内容正文:
题型三 工艺流程题
目 录
第一部分 考情精析 锁定靶心 高效备考
第二部分 重难考点深解 深度溯源 扫清盲区
【考点01】 分析步骤
【考点02】 原料预处理的常用方法及其目的
【考点03】 流程中反应条件的控制
【考点04】 分离、提纯的操作及所需仪器
【考点05】 物质成分的分析(物质化学式的推断及书写)
【考点06】 化学方程式的书写及反应类型的判断
【考点07】 可循环利用的物质的判断
【考点08】 对流程进行评价
第三部分 解题思维优化 典例精析+方法提炼+变式巩固
【题型01】物质制备类
【题型02】工业废料提纯、回收类
【题型03】矿石原料制备物质
【题型04】盐类的提纯除杂
第四部分 培优专练突破 精选好题 强化突破
核心考向聚焦
工艺流程题是中考化学高频考查的综合题型,以工业生产、资源回收、化工制备为实际背景,借助流程框图呈现完整生产环节,涵盖原料预处理、化学反应、分离提纯、循环利用、废料处理等内容,侧重考查物质转化规律、物质的提纯除杂、化学反应原理、实验操作、绿色化工及成本优化等综合应用能力,属于工业规模化生产题型,与实验室物质制备题考查场景、核心方向完全不同。
命题前瞻与备考策略
预测:命题情境一般结合工业生产与社会热点,如:废旧电池、金属废料的回收利用;环保低碳,包括CO2捕集利用、烟气脱硫脱硝、污水处理;传统化工原料的制备,如海水制盐与提镁、矿物冶炼、无机盐制备等;体现绿色化学与碳中和理念。考查形式以框图流程为主,搭配必要文字说明,设问由浅入深、层次清晰。基础层考查操作名称、化学方程式书写、反应类型判断;提高层分析物质成分、除杂试剂选择、条件控制目的;创新层评价流程优点、判断循环利用物质、提出工艺优化方案。整体难度适中,重点考查信息提取、逻辑分析与知识迁移能力,引导学生用化学视角解决实际问题,凸显学科应用价值。
策略:必须掌握原料预处理的常用方法及其目的,流程中反应条件的控制,熟悉分离、提纯的操作及所需仪器,学会物质成分的分析及陌生化学方程式的书写。
◇考点 01 分析步骤
◇考点 02 原料预处理的常用方法及其目的
常用方法
目的
粉碎(研磨)
增大反应物的接触面积,加快化学反应速率,使反应更充分。
搅拌
使反应物充分接触,反应更充分,加快反应速率。
水浸
通过加水,使可溶物溶解,与不溶物分离。
酸或碱浸
使与酸或碱反应的物质溶解,与不溶物分离。
灼烧(煅烧)
使固体或杂质在高温条件下分解,使反应充分进行或增大转化率。
◇考点 03 流程中反应条件的控制
调节pH的目的
使反应发生或者避免某反应的发生。
控制温度的目的
防止某种物质温度过高时分解。
加入过量试剂的目的
①完全除去某物质(非目标产物);②使某物质完全转化为目标产物。
通入保护气(如氩气)的作用
防止主物质与氧气等发生反应。
◇考点 04 分离、提纯的操作及所需仪器
(1)过滤:实验操作后得到的物质分别为固体和液体,如图操作a。
实验室过滤操作所用仪器:(玻璃仪器) 玻璃棒、烧杯和漏斗,铁架台(带铁圈)。
(2)蒸发结晶;使溶液中的溶质析出,获取该物质固体的过程,如图操作b。
实验室蒸发结晶操作所用仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精等、坩埚钳、铁架台(带铁圈)。
①当溶液中只含有一种溶质时:
a.最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3):蒸发结晶;
b.最后所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O):蒸发浓缩、冷却结晶。
②当溶液中有两种或两种以上溶质时:根据两种物质溶解度随温度的变化趋势确定提纯方法,提纯物质如果溶解度随温度升高而明显变大的采用降温结晶,如果溶解度随温度升高而变化不明显的采用蒸发结晶。
◇考点 05 物质成分的分析(物质化学式的推断及书写)
(1)判断所加试剂:从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析,但一定要考虑是否会引入新的杂质。
(2)判断物质成分:从上一步操作中反应物可能发生的反应或题干所给信息入手进行分析。反应的生成物一定有,同时需注意所加试剂是否过量,过量试剂在流程图的物质滤液中一定含有。
◇考点 06 化学方程式的书写及反应类型的判断
根据流程图中线的走向,找出反应物和生成物,然后根据化学反应前后元素种类不变,书写化学方程式;若从已知信息中找到的反应物和生成物,如果不满足质量守恒定律的,需确认反应中是否有水参与或生成;若在空气中燃烧或通入空气,则需考虑空气中的氧气或CO2是否参加反应,再根据题意写出反应条件并配平,最后结合化学方程式判断基本反应类型。
◇考点 07 可循环利用的物质的判断
(1)可逆线表示可循环利用的物质。如图1,物质A为可循环利用的物质。
(2)某设备或流程的生成物,为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图2,物质B为可循环利用的物质。
◇考点 08 对流程进行评价
科学性
是否能达到实验目的,是否引入新的杂质,杂质是否完全除去等。
安全性和简便性
若反应中会产生可燃性物质,应注意做好防护措施,如通风和远离火源;尽量选用较温和的反应条件,避免高温高压等复杂条件。
环保性
是否符合“绿色化学”理念,是否产生有毒物质等,环保、低碳方案优先。
经济实用性
应遵循原料廉价易得,反应能耗低,产率或原料的利用率高等原则。
◇题型 01 物质制备类
典|例|精|析
典例1(2025·四川绵阳·中考真题)碳酸钙是常见的化工原料,常作补钙剂,也可作为牙膏中的摩擦剂。以石灰石(主要成分是CaCO3,含有少量的Fe2O3、Al2O3及SiO2等杂质)为原料制备高纯碳酸钙的工艺流程示意图如下。
已知:SiO2不溶于水,不与盐酸反应。回答下列问题。
(1)根据碳酸钙可作摩擦剂,推测碳酸钙具有___________(任写一点)的性质。
(2)利用“粉碎机”粉碎石灰石的目的是___________。
(3)“酸浸”时发生的反应所属基本反应类型为___________,滤渣Ⅰ的成分为___________。
(4)加入适量Ca(OH)2除去AlCl3和FeCl3,写出除去FeCl3的化学方程式___________。
“沉钙”时发生反应的化学方程式为。
已知:NH3溶于水所得溶液呈碱性,CO2在碱性环境中溶解量增大。
(5)为使“沉钙”顺利进行,应先通入的气体是___________。
(6)“沉钙”时还可以用___________(填字母)代替NH3。
A.NaCl B.Ca(OH)2 C.KOH D.NaOH
(7)若实验室分离NH4Cl溶液和CaCO3所用玻璃仪器有玻璃棒___________、___________。
变|式|巩|固
变式1(2025·山东泰安·中考真题)某工厂回收了一批废旧机械零件,主要成分为Zn、Fe、Cu(表面含有少量这三种金属的氧化物)。为制取高纯度ZnO,工程师设计了如下工艺流程。
已知:Zn(OH)2难溶于水。
回答下列问题:
(1)滤渣1的成分是___________(填化学式,下同),滤液3中的溶质为___________。
(2)加稀硫酸溶解废旧机械零件时,需要通风并远离火源,原因是___________。
(3)滤液1中加入过量锌粉充分反应,写出其中任意一个反应的化学方程式___________。
(4)工程师认为该工艺流程产生的滤渣还有利用价值。写出其中一项用途___________。
变式2(2025·江苏无锡·中考真题)以碳酸钙为原料制备过氧化钙(CaO2)的一种流程如下:
【查阅资料】CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,反应需在弱碱性环境中进行。
(1)碳酸钙与盐酸反应的化学方程式是_______。碳酸钙需过量,理由是_______。
(2)实验室用下图模拟制备CaO2·8H2O。打开磁力搅拌器,搅拌的作用是_______。反应需在冰水浴中进行,原因是_______。
(3)“步骤2”所得滤液可用作_______。
(4)将21.6gCaO2·8H2O(相对分子质量为216)加热分解,固体质量随温度的变化如图所示。A点对应固体的化学式为_______;加热温度不能超过350℃,原因是_______。
◇题型 02 工业废料提纯、回收类
典|例|精|析
典例1(2025·江苏镇江·中考真题)利用镍铜矿烧渣(含NiO和少量CuO)制备磁性材料的流程如下。
(1)溶液X应选用___________填字母)。
a.稀 b.稀HCl c.稀
(2)“除铜”中分离操作用到的玻璃仪器有烧杯、___________、玻璃棒等。
(3)“除铜”中实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量的原因是___________。
(4)“沉镍”时将溶液换为溶液也可获得,但副产物会增多,原因是___________。
(5)已知:焙烧生成镍的氧化物和气体。
取23.8 g 控制不同温度焙烧,测得固体质量随温度变化如图所示。制备应控制适宜的温度为___________(填“360”或“620”)℃左右,生成发生反应的化学方程式为___________。
变|式|巩|固
变式1(2025·西藏·中考真题)合理开发、利用和回收资源,促进人与自然和谐共生。实验室对刻蚀电路板产生的废液进行回收再利用,流程如下:
(1)操作X的名称是_______。
(2)试剂M的名称是_______。
(3)流程中加入的铁粉是否过量?_______(填“是”或“否”)
(4)废液中除含氢、氧和铁元素外,一定还含_______和_______两种元素。
变式2(2025·山东济宁·中考真题)碳酸镁广泛应用于医药、食品等领域。某小组利用废渣(含MgCO3、MgO和SiO2)制备碳酸镁固体的流程如下图。请据图回答:
(1)“酸溶”过程中稀H2SO4应过量的目的是______;
(2)滤渣的成分为SiO2,由此推测该物质具有的一条性质______;
(3)写出“转化”过程中生成碳酸镁的化学方程式______;
(4)“洗涤”时检验碳酸镁固体已洗净的方法:取少许最后一次洗涤液,向其中滴加______(填化学式)溶液,无现象。
◇题型 03 矿石原料制备物质
典|例|精|析
典例1(2025·海南·中考真题)氢氧化锂是生产锂电池的重要材料,一种制取氢氧化锂工艺流程的主要步骤如下:
(1)锂辉石焙烧后进行研磨,研磨的目的是___________。
(2)步骤①中若有10t质量分数为8.5%的Li2SO4溶液,将其蒸发为17%的Li2SO4溶液需要蒸发的溶剂质量为___________。
(3)如图为LiOH和Na2SO4的溶解度曲线。步骤②中通过冷冻降温的方法析出Na2SO4·10H2O晶体,则如图中表示Na2SO4溶解度曲线的是___________(填字母)。
(4)结合上述信息可知,步骤③采用的方法是___________。
变|式|巩|固
变式1(2025·四川·中考真题)利用赤铁矿石(主要成分为)炼铁的工艺流程示意图如下所示。回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是______。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式为______(任写一个)。
(3)催化反应室中发生的反应之一为。其中的化学式为____。
(4)燃烧室为还原反应室提供热量,其中的能量转化是将_____能转化为热能。
(5)铁具有广泛的用途,举一例_______。写出日常生活中防止铁制品生锈的一种方法_____。
变式2(2025·江苏泰州·中考真题)MgO在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分,含少量)为原料制备高纯MgO的实验流程如下:
I.制备
(1)“浸取”时,加入过量稀硫酸的目的是_______。
(2)“氧化”时发生的反应为。
①反应前后化合价升高的元素是_______。
②为加快反应速率可适当升高温度,但温度不宜过高的原因是_______。
(3)“调节pH”时,溶液中减少的阳离子有_______。
Ⅱ.制备MgO
(4)①传统工艺:在1200℃时分解为MgO、和,反应的化学方程式为_______。现代工艺:。对比两种工艺,现代工艺的优点有_______。
②脱硫:用溶液吸收产生的。脱硫时,氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线如图所示,吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是_______。
◇题型 04 盐类的提纯除杂
典|例|精|析
典例1(2025·山东淄博·中考真题)从MnSO4、Al2(SO4)3和H2SO4的混合液中提取MnSO4的部分工艺流程如图。
已知:①氨水显碱性;
②实验条件下相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Al3+
3.4
4.7
Mn2+
8.1
10.1
回答下列问题。
(1)固体A的成分是______(填化学式)。“调pH”时,溶液的pH范围应调节为______~8.1之间。
(2)“沉锰”发生的反应为2NH4HCO3+MnSO4=MnCO3↓+(NH4)2SO4+X+CO2↑,X为______(填化学式)。
(3)“操作I”的名称为______。
(4)MnCO3与稀硫酸反应的化学方程式为______。
变|式|巩|固
变式1(2025·山东日照·中考真题)医疗上的生理盐水是用氯化钠配制的。某兴趣小组用粗食盐水(含有、、等离子)配制质量分数为0.9%的生理盐水。过程如下:
部分实验用品:NaOH溶液、溶液、溶液、稀盐酸、pH试纸,每种试剂只能使用一次。
(1)2022年中国营养学会发布了《中国居民膳食指南》,建议成年人每天摄入食盐不超过_______g。
(2)制取过程中,除去可选用_______溶液(填化学式)。
(3)测溶液pH时,选择_______(选填“干燥”或“湿润”)的pH试纸。写出调pH时试剂c和稀盐酸反应的化学方程式:_______。
(4)操作I是_______(选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。该过程中,当蒸发皿中出现较多固体时,_______。
(5)上述各步操作中(除称量、量取外)都需用到的玻璃仪器是_______(填仪器名称)。
变式2(2025·四川乐山·中考真题)碳酸锂是制备新能源电池的重要原料。盐湖水中含有氯化锂、氯化钠、氯化镁等物质,利用盐湖水生产金属镁和碳酸锂的流程如下图所示:
查阅资料:碳酸锂和氢氧化锂在水中的溶解度表
温度/℃
0
20
40
60
80
100
Li2CO3
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
LiOH
12.7
12.8
13
13.8
15.3
17.5
回答下列问题:
(1)操作I采用的方法是__________。
(2)操作Ⅱ从溶液中获得NaCl晶体采用__________(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。
(3)电解熔融氯化镁得到镁和氯气(Cl2),写出此反应的化学方程式_________________。
(4)将操作Ⅲ得到的碳酸锂固体进行洗涤,一般用热水洗涤的理由是_________________。
1.(2026·山东青岛·一模)从废锌镍电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。请回答下列问题:
(1)拆解时常将负极片制成固体粉末,其目的是_______。
(2)请写出酸浸过程中发生置换反应的化学方程式_______。
(3)已知“沉锌”时发生的主要反应是复分解反应,请写出所得沉淀的化学式_______。
(4)从流程可知,铜的金属活动性比锌_______(填“强”或“弱”),依据是_______。
2.(2026·河北沧州·一模)化学社团的同学们分析了用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO等;其他杂质不与酸反应,也不溶于水)制备铁红(Fe2O3)的流程图。请回答以下问题:
(1)高温反应炉中生成的CO能将铁的多种氧化物都还原成铁,写出CO与Fe2O3反应的化学方程式:__________。
(2)流程中产生的气体A直接排放会污染空气,该污染空气的气体A可能为______。(写一种即可)
(3)操作1的名称为______,此操作中除烧杯、漏斗外,还需要的玻璃仪器有___。
(4)溶液C中的溶质有___________(填化学式)。
3.(2026·四川宜宾·一模)碳酸亚铁(FeCO3)是制备补铁剂的重要原料,工业上以硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3,含少量SiO2等杂质)为原料制取FeCO3的工艺流程如下,请结合流程回答问题:
已知:①SiO2不溶于水、不与稀硫酸反应;②Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;③FeCO₃ 难溶于水,在pH=6.5~7.0的弱酸性溶液中稳定存在,遇强酸会反应生成CO2。
(1)“酸浸” 时,氧化铁与稀硫酸反应的化学方程式为________。
(2)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是________(填操作名称)。
(3)“沉铁” 时发生反应的化学方程式为:________,该反应属于________反应;FeCO3中碳元素的化合价为________。
(4)加入Na2CO3溶液时,需严格调节pH至6.5~7.0,若pH小于6.5,FeCO3难以生成的原因是________。
4.(2026·四川广安·一模)可用作消毒剂、氧化剂、药物和分析化学试剂等。某小组为探究制备高锰酸钾的绿色化方案,设计了如图所示的实验流程。
【资料】
①水溶液呈墨绿色,在水及酸性条件下会发生歧化反应,生成和。
②在溶液中持续通入,会生成。
③室温时,、、的溶解度分别为111 g、33.7 g、6.36 g。
(1)共熔时(加温加压),反应生成和,反应的化学方程式是___________。
(2)浸取前,需将共熔后所得的物质粉碎,目的是___________。
(3)从滤液中得到晶体需要一系列操作,包含蒸发浓缩→降温结晶→过滤→洗涤→烘干。烘干时,温度不宜过高,原因是___________。此过程中,洗涤的目的是___________。
(4)歧化反应的化学方程式是:。当溶液pH为10~11,停止通,若过多,可能造成的不良后果是___________。
(5)从经济角度考虑,实验中可循环使用的物质是___________(填化学式)。
5.(2026·山东德州·一模)钼(Mo)是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿(主要成分为及少量的)为原料制备金属钼的主要流程如下。回答下列问题。
(1)在焙烧炉中,矿石要粉碎处理并从上部加入,其目的是________。炉内主要反应,X的化学式为________。
(2)反应器1中浓氨水可以溶解粗产品。搅拌器相当于实验室中的________(填一种仪器名称)。要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是________(填操作名称)。
(3)反应器2中发生复分解反应,Y溶液中溶质的主要成分为________(填化学式)。
(4)氢气和一氧化碳的化学性质类似,能将金属氧化物还原为金属单质。请写出反应器3中,在高温条件下与氢气反应生成金属钼的化学方程式:________。
6.(2026·山东日照·一模)纳米氧化锌因独特的纳米特性,在传感器、抗菌涂层、光催化材料等科技领域应用广泛。工业上利用锌浸出液(主要含ZnSO4、CuSO4和CdSO4等)通过水热法制备纳米氧化锌,主要流程示意图如图:
已知:①金属活动性顺序为 Zn>Cd(镉)>Cu。
②氢氧化钡虽为可溶性碱,但在水中溶解度较小,在低浓度的检验实验中,易形成白色浑浊,对硫酸根离子的检验产生干扰。回答下列问题:
(1)锌浸出液需先加酸调节pH至酸性,适宜加入的酸是___________(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。
(2)锌粉除铜、镉比锌粒效果好的原因是___________。
(3)锌粉除铜、镉的实验结果如图所示。结合图像分析:增加锌粉用量,铜的去除率始终接近100%且不变的原因是___________。
(4)反应器2中发生反应的化学方程式为___________,该反应属于___________(填基本反应类型)。
(5)反应器2中生成的氢氧化锌沉淀经过过滤后,检验是否洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液于试管中,滴加足量硝酸铜溶液后,再滴加___________溶液,若无明显现象,则洗涤干净。
7.(2026·山东济宁·一模)有一包白色固体,可能含有、NaOH、、NaCl、中的一种或几种物质。为了探究该固体的成分,某同学取固体样品加足量水溶解得到无色溶液M,并进行如下实验:
综合上述实验,分析并回答:
(1)红色溶液转化为无色溶液过程中,发生反应的化学方程式为___________。
(2)滤液A中含有的阳离子是___________。
(3)白色固体样品中一定含有的物质是___________。
8.(2026·四川泸州·一模)镁被誉为21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料。用海水晒盐得到苦卤(含MgCl、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图。
(1)为加快反应池中反应速率,使反应充分进行,可进行的操作是_________。
(2)写出电解槽中发生反应的化学方程式:________。
(3)反应池到中和池之间进行的实验操作名称是________。
(4)该流程循环使用的物质是________。
(5)若海水中氯化镁的质量分数为0.095%, 1000 t海水按上述方法提取(不计算任何损失),可以得到金属镁的质量是________t。
(6)除去难溶性杂质后的粗盐中还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4三种可溶性杂质,可用下列流程除去,所用试剂均过量。下列说法正确的是 。
A.可将步骤I和II中加入的物质替换为Ba(OH)2溶液
B.按步骤I、II、III的顺序进行除杂后,过滤可得到四种沉淀
C.步骤IV中加入稀盐酸只为了除去过量的
D.理论上产品的质量等于粗盐中氯化钠的质量
9.(2026·山东泰安·一模)以闪锌矿[主要成分ZnS,少量FeS、CdS(硫化镉)]为原料制备硫酸锌的流程如下:
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和SO2 。写出ZnS与O2高温反应的化学方程式:___________。
(2)①“酸浸”时发生反应的基本类型为___________。
②“酸浸”所得滤液中阳离子有Cd2+、Fe2+、Fe3+和___________(填离子符号)。
(3)“除铁”时发生反应:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:
①反应Ⅱ中X的化学式为___________。
②铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为___________(填字母)。
A.升高、降低 B.升高、不变 C.不变、降低 D.降低、升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中CdSO4浓度,计算所需锌粉的质量。但是实际参加反应锌的质量比理论值大,原因是溶液中CdSO4和___________(填化学式)均消耗锌粉;金属活动性:Zn___________Cd(填“>”或“<”)。
10.(2026·江苏无锡·一模)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。下图是一种制备铁镍合金器件的工序。
(1)原料制备
①制铁粉:用一氧化碳在高温下还原赤铁矿粉,反应的化学方程式为_______。
②制镍粉:粗镍粉中常含有铁、铜等杂质。
已知:(气态);(气态);
铜几乎不与CO反应;。
反应I温度需控制在50℃~100℃,原因是_________、_________。
③将铁粉、纯镍粉与石蜡粘结剂混合,制成原料颗粒。
(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是__________。
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是________,得到的铁镍合金的优点是__________。
11.(2026·安徽宿州·一模)我国古代典籍中记录了很多化学知识,展示了我国古代人民的智慧。《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法:“挹其水熬之,则成胆矾。烹胆矾则成铜;熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。主要流程如图所示。
(1)苦泉水属于_____(填“纯净物”或“混合物”);方案一,“烹”的过程中,加热胆矾()首先转变成水和硫酸铜,该反应的基本反应类型是______,再加热CuSO4固体时有SO2生成。
(2)方案二:写出“铁釜”中发生反应的化学方程式:_________。
(3)对比两个方案,你认为哪个方案更优并说出理由:____________。
(4)铁釜外侧容易生锈,是因为铁与空气中的_______发生反应。
12.(2026·安徽淮北·一模)碳酸钙是常见的化工原料,常作补钙剂,也可作为牙膏中的摩擦剂。以石灰石(主要成分是,含有少量的、及等杂质)为原料制备高纯碳酸钙的工艺流程示意图如图。
已知:不溶于水,不与盐酸反应。
回答下列问题。
(1)根据碳酸钙可作摩擦剂,推测碳酸钙具有___________(任写一点)的性质。
(2)“酸浸”时发生的反应所属基本反应类型为___________,滤渣的成分为___________。(写物质名称)
(3)加入适量除去和,写出除去的化学方程式___________。
“沉钙”时发生反应的化学方程式为。
已知:溶于水所得溶液呈碱性,在碱性环境中溶解量增大。
(4)为使“沉钙”顺利进行,应先通入的气体是___________。(写物质的化学式)
(5)“沉钙”时还可以用___________(填字母)代替。
A. B. C. D.
13.(2026·河北·一模)废旧电池的回收利用可有效避免环境污染和资源浪费。从废锌镍电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。回答下列问题:
(1)铜块能制成铜网是利用了铜的______性。
(2)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是__________________。
(3)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是__________________。
(4)若过滤后未洗涤沉淀,沉淀表面会附着杂质,杂质的主要成分是______(填化学式)。
(5)铜的金属活动性比锌的弱,结合流程说明依据__________________。
14.(2026·湖北武汉·一模)某环保企业采用“酸浸—沉淀”工艺从城镇污泥固态废料(以下简称“污泥固废”)中分别回收金属氧化物。污泥固废主要含有、、、和污泥。其工艺流程如下:
已知:①酸性条件下足量的过氧化氢溶液可将溶液中的亚铁盐全部转化为铁盐。
②常温下各氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时对应的pH范围如下表所示。
沉淀物
氢氧化铁
氢氧化铜
氢氧化亚铁
开始沉淀
1.9
4.7
7.6
完全沉淀
3.2
6.7
9.6
回答下列问题:
(1)上述流程中涉及过滤操作,在实验室进行该操作时,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和___________。
(2)“酸浸”时发生反应的化学方程式为___________(写一个即可)。
(3)由流程图能推测出二氧化硅的性质有___________(答两条)。
(4)“一次沉淀”所调pH的范围是___________。
(5)污泥固废中铁元素的质量分数为5.6%,在忽略物料损失的条件下,从100.0t污泥固废中能回收氧化铁的质量为___________t。
15.(2026·广东·一模)炼钢会产生废渣(主要含CaO、、)和废气(主要含)。某团队研究利用该废渣和废气制备高纯度碳酸钙,并实现的捕集与利用,该工艺的主要工序如图。
已知:醋酸与炼钢渣中的CaO反应快,与反应慢,不与反应;盐酸比醋酸更易溶解。
(1)“酸浸”前,将炼钢渣粉碎的目的是_________。“酸浸”发生的反应为则X的化学式为_____。
(2)“酸浸”中炼钢渣稍过量,原因是_____________。炼钢渣中的CaO与水作用也可使钙离子进入溶液中,反应的化学方程式为_______________。
(3)炼钢渣质量与醋酸的体积比(固液比)对钙离子浸出率和浸出质量的影响如图所示,可得出的结论为:醋酸体积一定时,_______________。
(4)“碳化”后过滤、洗涤得到的溶液,加入盐酸,可回收再利用醋酸,“酸浸”时不直接使用盐酸的原因是_____________。
(5)工艺流程中会使溶液pH升高的工序是_______(填一个)。酸浸渣的含铁量_____(填“高于”“低于”或“等于”)炼钢渣的,可循环利用于炼钢。
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题型三 工艺流程题
目 录
第一部分 考情精析 锁定靶心 高效备考
第二部分 重难考点深解 深度溯源 扫清盲区
【考点01】 分析步骤
【考点02】 原料预处理的常用方法及其目的
【考点03】 流程中反应条件的控制
【考点04】 分离、提纯的操作及所需仪器
【考点05】 物质成分的分析(物质化学式的推断及书写)
【考点06】 化学方程式的书写及反应类型的判断
【考点07】 可循环利用的物质的判断
【考点08】 对流程进行评价
第三部分 解题思维优化 典例精析+方法提炼+变式巩固
【题型01】物质制备类
【题型02】工业废料提纯、回收类
【题型03】矿石原料制备物质
【题型04】盐类的提纯除杂
第四部分 培优专练突破 精选好题 强化突破
核心考向聚焦
工艺流程题是中考化学高频考查的综合题型,以工业生产、资源回收、化工制备为实际背景,借助流程框图呈现完整生产环节,涵盖原料预处理、化学反应、分离提纯、循环利用、废料处理等内容,侧重考查物质转化规律、物质的提纯除杂、化学反应原理、实验操作、绿色化工及成本优化等综合应用能力,属于工业规模化生产题型,与实验室物质制备题考查场景、核心方向完全不同。
命题前瞻与备考策略
预测:命题情境一般结合工业生产与社会热点,如:废旧电池、金属废料的回收利用;环保低碳,包括CO2捕集利用、烟气脱硫脱硝、污水处理;传统化工原料的制备,如海水制盐与提镁、矿物冶炼、无机盐制备等;体现绿色化学与碳中和理念。考查形式以框图流程为主,搭配必要文字说明,设问由浅入深、层次清晰。基础层考查操作名称、化学方程式书写、反应类型判断;提高层分析物质成分、除杂试剂选择、条件控制目的;创新层评价流程优点、判断循环利用物质、提出工艺优化方案。整体难度适中,重点考查信息提取、逻辑分析与知识迁移能力,引导学生用化学视角解决实际问题,凸显学科应用价值。
策略:必须掌握原料预处理的常用方法及其目的,流程中反应条件的控制,熟悉分离、提纯的操作及所需仪器,学会物质成分的分析及陌生化学方程式的书写。
◇考点 01 分析步骤
◇考点 02 原料预处理的常用方法及其目的
常用方法
目的
粉碎(研磨)
增大反应物的接触面积,加快化学反应速率,使反应更充分。
搅拌
使反应物充分接触,反应更充分,加快反应速率。
水浸
通过加水,使可溶物溶解,与不溶物分离。
酸或碱浸
使与酸或碱反应的物质溶解,与不溶物分离。
灼烧(煅烧)
使固体或杂质在高温条件下分解,使反应充分进行或增大转化率。
◇考点 03 流程中反应条件的控制
调节pH的目的
使反应发生或者避免某反应的发生。
控制温度的目的
防止某种物质温度过高时分解。
加入过量试剂的目的
①完全除去某物质(非目标产物);②使某物质完全转化为目标产物。
通入保护气(如氩气)的作用
防止主物质与氧气等发生反应。
◇考点 04 分离、提纯的操作及所需仪器
(1)过滤:实验操作后得到的物质分别为固体和液体,如图操作a。
实验室过滤操作所用仪器:(玻璃仪器) 玻璃棒、烧杯和漏斗,铁架台(带铁圈)。
(2)蒸发结晶;使溶液中的溶质析出,获取该物质固体的过程,如图操作b。
实验室蒸发结晶操作所用仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精等、坩埚钳、铁架台(带铁圈)。
①当溶液中只含有一种溶质时:
a.最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3):蒸发结晶;
b.最后所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O):蒸发浓缩、冷却结晶。
②当溶液中有两种或两种以上溶质时:根据两种物质溶解度随温度的变化趋势确定提纯方法,提纯物质如果溶解度随温度升高而明显变大的采用降温结晶,如果溶解度随温度升高而变化不明显的采用蒸发结晶。
◇考点 05 物质成分的分析(物质化学式的推断及书写)
(1)判断所加试剂:从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析,但一定要考虑是否会引入新的杂质。
(2)判断物质成分:从上一步操作中反应物可能发生的反应或题干所给信息入手进行分析。反应的生成物一定有,同时需注意所加试剂是否过量,过量试剂在流程图的物质滤液中一定含有。
◇考点 06 化学方程式的书写及反应类型的判断
根据流程图中线的走向,找出反应物和生成物,然后根据化学反应前后元素种类不变,书写化学方程式;若从已知信息中找到的反应物和生成物,如果不满足质量守恒定律的,需确认反应中是否有水参与或生成;若在空气中燃烧或通入空气,则需考虑空气中的氧气或CO2是否参加反应,再根据题意写出反应条件并配平,最后结合化学方程式判断基本反应类型。
◇考点 07 可循环利用的物质的判断
(1)可逆线表示可循环利用的物质。如图1,物质A为可循环利用的物质。
(2)某设备或流程的生成物,为另一设备或流程的反应物,则该物质为可循环利用的物质。如图2,物质B为可循环利用的物质。
◇考点 08 对流程进行评价
科学性
是否能达到实验目的,是否引入新的杂质,杂质是否完全除去等。
安全性和简便性
若反应中会产生可燃性物质,应注意做好防护措施,如通风和远离火源;尽量选用较温和的反应条件,避免高温高压等复杂条件。
环保性
是否符合“绿色化学”理念,是否产生有毒物质等,环保、低碳方案优先。
经济实用性
应遵循原料廉价易得,反应能耗低,产率或原料的利用率高等原则。
◇题型 01 物质制备类
典|例|精|析
典例1(2025·四川绵阳·中考真题)碳酸钙是常见的化工原料,常作补钙剂,也可作为牙膏中的摩擦剂。以石灰石(主要成分是CaCO3,含有少量的Fe2O3、Al2O3及SiO2等杂质)为原料制备高纯碳酸钙的工艺流程示意图如下。
已知:SiO2不溶于水,不与盐酸反应。回答下列问题。
(1)根据碳酸钙可作摩擦剂,推测碳酸钙具有___________(任写一点)的性质。
(2)利用“粉碎机”粉碎石灰石的目的是___________。
(3)“酸浸”时发生的反应所属基本反应类型为___________,滤渣Ⅰ的成分为___________。
(4)加入适量Ca(OH)2除去AlCl3和FeCl3,写出除去FeCl3的化学方程式___________。
“沉钙”时发生反应的化学方程式为。
已知:NH3溶于水所得溶液呈碱性,CO2在碱性环境中溶解量增大。
(5)为使“沉钙”顺利进行,应先通入的气体是___________。
(6)“沉钙”时还可以用___________(填字母)代替NH3。
A.NaCl B.Ca(OH)2 C.KOH D.NaOH
(7)若实验室分离NH4Cl溶液和CaCO3所用玻璃仪器有玻璃棒___________、___________。
【答案】(1)硬度大(或难溶于水等)
(2)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(3)复分解反应 SiO2
(4)
(5)氨气/NH3
(6)CD
(7)烧杯 漏斗
【分析】石灰石粉碎后,加入稀盐酸,碳酸钙、Fe2O3、Al2O3都和盐酸反应,二氧化硅不与盐酸反应,过滤除去;滤液加入适量Ca(OH)2除去AlCl3和FeCl3,后滤液中的CaCl2和NH3 和CO2生成碳酸钙,得到高纯碳酸钙。据此分析。
【解析】(1)根据碳酸钙可作摩擦剂,推测碳酸钙具有的性质为硬度大。
(2)粉碎石灰石后,增大了石灰石的表面积,使反应跟充分,反应速率加快。
(3)“酸浸”时发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,三个反应均为两种化合物通过交换成分生成新的两种化合物,均属于复分解反应;SiO2不溶于水,不与盐酸反应,则滤渣Ⅰ的成分为SiO2。
(4)Ca(OH)2和FeCl3反应生成Fe(OH)3和CaCl2,该反应的化学方程式为2FeCl3 +3Ca (OH) 2 =2Fe (OH) 3 ↓ +3CaCl2。
(5)因为二氧化碳在水中的溶解度小,由题意,NH3溶于水所得溶液呈碱性,CO2在碱性环境中溶解量增大,则为使“沉钙”顺利进行,应先通入的气体是氨气。
(6)根据题意,NH3溶于水所得溶液呈碱性,可以使CO2在碱性环境中溶解量增大,故“沉钙”时还可以用KOH或NaOH来代替NH3;NaCl溶液不显碱性,不能使用;Ca(OH)₂微溶于水,提供的碱性环境较弱,吸收CO₂效果不佳,故不选用。故选CD。
(7)实验室分离NH4Cl溶液和CaCO3固体的操作为过滤,过滤所用玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。
变|式|巩|固
变式1(2025·山东泰安·中考真题)某工厂回收了一批废旧机械零件,主要成分为Zn、Fe、Cu(表面含有少量这三种金属的氧化物)。为制取高纯度ZnO,工程师设计了如下工艺流程。
已知:Zn(OH)2难溶于水。
回答下列问题:
(1)滤渣1的成分是___________(填化学式,下同),滤液3中的溶质为___________。
(2)加稀硫酸溶解废旧机械零件时,需要通风并远离火源,原因是___________。
(3)滤液1中加入过量锌粉充分反应,写出其中任意一个反应的化学方程式___________。
(4)工程师认为该工艺流程产生的滤渣还有利用价值。写出其中一项用途___________。
【答案】(1)
(2)反应过程中产生氢气,远离火源防止氢气发生爆炸
(3)//
(4)铜回收后可以作导线
【分析】本题主要考查物质的转化和制备,解答时要根据所学知识,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结果。根据金属活动性顺序,零件中的锌、铁以及锌、铁、铜的氧化物都和稀硫酸反应,铜不与稀硫酸反应,故滤液1中有硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸铜,滤渣1中有铜。往滤液1中加入锌粉,由于金属活动性顺序:,故锌粉会与滤液中的过量稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜反应,、、,则滤液2的主要成分是硫酸锌,滤渣2中有铁、铜和过量的锌粉。滤液2中加入适量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠会与硫酸锌反应生成硫酸钠和氢氧化锌固体,故滤液3中溶质是硫酸钠。
【解析】(1)某合金主要成分为、、及这三种金属的少量氧化物,锌、铁以及锌、铁、铜的氧化物都和稀硫酸反应,只有铜不能和稀硫酸反应,所以滤渣1中一定有Cu。由分析可知,滤液2的主要成分是硫酸锌,氢氧化钠会与硫酸锌反应生成硫酸钠和氢氧化锌固体,故滤液3中溶质是Na2SO4。
(2)加入稀硫酸时,锌和铁都会与稀硫酸反应生成氢气,氢气具有可燃性,与空气混合点燃易发生爆炸,故该过程需要通风并远离火源。
(3)由分析可知滤液1的主要成分是稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜,故可以写出任意一个化学反应方程式://。
(4)由分析可知,滤渣1中有铜,滤渣2中有铁和铜,铜具有导电性,故收集的铜渣可以用于制作导线。
【点睛】根据金属的化学性质分析流程中各个部分的成分是什么是解题的关键。
变式2(2025·江苏无锡·中考真题)以碳酸钙为原料制备过氧化钙(CaO2)的一种流程如下:
【查阅资料】CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,反应需在弱碱性环境中进行。
(1)碳酸钙与盐酸反应的化学方程式是_______。碳酸钙需过量,理由是_______。
(2)实验室用下图模拟制备CaO2·8H2O。打开磁力搅拌器,搅拌的作用是_______。反应需在冰水浴中进行,原因是_______。
(3)“步骤2”所得滤液可用作_______。
(4)将21.6gCaO2·8H2O(相对分子质量为216)加热分解,固体质量随温度的变化如图所示。A点对应固体的化学式为_______;加热温度不能超过350℃,原因是_______。
【答案】(1) 氯化钙与过氧化氢和氨水反应需在弱碱性的环境中进行,碳酸钙过量,防止溶液中有剩余的稀盐酸。
(2)使反应物充分接触,反应更充分快速。 防止温度过高过氧化氢分解,有利于晶体析出。
(3)氮肥
(4) 温度超过350摄氏度时,过氧化钙会分解生成氧化钙和氧气,无法得到过氧化钙。
【解析】(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为。
氯化钙与过氧化氢和氨水反应需在弱碱性的环境中进行,碳酸钙过量,防止溶液中有剩余的稀盐酸。
(2)搅拌的作用是使反应物充分接触,反应更充分快速。
反应在冰水浴中进行的原因是防止温度过高过氧化氢分解,有利于晶体析出。
(3)滤液中含有大量的,可用作氮肥。
(4)在温度达到140℃时分解生成过氧化钙和水,21.6g(相对分子质量为216)加热分解,假设生成的固体为过氧化钙,设生成过氧化钙的质量为x,水的质量为y
此时生成过氧化钙质量为7.2g,假设成立,故A点对应固体的化学式为。
温度超过350℃时,假设过氧化钙会分解生成氧化钙和氧气,设过氧化钙分解生成氧化钙的质量为z.
因此温度超过350℃时,过氧化钙会分解生成氧化钙和水,固体质量减少至5.6g,假设成立,因此温度超过350℃时,过氧化钙会分解生成氧化钙和氧气,无法得到过氧化钙。
◇题型 02 工业废料提纯、回收类
典|例|精|析
典例1(2025·江苏镇江·中考真题)利用镍铜矿烧渣(含NiO和少量CuO)制备磁性材料的流程如下。
(1)溶液X应选用___________填字母)。
a.稀 b.稀HCl c.稀
(2)“除铜”中分离操作用到的玻璃仪器有烧杯、___________、玻璃棒等。
(3)“除铜”中实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量的原因是___________。
(4)“沉镍”时将溶液换为溶液也可获得,但副产物会增多,原因是___________。
(5)已知:焙烧生成镍的氧化物和气体。
取23.8 g 控制不同温度焙烧,测得固体质量随温度变化如图所示。制备应控制适宜的温度为___________(填“360”或“620”)℃左右,生成发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)a
(2)漏斗
(3)部分Ni粉与发生反应
(4)溶液的碱性更强,溶液中的浓度更大
(5)360
【解析】(1)由流程图可知,烧渣经过量的X溶液“酸浸”后,用Ni粉除铜所得溶液为溶液,可知“酸浸”时加入的溶液X含,即溶液X是稀硫酸。
故选a;
(2)“除铜”操作是将固体铜与溶液进行分离的过程,因此该操作名称是过滤,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒等,故填:漏斗;
(3)由于“酸浸”时加入的稀硫酸过量,因此“除铜”时加入的部分Ni粉与发生反应,即实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量,故填:部分Ni粉与发生反应;
(4)由于溶液的碱性比溶液更强,溶液中的浓度更大,因此将溶液换为溶液时副产物会增多,故填:溶液的碱性更强,溶液中的浓度更大;
(5)在焙烧的过程中Ni元素质量不发生变化,则设23.8 g 完全转化为的质量为x,则
对照图示曲线可知,制备应控制适宜的温度为360℃;
由流程可知,焙烧生成过程中,反应物还有参与,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含碳元素,生成物还应有生成,反应的化学方程式为;
故填:360;。
变|式|巩|固
变式1(2025·西藏·中考真题)合理开发、利用和回收资源,促进人与自然和谐共生。实验室对刻蚀电路板产生的废液进行回收再利用,流程如下:
(1)操作X的名称是_______。
(2)试剂M的名称是_______。
(3)流程中加入的铁粉是否过量?_______(填“是”或“否”)
(4)废液中除含氢、氧和铁元素外,一定还含_______和_______两种元素。
【答案】(1)过滤
(2)稀盐酸
(3)是
(4)铜 氯
【解析】(1)操作X是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法,名称是过滤。故填:过滤。
(2)由流程图可知,在固体铁和铜中加入试剂M,搅拌,过滤得到铜和氯化亚铁溶液,试剂M是稀盐酸,因为稀盐酸与铜不反应,与铁反应生成氯化亚铁和氢气。故填:稀盐酸。
(3)在废液中加入铁粉,搅拌,过滤得到的固体中含有铁,说明铁粉过量,过量是为了将废液中铜离子完全置换出来。故填:是。
(4)废液中加入铁粉,过滤得到固体铁、铜和氯化亚铁溶液,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,废液中除含氢、氧和铁元素外,一定还含铜和氯两种元素。故填:铜;氯(或氯;铜)。
变式2(2025·山东济宁·中考真题)碳酸镁广泛应用于医药、食品等领域。某小组利用废渣(含MgCO3、MgO和SiO2)制备碳酸镁固体的流程如下图。请据图回答:
(1)“酸溶”过程中稀H2SO4应过量的目的是______;
(2)滤渣的成分为SiO2,由此推测该物质具有的一条性质______;
(3)写出“转化”过程中生成碳酸镁的化学方程式______;
(4)“洗涤”时检验碳酸镁固体已洗净的方法:取少许最后一次洗涤液,向其中滴加______(填化学式)溶液,无现象。
【答案】(1)使、完全反应
(2)不溶于水或不与酸反应
(3)
(4)
【解析】(1)废渣含、和,向废渣中加入过量稀硫酸,碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水,二氧化硅不溶于水、也不与酸反应,则“酸溶”过程中稀硫酸应过量的目的是使、完全反应;
(2)“酸溶”过程中加入过量稀硫酸,充分反应后得到的滤渣为,由此推测该物质具有的性质是不溶于水、不与酸反应;
(3)废渣含、和,向废渣中加入过量稀硫酸,碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水,二氧化硅不溶于水、也不与酸反应,则充分反应后过滤得到的滤液中含有硫酸镁、硫酸,“转化”过程中加入过量碳酸钠溶液,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,碳酸钠与硫酸镁反应生成碳酸镁沉淀和硫酸钠,则“转化”过程中生成碳酸镁的化学方程式为;
(4)由第(3)小问分析可知,“转化”过程中加入过量碳酸钠溶液,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,碳酸钠与硫酸镁反应生成碳酸镁沉淀和硫酸钠,则碳酸镁固体表面可能附着硫酸钠、碳酸钠杂质,检验碳酸镁固体已洗净,即检验最后一次洗涤液中不含硫酸根离子、碳酸根离子,可取少许最后一次洗涤液,向其中滴加溶液,钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡白色沉淀,钡离子与碳酸根离子反应生成碳酸钡白色沉淀,若没有白色沉淀生成,说明已洗净。
◇题型 03 矿石原料制备物质
典|例|精|析
典例1(2025·海南·中考真题)氢氧化锂是生产锂电池的重要材料,一种制取氢氧化锂工艺流程的主要步骤如下:
(1)锂辉石焙烧后进行研磨,研磨的目的是___________。
(2)步骤①中若有10t质量分数为8.5%的Li2SO4溶液,将其蒸发为17%的Li2SO4溶液需要蒸发的溶剂质量为___________。
(3)如图为LiOH和Na2SO4的溶解度曲线。步骤②中通过冷冻降温的方法析出Na2SO4·10H2O晶体,则如图中表示Na2SO4溶解度曲线的是___________(填字母)。
(4)结合上述信息可知,步骤③采用的方法是___________。
【答案】(1)增大反应接触面积,提高反应速率
(2)5t
(3)a
(4)蒸发结晶
【解析】(1)锂辉石焙烧后进行研磨,可增大反应接触面积,提高反应速率。故填:增大反应接触面积,提高反应速率。
(2)设需要蒸发的溶剂质量为 x,根据蒸发溶剂前后溶质质量相等可得,求出x = 5t,故填:5t。
(3)步骤②需要通过冷冻降温方法析出Na2SO4·10H2O晶体,可知Na2SO4溶解度随温度降低而明显减小,对应曲线a,故填:a。
(4)LiOH的溶解度受温度影响变化较小,故从LiOH溶液中获得晶体,可采用蒸发结晶的方法,故填:蒸发结晶。
变|式|巩|固
变式1(2025·四川·中考真题)利用赤铁矿石(主要成分为)炼铁的工艺流程示意图如下所示。回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是______。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式为______(任写一个)。
(3)催化反应室中发生的反应之一为。其中的化学式为____。
(4)燃烧室为还原反应室提供热量,其中的能量转化是将_____能转化为热能。
(5)铁具有广泛的用途,举一例_______。写出日常生活中防止铁制品生锈的一种方法_____。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)(或)
(3)
(4)化学
(5)制铁锅 刷油漆(其他合理答案均可)
【解析】(1)矿石粉碎是为了增大反应物的接触面积,使反应更充分;
(2)还原反应室中、均可与赤铁矿石中的反应生成,反应的化学方程式为、;
(3)根据化学反应前后原子种类、数目不变,反应后C、O、H原子个数分别为2、2、4,反应前已有C、O、H原子个数分别为1、0、4,则一个X分子中含有1个C原子、2个O原子,X为;
(4)燃烧室中燃料的燃烧过程是将化学能转化为热能;
(5)铁可以制成铁锅等;铁与氧气、水共同接触时易生锈,日常生活中可通过刷油漆、保持铁器具表面干燥等方法隔绝氧气和水,防止铁生锈。
变式2(2025·江苏泰州·中考真题)MgO在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分,含少量)为原料制备高纯MgO的实验流程如下:
I.制备
(1)“浸取”时,加入过量稀硫酸的目的是_______。
(2)“氧化”时发生的反应为。
①反应前后化合价升高的元素是_______。
②为加快反应速率可适当升高温度,但温度不宜过高的原因是_______。
(3)“调节pH”时,溶液中减少的阳离子有_______。
Ⅱ.制备MgO
(4)①传统工艺:在1200℃时分解为MgO、和,反应的化学方程式为_______。现代工艺:。对比两种工艺,现代工艺的优点有_______。
②脱硫:用溶液吸收产生的。脱硫时,氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线如图所示,吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是_______。
【答案】(1)使菱镁矿中的碳酸镁以及少量的碳酸亚铁充分反应
(2)铁 防止过氧化氢受热分解
(3)、
(4) 反应温度低,节约能源 pH超过6.3时,氨气逃逸量增大,增大脱硫难度且污染环境
【解析】(1)“浸取”时加入过量稀硫酸,是为了使菱镁矿中的碳酸镁以及少量的碳酸亚铁充分反应;
(2)①反应前硫酸亚铁中铁为+2价,反应后硫酸铁中铁为+3价,所以反应后化合价升高的元素是铁;
②过氧化氢受热易分解,若温度过高,过氧化氢会大量分解,导致氧化反应无法顺利进行,所以温度不宜过高的原因是防止过氧化氢受热分解;
(3)调节pH时,溶液中的氢离子和氨水反应生成水和铵根离子,铁离子和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和铵根离子,则溶液中减少的阳离子有:、;
(4)①传统工艺中,在1200°C时硫酸镁分解为氧化镁、二氧化硫和氧气,反应的化学方程式为;现代工艺反应温度为100℃,相比传统工艺的1200℃,反应温度低,节约能源,这是现代工艺的优点;
②由脱硫时氨气逃逸量、脱硫效率随pH变化曲线可知,当pH超过6.3时,氨气逃逸量增大,会造成氨气的浪费,同时可能污染环境,所以吸收过程中控制溶液pH不宜超过6.3的原因是:pH超过6.3时,氨气逃逸量增大,增大脱硫难度且污染环境。
◇题型 04 盐类的提纯除杂
典|例|精|析
典例1(2025·山东淄博·中考真题)从MnSO4、Al2(SO4)3和H2SO4的混合液中提取MnSO4的部分工艺流程如图。
已知:①氨水显碱性;
②实验条件下相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Al3+
3.4
4.7
Mn2+
8.1
10.1
回答下列问题。
(1)固体A的成分是______(填化学式)。“调pH”时,溶液的pH范围应调节为______~8.1之间。
(2)“沉锰”发生的反应为2NH4HCO3+MnSO4=MnCO3↓+(NH4)2SO4+X+CO2↑,X为______(填化学式)。
(3)“操作I”的名称为______。
(4)MnCO3与稀硫酸反应的化学方程式为______。
【答案】(1)Al(OH)3 4.7
(2)H2O
(3)过滤
(4)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
【解析】(1)加入氨水时,氨水和硫酸反应生成硫酸铵和水,氨水和硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵,因此固体A为Al(OH)3;
根据表中数据可知,pH=4.7时,Al3+完全沉淀,pH=8.1时,Mn2+开始沉淀,因此“调pH”时,溶液的pH范围应调节为4.7~8.1之间;
(2)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前氮、氢、氧、碳、锰、硫原子个数分别为2、10、10、2、1、1,反应后氮、氢、氧、碳、锰、硫原子个数分别为2、8、9、2、1、1,反应后缺少2个氢原子和一个氧原子,X为H2O;
(3)“操作I”是将固体和液体分离,名称为过滤;
(4)碳酸锰和稀硫酸反应生成硫酸锰、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑。
变|式|巩|固
变式1(2025·山东日照·中考真题)医疗上的生理盐水是用氯化钠配制的。某兴趣小组用粗食盐水(含有、、等离子)配制质量分数为0.9%的生理盐水。过程如下:
部分实验用品:NaOH溶液、溶液、溶液、稀盐酸、pH试纸,每种试剂只能使用一次。
(1)2022年中国营养学会发布了《中国居民膳食指南》,建议成年人每天摄入食盐不超过_______g。
(2)制取过程中,除去可选用_______溶液(填化学式)。
(3)测溶液pH时,选择_______(选填“干燥”或“湿润”)的pH试纸。写出调pH时试剂c和稀盐酸反应的化学方程式:_______。
(4)操作I是_______(选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。该过程中,当蒸发皿中出现较多固体时,_______。
(5)上述各步操作中(除称量、量取外)都需用到的玻璃仪器是_______(填仪器名称)。
【答案】(1)5
(2)
(3)干燥 或
(4)蒸发结晶 停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干,防止固体飞溅
(5)玻璃棒
【解析】(1)根据2022年中国营养学会发布的《中国居民膳食指南》,可知建议成年人每天摄入食盐不超过5g 。
(2)因为硫酸根离子与钡离子结合成硫酸钡沉淀,所以除去硫酸根离子可选用氯化钡溶液,其化学式为。
(3) 测定溶液pH时,应使用干燥的试纸,否则会稀释溶液影响测定结果。根据粗盐中所含杂质种类以及提供的实验用品,分析流程图信息,可知试剂a、b、c分别为氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液或氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液。调时,若试剂c是氢氧化钠,与稀盐酸反应生成氯化钠和水,化学方程式为;若试剂c是碳酸钠,与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为。
(4)因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,所以操作I是蒸发结晶。当蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干,防止固体飞溅。
(5)在过滤、蒸发等操作中,都需用到玻璃棒,过滤时用于引流,蒸发时用于搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅。
变式2(2025·四川乐山·中考真题)碳酸锂是制备新能源电池的重要原料。盐湖水中含有氯化锂、氯化钠、氯化镁等物质,利用盐湖水生产金属镁和碳酸锂的流程如下图所示:
查阅资料:碳酸锂和氢氧化锂在水中的溶解度表
温度/℃
0
20
40
60
80
100
Li2CO3
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
LiOH
12.7
12.8
13
13.8
15.3
17.5
回答下列问题:
(1)操作I采用的方法是__________。
(2)操作Ⅱ从溶液中获得NaCl晶体采用__________(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。
(3)电解熔融氯化镁得到镁和氯气(Cl2),写出此反应的化学方程式_________________。
(4)将操作Ⅲ得到的碳酸锂固体进行洗涤,一般用热水洗涤的理由是_________________。
【答案】(1)过滤
(2)蒸发结晶
(3)
(4)碳酸锂的溶解度随温度升高而减小,用热水洗涤可减少碳酸锂的溶解损失
【解析】(1)操作 Ⅰ 是将Mg(OH)2沉淀和滤液分离,所以采用的方法是过滤。
(2)氯化钠的溶解度受温度影响较小,所以从溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法。
(3)电解熔融氯化镁得到镁和氯气,反应的化学方程式为。
(4)由查阅资料可知,碳酸锂的溶解度随温度升高而减小,所以用热水洗涤碳酸锂固体,能减少碳酸锂的溶解,从而减少损失。
1.(2026·山东青岛·一模)从废锌镍电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。请回答下列问题:
(1)拆解时常将负极片制成固体粉末,其目的是_______。
(2)请写出酸浸过程中发生置换反应的化学方程式_______。
(3)已知“沉锌”时发生的主要反应是复分解反应,请写出所得沉淀的化学式_______。
(4)从流程可知,铜的金属活动性比锌_______(填“强”或“弱”),依据是_______。
【答案】(1)
增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)
(3)
(4)
弱
酸浸环节中铜不与酸反应被滤出,锌能与酸反应进入溶液
【解析】(1)略;
(2)酸浸后生成了氯化锌,说明加入的酸为稀盐酸,电池负极片主要成分为ZnO、Zn、铜网等,铜与稀盐酸不反应,氧化锌与稀盐酸的反应属于复分解反应,锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,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)复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,则“沉锌”时发生的主要反应氯化锌和碳酸钠反应生成沉淀和氯化钠;
(4)酸浸时锌溶解、铜被分离出来,说明锌能与稀盐酸反应,铜不能,说明在金属活动性顺序里,锌排在氢前,铜排在氢后,则锌金属活动性比铜强。
2.(2026·河北沧州·一模)化学社团的同学们分析了用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO等;其他杂质不与酸反应,也不溶于水)制备铁红(Fe2O3)的流程图。请回答以下问题:
(1)高温反应炉中生成的CO能将铁的多种氧化物都还原成铁,写出CO与Fe2O3反应的化学方程式:__________。
(2)流程中产生的气体A直接排放会污染空气,该污染空气的气体A可能为______。(写一种即可)
(3)操作1的名称为______,此操作中除烧杯、漏斗外,还需要的玻璃仪器有___。
(4)溶液C中的溶质有___________(填化学式)。
【答案】(1)
(2)CO(合理即可)
(3)过滤 玻璃棒
(4)、
【解析】(1)略;
(2)由(1)可知,高温反应炉中生成了一氧化碳,一氧化碳有毒,属于空气污染物;
(3)操作1是固体和液体分离的操作,对应过滤操作;
过滤时还需要用于引流的玻璃棒,防止液体洒出;
(4)固体B主要是一氧化碳与铁的氧化物反应生成的铁,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,稀盐酸过量,则溶液C中的溶质是:、。
3.(2026·四川宜宾·一模)碳酸亚铁(FeCO3)是制备补铁剂的重要原料,工业上以硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3,含少量SiO2等杂质)为原料制取FeCO3的工艺流程如下,请结合流程回答问题:
已知:①SiO2不溶于水、不与稀硫酸反应;②Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;③FeCO₃ 难溶于水,在pH=6.5~7.0的弱酸性溶液中稳定存在,遇强酸会反应生成CO2。
(1)“酸浸” 时,氧化铁与稀硫酸反应的化学方程式为________。
(2)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是________(填操作名称)。
(3)“沉铁” 时发生反应的化学方程式为:________,该反应属于________反应;FeCO3中碳元素的化合价为________。
(4)加入Na2CO3溶液时,需严格调节pH至6.5~7.0,若pH小于6.5,FeCO3难以生成的原因是________。
【答案】(1)
(2)过滤
(3) 复分解 +4
(4)当pH小于6.5时,溶液酸性较强,生成的FeCO3会与溶液中的酸反应,无法稳定存在
【解析】(1)氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为。
(2)要除去过量铁粉和不溶性杂质,需要将固体与液体分离,该操作是过滤。
(3)硫酸亚铁与碳酸钠反应生成碳酸亚铁沉淀和硫酸钠,化学方程式为;
该反应由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应;
在FeCO3中,Fe为+2价,O为−2价,设碳元素化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为零:,解得x=+4。
(4)已知FeCO3遇强酸会反应生成CO2,当pH小于6.5时,溶液酸性较强,生成的FeCO3会与溶液中的酸反应,无法稳定存在,因此难以生成。
4.(2026·四川广安·一模)可用作消毒剂、氧化剂、药物和分析化学试剂等。某小组为探究制备高锰酸钾的绿色化方案,设计了如图所示的实验流程。
【资料】
①水溶液呈墨绿色,在水及酸性条件下会发生歧化反应,生成和。
②在溶液中持续通入,会生成。
③室温时,、、的溶解度分别为111 g、33.7 g、6.36 g。
(1)共熔时(加温加压),反应生成和,反应的化学方程式是___________。
(2)浸取前,需将共熔后所得的物质粉碎,目的是___________。
(3)从滤液中得到晶体需要一系列操作,包含蒸发浓缩→降温结晶→过滤→洗涤→烘干。烘干时,温度不宜过高,原因是___________。此过程中,洗涤的目的是___________。
(4)歧化反应的化学方程式是:。当溶液pH为10~11,停止通,若过多,可能造成的不良后果是___________。
(5)从经济角度考虑,实验中可循环使用的物质是___________(填化学式)。
【答案】(1)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O
(2)增大接触面积,加快浸取速率,使浸取更充分
(3)防止高锰酸钾受热分解,减少产物损耗 除去晶体表面附着的可溶性杂质,提纯高锰酸钾
(4)会生成KHCO3,降温结晶时KHCO3析出,降低高锰酸钾纯度
(5)MnO2
【解析】(1)根据流程和题干信息,MnO2、KOH和O2在加温加压条件下反应生成K2MnO4和H2O,该反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。
(2)略。
(3)已知高锰酸钾受热易分解(加热高锰酸钾制氧气),因此温度过高会导致高锰酸钾分解,降低产物产量;
过滤得到的晶体表面会附着滤液中的可溶性杂质,洗涤可以除去杂质,提高产物纯度。
(4)结合题干资料,碳酸钾溶液中持续通入CO2会生成KHCO3,CO2过量时KHCO3浓度升高,降温结晶时会和高锰酸钾一起析出,导致产物不纯。
(5)歧化反应后过滤得到的滤渣为MnO2,MnO2是第一步共熔反应的原料,因此可以循环使用,提高原料利用率。
5.(2026·山东德州·一模)钼(Mo)是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿(主要成分为及少量的)为原料制备金属钼的主要流程如下。回答下列问题。
(1)在焙烧炉中,矿石要粉碎处理并从上部加入,其目的是________。炉内主要反应,X的化学式为________。
(2)反应器1中浓氨水可以溶解粗产品。搅拌器相当于实验室中的________(填一种仪器名称)。要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是________(填操作名称)。
(3)反应器2中发生复分解反应,Y溶液中溶质的主要成分为________(填化学式)。
(4)氢气和一氧化碳的化学性质类似,能将金属氧化物还原为金属单质。请写出反应器3中,在高温条件下与氢气反应生成金属钼的化学方程式:________。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)玻璃棒 过滤
(3)
(4)
【解析】(1)粉碎矿石、从上部加入可增大矿石与空气的接触面积,提升反应效率;根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变,计算可得每个X含1个S、2个O,化学式为。
(2)实验室中玻璃棒的作用之一是搅拌;过滤是实现固液分离的基础操作。
(3)反应器2中和盐酸发生复分解反应,阴阳离子交换后生成沉淀和,故Y溶质为。
(4)氢气作为还原剂,高温下还原生成单质钼和水,根据原子守恒配平即可。
6.(2026·山东日照·一模)纳米氧化锌因独特的纳米特性,在传感器、抗菌涂层、光催化材料等科技领域应用广泛。工业上利用锌浸出液(主要含ZnSO4、CuSO4和CdSO4等)通过水热法制备纳米氧化锌,主要流程示意图如图:
已知:①金属活动性顺序为 Zn>Cd(镉)>Cu。
②氢氧化钡虽为可溶性碱,但在水中溶解度较小,在低浓度的检验实验中,易形成白色浑浊,对硫酸根离子的检验产生干扰。回答下列问题:
(1)锌浸出液需先加酸调节pH至酸性,适宜加入的酸是___________(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。
(2)锌粉除铜、镉比锌粒效果好的原因是___________。
(3)锌粉除铜、镉的实验结果如图所示。结合图像分析:增加锌粉用量,铜的去除率始终接近100%且不变的原因是___________。
(4)反应器2中发生反应的化学方程式为___________,该反应属于___________(填基本反应类型)。
(5)反应器2中生成的氢氧化锌沉淀经过过滤后,检验是否洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液于试管中,滴加足量硝酸铜溶液后,再滴加___________溶液,若无明显现象,则洗涤干净。
【答案】(1)稀硫酸
(2)锌粉与浸出液的接触面积更大,反应速率更快
(3)铜的金属活动性比锌弱很多,锌粉能快速且完全将铜离子置换出来,增加锌粉用量对铜的去除率无影响
(4) 复分解反应
(5)氯化钡/BaCl2
【解析】(1)由流程图看出,反应后为硫酸锌,锌浸出液需先加酸调节pH,适宜加入的酸是稀硫酸;
(2)锌粉除铜、镉比锌粒效果好的原因是锌粉与浸出液的接触面积更大,反应速率更快;
(3)增加锌粉用量,铜的去除率始终接近100%且不变的原因是:铜的金属活动性比锌弱很多,锌粉能快速且完全将铜离子置换出来,增加锌粉用量对铜的去除率无影响;
(4)反应器2中硫酸锌和氢氧化钠反应生成氢氧化锌沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为:;该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物,属于基本反应类型中的复分解反应;
(5)氢氧化锌沉淀表面会吸附含硫酸根的可溶性杂质,因此检验最后一次洗涤液中是否含硫酸根即可判断洗涤是否干净;根据题给信息,氢氧化钡会干扰硫酸根检验,因此先滴加足量硝酸铜溶液后,再滴加氯化钡溶液,若无明显现象,说明没有硫酸根,则说明已经洗涤干净。
7.(2026·山东济宁·一模)有一包白色固体,可能含有、NaOH、、NaCl、中的一种或几种物质。为了探究该固体的成分,某同学取固体样品加足量水溶解得到无色溶液M,并进行如下实验:
综合上述实验,分析并回答:
(1)红色溶液转化为无色溶液过程中,发生反应的化学方程式为___________。
(2)滤液A中含有的阳离子是___________。
(3)白色固体样品中一定含有的物质是___________。
【答案】(1)
(2)H+、Na+、Ba2+
(3)NaOH、Na2SO4
【解析】(1)无色溶液M加酚酞变红,说明溶液呈碱性,可能含NaOH或Na2CO3;加过量稀盐酸无气泡,说明不含Na2CO3,碱性物质为NaOH,氢氧化钠和稀盐酸发生反应生成氯化钠和水,使溶液碱性消失,酚酞由红变无色,该反应的化学方程式为。
(2)滤液A中NaOH和稀盐酸反应生成NaCl,含Na+;稀盐酸过量,含H+;加入的Ba(NO3)2过量,含Ba2+,因此滤液A中含有的阳离子为H+、Na+、Ba2+。
(3)上述实验证明该白色固体中一定含NaOH,且NaOH和Mg(NO3)2会生成氢氧化镁沉淀,初始为无色溶液,故该白色固体中不含Mg(NO3)2;加盐酸无气泡,故该白色固体中不含Na2CO3;加过量Ba(NO3)2生成白色沉淀A,该沉淀为不溶于酸的BaSO4,证明该白色固体中一定含Na2SO4;后续加AgNO3生成AgCl沉淀,但Cl⁻可能来自加入的稀盐酸,无法证明原固体含NaCl,因此白色固体样品中一定含有的物质是NaOH、Na2SO4。
8.(2026·四川泸州·一模)镁被誉为21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料。用海水晒盐得到苦卤(含MgCl、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图。
(1)为加快反应池中反应速率,使反应充分进行,可进行的操作是_________。
(2)写出电解槽中发生反应的化学方程式:________。
(3)反应池到中和池之间进行的实验操作名称是________。
(4)该流程循环使用的物质是________。
(5)若海水中氯化镁的质量分数为0.095%, 1000 t海水按上述方法提取(不计算任何损失),可以得到金属镁的质量是________t。
(6)除去难溶性杂质后的粗盐中还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4三种可溶性杂质,可用下列流程除去,所用试剂均过量。下列说法正确的是 。
A.可将步骤I和II中加入的物质替换为Ba(OH)2溶液
B.按步骤I、II、III的顺序进行除杂后,过滤可得到四种沉淀
C.步骤IV中加入稀盐酸只为了除去过量的
D.理论上产品的质量等于粗盐中氯化钠的质量
【答案】(1)搅拌
(2)
(3)过滤
(4)氯气
(5)0.24
(6)AB
【解析】(1)略;
(2)电解槽中,氯化镁通电电解成镁和氯气,化学方程式为;
(3)反应池到中和池之间进行的实验操作实现了固液分离,其操作名称是过滤;
(4)由流程可知,该装置中能生成氯气,同时氯气又能和氢气反应生成盐酸,则氯气可循环使用;
(5) 根据反应前后元素的质量不变,所以金属镁的质量=氯化镁中镁元素的质量=;
(6) A、步骤Ⅰ加入过量的氢氧化钠溶液,除去镁离子,步骤Ⅱ加入过量的氯化钡溶液,除去硫酸根离子,可将步骤Ⅰ和Ⅱ中加入的物质替换为氢氧化钡溶液,氢氧根可除去镁离子,钡离子可除去硫酸根离子,可以达到目的,正确;
B、步骤Ⅰ加入过量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,步骤Ⅱ加入过量的氯化钡溶液,氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,然后步骤Ⅲ加入过量的碳酸钠溶液,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠和过量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠。按步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行除杂后,过滤可得到四种沉淀,分别为氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡,正确;
C、步骤Ⅳ中加入稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水。为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,错误;
D、理论上产品的质量大于粗盐中氯化钠的质量,是因为除杂过程也会生成氯化钠,错误。
9.(2026·山东泰安·一模)以闪锌矿[主要成分ZnS,少量FeS、CdS(硫化镉)]为原料制备硫酸锌的流程如下:
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和SO2 。写出ZnS与O2高温反应的化学方程式:___________。
(2)①“酸浸”时发生反应的基本类型为___________。
②“酸浸”所得滤液中阳离子有Cd2+、Fe2+、Fe3+和___________(填离子符号)。
(3)“除铁”时发生反应:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:
①反应Ⅱ中X的化学式为___________。
②铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为___________(填字母)。
A.升高、降低 B.升高、不变 C.不变、降低 D.降低、升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中CdSO4浓度,计算所需锌粉的质量。但是实际参加反应锌的质量比理论值大,原因是溶液中CdSO4和___________(填化学式)均消耗锌粉;金属活动性:Zn___________Cd(填“>”或“<”)。
【答案】(1)
(2)复分解反应
(3) B
(4)
【解析】(1) 根据题干信息,ZnS与O2高温焙烧生成金属氧化物ZnO和SO2,化学方程式为:。
(2)① “酸浸”是焙烧得到的金属氧化物和稀硫酸反应生成盐和水,反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”,属于复分解反应。
② 焙烧后ZnO和硫酸反应生成ZnSO4,且流程中加入的稀硫酸过量,因此滤液中除题干给出的阳离子外,还有硫酸锌解离的和过量的硫酸中的。
(3)① 根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变:对比反应前后原子,反应后比反应前(除3X外)多6个H、3个O,因此每个X含2个H、1个O,化学式为。
② 反应Ⅰ中,反应物中Fe为+2价,生成物中Fe为+3价,化合价升高;反应Ⅱ中,反应物中Fe为+3价,生成物中Fe仍为+3价,化合价不变,选B。
(4)除铁过滤后溶液中还残留过量的,锌粉不仅会置换中的Cd,还会和反应,因此实际消耗锌的质量大于理论值;
锌能将Cd从溶液中置换出来,说明金属活动性。
10.(2026·江苏无锡·一模)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。下图是一种制备铁镍合金器件的工序。
(1)原料制备
①制铁粉:用一氧化碳在高温下还原赤铁矿粉,反应的化学方程式为_______。
②制镍粉:粗镍粉中常含有铁、铜等杂质。
已知:(气态);(气态);
铜几乎不与CO反应;。
反应I温度需控制在50℃~100℃,原因是_________、_________。
③将铁粉、纯镍粉与石蜡粘结剂混合,制成原料颗粒。
(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是__________。
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是________,得到的铁镍合金的优点是__________。
【答案】(1) 温度过低,反应速率太慢 温度过高,会分解,且铁会与CO发生反应
(2)加热(或搅拌、将石蜡粉碎等)
(3)防止铁、镍在高温下被氧化 硬度大、耐腐蚀(合理即可)
【解析】(1)①一氧化碳在高温下还原赤铁矿粉(主要成分为),生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为。
②反应温度需控制在50℃~100℃,其原因是温度过低,反应速率太慢;温度过高,会分解,且铁会与CO发生反应。
(2)加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施有加热(或搅拌、将石蜡粉碎等)。
(3)高温下,铁、镍易与氧气反应被氧化,因此需在氮气环境下进行,其原因是防止铁、镍在高温下被氧化;得到的铁镍合金的优点是:硬度大、耐腐蚀,合金的硬度一般大于其成分金属,且耐腐蚀,适合制作精密器件。
11.(2026·安徽宿州·一模)我国古代典籍中记录了很多化学知识,展示了我国古代人民的智慧。《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法:“挹其水熬之,则成胆矾。烹胆矾则成铜;熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。主要流程如图所示。
(1)苦泉水属于_____(填“纯净物”或“混合物”);方案一,“烹”的过程中,加热胆矾()首先转变成水和硫酸铜,该反应的基本反应类型是______,再加热CuSO4固体时有SO2生成。
(2)方案二:写出“铁釜”中发生反应的化学方程式:_________。
(3)对比两个方案,你认为哪个方案更优并说出理由:____________。
(4)铁釜外侧容易生锈,是因为铁与空气中的_______发生反应。
【答案】(1)混合物 分解反应
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)方案二更优,能耗更低,且不会生成有害气体SO2,更环保(答案不唯一,合理即可)
(4)氧气和水/O2和H2O
【解析】(1)苦泉水含有水、硫酸铜等多种物质,属于混合物;
该反应由1种物质生成2种物质,符合分解反应“一变多”的特征。
(2)铁的金属活动性比铜强,能和硫酸铜发生置换反应,生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(3)方案一需要加热能耗高,且生成的SO2会污染空气,方案二反应条件温和、无污染物排放。
(4)铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气共同接触发生缓慢氧化的结果。
12.(2026·安徽淮北·一模)碳酸钙是常见的化工原料,常作补钙剂,也可作为牙膏中的摩擦剂。以石灰石(主要成分是,含有少量的、及等杂质)为原料制备高纯碳酸钙的工艺流程示意图如图。
已知:不溶于水,不与盐酸反应。
回答下列问题。
(1)根据碳酸钙可作摩擦剂,推测碳酸钙具有___________(任写一点)的性质。
(2)“酸浸”时发生的反应所属基本反应类型为___________,滤渣的成分为___________。(写物质名称)
(3)加入适量除去和,写出除去的化学方程式___________。
“沉钙”时发生反应的化学方程式为。
已知:溶于水所得溶液呈碱性,在碱性环境中溶解量增大。
(4)为使“沉钙”顺利进行,应先通入的气体是___________。(写物质的化学式)
(5)“沉钙”时还可以用___________(填字母)代替。
A. B. C. D.
【答案】(1)硬度大(合理即可)
(2)复分解反应 二氧化硅
(3)
(4)
(5)D
【解析】(1)摩擦剂需要能通过摩擦清洁牙齿,且在唾液中稳定存在,因此对应碳酸钙难溶于水、硬度较大等性质。
(2)酸浸时,碳酸钙、氧化铁、氧化铝与盐酸的反应均为两种化合物互相交换成分生成新化合物的反应,属于复分解反应;由于不溶于水也不与盐酸反应,因此滤渣的成分为二氧化硅。
(3)该反应为复分解反应,氢氧化钙和氯化铝交换成分生成氢氧化铝沉淀和氯化钙,化学方程式为。
(4)题目已知在碱性环境中溶解量更大,先通入可使溶液呈碱性,增大的溶解量,保证沉钙反应顺利进行。
(5)的作用是使溶液呈碱性以增大溶解度,四个选项中只有溶于水呈碱性,其余物质溶液均为中性或酸性,无法达到相同效果。
13.(2026·河北·一模)废旧电池的回收利用可有效避免环境污染和资源浪费。从废锌镍电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。回答下列问题:
(1)铜块能制成铜网是利用了铜的______性。
(2)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是__________________。
(3)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是__________________。
(4)若过滤后未洗涤沉淀,沉淀表面会附着杂质,杂质的主要成分是______(填化学式)。
(5)铜的金属活动性比锌的弱,结合流程说明依据__________________。
【答案】(1)
延展
(2)
集中两处的氯化锌,提高锌元素的利用率(或提升最终ZnO的产率)
(3)
(4)
(5)
酸洗过程中铜不与酸反应,锌能与酸反应溶解,说明锌活动性强于铜
【解析】(1)金属具有延展性,可被加工为网状结构,铜块制铜网利用了铜的延展性。
(2)酸洗时铜网附着的Zn、ZnO和酸反应生成ZnCl2进入酸洗后溶液,与酸溶得到的ZnCl2溶液混合,可充分收集锌元素,减少损失,提高锌元素的利用率(或提升最终ZnO的产率)。
(3)沉锌时氯化锌和碳酸钠发生复分解反应,生成碳酸锌沉淀和氯化钠,化学方程式为。
(4)沉锌反应生成可溶性的氯化钠,过滤时会附着在碳酸锌沉淀表面,因此主要杂质为NaCl。
(5)金属活动性顺序中,排在氢前的金属可与酸反应生成盐和氢气,氢后金属不能。锌能与酸反应、铜不能,说明锌活动性在氢前,铜在氢后,因此铜的金属活动性比锌弱。
14.(2026·湖北武汉·一模)某环保企业采用“酸浸—沉淀”工艺从城镇污泥固态废料(以下简称“污泥固废”)中分别回收金属氧化物。污泥固废主要含有、、、和污泥。其工艺流程如下:
已知:①酸性条件下足量的过氧化氢溶液可将溶液中的亚铁盐全部转化为铁盐。
②常温下各氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时对应的pH范围如下表所示。
沉淀物
氢氧化铁
氢氧化铜
氢氧化亚铁
开始沉淀
1.9
4.7
7.6
完全沉淀
3.2
6.7
9.6
回答下列问题:
(1)上述流程中涉及过滤操作,在实验室进行该操作时,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和___________。
(2)“酸浸”时发生反应的化学方程式为___________(写一个即可)。
(3)由流程图能推测出二氧化硅的性质有___________(答两条)。
(4)“一次沉淀”所调pH的范围是___________。
(5)污泥固废中铁元素的质量分数为5.6%,在忽略物料损失的条件下,从100.0t污泥固废中能回收氧化铁的质量为___________t。
【答案】(1)
玻璃棒
(2)
(3)
难溶于水、不与稀硫酸反应
(4)
(5)
8.0
【解析】(1)过滤操作的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒,玻璃棒的作用是引流;
(2)“酸浸”时铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:;
(3)酸浸后二氧化硅作为滤渣被分离,说明它难溶于水,且不能和稀硫酸发生反应;
(4)一次沉淀的目的是使铁离子完全沉淀、铜离子不沉淀,结合表格数据,氢氧化铁完全沉淀pH为3.2,氢氧化铜开始沉淀pH为4.7,因此pH范围为;
(5)100.0t污泥固废中铁元素质量为,中铁元素质量分数为,忽略损失时铁元素全部进入氧化铁,因此回收氧化铁的质量为。
15.(2026·广东·一模)炼钢会产生废渣(主要含CaO、、)和废气(主要含)。某团队研究利用该废渣和废气制备高纯度碳酸钙,并实现的捕集与利用,该工艺的主要工序如图。
已知:醋酸与炼钢渣中的CaO反应快,与反应慢,不与反应;盐酸比醋酸更易溶解。
(1)“酸浸”前,将炼钢渣粉碎的目的是_________。“酸浸”发生的反应为则X的化学式为_____。
(2)“酸浸”中炼钢渣稍过量,原因是_____________。炼钢渣中的CaO与水作用也可使钙离子进入溶液中,反应的化学方程式为_______________。
(3)炼钢渣质量与醋酸的体积比(固液比)对钙离子浸出率和浸出质量的影响如图所示,可得出的结论为:醋酸体积一定时,_______________。
(4)“碳化”后过滤、洗涤得到的溶液,加入盐酸,可回收再利用醋酸,“酸浸”时不直接使用盐酸的原因是_____________。
(5)工艺流程中会使溶液pH升高的工序是_______(填一个)。酸浸渣的含铁量_____(填“高于”“低于”或“等于”)炼钢渣的,可循环利用于炼钢。
【答案】(1)
增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)
使醋酸充分反应,提高醋酸利用率
(3)
随固液比增大,钙离子浸出率逐渐降低,钙离子浸出质量逐渐升高
(4)
盐酸更易溶解,会使铁元素大量进入溶液,增加后续分离成本和操作难度
(5)
除杂
高于
【解析】(1)略;
根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据化学方程式,反应前有1个钙原子、5个氧原子、4个碳原子和8个氢原子,反应后有1个钙原子、4个碳原子、6个氢原子、4个氧原子和1个X分子,则1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子,故X的化学式为;
(2)炼钢渣主要含CaO、、,“酸浸”时氧化钙与醋酸反应生成醋酸钙和水,醋酸与反应慢、不与反应,炼钢渣稍过量可以使醋酸尽可能多地参与反应,减少醋酸在反应体系中的残留,从而提高醋酸的利用率;
略;
(3)略;
(4)醋酸与反应慢,而盐酸比醋酸更易溶解,会使铁元素大量进入溶液,增加后续分离成本和操作难度,所以“酸浸”时不直接使用盐酸;
(5)除杂工序加入强碱,会使溶液pH升高;
略。
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