专题08 工艺流程综合题(期中真题汇编,江苏专用)高一化学上学期
2026-09-17
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摘要:
**基本信息**
聚焦高一化学核心工艺流程,汇编江苏多地期中真题,涵盖硝酸钙制备、侯氏制碱等工业情境,融合实验操作与定量分析。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|非选择题|19题|物质制备(硝酸钙、白炭黑)、分离提纯(过滤、结晶)、反应原理(氧化还原、离子反应)、定量计算(纯度、产率)|真实工业情境(侯氏制碱法)、实验操作结合(过滤仪器、洗涤检验)、定量分析(纯度计算、电子转移)|
内容正文:
专题08 工艺流程综合题
1.【答案】① CaO+H2O=Ca(OH)2 ② NH3 ③ 降温结晶 ④ 漏斗
2.【答案】(1)① 饱和溶液 ② ③ ④ (2)① ② (3)① ② (4)取待测样品少许于试管中,加入适量蒸馏水充分溶解,然后加入足量硝酸酸化,再滴入几滴溶液,若溶液变浑浊或有白色沉淀生成,则证明样品中含有NaCl;反之则无 (5)AC
3.【答案】(1)将Fe3+ 还原成Fe2+ (2)FeSO4·H2O (3)6:1 (4)Fe2+容易被空气中氧气氧化,在气氛中进行可防止Fe2+被氧化 (5)1 (6) (7)① 10 ② Na2FeO4 、O2 (8)可防止分解;防止将氯离子氧化为氯气
4.【答案】(1)① AD ② 静置后,取上层清液,滴加2~3滴BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,则沉淀完全 ③ (2)① 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH ② 11.2L ③ > ④ 2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+H2O (3)① 氧化 ② > (4)① 分液漏斗 ② 不溶于水,不与水反应;不与I2反应,I2在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度
5.【答案】(1)锥形瓶 (2)温度过高,碳酸氢铵易发生分解,温度过低,反应速率过慢,且可能引起其它物质结晶析出 (3) (4)① ② 取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则表明白炭黑已洗净 (5)NaCl
6.【答案】(1) (2) (3)取最后一次洗涤滤液于试管中,滴入适量的稀硝酸酸化,再滴入硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净 (4)边搅拌边向滤液中加入盐酸至无气泡产生,蒸发浓缩至有少量晶体析出,降温结晶,过滤 (5)时溶液中的受热分解
7.【答案】(1) (2)4 mol (3)1:5 (4)① 吸收反应放出的热量,防止温度过高时氯气与碱反应生成氯酸盐 ② (5)加入饱和溶液,充分搅拌,静置过滤,所得滤渣用乙醇洗涤2~3次 (6)防止酸性条件下氧化废水中的而被消耗
8.【答案】(1)① ② ③ ④ B (2)① 烧杯、漏斗、玻璃棒 ② ABC ③ 加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
9.【答案】(1)① 增大反应接触面积,提高反应速率 ② (2)作为分解的催化剂,加速的分解 (3)、 (4) (5)取最后一次洗涤液,先加盐酸,再加入,无白色沉淀,则洗涤干净
10.【答案】(1)① 增大与二氧化碳的接触面积,充分反应 ② ③ 或 (2)① O ② ③ 89.6
11.【答案】(1)① BaCl2 ② BaCO3 ③ CO+2H+=CO2↑+H2O ④ 8.4 mL (2)① 分解反应 ② 取最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸酸化,再加入2~3滴AgNO3溶液,若无沉淀产生,说明NaHCO3已洗涤干净 ③ NH3+HCO=NH+CO(或NH3·H2O+HCO=NH+CO+H2O) ④ C
12.【答案】(1)① 增大接触面积,增加反应速率,反应更充分 ② SO2+ClO-+2OH-=SO+Cl-+H2O ③ 用Ca(ClO)2脱硫会生成微溶的CaSO4,覆盖在催化剂表面,反应物难以和催化剂充分接触,从而降低脱硫效果 (2)① 2SO2+CO+H2O=2HSO+CO2 ② < (3)① Fe3+ ② 0.32 g
13.【答案】(1)增大反应物接触面积,增大反应速率,提高浸出率 (2)① ② 二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+,且生成三价铁离子与铁单质生成亚铁离子会参与反应 (3)4.7≤pH<5.8 (4)加入足量6mol·L-1 NaOH溶液,并用玻璃棒搅拌,等沉淀充分溶解后,过滤,洗涤,干燥 (5)98.00%;部分草酸钠与二氧化锰发生反应:,剩余部分再与高锰酸钾发生反应:,则与二氧化锰反应的草酸钠为:,则产品纯度:
14.【答案】(1)① ② A (2)① ② 减少双氧水分解 (3)3.8 (4)NaClO溶液和二氧化碳反应生成,氧化性强于,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大 (5)是优质品 (6)偏低
15.【答案】(1)D (2)① ② 温度过高会降低和的溶解度(或防止受热分解) ③ (3)① 燃料反应器内生成的不会被过量空气稀释,浓度较高,通过冷凝去除其中的水蒸气,即可获得高纯度 ② ③ 单位质量的载氧体载氧量比更大
16.【答案】(1)① ② ③ ④ 偏大 (2)① 、 ② ③ 加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银,若产生白色沉淀,则含有NaCl ④ 38.7%
17.【答案】(1)B (2)2mol (3)① 除去反应过程中过量的 ② BCD (4)室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其它晶体 (5)① 蒸发浓缩、冷却结晶 ② KCl、
18.【答案】(1) (2)适当提高硫酸浓度 (3)、 (4) (5)随着反应的进行,易与过多的形成可溶的,产率下降 (6)60 min后反应时间延长,CuCl被空气中的氧化,CuCl产率下降 (7)① 边搅拌边向溶液中滴加和混合溶液,至溶液蓝色褪去 ② 用乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥
19.【答案】(1) (2)向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,待水流尽,重复2~3次 (3)向洗涤液中滴加BaCl₂溶液,若无白色沉淀产生,则洗净,反之未洗净 (4)① 蒸发浓缩 ② 冷却结晶 ③ 减少FeSO₄溶解损失,防止Fe²⁺被氧化
试卷第1页,共3页
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专题08 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·江苏盐城阜宁 滨海 射阳三校·期中)硝酸钙晶体[Ca(NO3)2·4H2O]常用于电子、仪表及冶金工业。一种利用CaO制备Ca(NO3)2·4H2O的流程如下:
(1)“制浆”过程中发生反应的化学方程式是 。
(2)“气体X”的化学式是 。
(3)Ca(NO3)2·4H2O的溶解度随温度变化的曲线如图所示。“酸化”后制取Ca(NO3)2·4H2O的操作主要包括加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。实验室过滤操作必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
【答案】① CaO+H2O=Ca(OH)2 ② NH3 ③ 降温结晶 ④ 漏斗
【解析】(1)依据加入的物质写出化学方程式;
(2)依据氢氧化钙和硝酸铵反应分析产生的气体;
(3)依据过滤的操作选择仪器。
【解析】(1)制浆的时候加入的是氧化钙和水,所以化学方程式是CaO+H2O=Ca(OH)2 ,
故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2 。
(2)制浆时生成了Ca(OH)2 ,氢氧化钙与硝酸铵反应生成氨气,故放出的气体是氨气,
故答案为:NH3;
(3)从溶液中获得晶体需要蒸发浓缩,降温结晶,过滤,洗涤,干燥,过滤的时候需要的玻璃仪器有漏斗,烧杯,玻璃棒,
故答案为:降温结晶;漏斗。
2.(2025-2026高一上·江苏苏州部分学校·期中)钠元素及其化合物在工农业生产中有重要的应用。
(1)是一种重要的制氧剂,某课外活动小组设计了如图所示装置,验证与反应时需要与水接触。
a、其中②中试剂为 ,⑤中发生的主要反应化学方程式为 。
b、实验过程中,关闭 ,打开 ,带火星的木条复燃,证实与反应时需要与水接触。
Ⅱ.纯碱是一种重要的工业产品,我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程如图所示:
资料:
ⅰ.沉淀池中的反应为
ⅱ.溶解度
物质
NaCl
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(2)生产时应往沉淀池中先后通入两种气体,先通入的气体为 ,上述流程中X物质的化学式 。
(3)请写出的电离方程式: ;请写出煅烧炉中发生反应的化学反应方程式: 。
(4)请设计实验检验产品中是否含有NaCl: 。
(5)下列说法正确的是_______(填字母)。
A. 沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小
B. 滤液中主要含有NaCl、和
C. 使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环A
D. 副产品做氮肥可以与草木灰混用以增强肥效
【答案】(1)① 饱和溶液 ② ③ ④ (2)① ② (3)① ② (4)取待测样品少许于试管中,加入适量蒸馏水充分溶解,然后加入足量硝酸酸化,再滴入几滴溶液,若溶液变浑浊或有白色沉淀生成,则证明样品中含有NaCl;反之则无 (5)AC
【解析】Ⅰ.验证CO2与Na2O2反应时需要与水接触,由实验装置可知:① 中盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,② 用于除去HCl,应为饱和碳酸氢钠溶液,③ 应为浓硫酸,④ ⑤ 为对比试验,用于判断干燥的二氧化碳是否与过氧化钠反应,⑥ 可避免空气中的水、二氧化碳进入④ ⑤ ,最后用带火星的木条检验是否生成氧气,以此分析解答;
Ⅱ.因二氧化碳在水中溶解度不大,则沉淀池中,向饱和食盐水先通入氨气,后通入二氧化碳,有利于析出NaHCO3,沉淀池中发生反应为:H2O+NaCl+NH3+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓,母液中含氯化铵可循环使用,煅烧炉中发生2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,X为二氧化碳可循环使用,以此来解答。
(1)(1)a.其中② 中试剂为饱和碳酸氢钠溶液,目的是除去二氧化碳气体中的氯化氢,⑤ 中发生的主要反应化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
b.实验过程中,关闭K2、打开K1,生成的CO2未被干燥,带火星的木条复燃,证实CO2与Na2O2反应时需要与水接触;
(2)生产时应往沉淀池中先后通入两种气体,氨气极易溶于水,二氧化碳溶解度不大,先通入的气体为NH3,再通入CO2,煅烧炉中发生反应2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,X为二氧化碳可循环使用;
(3)NH4Cl的电离方程式:NH4Cl=NH+Cl-,煅烧炉中发生反应的化学反应方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;
(4)实验检验产品Na2CO3中是否含有NaCl的过程和现象为:取待测样品少许于试管中,加入适量蒸馏水充分溶解,然后加入足量硝酸酸化,再滴入几滴AgNO3溶液,若溶液变浑浊或有白色沉淀生成,则证明样品中含有NaCl;反之则无;
(5)A.沉淀池中发生反应:H2O+NaCl+NH3+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓,有NaHCO3析出,因为该条件下NaHCO3的溶解度最小,故A正确;
B.滤液中主要含有NaCl、NaHCO3和NH4Cl,故B错误;
C.使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,图中转化关系可知,主要是设计了循环A,故C正确;
D.副产品NH4Cl做氮肥,不能与草木灰(显碱性)混用,二者混合发生双水解反应,肥效减小,故D错误;
故答案为:AC。
3.(2025-2026高一上·江苏盐城五校·期中)铁及其化合物在生产、生活和生命科学中具有广泛而重要的应用。
I.硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁红、铁系催化剂等。以绿矾(主要成分,部分已被氧化为)为原料,生产铁红(Fe2O3),工艺流程如下:
(1)“转化”过程中,加入粉的目的是 。
(2)“结晶”时,控制温度在75℃左右进行(相关物质的溶解度见下图),从溶液中析出的晶体是 (填化学式)。
(3)利用“滤液”将工业废水中的还原为,然后投加石灰乳,使转化为,理论上完全反应消耗的n(FeSO4):n()= 。
Ⅱ.在气氛中,的脱水热分解过程如下图所示:
(失重比%:失水质量÷起始质量)
(4)上述的脱水热分解过程,选择在气氛中进行,而非空气。其目的是 。
(5)根据上述实验结果,可知Y= 。
(6)将置入真空刚性容器中,“煅烧”生成铁红、SO2和SO3,其化学方程式为 。
Ⅲ.高铁酸盐(其中Fe元素显+6价)具有极强的氧化性,可作水处理剂。
已知:将溶液酸化时,迅速分解而转化为并放出;酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。
(7)工业上将过氧化钠和硫酸亚铁依次投入反应釜中,发生反应的化学方程式为,上述反应每生成2mol,转移 mol,在该反应中的氧化产物有 。
(8)高铁酸盐可用于氧化去除高氯(含高浓度)废水中的有机物。以处理高氯废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是 。
【答案】(1)将Fe3+ 还原成Fe2+ (2)FeSO4·H2O (3)6:1 (4)Fe2+容易被空气中氧气氧化,在气氛中进行可防止Fe2+被氧化 (5)1 (6) (7)① 10 ② Na2FeO4 、O2 (8)可防止分解;防止将氯离子氧化为氯气
【解析】绿矾加水溶解并加入铁粉,被还原为,可生成硫酸亚铁,加入过量稀硫酸溶解铁,经结晶、过滤得到硫酸亚铁晶体,通入氧气并煅烧,可生产铁红,以此解答该题。
(1)Fe粉具有还原性,可以将还原为。
(2)结晶时,根据溶解度曲线图,温度控制在75℃时析出。
(3)硫酸过量,结合分析可知滤液中的溶质为FeSO4、H2SO4;将工业废水中的还原为Cr3+,则1mol得到6mol电子,而Fe元素化合价由+2价升高到+3价,根据电子守恒可知需要6molFeSO4,则理论上完全反应消耗的。
(4)的脱水热分解过程,选择在N2气氛中进行,因为容易被空气中的氧气氧化,在N2气氛中进行可防止被氧化。
(5)由图中信息可知,当失重比为38.8%时,转化为,则,解得y=1。
(6)将 FeSO4置入真空刚性容器中,“煅烧”生成铁红和两种硫的气态氧化物,则产物为Fe2O3、SO2和SO3,其化学方程式为 。
(7)Na2O2中O为-1价,部分化合价升高变为O2的0价,部分化合价降低变为和Na2O中的-2价, FeSO4中Fe为+2价,化合价升高变为中+6价,生成2mol时, Fe元素失去电子:,反应式中生成1molO2,由Na2O2O2,O共失去电子:;则总共失去电子即转移电子:8mol+2mol= 10mol;氧化产物是化合价升高后生成的物质,根据前边分析可知氧化产物为、O2。
(8)酸性溶液中的氧化性大于Cl2,且迅速分解而转化为并放出O2,因此在碱性条件下,可防止分解;防止将氯离子氧化为氯气。
4.(2025-2026高一上·江苏省高邮中学·期中)I.以食盐水为原料制Cl2
(1)除去粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子。
①通常用化学沉淀法除去,除杂时下列试剂加入顺序合理的是 。
①NaOH溶液②BaCl2溶液③盐酸④Na2CO3溶液
A.②①④③ B.④②①③ C.①④②③ D.①②④③
②除去时,判断已沉淀完全的方法是 。
③除去Mg2+时,发生反应的离子方程式为 。
(2)电解饱和食盐水。
①写出该方法制Cl2的化学反应方程式 ,当转移电子的物质的量为1mol时,理论上产生Cl2在标况下的体积为 。
②电解时有少量O2产生,则电解产生的n(H2)∶n(Cl2) (填“>”或“<”或“=”)1:1。
③电解后的溶液中产生少量ClO-的可能原因是 (用化学方程式表示)。
II.实验室用海带制备碘单质的流程如下:
(3)通氯后获得I2,说明 性Cl2 I2。(前一空填“氧化”或“还原”,后一空填“>”或“<”或“=”)。
(4)实验室进行有机溶剂萃取水中I2的实验:
①须使用的玻璃仪器有 、烧杯。
②选择的萃取剂必须满足: 。
【答案】(1)① AD ② 静置后,取上层清液,滴加2~3滴BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,则沉淀完全 ③ (2)① 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH ② 11.2L ③ > ④ 2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+H2O (3)① 氧化 ② > (4)① 分液漏斗 ② 不溶于水,不与水反应;不与I2反应,I2在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度
【解析】实验室用海带制备碘单质是将海带灼烧成海带灰后加水浸泡,过滤后得到含碘离子的滤液,往滤液中通入氯气,发生反应,再利用有机溶剂萃取出碘单质,最后通过蒸馏得到碘单质。
(1)①加入过量氢氧化钠溶液是除去镁离子,加入过量氯化钡溶液是除去硫酸根离子,加入过量碳酸钠溶液目的是除去钙离子和过量钡离子,则加入氢氧化钠和氯化钡溶液的顺序可以调换,但是加入碳酸钠必须在加入氯化钡之后,待杂质转化为沉淀后,过滤,向滤液中加入适量盐酸,除去过量氢氧根离子和碳酸根离子;
故选AD。
②静置后,取上层清液,向其中继续滴加2~3滴溶液,若溶液不出现浑浊,则已沉淀完全。
③除是加入过量的氢氧化钠溶液,离子方程式为。
(2)①电解饱和食盐水的化学方程式为;根据化学方程式可以看出,转移电子时,生成,则转移电子时生成,在标况下的体积。
②理论电解时,和的物质的量比为1:1 ,若产生少量,说明阳极部分被氧化,导致氧化减少,生成量减少,而生成量不变,因此,,即>1:1。
③电解后的溶液中产生少量可能是生成的与碱液中发生了反应。
(3)通入氯气后的反应为,氯气是氧化剂,碘单质是氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物,因此氧化性。
(4)①萃取后要将液体分开,因此必须用到分液漏斗。
②萃取剂要不溶于水,不与水反应,不与反应,且在萃取剂中的溶解度要大于在水中的溶解度。
5.(2025-2026高一上·江苏常州六校·期中)白炭黑(SiO2⋅nH2O)比表面积大,化学性质稳定,广泛用于塑料、纸张和药品生产。工业制备白炭黑的流程如下。
已知:①碳酸氢铵性质不稳定,35℃以上开始分解,60℃分解完全。
②Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,能与氯化铵反应,其化学方程式为2NH4Cl+Na2SiO3=2NaCl+2NH3↑+SiO2↓+H2O。回答下列问题:
(1)在过滤操作中,下列玻璃仪器不需要用到的是 (填名称)。
(2)反应Ⅰ需控温在30~35℃,温度不宜过高或过低的原因是 。
(3)“调节pH”操作中发生反应的化学方程式为 。
(4)“固液分离”后,白炭黑是否洗净,可通过检测最后一次洗涤后的滤液中是否存在 (填离子符号)来判断,具体操作是 。
(5)上述工艺中循环利用的物质有 。
【答案】(1)锥形瓶 (2)温度过高,碳酸氢铵易发生分解,温度过低,反应速率过慢,且可能引起其它物质结晶析出 (3) (4)① ② 取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则表明白炭黑已洗净 (5)NaCl
【解析】碳酸氢铵固体加入饱和食盐水中,发生反应Ⅰ,生成沉淀和;过滤后,所得滤渣为,滤液为溶液,还含有溶解的,加入HCl调节pH,将转化为NaCl、等;往溶液中加入水玻璃,与发生反应Ⅱ,生成、NaCl、等;过滤后,洗涤、干燥,从而制得白炭黑。
(1)在过滤操作中,需要使用漏斗、烧杯、玻璃棒,则下列玻璃仪器不需要用到的是锥形瓶,故答案为:锥形瓶;
(2)题干信息显示:碳酸氢铵性质不稳定,35℃以上开始分解,60℃分解完全,则温度不能过高,若温度过低,反应速率慢,且可能有其它物质结晶析出,所以反应Ⅰ需控温在30~35℃,温度不宜过高或过低的原因是:温度过高,碳酸氢铵易发生分解,温度过低,反应速率过慢,且可能引起其它物质结晶析出;
(3)“调节pH”操作中,溶液中的与盐酸反应,生成NaCl、气体等,则发生反应的化学方程式为:;
(4)“固液分离”后,溶液中的溶质主要为NaCl,则白炭黑是否洗净,可通过检测最后一次洗涤后的滤液中是否存在来判断,具体操作是:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则表明白炭黑已洗净,故答案为:;取少量最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则表明白炭黑已洗净;
(5)上述工艺中,发生反应Ⅰ时,将碳酸氢铵溶于NaCl水溶液中,发生反应Ⅱ后,分离固液混合物后,又可获得NaCl溶液,则可循环利用的物质有NaCl,故答案为:NaCl。
6.(2025-2026高一上·江苏省连云港市新浦中学等9校·期中)食盐是一种重要的工业原料,可以制备多种物质。“侯氏制碱法”是将二氧化碳通入氨化的食盐饱和溶液中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出:。过滤得到的碳酸氢钠晶体,经洗涤、灼烧分解后生成碳酸钠。部分物质的溶解度曲线如图所示。
(1)“侯氏制碱法”的原料中除NaCl外,属于电解质的是 。(填化学式)
(2)碳酸氢钠晶体受热分解后生成碳酸钠的化学方程式为 。
(3)检验洗涤干净的操作是 。
(4)滤液中除含有大量外,还含有少量的和。设计实验方案提纯样品: ,冰水洗涤,低温干燥。(实验中必须用到的试剂:盐酸)
(5)图中碳酸氢钠的溶解度在后无数据的原因可能是 。
【答案】(1) (2) (3)取最后一次洗涤滤液于试管中,滴入适量的稀硝酸酸化,再滴入硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净 (4)边搅拌边向滤液中加入盐酸至无气泡产生,蒸发浓缩至有少量晶体析出,降温结晶,过滤 (5)时溶液中的受热分解
【解析】(1)“侯氏制碱法”的原料包括、、和,其中属于电解质的是和;
(2)碳酸氢钠晶体受热分解为碳酸钠、和,反应的化学方程式为 ;
(3)晶体上可能还沾有氯离子等杂质,通过检验最后一次洗涤液中不含氯离子可判断晶体已洗涤干净,其操作方法是:取最后一次洗涤滤液于试管中,滴入适量的稀硝酸酸化,再滴入硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净;
(4)滤液中除含有大量外,还含有少量的和,要提纯样品,可向样品中加入盐酸至无气泡产生,待碳酸氢钠完全反应后,溶液中剩余氯化铵和氯化钠,由图可知,的溶解度受温度影响比较大,而受温度的影响较小,因此采用蒸发浓缩,再降温结晶后过滤,冰水洗涤,低温干燥后可得到氯化铵晶体,故答案为:边搅拌边向滤液中加入盐酸至无气泡产生,蒸发浓缩至有少量晶体析出,降温结晶,过滤;
(5)碳酸氢钠受热易分解,图中碳酸氢钠的溶解度在60℃后无数据的原因可能是:时溶液中的受热分解。
7.(2025-2026高一上·江苏苏州阳光调研·期中)高铁酸钠是一种多功能净水剂,主要用于处理废水。工业上制备高铁酸钠有多种方法。
1.干法制备:用、、混合加热,得到、和水。
(1)写出干法制备的化学反应方程式: 。
(2)当反应过程中转移12 mol电子时,制得的物质的量为 。
II.湿法制备:反应原理为,实验装置如下图所示:
已知:①实验室可用浓盐酸与反应制取氯气,酸性条件下,被还原至+2价。
②氯气与碱反应放热,且在较高温度下有氯酸盐生成。
③可溶于水,难溶于乙醇,在碱中溶解度较小,且碱浓度越大,溶解度越小。
④NaCl难溶于乙醇
⑤酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。
(3)浓盐酸与反应制取氯气,氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(4)①实验过程中C装置应放在冰水浴中,其目的是 。
②D装置中发生的化学反应方程式为 。
(5)提纯粗产品[含有等杂质]的实验方案为:向粗产品中 ,干燥(实验中可选用的试剂有:稀溶液、饱和溶液、乙醇)。
(6)处理高氯(含高浓度)废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是 。
【答案】(1) (2)4 mol (3)1:5 (4)① 吸收反应放出的热量,防止温度过高时氯气与碱反应生成氯酸盐 ② (5)加入饱和溶液,充分搅拌,静置过滤,所得滤渣用乙醇洗涤2~3次 (6)防止酸性条件下氧化废水中的而被消耗
【解析】II.A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,通入B中饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,再通入C中与NaOH反应制备次氯酸钠,滴入硝酸铁,硝酸铁被次氯酸钠氧化为,即可制取Na2FeO4,最后用D中氢氧化钠溶液吸收未反应完的氯气。
(1)由所给物质,将混合加热,做氧化剂,做还原剂,反应方程式为 ;
(2)铁由+3价升高到+6价,当生成时,转移6 mol电子,则当反应过程中转移12 mol电子时,制得的物质的量为4 mol;
(3)盐酸与反应制取氯气,离子方程式:,做氧化剂,浓盐酸做还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为2:10=1:5;
(4)① 氯气与碱反应放热,且在较高温度下有氯酸盐生成,为吸收反应放出的热量、防止温度升高后氯气与氢氧化钠反应生成氯酸钠,实验过程中C装置应放在冰水浴中;
② 装置D中氯气被氢氧化钠溶液吸收,生成、、,化学反应方程式为;
(5)可溶于水,难溶于乙醇,在碱中溶解度较小,且碱的浓度越大,溶解度越小;根据以上信息,提纯的实验方案为:向粗产品中加入饱和NaOH溶液,充分搅拌,静置过滤,所得产品用乙醇洗涤次,在干燥箱中干燥;
(6)由题干信息可知,酸性溶液中的氧化性大于的氧化性,故处理高氯(含高浓度)废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是防止酸性条件下氧化废水中的而被消耗。
8.(2025-2026高一上·江苏徐州·期中)钠元素在自然界中以多种化合物的形式存在,钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。
(1)、、是重要的化工原料,具有多种用途。
①可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源,请写出与反应的化学方程式 。
②将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号),上述离子中有一种离子数目明显减少,减少的原因是 (用离子方程式表示)。
③查阅资料知:在一定条件下可以转化为,亚硝酸钠外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂。误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒,误食后可服用维生素解毒。下列分析不正确的是 (填序号)。
A.发生还原反应 B.是还原剂
C.维生素C具有还原性 D.还原性:维生素
(2)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如下图所示(部分物质已略去)。
①操作①需要的玻璃仪器有 。
②下列联合制碱法流程说法正确的是 (填字母)。
A.可以循环使用
B.副产物可用作肥料
C.溶液中一定含有、、
③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质,为检验杂质的存在,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后, 。
【答案】(1)① ② ③ ④ B (2)① 烧杯、漏斗、玻璃棒 ② ABC ③ 加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
【解析】饱和氯化钠溶液中先通入氨气,使溶液呈碱性,再通入二氧化碳气体,生成碳酸氢钠,由于碳酸氢钠在水中溶解度较小,部分以固体形式析出,过滤后得碳酸氢钠固体和含碳酸氢钠滤液;碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;母液中通入氨气生成副产物氯化铵,据此分析;
(1)①Na2O2与H2O反应,生成NaOH和O2,化学方程式为:;
②Na2O2固体投入到溶液中发生,产物NaOH与反应,发生,所以溶液中 、、数目都因此变化,只有未变,上述离子中数目明显减少,减少的原因是发生反应;
③A.反应过程Fe元素化合价升高,亚铁离子为还原剂,NaNO2为氧化剂,则NaNO2被还原,发生还原反应,A正确;
B.反应过程Fe元素化合价升高,亚铁离子为还原剂,NaNO2为氧化剂,B错误;
C.NaNO2为氧化剂,则维生素C具有还原性,C正确;
D.根据氧化剂先和还原性强的物质发生反应,还原性:维生素C>Fe2+,D正确;
故选B;
(2)① 由分析知,操作① 为过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
②A.开始通入二氧化碳反应,最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用,A正确;
B.副产物NH4Cl是氮肥,可用作植物生长所需的肥料,B正确;
C.溶液B中主要是氯化钠、氯化铵饱和溶液,一定含有、、,C正确;
故答案为:ABC;
③ 该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl,可以用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后,加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银,产生白色沉淀,则含有NaCl。
9.(2025-2026高一上·江苏南通·期中)用软锰矿(主要成分为,含少量、、)制备高纯的工艺流程如图所示:
(1)“酸浸”后的溶液中的主要含有、、、、。
①“酸浸”时一般先将软锰矿进行粉碎,其目的是 。
②写出“酸浸”时和发生反应的离子方程式 。
(2)“氧化”过程中发现,使用的的物质的量远大于理论用量,原因是 。
(3)“除杂”过程是通过调节pH值,使杂质离子形成沉淀。滤渣的成分是 。
(4)“沉锰”时,发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉锰”后过滤得到的需洗涤,判断已洗涤干净的实验方法是 。
【答案】(1)① 增大反应接触面积,提高反应速率 ② (2)作为分解的催化剂,加速的分解 (3)、 (4) (5)取最后一次洗涤液,先加盐酸,再加入,无白色沉淀,则洗涤干净
【解析】软锰矿(主要成分为MnO2,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3),加稀硫酸酸浸,金属氧化物转化为金属阳离子,二氧化锰被二氧化硫还原为Mn2+,加入过氧化氢将二价铁氧化为三价,调节pH,使铁、铝生成氢氧化物沉淀除去,过滤,滤液中的Mn2+与碳酸氢根反应生成碳酸锰和二氧化碳;据此作答。
(1)将软锰矿进行粉碎,可以增大固液反应物接触面积,提高反应速率;依据分析,二氧化锰被二氧化硫还原为Mn2+,二氧化硫变为硫酸根,则离子方程式为:;
(2)过氧化氢将二价铁氧化为三价铁,产生的Fe3+会催化过氧化氢分解生成水与氧气,导致使用的H2O2的物质的量远大于理论用量;
(3)依据分析,滤渣的成分为:;
(4)“沉锰”时,Mn2+与碳酸氢根反应生成碳酸锰和二氧化碳,则离子方程式为:;
(5)“沉锰”后的滤液中有硫酸根,则判断MnCO3已洗涤干净的实验方法是,检验最后一次洗涤液中是否有硫酸根,若无,则沉淀洗涤干净;具体操作为:取最后一次洗涤液,先加盐酸,再加入BaCl2,无白色沉淀,则洗涤干净。
10.(2025-2026高一上·江苏宿迁·期中)二氧化碳、甲烷的捕集与利用对环境和能源具有重要意义。
(1)一种捕集烟气中的过程如图所示。
①“吸收”时将KOH溶液喷成雾状的目的是 。
②若用1.6L1.0mol·L-1的KOH溶液吸收35.2g,理论上所得溶液中溶质为 (填化学式)。
③若“吸收”时KOH完全转化为,则“转化”的化学方程式为 。
(2)一种将甲烷转化为合成气(和CO)的原理如图所示。
①反应器Ⅰ、Ⅱ中元素化合价一直未发生变化的是 (填元素符号)
②反应器Ⅱ中的化学反应方程式为 。
③若1mol参加反应,则所得合成气在标准状况下的体积为 L。
【答案】(1)① 增大与二氧化碳的接触面积,充分反应 ② ③ 或 (2)① O ② ③ 89.6
【解析】(1)① “吸收”时将KOH溶液喷成雾状的目的是增大与二氧化碳的接触面积,充分反应;
②1.6 L 1.0 mol·L-1的KOH溶液中含KOH物质的量为1.6 mol;吸收的质量为35.2 g,对应的物质的量为=0.80 mol;KOH与CO2生成K2CO3的反应为,氢氧化钾和二氧化碳的物质的量比为2:1,故理论上最终溶液中溶质为;
③ 氧化钙与水反应生成氢氧化钙,碳酸氢钾可与氢氧化钙反应,也可直接与氧化钙反应,则“转化”的化学方程式为或;
(2)①由图可知,反应I为锌和水在300℃条件下反应生成氧化锌和氢气,该反应前后氧元素的化合价没有变,均为-2价,反应Ⅱ为甲烷和氧化锌在500℃条件下生成锌、氢气和一氧化碳,该反应前后氧元素化合价也没有变,均为-2价;则反应器Ⅰ、Ⅱ中元素化合价一直未发生变化的是O元素;
②反应器Ⅱ中的化学反应方程式为 ;
③ 若1mol参加反应,反应器Ⅱ中生成1 mol Zn、1 mol CO和2 mol H2,反应器Ⅰ中发生反应: ,生成1mol H2,总共得到4 mol合成气,所得合成气在标准状况下的体积为4 mol×22.4 L/mol=89.6 L。
11.(2025-2026高一上·江苏盐城集团校·期中)海水中有丰富的食盐资源,工业上以粗盐水、氨等为原料来制备碳酸钠。
I.粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO)提纯
(1)粗盐提纯的流程如下:
①试剂X为 (填化学式)。
②“沉淀”的成分为CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4和 。
③“滤液”中加入稀盐酸有气泡生成,写出该反应的离子方程式 。
④提纯过程中需要用到稀盐酸,现需要用浓盐酸配制500mL 0.2 mol·L-1的HCl溶液,盛有浓盐酸的标签如图所示:
浓盐酸密度:1.19g/cm3HCl质量分数:36.5%
则使用量筒量取浓盐酸的体积为 。
II.模拟“联合制碱法”制备纯碱
(2)由NaCl为原料制备纯碱的流程如图所示。
①“煅烧”过程中发生反应的反应类型是 。
②过滤后需将NaHCO3晶体进行洗涤,证明NaHCO3已洗涤干净的操作为 。
③将“母液Ⅱ”循环进入“沉淀池”,是联合制碱法的关键。向“母液Ⅰ”中通入氨气增大了c(NH),从而促进了NH4Cl的析出;同时使NaHCO3转化为溶解度相对较大的Na2CO3,增大了钠盐在水中的溶解度,减少了分离NH4Cl时Na+的损耗,从而极大地提高Na+的循环利用率。
写出“吸氨”过程中发生反应的离子方程式 。
④若煅烧过程加热不充分,所得纯碱中常含有NaHCO3。取33.6 g NaHCO3固体,加热一段时间,将剩余固体均匀分成四等份,分别取四份固体进行实验。下列能够说明NaHCO3固体已经反应完全的是 (填字母序号)。
A.加水溶解后向其中滴加酚酞,溶液变红
B.加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
C.称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量保持不变
D.加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,所得固体质量为5.85 g
【答案】(1)① BaCl2 ② BaCO3 ③ CO+2H+=CO2↑+H2O ④ 8.4 mL (2)① 分解反应 ② 取最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸酸化,再加入2~3滴AgNO3溶液,若无沉淀产生,说明NaHCO3已洗涤干净 ③ NH3+HCO=NH+CO(或NH3·H2O+HCO=NH+CO+H2O) ④ C
【解析】(1)① 粗盐中SO42−需要用钡试剂除去,后续加入的Na2CO3可以除去过量的Ba2+,因此试剂X为BaCl2;
② 加入的过量BaCl2会被后续的Na2CO3沉淀,生成BaCO3,因此沉淀除了题目给出的三种,还有BaCO3;
③ 过滤后的滤液中含有过量的Na2CO3,与酸反应生成CO2,产生气泡,对应离子方程式为;
④ 先计算浓盐酸的物质的量浓度:=11.9 mol/L,根据稀释定律c1V1=c2V2,;
(2)① 煅烧过程为 ,是一种物质生成多种物质的反应,属于分解反应。
② NaHCO3 晶体表面会吸附母液中的Cl-,因此检验洗涤液中是否存在Cl−即可判断是否洗净:用稀硝酸排除杂质干扰,加硝酸银若无白色沉淀,说明洗涤干净。
③ 吸氨过程中,母液I中的HCO3−和通入的NH3反应,生成NH4+和CO32−,对应离子方程式为;
④
A.NaHCO3溶液也呈弱碱性,滴加酚酞同样会变红,无法证明反应完全,故A错误;
B.NaHCO3也能和澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀,无法证明反应完全,故B错误;
C.继续加热后固体质量不变,说明NaHCO3已经完全分解,无剩余,故C正确;
D.根据钠元素守恒,无论NaHCO3是否完全分解,33.6 gNaHCO3总物质的量为0.4 mol,分成4份每份含0.1 mol Na元素,和盐酸反应蒸干后均得到0.1 mol NaCl,质量为5.85g,无法说明NaHCO3已完全分解,故D错误;
故答案选C。
12.(2025-2026高一上·江苏盐城集团校·期中)工业尾气中的含硫化合物(SO2、H2S等)会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)由NaClO碱性废水处理吸收含SO2烟气的流程如图-1所示:
①吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触的优点是 。
②该过程中发生氧化还原反应的离子方程式为 。
③廉价的Ca(ClO)2不能代替NaClO作脱硫剂,原因是 。
(2)用Na2CO3溶液脱除SO2。已知含硫物种(即水溶液中H2SO3、HSO、SO)随pH变化如图-2所示。
①当用Na2CO3溶液吸收SO2至溶液的pH为4时,发生反应的离子方程式为 。
②当pH=1.5时,溶液中c(HSO) c(H2SO3)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种铁基脱硫剂脱除硫化氢(H2S)的方法包括吸收和再生两个阶段,其工艺流程原理如图-3所示:
①X微粒为 (填粒子符号)。
②当铁基脱硫剂吸收标况下448 mL H2S时,若要保证铁基脱硫剂再生完全,则所通入的O2的质量为 。
【答案】(1)① 增大接触面积,增加反应速率,反应更充分 ② SO2+ClO-+2OH-=SO+Cl-+H2O ③ 用Ca(ClO)2脱硫会生成微溶的CaSO4,覆盖在催化剂表面,反应物难以和催化剂充分接触,从而降低脱硫效果 (2)① 2SO2+CO+H2O=2HSO+CO2 ② < (3)① Fe3+ ② 0.32 g
【解析】利用NaClO的氧化性将有毒的 SO2转化为无害且易处理的硫酸盐(Na2SO4),达到了净化烟气的目的。
(1)① 气液逆向接触时,气流和喷淋的碱液运动方向相反,可增大接触面积,增加反应速率,让烟气中的SO2被碱液充分吸收;
② 由图1最终产物为NaCl和Na2SO4可知,碱性环境下作为氧化剂将SO2(+4价S)氧化为(+6价S),自身被还原为,结合碱性条件补全电荷与原子即可得到离子方程式;
③ 若用Ca(ClO)2替代,氧化生成的会与Ca2+结合生成微溶的CaSO4,覆盖在催化剂表面,反应物难以和催化剂充分接触,从而降低脱硫效果。
(2)① 由图2可知pH=4时,溶液中含硫物种几乎全部为,说明过量SO2和Na2CO3反应,生成和CO2,反应的离子方程式为,符合亚硫酸酸性强于碳酸的反应规律;
② 由图2中和的物质的量分数相等时,所以pH=1.5时。
(3)① 吸收阶段H2S被氧化为S单质,对应铁元素作为氧化剂被还原为Fe2+,因此X微粒是高价态的Fe3+;再生阶段O2将Fe2+重新氧化为 Fe3+,完成循环;
② 标况下448 mLH2S的物质的量为0.02 mol,吸收过程中H2S共转移0.02 mol ×2=0.04 mol电子;再生时O2氧化Fe2+,1mol O2参与反应得到4mol电子,因此需要O2的物质的量至少为0.01 mol,对应质量为0.01 mol×32 g/mol=0.32 g。
13.(2025-2026高一上·江苏苏州部分学校·期中)MnO2是重要的化工原料,由软锰矿(主要成分为MnO2,主要杂质有Al2O3和SiO2)制备MnO2的一种工艺流程如下:
资料:①该工艺条件下MnO2与H2SO4不反应。
②部分金属阳离子沉淀的pH(25℃)。
Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
(1)“溶出”前,软锰矿需要进行研磨的目的 。
(2)“溶出”时,Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示。
①Ⅱ是从软锰矿石中溶出Mn2+的主要反应,反应的化学方程式是 。
②若Fe2+全部来自于反应Fe+2H2SO4=FeSO4+H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2,而实际比值约0.9小于2,原因是 。
(3)“纯化”时,先向溶出液中加入MnO2,将溶液中Fe2+氧化;再加入NH3·H2O调节溶液pH,使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去。适宜调节的pH范围是 。
(4)“纯化”后,过滤所得的滤渣中含有Al(OH)3和Fe(OH)3,实验室欲以该滤渣为原料制备少量Fe2O3,实验操作为:取少量滤渣放入烧杯中, ,灼烧沉淀得到Fe2O3.(须使用的试剂:6mol·L-1 NaOH溶液)
(5)向4.350g所得MnO2产品中依次加入足量6.700g Na2C2O4和足量稀H2SO4,加热至充分反应,再用0.02000mol·L-1 KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL。计算该产品中MnO2的纯度 (杂质不参加反应,写出计算过程)。
已知过程中发生的反应为:MnO2++H+→Mn2++CO2↑+H2O(未配平);
++H+→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,增大反应速率,提高浸出率 (2)① ② 二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+,且生成三价铁离子与铁单质生成亚铁离子会参与反应 (3)4.7≤pH<5.8 (4)加入足量6mol·L-1 NaOH溶液,并用玻璃棒搅拌,等沉淀充分溶解后,过滤,洗涤,干燥 (5)98.00%;部分草酸钠与二氧化锰发生反应:,剩余部分再与高锰酸钾发生反应:,则与二氧化锰反应的草酸钠为:,则产品纯度:
【解析】软锰矿首先进行研磨,可增大后续固体与硫酸的接触面积,增大反应速率,提高浸出率;加入浓硫酸及过量的铁屑,铁屑与硫酸反应生成硫酸亚铁,亚铁离子与二氧化锰反应生成二价锰离子和三价铁离子,三价铁离子又和过量铁生成亚铁离子,得到含二价锰离子的浸出液,纯化后再电解二价锰离子的纯化液制取二氧化锰。
(1)研磨软锰矿可增大固体与浓硫酸接触面积,增大反应速率,提高浸出率;
(2)① 根据反应途径可知,酸性条件下,二氧化锰与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成硫酸锰和硫酸铁、水,结合电子守恒,反应为;
② 根据方程式可知,Fe与MnO2的物质的量比值为2,实际反应时,二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+,且生成三价铁离子与铁单质生成亚铁离子会参与反应,导致需要的铁生成的Fe2+减少,故实际比值约0.9小于2;
(3)将Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去,完全沉淀Al3+需要4.7≤pH,同时为了不沉淀Mn2+,pH<5.8,调节的pH范围是4.7≤pH<5.8;
(4)先分开Al(OH)3和Fe(OH)3,利用氢氧化铝的两性,加入强碱将Al(OH) 3转为可溶性盐,此时过滤分离出Fe(OH) 3,灼烧氢氧化铁沉淀得到氧化铁,实验操作为:取少量滤渣放入烧杯中,加入足量6mol·L-1 NaOH溶液,并用玻璃棒搅拌,等沉淀充分溶解后,过滤,洗涤,干燥,灼烧沉淀得到Fe2O3;
(5)根据题意可知,部分草酸钠与二氧化锰发生氧化还原反应:,剩余部分再与高锰酸钾反应:,则与二氧化锰反应的草酸钠为:n(MnO2)=n(Na2C2O4)=,产品纯度:。
14.(2025-2026高一上·江苏苏州阳光调研·期中)亚氯酸钠、“84”消毒液(有效成分)和二氯异氰尿酸钠都是常用的杀菌消毒剂。
I.过氧化氢法制备固体的流程如下图所示:
(1)制备气体
①“废液”中回收得到的主要物质是 (填化学式)。
②也可改用其他物质代替,最宜选用 (填字母)。
A. B.酸性高锰酸钾 C.金属锌
(2)吸收气体
①写出吸收塔中发生反应的化学方程式: 。
②“吸收塔”中需要控制温度不超过20℃,原因是 。
II.某“84”消毒液瓶体部分标签如图所示,请回答下列问题:
84消毒液【有效成分】NaClO【规格】1000 mL【质量分数】24%【密度】1.18 g·cm-3
(3)此“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度约为 (计算结果保留一位小数)。
(4)将“84”消毒液按一定比例稀释,并将稀释液放置在空气中一段时间。在此过程中测定溶液的氧化还原电势变化如下图所示(已知:氧化还原电势越大,氧化性越强)。该曲线变化的原因是 。
III.二氯异氰尿酸钠作为消毒剂,优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。
准确称取样品,配成溶液;取上述溶液,加入适量稀硫酸和过量溶液,密封在暗处静置;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗溶液20.00 mL。
已知:①样品的有效氯
②实验检测原理为:
(5)通过计算判断该样品是否为优质品(写出计算过程)。
(6)若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值 (填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1)① ② A (2)① ② 减少双氧水分解 (3)3.8 (4)NaClO溶液和二氧化碳反应生成,氧化性强于,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大 (5)是优质品 (6)偏低
【解析】和过氧化氢在酸性情况下发生氧化还原反应,生成,方程式为:;生成的被双氧水在碱性情况下还原生成亚氯酸钠,。
(1)① 根据分析可知,“废液”中回收得到的主要物质是。
②在两个步骤中均作还原剂,
A.二氧化硫具有还原性,且不会引入新的杂质,A可以代替;
B.酸性高锰酸钾具有强氧化性,不能起到还原作用,B不可以代替;
C.金属锌与硫酸反应生成氢气,并且带来杂质锌离子,C不可以代替;
故选A。
(2)①根据分析可知,吸收塔中发生反应的化学方程式为:。
② 因为过氧化氢受热易分解,温度过高会导致过氧化氢分解,从而降低的产率,所以“吸收塔”中需要控制温度不超过。
(3)根据浓度换算公式计算:。
(4)NaClO溶液和二氧化碳反应生成次氯酸,次氯酸氧化性强于次氯酸根,溶液氧化性增强,氧化还原电势增大。
(5),根据物质转化和电子守恒关系可得:,得,氯元素质量为:,该样品的有效氯为:,是优质品。
(6)若在检测中加入稀硫酸的量过少,会使反应:、进行的不充分,生成的HClO量偏少,测定中转化为HClO的氯元素质量偏小,从而导致样品的有效氯测定值偏低。
15.(2025-2026高一上·江苏南通·期中)的捕捉和利用对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要意义。
(1)下列做法不符合“低碳生活”理念的是_______。
A. 减少化石燃料使用 B. 大力开展植树造林 C. 大力发展风力发电 D. 露天焚烧生活垃圾
(2)的捕集:工业上可用氨水()溶液捕集烟气中的。氨水捕集的实验流程如下。
①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。
②氨水吸收室中反应温度不宜过高,原因是 。
③写出氨水吸收的离子方程式 。
(3)化学链燃烧技术是利用载氧体(金属氧化物)将空气中的氧传输至燃料的新技术。该技术能有效实现的捕集。一种利用作载氧体的化学链燃烧技术原理如下图所示。
①化学链燃烧技术可以简单低能耗实现分离和捕集,其原理是 。
②写出燃料反应器中发生反应的化学方程式 。
③也可作载氧体,相比之下作载氧体的优点是 。
【答案】(1)D (2)① ② 温度过高会降低和的溶解度(或防止受热分解) ③ (3)① 燃料反应器内生成的不会被过量空气稀释,浓度较高,通过冷凝去除其中的水蒸气,即可获得高纯度 ② ③ 单位质量的载氧体载氧量比更大
【解析】低碳生活理念是指通过减少能源消耗和二氧化碳排放,倡导一种低能量、低消耗、低开支的生活方式,以实现可持续发展;富含二氧化碳的烟气与氨水反应生成碳酸氢铵,NH4HCO3受热分解为氨气、水、二氧化碳;化学链燃烧技术是利用载氧体(金属氧化物)将空气中的氧传输至燃料的新技术,该技术能有效实现CO2的捕集,图示是一种利用CuO/Cu2O作载氧体的化学链燃烧技术,Cu2O与氧气在空气反应器中反应生成CuO,氧化铜又与甲烷发生氧化还原反应生成氧化亚铜、水、二氧化碳;据此作答。
(1)依据分析,不符合低碳理念的是露天焚烧生活垃圾;
(2)NH4HCO3受热分解为氨气、水、二氧化碳,依据图示,可循环使用的是氨气,化学式为NH3;温度过高会降低CO2和NH3的溶解度,加之产物NH4HCO3受热易分解,不利于二氧化碳的捕获,所以氨水吸收室中反应温度不宜过高;碳酸氢铵属于盐在溶液中完全电离,则氨水吸收CO2的离子方程式为:;
(3)化学链燃烧技术可以简单低能耗实现CO2分离和捕集,其原理是燃料反应器内生成的CO2不会被过量空气稀释,CO2浓度较高,通过冷凝去除其中的水蒸气,即可获得高纯度CO2;燃料反应器中发生的反应为氧化铜被甲烷还原为氧化亚铜,同时产生水和CO2,方程式为:;Mn2O3/Mn3O4载氧的原理为: ,1 g Mn3O4的载氧量,CuO/Cu2O载氧的原理为:,1 gCu2O的载氧量,则相比之下CuO/Cu2O作载氧体的优点是:单位质量的CuO/Cu2O载氧体载氧量比Mn2O3/Mn3O4更大。
16.(2025-2026高一上·江苏南京九校联合体·期中)钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。
(1)、、是重要的化工原料,具有多种用途。
①将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号),上述离子中有一种离子数目明显减少,减少的原因是 (用离子方程式表示)。
②在空气中容易变质,除了与水蒸气反应外,还可能会发生哪个反应,请写出该反应的化学方程式 。
③某小组设计如下实验测定a克久置的的质量分数。
向A中加入一定质量的样品,加入少量,再加入足量的水,收集产生的气体并测量体积,计算过氧化钠的质量分数。与水类似,硫酸也能与过氧化钠发生类似反应,若用足量的稀硫酸替代上述方案中的水,其他测定条件不变,则测量结果会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)联合制碱法的主要工艺流程如下图所示(部分物质已略去)。
已知:氯化铵在加热条件下生成氨气和氯化氢。
①由工艺流程图可知可以循环使用的物质有 (填化学式)。
②写出碳酸化过程中发生反应的化学方程式: 。
③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl,为检验杂质的存在,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后, 。
④为了检验某含有杂质的样品的纯度,取54.8g碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末样品,将其分成两等份。取其中一份加热到质量不再改变,冷却后称其质量为21.2g。该样品中的纯度是 。(写出计算过程)
【答案】(1)① ② ③ ④ 偏大 (2)① 、 ② ③ 加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银,若产生白色沉淀,则含有NaCl ④ 38.7%
【解析】联合制碱法的主要工艺流程:饱和氯化钠溶液中先通入氨气,使溶液呈碱性,再通入二氧化碳气体,生成碳酸氢钠,由于碳酸氢钠在水中溶解度较小,部分以固体形式析出,过滤后得碳酸氢钠固体和含碳酸氢钠滤液;碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;母液中通入氨气生成副产物氯化铵。
(1)①投入到溶液中发生反应,产生的与反应,离子方程式是,溶液中、、数目都因此改变,只有数目不变;
②在空气中容易变质,除了与水蒸气反应外,还与空气中的反应,反应的化学方程式为;
③ 过氧化钠与足量水反应产生氧气,利用产生的氧气体积计算过氧化钠的质量分数,若用足量的稀硫酸替代上述方案中的水,硫酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳,生成气体的体积偏大,其他测定条件不变,则测量结果会偏大;
(2)① 由图可知,可以循环使用的物质有、
② 碳酸化过程中,将二氧化碳和氨气通入饱和食盐水中所发生反应为;
③ 该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl,可以用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后,加足量的稀硝酸至无气泡,再加硝酸银,产生白色沉淀,则含有NaCl;
④ 54.8 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末样品,将其分成两等份,每份质量为27.4 g,设其中一份的质量为,的质量为
,解得,该样品中的纯度是
17.(2025-2026高一上·江苏镇江·期中)以电石渣[主要成分为和]为原料制备的流程如下:
已知:①易溶于水和乙醇。②可溶于水和碱溶液,难溶于乙醇,其固体在高温下易分解。③氯化过程装置如图-1所示,相关物质的溶解度随温度变化如图-2所示。
(1)提高转化为的转化率的可行措施有 (填序号)。
A.适当加快通入速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使完全溶解
(2)氯化过程中生成的总反应:,以上反应,每消耗,转移电子的物质的量为 。
(3)如图-1烧杯中过量溶液的作用是 ,反应后的溶液 (填字母)。
A.呈酸性 B.呈碱性 C.有氧化性 D.有漂白性
(4)向滤液中加入稍过量固体可将转化为的原因是 。
(5)从转化后的滤液中获得晶体操作为 、过滤、用乙醇洗涤、干燥。所得晶体中混有的杂质可能为 (填化学式)。
【答案】(1)B (2)2mol (3)① 除去反应过程中过量的 ② BCD (4)室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其它晶体 (5)① 蒸发浓缩、冷却结晶 ② KCl、
【解析】电石渣加水打成浆状,加入进行“氯化”,与浆状的反应生成和,过滤掉滤渣后加入KCl进行“转化”,将转化为。
(1)A.适当加快通入速率,会让来不及反应就被带出反应体系,导致转化为的转化率降低,A不符合题意;
B.充分搅拌浆料增大反应接触机会,可提高转化为的转化率,B符合题意;
C.加水使完全溶解会大幅降低反应物浓度,减慢反应速率,不利于氯气的转化为,C不符合题意;
故选B。
(2)该反应的6 mol Cl2中,有1 mol失电子生成转移,有5 mol得电子生成转移,按照此反应以上反应,故每消耗,转移电子的物质的量为。
(3)图-1的三颈烧瓶中是石灰浆与氯气反应,未反应的氯气进入烧杯中被吸收,故烧杯中过量溶液的作用是除去反应过程中过量的。
吸收反应方程式为,NaOH过量故反应后的溶液显碱性,NaClO具有强氧化性和漂白性,综上选BCD。
(4)根据描述稍过量固体可将转化为,方程式表示为,复分解反应需要有气体、沉淀、或弱电解生成,结合图-2可知,反应的原因是室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其它晶体。
(5)一般获得晶体的方法是通过冷却结晶,从转化后的滤液中获得晶体操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥。
根据(4)分析,所得晶体中混有的杂质可能为KCl、。
18.(2025-2026高一上·江苏镇江·期中)以低品位铜矿(主要成分为CuS、和铁的氧化物等)为原料制备氯化亚铜(CuCl)步骤如下:
已知:为白色晶体,微溶于水,难溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化,易与形成可溶的。
Ⅰ.氧化浸取。铜元素全部转化为,铁元素全部转化为,锰元素转化为。
(1)CuS参加反应生成单质S的化学方程式为 。
(2)为提高铜元素的浸出率,从改变反应物浓度的角度,可以 。
Ⅱ.除铁、锰
(3)依次用氨水沉铁、用氨水-混合溶液沉锰。向除去铁元素后的溶液中滴加氨水-混合溶液,反应至充分转化为沉淀,过滤,所得滤渣的主要成分为和 (写化学式)。
Ⅲ.还原。溶液、NaCl溶液和溶液反应生成沉淀。
(4)还原过程中氧化剂为 (写化学式)。
(5)如图所示,已知,和其他条件相同时,后,随着的增大产率降低的原因是 。
(6)如图所示,其他条件相同时,60min后CuCl产率随反应时间延长而降低的原因是 。
Ⅳ.用硫酸铜溶液制备高纯CuCl
(7)补充完整实验方案:取一定体积溶液于烧杯中, ,过滤, 得高纯产品。(实验中必须使用的试剂和设备:和混合溶液,乙醇,真空干燥箱)
【答案】(1) (2)适当提高硫酸浓度 (3)、 (4) (5)随着反应的进行,易与过多的形成可溶的,产率下降 (6)60 min后反应时间延长,CuCl被空气中的氧化,CuCl产率下降 (7)① 边搅拌边向溶液中滴加和混合溶液,至溶液蓝色褪去 ② 用乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥
【解析】低品位铜矿先进行氧化浸取,将、中的铜元素转化为,铁元素转化为,锰元素转化为;除铁、锰过程通过调节pH沉淀,再用氨水-混合溶液沉淀;随后通过还原步骤将还原为沉淀;最后进行后续处理,得到产品,据此分析。
(1)根据题目,氧化浸取过程中,被氧化,被氧化为单质,被还原为,同时,溶液中存在,提供和,故方程式为;
(2)根据氧化浸取的反应,和需要与、充分接触才能完全反应,提高反应物浓度可以加快反应速率,使反应更完全,故可增大硫酸的浓度(即增加的量),提供更多的和,促进反应进行;
(3)在氧化浸取后,溶液中主要含有、、等离子,先用氨水沉铁,与氨水反应生成沉淀,加入氨水-混合溶液沉锰,与反应生成沉淀,以及氧化浸取过程中生成的硫沉淀;
(4)还原步骤中,、、反应生成,反应方程式可表示为,在此反应中,被还原为,从+4价被氧化为+6价,因此,氧化剂是;
(5)由题已知:易与形成可溶的,随着增大,溶液中浓度增大,,易与过多的形成可溶的,产率下降;
(6)已知易被氧化,所以随着反应时间增长,生成的沉淀与空气接触的时间就越久,越容易被氧气氧化,使得产率下降;
(7)补充完整的实验方案为:取一定体积溶液于烧杯中,边搅拌边缓慢加入一定量的和混合溶液,直至溶液蓝色褪去后进行过滤,然后用乙醇洗涤沉淀2~3次,置于真空干燥箱中干燥,得到高纯产品。
19.(2025-2026高一上·江苏常州·期中)一种利用废铜渣(主要成分,及少量、等杂质)制备铜单质的流程如下:
已知:转化后的化学反应方程式为。
(1)酸浸过程,得到的滤渣为 。
(2)沉铁过程,得到的氢氧化铁洗涤之后重复利用。洗涤沉淀的方法是 。(洗涤剂:蒸馏水)
(3)“转化”后检验是否洗涤干净的方法:取最后一次洗涤液, (填写实验操作与现象),则证明洗涤干净。
(4)可以利用得到的氢氧化铁制备。
已知:易溶于水,不溶于乙醇,在空气中极易被氧化;加热至70~73℃失去3分子水,至80~123℃失去6分子水,至156℃以上转变成碱式硫酸铁。
系列操作之后,得到溶液,溶液在氮气环境中 、 、过滤,醇洗,干燥得到晶体。用乙醇洗涤晶体而不选用蒸馏水的原因是 。(已知晶体的溶解度如图所示)
【答案】(1) (2)向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,待水流尽,重复2~3次 (3)向洗涤液中滴加BaCl₂溶液,若无白色沉淀产生,则洗净,反之未洗净 (4)① 蒸发浓缩 ② 冷却结晶 ③ 减少FeSO₄溶解损失,防止Fe²⁺被氧化
【解析】由题干中已知信息可知,废铜渣中主要含有铁、铜、硅三种元素,酸浸过程中将铁、铜元素转变为金属离子,二氧化硅不与硫酸反应,且不溶于水,即为滤渣;加入氨水调节pH值可使铁离子转变为沉淀,同时保证铜离子不被沉淀;通入二氧化硫后将铜离子转化为,经转化步骤后,得到单质铜。
(1)酸浸使用稀硫酸处理废铜渣(主要成分CuO,含少量Fe₂O₃、SiO₂),CuO 和Fe₂O₃会与酸反应生成CuSO₄和Fe₂(SO₄)₃进入溶液,SiO₂不溶于酸,因此滤渣为SiO₂;
(2)沉铁过程是加入NaOH使Fe³⁺沉淀为Fe(OH)₃,防止沉淀表面粘有可溶性离子,采用洗涤方法除去沉淀表面的可溶性离子,洗涤沉淀的通用方法:向盛有沉淀的漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流尽后,重复操作2~3次;
(3)“转化”后得到Cu粉,可能附着等可溶性杂质,故检验方法:取最后一次洗涤液,滴加BaCl₂溶液,无白色沉淀产生,说明已洗净;
(4)从Fe(OH)₃出发,需先加酸溶解,再加铁粉还原Fe³⁺ → Fe²⁺,得到FeSO₄溶液,将溶液在 N₂ 环境中蒸发浓缩(避免高温氧化)冷却结晶(利用溶解度随温度下降而降低);用乙醇洗涤的原因:FeSO₄在乙醇中溶解度小,可减少溶解损失;乙醇易挥发,便于快速干燥,同时避免Fe²⁺接触水被氧化。
试卷第1页,共3页
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专题08 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·江苏盐城阜宁 滨海 射阳三校·期中)硝酸钙晶体[Ca(NO3)2·4H2O]常用于电子、仪表及冶金工业。一种利用CaO制备Ca(NO3)2·4H2O的流程如下:
(1)“制浆”过程中发生反应的化学方程式是 。
(2)“气体X”的化学式是 。
(3)Ca(NO3)2·4H2O的溶解度随温度变化的曲线如图所示。“酸化”后制取Ca(NO3)2·4H2O的操作主要包括加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。实验室过滤操作必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
2.(2025-2026高一上·江苏苏州部分学校·期中)钠元素及其化合物在工农业生产中有重要的应用。
(1)是一种重要的制氧剂,某课外活动小组设计了如图所示装置,验证与反应时需要与水接触。
a、其中②中试剂为 ,⑤中发生的主要反应化学方程式为 。
b、实验过程中,关闭 ,打开 ,带火星的木条复燃,证实与反应时需要与水接触。
Ⅱ.纯碱是一种重要的工业产品,我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程如图所示:
资料:
ⅰ.沉淀池中的反应为
ⅱ.溶解度
物质
NaCl
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(2)生产时应往沉淀池中先后通入两种气体,先通入的气体为 ,上述流程中X物质的化学式 。
(3)请写出的电离方程式: ;请写出煅烧炉中发生反应的化学反应方程式: 。
(4)请设计实验检验产品中是否含有NaCl: 。
(5)下列说法正确的是_______(填字母)。
A. 沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小
B. 滤液中主要含有NaCl、和
C. 使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环A
D. 副产品做氮肥可以与草木灰混用以增强肥效
3.(2025-2026高一上·江苏盐城五校·期中)铁及其化合物在生产、生活和生命科学中具有广泛而重要的应用。
I.硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁红、铁系催化剂等。以绿矾(主要成分,部分已被氧化为)为原料,生产铁红(Fe2O3),工艺流程如下:
(1)“转化”过程中,加入粉的目的是 。
(2)“结晶”时,控制温度在75℃左右进行(相关物质的溶解度见下图),从溶液中析出的晶体是 (填化学式)。
(3)利用“滤液”将工业废水中的还原为,然后投加石灰乳,使转化为,理论上完全反应消耗的n(FeSO4):n()= 。
Ⅱ.在气氛中,的脱水热分解过程如下图所示:
(失重比%:失水质量÷起始质量)
(4)上述的脱水热分解过程,选择在气氛中进行,而非空气。其目的是 。
(5)根据上述实验结果,可知Y= 。
(6)将置入真空刚性容器中,“煅烧”生成铁红、SO2和SO3,其化学方程式为 。
Ⅲ.高铁酸盐(其中Fe元素显+6价)具有极强的氧化性,可作水处理剂。
已知:将溶液酸化时,迅速分解而转化为并放出;酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。
(7)工业上将过氧化钠和硫酸亚铁依次投入反应釜中,发生反应的化学方程式为,上述反应每生成2mol,转移 mol,在该反应中的氧化产物有 。
(8)高铁酸盐可用于氧化去除高氯(含高浓度)废水中的有机物。以处理高氯废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是 。
4.(2025-2026高一上·江苏省高邮中学·期中)I.以食盐水为原料制Cl2
(1)除去粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子。
①通常用化学沉淀法除去,除杂时下列试剂加入顺序合理的是 。
①NaOH溶液②BaCl2溶液③盐酸④Na2CO3溶液
A.②①④③ B.④②①③ C.①④②③ D.①②④③
②除去时,判断已沉淀完全的方法是 。
③除去Mg2+时,发生反应的离子方程式为 。
(2)电解饱和食盐水。
①写出该方法制Cl2的化学反应方程式 ,当转移电子的物质的量为1mol时,理论上产生Cl2在标况下的体积为 。
②电解时有少量O2产生,则电解产生的n(H2)∶n(Cl2) (填“>”或“<”或“=”)1:1。
③电解后的溶液中产生少量ClO-的可能原因是 (用化学方程式表示)。
II.实验室用海带制备碘单质的流程如下:
(3)通氯后获得I2,说明 性Cl2 I2。(前一空填“氧化”或“还原”,后一空填“>”或“<”或“=”)。
(4)实验室进行有机溶剂萃取水中I2的实验:
①须使用的玻璃仪器有 、烧杯。
②选择的萃取剂必须满足: 。
5.(2025-2026高一上·江苏常州六校·期中)白炭黑(SiO2⋅nH2O)比表面积大,化学性质稳定,广泛用于塑料、纸张和药品生产。工业制备白炭黑的流程如下。
已知:①碳酸氢铵性质不稳定,35℃以上开始分解,60℃分解完全。
②Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,能与氯化铵反应,其化学方程式为2NH4Cl+Na2SiO3=2NaCl+2NH3↑+SiO2↓+H2O。回答下列问题:
(1)在过滤操作中,下列玻璃仪器不需要用到的是 (填名称)。
(2)反应Ⅰ需控温在30~35℃,温度不宜过高或过低的原因是 。
(3)“调节pH”操作中发生反应的化学方程式为 。
(4)“固液分离”后,白炭黑是否洗净,可通过检测最后一次洗涤后的滤液中是否存在 (填离子符号)来判断,具体操作是 。
(5)上述工艺中循环利用的物质有 。
6.(2025-2026高一上·江苏省连云港市新浦中学等9校·期中)食盐是一种重要的工业原料,可以制备多种物质。“侯氏制碱法”是将二氧化碳通入氨化的食盐饱和溶液中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出:。过滤得到的碳酸氢钠晶体,经洗涤、灼烧分解后生成碳酸钠。部分物质的溶解度曲线如图所示。
(1)“侯氏制碱法”的原料中除NaCl外,属于电解质的是 。(填化学式)
(2)碳酸氢钠晶体受热分解后生成碳酸钠的化学方程式为 。
(3)检验洗涤干净的操作是 。
(4)滤液中除含有大量外,还含有少量的和。设计实验方案提纯样品: ,冰水洗涤,低温干燥。(实验中必须用到的试剂:盐酸)
(5)图中碳酸氢钠的溶解度在后无数据的原因可能是 。
7.(2025-2026高一上·江苏苏州阳光调研·期中)高铁酸钠是一种多功能净水剂,主要用于处理废水。工业上制备高铁酸钠有多种方法。
1.干法制备:用、、混合加热,得到、和水。
(1)写出干法制备的化学反应方程式: 。
(2)当反应过程中转移12 mol电子时,制得的物质的量为 。
II.湿法制备:反应原理为,实验装置如下图所示:
已知:①实验室可用浓盐酸与反应制取氯气,酸性条件下,被还原至+2价。
②氯气与碱反应放热,且在较高温度下有氯酸盐生成。
③可溶于水,难溶于乙醇,在碱中溶解度较小,且碱浓度越大,溶解度越小。
④NaCl难溶于乙醇
⑤酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。
(3)浓盐酸与反应制取氯气,氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(4)①实验过程中C装置应放在冰水浴中,其目的是 。
②D装置中发生的化学反应方程式为 。
(5)提纯粗产品[含有等杂质]的实验方案为:向粗产品中 ,干燥(实验中可选用的试剂有:稀溶液、饱和溶液、乙醇)。
(6)处理高氯(含高浓度)废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是 。
8.(2025-2026高一上·江苏徐州·期中)钠元素在自然界中以多种化合物的形式存在,钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。
(1)、、是重要的化工原料,具有多种用途。
①可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源,请写出与反应的化学方程式 。
②将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号),上述离子中有一种离子数目明显减少,减少的原因是 (用离子方程式表示)。
③查阅资料知:在一定条件下可以转化为,亚硝酸钠外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂。误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒,误食后可服用维生素解毒。下列分析不正确的是 (填序号)。
A.发生还原反应 B.是还原剂
C.维生素C具有还原性 D.还原性:维生素
(2)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如下图所示(部分物质已略去)。
①操作①需要的玻璃仪器有 。
②下列联合制碱法流程说法正确的是 (填字母)。
A.可以循环使用
B.副产物可用作肥料
C.溶液中一定含有、、
③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质,为检验杂质的存在,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后, 。
9.(2025-2026高一上·江苏南通·期中)用软锰矿(主要成分为,含少量、、)制备高纯的工艺流程如图所示:
(1)“酸浸”后的溶液中的主要含有、、、、。
①“酸浸”时一般先将软锰矿进行粉碎,其目的是 。
②写出“酸浸”时和发生反应的离子方程式 。
(2)“氧化”过程中发现,使用的的物质的量远大于理论用量,原因是 。
(3)“除杂”过程是通过调节pH值,使杂质离子形成沉淀。滤渣的成分是 。
(4)“沉锰”时,发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉锰”后过滤得到的需洗涤,判断已洗涤干净的实验方法是 。
10.(2025-2026高一上·江苏宿迁·期中)二氧化碳、甲烷的捕集与利用对环境和能源具有重要意义。
(1)一种捕集烟气中的过程如图所示。
①“吸收”时将KOH溶液喷成雾状的目的是 。
②若用1.6L1.0mol·L-1的KOH溶液吸收35.2g,理论上所得溶液中溶质为 (填化学式)。
③若“吸收”时KOH完全转化为,则“转化”的化学方程式为 。
(2)一种将甲烷转化为合成气(和CO)的原理如图所示。
①反应器Ⅰ、Ⅱ中元素化合价一直未发生变化的是 (填元素符号)
②反应器Ⅱ中的化学反应方程式为 。
③若1mol参加反应,则所得合成气在标准状况下的体积为 L。
11.(2025-2026高一上·江苏盐城集团校·期中)海水中有丰富的食盐资源,工业上以粗盐水、氨等为原料来制备碳酸钠。
I.粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO)提纯
(1)粗盐提纯的流程如下:
①试剂X为 (填化学式)。
②“沉淀”的成分为CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4和 。
③“滤液”中加入稀盐酸有气泡生成,写出该反应的离子方程式 。
④提纯过程中需要用到稀盐酸,现需要用浓盐酸配制500mL 0.2 mol·L-1的HCl溶液,盛有浓盐酸的标签如图所示:
浓盐酸密度:1.19g/cm3HCl质量分数:36.5%
则使用量筒量取浓盐酸的体积为 。
II.模拟“联合制碱法”制备纯碱
(2)由NaCl为原料制备纯碱的流程如图所示。
①“煅烧”过程中发生反应的反应类型是 。
②过滤后需将NaHCO3晶体进行洗涤,证明NaHCO3已洗涤干净的操作为 。
③将“母液Ⅱ”循环进入“沉淀池”,是联合制碱法的关键。向“母液Ⅰ”中通入氨气增大了c(NH),从而促进了NH4Cl的析出;同时使NaHCO3转化为溶解度相对较大的Na2CO3,增大了钠盐在水中的溶解度,减少了分离NH4Cl时Na+的损耗,从而极大地提高Na+的循环利用率。
写出“吸氨”过程中发生反应的离子方程式 。
④若煅烧过程加热不充分,所得纯碱中常含有NaHCO3。取33.6 g NaHCO3固体,加热一段时间,将剩余固体均匀分成四等份,分别取四份固体进行实验。下列能够说明NaHCO3固体已经反应完全的是 (填字母序号)。
A.加水溶解后向其中滴加酚酞,溶液变红
B.加水溶解后向其中滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
C.称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量保持不变
D.加入稍过量的盐酸,充分反应后将溶液蒸干,所得固体质量为5.85 g
12.(2025-2026高一上·江苏盐城集团校·期中)工业尾气中的含硫化合物(SO2、H2S等)会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)由NaClO碱性废水处理吸收含SO2烟气的流程如图-1所示:
①吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触的优点是 。
②该过程中发生氧化还原反应的离子方程式为 。
③廉价的Ca(ClO)2不能代替NaClO作脱硫剂,原因是 。
(2)用Na2CO3溶液脱除SO2。已知含硫物种(即水溶液中H2SO3、HSO、SO)随pH变化如图-2所示。
①当用Na2CO3溶液吸收SO2至溶液的pH为4时,发生反应的离子方程式为 。
②当pH=1.5时,溶液中c(HSO) c(H2SO3)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种铁基脱硫剂脱除硫化氢(H2S)的方法包括吸收和再生两个阶段,其工艺流程原理如图-3所示:
①X微粒为 (填粒子符号)。
②当铁基脱硫剂吸收标况下448 mL H2S时,若要保证铁基脱硫剂再生完全,则所通入的O2的质量为 。
13.(2025-2026高一上·江苏苏州部分学校·期中)MnO2是重要的化工原料,由软锰矿(主要成分为MnO2,主要杂质有Al2O3和SiO2)制备MnO2的一种工艺流程如下:
资料:①该工艺条件下MnO2与H2SO4不反应。
②部分金属阳离子沉淀的pH(25℃)。
Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
(1)“溶出”前,软锰矿需要进行研磨的目的 。
(2)“溶出”时,Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示。
①Ⅱ是从软锰矿石中溶出Mn2+的主要反应,反应的化学方程式是 。
②若Fe2+全部来自于反应Fe+2H2SO4=FeSO4+H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2,而实际比值约0.9小于2,原因是 。
(3)“纯化”时,先向溶出液中加入MnO2,将溶液中Fe2+氧化;再加入NH3·H2O调节溶液pH,使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去。适宜调节的pH范围是 。
(4)“纯化”后,过滤所得的滤渣中含有Al(OH)3和Fe(OH)3,实验室欲以该滤渣为原料制备少量Fe2O3,实验操作为:取少量滤渣放入烧杯中, ,灼烧沉淀得到Fe2O3.(须使用的试剂:6mol·L-1 NaOH溶液)
(5)向4.350g所得MnO2产品中依次加入足量6.700g Na2C2O4和足量稀H2SO4,加热至充分反应,再用0.02000mol·L-1 KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL。计算该产品中MnO2的纯度 (杂质不参加反应,写出计算过程)。
已知过程中发生的反应为:MnO2++H+→Mn2++CO2↑+H2O(未配平);
++H+→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。
14.(2025-2026高一上·江苏苏州阳光调研·期中)亚氯酸钠、“84”消毒液(有效成分)和二氯异氰尿酸钠都是常用的杀菌消毒剂。
I.过氧化氢法制备固体的流程如下图所示:
(1)制备气体
①“废液”中回收得到的主要物质是 (填化学式)。
②也可改用其他物质代替,最宜选用 (填字母)。
A. B.酸性高锰酸钾 C.金属锌
(2)吸收气体
①写出吸收塔中发生反应的化学方程式: 。
②“吸收塔”中需要控制温度不超过20℃,原因是 。
II.某“84”消毒液瓶体部分标签如图所示,请回答下列问题:
84消毒液【有效成分】NaClO【规格】1000 mL【质量分数】24%【密度】1.18 g·cm-3
(3)此“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度约为 (计算结果保留一位小数)。
(4)将“84”消毒液按一定比例稀释,并将稀释液放置在空气中一段时间。在此过程中测定溶液的氧化还原电势变化如下图所示(已知:氧化还原电势越大,氧化性越强)。该曲线变化的原因是 。
III.二氯异氰尿酸钠作为消毒剂,优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。
准确称取样品,配成溶液;取上述溶液,加入适量稀硫酸和过量溶液,密封在暗处静置;用标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗溶液20.00 mL。
已知:①样品的有效氯
②实验检测原理为:
(5)通过计算判断该样品是否为优质品(写出计算过程)。
(6)若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值 (填“偏高”或“偏低”)。
15.(2025-2026高一上·江苏南通·期中)的捕捉和利用对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要意义。
(1)下列做法不符合“低碳生活”理念的是_______。
A. 减少化石燃料使用 B. 大力开展植树造林 C. 大力发展风力发电 D. 露天焚烧生活垃圾
(2)的捕集:工业上可用氨水()溶液捕集烟气中的。氨水捕集的实验流程如下。
①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。
②氨水吸收室中反应温度不宜过高,原因是 。
③写出氨水吸收的离子方程式 。
(3)化学链燃烧技术是利用载氧体(金属氧化物)将空气中的氧传输至燃料的新技术。该技术能有效实现的捕集。一种利用作载氧体的化学链燃烧技术原理如下图所示。
①化学链燃烧技术可以简单低能耗实现分离和捕集,其原理是 。
②写出燃料反应器中发生反应的化学方程式 。
③也可作载氧体,相比之下作载氧体的优点是 。
16.(2025-2026高一上·江苏南京九校联合体·期中)钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。
(1)、、是重要的化工原料,具有多种用途。
①将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号),上述离子中有一种离子数目明显减少,减少的原因是 (用离子方程式表示)。
②在空气中容易变质,除了与水蒸气反应外,还可能会发生哪个反应,请写出该反应的化学方程式 。
③某小组设计如下实验测定a克久置的的质量分数。
向A中加入一定质量的样品,加入少量,再加入足量的水,收集产生的气体并测量体积,计算过氧化钠的质量分数。与水类似,硫酸也能与过氧化钠发生类似反应,若用足量的稀硫酸替代上述方案中的水,其他测定条件不变,则测量结果会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)联合制碱法的主要工艺流程如下图所示(部分物质已略去)。
已知:氯化铵在加热条件下生成氨气和氯化氢。
①由工艺流程图可知可以循环使用的物质有 (填化学式)。
②写出碳酸化过程中发生反应的化学方程式: 。
③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl,为检验杂质的存在,简单的检验方案是:取少量试样溶于水后, 。
④为了检验某含有杂质的样品的纯度,取54.8g碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末样品,将其分成两等份。取其中一份加热到质量不再改变,冷却后称其质量为21.2g。该样品中的纯度是 。(写出计算过程)
17.(2025-2026高一上·江苏镇江·期中)以电石渣[主要成分为和]为原料制备的流程如下:
已知:①易溶于水和乙醇。②可溶于水和碱溶液,难溶于乙醇,其固体在高温下易分解。③氯化过程装置如图-1所示,相关物质的溶解度随温度变化如图-2所示。
(1)提高转化为的转化率的可行措施有 (填序号)。
A.适当加快通入速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使完全溶解
(2)氯化过程中生成的总反应:,以上反应,每消耗,转移电子的物质的量为 。
(3)如图-1烧杯中过量溶液的作用是 ,反应后的溶液 (填字母)。
A.呈酸性 B.呈碱性 C.有氧化性 D.有漂白性
(4)向滤液中加入稍过量固体可将转化为的原因是 。
(5)从转化后的滤液中获得晶体操作为 、过滤、用乙醇洗涤、干燥。所得晶体中混有的杂质可能为 (填化学式)。
18.(2025-2026高一上·江苏镇江·期中)以低品位铜矿(主要成分为CuS、和铁的氧化物等)为原料制备氯化亚铜(CuCl)步骤如下:
已知:为白色晶体,微溶于水,难溶于乙醇,在潮湿的空气中易被氧化,易与形成可溶的。
Ⅰ.氧化浸取。铜元素全部转化为,铁元素全部转化为,锰元素转化为。
(1)CuS参加反应生成单质S的化学方程式为 。
(2)为提高铜元素的浸出率,从改变反应物浓度的角度,可以 。
Ⅱ.除铁、锰
(3)依次用氨水沉铁、用氨水-混合溶液沉锰。向除去铁元素后的溶液中滴加氨水-混合溶液,反应至充分转化为沉淀,过滤,所得滤渣的主要成分为和 (写化学式)。
Ⅲ.还原。溶液、NaCl溶液和溶液反应生成沉淀。
(4)还原过程中氧化剂为 (写化学式)。
(5)如图所示,已知,和其他条件相同时,后,随着的增大产率降低的原因是 。
(6)如图所示,其他条件相同时,60min后CuCl产率随反应时间延长而降低的原因是 。
Ⅳ.用硫酸铜溶液制备高纯CuCl
(7)补充完整实验方案:取一定体积溶液于烧杯中, ,过滤, 得高纯产品。(实验中必须使用的试剂和设备:和混合溶液,乙醇,真空干燥箱)
19.(2025-2026高一上·江苏常州·期中)一种利用废铜渣(主要成分,及少量、等杂质)制备铜单质的流程如下:
已知:转化后的化学反应方程式为。
(1)酸浸过程,得到的滤渣为 。
(2)沉铁过程,得到的氢氧化铁洗涤之后重复利用。洗涤沉淀的方法是 。(洗涤剂:蒸馏水)
(3)“转化”后检验是否洗涤干净的方法:取最后一次洗涤液, (填写实验操作与现象),则证明洗涤干净。
(4)可以利用得到的氢氧化铁制备。
已知:易溶于水,不溶于乙醇,在空气中极易被氧化;加热至70~73℃失去3分子水,至80~123℃失去6分子水,至156℃以上转变成碱式硫酸铁。
系列操作之后,得到溶液,溶液在氮气环境中 、 、过滤,醇洗,干燥得到晶体。用乙醇洗涤晶体而不选用蒸馏水的原因是 。(已知晶体的溶解度如图所示)
试卷第1页,共3页
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