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专题08 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·广西来宾高中学·期中)按照要求回答下列问题:
Ⅰ、现有下列10种物质:①铝 ②纯醋酸 ③ ④稀 ⑤溶液 ⑥氨水 ⑦HCl ⑧固体 ⑨碳酸钙 ⑩淀粉溶液。
(1)上述物质中能导电的有 (填序号,下同),属于电解质的有 。
(2)向④中逐滴加入⑥溶液,反应的离子方程式是 。
(3)写出在熔融状态下的电离方程式 。
(4)的水溶液和淀粉溶液本质区别 。
Ⅱ、经检测,某化工厂排出的废水呈酸性,且其中含有大量、、、、,某化学社团小组成员欲除去废水样品中的和,最终得到中性溶液,设计的方案流程如图所示。回答下列问题。
(5)试剂a为 (写化学式)。
(6)“溶液3”所含的溶质阴离子主要有、 (写离子符号)。
(7)“分离操作”用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。
【答案】(1)① ① ④ ⑤ ⑥ ② ② ⑦ ⑧ ⑨ (2) (3) (4)分散质粒子直径大小不同 (5)NaOH (6) (7)① 漏斗 ② 玻璃棒
【解析】I.① 铝为金属,可导电,但属于单质;② 纯醋酸由分子组成,不导电,但在水溶液中导电,属于电解质;③在水溶液和熔融态均不导电,属于非电解质;④ 稀存在大量自由离子,可导电,但属于混合物;⑤溶液存在大量自由离子,可导电,但属于混合物;⑥ 氨水存在大量自由离子,可导电,但属于混合物;⑦HCl由分子组成,不导电,但在水溶液中导电,属于电解质;⑧属于盐,固体不导电,但在熔融态和水溶液均导电,属于电解质;⑨ 碳酸钙属于盐,固体不导电,但在熔融态和水溶液均导电,属于电解质;⑩ 淀粉溶液不存在自由移动离子,不导电,属于混合物。
Ⅱ.废水中含大量、、、、、,加入大量试剂a得到蓝色沉淀1即为,试剂a可以是溶液,且能消耗废水中的;经“分离操作”即过滤,然后向滤液中加入过量试剂即或,可与废水中的形成沉淀,过滤后再向溶液中加入过量试剂即,多余的可与形成沉淀,最后加入适量盐酸,可与过量的和反应使溶液呈中性,生成气体,溶液3中含、、。
(1)据分析,上述物质中能导电的有① ④ ⑤ ⑥ ,属于电解质的有② ⑦ ⑧ ⑨ 。
(2)向④ 稀中逐滴加入⑥ 氨水溶液,发生反应的离子方程式是:。
(3)在熔融状态下的电离方程式为。
(4)淀粉溶液为胶体,与KOH水溶液的本质区别是分散质粒子直径大小不同。
(5)据分析,试剂a是。
(6)据分析,“溶液3”所含的溶质阴离子主要有和。
(7)据分析,“分离操作”即过滤,“过滤”操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
2.(2025-2026高一上·广西玉林博白县中学、北流高中等五校·期中)四氧化三钴(Co3O4)可作催化剂等。某项目小组模拟研究以含钴高炉渣(主要成分有Co2O3、Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO)制备Co3O4。
(1)成分研究:化合物 为不溶于强酸的非金属氧化物。
化学处理:样品经研磨、磁选后剩余固体进行分离处理,流程如图所示。
(2)“酸溶”中,Co2O3与H2O2反应生成无色气体的化学方程式为 。
(3)“酸溶”时,温度不宜过高,原因是 ;不用盐酸,因Co2O3会与盐酸作用产生 (填化学式)有毒气体,污染环境:所得溶液中含有的金属阳离子有Al3+、 。
(4)“滤渣1”的成分为SiO2和 。
(5)CoC2O4在不同温度和不同pH中的溶解度(S)曲线如图所示,为了提高CoC2O4的沉淀率,结晶过程中应控制的最佳条件为温度 ℃、溶液pH为 。
【答案】(1) (2) (3)① 防止受热分解 ② ③ 、 (4) (5)① 60 ② 8
【解析】样品中加硫酸、H2O2酸溶后,此时Co2O3被还原生成Co2+等,H2O2被氧化为O2等;Al2O3、Fe2O3溶解并生成Al3+、Fe3+,SiO2不溶,CaO转化为CaSO4沉淀;过滤后,往滤液中加入NaHCO3进行中和、沉淀,此时Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀;过滤后,将滤液中的Co2+转化为CoC2O4沉淀,据此解答。
(1)化合物SiO2为不溶于强酸的非金属氧化物;
(2)“酸溶”中,与H2O2反应生成无色气体(O2),Co3+转化为Co2+,依据得失电子守恒、原子守恒,可得出发生反应的化学方程式为;
(3)H2O2的热稳定性差,则“酸溶”时温度不宜过高,原因是:防止双氧水受热分解。不用盐酸,因具有强氧化性,会与盐酸作用产生Cl2气体,有毒,污染环境。由分析可知,所得溶液中含有的金属阳离子有Al3+、Fe3+、Co2+;
(4)由分析可知,“滤渣1”的成分为SiO2和CaSO4;
(5)由图可知,CoC2O4在pH为8、温度为60℃时溶解度最小,则为了提高其沉淀率,“一系列操作”过程中,结晶过程中应控制的最佳条件为pH为8,并控制温度为60℃。
3.(2025-2026高一上·广西玉林博白县中学、北流高中等五校·期中)侯氏制碱法是由中国化学工程师侯德榜先生所发明的一种高效、低成本的制碱方法,打破了当时欧美对制碱业的垄断。侯氏制碱法的工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)步骤①和②能否调换顺序: (填“能”或“否”),并说明原因: ;向饱和食盐水中通入NH3和CO2发生总反应的化学方程式为 。
(2)以上过程中能循环利用的物质有 (填化学式)。
(3)步骤④将得到的碳酸氢钠在300℃加热得到碳酸钠,可选择如图所示仪器中的______(填序号)。
A.
B.
C.
D.
(4)碳酸钠和碳酸氢钠在生产生活中有广泛的应用,下列有关说法正确的是______。
A. 通过化合反应可由碳酸钠制得碳酸氢钠
B. 两者溶液能使用澄清石灰水鉴别
C. 碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液均可用作食用碱
D. 盐酸分别滴加到等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中放出气体的速度:Na2CO3>NaHCO3
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有Cl-,取少量试样溶于水后,还需要的试剂有 。
(6)若制出的Na2CO3样品含有的杂质只有NaCl,向m g该样品中加入足量的CaCl2溶液,沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g,则该Na2CO3样品的纯度(质量分数)为 (用m、b来表示)。
【答案】(1)① 否 ② 在水中的溶解度较小,而极易溶于水,先通入使溶液呈碱性,有利于吸收更多的 ③ (2)、 (3)A (4)AC (5)稀硝酸、溶液 (6)(或 )
【解析】氨气先通入饱和食盐水,再通入二氧化碳,生成碳酸氢钠固体和氯化铵,经过过滤,得到碳酸氢钠固体和母液,对碳酸氢钠进行煅烧分解生成碳酸钠;母液中加入食盐晶体,通过降温结晶,得到氯化铵晶体和食盐水,由此分析回答下面问题。
(1)二氧化碳在饱和食盐水中溶解度较小,而氨气在饱和食盐水中溶解度大,更有利于吸收二氧化碳,在制备流程中先通入氨气的原因是氨气水溶性更好,先通入可使溶液呈碱性,有助于溶解更多的二氧化碳,故步骤① 和② 不能调换顺序;向饱和食盐水中通入 NH3和 CO2发生总反应的化学方程式为;
(2)从流程中可知,可循环利用,分离出副产品后的可循环利用。
(3)灼烧固体要用坩埚,反应完成后,将得到的碳酸氢钠在300℃加热得到碳酸钠,可选择坩埚,故答案为:A。
(4)A.碳酸钠和二氧化碳、水发生化合反应生成碳酸氢钠,A正确;
B.碳酸钠和碳酸氢钠均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,不能鉴别,B错误;
C.碳酸钠溶液和碳酸氢钠的水溶液都显碱性,均可用作食用碱,C正确;
D.根据离子反应:、可知,盐酸分别滴加到等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中放出气体的速度:NaHCO3>Na2CO3,D错误;
答案选AC。
(5)检验产品碳酸钠中是否含有Cl-,实质是检验溶液中的Cl-,为排除碳酸根对检验Cl-的干扰,需先加入足量稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀则证明含有Cl-,因此需要的试剂为稀硝酸和AgNO3溶液。
(6)向mg纯碱样品中加入足量的CaCl2溶液,发生反应:,得到CaCO3的质量为bg,关系式:,该纯碱样品的纯度为:或。
4.(2025-2026高一上·广西梧州·期中)某废旧金属材料中主要含有Fe、Cu、Al、FeO、、CuO,为节约和充分利用资源,通过如图所示工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。
(1)为了提升“碱浸”的效率,可采取的措施是 。
(2)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 。
(3)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有 ;试剂a是 (填写试剂化学式),操作Ⅲ是蒸发浓缩、 过滤、洗涤、干燥;
(4)若取2 mL滤液Ⅱ加入试管中,然后滴加NaOH溶液,产生的现象是 ;请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式: 。
(5)已知:,。若要定量测定所得绿矾的纯度,可通过如下方法:称取3.0 g样品用稀硫酸溶解,滴加的酸性溶液,恰好完全反应时,消耗酸性溶液的体积为20.00 mL,则的纯度为 。(结果保留一位小数点)
【答案】(1)适当升温、适当增大碱溶液的浓度,搅拌等 (2) (3)① 漏斗 ② Fe ③ 冷却结晶 (4)① 试管中先有白色絮状沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 ② (5)92.7%
【解析】将废旧金属材料“焙烧”的目的是将金属单质转化为氧化物,并除去可燃性有机物,然后碱浸将Al2O3转化为[Al(OH)4]-进入溶液Ⅰ中,滤渣Ⅰ进行酸浸同时加入过量的铁粉,使铁元素以Fe2+的形式进入溶液中, Cu 和过量的Fe被过滤出来,然后再酸浸过滤即可得到Cu,滤液Ⅱ中含有Fe2+,滤液Ⅱ需先加入少量稀硫酸再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4﹒7H2O晶体;
(1)为了提升“碱浸”的效率,可采取的措施是适当升温、适当增大碱溶液的浓度,搅拌等;
(2)“碱浸”时发生反应的固体为Al2O3,“碱浸”时发生反应的离子方程式为;
(3)操作Ⅰ、Ⅱ均为过滤,实验室中进行此操作时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
根据分析可知,试剂a是Fe,操作Ⅲ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)若取2 mL滤液Ⅱ加入试管中,然后滴加NaOH溶液,因其中含有亚铁离子,故产生的现象是试管中先有白色絮状沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;此过程中氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁属于氧化还原反应的化学方程式为;
(5)根据离子方程式,可知化学计量数关系:
,n(Fe2+)=0.01mol , 则的纯度为。
5.(2025-2026高一上·广西南宁市第十四中学·期中)侯德榜先生对索尔维制碱法进行了改进,将氨碱法和合成氨联合起来,其工艺流程图如下
I.根据以上流程回答下列问题:
(1)“侯氏制碱法”中沉淀池发生的反应原理是 。(用化学方程式表示)
(2)生产时,先向饱和溶液中通入较多的,再通入足量的,其原因是下列中的 。
a.比更易制取 b.的密度比大 c.使更易被吸收,加快反应速率
(3)流程中可循环使用的物质为 。(填化学式)
Ⅱ.某小组为了鉴别和两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示:
(4)①方法I逐滴加入稀盐酸 (填“能”或者“不能”)鉴别和。
②方法Ⅱ能鉴别和的现象是 。
Ⅲ.某小组利用下列装置继续对和的转化进行探究(夹持装置已略去,气密性已检验)。
(5)①试剂a为饱和溶液,其作用 。
②反应一段时间后,观察到饱和溶液中有细小晶体析出,其原因为 。
【答案】(1) (2)c (3)NaCl、 (4)① 能 ② 盛的装置比盛的装置反应剧烈且反应后的气球大 (5)① 除去中的HCl ② 与、水反应生成,的溶解度小于,且反应消耗了水,导致过饱和而析出晶体
【解析】、在高温、高压、催化剂的条件下合成氨气,然后在沉淀池中,先将先通入饱和食盐水中,使溶液显碱性,然后通入气体,发生反应:。将沉淀过滤出来,然后煅烧,发生分解反应 ,制取得到纯碱,分解产生的气体再加入到沉淀池中,用于物质的循环利用。向沉淀池中通入,可以得到副产品溶液。
(1)“侯氏制碱法”中沉淀池中的反应原理为。
(2)生产时,先向饱和食盐水中通入较多的,再通入足量的,可以使溶解度增大,反应产生更多的,从而得到沉淀,从而加快制取纯碱的反应速率,故答案选c。
(3)根据分析可知,流程中可循环使用的试剂为NaCl、。
(4)逐滴加入盐酸时,碳酸钠和盐酸反应先反应生成碳酸氢钠,开始时无二氧化碳生成,澄清石灰水不会变浑浊;若将盐酸滴入碳酸氢钠中,立即生成二氧化碳气体,澄清石灰水会浑浊,则方法Ⅰ能鉴别和;
等质量的碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应,碳酸氢钠与盐酸反应更剧烈,且产生二氧化碳的量更多,所以盛的装置比盛的装置反应剧烈且反应后的气球大。
(5)盐酸具有挥发性,制得的中会混有氯化氢气体,饱和碳酸氢钠溶液能与氯化氢反应,从而除去中的HCl;
二氧化碳与水和碳酸钠生成碳酸氢钠,由于碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以会有晶体析出。
6.(2025-2026高一上·广西南宁部分学校·期中)分类是研究物质性质的重要方法,图中对某些物质进行分类。
(1)写出与溶液反应的离子方程式: ,由该反应可推断为 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。
(2)某溶液中只可能大量含有、、、、、中的若干种,对其进行如下实验:
i:取少量该溶液于试管中,加入过量溶液,产生白色沉淀,过滤;
ii:向i中所得滤渣中加入足量盐酸,沉淀全部溶解,并有无色气体生成;
iii:向i中所得滤液中加入足量硝酸酸化后,再加入溶液,有白色沉淀生成,回答下列问题:
①无需实验即可推断溶液中一定不会大量存在的离子为 。
②通过实验i可知溶液中一定不会大量存在的离子为 。
③由实验ii可知溶液中一定不会大量存在的离子为 一定大量存在的离子为 ;实验ii向i加盐酸所发生的反应离子方程式为 。
④实验iii (填“能”或“不能”)说明该溶液中存在;若能请说明理由,若不能请简单设计实验证明该溶液中是否存在 。
【答案】(1)① ② 碱性 (2)① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 不能 ⑦ 取原溶液少许于试管中,先加入足量稀硝酸进行酸化,再滴加溶液,若有白色沉淀生成则证明原溶液中含有
【解析】某溶液中只可能大量含有K+、Ag+、、Ba2+、Cl-、、中的若干种的溶液中,则一定不会含有Ag+,因为Ag+和Cl-、、均会形成沉淀,且溶液为电中性的,则不能大量共存;溶液中加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定无Ba2+,过滤后所得滤渣中加入足量盐酸,沉淀全部溶解,并有无色气体生成,可知一定有,一定无,滤液中加入足量硝酸酸化后,再加入溶液,有白色沉淀生成,白色沉淀为AgCl,由于ⅰ反应过程加入了BaCl2,引入了Cl-,因此无法判断原溶液中是否含Cl-,溶液是呈电中性的,所以K+、至少含一种。所以溶液中一定有,一定无Ag+、Ba2+、,K+、至少含一种,无法判断是否含有Cl-,据此解答。
(1)为固体,书写离子方程式时不拆,属于强电解质,书写离子方程式时拆分,反应的离子方程式为;
根据反应推断能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物;
(2)①与、、在溶液中均不能大量共存,易生成难溶物,故无需实验即可推断溶液中一定不会大量存在的是;
② 加入过量溶液,生成白色沉淀,说明溶液中至少存在、中的一种,则原溶液中一定不会大量存在的是;
③ 由实验ii可得实验i中生成的沉淀全部溶解于盐酸,可判断沉淀为,溶液中一定不会大量存在的是;
因为白色沉淀是,所以溶液中一定大量存在的是;
实验ii中发生反应的离子方程式为;
④实验iii不能说明原溶液中存在;
要检验原溶液中是否存在,可取原溶液少许于试管中,先加入足量稀硝酸进行酸化,再滴加溶液,若有白色沉淀生成,证明溶液中含有。
7.(2025-2026高一上·广西示范性高中·期中)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。联合制碱法的主要过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)写出“沉淀池”中的化学方程式 ,母液中的副产品为 (填化学式)。
(2)循环II中物质X为 (填化学式),循环II的作用是 。
(3)某实验小组在实验室模拟“侯氏制碱法”
①请在A~E中选择合适的仪器制备,正确的连接顺序是a→ →g→h(按气流方向,用小写字母表示)。
A. B. C. D. E.
②实验开始前,应先检查 。
(4)①用制取的纯碱配制溶液,需用电子天平称量 固体(该电子天平称量时可精确到0.001 g)。
②电解质溶液能导电。向一定体积的溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示,下列分析正确的是 。
A.XY段溶液的导电能力不断减弱,说明不是电解质
B.a时刻溶液与稀硫酸恰好完全中和
C.Y处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
D.YZ段溶液的导电能力不断增大,主要是由于电离出的离子导电
【答案】(1)① ② NH4Cl (2)① CO2 ② 提高二氧化碳的利用率 (3)① e→f→b→c ② 装置的气密性 (4)① 2.120 ② BC
【解析】将氨气通入饱和食盐水中,再通入二氧化碳,发生反应;从沉淀池中分离出母液,向母液中加入氯化钠粉末等操作,使氯化铵充分析出并分离,提取出副产品氯化铵;将沉淀池中得到的碳酸氢钠固体转移至煅烧炉中,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,同时产生的二氧化碳作为循环物质X进入循环II,重新参与沉淀池反应,提高原料的利用率。
(1)沉淀池中饱和食盐水与、反应生成碳酸氢钠和氯化铵,化学方程式为;根据分析可知母液中的副产品为。
(2)根据分析可知,循环Ⅱ中的物质为,循环的作用为提高二氧化碳的利用率。
(3)①A中稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,生成的二氧化碳中含有,先通过饱和碳酸氢钠溶液除去,随后将从口通入装置,与雾化后的饱和铵盐水反应生成碳酸氢钠,最后多余的二氧化碳通入中被吸收,因此连接顺序为。
② 连接装置后,为保证实验顺利进行,需要检查装置的气密性。
(4)①的溶液中溶质的质量为,结合电子天平称量时可精确到,需称量。
② 溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子,稀硫酸和氢氧化钡生成水和硫酸钡沉淀,溶液中离子浓度减小,导电性减弱,恰好反应时溶液中几乎不存在自由移动的离子,导电性为零,继续滴加稀硫酸,稀硫酸过量电离出自由移动的氢离子、硫酸根离子,溶液导电性增强;
A.段二者发生反应,导致溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,是强电解质,A错误;
B.点的导电能力几乎为零,故该点为硫酸和氢氧化钡恰好完全反应生成硫酸钡和水,B正确;
C.溶液导电能力与离子浓度成正比,处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子,C正确;
D.YZ段稀硫酸过量,硫酸是强电解质,硫酸电离出的离子导致溶液中离子浓度增大,溶液的导电性逐渐增强,D错误;
故选BC。
8.(2025-2026高一上·广西·期中)漂白粉既可作漂白剂,又可用作消毒剂。一种以食盐水和石灰石为原料制备漂白粉的工艺流程如图所示。
已知:溶液M中的溶质为NaHCO3和Na2CO3。
请回答下列问题:
(1)电解食盐水的反应中,氧化剂为 (填化学式);气体a的化学式为 ;写出食盐在水中的电离方程式: 。
(2)漂白粉的有效成分是 (写物质的名称),写出反应1的化学方程式: 。
(3)下列说法正确的是_______(填标号)。
A. 反应2和反应3都不是氧化还原反应 B. Cl2在反应1中既作氧化剂又作还原剂
C. 石灰石易溶于水 D. CO2的水溶液不能导电
(4)为了测定溶液M中溶质的含量,同学们进行了如下实验:取100 mL溶液M,滴入稀盐酸,实验时产生气体的体积(已换算成标准状况)和滴入稀盐酸的体积的变化关系如图所示。
①0~a阶段发生反应的离子方程式为 。
②溶液M中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为 。
【答案】(1)① H2O ② H2 ③ (2)① 次氯酸钙 ② (3)AB (4)① ② 1:3
【解析】电解食盐水生成氢气、氯气和NaOH,氯气与石灰乳反应可制备漂白粉,漂白粉的有效成分为;煅烧石灰石得到氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成石灰乳,石灰乳的主要成分为,二氧化碳与NaOH溶液反应生成溶液M,溶液M中的溶质为Na2CO3、NaHCO3。
(1)电解食盐水的化学方程式为 ,水中的部分H元素的化合价降低,则氧化剂为H2O,气体a为H2,食盐为,属于强电解质,在水溶液中完全电离生成和,电离方程式为,故答案为H2O;为H2;。
(2)漂白粉的有效成分是次氯酸钙,反应1为氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学方程式为;故答案为次氯酸钙;。
(3)A.反应2为氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应3为氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和碳酸氢钠,各元素化合价均不改变,都不是氧化还原反应,A正确;
B.反应1为,Cl元素的化合价既升高(0→+1)又降低(0→-1),则Cl2既作氧化剂又作还原剂,B正确;
C.石灰石为碳酸钙,难溶于水,C错误;
D.CO2的水溶液为碳酸溶液,碳酸为弱电解质,在水中可部分电离出阴阳离子而使溶液导电,D错误;
故答案为AB。
(4)反应3为二氧化碳与NaOH反应,溶液M的溶质为Na2CO3、NaHCO3,加入稀盐酸的体积为0~90mL时无气体产生(0~a阶段),说明此阶段发生反应:,则溶液M中的===0.045 mol,a点以后NaHCO3(0~a阶段产生的NaHCO30.045 mol及原溶液中含有的NaHCO3)与稀盐酸发生反应:,由于二氧化碳的物质的量为=0.06 mol,则溶液M中的NaHCO3的物质的量为=0.015mol,故溶液M中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为0.015:0.045=1:3,故答案为;1:3。
9.(2025-2026高一上·广西玉林八校·期中)I.钠元素及其化合物在工农业生产中有重要的应用。
(1)Na2O2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CO2与Na2O2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CO2与Na2O2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NH4Cl的电离方程式: ,请写出煅烧炉中发生反应的化学方程式: 。
(4)请设计实验检验产品Na2CO3中是否含有NaCl: 。
(5)实验室模拟“侯氏制碱法”,下列操作未涉及的是___________。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)① 饱和NaHCO3溶液 ② ③ K2 ④ K1 (2)① NH3 ② CO2 (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)B
【解析】I. 验证 与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 用于除去二氧化碳气体中的氯化氢,应为饱和碳酸氢钠溶液,③ 应为浓硫酸,用于干燥二氧化碳,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。
II. 侯氏制碱法流程,因二氧化碳溶解度不大,则在沉淀池中,向饱和食盐水先通入(氨气极易溶于水),后通入 (二氧化碳溶解度不大),有利于析出,沉淀池中发生的反应为:,母液中含氯化铵,可循环使用,煅烧炉中发生: ,X 为二氧化碳,可循环使用。
(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 中发生的主要化学方程式为: ;
b.实验过程中,关闭 K2、打开 K1,生成的未被干燥,带火星的木条复燃,证实 与反应时需要与水接触;
(2)生产时应向沉淀池中先后通入两种气体,向饱和食盐水先通入(氨气极易溶于水),后通入 (二氧化碳溶解度不大),煅烧炉中发生反应: ,X 为二氧化碳,可循环使用;
(3)的电离方程式:,煅烧炉中发生反应的化学方程式为: ;
(4)实验检验产品 中是否含有的过程和现象为: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,再滴入几滴溶液,若溶液变浑浊或有白色沉淀生成,则证明含有,反之则无;
(5)由流程图可知,实验室模拟“侯氏制碱法”,未涉及的操作是蒸发结晶,故答案选B。
10.(2024-2025高一上·广西玉林·期中)侯德榜是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,其工业流程如图所示:
请回答下列问题
(1)反应Ⅰ总反应离子方程式为 ,操作Ⅰ的名称为 。
(2)该流程中循环使用的物质主要有 。
(3)向母液中加入NaCl粉末,可使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据下图NaCl和NH4Cl的溶解曲线图,需采用的操作为:向母液中加入NaCl固体,蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。
(4)反应Ⅰ获得的NaHCO3会吸附微量NH4Cl,导致产品Na2CO3中混有NaCl。
①用化学方程式表示反应Ⅱ中NaCl生成的原因 。
②检验Na2CO3中的NaCl实验操作是取少量固体于试管中用水溶解, 。
(5)已知泡腾片是将药物与碳酸氢钠、固体柠檬酸及一些辅料混在一起压制而成的,一旦放入水中,立刻产生大量CO2气体。下列说法正确的是_____。
A. 泡腾片是电解质
B. 柠檬酸在水中电离产生的H+与NaHCO3反应
C. 泡腾片在温度较高的环境中可长期保存
D. 大量CO2气体的产生致使药片在水中翻腾,加速药片溶解
(6)将实验室模拟联合制碱法产生的Na2CO3与NaOH的固体混合物完全溶于水,配制成溶液,然后向该溶液中逐滴加入盐酸,所加盐酸的体积V(HCl)与产生二氧化碳V(CO2)如图所示,假设所产生的气体全部逸出。
原固体混合物中氢氧化钠与碳酸钠的物质的量之比为 。
【答案】(1)① ② 过滤 (2)二氧化碳 (3)① 冷却结晶 ② 过滤 (4)① ② 加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明含NaCl (5)BD (6)1:4
【解析】饱和氯化钠溶液中先通入氨气使溶液呈碱性,再通入足量的二氧化碳,反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
(1)根据分析,反应I总反应离子方程式:;经过操作I得到碳酸氢钠固体和母液,该操作为过滤操作;
(2)碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳可循环使用;
(3)根据氯化钠和氯化铵溶解度受温度影响可知,分离需采用的操作为:向母液中加入NaCl固体,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)① 加热时,NaHCO3和NH4Cl反应生成氯化钠、氨气和二氧化碳: ;
② 检验Na2CO3中的NaCl实验操作是取少量固体于试管中用水溶解,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明含NaCl;
(5)A.泡腾片是混合物,混合物既不是电解质,也不是非电解质,A错误;
B.柠檬酸在水中电离产生的H+与NaHCO3反应,生成二氧化碳和水,B正确;
C.温度较高环境下,泡腾片中的碳酸氢钠受热分解,C错误;
D.酸与碳酸氢钠反应生成的二氧化碳气体使药片在水中翻腾,加速药片溶解,D正确;
答案选BD;
(6)根据反应:、,与反应消耗的盐酸体积为20mL,说明与反应消耗的盐酸体积也是20mL,则与NaOH反应消耗的盐酸体积为5mL,假设盐酸浓度为1mol/L,则,,氢氧化钠与碳酸钠的物质的量之比:1:4。
11.(2024-2025高一上·广西南宁市第三中学·期中)工业利用软锰矿进行烟气脱硫并制备MnSO4和Mg(OH)2的工艺流程如图所示。软锰矿的主要成分是MnO2还含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、ZnO、SiO2等物质。
资料,①吸收SO2后的狄锰矿浆中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Zn2+等阳离子;
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
开始沉淀
8.8
7.5
2.2
4.1
9.6
6.5
完全沉淀
10.8
9.5
3.5
5.4
11.6
8.5
③NH4HCO3不稳定,在固体或水溶液中受热时均易分解。
(1)反应前,需先将软锰矿石粉碎制成软锰矿浆,其目的是 。
(2)“脱硫浸锰”中软锰矿浆吸收SO2主要反应的化学方程式为 。
(3)向浸出液中添加适量MnO2的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)“调pH”时pH应不低于 。
(5)已知滤渣I的主要成分为SiO2,则除杂时,滤渣2的主要或分为 。
(6)“沉锰”过程中pH和温度对Mn2+和Mg2+沉淀率的影响如图所示①由图可知,“沉锰”的适宜条件是 。
②当温度高于45℃时,Mn2+沉淀率变化的原因是 。
【答案】(1)可以增大接触面积,提高反应速率 (2)MnO2+SO2=MnSO4 (3)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (4)5.4 (5)ZnS (6)① 45℃、pH=7.5 ② 随着温度升高,NH4HCO3分解,所以Mn2+沉淀率下降
【解析】软锰矿的主要成分是MnO2,还含有FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、ZnO、NiO、SiO2等物质,SiO2、MnO2与硫酸不反应,硫酸酸化的软锰矿浆中含有Fe3+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+和SiO2、MnO2,通入含有SO2的烟气将二氧化硫吸收,二氧化硫与软锰矿浆中的MnO2作用生成生成Mn2+和,过滤后形成含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+、等的浸出液,二氧化硅不反应经过滤成为滤渣1,向浸出液中加入MnO2,将浸出液中的Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水,调节pH值,使Fe3+、Al3+形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,再向浸出液中加入硫化铵把Zn2+、Ni2+转化为NiS和ZnS沉淀除去,过滤后得到的滤渣2为NiS和ZnS,向过滤后的滤液中加入氨水和碳酸氢铵,得到碳酸锰和含有Mg2+的溶液,向碳酸锰中加入硫酸得到硫酸锰,向含有Mg2+的溶液通入氨气,得到氢氧化镁,据此分析解题。
(1)反应前,需先将软锰矿石粉碎制成软锰矿浆,可以增大接触面积,提高反应速率;
(2)“脱硫浸锰”中软锰矿浆吸收SO2即MnO2和SO2反应生成MnSO4,该反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4;
(3)由分析可知,加入适量MnO2的作用是:将“浸出液”中的Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)加入氨水,调节pH值,使Fe3+、Al3+形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去;由图干表中数据可知,Al3+完全沉淀时pH=5.4,Fe3+完全沉淀时pH=3.5,则调节pH时应不低于5.4;
(5)由分析可知,已知滤渣1的主要成分为SiO2,则除杂时,滤渣2的主要成分为ZnS;
(6)由图可知,温度45℃左右、pH=7.5左右锰离子的沉淀率最高,“沉锰”的合适条件是45℃、pH=7.5;当温度高于45℃时,Mn2+沉淀率下降原因是:“沉锰”要加入碳酸氢铵,铵盐受热易分解,当温度高于45℃时,随着温度升高,NH4HCO3分解,所以Mn2+沉淀率下降。
12.(2024-2025高一上·广西南宁市第三中学·期中)碳酸钠和碳酸氢钠在化工生产和日常生活中的应用非常广泛。回答下列问题:
I.侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平,该工艺以氯化钠为原料制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
(1)沉淀池中反应的离子方程式为 。
(2)物质X可循环利用,其化学式为 。
(3)某同学提出制得的纯碱可能含有氯化钠,请设计实验检验:取少量样品于试管中,加适量水溶解, ,财产物中含有氯化钠。
II.某食品膨松剂的作用物质为NaHCO3,某兴趣小组为测定该彭松剂中NaHCO3的含量,设计多验的装置图如下(其它成份加热不分解)
回答下列问题:
(4)装置D中的仪器名称是 ;C装置内所盛试剂是 ,E装置的作用是 。
(5)B中反应的化学方程式为 。
(6)称取该膨松剂28.0g放入B中,充分加热,冷却后测得D的质量增加6.6g,则该膨松剂中NaHCO3的质量分数为 。
【答案】(1)Na++CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+ (2)CO2 (3)先加入适量稀硝酸至没有气泡生成,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成 (4)① U形管 ② 浓硫酸 ③ 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中造成实验误差 (5)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+ H2O (6)90%
【解析】Ⅰ.由题给流程可知,沉淀池中发生的反应为二氧化碳气体与氨气和饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤得到滤液和碳酸氢钠;煅烧炉中发生的反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和可以循环使用的二氧化碳;
Ⅱ.由实验装置图可知,装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收空气中的二氧化碳,装置B中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳,装置D中盛有的碱石灰用于吸收、测定二氧化碳,装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止二氧化碳和水蒸气加入装置D中造成实验误差。
(1)由分析可知,淀池中发生的反应为二氧化碳气体与氨气和饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的离子方程式为Na++CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+。
(2)由分析可知,物质X为可以循环使用的二氧化碳,二氧化碳的分子式为CO2。
(3)溶液中的氯离子能与银离子反应生成不溶于硝酸的白色氯化银沉淀,则检验碳酸钠中含有氯化钠的实验方案为取少量样品于试管中,加适量水溶解,先加入适量稀硝酸至没有气泡生成,排出碳酸根离子对氯离子检验的干扰再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,说明产物中含有氯化钠。
(4)装置D中的仪器名称是U形管,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳,装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中造成实验误差。
(5)由分析可知,装置B中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+ H2O。
(6)由题意可知,碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳的质量为6.6g,则该膨松剂中碳酸氢钠的质量分数为×100%=90%。
13.(2024-2025高一上·广西玉林四校·期中)铋的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为,含等杂质)制备的工艺流程如下图:
已知:
i.易水解;难溶于冷水
ⅱ.“氧化浸取”时,铋元素转化为,硫元素转化为硫单质
ⅲ.该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.6
2.7
4.8
4.5
完全沉淀的pH
9.6
3.7
6.4
5.5
回答下列问题:
(1)为了提高辉铋矿的浸取率,可采取的措施为 ,写一个即可。
(2)“滤渣1”的主要成分为S和 (填化学式)。
(3)“氧化浸取”步骤中辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图所示,高于40℃时浸取率快速下降,其可能的原因是: 。
(4)“氧化浸取时,和FeS发生反应的离子方程式是 。
(5)①“除铁”步骤中调节pH最好选用的试剂为 (填字母)。
A.稀 B. C. D.氨水
②“除铁”时,调节溶液pH的范围是 。
(6)“转化”后应冷却至室温再过滤,原因是 。
【答案】(1)粉碎、搅拌、适当升高温度、增大浸取液浓度、延长浸取时间等(写一个即可) (2) (3)温度高于40℃时盐酸挥发、受热分解 (4) (5)① C ② (6)在冷水中难溶,因此“转化”后应冷却至室温再过滤,可以减少的损失
【解析】辉铋矿中加入H2O2和盐酸进行氧化浸取,过氧化氢具有氧化性,氧化Bi2S3、FeS发生的反应:Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O,2FeS+3H2O2+6H+=2Fe3++2S+6H2O,CuO+2H+=Cu2++H2O,得到含S和SiO2的滤渣1,滤液中含有Bi3+、Fe3+和Cu2+,再调节pH除去Fe3+,得到滤渣2为Fe(OH)3,过滤后向滤液中加入氨水,过滤后加入盐酸溶解滤渣,再加入NaOH、NaClO,发生反应Na++ClO-+Bi3++4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O得到产品NaBiO3;
(1)为了提高辉铋矿的浸取率,可采取的措施为粉碎、搅拌、适当升高温度、增大浸取液浓度、延长浸取时间等;
(2)由分析可知,“滤渣1”的主要成分为S和;
(3)“氧化浸取”步骤中温度升高可以增大反应速率,但高于40℃时浸取速率反而会下降,其可能的原因是温度高于40℃时盐酸挥发、受热分解;
(4)“氧化浸取时,和FeS发生反应的离子方程式是;
(5)① “除铁”步骤中调节pH的试剂是可以消耗又不引入新的杂质,最好选用,故答案选C;
② 结合已知信息,当时,完全沉淀,为防止沉淀,pH不能超过4.5,因此“除铁”时,调节溶液的pH的范围为,故答案为:;
(6)由于在冷水中难溶,因此“转化”后应冷却至室温再过滤,可以减少的损失;
14.(2025-2026高一上·广西南宁市第十四中学·期中)某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的重铬酸根离子(,橙红色),某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到金属铬,设计了如下工艺流程。
回答下列问题:
(1)中元素的化合价为 。
(2)“水质调节”时,废水中发生转化:,该转化过程中 (填“有”或“无”)电子的转移。加入的硫酸若用盐酸替换,盐酸能与反应生成和,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ;标准状况下,每生成22.4 L ,转移的电子数为 。
(3)“还原”过程中可被氧化为,写出通入时发生反应的离子方程式: 。
(4)“中和”步骤的目的为 。
(5)高温条件下,铝粉与发生反应的类型是 。
(6)也可被还原,配平该过程中发生反应的离子方程式: 。
__________________________________________________________________
【答案】(1)+6 (2)① 无 ② 1:6 ③ (3) (4)将转化为 (5)置换反应 (6)+422
【解析】含铬废水加入硫酸进行“水质调节”,将铬酸根转化为重铬酸根,后通入二氧化硫将重铬酸根离子还原为铬离子,后加入氢氧化钠将铬离子转化为氢氧化铬沉淀,经过悬浮液沉降,氢氧化铬进入干化污泥,受热分解生成三氧化二铬,加入铝粉发生置换反应生成铬单质,据此回答。
(1)中O为-2价,Cr为+6价。
(2)“水质调节”时,废水中发生转化:,该转化过程Cr元素均为+6价,其他元素化合价不变,故无电子转移。
加入的硫酸若用盐酸替换,盐酸能与反应生成和,该反应中每个得到6个电子,每生成一个氯气分子转移2个电子,故是氧化剂,HCl是还原剂,为使得失电子守恒:得到(还原剂),氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6。
标准状况下,22.4 L 的物质的量为1 mol,根据,由HCl生成氯气转移的电子数为。
(3)“还原”过程中与反应可被氧化为,通入时发生反应的离子方程式为。
(4)“还原”后溶液为酸性,加入NaOH调节pH后转化为。
(5)高温条件下,铝粉与发生反应生成Cr单质和氧化铝,反应类型是置换反应。
(6)也可被还原,每个生+3价Cr转移6个电子,中S元素为-1价,生成的中S为+2价,按照得失电子守恒有,按照电荷守恒和元素守恒可得:+422。
试卷第1页,共3页
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专题08工艺流程综合题
1.【答案】(1)①①④
⑤⑥
②
②
⑦⑧
⑨
(2)
H+NH3H2O=NH+H2O
(3)KHSO=K+HSO4
(4)分散质粒子直径
大小不同
(5)NaOH
(6)NO3
(7)①漏斗
②玻璃
棒
2.【答案】(1)Si02
(2)C02O3+H2O2+2H2SO4=2CoS04+O2↑+3H,O
(3)①防止H2O2受热分解
②Cl2
③Fe3+、C02+
(4)CaS04
(5)①60
②8
3.【答案】(1)①否
②CO2在水中的溶解度较小,而NH3极易溶于水,先通入NH3使溶液
呈碱性,有利于吸收更多的CO2
③NaCl+NH3+CO2+H,O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)CO2、NaCl
(3)A
(4)AC
(5)稀硝酸、AgNO3溶
液
(6)
106b
100m
53b×100%)
×100%(或50m
4.【答案】(1)适当升温、适当增大碱溶液的浓度,搅拌等
(2)
Al,O3+20H+3H20=2A1(OH)4
(3)①漏斗
②Fe
③冷却结
晶
(4)①试管中先有白色絮状沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
②
4Fe(OH,+0,+2H,O=4Fe(OH)3
(5)92.7%
5.【答案】(1)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)c
(3)
NaCl、CO2
(4)①能
②盛NHCO3的装置比盛Na2CO3的装置反应剧烈且反应后
的气球大
(5)①除去CO2中的HC1
②CO2与Na2CO3、水反应生成NHC03,
NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反应消耗了水,导致NHCO3过饱和而析出晶体
6【答案】1)①Mg0+2H=Mg2+H,O
②碱性
(2)①Ag
②
Ba2
③
sO
④C0
BaCO+2H=Ba+CO21+H2O
⑥
不能
⑦取原溶液少许于试管中,先加入足量稀硝酸进行酸化,再滴加AgNO3溶液,若有白色
沉淀生成则证明原溶液中含有C
7.【答案】(1)①
NaCl+CO,+H,O+NH=NaHCO+NHCI
②
NHCI
(2)①C02
②提高二氧化碳的利用率
(3)①
113
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e→fb→c
②装置的气密性
(4)①2.120
②BC
8.【答案】(1)①H0
②H
③NaCl=Na+Cl
(2)①次氯酸
钙
2 2Cl,+2Ca(OH)=CaCl,+Ca(CIO),+2H2O
(3)AB
(4)①
H'+CO=HCO
②1:3
9.【答案】(1)①饱和NaHCO3溶液
②2Na202+2C02=2Na2C03+O2
③
K
④K
(2)①NH
②C02
(3)NHACI=NH3+CI
®2Nac0
△
(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)B
10.【答案】(1)①Na+NH,+CO,+H20=NH4+NaHCO3'
②过滤
(2)二
氧化碳
(3)①冷却结晶
②过滤
(4)④NaHCO,.+NH:C
△
②加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明含NaC1(5)BD(6)1:4
11.【答案】(1)可以增大接触面积,提高反应速率
(2)MnO2+SO2=MnS04
(3)
Mn0+2Fe2+4H=Mm*+2Fe3+2H,0
(4)5.4
(5)ZnS
(6)①45℃、
pH=7.5
②随着温度升高,NHHCO?分解,所以Mn沉淀率下降
12.【答案】(1)Na+C0+NH+H.0-NaHC0l+NHi
(2)C02
(3)先加入适量
稀硝酸至没有气泡生成,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成
(4)①U形管
②
浓硫酸
③防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中造成实验误差
(5)2NaHC0?
△NaC0+C0↑+HO
(6)90%
可
13.【答案】(1)粉碎、搅拌、适当升高温度、增大浸取液浓度、延长浸取时间等(写一个即可)
(2)Si02
(3)温度高于40℃时盐酸挥发、H2O2受热分解
(4)
3H,O,+2FeS+6H=2Fe+2S+6H,O
(5)①C
②3.7≤pH<4.5
(6)NaBiO3在冷水中难溶,因此“转化”后应冷却至室温再过滤,可以减少NaBiO3的损
失
14.【答案】(1)+6
(2)①无
②1:6
③2NA
(3)
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Cr20号+3S02+2H=3S0?+2Cr3++H20
(4)将Cr转化为CroH3
(5)置换反应
(6)Cr,0ts+4H20=2Cr0H31+S,03+0H
3/3
专题08 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·广西来宾高中学·期中)按照要求回答下列问题:
Ⅰ、现有下列10种物质:①铝 ②纯醋酸 ③ ④稀 ⑤溶液 ⑥氨水 ⑦HCl ⑧固体 ⑨碳酸钙 ⑩淀粉溶液。
(1)上述物质中能导电的有 (填序号,下同),属于电解质的有 。
(2)向④中逐滴加入⑥溶液,反应的离子方程式是 。
(3)写出在熔融状态下的电离方程式 。
(4)的水溶液和淀粉溶液本质区别 。
Ⅱ、经检测,某化工厂排出的废水呈酸性,且其中含有大量、、、、,某化学社团小组成员欲除去废水样品中的和,最终得到中性溶液,设计的方案流程如图所示。回答下列问题。
(5)试剂a为 (写化学式)。
(6)“溶液3”所含的溶质阴离子主要有、 (写离子符号)。
(7)“分离操作”用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。
2.(2025-2026高一上·广西玉林博白县中学、北流高中等五校·期中)四氧化三钴(Co3O4)可作催化剂等。某项目小组模拟研究以含钴高炉渣(主要成分有Co2O3、Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO)制备Co3O4。
(1)成分研究:化合物 为不溶于强酸的非金属氧化物。
化学处理:样品经研磨、磁选后剩余固体进行分离处理,流程如图所示。
(2)“酸溶”中,Co2O3与H2O2反应生成无色气体的化学方程式为 。
(3)“酸溶”时,温度不宜过高,原因是 ;不用盐酸,因Co2O3会与盐酸作用产生 (填化学式)有毒气体,污染环境:所得溶液中含有的金属阳离子有Al3+、 。
(4)“滤渣1”的成分为SiO2和 。
(5)CoC2O4在不同温度和不同pH中的溶解度(S)曲线如图所示,为了提高CoC2O4的沉淀率,结晶过程中应控制的最佳条件为温度 ℃、溶液pH为 。
3.(2025-2026高一上·广西玉林博白县中学、北流高中等五校·期中)侯氏制碱法是由中国化学工程师侯德榜先生所发明的一种高效、低成本的制碱方法,打破了当时欧美对制碱业的垄断。侯氏制碱法的工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)步骤①和②能否调换顺序: (填“能”或“否”),并说明原因: ;向饱和食盐水中通入NH3和CO2发生总反应的化学方程式为 。
(2)以上过程中能循环利用的物质有 (填化学式)。
(3)步骤④将得到的碳酸氢钠在300℃加热得到碳酸钠,可选择如图所示仪器中的______(填序号)。
A.
B.
C.
D.
(4)碳酸钠和碳酸氢钠在生产生活中有广泛的应用,下列有关说法正确的是______。
A. 通过化合反应可由碳酸钠制得碳酸氢钠
B. 两者溶液能使用澄清石灰水鉴别
C. 碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液均可用作食用碱
D. 盐酸分别滴加到等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中放出气体的速度:Na2CO3>NaHCO3
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有Cl-,取少量试样溶于水后,还需要的试剂有 。
(6)若制出的Na2CO3样品含有的杂质只有NaCl,向m g该样品中加入足量的CaCl2溶液,沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g,则该Na2CO3样品的纯度(质量分数)为 (用m、b来表示)。
4.(2025-2026高一上·广西梧州·期中)某废旧金属材料中主要含有Fe、Cu、Al、FeO、、CuO,为节约和充分利用资源,通过如图所示工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。
(1)为了提升“碱浸”的效率,可采取的措施是 。
(2)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 。
(3)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有 ;试剂a是 (填写试剂化学式),操作Ⅲ是蒸发浓缩、 过滤、洗涤、干燥;
(4)若取2 mL滤液Ⅱ加入试管中,然后滴加NaOH溶液,产生的现象是 ;请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式: 。
(5)已知:,。若要定量测定所得绿矾的纯度,可通过如下方法:称取3.0 g样品用稀硫酸溶解,滴加的酸性溶液,恰好完全反应时,消耗酸性溶液的体积为20.00 mL,则的纯度为 。(结果保留一位小数点)
5.(2025-2026高一上·广西南宁市第十四中学·期中)侯德榜先生对索尔维制碱法进行了改进,将氨碱法和合成氨联合起来,其工艺流程图如下
I.根据以上流程回答下列问题:
(1)“侯氏制碱法”中沉淀池发生的反应原理是 。(用化学方程式表示)
(2)生产时,先向饱和溶液中通入较多的,再通入足量的,其原因是下列中的 。
a.比更易制取 b.的密度比大 c.使更易被吸收,加快反应速率
(3)流程中可循环使用的物质为 。(填化学式)
Ⅱ.某小组为了鉴别和两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示:
(4)①方法I逐滴加入稀盐酸 (填“能”或者“不能”)鉴别和。
②方法Ⅱ能鉴别和的现象是 。
Ⅲ.某小组利用下列装置继续对和的转化进行探究(夹持装置已略去,气密性已检验)。
(5)①试剂a为饱和溶液,其作用 。
②反应一段时间后,观察到饱和溶液中有细小晶体析出,其原因为 。
6.(2025-2026高一上·广西南宁部分学校·期中)分类是研究物质性质的重要方法,图中对某些物质进行分类。
(1)写出与溶液反应的离子方程式: ,由该反应可推断为 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。
(2)某溶液中只可能大量含有、、、、、中的若干种,对其进行如下实验:
i:取少量该溶液于试管中,加入过量溶液,产生白色沉淀,过滤;
ii:向i中所得滤渣中加入足量盐酸,沉淀全部溶解,并有无色气体生成;
iii:向i中所得滤液中加入足量硝酸酸化后,再加入溶液,有白色沉淀生成,回答下列问题:
①无需实验即可推断溶液中一定不会大量存在的离子为 。
②通过实验i可知溶液中一定不会大量存在的离子为 。
③由实验ii可知溶液中一定不会大量存在的离子为 一定大量存在的离子为 ;实验ii向i加盐酸所发生的反应离子方程式为 。
④实验iii (填“能”或“不能”)说明该溶液中存在;若能请说明理由,若不能请简单设计实验证明该溶液中是否存在 。
7.(2025-2026高一上·广西示范性高中·期中)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。联合制碱法的主要过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)写出“沉淀池”中的化学方程式 ,母液中的副产品为 (填化学式)。
(2)循环II中物质X为 (填化学式),循环II的作用是 。
(3)某实验小组在实验室模拟“侯氏制碱法”
①请在A~E中选择合适的仪器制备,正确的连接顺序是a→ →g→h(按气流方向,用小写字母表示)。
A. B. C. D. E.
②实验开始前,应先检查 。
(4)①用制取的纯碱配制溶液,需用电子天平称量 固体(该电子天平称量时可精确到0.001 g)。
②电解质溶液能导电。向一定体积的溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示,下列分析正确的是 。
A.XY段溶液的导电能力不断减弱,说明不是电解质
B.a时刻溶液与稀硫酸恰好完全中和
C.Y处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
D.YZ段溶液的导电能力不断增大,主要是由于电离出的离子导电
8.(2025-2026高一上·广西·期中)漂白粉既可作漂白剂,又可用作消毒剂。一种以食盐水和石灰石为原料制备漂白粉的工艺流程如图所示。
已知:溶液M中的溶质为NaHCO3和Na2CO3。
请回答下列问题:
(1)电解食盐水的反应中,氧化剂为 (填化学式);气体a的化学式为 ;写出食盐在水中的电离方程式: 。
(2)漂白粉的有效成分是 (写物质的名称),写出反应1的化学方程式: 。
(3)下列说法正确的是_______(填标号)。
A. 反应2和反应3都不是氧化还原反应 B. Cl2在反应1中既作氧化剂又作还原剂
C. 石灰石易溶于水 D. CO2的水溶液不能导电
(4)为了测定溶液M中溶质的含量,同学们进行了如下实验:取100 mL溶液M,滴入稀盐酸,实验时产生气体的体积(已换算成标准状况)和滴入稀盐酸的体积的变化关系如图所示。
①0~a阶段发生反应的离子方程式为 。
②溶液M中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为 。
9.(2025-2026高一上·广西玉林八校·期中)I.钠元素及其化合物在工农业生产中有重要的应用。
(1)Na2O2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CO2与Na2O2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CO2与Na2O2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NH4Cl的电离方程式: ,请写出煅烧炉中发生反应的化学方程式: 。
(4)请设计实验检验产品Na2CO3中是否含有NaCl: 。
(5)实验室模拟“侯氏制碱法”,下列操作未涉及的是___________。
A.
B.
C.
D.
10.(2024-2025高一上·广西玉林·期中)侯德榜是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,其工业流程如图所示:
请回答下列问题
(1)反应Ⅰ总反应离子方程式为 ,操作Ⅰ的名称为 。
(2)该流程中循环使用的物质主要有 。
(3)向母液中加入NaCl粉末,可使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据下图NaCl和NH4Cl的溶解曲线图,需采用的操作为:向母液中加入NaCl固体,蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。
(4)反应Ⅰ获得的NaHCO3会吸附微量NH4Cl,导致产品Na2CO3中混有NaCl。
①用化学方程式表示反应Ⅱ中NaCl生成的原因 。
②检验Na2CO3中的NaCl实验操作是取少量固体于试管中用水溶解, 。
(5)已知泡腾片是将药物与碳酸氢钠、固体柠檬酸及一些辅料混在一起压制而成的,一旦放入水中,立刻产生大量CO2气体。下列说法正确的是_____。
A. 泡腾片是电解质
B. 柠檬酸在水中电离产生的H+与NaHCO3反应
C. 泡腾片在温度较高的环境中可长期保存
D. 大量CO2气体的产生致使药片在水中翻腾,加速药片溶解
(6)将实验室模拟联合制碱法产生的Na2CO3与NaOH的固体混合物完全溶于水,配制成溶液,然后向该溶液中逐滴加入盐酸,所加盐酸的体积V(HCl)与产生二氧化碳V(CO2)如图所示,假设所产生的气体全部逸出。
原固体混合物中氢氧化钠与碳酸钠的物质的量之比为 。
11.(2024-2025高一上·广西南宁市第三中学·期中)工业利用软锰矿进行烟气脱硫并制备MnSO4和Mg(OH)2的工艺流程如图所示。软锰矿的主要成分是MnO2还含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、ZnO、SiO2等物质。
资料,①吸收SO2后的狄锰矿浆中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Zn2+等阳离子;
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
开始沉淀
8.8
7.5
2.2
4.1
9.6
6.5
完全沉淀
10.8
9.5
3.5
5.4
11.6
8.5
③NH4HCO3不稳定,在固体或水溶液中受热时均易分解。
(1)反应前,需先将软锰矿石粉碎制成软锰矿浆,其目的是 。
(2)“脱硫浸锰”中软锰矿浆吸收SO2主要反应的化学方程式为 。
(3)向浸出液中添加适量MnO2的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)“调pH”时pH应不低于 。
(5)已知滤渣I的主要成分为SiO2,则除杂时,滤渣2的主要或分为 。
(6)“沉锰”过程中pH和温度对Mn2+和Mg2+沉淀率的影响如图所示①由图可知,“沉锰”的适宜条件是 。
②当温度高于45℃时,Mn2+沉淀率变化的原因是 。
12.(2024-2025高一上·广西南宁市第三中学·期中)碳酸钠和碳酸氢钠在化工生产和日常生活中的应用非常广泛。回答下列问题:
I.侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平,该工艺以氯化钠为原料制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
(1)沉淀池中反应的离子方程式为 。
(2)物质X可循环利用,其化学式为 。
(3)某同学提出制得的纯碱可能含有氯化钠,请设计实验检验:取少量样品于试管中,加适量水溶解, ,财产物中含有氯化钠。
II.某食品膨松剂的作用物质为NaHCO3,某兴趣小组为测定该彭松剂中NaHCO3的含量,设计多验的装置图如下(其它成份加热不分解)
回答下列问题:
(4)装置D中的仪器名称是 ;C装置内所盛试剂是 ,E装置的作用是 。
(5)B中反应的化学方程式为 。
(6)称取该膨松剂28.0g放入B中,充分加热,冷却后测得D的质量增加6.6g,则该膨松剂中NaHCO3的质量分数为 。
13.(2024-2025高一上·广西玉林四校·期中)铋的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为,含等杂质)制备的工艺流程如下图:
已知:
i.易水解;难溶于冷水
ⅱ.“氧化浸取”时,铋元素转化为,硫元素转化为硫单质
ⅲ.该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.6
2.7
4.8
4.5
完全沉淀的pH
9.6
3.7
6.4
5.5
回答下列问题:
(1)为了提高辉铋矿的浸取率,可采取的措施为 ,写一个即可。
(2)“滤渣1”的主要成分为S和 (填化学式)。
(3)“氧化浸取”步骤中辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图所示,高于40℃时浸取率快速下降,其可能的原因是: 。
(4)“氧化浸取时,和FeS发生反应的离子方程式是 。
(5)①“除铁”步骤中调节pH最好选用的试剂为 (填字母)。
A.稀 B. C. D.氨水
②“除铁”时,调节溶液pH的范围是 。
(6)“转化”后应冷却至室温再过滤,原因是 。
14.(2025-2026高一上·广西南宁市第十四中学·期中)某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的重铬酸根离子(,橙红色),某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到金属铬,设计了如下工艺流程。
回答下列问题:
(1)中元素的化合价为 。
(2)“水质调节”时,废水中发生转化:,该转化过程中 (填“有”或“无”)电子的转移。加入的硫酸若用盐酸替换,盐酸能与反应生成和,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ;标准状况下,每生成22.4 L ,转移的电子数为 。
(3)“还原”过程中可被氧化为,写出通入时发生反应的离子方程式: 。
(4)“中和”步骤的目的为 。
(5)高温条件下,铝粉与发生反应的类型是 。
(6)也可被还原,配平该过程中发生反应的离子方程式: 。
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试卷第1页,共3页
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