步:识别循环利用物质
看流程图:带“回箭头”指向前面步骤的物质,就是可循环利用的物质。
常见循环物质:
1.未反应的原料(如合成氨中的N₂、H₂)
2.可重复使用的试剂(如母液中的NaCl、NH₄Cl)
3.反应中生成的可再用于前一步的物质(如CO₂、H₂O)
第二步:分析循环目的
1.节约原料,降低成本
2.减少废弃物排放,保护环境
3.提高原料利用率
第三步:识别尾气成分
判断依据:流程中最后一步或某步排出的气体,可能含:
1.有毒气体(CO、SO₂、Cl₂、NH₃)
2.温室气体(CO₂)
3.可燃气体(H₂、CH₄)
第四步:选择尾气处理方法
1.吸收法:用溶液吸收(如NaOH吸收CO₂、SO₂;水吸收NH₃;碱液吸收Cl₂)
2.燃烧法:将可燃有毒气体燃烧转化为无害物质(如CO燃烧生成CO₂)
3.回收利用:将尾气作为原料循环利用
答题模板
循环利用物质
流程中可循环利用的物质是______(写化学式),其作用是______(节约原料/降低成本/提高利用率)。
尾气成分及处理
1.酸性尾气(CO₂、SO₂、HCl、Cl₂):尾气中含有______(如SO₂),可用______(如NaOH溶液/石灰乳)吸收,防止污染空气。
2.碱性尾气(NH₃):尾气中含有NH₃,可用______(如水/稀硫酸)吸收。
3.可燃有毒尾气(CO、H₂S等):尾气中含有______(如CO),可点燃转化为CO₂(或回收利用)。
4.综合表述:该流程的尾气中可能含有______,需通过______(方法)进行处理,以达到环保排放标准。
变式演练
【变式01】(24-25九年级下·辽宁抚顺·阶段练习)氢气作为一种清洁能源,在能源领域展现出广阔的应用前景。以甲烷、水蒸气以及空气作为原料的制氢循环工艺,是一种兼具高效性与可持续性的制氢途径。
(1)甲烷是______的主要成分,可作燃料。
(2)“燃料反应器”中发生的反应为,由于需要外部热源,所以燃料反应器需要有良好的______性能,并且实验前应先向燃料反应器中通入一段时间氮气,目的是________。
(3)“蒸气反应器”中发生反应的化学方程式是________,产生的气体需经过冷凝,冷凝后分子的______发生变化。
(4)“空气反应器”中发生的反应为______,该反应属于______(填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
(5)整个制氢循环工艺中能循环利用的物质是________。
(6)由图2可得出的结论有________(写一点)。
(7)上述甲烷制氢工艺与“”相比,从产物的角度分析,其优势是________。
【变式02】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)化学对人类文明和社会变革起到重要的推动作用。
Ⅰ.化学与科技
(1)2025年2月,深圳人形机器人实现全球首例前空翻。制作机器人外壳和部件的材料包括铝合金、不锈钢、塑料等。
①铝合金、不锈钢、塑料中,属于合成材料的是_______。
②用铝合金制作机器人外壳,具有硬度较大、密度较小,而且__________的优点。
③不锈钢属于铁合金。实验室利用氧化铁模拟炼铁的原理:_________(用化学方程式表示)。
(2)硅是制作机器人芯片的主要材料。制备高纯硅的部分工艺流程如下图所示。
①SiO2属于_________(填“单质”、“氧化物”或“混合物”),氧的化合价为-2,则 Si的化合价为_______。
②写出反应Ⅲ的化学方程式:________。
③生产流程中可循环利用的物质是________。
Ⅱ.化学与生产
《天工开物》记载“凡引水种盐,……南风大起,则一宵结成,名曰颗盐”,表明古人已经掌握了制盐工艺。
(3)如图为NaCl的溶解度曲线。20℃时NaCl的溶解度为_________g。此温度下,将5gNaCl溶解到20g水中,可配制NaCl的_________(填“饱和”或“不饱和”)溶液;恒温蒸发部分溶剂,该溶液溶质的质量分数________(填“变大”“不变”或“变小”)
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
典例引领
【典例01】(2025·辽宁大连·一模)化学与生活、生产息息相关,对改善生活质量,提高生活品质发挥着重要作用。
I.“舌尖上的化学”
(1)关于饮食健康,下列说法科学的是______(填写序号)。
A.为了身体健康,应长期饮用蒸馏水
B.提倡青少年每天饮用奶制品,防止缺碘
C.制作果冻时可以添加大量甜蜜素,使它更美味
D.为了使发面食品松软可口,制作时可添加适量的碳酸氢钠
Ⅱ.净水与化学。某自来水厂的净水过程如图所示。
(2)加入明矾的作用是______。
(3)“沙滤”相当于实验室中进行的一种基本操作是______(填写名称)。
(4)“水槽”中的水______(填写“是”或“不是”)纯净物。
(5)上述净水过程中发生了化学变化的步骤是______(写出1处即可)。
Ⅲ.新能源与化学。氢气作为新能源,被认为是理想的清洁高能燃料。如图是用硫化氢(化学式H2S)气体制备氢气的模拟工艺流程图。
(6)H2S中S的化合价为______。
(7)“反应室”内发生反应的化学方程式为:SO2+I2+2X=H2SO4+2HI,则X的化学式为______;理论上,32t二氧化硫可以生产H2SO4的质量为______t。
(8)HI气体进入“产品室”发生反应的化学方程式为______,该反应的基本反应类型是______反应。
(9)流程中可循环利用的物质有单质碘(I2)和______(写化学式)。
方法透视
解题思路
第一步:根据箭头指向,确定反应物和生成物
反应物:箭头进入该步骤的所有物质(包括原料、加入的试剂、上一流程来的物质)。
生成物:箭头离开该步骤的所有物质(包括主产物、副产物、滤渣、滤液、气体等)。
第二步:根据元素守恒和物质类别,推断未知产物
第三步:配平方程式,添加条件与符号
配平:观察法或最小公倍数法。
条件:“高温”“加热”“通电”“催化剂”“点燃”等。
符号:气体“↑”、沉淀“↓”(反应物中无气体/固体生成时标)。
第四步:判断反应类型
答题模板
书写化学方程式
反应物1 + 反应物2 → 生成物1 + 生成物2
(条件写在等号上、下,气体/沉淀标符号)
写方程式时注意“过量”情况
1.若某试剂过量,但写方程式时仍按化学计量比写,过量不体现在方程式中。
2.但若题目问“加入过量NaOH溶液,发生反应的方程式”,则只写实际发生的反应(如AlCl₃+4NaOH→NaAlO₂+3NaCl+2H₂O?初中一般不考过量NaOH与Al反应,需注意。初中常见:NaOH+AlCl₃→Al(OH)₃↓+NaCl,过量NaOH会溶解Al(OH)₃,但辽宁中考通常不要求写过量反应,除非明确说明。建议:按正常比例写,若流程中有“溶解”现象,再考虑。)
易错提醒
1.漏写条件:高温、加热、催化剂等不能漏。
2.漏标气体/沉淀符号:反应物中无气体,生成物有气体需标↑;反应物中无固体(溶液反应),生成物有沉淀需标↓。
3.化学式写错:如FeSO₄写成Fe₂(SO₄)₃(铁与酸反应生成亚铁)。
4.配平错误:检查原子个数。
5.反应类型误判:如CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O是复分解,不是化合。
6.忽略“过量”试剂导致生成物不同:如CO₂与NaOH反应,少量CO₂生成Na₂CO₃,过量CO₂生成NaHCO₃。流程中要看清通入量。
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·辽宁大连·月考)生活中处处有化学,化学与生活和生产密切相关。
【化学与生活】
(1)为了全民的健康,我国推广使用强化铁酱油,这里的“铁”指的是___________(填“单质”“元素”或“原子”)。
(2)家用天然气泄漏报警器一般安装在燃气灶的上方,这是利用天然气(主要成分是CH4)性质中的________(填字母)。
A.毒性 B.溶解性 C.密度 D.气味
(3)家里做饭用的锅的材质是生铁,是因为生铁具有良好的_________性。
(4)小明拿出一盒饼干吃了一半,第二天再吃的时候,饼干一点也不脆了,这是空气中含有的____________导致的。
【化学与生产】
氨气是一种重要的化学物质,主要通过人工合成获得。下列是合成氨的工艺流程图,结合图所示,回答下列问题。
(5)过程①中,分离得到单质A是________,利用液态空气中各成分的___________不同。
(6)步骤②中炽热的焦炭和水蒸气在高温下反应,生成氢气的同时还会生成另一种可燃性气体,写出该反应的化学方程式________________。
(7)步骤③若要合成3.4 t氨气,至少需要氢气的质量是________。
(8)步骤④将氨气液化,从分子的角度看,改变的是分子的________。
(9)下列有关反应③中用到的催化剂的说法正确的有________(多选,填序号)。
A.化学反应前后其质量减少了 B.增加了生成物的质量
C.改变了化学反应速率 D.理论上催化剂可以重复使用
【变式02】(2025·辽宁丹东·二模)化学与生活、生产、科技息息相关,请根据所学知识回答下列问题。
【生活中化学】
(1)食盐中添加少量碘酸钾(KIO3),可预防因缺碘导致的甲状腺肿大。碘酸钾中的钾元素显+1价,则碘元素的化合价为_________。
(2)房屋窗框用的铝合金是_________(填“金属”或“合成”)材料。
(3)自然界的绿色植物可以通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和_________。
【生产中化学】竖炉氢冶炼铁工艺可减少二氧化碳排放,其生产流程如图所示。
(4)生成“煤造气”时,将煤粉碎的目的是_________。
(5)“煤造气”中主要含有CO和H2。“变换”的目的是将CO和水变换为CO2和氢气,过程中需要使用催化剂,“变换”过程中的化学反应方程式为_________。
(6)在竖炉中发生的反应是:,反应基本类型为_________;若要生产56kg铁,理论上需要消耗H2的质量是_________kg。
【科技中化学】
(7)近年来,中国航天技术不断突破,火箭推进剂的选择也在不断更新。
①常见的火箭推进剂有偏二甲肼和四氧化二氮,二者发生化学反应的方程式为:C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4X,则X的化学式为_______。
②第二代火箭助推器使用煤油 (含C11H24、C12H26、C13H28等分子) 作燃料。煤油作为常温推进剂,使用便捷且安全性出色,它属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
③第三代火箭推进器采用低温液氢液氧环保型推进剂作为动力来源,请从微观角度分析氢气和氧气液化过程的实质是_______。
(8)我国发布的首款超长寿命碳-14核电池“烛龙一号”,可助力各种宇宙深空探测器持续工作。碳-14 衰变时核内质子数发生改变,则衰变后元素种类_______(填“改变”或“不变”)。
考向07 对工艺的评价
典例引领
【典例01】(2026·辽宁阜新·模拟预测)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。请从化学视角回答下列问题。
Ⅰ.化学与生活
生活垃圾热解处理技术是将垃圾在无氧或缺氧条件下加热分解得到气态、液态和固态燃料物质的过程。
(1)铝制易拉罐属于_________(填“可回收”或“不可回收”)垃圾。
(2)生活垃圾在无氧条件下加热分解得到热解气,说明生活垃圾中含有_________元素。
(3)热解气的成分之一甲烷中碳元素和氢元素的质量比为_________(填最简整数比)。
(4)二燃室中发生反应的化学方程式为_________(写一个即可)。
(5)生活垃圾热解处理技术与垃圾直接焚烧处理相比,其优点是_________(写一点即可)。
Ⅱ.化学与生产
硫酸是一种重要的基础化工原料,其产量常被视为国家工业发展水平的重要衡量标准。工业上用接触法制取硫酸的步骤如下图所示。请结合图文信息,回答相关问题。
(6)沸腾炉中利用通入的空气将黄铁矿粉末吹起,目的是_________。
(7)接触室中与在催化剂和高温条件下反应生成,该反应的化学方程式为_________。
(8)上述流程中可循环利用的物质是_________,这样操作的优点是_________。
(9)用水稀释浓硫酸时,正确的操作方法是将_________(填“水”或“浓硫酸”)沿烧杯壁缓慢的倒入其中,并同时用玻璃棒不断搅拌,目的是_________。
方法透视
解题思路
第一步:明确评价角度
从以下三个维度对工艺进行评价:
1.经济效益:原料成本、能源消耗、设备投资、产率高低、是否可循环利用
2.环境保护:废气、废水、废渣是否处理;是否使用有毒有害物质;是否产生污染
3.操作安全:反应条件是否温和(高温、高压、强酸、强碱等是否可控);是否易燃易爆
第二步:找出流程中的关键环节
1.哪些步骤使用了过量试剂?后续是否除去了?
2.哪些步骤产生了尾气、废液、废渣?是否处理或回收?
3.哪些步骤需要高温、高压?能耗如何?
4.是否有循环利用的物质?是否节约了原料?
第三步:用专业语言表述评价
优点:原料来源广、成本低、条件温和、产率高、无污染、可循环、操作简单等。
缺点:能耗高、污染大、步骤多、产率低、设备要求高、试剂有毒等。
改进建议:回收利用某物质、改用更廉价的试剂、优化条件降低能耗、增加尾气处理装置等。
答题模板
评价工艺流程的优点
① 原料(来源广/廉价/可再生);
② 条件(常温/常压/条件温和,能耗低);
③ 环保(无污染/废弃物可回收/尾气已处理);
④ 效率(产率高/步骤少/可循环利用______,节约原料)。
评价工艺流程的缺点
① 能耗高(需要高温/高压/通电);
② 污染环境(产生______废气/废水/废渣,未有效处理);
③ 成本高(使用了昂贵的______试剂/设备);
④ 安全性差(使用了______易燃/易爆/有毒物质)。
提出改进建议
① 回收利用:将______(物质)循环利用,减少浪费;
② 优化条件:降低______(温度/压强),或使用催化剂加快反应;
③ 处理三废:增设______(尾气吸收装置/废水处理池);
④ 替换试剂:用______(廉价/无毒试剂)代替______(昂贵/有毒试剂)。
分析某一步骤是否合理
步骤______(合理/不合理),因为______(写出理由:如“产生污染未处理”“能耗过高”“可合并简化”等)。
变式演练
【变式01】(2025·辽宁营口·一模)化学与生产、生活息息相关,请根据所学知识和生活实践回答下列问题:
Ⅰ.化学与生活
(1)中国传统文化中的“五谷丰登”不仅代表农业生产的一种结果,更是人们对生活的美好期许。“五谷”分别指稻、黍、稷、麦、菽这五种粮食,水稻中含量最高的营养物质是_____。
(2)古代用“蒸煮法”从草木灰中提取 K2CO3,用作______(填“氮肥”、“钾肥”或“磷肥”)提高农作物产量。
(3)铁锅作为中国传统烹饪工具,利用铁具有良好的______性。
(4)我国古代造纸术的主要原料来自于竹子、树皮等植物纤维,这些植物纤维属于______(填“可再生”或“不可再生”)资源。
Ⅱ.化学与生产
通过减少氯化钠,增加氯化钾等形成的低钠盐可以作为高血压患者替代用盐。我国四川等地有很多富含氯化钾的天然卤水。图1 是一种低钠盐生产工艺的简化流程。
成分
含量(kg/m3)
NaCl
290
KCl
32.15
CaCl2
3.15
MgCl2
9.5
(5)搅拌反应器中加入氢氧化钙除去杂质,发生反应的化学方程式是,预处理天然卤水,至少需要加入______kg氢氧化钙;反应器中不断搅拌的目的是_____。
(6)根据表1分析MVR蒸发器中析出大量NaCl而不析出KCl的原因是_____。
(7)请你推测 MVR 蒸发器采用机械压缩蒸汽回收热能的优势是_____。
(8)离心机分离与化学基本实验操作中的______(填操作名称)有相似之处。
(9)氯化钾是一种略带苦味和金属味的化合物。低钠盐固体成为可食用盐,需在产品中添加适量食品添加剂,目的是_____。
(10)回收的母液是NaCl的______(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
【变式02】(23-24九年级上·辽宁大连·期中)氧气和水是保障航天员生命的重要物质。环控生保系统就是在一个密闭狭小的空间站舱内制造一个类似地球环境的可循环系统,通过收集航天员的汗液、尿液和呼出的水蒸气,净化为可供饮用的再生水。与此同时,电解制氧系统利用循环水电解制氧;舱内收集起来的二氧化碳和电解水产生的氢气反应,再次获得水,提高物质使用的闭环度。
结合图和所学知识,完成下列小题。
(1)从微观角度分析,液态水与水蒸气的区别是_______;“蒸馏”是利用了混合物中各组分的_______不同将物质分离。
(2)“RO反渗透”的工作原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过孔径非常小的半透膜,从而将水中杂质与水分离,此原理相当于化学实验中的_______操作。
(3)“氧再生组件”的主要反应为电解水,反应的文字表达式为_______,电解水所需的电能可由_______转化而来。空间站内“人造空气”中的氧气含量应保持与地球基本一致,约为_______。
(4)“CO2去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和甲烷气体(相对分子质量为16)。由此可知,一个甲烷分子中碳原子和氢原子的个数比为_______,该技术的优点在于_______。
题●型●训●练
1.(25-26九年级上·辽宁·期末)化学是环境科学、材料科学、生命科学等现代科学技术的重要基础。
Ⅰ.能源在人类的生存和发展过程中发挥着重要作用。
(1)煤燃烧时会产生二氧化硫等污染物,溶于雨水会产生的环境问题是___________。为了减少空气污染的排放,我国很多地区用天然气替代燃煤,这样做的优点之一是可以增大可燃物与氧气的___________,使燃料燃烧更充分。
(2)随着科技的发展,能源消费结构不断优化,请写出一种正在开发和利用的新能源___________。
Ⅱ.钢铁是现代工业、建筑、交通运输和军事等领域的基础材料,每年都有大量的金属设备和材料因腐蚀而报废。
(3)铁生锈的过程:实际上是铁与空气中的氧气和___________等发生化学反应的过程;防止铁制品生锈的方法有___________(写出一点即可)等。
(4)工业炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应,化学方程式是___________。
Ⅲ.随着世界人口的增长,人类对农产品的需求量不断增大,施用化肥成为农作物增产的有力措施。用空气为原料生产氮肥的流程如图。
(5)步骤①利用氮气和氧气的___________不同,将他们分离。
(6)步骤②中发生的反应是N2+3H22NH3,若要得到68kg的氨气,理论上需要氢气的质量为___________kg。
(7)步骤③反应前后,催化剂的质量和___________不变。
(8)步骤④生成的硝酸(HNO3)中氮元素的化合价为___________。硝酸铵中氮、氢、氧元素的质量比为___________(填最简整数比)。
(9)根据图中注意事项,可推测硝酸铵具有的一条化学性质是___________。
2.(2025·辽宁抚顺·三模)阅读科普短文。
液态阳光,是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇()为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源,实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。
2020年,我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物,能生产乙酸、烯烃等化学品,能用作内燃机燃料,也能用于燃料电池产生电能,还能通过重整反应释放出氢气。
(1)“液态阳光生产”利用的可再生能源是________(写一种)。
(2)“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是_________和_______。
(3)可用NaOH溶液实现“碳捕获”,其反应的化学方程式为_____________。
(4)相比氢气,液体燃料甲醇的优点有___________________(写一条)。
3.(23-24九年级下·辽宁丹东·开学考试)2023年10月31日,神舟十六号载人飞船成功返回地面,圆满完成任务。氧气和水是保障航天员生命的重要物质。
“天宫”中水和氧气的最大化利用是保障生活的重要措施。如图是空间站资源再利用模拟图。
(1)在“水净化系统”中,活性炭可以除去色素和异味,是利用活性炭具有________性;用臭氧(O3)消毒,臭氧在一定条件下可以转化成氧气,该转化过程是__________变化(“填物理”或“化学”);高分子膜可以除去水中大分子杂质,与实验常用的_________操作原理相同,从微观角度分析水分子能透过高分子膜的原因_________。
(2)“氢氧燃料电池”中有催化剂,氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合释放出电能,实现由化学能到电能的转化,该反应中不变的粒子是__________,该技术的优点:_________。
(3)“水电解系统”中产生氧气的电极应接在电源的________(填“正”或“负”)极;在空间站失重状态下收集氧气可以选择下列什么装置_________。经换算可知理论上1个人一天约需要786克氧气,供给1个人一天用氧量至少电解水的质量是_________克。(保留整数)。
A.B.C. D.E.
(4)“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2,该反应的化学方程式是______。
4.(24-25九年级上·辽宁大连·期中)人类的生存和发展离不开氧气和水。
【生存用水】
(1)野外常见的溪水属于______(填“纯净物”或“混合物”),不易直接饮用。“生命吸管”是一种便携式净水器,结构如图1所示,其中活性炭的主要作用是______。
(2)古人经常收集露水冲泡茶水,请用微粒的观点解释露水的形成过程______。
【生存用氧】
“氧烛”作为一种固态氧源,适用于救援,结构如图2所示。早期产氧药块选用,但因其不易启动等缺点,后期改用化学性质相似的(受热分解生成NaCl和)。
(3)从物质组成的角度,分析和均可作为产氧药块的原因是______。
(4)从物质分解温度的角度,推测比具备的优势是______。
【水氧循环】
我国科学家进行了氧循环研究,图3框内为天宫空间站的氧气再生系统。
(5)电解9kg水,理论上可制得______kg氧气。
(6)萨巴蒂尔系统中的反应在催化剂和加热条件下发生,写出化学方程式:______。
(7)氧气循环再生过程中需要定期补充一定量的水,可能的原因是______。
5.(24-25九年级上·辽宁盘锦·阶段练习)化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
Ⅰ.化学与航天
火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
(1)利用沸点不同,从液态空气中获得液氧,属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)氢气燃烧时,氢分子和氧分子发生了变化,生成了___________分子。氢气被认为是理想的燃料,理由为___________(写出一条即可)。活性炭具有很多的微孔结构,可用作储氢材料,这是利用活性炭的 ___________性。
Ⅱ.化学与材料
不同条件下,一定数目的水分子可通过相互作用聚集在一起形成直径不同的水分子团。水蒸气、轻雾、雨水中水分子团的直径见下表。冲锋衣面料中含有微孔防水膜。微孔防水膜有多个小孔,能同时实现防水和透湿功能。轻雾、雨水不能透过微孔防水膜进入面料内部;出汗时,水蒸气则可以穿透微孔防水膜排出面料外。冲锋衣面料的材质及防水和透湿原理的示意图如图-1所示。已知:。
类型
直径
水蒸气
轻雾
20
雨水
>400
(3)微孔防水膜的化学式为(C2F4)n,其中C、F元素的质量比为___________。
(4)微孔防水膜中,孔的直径范围是___________。
面料的透湿率(透湿率)关系到冲锋衣的舒适性。测量面料透湿率的一种原理如图-2所示。测量过程中,氯化钙吸收水蒸气并与水反应生成二水合氯化钙,装置内温度升高。
(5)该反应___________(填“吸收”或“放出”)热量。该原理中,测量通过面料的水蒸气质量的方法是___________。
Ⅲ.化学与化工
甲烷(CH4)可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如下所示。
(6)“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室___________(填“2”或“3”)直接参与反应。
(7)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为___________。
(8)“反应室3”中发生的反应为。已知CH4中H的化合价为+1,则CH4中C的化合价为___________。
6.(2022·辽宁沈阳·二模)化学为人类提供了丰富的材料。
(一)金属资源是宝贵的自然资源
铝是地壳中含量最多的金属元素、铝的化合物种类繁多:已知氧化铝的熔点为的2050℃,铝的熔点为660℃,硬铝。含铝、铜、镁、硅是用途广泛的铝合金。
回答下列问题。
(1)硬铝含有的非金属元素是______。
(2)氧化铝可用于制造耐火砖等高温材料,这是因为______。
(3)从活泼金属的化合物中提炼单质比较困难。人类3000多年前就使用铜、1500多年前就使用铁:推测人类使用铝比铁的年代______(填“早”或“晚”)。
(4)金属的回收利用可有效地保护金属资源,请你再写出一条保护金属资源的有效途径:______。
(二)材料的研究离不开化学
芯片的基材主要是高纯硅、下图是一种制备高纯硅的工艺流程图。
请回答:
(5)操作I的名称是______,实验室完成该操作需要用到的玻璃仪器:玻璃棒、______、______。
(6)反应I的化学方程式:,反应前后硅元素的化合价变化是:______。为防止该反应中混入氧气的影响,因此,该反应必须在稀有气体作保护气的环境下进行,这是利用了稀有气体化学性质的______性。
(7)写出反应Ⅱ的化学方程式______。
(8)该工艺流程中,可回收并循环利用的物质是______。
7.(25-26九年级下·辽宁鞍山·月考)化学与人类生活生产息息相关。请利用所学知识回答下列问题。
Ⅰ.化学与生活
(1)空气的主要成分中,常用作食品保护气的是_______(填化学式)。
(2)古代用墨书写或绘制的字画能长时间保存,是因为_______。
(3)含六偏磷酸钠【化学式为(NaPO3)6】的敷料可使青铜器表面附着的土壤硬结物软化,从而进行文物修复,(NaPO3)6中P元素的化合价为_______。
(4)生理盐水漱口是生活中一种简单而有效的口腔护理方法。要把30 g质量分数为3%的高渗盐水稀释成质量分数为0.9%的生理盐水,需要水的质量为_______g;若量取水时仰视读数,会使所配制的生理盐水溶质质量分数_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
Ⅱ.化学与航天航空
(5)我国国产飞机被大规模使用。中国商飞携国产大飞机C919参加亚洲最大规模航展新加坡航展,系C919首次飞出国门参加国际航展。
①C919在中央翼缘条、发动机吊挂、球面框缘条、襟缝翼滑轨、垂尾对接接头等部位应用了钛合金。由以上可知钛合金具有的优良性能有_______(填字母序号)。
A.熔点低 B.密度大 C.可塑性好 D.抗腐蚀性好
②飞机的燃料是航空煤油,飞机在飞行时燃烧航空煤油是将_______能变为机械能。请写出航空煤油(以C8H18计)完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式_______。
Ⅲ.化学与工业生产
(6)工业生产洗涤剂的核心成分为表面活性剂和助洗剂。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种常见的助洗剂,实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过碳酸钠,生产流程设计如下图。(资料:过碳酸钠在乙醇中溶解度较小)
①图中操作1为_______。
②反应器中温度过高会造成过碳酸钠产率降低的原因可能是_______。
③向反应结束后的溶液中加入乙醇会得到更多固体,加入乙醇的目的_______。
8.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)空气、海水、矿石等都是自然界赋予人类的重要资源。
(一)从空气中获得氧气
(1)图1是利用分子筛从空气中获得氧气的示意图,此过程属于______(填“化学变化”或“物理变化”)。
(2)图2分别得到氮气和液态氧,说明氮气的沸点______(填“高于”或“低于”)氧气的沸点。
(3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图3所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是______(填“富氧空气”或“富氮空气”)。
(二)从海水中获得氯化钠
(4)从海水中获得粗盐常用的结晶方法是______。晒盐时,工人们不会等到盐田中海水全部晒干才收集盐,而是在有盐析出,盐田内还有部分水时就开始收集盐了,原因是______。
(5)图4中④的操作是______。
(6)结合图5海水中的元素含量,写出图4中⑥步骤“从粗盐到精盐”要去除的杂质主要有______(写两种物质)。
(三)从石灰石中获得
从石灰石(主要成分是)中获得高纯度,其流程如下:
(7)写出石灰石煅烧的化学方程式______。试剂2是______。
(8)该流程图所示物质中,和水反应放出大量热的物质是______(填化学式)。若提纯过程中不考虑钙元素的损失,则用12.5t含碳酸钙为80%的石灰石,所回收的碳酸钙中钙元素的质量是______t。
自然界赋予我们的资源都是混合物。经过一系列变化,得到我们需要的物质,为人类的发展服务,这是化学科学的重要任务。
9.(24-25九年级上·辽宁·单元测试)小菲收集到一瓶浑浊的河水,模拟自来水厂的净水过程,设计实验过程如图1所示。请回答下列问题。
(1)A物质的名称是________,操作①的名称是________。若经过操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是________(填字母序号)。
a.漏斗内的滤纸有破损
b.漏斗下端未靠在烧杯内壁
c.漏斗内液面高于滤纸边缘
(2)操作③的目的是除去水中的微生物和细菌病毒,其操作名称是________,该过程主要发生的是________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)小菲用空塑料饮料瓶、带导管的单孔胶塞、蓬松棉、纱布、活性炭、小卵石、石英砂等材料自制了一个如图2所示的简易净水器。
①根据上述净化材料的特性,B层放置的材料最好是________,A层放置的材料最好是________;
②该净水器中起吸附作用的是________,纱布的作用主要是________;
③石英砂与小卵石的位置________(填“能”或“不能”)交换,原因是________。
10.(2025·辽宁营口·二模)我国化学家侯德榜所创立的“侯氏制碱法”,既提高了原料利用率,又可将产物氯化铵用作氮肥,促进了世界制碱技术的发展。“侯氏制碱法”的部分工艺流程如图1,NH4Cl和NaHCO3的溶解度曲线如图2.
(1)步骤Ⅲ后所得滤液是碳酸氢钠的__________ (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)t2℃碳酸氢钠的溶解度__________ (填“大于”、或“小于”、或“等于”)氯化铵的溶解度。
(3)t1℃时将25g氯化铵固体加入盛有50g水的烧杯中,充分溶解,得到的氯化铵溶液中溶质与溶剂的质量比为____ (填最简整数比)。加热该烧杯,使溶液升温至t2℃,该溶液的溶质质量分数将______ (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
(一)某化学兴趣小组对某工厂生产的纯碱产生兴趣,于是取10.7g纯碱样品(含有少量的氯化钠)进行如下探究,完成以下问题。
(4)加入无色酚酞溶液的作用是___________。
(5)该样品中碳酸钠的纯度是_________ (写出结果,精确到0.1%)。
(二)另一兴趣小组受到上一小组启发,利用手持技术数字化实验装置对“中和反应”进行探究,图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的pH变化曲线。
(6)根据图2曲线判断,图1中的溶液A是______。
(7)图2中a点所示的溶液中溶质为_______。
(8)当反应进行至b点时,溶液呈________性。
(9)已知中和反应为放热反应,则从b点到c点,温度会______(填“上升”、“不变”或“下降”)。
11.(24-25九年级·辽宁·二轮复习)从海水中可以提取粗盐(含少量泥沙和、等可溶性杂质),同学们利用图1流程进行除杂,得到精盐
(1)操作1需在 (填字母)中进行。
A.研钵 B.量筒 C.烧杯 D.广口瓶
(2)操作2的步骤为:溶解、过滤、蒸发、结晶,过滤操作中玻璃棒的作用是______。蒸发时,待蒸发皿中出现______时停止加热,利用余热将滤液蒸干。
(3)操作3的步骤为“盐洗”(即用NaCl溶液进行浸洗粗盐,以溶解除去其中可溶性杂质),过滤、烘干,则“盐洗”溶液应选用NaCl的______(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)在农业生产上,常用质量分数为16%的NaCl溶液选种。小明称取实验制得的精盐16g,加入盛有84mL蒸馏水的烧杯里(实验条件下水的密度为),完全溶解,配制所得的NaCl溶液的质量分数低于16%,原因是______。(答一点)
(5)镁在海水中主要以的形式存在,中Mg的化合价是______。
(6)海水淡化可缓解淡水资源匮乏问题。利用图2装置得到淡水的方法与实验室通过______(填操作名称)净化水的方法原理相同。
12.(24-25九年级下·辽宁本溪·阶段练习)化学在材料以及环境保护、化工生产等方面都发挥着重大的作用。
I.【化学与材料】
(1)通过锤打可将金属加工成不同形状的金属制品,这是利用了金属的______性。
(2)机械化是农业现代化的基础。农用机械设备的底座常用生铁制造,生铁的硬度比纯铁更______(填“大”或“小”);为防止底座生锈常采用的措施是______。
II.【化学与环境】
捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。
(3)反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为______。
(4)反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗______kgCO2.
(5)转化过程中,H2O和______循环转化,______(填“需要”或“不需要”)额外补充。
III.【化学与生产】
某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备Au和Cu的流程如图所示∶
某同学查阅资料已知∶
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。
(6)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致的环境问题是______。
(7)“过程Ⅱ”产生的固体a是______。
(8)“过程Ⅲ”分离Au的操作是______,加入过量稀硫酸的目的是______。
(9)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为______。
13.(24-25九年级下·辽宁鞍山·月考)物质的制备是化学研究的重要内容之一。
Ⅰ.气体的制备:根据下列装置图回答问题。
(1)实验室用装置B制取氧气反应的化学方程式是_____。若用装置C收集氧气,证明氧气已收集满的操作和现象是_____。
(2)实验室制取二氧化碳的发生装置可选用A或B,与装置B相比,装置A具有的优点是_____。
(3)如用C装置除去中的水蒸气,C中盛放的试剂为_____(填名称),二氧化碳从_____(填“a”或“b”)通入。
(4)若选用装置D测定产生二氧化碳的体积,水面需加一层植物油,其目的是_____,植物油上方的空气对二氧化碳体积的测定_____(填“有”或“没有”)影响。
Ⅱ.溶液的配制:
(5)配制质量分数为6%的氯化钠溶液,若量取水时俯视读数(其他操作均正确),制得的溶液溶质质量分数将会_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(6)用配好的质量分数为6%的氯化钠溶液配制50g溶质质量分数为3%的氯化钠溶液,主要实验步骤为:计算、_____、混匀、装瓶贴标签。
Ⅲ.固体的制备:一种用炼铜烟灰(主要含)制备和的流程如图。
(7)溶液X应选用_____(选填序号)。
a.稀 b.稀 c.稀
(8)“置换”发生反应的化学方程式为_____(写一个即可)。
(9)实验室“过滤”操作用到的玻璃仪器有_____、烧杯、玻璃棒等。
(10)用“过滤”后的滤液制备晶体的实验方案:将滤液加热蒸发浓缩,_____(填操作名称),过滤,洗涤并干燥。
14.(25-26九年级上·广东东莞·月考)普通锌锰电池由锌、碳棒和黑色糊状物组成,其中黑色糊状物的主要成分是淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如下流程,变废为宝。
(1)“溶解”操作中,为提高溶解速率,可采取的措施是___________等;“操作I”的名称是___________,请写出实验室进行该操作用到的一种仪器名称___________。
(2)废旧干电池处理后得到的碳棒,具有导电性,还有___________等(填一种即可)化学性质,请写出具有这种性质的一个反应化学方程式___________。
(3)黑色滤渣中的二氧化锰与浓盐酸共热反应可制氯气(Cl2),同时生成氯化锰(MnCl2)和一种常见的氧化物,该反应的化学方程式是__________。
(4)废旧干电池回收有利于减少碳排放,其中的碳是指________,写一种减少碳排放的措施_________。
15.(2026·江苏南京·模拟预测)粗盐中含有难溶性杂质(泥沙等)和多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等)。某同学为了提纯粗盐,设计了如下实验方案并进行实验。
(1)实验操作X的名称是_______,要用到的玻璃仪器包括烧杯、玻璃棒和_______。
(2)实验步骤③的主要目的是_______(用化学方程式表示)。
(3)实验步骤④中生成的沉淀D是_______(填化学式)。
(4)有同学认为原实验方案不完善,应该在第⑤步蒸发前向溶液C中滴加过量的稀盐酸后再进行蒸发操作。滴加过量的稀盐酸目的是_______。
(5)也有同学认为可以在第⑤步蒸发前向溶液C中适量的稀盐酸并调节溶液pH=7。测定溶液的pH值的方法为在_______上放一片pH试纸,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,与_______对照,读出该溶液的pH。
16.铜是人类较早冶炼的金属,黄铜矿是分布最广的铜矿物,在地表易风化为孔雀石。
Ⅰ.古法炼铜:下图为古法炼铜流程,以孔雀石和木炭为原料,经高温煅烧、冷却得到块状金属铜。查阅资料:①孔雀石的主要成分为碱式碳酸铜;②铜的熔点为1083.4℃,氧气充足时炭火的温度可达1200℃左右。
(1)孔雀石的主要成分为碱式碳酸铜,其由______种元素组成,碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和一种空气中含有的氧化物,该氧化物为_______。
(2)该工艺中木炭主要作用为:_______。
(3)球形容器封盖后保留细小通气孔的目的是_______。
Ⅱ.现代炼铜:下图为现代工业用黄铜矿火法炼铜的部分流程。
(4)工业上常用石灰浆吸收炉气中的生成物之一为,试标出中硫元素的化合价_____。
(5)吹炼过程中反应为:,其中X的化学式为______。
17.化学兴趣小组同学进行了以下“制作金属蚀刻画”的项目式学习活动,邀你共同参与。
【任务一】选择金属底板
(1)同学们到小区附近的废品回收站挑选了铝板和铁板,能用物理性质将二者进行区分的操作是________。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝板表面的氧化膜。用化学方法除去铁板表面的铁锈,你选择的一种试剂是________,选择该试剂除铁锈时,反应时间不宜过长的原因是________。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝板和铁板上,然后将铝板浸入足量的甲蚀刻液中,将铁板浸入足量的乙蚀刻液中,“一段时间后取出。小组同学观察到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁板上出现红色附着物图案。他们应该选择的乙蚀刻液是________(填写序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属板小心地清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁板蚀刻画生锈,应采取的一种防锈措施是________。
【任务五】废液的回收利用
(5)处理铝板蚀刻废液,可加入足量铝片,得到________溶液,将其装入________(填写仪器名称),回收保存。
(6)处理铁板蚀刻废液(流程图如下图所示)。
过程①的滤渣成分为________;过程②加入适量稀硫酸后,发生反应的化学方程式是________。
【任务六】总结提升
(7)任务三和任务五的实验中涉及的化学反应均属于________(填写基本反应类型)。
(8)任务三的实验中,小施同学实验前称量铝板的质量为,充分反应并洗涤烘干后发现蚀刻后铝板的质量为,请预测和的大小关系,并说明理由________。
18.(2025·辽宁沈阳·二模)故宫的红墙金瓦,成为沈城历史文化的标志性景观。
(一)宫墙青砖
青砖在中国有着长达三千年的悠久历史,承载着深厚的文化底蕴。
(1)制备青砖主要原料是黏土,其中含有铁的化合物,铁属于________(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)黏土中还含有白云石,主要成分为,高温煅烧会生成CaO、MgO、CO2,则该反应的化学方程式为_______,它属于_______反应(填基本反应类型)。
(3)煅烧后的黏土会制成青砖坯,坯体需要在通风处干燥,从微观角度分析,通风可加速_______。
(4)烧制青砖坯一般选木材,木材燃烧是因为空气中含有_______。
烧制温度/℃
700
800
900
1000
1100
吸水率/%
15.8
16.6
16.9
17.2
x
(5)青砖烧制后因孔隙多而有吸水性,温度与吸水率关系见上表。时青砖表层会形成液态膜, 推测X_______17.2 (填“<”“>”或“=”) 。
(二)黄瓦鎏金
黄色琉璃瓦制作的关键环节便是在瓦片坯体上进行施釉,其施釉的具体流程如下。
(6)原料中的赋予瓦片独特的黄色,其中铁元素的化合价为_______价。
(7)原料粉碎后会进行水洗,这样可除去原料中_______溶性杂质(填“可”或“难”)。
(8)制浆过程需不断搅拌, 目的是_______。
(9)施釉即将制好的瓦片浸入釉浆,这一过程属于_____变化(填“物理”或“化学”)。
(10)烧制时若局部温度过高,原料中的会分解产生氧气和一种黑色物质,推测黑色物质的主要成分是_______,因此烧制时需严格控制_______来避免此类问题。
19.我国“十四五”规划明确提出2060年前要实现“碳中和”。CO2减排战略是CCUS,即CO2捕集、利用与封存。
(1)干冰升华属于______(物理变化或化学变化),它的一种用途是____________。
(2)向空气中排放的CO2过多,会导致的环境问题是_______。生活中有利于降低“碳排放”的做法是__________(写一点即可)。
世界首艘安装碳捕集(“碳”是指二氧化碳)和封存设备的海上浮式生产储油船在上海中远海运重工码头建造完毕,于2月底交付使用,其流程如图所示。
(3)“碳捕集”:采用化学吸收法,利用碱性吸收剂捕集并安全存储二氧化碳写出用氢氧化钠溶液“捕集”二氧化碳时发生反应的化学方程式__________。
(4)“碳利用”:清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂,可将二氧化碳转化为液态燃料甲醇(CH3OH),其微观示意图如图所示。甲与乙的分子个数比______。
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题型10 工艺流程题
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 对原料进行预处理的方法与目的
考向02 流程中涉及的操作及仪器
考向03 流程中反应条件的控制
考向04 流程中物质成分的分析
考向05 循环利用与尾气处理
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
考向07 对工艺的评价
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
题型概述
工艺流程题是辽宁中考化学的“综合能力题”,分值约6~8分。它以实际生产为背景,考查物质的性质、分离提纯、反应原理等综合应用能力。命题形式上,以“生产工艺”或“实验操作流程”为素材,将化工生产过程和实验室操作中的主要步骤用框图形式表示出来;内容上主要以物质的生产和除杂为背景,考查化学式和化学方程式的书写、过滤操作、物质的转化等相关内容;题型上,常出现在选择题、填空题,难度相对较大。
考向分类
考向01 对原料进行预处理的方法与目的
考向02 流程中涉及的操作
考向03 流程中反应条件的控制
考向04 流程中物质成分的分析
考向05 循环利用与尾气处理
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
考向07 对工艺的评价
技巧点拨
第一步:看箭头,明去向
1.箭头进入:加入的反应物(或操作,如加热)。
2.箭头出去:生成物(产品、副产品、尾气、循环利用物质)。
3.回箭头:循环利用的物质(可节约成本)。
第二步:分阶段,抓核心
将流程图分为三个阶段:
1.预处理阶段:使原料更易反应(粉碎、煅烧、酸浸)。
2.反应阶段:核心化学反应,生成目标产物。
3.分离提纯阶段:过滤、蒸发、结晶、洗涤、干燥,得到纯产品。
第三步:推反应,写方程
根据加入的试剂和产物的去向,推断发生了哪些反应。
1.书写方程式时注意:配平、条件(加热、催化剂)、气体/沉淀符号。
2.常考反应:金属与酸、金属氧化物与酸、碱与盐、复分解反应。
第四步:析操作,记名称
1.过滤:分离固体和液体 → 仪器:漏斗、玻璃棒、烧杯。
2.蒸发:得到固体溶质 → 仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒。
3.结晶:降温结晶(KNO₃提纯)、蒸发结晶(NaCl提纯)。
4.洗涤干燥:除去固体表面的杂质。
第五步:定成分,除杂质
1.判断滤渣/滤液成分:根据反应物的量和溶解性,判断哪些物质进入滤渣(不溶物)、哪些进入滤液(可溶物)。
2.除杂原则:不增(不引入新杂质)、不减(不消耗目标产物)、易分离。
考●向●破●译
考向01 化学符号的含义与书写
典例引领
【典例01】(24-25九年级·辽宁·二轮复习)物质的制备与生产
钨是一种重要的战略资源。如图是生产钨的一种工业流程。
查阅资料:
①白钨矿的主要成分是钨酸钙,还含有等。
②碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
③(钨酸)不溶于冷水,微溶于热水。
回答问题:
(1)“酸浸”时适当升高温度会提高浸出率,但温度不宜太高,原因是__________。
(2)操作2所得滤液中一定含有的溶质是__________(填化学式)。
(3)用氢气还原可获得高纯度的钨,反应的化学方程式为__________。此处不宜用焦炭代替氢气的原因是__________。
【答案】(1)温度太高会导致挥发,降低“酸浸”的效果
(2)CaCl2、HCl
(3) 碳在高温条件下会与钨反应生成碳化钨
【详解】(1)盐酸具有挥发性,“酸浸”时适当升高温度会提高浸出率,但温度不宜太高,原因为温度太高,加速盐酸挥发,降低浸出率。
(2)操作2后,得到H2WO4、SiO2,则操作2发生的反应是、,因为加入过量盐酸,所得滤液中一定含有的溶质是CaCl2、HCl。
(3)用氢气(H2)还原WO3可获得高纯度的钨(W),反应条件是高温,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,可知还有水(H2O)生成,反应的化学方程式为;
根据查阅资料,此处不宜用焦炭代替氢气的原因是碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
方法透视
解题思路
第一步:识别预处理操作名称
1.看流程图中的关键词,确定用的是哪种预处理方法。
2.判断依据:箭头进入的试剂名称或操作名称。
第二步:分析该操作对原料的物理或化学改变
第三步:结合流程目的,推理该预处理的具体目的
思考:
1.原料中目标元素在哪个相(固相还是液相)?预处理后要去哪里?
2.原料中杂质与目标元素在预处理后如何分离?
第四步:规范语言,写出标准答案
按“方法 + 直接作用 + 最终目的”的句式组织。
通用公式:将原料______(操作方法),使______(直接效果,如“增大接触面积”或“使××转化为××”),以便______(最终目的,如“加快反应速率”或“与杂质分离”)。
答题模板
粉碎/研磨
增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分(或提高原料的浸出率/转化率)。
煅烧/焙烧
使______(写出具体物质)分解(或氧化),除去______(如有机物、可燃杂质),便于后续酸浸(或转化为可溶性物质)。
酸浸
使原料中的______(如金属、金属氧化物、碳酸盐)溶解,转化为可溶性的______(盐),与不溶性杂质(如SiO₂、泥沙)分离。
碱浸
使______(如Al₂O₃、SiO₂)溶解,转化为可溶性物质,与不反应的物质分离。
水浸/溶解
使可溶性物质进入溶液,与不溶性杂质分离。
灼烧/加热
除去原料中的______(如结晶水、有机物),使物质转化为______(如氧化物)。
除杂(特定试剂)
除去______(杂质离子),防止其对后续反应产生干扰(或避免引入杂质)。
易错提醒
1.目的要具体:不能只写“加快反应速率”,要结合原料和目标产物写清楚“使什么物质转化为可溶物”或“与什么杂质分离”。
2.区分“酸浸”和“碱浸”:酸浸用于金属、金属氧化物、碳酸盐;碱浸用于两性金属(Al、Zn)或酸性氧化物(SiO₂)。
3.煅烧和灼烧的区别:煅烧通常指高温下使碳酸盐分解或金属矿物氧化;灼烧多指除去有机物或结晶水。辽宁中考可通用,但用词要准确。
变式演练
【变式01】(24-25九年级·辽宁·二轮复习)以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的原理及工艺流程可简示如下:
【原理】
【工艺流程】
(1)黄铁矿是________(填“纯净物”或“混合物”)。黄铁矿在加入到沸腾炉之前要进行粉碎以及在吸收装置中液体由上而下形成喷雾状的目的是________。
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为:,其中X的化学式为________。
(3)接触室中发生化合反应,反应过程中化合价改变的元素有________(填元素符号)。
(4)工业上常用石灰乳来吸收尾气中的,其反应的化学方程式为________(提示:生成物中有一种难溶性盐是)。
(5)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法中正确的是 (填标号)。
A.生产过程中向空气里排放含较多、的尾气,可能会引发酸雨
B.催化剂能够加快的反应速率和增大的产量
C.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
【答案】(1) 混合物 增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
(2)
(3)S、O/O、S
(4)
(5)AC
【详解】(1)黄铁矿主要成分为,属于混合物;
黄铁矿在加入到沸腾炉之前要进行粉碎以及在吸收装置中液体由上而下形成喷雾状的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分;
(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4个铁原子、8个硫原子和22个氧原子,反应后有2个X、8个硫原子和16个氧原子,则2个X中含有4个铁原子和6个氧原子,则1个X中含有2个铁原子和3个氧原子,故X的化学式为;
(3)接触室中二氧化硫和氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫,化学方程式为,该反应中硫元素化合价由+4价变为+6价,氧元素化合价由0价变为-2价,所以反应过程中化合价改变的元素有S、O;
(4)工业上常用石灰乳来吸收尾气中的,发生的反应是二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,化学方程式为;
(5)A、生产过程中向空气里排放含较多 、的尾气,可能会引发酸雨,说法正确,符合题意;
B、在原料质量一定的条件下,使用催化剂不能改变生成物的质量,只能改变反应速率,所以不能增大的产量,说法错误,不符合题意;
C、沸腾炉排出的矿渣含有氧化铁,可用做工业炼铁的原料,说法正确,符合题意。
故选:AC。
【变式02】(2025·辽宁鞍山·二模)化学从古到今都在造福人类。
Ⅰ.【化学与古籍】
中国古代文献记载了丰富的化学知识。
(1)《天工开物》中记载:取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”,古法制食盐选用蒸发结晶法理由是______。
(2)《太清丹经》中记载了制取“彩色金”的方法:将雄黄和锡粉混合,发生如下置换反应:,则X的化学式为______。
(3)《天工开物》记载了用孔径小于锡砂的容器在水中淘取锡砂,该原理类似于实验室的操作是______。
Ⅱ.【化学与技术】
我国的煤炭资源丰富,但液体燃料短缺,通过“煤液化”技术,用煤炭和水制取甲醇(CH3OH)的主要流程如图。
(4)煤炭中主要含有______元素,属于______资源(填“可再生”或“不可再生”)。
(5)在汽化炉中往往将水用喷淋方式注入,其目的是______。汽化炉所发生反应的化学方程式______。
(6)为使合成塔中的原料尽可能转化成产品,在变换器中调节气体比例,调节CO和H2的最佳分子个数比为______。
(7)我国已实现“煤液化”技术生产油品和石油化工产品,下列说法正确的______。
A.减少了煤燃烧产生的污染
B.提升我国能源安全保障能力
C.开拓了化石能源使用路径
D.一定程度上解决我国石油资源短缺问题
【答案】(1)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小
(2)SnS2
(3)过滤
(4) 碳 不可再生
(5) 增大水与煤炭的接触面积,使反应更充分
(6)1:2
(7)ABCD
【详解】(1)古法制盐选用蒸发结晶法而不选用冷却结晶法的理由是:氯化钠的溶解度受温度变化影响较小;
(2)根据化学方程式可知,反应前有:4个砷原子、4个硫原子、2个锡原子,反应后有:4个砷原子,依据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,故2X中有:4个硫原子、2个锡原子,所以X的化学式为SnS2;
(3)用孔径小于锡砂的容器在水中淘取锡砂,该原理类似于实验室的过滤;
(4)煤炭中主要含有碳(C)元素,煤炭是经过漫长地质年代形成的化石燃料,属于不可再生资源;
(5)在汽化炉中往往将水用喷淋方式注入,其目的是增大水与煤炭的接触面积,使反应更充分;汽化炉中煤炭(主要成分碳)和水在1500℃条件下反应生成一氧化碳和氢气,化学方程式为;
(6)甲醇的化学式为CH3OH,根据质量守恒定律,从碳、氢原子个数比来看,合成甲醇的反应方程式为,所以调节CO和H2的最佳分子个数比为1:2;
(7)A、“煤液化”技术将煤转化为油品和石油化工产品,减少了直接燃煤产生的二氧化硫、氮氧化物等污染物,减少了煤燃烧产生的污染,故A正确;
B、我国煤炭资源丰富,“煤液化”技术提升了我国能源的利用效率,保障了能源安全,故B正确;
C、“煤液化”技术开拓了化石能源(煤炭)的使用路径,使其得到更广泛的应用,故C正确;
D、“煤液化”技术生产油品和石油化工产品,在一定程度上可以缓解我国石油资源短缺问题,故D正确。
故选ABCD。
考向02 流程中涉及的操作
典例引领
【典例01】(25-26九年级上·辽宁沈阳·月考)高锰酸钾(KMnO4)是一种重要的化工产品。工业上以软锰矿[主要成分二氧化锰(MnO2)]和氢氧化钾(KOH)为原料生产高锰酸钾,生产流程如图:
(1)软锰矿中各成分的含量是_____(选填“固定的”或“不固定的”)。
(2)混合加热室内,原料发生的变化属于_____(选填“物理变化”或“化学变化”)。在加入前需要将软锰矿进行粉碎,并在混合加热的过程中不断搅拌的原因是______。
(3)写出氧化反应室中,240℃的熔融物发生的化学反应方程式______。
(4)除“电解法”外,“通二氧化碳法”也能将K2MnO4转化为高锰酸钾。向K2MnO4溶液中通入二氧化碳得到KMnO4的反应方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。分析比较“电解法”相较于“通二氧化碳法”的优势:
①“电解法”将______(填写能量)转化成化学能,其反应条件更易控制,可通过调节电流、电压等参数稳定生产。
②“电解法”的原料利用率高:K2MnO4都能转化为高锰酸钾,锰元素未流失;“通二氧化碳法”_____,锰元素被浪费。此外,“电解法”流程中______可以被循环利用。
A.K2MnO4 B.KOH C.N2 D.软锰矿
通过电解得到高锰酸钾和氢氧化钾的混合溶液后,采用“降温结晶法”提纯高锰酸钾:
(5)提纯高锰酸钾晶体全程需避免高温和强光,目的是______。
(6)“操作”指______(选填“过滤”或“蒸馏”)。
【答案】(1)不固定的
(2) 物理变化 使各物质充分混合,受热均匀
(3)
(4) 电能 反应生成了MnO2,部分锰元素转化到了MnO2中,未全部转化到KMnO4中 B
(5)防止高锰酸钾受热和见光分解
(6)过滤
【详解】(1)软锰矿主要成分是二氧化锰,还含有其他物质,属于混合物,混合物中各成分的含量是不固定的;
(2)混合加热室内,原料只是状态发生了改变,无新物质生成,属于物理变化;
在加入前需要将软锰矿进行粉碎,并在混合加热的过程中不断搅拌的原因是:使各物质充分混合,受热均匀;
(3)由图可知,氧化反应室中,240℃的熔融物发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾、氧气反应生成锰酸钾和水,该反应的化学方程式为:;
(4)①“电解法”是在通电的条件下反应,是将电能转化为化学能;
②由化学方程式可知,“通二氧化碳法” 中,反应生成了MnO2,部分锰元素转化到了MnO2中,未全部转化到KMnO4中,所以锰元素被浪费;
由图可知,KOH既是反应物,又是生成物,可以循环利用。
故选B;
(5)高锰酸钾在高温和强光的条件下易分解,故提纯高锰酸钾晶体全程需避免高温和强光,目的是:防止高锰酸钾受热和见光分解;
(6)“操作”实现了固液分离,是过滤。
方法透视
解题思路
第一步:根据流程前后状态判断操作
1.前后状态:固体+液体 → 分开 → 过滤
2.溶液 → 固体(加热条件下)→ 蒸发
3.溶液 → 固体(冷却条件下)→ 降温结晶
4.固体表面有杂质 → 洗涤
5.湿固体 → 干固体 → 干燥
第二步:确认操作名称及所需仪器
第三步:说明操作目的
1.过滤:分离固体和液体,获得纯净的滤液或滤渣。
2.蒸发:使溶质结晶析出,得到固体产品。
3.洗涤:除去固体表面吸附的杂质,提高纯度。
4.干燥:除去水分,便于称量或后续使用。
第四步:注意事项
1.过滤:“一贴二低三靠”;玻璃棒引流。
2.蒸发:加热时不断搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅;当出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干。
3.洗涤:用少量蒸馏水(或酒精)多次洗涤;洗涤后检验是否洗净(如检验Cl⁻)。
答题模板
过滤
目的:分离固体和液体,得到______(滤渣/滤液)。
仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸。
注意事项:玻璃棒引流,漏斗下端紧贴烧杯内壁,滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘。
蒸发
目的:将溶液浓缩,使溶质结晶析出。
仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、三脚架。
注意事项:加热时用玻璃棒不断搅拌,防止液滴飞溅;当蒸发皿中出现大量固体时停止加热,利用余热蒸干。
降温结晶
目的:使溶解度受温度影响大的物质从溶液中结晶析出。
步骤:将溶液加热浓缩成热饱和溶液,冷却,过滤,得到晶体。
适用:如提纯KNO₃(含少量NaCl)。
蒸发结晶
目的:使溶解度受温度影响小的物质从溶液中结晶析出。
步骤:加热蒸发溶剂,至有大量固体析出,停止加热。
适用:如从海水中提取NaCl。
洗涤
目的:除去晶体表面吸附的可溶性杂质,提高产品纯度。
检验洗净方法:取最后一次洗涤液,滴加______(试剂),若无______(现象),则已洗净。
干燥
目的:除去固体中的水分,得到干燥产品。
变式演练
【变式01】(2024·辽宁大连·一模)通过晾晒海水可得到粗盐。化学兴趣小组为了除去粗盐中难溶性杂质及氯化镁,进行了如图操作(注:难溶性杂质不参与任何反应)。
(1)操作Ⅰ、Ⅲ依次为下图中的______(填字母)。其中操作Ⅳ中______时停止加热,若此时取下蒸发皿需使用的仪器是______。
(2)D、E、F三个过程都需要使用到的玻璃仪器是______,这种仪器在操作D中的作用是______。
(3)步骤A中,称量15.0g粗盐需补充的主要仪器是______。
(4)步骤C中,滴加过量溶液的作用______。
(5)为中和过量的,应滴加的“试剂a”是______。
(6)步骤E中,若加热过程不搅拌,造成的后果是______。
(7)此实验中精盐的产率是______(用百分数表示)。经检测精盐产率明显偏高,排除实验误差的因素,请分析原因______。
【答案】(1) DF 当蒸发皿中出现较多固体 坩埚钳
(2) 玻璃棒 搅拌,加速溶解
(3)托盘天平
(4)除去氯化镁
(5)稀盐酸
(6)液滴飞溅
(7) 80% 加入氢氧化钠和稀盐酸的过程中都有氯化钠生成
【详解】(1)操作Ⅰ将样品溶解形成混合液,Ⅲ是通过过滤实现固液分离,故选:DF;
操作Ⅳ是蒸发操作,待有大量固体析出时,停止加热,利用余热蒸干水;
此时蒸发皿较热,应用坩埚钳夹持;
(2)D为溶解,溶解所需的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒,E为蒸发,蒸发所需的玻璃仪器是:玻璃棒、酒精度,F为过滤,过滤所需的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒,三个过程都需要使用到的玻璃仪器是玻璃棒;
玻璃棒在操作D,即溶解中的作用是搅拌,加速溶解;
(3)步骤A中,称量15.0g粗盐需补充的主要仪器是托盘天平;
(4)氢氧化钠和氯化镁反应生成氯化钠和氢氧化镁沉淀,故步骤C中,滴加过量NaOH溶液的作用除去氯化镁;
(5)为中和过量的NaOH,应滴加的试剂a为稀盐酸,过量的氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,没有引入新的杂质;
(6)步骤E中,即蒸发过程中,若不搅拌,可能导致局部温度过高,液体飞溅;
(7)精盐的产率为;
实验过程中加入氢氧化钠和稀盐酸的过程都有氯化钠生成,导致产率明显偏高。
【变式02】(辽宁抚顺·三模)碳酸亚铁(FeCO3)可用于制作补铁药物,以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2等)为原料制备碳酸亚铁的生产流程示意图。
【资料】40 ℃以上时,(NH4)2CO3易分解。
(1)操作I和II的名称为____________,实验室中该操作所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
(2)写出向固体A中加入稀硫酸后发生反应的化学方程式__________。
(3)加入(NH4)2CO3后,该反应必须控制的条件是__________。
(4)从溶液C中可回收硫酸铵,检验硫酸铵属于铵态氮肥的方法是___________。
【答案】(1) 过滤 漏斗
(2)Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑
(3)冷却,保证温度不高于40℃
(4)与熟石灰混合研磨,观察是否有刺激性气味气体产生
【详解】(1)通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离,所以操作I和II的名称为过滤,实验室中过滤操作所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(2)根据题给信息可知,一氧化碳还原氧化铁生成铁,固体A中含有铁,则向固体A中加入稀硫酸后发生反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑。
(3)因为40 ℃以上时,(NH4)2CO3易分解,所以加入(NH4)2CO3后,该反应必须控制的条件是冷却,保证温度不高于40℃。
(4)铵根离子能与熟石灰反应生成有刺激性气味的气体,则检验硫酸铵属于铵态氮肥的方法是与熟石灰混合研磨,观察是否有刺激性气味气体产生。
考向03 流程中反应条件的控制
典例引领
【典例01】(辽宁沈阳·一模)工业上以粗盐水(含少量MgCl2、CaCl2杂质,不溶性杂质已经过滤掉)为原料,利用电解饱和食盐水的方法制备NaOH,其简要工艺流程如图:
(1)步骤①中发生反应生成的沉淀是______。(填化学式)
(2)步骤①②中要强调过量的原因是______。
(3)验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是______。
(4)步骤③中加入适量稀盐酸的目的是______,控制盐酸用量是否适量的办法是不间断地监测溶液的______。
(5)写出步骤④中反应的化学方程式:______。
【答案】 除尽氯化镁、氯化钙 取适量上层清液于试管中,滴加碳酸钠溶液,无明显现象,说明CaCl2已完全转化为CaCO3 除去过量的氢氧化钠和碳酸钠 pH
【详解】加入过量的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,加入过量的碳酸钠溶液时,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,加入适量稀盐酸时,稀盐酸和过量的氢氧化钠反应生成氯化钠和水,和过量的碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,电解饱和食盐水上生成氢氧化钠、氢气和氯气;
(l)步骤①中发生反应生成的沉淀是氯化镁和氢氧化钠反应生成的氢氧化镁()。
(2)步骤①②中要强调过量的原因是除尽氯化镁、氯化钙。
(3)验证步骤②中CaCl2已完全转化为CaCO3的方法是:取适量上层清液于试管中,滴加碳酸钠溶液,无明显现象,说明CaCl2已完全转化为CaCO3,因为氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀。
(4)氢氧化钠和碳酸钠能与稀盐酸反应转化为氯化钠,步骤③中加入适量稀盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,控制盐酸用量是否适量的办法是不间断地监测溶液的pH。
(5)步骤④中,通电时,饱和食盐水反应生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的化学方程式:。
方法透视
解题思路
第一步:定位条件控制的环节
在流程图中找到标有温度、pH、催化剂、搅拌等符号的步骤,或文字描述中提到的条件控制。
第二步:分析该步骤涉及的物质和反应
1.该步骤加入什么试剂?生成什么产物?
2.该步骤的目标是什么(溶解、沉淀、转化、分离)?
3.物质有什么性质(热稳定性、挥发性、氧化性、还原性、酸碱性)?
第三步:结合物质性质,推理控制条件的目的
第四步:规范语言,写出标准答案
按“控制××条件,是为了防止/促进/使……,从而达到……效果”的句式组织。
答题模板
控制温度(加热、控温、冷却)
1.加热(加快反应速率):加热是为了加快反应速率,使反应在较短时间内充分进行。
2.加热但温度不宜过高:温度不宜过高,是为了防止______(如H₂O₂、NH₄HCO₃)受热分解(或防止______挥发),避免造成原料损失。
3.低温操作(冰水浴):采用低温(或冰水浴),是为了防止______(如浓硝酸、氨水)挥发,或防止______(如H₂O₂)分解,或抑制副反应发生。
4.冷却(降温结晶、防止分解):反应后冷却,是为了使______(如KNO₃)结晶析出,或防止高温下______分解。
5.控制温度在某一范围(如“维持80℃”):控制温度在______℃,是为了使反应速率适中,同时防止温度过高导致______分解(或挥发),提高产率。
调节pH
1.加酸调节pH(使金属离子沉淀):加入______(如稀硫酸)调节pH,是为了使______(如Fe³⁺、Al³⁺)转化为氢氧化物沉淀,过滤除去,从而提纯目标产物。
2.加碱调节pH(使金属离子沉淀):加入______(如NaOH溶液)调节pH,是为了使______(如Cu²⁺、Mg²⁺)沉淀完全,与______(其他离子)分离。
3.调节pH至特定范围(如“pH=5~6”):调节pH至______范围,是为了使______离子沉淀完全,而______离子不沉淀,实现选择性分离。
4.加酸或碱溶解两性物质:加入______(如NaOH溶液),是为了溶解______(如Al(OH)₃、Al₂O₃),转化为可溶性______(如NaAlO₂),与不溶性杂质分离。
使用催化剂
使用______(如MnO₂)作催化剂,是为了加快反应速率,缩短反应时间,降低反应所需温度(节约能源)。
搅拌
搅拌是为了使反应物充分接触,加快反应速率,同时使溶液受热均匀,防止局部过热。
控制浓度(如“滴加”)
采用______(如“缓慢滴加”)方式,是为了控制反应速率,防止反应过于剧烈,或防止生成副产物(如将CO₂通入Ca(OH)₂中,若CO₂过量会生成可溶性Ca(HCO₃)₂)。
控制压强
增大压强,是为了加快反应速率,使反应向______(气体体积减小)方向进行,提高产率(适用于有气体参与的反应)。
变式演练
【变式01】(2025·辽宁朝阳·一模)化学在我国AI发展中发挥着重要作用。
Ⅰ.化学与AI能源
(一)高效能源存储
(1)为了延长AI设备的续航时间,通过化学优化锂离子电池的高镍三元正极,如Li Ni0.8 Co0.1 Mn0.1 O2,其所含元素为___________种。
(2)固态电解质(如硫化物Li3PS4)的研发突破,解决了传统锂电池易燃、易___________的隐患。
(3)为适应AI硬件复杂工况,AI电池中的高导电性材料能够稳定工作的温度范围最好是___________。
标号
A
B
C
温度
-30℃~10℃
-10℃~100℃
20℃~100℃
A.A B.B C.C
(二)绿色能源转换
(4)太阳能电池:钙钛矿光伏材料通过把___________能转换为电能,为AI数据中心提供可持续能源。
(5)氢燃料电池:催化剂(如铂钴合金)的化学优化降低制氢成本,推动氢能驱动的AI边缘计算节点部署。铂钴合金属于___________(填标号)。
A.金属材料 B.合成材料 C.天然材料
Ⅱ.化学与AI化工
某科研团队对废旧三元锂电池进行处理,部分工艺如图所示:
(6)废旧电池需经盐水放电处理消除残余电量,使电池正负极间形成外部短路回路,强制电池内部残余的___________能以热能形式释放。
(7)正极片预处理时,利用振动筛或气流分选法分离出铝箔碎片,属于___________ (填“物理”或“化学”)方法。
(8)图中的“粉料”属于___________(填“纯净物”或“混合物”) 。
(9)反应过程中,除了对H2O2的添加量需要控制,反应温度也要控制在80℃以下,你认为其主要原因是___________。
(10)加入NaOH调节溶液pH至LiOH 沉淀析出。NaOH与H2SO4反应的产物为___________。
(11)将Na2CO3加入LiOH溶液中,发生反应 ,Li的化合价没有发生变化,反应前后均为___________。
【答案】(1)5/五
(2)泄漏
(3)B
(4)太阳
(5)A
(6)电
(7)物理
(8)混合物
(9)防止过氧化氢受热分解
(10)硫酸钠、水/ Na2SO4、 H2O
(11)+1
【详解】(1)根据化学式LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2可知,该物质中含有的元素有锂(Li)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、氧(O),共5(或五)种;
(2)固态电解质(如硫化物 Li3PS4)的研发突破,解决了传统锂电池易燃、易泄漏的隐患。因为传统锂电池使用液态电解质,存在泄漏风险;
(3)A、温度范围是−30℃~10℃,该范围相对较窄,尤其是低温上限较低,可能无法满足一些对温度要求较高的复杂工况,例如在温度较高的环境下,该材料的性能可能未知,不能很好地适应 AI 硬件复杂工况,不符合题意;
B、温度范围是−10℃~100℃,此范围既涵盖了相对较低的温度,也包含了较高的温度,相比 A 选项,能适应更广泛的温度变化情况,无论是在低温环境还是高温环境下,都有较好的适应性,更能满足 AI 硬件复杂工况对温度的要求,符合题意;
C、温度范围是20℃~100℃,该范围缺少了低温部分,对于一些可能处于低温环境的工况无法适应,不能满足 AI 硬件在不同温度条件下稳定工作的需求,不符合题意。
故选 B。
(4)钙钛矿光伏材料通过把 太阳能转换为电能,为 AI 数据中心提供可持续能源。
(5)金属材料包括纯金属和合金,铂钴合金是合金,属于金属材料,故选A;
(6)废旧电池需经盐水放电处理消除残余电量,使电池正负极间形成外部短路回路,强制电池内部残余的 电能以热能形式释放。
(7)正极片预处理时,利用振动筛或气流分选法分离出铝箔碎片,过程中没有新物质生成,属于 物理方法;
(8)在电池制造过程中,为了使电极具备良好的性能,除了主要的活性物质 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2外,还会添加其他辅助材料,图中 “粉料” 由多种物质组成,属于混合物;
(9)反应过程中,除了对 H2O2的添加量需要控制,反应温度也要控制在 80℃以下,其主要原因是 防止 H2O2分解,因为过氧化氢受热易分解,温度过高会导致过氧化氢分解,影响反应效果;
(10)NaOH 与 H2SO4发生中和反应,化学方程式为,产物为硫酸钠( Na2SO4)和水( H2O)。
(11)在化合物中,各元素正负化合价代数和为零。在 LiOH 中,氢氧根显−1价,所以 Li 显+1价;在 Li2CO3中,碳酸根显−2价,所以 Li 也显+1价,反应前后 Li 的化合价均为 +1。
【变式02】(2023·辽宁营口·三模)将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一,我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇()的装置,有利于实现“碳中和”。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成的工艺流程图。
查阅资料:甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(1)实验室进行过滤操作,过滤速度过慢可能的原因________(填一种即可)。
(2)请写出铁和水蒸气发生反应的化学方程式______,该反应属于______反应(填基本反应类型)。
(3)合成的化学方程式:。该反应使用过量的原因是________。
(4)请你设计分离出的一种方案:________。
【答案】(1)滤纸与漏斗之间留有气泡
(2) 置换
(3)使二氧化碳完全反应
(4)将混合物加热到高于64.7℃,低于100℃,使甲醇分离出去
【详解】(1)实验室进行过滤操作,过滤速度过慢可能的原因是滤纸与漏斗之间留有气泡;
(2)由图可知,铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“一种单质与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)该反应使用过量 H2的原因是:使二氧化碳完全反应;
(4)由题干信息可知,甲醇的沸点为64.7℃,而水的沸点为100℃,故可利用沸点的不同将其分馏,可采取蒸馏的方法分离甲醇,可将混合物加热到高于64.7℃,低于100℃,使甲醇分离出去。
考向04 流程中物质成分的分析
典例引领
【典例01】(辽宁盘锦·模拟预测)有一包白色粉末可能含硫酸钡、碳酸钠和氢氧化钡中的一种或几种,取一定量的该粉末加入到盛有足量水的烧杯中,搅拌、静置,观察到有白色不溶物。
(1)小张同学认为,白色粉末中一定含有硫酸钡;小李同学认为,小张同学的结论不准确,其理由可用化学方程式表示为____________。
针对上述两名同学的观点,小刘同学进一步设计如下实验方案进行探究:
(2)步骤③中,滴入酚酞溶液后,若滤液E为红色,则滤液E中除酚酞外还一定含有的溶质是________(填化学式),由此得出原白色粉末成分组成的所有情况_________________________(填化学式)。
(3)小王同学认为,只需要取少量滤渣B,加入_________,若看到的现象是___________________,就足以说明原白色粉末的成分是硫酸钡、碳酸钠和氢氧化钡。
【答案】(1)
(2) BaCl2、NaCl、NaOH ①Na2CO3、Ba(OH)2、②BaSO4、Na2CO3、Ba(OH)2
(3) 过量的稀盐酸 沉淀部分溶解,有气泡产生
【详解】(1)因为碳酸钠和氢氧化钡反应也能生成碳酸钡白色沉淀和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:,所以观察到白色不溶物,不能说明白色粉末中一定含有硫酸钡;
(2)步骤②向滤液A中加入过量的氯化钡产生滤渣D,说明氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,则滤液C中一定有氯化钠和过量的氯化钡。向滤液C中加入酚酞后滤液为红色,则说明溶液为碱性,一定不含碳酸钠(被氯化钡完全消耗),则一定含有氢氧根离子,说明原白色粉末中含有氢氧化钡,且氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,氢氧化钡被全部消耗(滤液A中有碳酸钠),则滤液E中还有氢氧化钠。所以滤液E中除酚酞外还一定含有的溶质是BaCl2、NaCl、NaOH。
可以确定原白色粉末一定含有碳酸钠和氢氧化钡,可能含有硫酸钡,其组成可能是Na2CO3、Ba(OH)2或BaSO4、Na2CO3、Ba(OH)2;
(3)硫酸钡沉淀不溶于稀盐酸,碳酸钡沉淀能溶于稀盐酸(碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水),取少量滤渣B,加入过量的稀盐酸,白色不溶物部分溶解,且有气泡产生,说明滤渣中含有BaSO4,BaCO3,所以原白色粉末的成分是硫酸钡、碳酸钠和氢氧化钡。
方法透视
解题思路
第一步:明确流程中每一步的反应
写出每一步加入的试剂和发生的化学反应方程式。
注意:过量试剂要标注“过量”,不参与反应的物质(如泥沙)始终存在。
第二步:确定进入滤渣和滤液的物质
滤渣:所有不溶于水的物质(原不溶物 + 反应生成的不溶物)。
滤液:所有可溶性物质(原可溶物中未反应的 + 反应生成的可溶物 + 过量的试剂)。
第三步:判断“过量”带来的影响
若某试剂过量,则滤液中一定含有该试剂的离子(或分子)。过量试剂可能参与后续反应,需追踪其去向。
第四步:结合后续操作反向验证
看下一步加什么试剂,发生什么反应,反推上一步滤液/滤渣中一定含有哪些物质。
答题模板
滤渣成分分析
答题句式:滤渣中一定含有______(不溶物),可能含有______(若某反应物过量则可能含,否则不含)。
常见情况:
1.原不溶性杂质(如泥沙)→ 一定在滤渣中。
2.生成的沉淀(如CaCO₃、BaSO₄、Mg(OH)₂)→ 一定在滤渣中。
3.过量的固体反应物(如过量锌粉)→ 若反应后固体有剩余,则可能含。
滤液溶质成分分析
答题句式:滤液中一定含有______(可溶物),可能含有______(若某反应物过量则可能含)。
注意:不参与反应的离子(如Na⁺、Cl⁻)一定存在。
易错提醒
1.忽略原不溶杂质(如泥沙):只要原料含不溶物,滤渣中一定有它
2.忽略过量试剂:加入过量的固体或溶液,滤液/滤渣中一定含该试剂的成分
3.误以为生成的气体或水留在滤液中:气体逸出,水是溶剂,不写进溶质
4.忽略反应顺序(中和优先):先写中和反应,再写沉淀反应,再写气体反应
5.忽略物质溶解性:记住常见沉淀表,判断物质是否进入滤渣
变式演练
【变式01】(辽宁沈阳·一模)某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如下图所示:
已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。
(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过程中发生了__________现象,该过程是__________变化。步骤①产生的废气B中,一定含有的有害气体是__________(填化学式)。环保处理最好采用的试剂是__________(填字母序号)。
A.浓硫酸 B.食盐水 C.石灰乳
(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式__________,它属于基本反应类型中的__________反应。
(3)步骤③和④中主要操作的名称是__________。
(4)我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜__________(选填“高”或者“低”),市场上,一般鉴别黄金和假黄金的方法是__________(写出一种方法即可)。
(5)取少量的溶液C,往其中加入一定质量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有__________(填字母序号)。
A.硫酸镁 B.硫酸锌 C.硫酸铜 D.硫酸铜和硫酸锌
【答案】(1) 乳化 物理 C
(2) 置换
(3)过滤
(4) 高 取样,互相刻划,有划痕的是黄金,无划痕的是黄铜(合理即可)
(5)C
【详解】(1)洗涤剂对油污具有乳化作用,用洗涤剂除油污的过程中发生了乳化现象,过程中没有生成新物质,是物理变化;
硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫,所以步骤①产生的废气B中,一定含有的有害气体是SO2,二氧化硫和浓硫酸、食盐水不反应,二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水,所以环保处理最好采用的试剂是石灰乳,故选C;
(2)某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质,除去油污后,①得到的不溶固体通入足量的空气加热,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物(氧化锌、氧化铜),③得到固体A为氧化锌和氧化铜,加入过量的稀硫酸,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,得到的溶液C中含有硫酸锌、硫酸铜和硫酸,④溶液C加入适量甲得到铜和溶液D,溶液D经过多不处理得到锌,则溶液D为硫酸锌,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,化学方程式为:,该反应是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,属于置换反应;
(3)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,所以步骤③和④中主要操作的名称是过滤;
(4)合金的硬度比组成其纯金属的硬度大,所以黄铜的硬度比纯铜高;
市场上,一般鉴别黄金和假黄金的方法是取样,互相刻划,有划痕的是黄金,无划痕的是黄铜;
(5)取少量的溶液C(硫酸锌、硫酸铜、硫酸),根据金属活动性顺序Mg>Zn>H>Cu,往其中加入一定质量的镁粉,镁先与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,待硫酸铜反应完全,若镁有剩余,镁会与硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则说明滤渣中一定含有锌,而不一定含有镁,锌可能被完全置换出来,也可能部分被置换出来,则溶液中一定不含有硫酸铜,而可能含有硫酸锌,故选C。
【变式02】(2025·辽宁抚顺·模拟预测)化学在人类发展中发挥着重要作用。
I.化学与环境
三元催化器和颗粒捕捉器是两种安装在汽车排气系统中重要的净化装置。
(1)图1为三元催化器。催化反应器上有许多小孔,在内表面上涂覆铂铑系列催化剂。
①该装置可使尾气中的CO、NO催化转化为CO2和N2。该反应的化学方程式为_____。
②催化反应器制成孔状结构的目的是_____。
(2)汽车尾气进入颗粒捕捉器后,因出入口交替封闭,固态颗粒物因体积大于孔径被截留在通道内壁,而气态物质通过孔隙排出。图2为某颗粒捕捉器使用一段时间的效果图。
①颗粒捕捉器的原理相当于化学实验中的_____操作。
②试分析汽车尾气的进气端为_____(填“A”或“B”)。
③为减少炭沉积,通常将颗粒捕捉器安装在排气管温度较_____(填“高”或“低”)的一端。
Ⅱ .化学与工艺
辽宁蕴藏丰富的铝土资源。某工厂用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2等)提取Al2O3,提取流程示意图如下所示:
已知:I.
Ⅱ .
Ⅲ.Fe(OH)3不溶于水;Na[Al(OH)4]可溶于水
(3)经检验,滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2.由此可推知SiO2的性质有_____(填标号)。
A.难溶于水 B.不能与盐酸反应 C.不能与NaOH溶液反应
(4)通入过量CO2之前,滤液Ⅱ中含有的溶质是_____(用化学式表示)。
(5)滤渣Ⅲ加热时,分解生成Al2O3和一种常见的氧化物,请写出反应的化学方程式_____。
(6)铝土矿经过上述系列操作获得氧化铝的目的是_____。
【答案】(1) 增大与反应物的接触面积
(2) 过滤 B 高
(3)AB
(4)、、
(5)
(6)富集
【详解】(1)该装置可使尾气中的CO、NO催化转化为CO2和N2,化学方程式为,故填:;
催化反应器制成孔状结构可以增大与反应物的接触面积,故填:增大与反应物的接触面积;
(2)汽车尾气进入颗粒捕捉器后,因出入口交替封闭,固态颗粒物因体积大于孔径被截留在通道内壁,而气态物质通过孔隙排出,相当于化学实验中的过滤操作,过滤可以分离不溶于水的难溶性杂质,故填:过滤;
汽车尾气进入颗粒捕捉器后,因出入口交替封闭,固态颗粒物因体积大于孔径被截留在通道内壁,而气态物质通过孔隙排出,根据图示分析,与B端相连的管道内有被截留的固态颗粒物,所以汽车尾气的进气端为B端,故填:B;
温度高有助于反应更完全,减少炭沉积,所以通常将颗粒捕捉器安装在排气管温度较高的一端,故填:高;
(3)酸浸后,滤渣Ⅰ的主要成分仍有二氧化硅,说明二氧化硅不溶于酸,也不溶于水,故选:AB;
(4)酸浸过滤后的滤液中有氯化铝和氯化铁,再向滤液中加过量氢氧化钠溶液,氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,根据资料可知氯化铝与氢氧化钠反应生成可溶物,所以滤液Ⅱ中含有的溶质有剩余的,生成的、,故填:、、;
(5)根据分析和资料,向滤液Ⅱ中通入过量二氧化碳,得到滤渣Ⅲ中有氢氧化铝,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,所以滤渣Ⅲ加热时,分解生成Al2O3和一种常见的氧化物的化学方程式为,故填:;
(6)铝土矿经过上述系列操作获得氧化铝纯度更高,所以目的是富集,故填:富集。
考向05 循环利用与尾气处理
典例引领
【典例01】(九年级上·辽宁营口·阶段练习)氨气(NH3)的合成是人类科学技术上的重大突破。合成氨工艺的主要流程如下:
(1)合成塔中的反应必须在高温、高压并使用催化剂的条件下进行。该反应的文字表达式为 __________,该反应所属的基本反应类型是___________。
(2)从合成塔排出的气体属于____(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)在生产NH3的过程中,可以循环利用的物质有________。
【答案】(1) 化合反应
(2)混合物
(3)氮气、氢气
【详解】(1)合成塔中的反应是氮气和氢气在高温高压并使用催化剂的条件下生成氨气,故反应的文字表达式为:;
该反应是两种物质合成一种物质,符合化学反应的定义,故填:化合反应;
(2)从合成塔里排出氨气中含有氮气和氢气,所以属于混合物,故填:混合物;
(3)氮气和氢气在反应中作为反应物加入合成塔,又作为生成物从分离器中排出后再次进入合成塔,属于循环利用的物质,故填:氮气、氢气。
方法透视
解题思路
第一步:识别循环利用物质
看流程图:带“回箭头”指向前面步骤的物质,就是可循环利用的物质。
常见循环物质:
1.未反应的原料(如合成氨中的N₂、H₂)
2.可重复使用的试剂(如母液中的NaCl、NH₄Cl)
3.反应中生成的可再用于前一步的物质(如CO₂、H₂O)
第二步:分析循环目的
1.节约原料,降低成本
2.减少废弃物排放,保护环境
3.提高原料利用率
第三步:识别尾气成分
判断依据:流程中最后一步或某步排出的气体,可能含:
1.有毒气体(CO、SO₂、Cl₂、NH₃)
2.温室气体(CO₂)
3.可燃气体(H₂、CH₄)
第四步:选择尾气处理方法
1.吸收法:用溶液吸收(如NaOH吸收CO₂、SO₂;水吸收NH₃;碱液吸收Cl₂)
2.燃烧法:将可燃有毒气体燃烧转化为无害物质(如CO燃烧生成CO₂)
3.回收利用:将尾气作为原料循环利用
答题模板
循环利用物质
流程中可循环利用的物质是______(写化学式),其作用是______(节约原料/降低成本/提高利用率)。
尾气成分及处理
1.酸性尾气(CO₂、SO₂、HCl、Cl₂):尾气中含有______(如SO₂),可用______(如NaOH溶液/石灰乳)吸收,防止污染空气。
2.碱性尾气(NH₃):尾气中含有NH₃,可用______(如水/稀硫酸)吸收。
3.可燃有毒尾气(CO、H₂S等):尾气中含有______(如CO),可点燃转化为CO₂(或回收利用)。
4.综合表述:该流程的尾气中可能含有______,需通过______(方法)进行处理,以达到环保排放标准。
变式演练
【变式01】(24-25九年级下·辽宁抚顺·阶段练习)氢气作为一种清洁能源,在能源领域展现出广阔的应用前景。以甲烷、水蒸气以及空气作为原料的制氢循环工艺,是一种兼具高效性与可持续性的制氢途径。
(1)甲烷是______的主要成分,可作燃料。
(2)“燃料反应器”中发生的反应为,由于需要外部热源,所以燃料反应器需要有良好的______性能,并且实验前应先向燃料反应器中通入一段时间氮气,目的是________。
(3)“蒸气反应器”中发生反应的化学方程式是________,产生的气体需经过冷凝,冷凝后分子的______发生变化。
(4)“空气反应器”中发生的反应为______,该反应属于______(填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
(5)整个制氢循环工艺中能循环利用的物质是________。
(6)由图2可得出的结论有________(写一点)。
(7)上述甲烷制氢工艺与“”相比,从产物的角度分析,其优势是________。
【答案】(1)天然气(合理即可)
(2) 导热 排尽装置内的空气,防止甲烷与空气中的氧气混合加热时发生爆炸(合理即可)
(3) 间隔
(4) A
(5)
(6)随着反应器温度从850℃升高到900℃和950℃,甲烷的转化率整体呈上升趋势/反应器温度为950℃时,随循环次数的增加,甲烷的转化率逐渐减小(合理即可)
(7)不产生有毒的一氧化碳(合理即可)
【详解】(1)天然气、沼气的主要成分是甲烷;
(2)由于需要外部热源,所以燃料反应器需要有良好的导热性;
甲烷具有可燃性,实验前应先向燃料反应器中通入一段时间氮气,目的是:排尽装置内的空气,防止甲烷与空气中的氧气混合加热时发生爆炸;
(3)“蒸气反应器”中是铁和水在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式是:;
产生的氢气需经过冷凝变成液态氢气的过程中氢分子之间的间隔变小了;
(4)由______可知,反应前有:12个铁原子、16个氧原子,反应后有:12个铁原子、18个氧原子,所以空格处的物质含有2个氧原子,故该物质是氧气();此反应是多种物质生成一种物质,属于化合反应,故选A;
(5)由整个制氢循环工艺可知,氧化铁及时反应物又是生成物,所以能循环利用的物质是氧化铁;
(6)分析图2可知:随着反应器温度从850℃升高到900℃和950℃,甲烷的转化率整体呈上升趋势或反应器温度为950℃时,随循环次数的增加,甲烷的转化率逐渐减小;
(7)上述甲烷制氢工艺与“”相比,没有生成有毒气体一氧化碳。
【变式02】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)化学对人类文明和社会变革起到重要的推动作用。
Ⅰ.化学与科技
(1)2025年2月,深圳人形机器人实现全球首例前空翻。制作机器人外壳和部件的材料包括铝合金、不锈钢、塑料等。
①铝合金、不锈钢、塑料中,属于合成材料的是_______。
②用铝合金制作机器人外壳,具有硬度较大、密度较小,而且__________的优点。
③不锈钢属于铁合金。实验室利用氧化铁模拟炼铁的原理:_________(用化学方程式表示)。
(2)硅是制作机器人芯片的主要材料。制备高纯硅的部分工艺流程如下图所示。
①SiO2属于_________(填“单质”、“氧化物”或“混合物”),氧的化合价为-2,则 Si的化合价为_______。
②写出反应Ⅲ的化学方程式:________。
③生产流程中可循环利用的物质是________。
Ⅱ.化学与生产
《天工开物》记载“凡引水种盐,……南风大起,则一宵结成,名曰颗盐”,表明古人已经掌握了制盐工艺。
(3)如图为NaCl的溶解度曲线。20℃时NaCl的溶解度为_________g。此温度下,将5gNaCl溶解到20g水中,可配制NaCl的_________(填“饱和”或“不饱和”)溶液;恒温蒸发部分溶剂,该溶液溶质的质量分数________(填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】(1) 塑料 耐腐蚀(合理即可)
(2) 氧化物 +4 HCl
(3) 36.0/36 不饱和 变大
【详解】(1)①铝合金和不锈钢属于金属材料,塑料属于合成材料。
②铝合金具有硬度较大、密度较小且抗腐蚀性强的优点,所以适合制作机器人外壳。
③实验室用一氧化碳还原氧化铁炼铁,一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为。
(2)①SiO2由硅和氧两种元素组成,属于氧化物;
氧元素化合价为-2价,设硅元素化合价为x,根据化合物中各元素化合价代数和为零,,解得x=+4。
②反应 Ⅲ 是四氯化硅和氢气在高温条件下反应生成硅和氯化氢,化学方程式为。
③从流程图可知,反应 Ⅲ 生成HCl,HCl又可参与反应 Ⅱ,所以可循环利用的物质是HCl。
(3)由溶解度曲线可知,20℃时的溶解度为36.0g;
20℃时NaCl的溶解度为36.0g,即100g水中最多溶解36.0g氯化钠,那么20g水中最多溶解氯化钠的质量为,5g氯化钠溶解在20g水中形成不饱和溶液;
恒温蒸发部分溶剂,溶剂质量减少,根据,其溶质质量分数变大。
考向06 化学方程式的书写及反应类型的判断
典例引领
【典例01】(2025·辽宁大连·一模)化学与生活、生产息息相关,对改善生活质量,提高生活品质发挥着重要作用。
I.“舌尖上的化学”
(1)关于饮食健康,下列说法科学的是______(填写序号)。
A.为了身体健康,应长期饮用蒸馏水
B.提倡青少年每天饮用奶制品,防止缺碘
C.制作果冻时可以添加大量甜蜜素,使它更美味
D.为了使发面食品松软可口,制作时可添加适量的碳酸氢钠
Ⅱ.净水与化学。某自来水厂的净水过程如图所示。
(2)加入明矾的作用是______。
(3)“沙滤”相当于实验室中进行的一种基本操作是______(填写名称)。
(4)“水槽”中的水______(填写“是”或“不是”)纯净物。
(5)上述净水过程中发生了化学变化的步骤是______(写出1处即可)。
Ⅲ.新能源与化学。氢气作为新能源,被认为是理想的清洁高能燃料。如图是用硫化氢(化学式H2S)气体制备氢气的模拟工艺流程图。
(6)H2S中S的化合价为______。
(7)“反应室”内发生反应的化学方程式为:SO2+I2+2X=H2SO4+2HI,则X的化学式为______;理论上,32t二氧化硫可以生产H2SO4的质量为______t。
(8)HI气体进入“产品室”发生反应的化学方程式为______,该反应的基本反应类型是______反应。
(9)流程中可循环利用的物质有单质碘(I2)和______(写化学式)。
【答案】(1)D
(2)吸附悬浮杂质并加速其沉降
(3)过滤
(4)不是
(5)空气氧化或杀菌
(6)-2
(7) H2O 49
(8) 分解
(9)H2SO4
【详解】(1)A、蒸馏水中不含人体必需的微量元素(或矿物质),所以长期饮用对健康不利,故A说法错误;
B、奶制品中富含钙元素,少年每天饮用奶制品,可预防缺钙,故B说法错误;
C、甜蜜素对人体有害,制作果冻时添加大量甜蜜素,危害人体健康,故C说法错误;
D、碳酸氢钠受热易分解生成二氧化碳气体,碳酸氢钠与发酵产生的酸能反应生成二氧化碳气体,为使发面食品松软可口,制作时可添加适量碳酸氢钠,故D说法正确;
故选:D;
(2)加入明矾,明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性,可吸附悬浮杂质并加速其沉降;
(3)“沙滤”相当于实验室中的过滤操作,可除去难溶性杂质;
(4)“水槽”中的水还含有可溶性杂质,是混合物,不是纯净物;
(5)沉淀池和沙滤的过程中没有新物质生成,发生了物理变化,空气氧化、杀菌消毒的过程,生成了新物质,发生了化学变化;
(6)H2S中氢元素显+1价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,则S的化合价为-2;
(7)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应前有1个S、2个O、2个I,反应后有1个S、4个O、2个I、4个H,则2X中含有2个O和4个H,一个X中含有1个O和2个H,化学式为H2O;
根据化学方程式可知,反应二氧化硫和生成硫酸的质量比为64:98=32:49,故理论上,32t二氧化硫可以生产H2SO4的质量为49t;
(8)HI气体进入“产品室”,HI分解生成I2和H2,发生反应的化学方程式为,该反应是一种物质生成两种物质,基本反应类型是分解反应;
(9)根据流程,I2和硫酸既是反应物又是生成物,则流程中可循环利用的物质有单质碘(I2)和H2SO4。
方法透视
解题思路
第一步:根据箭头指向,确定反应物和生成物
反应物:箭头进入该步骤的所有物质(包括原料、加入的试剂、上一流程来的物质)。
生成物:箭头离开该步骤的所有物质(包括主产物、副产物、滤渣、滤液、气体等)。
第二步:根据元素守恒和物质类别,推断未知产物
第三步:配平方程式,添加条件与符号
配平:观察法或最小公倍数法。
条件:“高温”“加热”“通电”“催化剂”“点燃”等。
符号:气体“↑”、沉淀“↓”(反应物中无气体/固体生成时标)。
第四步:判断反应类型
答题模板
书写化学方程式
反应物1 + 反应物2 → 生成物1 + 生成物2
(条件写在等号上、下,气体/沉淀标符号)
写方程式时注意“过量”情况
1.若某试剂过量,但写方程式时仍按化学计量比写,过量不体现在方程式中。
2.但若题目问“加入过量NaOH溶液,发生反应的方程式”,则只写实际发生的反应(如AlCl₃+4NaOH→NaAlO₂+3NaCl+2H₂O?初中一般不考过量NaOH与Al反应,需注意。初中常见:NaOH+AlCl₃→Al(OH)₃↓+NaCl,过量NaOH会溶解Al(OH)₃,但辽宁中考通常不要求写过量反应,除非明确说明。建议:按正常比例写,若流程中有“溶解”现象,再考虑。)
易错提醒
1.漏写条件:高温、加热、催化剂等不能漏。
2.漏标气体/沉淀符号:反应物中无气体,生成物有气体需标↑;反应物中无固体(溶液反应),生成物有沉淀需标↓。
3.化学式写错:如FeSO₄写成Fe₂(SO₄)₃(铁与酸反应生成亚铁)。
4.配平错误:检查原子个数。
5.反应类型误判:如CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O是复分解,不是化合。
6.忽略“过量”试剂导致生成物不同:如CO₂与NaOH反应,少量CO₂生成Na₂CO₃,过量CO₂生成NaHCO₃。流程中要看清通入量。
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·辽宁大连·月考)生活中处处有化学,化学与生活和生产密切相关。
【化学与生活】
(1)为了全民的健康,我国推广使用强化铁酱油,这里的“铁”指的是___________(填“单质”“元素”或“原子”)。
(2)家用天然气泄漏报警器一般安装在燃气灶的上方,这是利用天然气(主要成分是CH4)性质中的________(填字母)。
A.毒性 B.溶解性 C.密度 D.气味
(3)家里做饭用的锅的材质是生铁,是因为生铁具有良好的_________性。
(4)小明拿出一盒饼干吃了一半,第二天再吃的时候,饼干一点也不脆了,这是空气中含有的____________导致的。
【化学与生产】
氨气是一种重要的化学物质,主要通过人工合成获得。下列是合成氨的工艺流程图,结合图所示,回答下列问题。
(5)过程①中,分离得到单质A是________,利用液态空气中各成分的___________不同。
(6)步骤②中炽热的焦炭和水蒸气在高温下反应,生成氢气的同时还会生成另一种可燃性气体,写出该反应的化学方程式________________。
(7)步骤③若要合成3.4 t氨气,至少需要氢气的质量是________。
(8)步骤④将氨气液化,从分子的角度看,改变的是分子的________。
(9)下列有关反应③中用到的催化剂的说法正确的有________(多选,填序号)。
A.化学反应前后其质量减少了 B.增加了生成物的质量
C.改变了化学反应速率 D.理论上催化剂可以重复使用
【答案】(1)元素
(2)C
(3)导热
(4)水蒸气
(5) 氮气(或) 沸点
(6)
(7)0.6 t
(8)间隔
(9)CD
【详解】(1)强化铁酱油中的 “铁” 指元素(这里的铁不是以单质、原子形式存在,而是强调补充人体所需的铁元素)。
故填:元素。
(2)天然气()密度比空气小,泄漏后会向上扩散,因此报警器装在燃气灶上方是利用了天然气的密度性质。
故选:C。
(3)生铁用于铁锅,是因为生铁具有良好的导热性(能传递热量加热食物)。
故填:导热。
(4)饼干变软不脆,是因为吸收了空气中的水蒸气(或水)(空气中的水分使饼干受潮)。
故填:水蒸气。
(5)空气分离得到的单质A是氮气()(合成氨的原料之一是氮气);
分离液态空气的原理是利用各成分的沸点不同(氮气沸点低于氧气,先汽化分离)。
故填:氮气(或);沸点。
(6)焦炭()与水蒸气在高温下反应生成氢气和一氧化碳(可燃性气体),化学方程式为。
故填:。
(7)合成氨反应为
设需要氢气的质量为x,则:解得
即至少需要氢气。
故填:。
(8)氨气液化是物理变化,从分子角度看,改变的是分子间的间隔(分子本身不变,仅间隔缩小)。
故填:间隔。
(9)催化剂的核心特点是:能改变反应速率,且反应前后自身的质量和化学性质不变;
A、催化剂在化学反应前后质量不变,因此 “质量减少” 的描述是错误的。
B、催化剂仅改变反应速率,不会增加生成物的质量,描述错误。
C、催化剂的核心作用就是改变化学反应速率(可加快或减慢),描述正确。
D、由于反应前后催化剂的质量和化学性质不变,因此理论上可以重复使用,描述正确。
故选:CD。
【变式02】(2025·辽宁丹东·二模)化学与生活、生产、科技息息相关,请根据所学知识回答下列问题。
【生活中化学】
(1)食盐中添加少量碘酸钾(KIO3),可预防因缺碘导致的甲状腺肿大。碘酸钾中的钾元素显+1价,则碘元素的化合价为_________。
(2)房屋窗框用的铝合金是_________(填“金属”或“合成”)材料。
(3)自然界的绿色植物可以通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和_________。
【生产中化学】竖炉氢冶炼铁工艺可减少二氧化碳排放,其生产流程如图所示。
(4)生成“煤造气”时,将煤粉碎的目的是_________。
(5)“煤造气”中主要含有CO和H2。“变换”的目的是将CO和水变换为CO2和氢气,过程中需要使用催化剂,“变换”过程中的化学反应方程式为_________。
(6)在竖炉中发生的反应是:,反应基本类型为_________;若要生产56kg铁,理论上需要消耗H2的质量是_________kg。
【科技中化学】
(7)近年来,中国航天技术不断突破,火箭推进剂的选择也在不断更新。
①常见的火箭推进剂有偏二甲肼和四氧化二氮,二者发生化学反应的方程式为:C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4X,则X的化学式为_______。
②第二代火箭助推器使用煤油 (含C11H24、C12H26、C13H28等分子) 作燃料。煤油作为常温推进剂,使用便捷且安全性出色,它属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
③第三代火箭推进器采用低温液氢液氧环保型推进剂作为动力来源,请从微观角度分析氢气和氧气液化过程的实质是_______。
(8)我国发布的首款超长寿命碳-14核电池“烛龙一号”,可助力各种宇宙深空探测器持续工作。碳-14 衰变时核内质子数发生改变,则衰变后元素种类_______(填“改变”或“不变”)。
【答案】(1)+5
(2)金属
(3)氧气/O2
(4)增大反应物的接触面积,使其充分反应
(5)
(6) 置换反应 3
(7) H2O 混合物 分子间的间隔减小
(8)改变
【详解】(1)碘酸钾(KIO3)中的钾元素显+1价,氧元素化合价为-2价,设碘元素化合价为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”,则:+1+x+(-2)×3=0,解得x=+5。
(2)铝合金属于金属材料。
(3)光合作用是指二氧化碳和水在光照作用下生成有机物和氧气。
(4)将煤粉碎,能增大反应物的接触面积,使其充分反应。
(5)将CO和水在催化剂作用下生成为CO2和氢气,反应的化学方程式为。
(6)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,属于置换反应;
设生成氢气的质量为x,则
解得x=3kg
则理论上需要消耗H2的质量是3kg。
(7)①反应前后原子的种类和个数不变,等号左边C、H、N、O的个数分别为2、8、6、8,等号右边除4X外,C、H、N、O的个数分别为2、0、6、4,则4X中含有8个氢原子和4个氧原子,则X的化学式为H2O。
②煤油中含有多种物质,属于混合物。
③气体间隔大于液体间隔,则氢气和氧气液化过程中,分子间的间隔减小。
(8)决定元素种类的为质子数,碳-14 衰变时核内质子数发生改变,则衰变后元素种类改变。
考向07 对工艺的评价
典例引领
【典例01】(2026·辽宁阜新·模拟预测)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。请从化学视角回答下列问题。
Ⅰ.化学与生活
生活垃圾热解处理技术是将垃圾在无氧或缺氧条件下加热分解得到气态、液态和固态燃料物质的过程。
(1)铝制易拉罐属于_________(填“可回收”或“不可回收”)垃圾。
(2)生活垃圾在无氧条件下加热分解得到热解气,说明生活垃圾中含有_________元素。
(3)热解气的成分之一甲烷中碳元素和氢元素的质量比为_________(填最简整数比)。
(4)二燃室中发生反应的化学方程式为_________(写一个即可)。
(5)生活垃圾热解处理技术与垃圾直接焚烧处理相比,其优点是_________(写一点即可)。
Ⅱ.化学与生产
硫酸是一种重要的基础化工原料,其产量常被视为国家工业发展水平的重要衡量标准。工业上用接触法制取硫酸的步骤如下图所示。请结合图文信息,回答相关问题。
(6)沸腾炉中利用通入的空气将黄铁矿粉末吹起,目的是_________。
(7)接触室中与在催化剂和高温条件下反应生成,该反应的化学方程式为_________。
(8)上述流程中可循环利用的物质是_________,这样操作的优点是_________。
(9)用水稀释浓硫酸时,正确的操作方法是将_________(填“水”或“浓硫酸”)沿烧杯壁缓慢的倒入其中,并同时用玻璃棒不断搅拌,目的是_________。
【答案】(1)可回收
(2)碳、氢、氧
(3)3:1
(4)//
(5)可以减少一氧化碳等污染物的排放,比较环保
(6)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(7)
(8) 二氧化硫和氧气 提高原料的利用率,减少污染物排放,保护环境
(9) 浓硫酸 使热量尽快散发出去
【详解】(1)铝制易拉罐属于废弃金属,可回收利用,属于可回收垃圾;
(2)生活垃圾在无氧条件下加热分解得到热解气,热解气中含有一氧化碳、甲烷和氢气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成物中含碳、氢、氧元素,则生活垃圾中含有碳、氢、氧元素;
(3)热解气的成分之一甲烷中碳元素和氢元素的质量比为:12:4=3:1;
(4)二燃室中发生反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳,该反应的化学方程式为:;甲烷燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;氢气燃烧生成水,该反应的化学方程式为:;
(5)生活垃圾热解处理技术与垃圾直接焚烧处理相比,其优点是:可以减少一氧化碳等污染物的排放,比较环保;
(6)沸腾炉中利用通入的空气将黄铁矿粉末吹起,目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(7)接触室中与在催化剂和高温条件下反应生成,该反应的化学方程式为:;
(8)由流程图可知,可以循环利用的物质是二氧化硫和氧气;
这样操作的优点是:提高原料的利用率,减少污染物排放,保护环境;
(9)用水稀释浓硫酸时,正确的操作方法是将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,目的是:使热量尽快散发出去。
方法透视
解题思路
第一步:明确评价角度
从以下三个维度对工艺进行评价:
1.经济效益:原料成本、能源消耗、设备投资、产率高低、是否可循环利用
2.环境保护:废气、废水、废渣是否处理;是否使用有毒有害物质;是否产生污染
3.操作安全:反应条件是否温和(高温、高压、强酸、强碱等是否可控);是否易燃易爆
第二步:找出流程中的关键环节
1.哪些步骤使用了过量试剂?后续是否除去了?
2.哪些步骤产生了尾气、废液、废渣?是否处理或回收?
3.哪些步骤需要高温、高压?能耗如何?
4.是否有循环利用的物质?是否节约了原料?
第三步:用专业语言表述评价
优点:原料来源广、成本低、条件温和、产率高、无污染、可循环、操作简单等。
缺点:能耗高、污染大、步骤多、产率低、设备要求高、试剂有毒等。
改进建议:回收利用某物质、改用更廉价的试剂、优化条件降低能耗、增加尾气处理装置等。
答题模板
评价工艺流程的优点
① 原料(来源广/廉价/可再生);
② 条件(常温/常压/条件温和,能耗低);
③ 环保(无污染/废弃物可回收/尾气已处理);
④ 效率(产率高/步骤少/可循环利用______,节约原料)。
评价工艺流程的缺点
① 能耗高(需要高温/高压/通电);
② 污染环境(产生______废气/废水/废渣,未有效处理);
③ 成本高(使用了昂贵的______试剂/设备);
④ 安全性差(使用了______易燃/易爆/有毒物质)。
提出改进建议
① 回收利用:将______(物质)循环利用,减少浪费;
② 优化条件:降低______(温度/压强),或使用催化剂加快反应;
③ 处理三废:增设______(尾气吸收装置/废水处理池);
④ 替换试剂:用______(廉价/无毒试剂)代替______(昂贵/有毒试剂)。
分析某一步骤是否合理
步骤______(合理/不合理),因为______(写出理由:如“产生污染未处理”“能耗过高”“可合并简化”等)。
变式演练
【变式01】(2025·辽宁营口·一模)化学与生产、生活息息相关,请根据所学知识和生活实践回答下列问题:
Ⅰ.化学与生活
(1)中国传统文化中的“五谷丰登”不仅代表农业生产的一种结果,更是人们对生活的美好期许。“五谷”分别指稻、黍、稷、麦、菽这五种粮食,水稻中含量最高的营养物质是_____。
(2)古代用“蒸煮法”从草木灰中提取 K2CO3,用作______(填“氮肥”、“钾肥”或“磷肥”)提高农作物产量。
(3)铁锅作为中国传统烹饪工具,利用铁具有良好的______性。
(4)我国古代造纸术的主要原料来自于竹子、树皮等植物纤维,这些植物纤维属于______(填“可再生”或“不可再生”)资源。
Ⅱ.化学与生产
通过减少氯化钠,增加氯化钾等形成的低钠盐可以作为高血压患者替代用盐。我国四川等地有很多富含氯化钾的天然卤水。图1 是一种低钠盐生产工艺的简化流程。
成分
含量(kg/m3)
NaCl
290
KCl
32.15
CaCl2
3.15
MgCl2
9.5
(5)搅拌反应器中加入氢氧化钙除去杂质,发生反应的化学方程式是,预处理天然卤水,至少需要加入______kg氢氧化钙;反应器中不断搅拌的目的是_____。
(6)根据表1分析MVR蒸发器中析出大量NaCl而不析出KCl的原因是_____。
(7)请你推测 MVR 蒸发器采用机械压缩蒸汽回收热能的优势是_____。
(8)离心机分离与化学基本实验操作中的______(填操作名称)有相似之处。
(9)氯化钾是一种略带苦味和金属味的化合物。低钠盐固体成为可食用盐,需在产品中添加适量食品添加剂,目的是_____。
(10)回收的母液是NaCl的______(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
【答案】(1)糖类
(2)钾肥
(3)导热
(4)可再生
(5) 7.4 使反应物充分接触,加快反应速率,使反应更充分
(6)氯化钠含量高,先达到饱和状态(合理即可)
(7)节约能源
(8)过滤
(9)掩盖氯化钾的苦味和金属味,使口感更好(合理即可)
(10)饱和
【详解】(1)水稻的主要成分是淀粉,淀粉属于糖类,所以水稻中含量最高的营养物质是糖类。
(2)K2CO3含有钾元素,属于钾肥,能提高农作物产量。
(3)铁锅用于烹饪,是利用铁具有良好的导热性,能将热量均匀传递给食物。
(4)竹子、树皮等植物纤维可以通过植物的生长再生,属于可再生资源。
(5)①由图可知,1m3天然卤水含9.5kg MgCl2,根据化学方程式,设需要氢氧化钙质量为x,则
x=7.4kg
②搅拌能使反应物充分接触,加快反应速率,使反应进行得更充分。
(6)海水中氯化钠含量明显比氯化钾高,蒸发过程中溶剂减少,氯化钠先达到饱和状态从而析出。
(7)机械压缩蒸汽回收热能,能重复利用热能,节约能源,降低生产成本。
(8)离心机分离是将固体和液体分离,与化学实验操作中的过滤(用于分离固体和液体)有相似之处。
(9)氯化钾略带苦味和金属味,添加适量食品添加剂可掩盖氯化钾的苦味和金属味,使其更适合食用。
(10)MVR 蒸发器中析出大量NaCl,说明此时不能继续溶解NaCl,则母液是NaCl的饱和溶液。
【变式02】(23-24九年级上·辽宁大连·期中)氧气和水是保障航天员生命的重要物质。环控生保系统就是在一个密闭狭小的空间站舱内制造一个类似地球环境的可循环系统,通过收集航天员的汗液、尿液和呼出的水蒸气,净化为可供饮用的再生水。与此同时,电解制氧系统利用循环水电解制氧;舱内收集起来的二氧化碳和电解水产生的氢气反应,再次获得水,提高物质使用的闭环度。
结合图和所学知识,完成下列小题。
(1)从微观角度分析,液态水与水蒸气的区别是_______;“蒸馏”是利用了混合物中各组分的_______不同将物质分离。
(2)“RO反渗透”的工作原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过孔径非常小的半透膜,从而将水中杂质与水分离,此原理相当于化学实验中的_______操作。
(3)“氧再生组件”的主要反应为电解水,反应的文字表达式为_______,电解水所需的电能可由_______转化而来。空间站内“人造空气”中的氧气含量应保持与地球基本一致,约为_______。
(4)“CO2去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和甲烷气体(相对分子质量为16)。由此可知,一个甲烷分子中碳原子和氢原子的个数比为_______,该技术的优点在于_______。
【答案】(1) 分子之间的间隔不同 沸点
(2)过滤
(3) 水氢气+氧气 太阳能 21%
(4) 1∶4 实现资源的循环利用(合理即可)
【详解】(1)从微观角度分析,液态水与水蒸气的区别是:分子之间的间隔不同;
“蒸馏”是利用了混合物中各组分的沸点不同将物质分离,蒸馏过程中,沸点低的先分离出来;
(2)“RO反渗透”的工作原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其它物质不能透过孔径非常小的半透膜,从而将水中杂质与水分离,此原理相当于化学实验中的过滤操作,均是将不同颗粒大小的物质分离;
(3)水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,该反应的文字表达式为:水氢气+氧气;空间站中能得到充足的太阳能,故电解水所需的电能可由太阳能转化而来;空间站内“人造空气”中的氧气含量应保持与地球基本一致,地球空气中氧气的体积分数约为21%,故约为21%;
(4)“二氧化碳去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和甲烷气体,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C、H、O,生成物水中含H、O,故甲烷中一定含碳元素,甲烷的相对分子质量为16,故一个甲烷分子中只含1个碳原子,且甲烷分子应由碳原子和氢原子构成,设甲烷的化学式为:CHx,12+x=16,x=4,即甲烷的化学式为:CH4,则一个甲烷分子中碳原子和氢原子的个数比为1:4;
“二氧化碳去除系统”将电解水产生的氢气与人呼出的二氧化碳经过化学反应生成水和甲烷,可以实现资源的循环利用。
题●型●训●练
1.(25-26九年级上·辽宁·期末)化学是环境科学、材料科学、生命科学等现代科学技术的重要基础。
Ⅰ.能源在人类的生存和发展过程中发挥着重要作用。
(1)煤燃烧时会产生二氧化硫等污染物,溶于雨水会产生的环境问题是___________。为了减少空气污染的排放,我国很多地区用天然气替代燃煤,这样做的优点之一是可以增大可燃物与氧气的___________,使燃料燃烧更充分。
(2)随着科技的发展,能源消费结构不断优化,请写出一种正在开发和利用的新能源___________。
Ⅱ.钢铁是现代工业、建筑、交通运输和军事等领域的基础材料,每年都有大量的金属设备和材料因腐蚀而报废。
(3)铁生锈的过程:实际上是铁与空气中的氧气和___________等发生化学反应的过程;防止铁制品生锈的方法有___________(写出一点即可)等。
(4)工业炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应,化学方程式是___________。
Ⅲ.随着世界人口的增长,人类对农产品的需求量不断增大,施用化肥成为农作物增产的有力措施。用空气为原料生产氮肥的流程如图。
(5)步骤①利用氮气和氧气的___________不同,将他们分离。
(6)步骤②中发生的反应是N2+3H22NH3,若要得到68kg的氨气,理论上需要氢气的质量为___________kg。
(7)步骤③反应前后,催化剂的质量和___________不变。
(8)步骤④生成的硝酸(HNO3)中氮元素的化合价为___________。硝酸铵中氮、氢、氧元素的质量比为___________(填最简整数比)。
(9)根据图中注意事项,可推测硝酸铵具有的一条化学性质是___________。
【答案】(1) 酸雨 接触面积
(2)太阳能(合理即可)
(3) 水 涂油漆(合理即可)
(4)
(5)沸点
(6)12
(7)化学性质
(8) +5 7:1:12
(9)受热易分解
【详解】(1)二氧化硫、二氧化氮等物质与水反应生成酸性物质,形成酸雨;
天然气是气体,燃煤是固体,天然气与氧气的接触面积更大,故填:接触面积。
(2)正在开发和利用的新能源有太阳能、风能、地热能等。
(3)铁生锈实际上是铁和空气中的氧气、水发生了化学反应;
防止铁生锈的方法有:涂油漆、电镀、制成不锈钢、保持铁制品表面洁净干燥等。
(4)一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为:。
(5)氮气和氧气的沸点不同,氮气沸点低,升温过程中首先从液态空气中蒸发出来,从而与氧气分离,故填:沸点。
(6)设:理论上需要氢气的质量为x
x=12kg
理论上需要氢气的质量为12kg。
(7)催化剂可以改变反应速率,反应前后其质量和化学性质不变。
(8)在化合物中,氢元素通常显+1价,氧元素通常显-2价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中各元素的化合价代数和为0,则+1+x+(-2)×3=0,解得x=+5;
硝酸铵中氮、氢、氧元素的质量比为(14×2):4:(16×3)=7:1:12。
(9)根据图中注意事项“防晒、隔绝热源”可知,硝酸铵受热易分解(化学性质)。
2.(2025·辽宁抚顺·三模)阅读科普短文。
液态阳光,是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇()为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源,实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。
2020年,我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物,能生产乙酸、烯烃等化学品,能用作内燃机燃料,也能用于燃料电池产生电能,还能通过重整反应释放出氢气。
(1)“液态阳光生产”利用的可再生能源是________(写一种)。
(2)“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是_________和_______。
(3)可用NaOH溶液实现“碳捕获”,其反应的化学方程式为_____________。
(4)相比氢气,液体燃料甲醇的优点有___________________(写一条)。
【答案】(1)太阳能(或风能或其他某种可再生能源)
(2) 水/ 二氧化碳/
(3)
(4)便于储(贮)存和运输或便于储(贮)存,或便于运输,或安全性高(合理即可)
【详解】(1)根据短文内容,“液态阳光”是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇为代表的液态燃料和有机化学品。“液态阳光生产”利用的可再生能源是太阳能(或风能或其他某种可再生能源);
(2)由短文可知,“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。所以,该项目使用的初始原料是水(H2O)和CO2;
(3)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,可用NaOH溶液实现“碳捕获”,其反应的化学方程式为;
(4)氢气贮存和运输较困难,相比氢气,液体燃料甲醇的优点有便于储(贮)存和运输或便于储(贮)存,或便于运输,或安全性高。
3.(23-24九年级下·辽宁丹东·开学考试)2023年10月31日,神舟十六号载人飞船成功返回地面,圆满完成任务。氧气和水是保障航天员生命的重要物质。
“天宫”中水和氧气的最大化利用是保障生活的重要措施。如图是空间站资源再利用模拟图。
(1)在“水净化系统”中,活性炭可以除去色素和异味,是利用活性炭具有________性;用臭氧(O3)消毒,臭氧在一定条件下可以转化成氧气,该转化过程是__________变化(“填物理”或“化学”);高分子膜可以除去水中大分子杂质,与实验常用的_________操作原理相同,从微观角度分析水分子能透过高分子膜的原因_________。
(2)“氢氧燃料电池”中有催化剂,氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合释放出电能,实现由化学能到电能的转化,该反应中不变的粒子是__________,该技术的优点:_________。
(3)“水电解系统”中产生氧气的电极应接在电源的________(填“正”或“负”)极;在空间站失重状态下收集氧气可以选择下列什么装置_________。经换算可知理论上1个人一天约需要786克氧气,供给1个人一天用氧量至少电解水的质量是_________克。(保留整数)。
A.B.C. D.E.
(4)“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2,该反应的化学方程式是______。
【答案】(1) 吸附 化学 过滤 高分子膜的间隙大于水分子的直径
(2) 氢原子和氧原子 产物是水,无污染
(3) 正 D和E 解:设电解水的质量为x
=
x≈884g
答:电解水的质量为884克。
(4)CO2+4H2CH4+2H2O
【详解】(1)活性炭具有吸附性,能够吸附水中的色素和异味,可用于净化水;
臭氧和氧气是氧元素组成的性质不同的两种物质,则臭氧在一定条件下可以转化成氧气,有新物质生成,则该转化过程是化学变化;
高分子膜可以除去水中大分子杂质,将水与大分子的杂质进行分离,与实验常用的过滤操作原理相同;
从微观角度分析水分子能透过高分子膜的原因是高分子膜的间隙大于水分子的直径;
(2)氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合释放出电能,同时生成水,氢气由氢分子构成,氢分子由氢原子构成,氧气由氢分子构成,氧分子由氧原子构成,水由水分子构成,水分子由氢原子和氧原子构成,所以该反应中不变的粒子是氢原子和氧原子;
氢氧燃料电池中,反应后只生成水,无污染;
(3)电解水实验中,连接电源正极的玻璃管中生成的气体是氧气;
在空间站失重状态下,水在漂浮在空气中的,此时由排水法收集氧气是不合适的,要加上抽水泵更合适,即收集氧气可以选择D装置,在空间站失重状态下,不能利用密度大小的原理来收集气体,可采用真空袋,即装置E收集气体,故填D或E;
见答案;
(4)由图可知,“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2的反应是二氧化碳和氢气在温度为300~400℃和催化剂的条件下反应生成甲烷和水,故反应的化学方程式写为:CO2+4H2CH4+2H2O。
4.(24-25九年级上·辽宁大连·期中)人类的生存和发展离不开氧气和水。
【生存用水】
(1)野外常见的溪水属于______(填“纯净物”或“混合物”),不易直接饮用。“生命吸管”是一种便携式净水器,结构如图1所示,其中活性炭的主要作用是______。
(2)古人经常收集露水冲泡茶水,请用微粒的观点解释露水的形成过程______。
【生存用氧】
“氧烛”作为一种固态氧源,适用于救援,结构如图2所示。早期产氧药块选用,但因其不易启动等缺点,后期改用化学性质相似的(受热分解生成NaCl和)。
(3)从物质组成的角度,分析和均可作为产氧药块的原因是______。
(4)从物质分解温度的角度,推测比具备的优势是______。
【水氧循环】
我国科学家进行了氧循环研究,图3框内为天宫空间站的氧气再生系统。
(5)电解9kg水,理论上可制得______kg氧气。
(6)萨巴蒂尔系统中的反应在催化剂和加热条件下发生,写出化学方程式:______。
(7)氧气循环再生过程中需要定期补充一定量的水,可能的原因是______。
【答案】(1) 混合物 吸附水中的色素和异味
(2)早晨温度低,空气中的水蒸气遇冷,水分子间间隔变小,运动速率变慢,从而液化形成露水(合理即可)
(3)和中都含有氧元素
(4)分解需要催化剂,且所需温度比高(合理即可)
(5)8
(6)
(7)循环过程中,一部分氢元素转化成了,生成水的量减少了(合理即可)
【详解】(1)野外常见的溪水中含有水、可溶性盐类等物质,属于混合物;活性炭具有吸附性,能够吸附水中的色素和异味,故填:混合物;吸附水中的色素和异味;
(2)用微粒的观点解释露水的形成过程:早晨温度低,空气中的水蒸气遇冷,水分子间间隔变小,运动速率变慢,从而液化形成露水(合理即可)。
(3)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,KClO3和NaClO3均可作为产氧药块是因为两者中均含有氧元素,故填:KClO3和NaClO3中都含有氧元素;
(4)氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气,而NaClO3受热分解就能生成氧气,不需要使用催化剂,则从物质分解温度的角度,推测NaClO3比KClO3具备的优势是KClO3分解需要催化剂,且所需温度比NaClO3高,故填:KClO3分解需要催化剂,且所需温度比NaClO3高(合理即可);
(5)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,氧气中氧元素的质量=水中氧元素的质量,则生成氧气的质量为,故填:8;
(6)由图3可知,二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下反应生成水和甲烷,反应的化学方程式为,故填:;
(7)由图3可知,水分解生成的氢气,一部分氢元素转化成了CH4,从而导致生成水的量减少,则氧气循环再生过程中需要定期补充一定量的水,故填:循环过程中,一部分氢元素转化成了CH4,生成水的量减少了(合理即可)。
5.(24-25九年级上·辽宁盘锦·阶段练习)化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
Ⅰ.化学与航天
火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
(1)利用沸点不同,从液态空气中获得液氧,属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)氢气燃烧时,氢分子和氧分子发生了变化,生成了___________分子。氢气被认为是理想的燃料,理由为___________(写出一条即可)。活性炭具有很多的微孔结构,可用作储氢材料,这是利用活性炭的 ___________性。
Ⅱ.化学与材料
不同条件下,一定数目的水分子可通过相互作用聚集在一起形成直径不同的水分子团。水蒸气、轻雾、雨水中水分子团的直径见下表。冲锋衣面料中含有微孔防水膜。微孔防水膜有多个小孔,能同时实现防水和透湿功能。轻雾、雨水不能透过微孔防水膜进入面料内部;出汗时,水蒸气则可以穿透微孔防水膜排出面料外。冲锋衣面料的材质及防水和透湿原理的示意图如图-1所示。已知:。
类型
直径
水蒸气
轻雾
20
雨水
>400
(3)微孔防水膜的化学式为(C2F4)n,其中C、F元素的质量比为___________。
(4)微孔防水膜中,孔的直径范围是___________。
面料的透湿率(透湿率)关系到冲锋衣的舒适性。测量面料透湿率的一种原理如图-2所示。测量过程中,氯化钙吸收水蒸气并与水反应生成二水合氯化钙,装置内温度升高。
(5)该反应___________(填“吸收”或“放出”)热量。该原理中,测量通过面料的水蒸气质量的方法是___________。
Ⅲ.化学与化工
甲烷(CH4)可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如下所示。
(6)“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室___________(填“2”或“3”)直接参与反应。
(7)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为___________。
(8)“反应室3”中发生的反应为。已知CH4中H的化合价为+1,则CH4中C的化合价为___________。
【答案】(1)物理
(2) 水/H2O 氢气燃烧的产物是水,对环境无污染 吸附
(3)6:19
(4)4×10-4μm<直径<20μm
(5) 放出 用电子天平测量实验前后干燥剂的变化量
(6)3
(7)
(8)-4
【详解】(1)由于空气由氮气、氧气等组成,所以利用沸点不同,从液态空气中获得液氧过程中没有生成新物质,所以属于物理变化。故填:物理。
(2)氢气燃烧时,即氢气和氧气点燃发生反应生成水,所以氢气燃烧时,氢分子和氧分子发生了变化,生成了水分子。由于氢气燃烧的产物是水,对环境无污染,氢气热值大等,所以氢气被认为是理想的燃料。由于活性炭具有吸附性,所以活性炭具有很多的微孔结构,可用作储氢材料。故填:水或H2O;氢气燃烧的产物是水,对环境无污染;吸附。
(3)(C2F4)n中C、F元素的质量比=(12×2×n):(19×4×n)=6:19。故填:6:19。
(4)据表格可知,微孔防水膜中,孔的直径范围是:4×10-4μm<直径<20μm。故填:4×10-4μm<直径<20μm。
(5)由于测量过程中,氯化钙吸收水蒸气并与水反应生成二水合氯化钙,装置内温度升高。所以该反应放出热量。根据题意和图-2可知,该原理中,测量通过面料的水蒸气质量的方法是用电子天平测量实验前后干燥剂的变化量。故填:放出;用电子天平测量实验前后干燥剂的变化量。
(6)据流程图可知,“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室3直接参与反应。故填:3。
(7)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为。
故填:。
(8)CH4中H的化合价为+1,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0的规则可知,则CH4中C的化合价为-4。故填:-4。
6.(2022·辽宁沈阳·二模)化学为人类提供了丰富的材料。
(一)金属资源是宝贵的自然资源
铝是地壳中含量最多的金属元素、铝的化合物种类繁多:已知氧化铝的熔点为的2050℃,铝的熔点为660℃,硬铝。含铝、铜、镁、硅是用途广泛的铝合金。
回答下列问题。
(1)硬铝含有的非金属元素是______。
(2)氧化铝可用于制造耐火砖等高温材料,这是因为______。
(3)从活泼金属的化合物中提炼单质比较困难。人类3000多年前就使用铜、1500多年前就使用铁:推测人类使用铝比铁的年代______(填“早”或“晚”)。
(4)金属的回收利用可有效地保护金属资源,请你再写出一条保护金属资源的有效途径:______。
(二)材料的研究离不开化学
芯片的基材主要是高纯硅、下图是一种制备高纯硅的工艺流程图。
请回答:
(5)操作I的名称是______,实验室完成该操作需要用到的玻璃仪器:玻璃棒、______、______。
(6)反应I的化学方程式:,反应前后硅元素的化合价变化是:______。为防止该反应中混入氧气的影响,因此,该反应必须在稀有气体作保护气的环境下进行,这是利用了稀有气体化学性质的______性。
(7)写出反应Ⅱ的化学方程式______。
(8)该工艺流程中,可回收并循环利用的物质是______。
【答案】(1)硅/
(2)氧化铝的熔点高
(3)晚
(4)防止金属腐蚀(或有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品)
(5) 过滤 烧杯 漏斗(两空可互换)
(6) 从正 4 价变为 0 价(或+4→0) 稳定
(7)
(8)盐酸/HCl
【详解】(1)根据题意可知,硬铝含有的非金属元素是硅元素,故填:硅或;
(2)氧化铝的熔点为的2050℃所以氧化铝可用于制造耐火砖等高温材料,故填:氧化铝的熔点高;
(3)由于铝的化学性质比铁活泼,更不容易冶炼,故推测人类使用铝比铁的年代要晚,故填:晚;
(4)保护金属资源方法有:防止金属腐蚀(或有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品);
(5)根据流程图可知操作I是将粗硅固体和溶液分离,故该操作是:过滤;
过滤操作时需要的仪器有烧杯、玻璃棒、带铁圈的铁架台、漏斗,其中玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗,故填:烧杯;漏斗;
(6)反应前硅元素在二氧化硅中,氧元素显-2价,设硅元素化合价为,,故硅元素显+4价,反应后硅元素组成的是硅单质,单质中元素化合价为0,故反应前后硅元素的化合价变化是:从正 4 价变为 0 价(或+4→0);
稀有气体又被称为惰性气体,它们的化学性质稳定,可做保护气,故填:稳定;
(7)根据流程图可知反应Ⅱ是氯化硅和氢气在高温的条件下反应生成硅和氯化氢,化学方程式为:;
(8)根据在流程中既是反应物又是生成物的物质可以循环使用,根据题意盐酸符合要求,故可循环使用的物质是:盐酸;
7.(25-26九年级下·辽宁鞍山·月考)化学与人类生活生产息息相关。请利用所学知识回答下列问题。
Ⅰ.化学与生活
(1)空气的主要成分中,常用作食品保护气的是_______(填化学式)。
(2)古代用墨书写或绘制的字画能长时间保存,是因为_______。
(3)含六偏磷酸钠【化学式为(NaPO3)6】的敷料可使青铜器表面附着的土壤硬结物软化,从而进行文物修复,(NaPO3)6中P元素的化合价为_______。
(4)生理盐水漱口是生活中一种简单而有效的口腔护理方法。要把30 g质量分数为3%的高渗盐水稀释成质量分数为0.9%的生理盐水,需要水的质量为_______g;若量取水时仰视读数,会使所配制的生理盐水溶质质量分数_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
Ⅱ.化学与航天航空
(5)我国国产飞机被大规模使用。中国商飞携国产大飞机C919参加亚洲最大规模航展新加坡航展,系C919首次飞出国门参加国际航展。
①C919在中央翼缘条、发动机吊挂、球面框缘条、襟缝翼滑轨、垂尾对接接头等部位应用了钛合金。由以上可知钛合金具有的优良性能有_______(填字母序号)。
A.熔点低 B.密度大 C.可塑性好 D.抗腐蚀性好
②飞机的燃料是航空煤油,飞机在飞行时燃烧航空煤油是将_______能变为机械能。请写出航空煤油(以C8H18计)完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式_______。
Ⅲ.化学与工业生产
(6)工业生产洗涤剂的核心成分为表面活性剂和助洗剂。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种常见的助洗剂,实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过碳酸钠,生产流程设计如下图。(资料:过碳酸钠在乙醇中溶解度较小)
①图中操作1为_______。
②反应器中温度过高会造成过碳酸钠产率降低的原因可能是_______。
③向反应结束后的溶液中加入乙醇会得到更多固体,加入乙醇的目的_______。
【答案】(1)N2
(2)墨的主要成分是碳,常温下碳的化学性质稳定或不活泼
(3)+5/+5价
(4) 70 偏小
(5) CD 化学
(6) 过滤 过氧化氢受热易分解 促使过碳酸钠从溶液中析出
【详解】(1)氮气是空气主要成分,化学性质不活泼,常用作食品保护气,其化学式为N2。
(2)墨的主要成分是碳单质,常温下碳的化学性质稳定,不易与其他物质反应,因此古字画能长时间保存。
(3)在(NaPO3)6中钠元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,设磷元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为零可得:(+1)+x+3×(−2)=0,解得x=+5,即(NaPO3)6中P元素的化合价为+5价。
(4)设需要水的质量为x,根据稀释前后溶质质量不变可得:30g×3%=(30+x)×0.9%,解得x=70g,即要把30g质量分数为3%的高渗盐水稀释成质量分数为0.9%的生理盐水,需要水的质量为70g;量取水时仰视读数,会导致实际量取的水偏多,溶剂质量偏大,因此配得的溶液溶质质量分数偏小。
(5)①A、钛合金具有熔点高的性质,故A选项不符合题意;
B、钛合金具有密度小的性质,故B选项不符合题意;
C、飞机结构部件需要合金具备可塑性好(易加工成不同形状),C919上应用了钛合金,说明钛合金具有可塑性好的优良性能,故C选项符合题意;
D、飞机结构部件需要合金具备抗腐蚀性好(适应航空环境)的特点,C919上应用了钛合金,说明钛合金具有抗腐蚀性好的优良性能,故D选项符合题意。
故选CD。
②燃料燃烧是将储存在燃料中的化学能转化为机械能;C8H18和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O。
(6)①操作Ⅰ的作用是分离固体和液体,对应操作是过滤。
②该反应的反应物有过氧化氢,过氧化氢受热易分解,温度过高会导致过氧化氢分解,反应物减少,因此过碳酸钠产率降低。
③已知过碳酸钠在乙醇中溶解度较小,加入乙醇可以降低过碳酸钠的溶解度,使更多过碳酸钠结晶析出,提高产率。
8.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)空气、海水、矿石等都是自然界赋予人类的重要资源。
(一)从空气中获得氧气
(1)图1是利用分子筛从空气中获得氧气的示意图,此过程属于______(填“化学变化”或“物理变化”)。
(2)图2分别得到氮气和液态氧,说明氮气的沸点______(填“高于”或“低于”)氧气的沸点。
(3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图3所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是______(填“富氧空气”或“富氮空气”)。
(二)从海水中获得氯化钠
(4)从海水中获得粗盐常用的结晶方法是______。晒盐时,工人们不会等到盐田中海水全部晒干才收集盐,而是在有盐析出,盐田内还有部分水时就开始收集盐了,原因是______。
(5)图4中④的操作是______。
(6)结合图5海水中的元素含量,写出图4中⑥步骤“从粗盐到精盐”要去除的杂质主要有______(写两种物质)。
(三)从石灰石中获得
从石灰石(主要成分是)中获得高纯度,其流程如下:
(7)写出石灰石煅烧的化学方程式______。试剂2是______。
(8)该流程图所示物质中,和水反应放出大量热的物质是______(填化学式)。若提纯过程中不考虑钙元素的损失,则用12.5t含碳酸钙为80%的石灰石,所回收的碳酸钙中钙元素的质量是______t。
自然界赋予我们的资源都是混合物。经过一系列变化,得到我们需要的物质,为人类的发展服务,这是化学科学的重要任务。
【答案】(1)物理变化
(2)低于
(3)富氮空气
(4) 蒸发结晶 防止海水全部晒干后其他盐类也析出,不能得到纯净的氯化钠
(5)过滤
(6)MgSO4和CaCl2
(7) CaCO3CaO+CO2↑ 二氧化碳/CO2
(8) CaO 4
【详解】(1)图1是利用分子筛从空气中获得氧气的示意图,此过程没有新物质生成,属于物理变化,故填:物理变化;
(2)图2分别得到氮气和液态氧,图中氮气先分离出来,说明氮气的沸点低于氧气的沸点,故填:低于;
(3)氮气的化学性质较稳定,可用作保护气,延长食品的保质期,而氧气具有氧化性,因此在空气分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气,故填:富氮空气;
(4)氯化钠的溶解度受温度的影响较小,从海水中获得粗盐常用的结晶方法是蒸发结晶,晒盐时,工人们不会等到盐田中海水全部晒干才收集盐,而是在有盐析出,盐田内还有部分水时就开始收集盐了,原因是防止海水全部晒干后其他盐类也析出,不能得到纯净的氯化钠,故填:蒸发结晶;防止海水全部晒干后其他盐类也析出,不能得到纯净的氯化钠;
(5)图4中④的操作可以将固体和液体分离,其操作名称是过滤,故填:过滤;
(6)由图可知,海水中含钠离子、镁离子、硫酸根离子、钙离子和氯离子较多,则图4中⑥步骤“从粗盐到精盐”要去除的杂质离子为镁离子、硫酸根离子、钙离子,即去除的杂质主要有硫酸镁和氯化钙等,故填:MgSO4和CaCl2;
(7)石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑;由流程图可知,氢氧化钙与试剂2(二氧化碳)反应生成碳酸钙和水,故填:CaCO3CaO+CO2↑;二氧化碳或CO2↑;
(8)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,会放出热量;根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类和质量不变,则所回收的碳酸钙中钙元素的质量是12.5t×80%×()=4t,故填:CaO;4。
9.(24-25九年级上·辽宁·单元测试)小菲收集到一瓶浑浊的河水,模拟自来水厂的净水过程,设计实验过程如图1所示。请回答下列问题。
(1)A物质的名称是________,操作①的名称是________。若经过操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是________(填字母序号)。
a.漏斗内的滤纸有破损
b.漏斗下端未靠在烧杯内壁
c.漏斗内液面高于滤纸边缘
(2)操作③的目的是除去水中的微生物和细菌病毒,其操作名称是________,该过程主要发生的是________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)小菲用空塑料饮料瓶、带导管的单孔胶塞、蓬松棉、纱布、活性炭、小卵石、石英砂等材料自制了一个如图2所示的简易净水器。
①根据上述净化材料的特性,B层放置的材料最好是________,A层放置的材料最好是________;
②该净水器中起吸附作用的是________,纱布的作用主要是________;
③石英砂与小卵石的位置________(填“能”或“不能”)交换,原因是________。
【答案】(1) 明矾 过滤 ac
(2) 消毒 化学
(3) 石英砂 活性炭 活性炭 分隔各层物质 不能 交换位置会降低净水效率(或使过滤速度减慢等)
【详解】(1)静置时,向河水中加入明矾,明矾溶于水形成胶状物,可吸附水中的色素和异味;
操作①可将固体和液体分离,则其名称为过滤;
a、滤纸破损,会使滤液仍浑浊,该选项符合题意;
b、漏斗下端未靠在烧杯内壁,会使液体飞溅,但不会使滤液仍浑浊,该选项不符合题意;
c、漏斗内的液面高于滤纸边缘,会使滤液仍浑浊,该选项符合题意。
故选ac。
(2)操作③为消毒,能除去水中的微生物和细菌病毒;
消毒过程中,有新物质生成,属于化学变化。
(3)①简易净水器中,从上往下依次为小卵石、石英砂和活性炭,则B层放置的材料最好是石英砂,A层放置的材料最好是活性炭。
②活性炭具有吸附性,能吸附色素和异味;
纱布能分隔各层物质。
③小卵石能除去大颗粒杂质,石英砂能除去小颗粒杂质,两者不能交换位置,否则会降低净水效率。
10.(2025·辽宁营口·二模)我国化学家侯德榜所创立的“侯氏制碱法”,既提高了原料利用率,又可将产物氯化铵用作氮肥,促进了世界制碱技术的发展。“侯氏制碱法”的部分工艺流程如图1,NH4Cl和NaHCO3的溶解度曲线如图2.
(1)步骤Ⅲ后所得滤液是碳酸氢钠的__________ (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)t2℃碳酸氢钠的溶解度__________ (填“大于”、或“小于”、或“等于”)氯化铵的溶解度。
(3)t1℃时将25g氯化铵固体加入盛有50g水的烧杯中,充分溶解,得到的氯化铵溶液中溶质与溶剂的质量比为____ (填最简整数比)。加热该烧杯,使溶液升温至t2℃,该溶液的溶质质量分数将______ (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
(一)某化学兴趣小组对某工厂生产的纯碱产生兴趣,于是取10.7g纯碱样品(含有少量的氯化钠)进行如下探究,完成以下问题。
(4)加入无色酚酞溶液的作用是___________。
(5)该样品中碳酸钠的纯度是_________ (写出结果,精确到0.1%)。
(二)另一兴趣小组受到上一小组启发,利用手持技术数字化实验装置对“中和反应”进行探究,图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的pH变化曲线。
(6)根据图2曲线判断,图1中的溶液A是______。
(7)图2中a点所示的溶液中溶质为_______。
(8)当反应进行至b点时,溶液呈________性。
(9)已知中和反应为放热反应,则从b点到c点,温度会______(填“上升”、“不变”或“下降”)。
【答案】(1)饱和
(2)小于
(3) 2:5 变大
(4)指示反应终点,检验碳酸钠是否完全反应
(5)99.1%
(6)稀氢氧化钠溶液
(7)NaCl、NaOH
(8)中
(9)下降
【详解】(1)因为步骤Ⅲ后有碳酸氢钠固体析出,在一定温度下,有溶质析出的溶液是该溶质的饱和溶液,所以步骤Ⅲ后所得滤液是碳酸氢钠的饱和溶液。
(2)观察溶解度曲线,在t2℃时,氯化铵溶解度曲线对应的纵坐标数值大于碳酸氢钠溶解度曲线对应的纵坐标数值,溶解度曲线纵坐标表示溶解度,所以t2℃碳酸氢钠的溶解度小于氯化铵的溶解度。
(3) t1℃时氯化铵的溶解度是40g,100g水中最多溶解40g氯化铵。那么50g水中最多溶解氯化铵的质量为20g。将25g氯化铵固体加入盛有50g水的烧杯中,充分溶解后,溶解的氯化铵质量为20g,溶剂水的质量为50g,所以得到的氯化铵溶液中溶质与溶剂的质量比为20g:50g = 2:5。
加热时,由溶解度曲线可知氯化铵的溶解度随温度升高而增大,未溶解的氯化铵会继续溶解,溶质质量增大,溶剂质量不变,根据溶质质量分数=,可知溶质质量分数将变大。
(4)碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,加入无色酚酞溶液可以通过溶液颜色的变化来判断碳酸钠与稀盐酸是否恰好完全反应,当溶液恰好无色时,说明碳酸钠与稀盐酸恰好完全反应。
(5)首先根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变。反应前样品质量为10.7g,水的质量为50g,稀盐酸的质量为50g,反应后溶液质量为106.3g,则生成二氧化碳的质量为10.7g + 50g+50g - 106.3g=4.4g。
设样品中碳酸钠的质量为x,
则样品中碳酸钠的纯度为=99.1%。 故本问答案为:99.1%
(6)由图2可知,溶液的pH开始时大于7,随着溶液的加入,pH逐渐减小,说明是向碱性溶液中加入酸性溶液,所以图1中的溶液A是稀氢氧化钠溶液。
(7)图2中a点所示溶液的pH大于7,说明氢氧化钠过量,此时稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,所以溶液中的溶质为NaOH和NaCl。
(8)图2中b点所示溶液的pH = 7,说明稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应,此时溶液呈中性。
(9)中和反应为放热反应,在b点时恰好完全反应,从b点到c点,反应已经结束,继续加入稀盐酸,溶液温度会下降。
11.(24-25九年级·辽宁·二轮复习)从海水中可以提取粗盐(含少量泥沙和、等可溶性杂质),同学们利用图1流程进行除杂,得到精盐
(1)操作1需在 (填字母)中进行。
A.研钵 B.量筒 C.烧杯 D.广口瓶
(2)操作2的步骤为:溶解、过滤、蒸发、结晶,过滤操作中玻璃棒的作用是______。蒸发时,待蒸发皿中出现______时停止加热,利用余热将滤液蒸干。
(3)操作3的步骤为“盐洗”(即用NaCl溶液进行浸洗粗盐,以溶解除去其中可溶性杂质),过滤、烘干,则“盐洗”溶液应选用NaCl的______(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)在农业生产上,常用质量分数为16%的NaCl溶液选种。小明称取实验制得的精盐16g,加入盛有84mL蒸馏水的烧杯里(实验条件下水的密度为),完全溶解,配制所得的NaCl溶液的质量分数低于16%,原因是______。(答一点)
(5)镁在海水中主要以的形式存在,中Mg的化合价是______。
(6)海水淡化可缓解淡水资源匮乏问题。利用图2装置得到淡水的方法与实验室通过______(填操作名称)净化水的方法原理相同。
【答案】(1)A
(2) 引流 较多固体
(3)饱和
(4)精盐不纯有杂质/精盐未完全烘干
(5)+2
(6)蒸馏
【详解】(1)操作1是把大颗粒粗盐研磨成小颗粒粗盐,需要在研钵中进行,故选:A;
(2)过滤操作中玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出;
蒸发时,待蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热将滤液蒸干;
(3)操作3的步骤为“盐洗”, 即用NaCl溶液进行浸洗粗盐,以溶解除去其中可溶性杂质,则“盐洗”溶液应选用NaCl的饱和溶液,这样氯化钠固体才不会溶解,只溶解其他可溶性杂质;
(4)配制所得的NaCl溶液的浓度低于16%,原因可能是精盐不纯有杂质或精盐未完全烘干;
(5)中氯元素的化合价为-1,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则中镁元素的化合价为+2;
(6)利用图2装置得到淡水的方法是海水先汽化成水蒸气,水蒸气遇冷再液化成水,与实验室通过蒸馏净化水的方法原理相同。
12.(24-25九年级下·辽宁本溪·阶段练习)化学在材料以及环境保护、化工生产等方面都发挥着重大的作用。
I.【化学与材料】
(1)通过锤打可将金属加工成不同形状的金属制品,这是利用了金属的______性。
(2)机械化是农业现代化的基础。农用机械设备的底座常用生铁制造,生铁的硬度比纯铁更______(填“大”或“小”);为防止底座生锈常采用的措施是______。
II.【化学与环境】
捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。
(3)反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为______。
(4)反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗______kgCO2.
(5)转化过程中,H2O和______循环转化,______(填“需要”或“不需要”)额外补充。
III.【化学与生产】
某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备Au和Cu的流程如图所示∶
某同学查阅资料已知∶
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。
(6)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致的环境问题是______。
(7)“过程Ⅱ”产生的固体a是______。
(8)“过程Ⅲ”分离Au的操作是______,加入过量稀硫酸的目的是______。
(9)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为______。
【答案】(1)延展
(2) 大 喷漆
(3)2:1
(4)2.2
(5) 需要
(6)酸雨
(7)CuO、Au
(8) 过滤 将氧化铜完全转化为硫酸铜
(9)
【详解】(1)通过锤打可将金属加工成不同形状的金属制品,这是利用了金属的延展性;
(2)农用机械设备的底座常用生铁制造,生铁的硬度比纯铁更大;为防止底座生锈常采用的措施是喷漆;
(3)由流程图可知,反应①为水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为,则生成、的分子个数比为2:1;
(4)由流程图可知,反应②为氢气与二氧化碳反应生成甲醇和水,化学方程式为,二氧化碳、甲醇的质量比为,因此生产1.6kg理论上要消耗;
(5)由流程图可知,转化过程中,和循环转化;
由流程图可知,反应①为水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为,水、氢气的质量比为;反应②为氢气与二氧化碳反应生成甲醇和水,化学方程式为,氢气、水的质量比为,因此需要额外补充;
(6)“预处理”中会产生,若直接排放会导致的环境问题是酸雨;
(7)“过程Ⅱ”热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘,则“过程Ⅱ”产生的固体a是CuO、Au;
(8)“过程Ⅲ”分离Au的操作是过滤;
由第(7)小问分析可知,固体a是CuO、Au,向固体a中加入过量稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,Au与稀硫酸不反应,则加入过量稀硫酸的目的是将氧化铜完全转化为硫酸铜;
(9)由第(7)小问分析可知,固体a是CuO、Au,向固体a中加入过量稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,Au与稀硫酸不反应,则充分反应后过滤得到的滤液中含硫酸铜、硫酸,“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,故这一步生成气体的化学方程式为。
13.(24-25九年级下·辽宁鞍山·月考)物质的制备是化学研究的重要内容之一。
Ⅰ.气体的制备:根据下列装置图回答问题。
(1)实验室用装置B制取氧气反应的化学方程式是_____。若用装置C收集氧气,证明氧气已收集满的操作和现象是_____。
(2)实验室制取二氧化碳的发生装置可选用A或B,与装置B相比,装置A具有的优点是_____。
(3)如用C装置除去中的水蒸气,C中盛放的试剂为_____(填名称),二氧化碳从_____(填“a”或“b”)通入。
(4)若选用装置D测定产生二氧化碳的体积,水面需加一层植物油,其目的是_____,植物油上方的空气对二氧化碳体积的测定_____(填“有”或“没有”)影响。
Ⅱ.溶液的配制:
(5)配制质量分数为6%的氯化钠溶液,若量取水时俯视读数(其他操作均正确),制得的溶液溶质质量分数将会_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(6)用配好的质量分数为6%的氯化钠溶液配制50g溶质质量分数为3%的氯化钠溶液,主要实验步骤为:计算、_____、混匀、装瓶贴标签。
Ⅲ.固体的制备:一种用炼铜烟灰(主要含)制备和的流程如图。
(7)溶液X应选用_____(选填序号)。
a.稀 b.稀 c.稀
(8)“置换”发生反应的化学方程式为_____(写一个即可)。
(9)实验室“过滤”操作用到的玻璃仪器有_____、烧杯、玻璃棒等。
(10)用“过滤”后的滤液制备晶体的实验方案:将滤液加热蒸发浓缩,_____(填操作名称),过滤,洗涤并干燥。
【答案】(1) 将带火星的木条放在a端,木条复燃,说明已收集满氧气
(2)可以控制反应的发生和停止
(3) 浓硫酸 b
(4) 防止二氧化碳溶于水或与水反应 没有
(5)偏大
(6)量取
(7)b
(8)或
(9)漏斗
(10)降温结晶
【详解】(1)装置B适用于固液常温制取气体,适用于过氧化氢制氧气,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为,氧气密度比空气的大,若用装置C收集氧气,氧气应该从b端口进入,氧气能支持燃烧,故证明氧气已收集满的操作和现象是将带火星的木条放在a端,木条复燃,说明已收集满氧气。
(2)装置A关闭弹簧夹时,内部气体增多,压强增大,液体被压入长颈漏斗,固液分离,反应停止。打开弹簧夹时,气体输出,压强减小,液体重新进入试管,固液接触,反应发生,故A装置的休优点是可以控制反应的发生和停止。
(3)二氧化碳不与硫酸反应,干燥CO2常用盛有浓硫酸的洗气瓶,气体应从长管(b口)通入;
(4)因为二氧化碳气体能溶于水,用D装置来测量生成的CO2的体积,水面上放一层植物油的目的是防止收集到的二氧化碳溶解到水中造成误差;水被排出多少,相应地二氧化碳要补充多少,所以植物油上方的空气不会造成气体体积 的变化,对结果没有影响;
(5)俯视读数,读数偏大,会使加水量不足,制得的溶液溶质质量分数将会偏大;
(6)用已知6%的氯化钠溶配3%氯化钠溶时先计算后量取所需溶液和水,然后混匀、装瓶贴标签。
(7)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,选b。
(8)置换反应是单质与化合物反应生成单质与化合物的反应。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可能与H2SO4发生置换反应生成ZnSO4、H2,化学方程式为Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ↑
(9)“过滤”操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
(10)“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、降温结晶,过滤,洗涤并干燥。
14.(25-26九年级上·广东东莞·月考)普通锌锰电池由锌、碳棒和黑色糊状物组成,其中黑色糊状物的主要成分是淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如下流程,变废为宝。
(1)“溶解”操作中,为提高溶解速率,可采取的措施是___________等;“操作I”的名称是___________,请写出实验室进行该操作用到的一种仪器名称___________。
(2)废旧干电池处理后得到的碳棒,具有导电性,还有___________等(填一种即可)化学性质,请写出具有这种性质的一个反应化学方程式___________。
(3)黑色滤渣中的二氧化锰与浓盐酸共热反应可制氯气(Cl2),同时生成氯化锰(MnCl2)和一种常见的氧化物,该反应的化学方程式是__________。
(4)废旧干电池回收有利于减少碳排放,其中的碳是指________,写一种减少碳排放的措施_________。
【答案】(1) 搅拌(合理即可) 过滤 铁架台(合理即可)
(2) 可燃性(合理即可) (合理即可)
(3)
(4) 二氧化碳 使用清洁能源(合理即可)
【详解】(1)提高溶解速率的方法有搅拌,升温,减小颗粒大小,故“溶解”操作中,为提高溶解速率,可采取的措施是搅拌等;
“操作I”是使固液分离的操作,故此操作的名称是过滤;过滤使用的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台等;
(2)碳的化学性质有可燃性、还原性等;
碳在空气中充分燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(3)二氧化锰与浓盐酸共热反应可制氯气(Cl2),同时生成氯化锰(MnCl2)和一种氧化物,根据质量守恒定律可知:化学反应前后元素的种类不变,可推断出这种氧化物是水,故反应的化学方程式为:;
(4)废旧干电池回收有利于减少碳排放,其中的碳指的物质是二氧化碳;
减少“碳排放”的措施有:使用清洁能源等。
15.(2026·江苏南京·模拟预测)粗盐中含有难溶性杂质(泥沙等)和多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等)。某同学为了提纯粗盐,设计了如下实验方案并进行实验。
(1)实验操作X的名称是_______,要用到的玻璃仪器包括烧杯、玻璃棒和_______。
(2)实验步骤③的主要目的是_______(用化学方程式表示)。
(3)实验步骤④中生成的沉淀D是_______(填化学式)。
(4)有同学认为原实验方案不完善,应该在第⑤步蒸发前向溶液C中滴加过量的稀盐酸后再进行蒸发操作。滴加过量的稀盐酸目的是_______。
(5)也有同学认为可以在第⑤步蒸发前向溶液C中适量的稀盐酸并调节溶液pH=7。测定溶液的pH值的方法为在_______上放一片pH试纸,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,与_______对照,读出该溶液的pH。
【答案】(1)
过滤
漏斗
(2)
(3)
(4)
除去溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠
(5)
玻璃片/白瓷板
标准比色卡
【详解】(1)操作X是将固体沉淀和溶液分离,对应实验操作是过滤,过滤用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗。
(2)步骤③加过量氢氧化钠溶液,目的是将可溶性杂质氯化镁转化为氢氧化镁沉淀除去,化学方程式为:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl。
(3)步骤④加过量碳酸钠溶液,与溶液中的氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,故沉淀D为。
(4)除杂过程中加入了过量的氢氧化钠、碳酸钠,加稀盐酸可将二者转化为氯化钠,过量的盐酸在蒸发时会挥发,不会引入新杂质。
(5)测定pH的规范操作:将pH试纸放在干燥的玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上,显色后与标准比色卡对比读数。
16.铜是人类较早冶炼的金属,黄铜矿是分布最广的铜矿物,在地表易风化为孔雀石。
Ⅰ.古法炼铜:下图为古法炼铜流程,以孔雀石和木炭为原料,经高温煅烧、冷却得到块状金属铜。查阅资料:①孔雀石的主要成分为碱式碳酸铜;②铜的熔点为1083.4℃,氧气充足时炭火的温度可达1200℃左右。
(1)孔雀石的主要成分为碱式碳酸铜,其由______种元素组成,碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和一种空气中含有的氧化物,该氧化物为_______。
(2)该工艺中木炭主要作用为:_______。
(3)球形容器封盖后保留细小通气孔的目的是_______。
Ⅱ.现代炼铜:下图为现代工业用黄铜矿火法炼铜的部分流程。
(4)工业上常用石灰浆吸收炉气中的生成物之一为,试标出中硫元素的化合价_____。
(5)吹炼过程中反应为:,其中X的化学式为______。
【答案】(1) 4/四 二氧化碳/CO2
(2)燃烧放热,提供热量/作为还原剂
(3)排出煅烧过程中产生的气体,防止装置内压强过大导致容器炸裂
(4)
(5)FeO
【详解】(1)碱式碳酸铜的化学式为,由铜(Cu)、氧(O)、氢(H)、碳(C)这4种元素组成;
根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和空气中含有的氧化物,该氧化物含碳、氧元素,为CO2。
(2)木炭的作用有两点:木炭燃烧放热,使炉内温度达到铜的熔点(1083.4℃)以上,满足高温煅烧的条件;木炭作为还原剂,将碱式碳酸铜分解生成的CuO还原为金属铜。
(3)球形容器保留细小通气孔,是为了排出煅烧过程中产生的气体(如CO2、水蒸气),防止装置内压强过大导致容器炸裂。
(4)在中,钙元素化合价为+2,氧元素化合价为-2。设硫元素化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为0,有,解得x=+4,故填。
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应前Fe、S、O的个数分别是2、2、6,反应后除2X外Fe、S、O的个数分别是0、2、4,则2X含有2个Fe、2个O,X含有1个Fe、1个O,X的化学式为FeO。
17.化学兴趣小组同学进行了以下“制作金属蚀刻画”的项目式学习活动,邀你共同参与。
【任务一】选择金属底板
(1)同学们到小区附近的废品回收站挑选了铝板和铁板,能用物理性质将二者进行区分的操作是________。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝板表面的氧化膜。用化学方法除去铁板表面的铁锈,你选择的一种试剂是________,选择该试剂除铁锈时,反应时间不宜过长的原因是________。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝板和铁板上,然后将铝板浸入足量的甲蚀刻液中,将铁板浸入足量的乙蚀刻液中,“一段时间后取出。小组同学观察到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁板上出现红色附着物图案。他们应该选择的乙蚀刻液是________(填写序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属板小心地清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁板蚀刻画生锈,应采取的一种防锈措施是________。
【任务五】废液的回收利用
(5)处理铝板蚀刻废液,可加入足量铝片,得到________溶液,将其装入________(填写仪器名称),回收保存。
(6)处理铁板蚀刻废液(流程图如下图所示)。
过程①的滤渣成分为________;过程②加入适量稀硫酸后,发生反应的化学方程式是________。
【任务六】总结提升
(7)任务三和任务五的实验中涉及的化学反应均属于________(填写基本反应类型)。
(8)任务三的实验中,小施同学实验前称量铝板的质量为,充分反应并洗涤烘干后发现蚀刻后铝板的质量为,请预测和的大小关系,并说明理由________。
【答案】(1)用磁铁吸引
(2) 稀盐酸 铁也能与稀盐酸反应
(3)①
(4)保持铁片蚀刻画表面清洁干燥
(5) 氯化铝 细口瓶
(6) 铁、铜
(7)置换反应
(8)m1>m2,反应后铝元素进入溶液中
【详解】(1)用物理性质区分铝板和铁板的操作是用磁铁吸引。磁铁可以吸引铁但是不能吸引铝。
(2)稀盐酸可与铁锈的主要成分氧化铁反应生成氯化铁和水,从而除去铁板表面的铁锈。由于铁与稀盐酸也能反应,所以反应时间不宜过长。
(3)铝片上有凹陷图案,没有附着物,说明铝与甲蚀刻液反应没有固体生成,稀盐酸与铝反应生成氯化铝和氢气,没有固体生成。所以甲蚀刻液为③稀盐酸;铁片上出现红色附着物图案,说明铁片与硫酸铜反应生成红色的铜和硫酸亚铁,所以乙蚀刻液为①硫酸铜溶液。
(4)保持铁片蚀刻画表面清洁干燥,隔绝水,能防止铁板蚀刻画生锈。
(5)处理铝板蚀刻废液,可加入足量铝片,铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气,得到氯化铝溶液,将其装入细口瓶,回收保存。
(6)铁板蚀刻废液中加入足量的铁粉,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,充分反应后过滤,滤渣中含有铁、铜;滤渣中加适量的稀硫酸,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:。
(7)任务三中,稀盐酸与铝反应生成氯化铝和氢气,铁片与硫酸铜反应生成红色的铜和硫酸亚铁;任务五中,稀盐酸与铝反应生成氯化铝和氢气,铁片与硫酸铜反应生成红色的铜和硫酸亚铁,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,都属于置换反应。
(8)任务三的实验中,小施同学实验前称量铝板的质量为m1,充分反应并洗涤烘干后发现蚀刻后铝板的质量为m2,由于反应后铝元素进入溶液中,所以m1>m2。
18.(2025·辽宁沈阳·二模)故宫的红墙金瓦,成为沈城历史文化的标志性景观。
(一)宫墙青砖
青砖在中国有着长达三千年的悠久历史,承载着深厚的文化底蕴。
(1)制备青砖主要原料是黏土,其中含有铁的化合物,铁属于________(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)黏土中还含有白云石,主要成分为,高温煅烧会生成CaO、MgO、CO2,则该反应的化学方程式为_______,它属于_______反应(填基本反应类型)。
(3)煅烧后的黏土会制成青砖坯,坯体需要在通风处干燥,从微观角度分析,通风可加速_______。
(4)烧制青砖坯一般选木材,木材燃烧是因为空气中含有_______。
烧制温度/℃
700
800
900
1000
1100
吸水率/%
15.8
16.6
16.9
17.2
x
(5)青砖烧制后因孔隙多而有吸水性,温度与吸水率关系见上表。时青砖表层会形成液态膜, 推测X_______17.2 (填“<”“>”或“=”) 。
(二)黄瓦鎏金
黄色琉璃瓦制作的关键环节便是在瓦片坯体上进行施釉,其施釉的具体流程如下。
(6)原料中的赋予瓦片独特的黄色,其中铁元素的化合价为_______价。
(7)原料粉碎后会进行水洗,这样可除去原料中_______溶性杂质(填“可”或“难”)。
(8)制浆过程需不断搅拌, 目的是_______。
(9)施釉即将制好的瓦片浸入釉浆,这一过程属于_____变化(填“物理”或“化学”)。
(10)烧制时若局部温度过高,原料中的会分解产生氧气和一种黑色物质,推测黑色物质的主要成分是_______,因此烧制时需严格控制_______来避免此类问题。
【答案】(1)金属
(2) 分解
(3)水分子运动
(4)氧气/O2
(5)<
(6)+3
(7)可
(8)使原料充分混合
(9)物理
(10) 温度
【详解】(1)铁名称带“钅”属于金属元素。
(2)高温煅烧生成CaO、MgO、CO2,该反应的化学方程式为,该反应是一种物质生成三种物质,属于分解反应。
(3)煅烧后的黏土会制成青砖坯,坯体需要在通风处干燥,干燥即水的蒸发,从微观角度分析,通风可加速水分子的运动。
(4)木材燃烧是因为空气中含有具有助燃性的氧气。
(5)由表中数据可知,吸水率随烧制温度的升高而增大,但题干给出时青砖表层会形成液态膜, 从而影响吸水率,则推测X<17.2.
(6)中氧元素化合价为-2价,由化合物中元素化合价代数和为0可知,铁元素化合价为+3价。
(7)原料粉碎后会进行水洗,可将原料中的可溶性杂质溶解在水中而除去。
(8)制浆过程需不断搅拌,是为了使原料充分混合。
(9)施釉即将制好的瓦片浸入釉浆,这一过程没有新物质生成,属于物理变化。
(10)烧制时若局部温度过高,原料中的会分解产生氧气和一种黑色物质,铁的氧化物中为黑色,则推测黑色物质的主要成分是,因为局部温度过高会导致分解,所以烧制时需严格控制温度来避免此类问题。
19.我国“十四五”规划明确提出2060年前要实现“碳中和”。CO2减排战略是CCUS,即CO2捕集、利用与封存。
(1)干冰升华属于______(物理变化或化学变化),它的一种用途是____________。
(2)向空气中排放的CO2过多,会导致的环境问题是_______。生活中有利于降低“碳排放”的做法是__________(写一点即可)。
世界首艘安装碳捕集(“碳”是指二氧化碳)和封存设备的海上浮式生产储油船在上海中远海运重工码头建造完毕,于2月底交付使用,其流程如图所示。
(3)“碳捕集”:采用化学吸收法,利用碱性吸收剂捕集并安全存储二氧化碳写出用氢氧化钠溶液“捕集”二氧化碳时发生反应的化学方程式__________。
(4)“碳利用”:清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂,可将二氧化碳转化为液态燃料甲醇(CH3OH),其微观示意图如图所示。甲与乙的分子个数比______。
【答案】(1) 物理变化 人工降雨(作制冷剂,合理即可)
(2) 温室效应加剧 绿色出行(合理即可)
(3)2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
(4)1:3
【详解】(1)干冰升华只是物质状态的变化,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,干冰升华吸热,可用作人工降雨或作制冷剂等。
(2)向空气中排放的CO2过多,会导致的环境问题是温室效应加剧。生活中有利于降低“碳排放”的做法是减少化石燃料的使用、乘坐公共交通工具出行等。
(3)用氢氧化钠溶液“捕集”二氧化碳时发生的是氢氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠和水的反应,化学方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
(4)由图示可知,该化学方程式为,则甲与乙的分子个数比1:3。
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