内容正文:
类型4 化学工业流程
1.社会热点 铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
夺分特训四
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是 增大物质间的接触面积,使反应更充分 。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于 化合反应 (填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为 过滤 。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:
X的化学式为 HSO 。物质X可用于 溶铜 和 工序。
增大物质间的接触面积,使反应更充分
化合反应
过滤
H2SO4
溶铜
酸洗
夺分特训四
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在 c 内(填字母)。
a.45~49℃
b.50~52℃
c.53~55℃
d.56~60℃
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为 HSO+Ca(OH)CaSO+2HO 。
c
H2SO4+Ca(OH)2═CaSO4+2H2O
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2.石墨烯锂电池有优良性能。某品牌石墨烯锂电池的主要制备工艺流程如图1所示。
夺分特训四
【查阅资料】锂是一种比锌更活泼的金属;SO2的化学性质与CO2相似。
(1)石墨烯的物理性质与金刚石 不相似 (填“相似”或“不相似”)。
(2)制备前将石墨粉碎的目的是 增大反应物的接触面积,使反应更快更充分 。
(3)在氩气保护下,“氧化设备”内的H2O2在酸性环境下能氧化石墨,该过程温度不宜超过50℃的原因是 温度过高,过氧化氢受热分解 。制备过程产生的SO2会造成 酸雨 环境问题,可用石灰浆吸收SO2生成CaSO3,该反应化学方程式为 Ca(OH)+SOCaSO+HO 。
不相似
增大反应物的接触面积,使反应更快更充分
温度过高,过氧化氢受热分解
酸雨
Ca(OH)2+SO2═CaSO3+H2O
夺分特训四
(4)“组装”过程不选用酸性电解液的原因是 锂会与酸性溶液反 。可用纯碱处理废液中的LiPF6,化学方程式为2LiPF6+
9Na2CO3═Li2CO3↓+2Na3PO4+8CO2↑+12X,则X化学式为 NaF 。
(5)图2是两种电池的性能数据,在珠穆朗玛峰的救援小组所使用的无人机适合的电池为 石墨烯锂电池 。
锂会与酸性溶液反应
NaF
石墨烯锂电池
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3.地方美食 皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品,制作流程如图。
资料:①草木灰(含K2CO3)中常含有砂石和未燃尽的秸秆等固体。
②碱,有涩味,可与蛋白质作用,使其凝固。
回答下列问题。
(1)选料:“过筛”的目的是 除去砂石和未燃尽的秸 秆等颗粒较 。
(2)调浆:调浆过程发生的复分解反应的化学方程式为 Na CO
+Ca(OH)CaCO ↓+ 2(OH)C aCO↓+2KO 。
(写一个),料浆浸出液中一定含有的阴离子有 OHl﹣ (填离子符号)。
除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大的固体
Na2CO3+Ca(OH)2 ═
CaCO3↓+2NaOH或K2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2KOH
OH﹣和Cl﹣
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(3)裹泥:裹泥时,皮肤不慎接触料浆,处理方法为 用大量清水冲洗 。
(4)封存:需要“密封”的主要原因是减少水分蒸发和 减少空气中二氧化碳与皮蛋表面的碱反应,避免皮蛋制作失败 。
(5)食用皮蛋时加醋能去除涩味的原因是 醋能与皮蛋中的碱性物质发生反应 。
用大量清水冲洗
减少空气中二氧化碳与皮蛋表面的碱反应,避免皮蛋制作失败
醋能与皮蛋中的碱性物质发生反应
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4.绿色化学 电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和,该新方法的示意图如图1所示。
(1)反应器1中,一定的环境及较低温度下,CaCO3可与H2反应生成CaO、CO和H2O,则生成的CO与H2O的分子个数比为 1∶1 。
1∶1
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(2)随着温度升高,反应器1中还会生成CO2,且生成CO、CO2的含量随反应温度的变化如图2所示, 7 ℃时,抑制CO2生成的效果最好。
(3)在900℃以上分解CaCO3也可以制备CaO,相比之下,电解水制氢联合碳酸钙制备氧化钙的优点有 减少CO 的排放(或节约能源、缓解温室效应等) (写一条即可)。
750
减少CO2的排放(或节约能源、缓解温室效应等)
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(2024·湖北)某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成
分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流
程如图所示。
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已知:两种物质在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃ 0 20 40 60 80
NaCl溶解度/g 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
MgSO4溶解度/g 22.0 33.7 44.5 54.6 55.8
(1)20 ℃时,NaCl的溶解度为 g。
(2)“反应器”中反应的化学方程式为
。
(3)“过滤器1”产生的“滤渣”为 (填名称)。
36.0
Mg(OH)2+H2SO4 MgSO4
+2H2O
硫酸钡
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(4)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是 结晶。
(5)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避
免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是 。
冷却(或降温)
饱和硫酸镁溶液
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(2025·广东)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍
合金器件的主要工序如图1所示。
图1
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(1)原料制备
ⅰ.制铁粉:3H2+Fe2O3 2Fe+3X,则X为 ,参加反应的H2与
Fe2O3的质量比为 。
ⅱ.制纯镍粉:Ni+4CO Ni(CO)4(气态) Ni+4CO,示意图
如图2所示,则温度较高的是 (填“a”或“b”)区。
图2
H2O
3∶80
a
ⅲ.将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合,制
成原料颗粒。
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【解析】ⅰ.根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应
物中含H、Fe、O的个数分别是6、2、3,生成物中含H、Fe、O的个数分别
是0、2、0,故生成物中还应含6个H、3个O,故X的化学式为H2O;参加反
应的氢气和氧化铁的质量比为(2×3)∶160=3∶80。
ⅱ.由题图2可知,a区Ni(CO)4转化为Ni,则a区温度较高。
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(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是
。
【解析】若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是适当升高温度,或是
搅拌,增大石蜡与溶剂的接触面积。
适当升高温度
(或搅拌)
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是
。与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有
(写一条)。
作保护气,防止在烧结时,
Fe、Ni被氧气氧化
硬度
大(或强度大或耐腐蚀)
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【解析】铁、镍高温下能与氧气反应,而氮气化学性质稳定,可作保护气,
故需在氮气环境下进行的原因是作保护气,防止在烧结时,Fe、Ni被氧气氧
化;合金比组成它的纯金属硬度大、耐腐蚀,故与纯铁相比,烧结后得到的
铁镍合金的优点有硬度大、耐腐蚀等。
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(4)渗碳:通过渗碳技术可优化产品性能。对比图3中不同温度下含碳量随
渗层深度变化的曲线,可得出的结论是
(写一条)。某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0 mm、含
碳量为0.6%的要求,图中三个温度中最适合的是 ℃。
在一定范围内,温度相同时,渗层
深度越大,含碳量越低(或在一定范围内,渗层深度相同时,温度越高,含
碳量越高)
1 000
图3
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【解析】由题图3可知,在一定范围内温度相同时,渗层深度越大,含碳量
越低(或渗层深度相同时,温度越高,含碳量越高);某精密器件渗碳需要
达到渗层深度为1.0 mm、含碳量为0.6%的要求,由题图3可知,图中三个温
度中最适合的是1 000 ℃。
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