摘要:
**基本信息**
聚焦工业流程全链条分析,以真实情境整合物质转化、实验操作及定量计算,强化科学思维与探究实践能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|资源利用|3题(氨合成/海水淡化/粗盐提纯)|结合绿色理念,考查分离方法(蒸馏/过滤)、循环物质判断|从物质性质(沸点/溶解度)到分离原理,构建“原料-转化-产物”逻辑链|
|物质制备|5题(碳酸钙/氧化锌/硫酸锶等)|涉及粉碎作用、反应条件控制、方程式书写|遵循“原料预处理-核心反应-分离提纯”流程,体现结构决定性质、性质决定用途的化学观念|
内容正文:
2026年中考化学三轮冲刺训练:工艺流程题
1.氨气()易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池和化工业、农业肥料领域都有广阔的应用前景。下图是氨的合成及应用的部分流程图。
回答下列问题:
(1)分离空气有以下几种方法:
①液态空气分离出氮气,是利用了和的 不同。
②分子筛分离:分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴,其它微粒都不能通过分子筛而与之分离,该过程类似于 (填实验操作名称)。
③膜分离技术:在一定压力下,氧气、二氧化碳等气体快速通过高分子膜,而则滞留成为产品输出。则分子渗透速率: 氧气(选填“>”、“=”、“<”)。
(2)图1两条的获取方法中,更符合绿色“零碳”理念的是方法 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)根据流程图所示,“合成塔”内反应的化学方程式 。
(4)流程中,可循环利用的物质名称是 。(写出一种即可)
2.以蛋壳为原料生产高纯碳酸钙,可以实现资源的综合利用。其生产流程如图所示(蛋壳主要含,不考虑其他成分的影响)。
(1)蛋壳需要经过粉碎处理,目的是 。
(2)操作a中使用的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是 。
(3)反应Ⅰ涉及的化学方程式为 。
3.活性氧化锌是重要的工业添加剂。某工厂利用硫酸与氧化铜锌矿(主要成分是ZnO、CuO,还含有少量SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制取活性氧化锌,流程如下:
【查阅资料】过氧化氢在60℃时的分解率为50%,90~100℃时分解率达90%。
(1)为提高“酸浸”的速率,工业中经常会将氧化铜锌矿石粉碎,这样做的目的是: 。
(2)“除铜”时,加入过量铁粉反应的化学方程式为 (任写一个),该反应属于 反应(填基本反应类型)。。
(3)“氧化”时,反应温度不能过高的原因是 。
(4)“操作1”的名称是 。该操作中用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、 。
(5)Zn2(OH)2CO3“高温焙烧”除得到产品外,还生成H2O和CO2,请写出该反应的化学方程式 。
4.高纯硫酸锶(,难溶于水)广泛应用于磁性材料行业、以天青石(主要成分是和少量)为原料制备高纯硫酸锶的工艺流程设计如图:
已知:①锶()元素形成的单质及其化合物,其化学性质与钙()相似。
②、在水中的溶解度如下表。
温度/℃
物质
0
20
40
60
80
100
溶解度
0.91
1.77
3.95
8.42
20.2
91.2
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
(1)“粉碎”的作用 。
(2)“反应釜1”中发生如下反应:,的化学式为 。
(3)“焙烧”后,可得到固体产物有 (填化学式)。
(4)“浸出槽”中加水,需要控制水温,下列选项中最恰当的是______(填字母序号)。
A.0℃ B.30℃ C.60℃ D.90℃
(5)“过滤池2”过滤后得到滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(6)由“浸出槽”到“过滤池2”需要“趁热过滤”的目的是 。
(7)“反应釜2”中发生的是复分解反应,请写出主要反应的化学方程式 。
5.氧化锌广泛地应用于塑料、合成橡胶、药膏等产品的制作中。工业上利用氧化锌矿(含少量CuO、NiO等杂质)为原料制备高纯氧化锌的流程如下:
资料:①金属活动性Zn>Ni;
②碳酸氢铵不稳定,常温下易分解;
③碳酸氢铵1000元/吨,碳酸钠2650元/吨。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”前,将氧化锌矿粉碎成细颗粒,目的是 。
(2)“酸溶”时,NiO和稀硫酸反应的化学方程式为 ,“酸溶”后溶液中含有的阳离子除了Zn2+、Ni2+外,还有 。
(3)“过滤I”所得滤渣中所含的金属有 (填化学式),在实验室中,过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需要 (填仪器名称)。
(4)“反应”阶段可选用碳酸钠或碳酸氢铵两种方法制备碱式碳酸锌,反应原理分别为:3Na2CO3+3ZnSO4+3H2O=ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O↓+3Na2SO4+2CO2↑、6NH4HCO3+3ZnSO4=ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑。新工艺中常选碳酸氢铵代替碳酸钠制备碱式碳酸锌,其突出的优点是 ,反应需控制在40℃条件下进行,其原因是 。
6.现代绘画的红色颜料已很少使用赭石,而是通过化学方法制备)。例如可用废铁丝(主要含铁和少量氧化铁,其余杂质不参与反应)制得,其工艺流程如图所示。
(1)“酸浸”过程中,可加快化学反应速率的方法有 (任填一种)。
(2)“酸浸”过程中,加入过量稀盐酸的目的是 。
(3)Fe(OH)3高温焙烧得到两种氧化物,化学方程式为 。
(4)流程中的两次过滤均不能省略,其中“过滤1”不能省略的原因是 。
7.氢能助力“神舟十六”遨游太空,氢氧燃料电池技术在航海、航空航天等方面发展迅速,图甲是氢气的制取、储存、释放和应用的流程图。
请回答下列问题。
(1)利用太阳光和催化剂可实现水的高效分解。图乙为光解制氢的微观模型图,写出反应Ⅰ的化学方程式: 。
(2)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中,请从微观角度分析氢气能被压缩的原因: 。
(3)固态储氢是通过合金材料在一定条件下的化学吸附储氢。图甲利用镁镍合金(Mg2Ni)存储氢气,该储氢反应的化学方程式为 。在熔炼镁镍合金时,需要通入氩气作保护气,目的是 。
(4)氢氧燃料电池的总反应可表示为2H2+O22H2O,工作过程中的能量转化形式是 。
8.海洋中蕴含着丰富的资源,人们可以从海水中获取很多物质,向海发展、向海图强是未来的发展趋势。
活动一:海水淡化
(1)海水淡化是解决淡水资源不足的重要方法。明矾可以使悬浮的杂质从水中
(填字母,下同)出来, 可以使海水变为淡水。
a.过滤 b.吸附 c.沉降 d.蒸馏
活动二:海水制镁
(2)金属镁广泛应用于国防工业,从海水中提取镁的过程如图所示。
①所加石灰乳属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
②海水中含有氯化镁,步骤Ⅰ和Ⅱ的目的是什么?
活动三:粗盐提纯
(3)利用海水可得到精盐。如图是粗盐提纯的部分流程。粗盐水中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等杂质。
①操作a中玻璃棒的作用是什么?
②写出一个有沉淀产生的反应的化学方程式。
③分析向滤液中加入稀盐酸的目的。
活动四:海水制碱
(4)用海水制得的“碱”(Na2CO3)中含有少量的氯化钠。向盛有12g该“碱”样品的烧杯中加入过量的盐酸,充分反应后产生4.4g二氧化碳。请计算该样品中碳酸钠的质量。
参考答案
1.【答案】(1)沸点;过滤;<
(2)Ⅱ
(3)
(4)氮气或水
【详解】(1)①液态空气分离出氮气,是利用了N2和O2的沸点不同。
②分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体,通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴,其它微粒都不能通过分子筛而与之分离,过程类似于过滤操作。
③在一定压力下,氧气、二氧化碳等气体通过高分子膜,氮气滞留成为产品输出,说明分子渗透速率:氮气<氧气。
(2)由图1可知,方法Ⅰ的过程中会产生有毒的一氧化碳和二氧化碳,方法Ⅱ的过程中只生成氧气和氢气,则两条H2的获取方法中,更符合绿色“零碳”理念的是方法Ⅱ。
(3)“合成塔”内发生的反应为氢气和氮气在高温、高压、催化剂的条件下反应生成氨气,反应的化学方程式为:
(4)根据流程图可知,氮气和水既是反应物又是生成物,可循环利用。
2.【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)漏斗;引流
(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
【详解】(1)蛋壳需要经过粉碎处理的目的是增大反应物的接触面积,使反应更充分;
(2)操作a是分离液体和固体的操作,该操作为过滤,过滤操作中使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是引流;
(3)反应Ⅰ为蛋壳粉中的碳酸钙和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
3.【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(2)/;置换反应
(3)温度过高会加快过氧化氢分解
(4)过滤;漏斗
(5)
【详解】(1)为提高“酸浸”的速率,工业中经常会将氧化铜锌矿石粉碎,这样做的目的是:增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)氧化铜锌矿主要成分是ZnO、CuO,还含有少量和等杂质,“酸浸”加入过量稀硫酸,氧化锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,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锌、硫酸铜、硫酸铁和硫酸,“除铜”时加入过量铁粉,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为、,均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,属于基本反应类型中的置换反应;
(3)已知过氧化氢在60℃时的分解率为50%,90~100℃时分解率达90%,则“氧化”时,反应温度不能过高的原因是:温度过高会加快过氧化氢分解;
(4)分离固液的操作是过滤,则“操作1”的名称是过滤,该操作中用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗;
(5)在高温条件下分解生成氧化锌、水和二氧化碳,化学方程式为。
4.【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)
(3),
(4)D
(5)
(6)防止氢氧化锶因温度降低溶解度减小而析出(合理即可)
(7)
【详解】(1)将粗硫酸锶“粉碎”的目的是为了增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(2)由反应的化学方程式可知,反应前有2个氮原子、10个氢原子、2个碳原子、10个氧原子、1个锶原子、1个硫原子,反应后有2个氮原子、8个氢原子、2个碳原子、9个氧原子、1个锶原子、1个硫原子,则未知物中含有2个氢原子、1个氧原子,其化学式为H2O;
(3)“焙烧”后SrCO3高温分解为CO2和SrO,CaCO3高温分解为CO2和CaO,所以“焙烧”后,可得到固体产物除了SrO还有CaO;
(4)由溶解度表可知,“浸取”所用水温应大于等于80℃,其目的是增加氢氧化锶的溶解度,同时降低氢氧化钙的溶解度。故填:D;
(5)“浸出槽”中加水,SrO生成Sr(OH)2CaO生成Ca(OH)2,过程控制温度,使氢氧化钙形成沉淀,故过滤池2”过滤后得到滤渣的主要成分为Ca(OH)2;
(6)“趁热过滤”可以防止氢氧化锶因温度降低溶解度减小而析出(合理即可);
(7)反应釜2”中发生的反应为氢氧化锶与硫酸反应生成硫酸锶和水,方程式为:。
5.【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快更充分
(2)NiO+H2SO4=NiSO4+H2O;Cu2+、H+
(3)Zn、Cu、Ni;漏斗
(4)碳酸氢铵成本更低;防止碳酸氢铵受热分解
【详解】(1)“酸溶”前,将氧化锌矿粉碎成细颗粒,目的是增大反应物的接触面积,使反应更快更充分。
(2)“酸溶”时,NiO和稀硫酸反应生成硫酸镍和水,反应的化学方程式为:NiO+H2SO4=NiSO4+H2O;氧化锌矿含少量CuO、NiO等杂质,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,NiO和稀硫酸反应生成硫酸镍和水,并且硫酸过量,则“酸溶”后溶液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸镍、硫酸,其中的阳离子除了Zn2+、Ni2+外,还有Cu2+、H+。
(3)“除杂”时加入稍过量的锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌和硫酸镍反应生成硫酸锌和镍,则“过滤I”所得滤渣中所含的金属有过量的锌和生成的铜、镍,化学式为:Zn、Cu、Ni;在实验室中,过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需要漏斗。
(4)“反应”阶段可选用碳酸钠或碳酸氢铵两种方法制备碱式碳酸锌,反应原理分别为:3Na2CO3+3ZnSO4+3H2O=ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O↓+3Na2SO4+2CO2↑、6NH4HCO3+3ZnSO4=ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑。碳酸氢铵1000元/吨,碳酸钠2650元/吨,则新工艺中常选碳酸氢铵代替碳酸钠制备碱式碳酸锌,其突出的优点是碳酸氢铵成本更低;碳酸氢铵不稳定,常温下易分解,则反应需控制在40℃条件下进行,其原因是防止碳酸氢铵受热分解。
6.【答案】(1)搅拌,加快溶解速率
(2)确保把铁完全溶解
(3)
(4)将未反应的固体杂质除去,以免影响后续实验(合理即可)
【详解】(1)搅拌可以增大反应物之间的接触面积,从而加快反应速率;
(2)为废铁丝中含有氧化铁,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,铁与氯化铁会发生反应生成氯化亚铁,加入过量稀盐酸的目的是将铁和氧化铁完全反应,同时防止生成的亚铁离子被氧化;
(3)Fe(OH)3高温焙烧得到两种氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,Fe(OH)3中含有铁、氧、氢元素,所以生成的两种氧化物为Fe2O3和H2O,反应的化学方程式为;
(4) “过滤1”不能省略的原因是如果省略“过滤1”,过量的铁会在后续加入氢氧化钠溶液时与生成的氢氧化铁沉淀混合在一起,无法得到纯净的氢氧化铁,从而影响最终产物Fe2O3的纯度。
7.【答案】 (1)4H2O2H2↑+2H2O2 (2)氢气分子之间有间隔 (3)Mg2Ni+2H2Mg2NiH4 防止金属被氧化 (4)化学能转化为电能
【详解】(1)由题图乙可知,反应Ⅰ为水在催化剂Ⅰ的催化作用下生成氢气和过氧化氢,据此书写化学方程式。(2)氢气由氢气分子构成,分子之间有间隔,故氢气可以被压缩。(3)由题图甲可知,镁镍合金可以和氢气在加热的条件下反应生成Mg2NiH4,据此书写化学方程式;氩气属于稀有气体,化学性质稳定,故可以用作保护气,防止金属被氧化。(4)氢氧燃料电池利用化学反应发电,故能量转化形式是化学能转化为电能。
8.【答案】(1)c d
(2)①混合物
②提纯和富集氯化镁
(3)①引流
②(答案不唯一)
③除去氢氧化钠和碳酸钠
(4)10.6g
【详解】(1)明矾可以使悬浮的杂质从水中沉降出来,蒸馏可以除去水中的所有杂质,可以使海水变为淡水;
(2)①石灰乳是氢氧化钙的悬浊液,属于混合物;
②海水中含有氯化镁,但海水中,氯化镁的浓度低、杂质多,步骤Ⅰ和Ⅱ的目的是提纯和富集氯化镁;
(2)①操作a是分离难溶性固体与液体的方法,即过滤,此操作中玻璃棒的作用是引流;②氢氧化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,化学方程式为;氢氧化钡与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钡,化学方程式为;氯化钙与碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀,化学方程式为;氢氧化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,化学方程式为;碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为;
③滤液中含有氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠,加入稀盐酸的目的是除去氢氧化钠和碳酸钠;
(4) 设碳酸钠的质量为x,则:
x=10.6g
答:该样品中碳酸钠的质量为10.6g。
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