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专题08 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·湖北武汉部分学校·期中)含氯化合物在工业上有广泛的用途。过氧化氢法制备亚氯酸钠的流程如下:
已知:
I.气体极易溶于水,具有强灭菌作用,浓度高时易发生爆炸;
Ⅱ.在温度高于60℃时易分解。
(1)需向“发生器”中不断鼓入空气,其原因是 。
(2)中氯元素的化合价为 ,“吸收”过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)流程中两次使用了,其中在“发生器”中的作用是 。
(4)的溶解度随温度变化的曲线如下图,请补充完整从溶液中获得无水晶体的实验方案:操作时先减压, ,过滤、洗涤、低温干燥,获得无水晶体。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义为每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力。上述流程中涉及的含氯消毒剂、的还原产物均为,这两种含氯消毒剂的有效氯含量大小关系为 。
(6)亚氯酸钠本身的消毒作用较慢,其消毒作用主要依赖于在酸性条件下活化生成来实现。某小组实验得出硫酸的浓度对的产率(实际产量/理论产量)的影响如下图。为了得到理想的产率,用质量分数为98%、密度为的浓硫酸,配制所需的稀硫酸,应量取浓硫酸的体积为 (保留1位小数)。
【答案】(1)稀释,防止浓度过高而引起爆炸 (2)① +3 ② (3)作还原剂 (4)将溶液加热至略低于60℃蒸发浓缩,再在常压下冷却至略高于38℃结晶 (5) (6)21.7
【解析】氯酸钠、过氧化氢、浓硫酸在酸性条件下发生氧化还原反应生成二氧化氯,再经过过氧化氢在碱性条件下还原可得到亚氯酸钠溶液,最后经过减压蒸发浓缩和降温结晶可得到产物亚氯酸钠晶体;
(1)已知:气体浓度高时易发生爆炸;故向“发生器”中不断鼓入空气,其原因是稀释,防止浓度过高而引起爆炸;
(2)中钠、氧元素化合价分别为+1、-2,根据化合物中元素正负化合价的代数和为0,则氯元素的化合价为+3,“吸收”过程中二氧化氯经过过氧化氢在碱性条件下还原可得到亚氯酸钠,反应中氯元素化合价由+4变为+3、过氧化氢中氧元素化合价由-1变为0,结合电子守恒,发生反应的离子方程式为;
(3)在“发生器”中氯酸钠被还原为二氧化氯,则的作用是作还原剂;
(4)已知:在温度高于60℃时易分解,结合溶解度曲线,从溶液中获得无水晶体的实验方案:操作时先减压,将溶液加热至略低于60℃蒸发浓缩,再冷却至略高于38℃结晶,过滤、洗涤、低温干燥,获得无水晶体。
(5)含氯消毒剂、的还原产物均为,则存在、,则1g含氯消毒剂转移电子分别为、,则这两种含氯消毒剂的有效氯含量大小关系为;
(6)由图,硫酸浓度为4mol/L时,的产率最高,由可知,浓硫酸中硫酸的物质的量浓度为=18.4mol/L,设需要浓硫酸的体积为V mL,由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则有V×10-3L×18.4 mol/L=0.10 L×4mol/L,解得V≈21.7mL。
2.(2025-2026高一上·湖北省宜城一中等鄂北六校·期中)经检测,某化工厂排出的废水呈酸性,且其中含有大量、、、、,回答下列问题:
(1)下列离子中,能大量存在于该废水中的是___________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(2)取100 mL该废水于烧杯,加入固体,原废水中存在的离子的数目会发生变化的是、、 (用离子符号表示),有资料显示与蒸馏水反应时会产生中间产物,可加入 (填化学式)检验出。
(3)某化学实验小组成员欲除去废水样品中的和,且不引入新的杂质离子,最终得到中性溶液,设计的方案流程如图:
①试剂a为 溶液(写化学式);试剂c为 溶液(写化学式);溶液3所含溶质离子有、 (填离子符号)。
②“分离操作”需用到的玻璃仪器主要有 。
③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸,当出现 现象时,证明沉淀物质成分有2种。
【答案】(1)B (2)① ② (3)①
NaOH ② ③ 、Cl- ④ 漏斗、烧杯、玻璃棒 ⑤ 沉淀部分溶解时
【解析】(1)该废水呈酸性,含大量:
A.会和废水中的生成沉淀,A不能大量共存;
B.与所有现有离子均不反应,B可以大量存在;
C.会和、反应,C不能大量共存;
D.会和反应生成和水,D不能大量共存;
故选B。
(2)加入后,与水反应生成和,则数目直接增加,生成的会中和废水中的、沉淀,因此、的数目也会发生变化;
对于过氧化氢的检验,可以使用作催化剂,使分解放出氧气,以此检验。
(3)由题给流程可知,向废水中加入足量氢氧化钠溶液,将铜离子转化为氢氧化铜蓝色沉淀,过滤得到氢氧化铜和溶液1;向溶液1中加入足量氯化钡溶液,将溶液中硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,再加入碳酸钠溶液,将溶液中过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀,过滤得到含有硫酸钡、碳酸钡的白色沉淀2和溶液2;向溶液2中加入稀盐酸,将溶液中过量的碳酸根离子转化为二氧化碳气体,得到含有钠离子、氯离子和硝酸根离子的中性溶液。
① 由分析可知,试剂a为NaOH溶液,试剂c为Na2CO3溶液,溶液3所含溶质离子有钠离子、氯离子和硝酸根离子;
②题中的“分离操作”为过滤,用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒;
③ 白色沉淀2的两种成分为(不溶于盐酸)和(溶于盐酸且生成气体),因此加足量盐酸后,现象为白色沉淀部分溶解,且有气泡产生,即可证明沉淀有两种成分。
3.(2025-2026高一上·湖北省孝感市楚天协作体·期中)高铁酸钾是一种新型净水剂,制备流程如下:
资料:ⅰ.可溶于水,微溶于溶液,难溶于乙醇;易溶于乙醇。
ⅱ.在碱性溶液中的溶解度:。
ⅲ.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
回答下列问题:
(1)过程Ⅰ的目的是制备,反应的离子方程式为 。
(2)过程Ⅱ为碱性条件下制备,离子方程式为(未配平),若有生成,则理论上消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,转移的电子数为 。三种消毒剂、、的物质的量均为,消毒效率最高的是 (填化学式)。
(3)过程Ⅲ利用在碱性溶液中的溶解度:,将变为晶体析出,写出此反应的化学方程式: 。
(4)粗转化为纯的操作包含洗涤,以去除固体表面的,可以用 (填名称)洗涤。
【答案】(1) (2)① 3:2 ② 3 ③ (3) (4)乙醇
【解析】工业上制备的流程为:在足量的浓NaOH溶液通入制取溶液:,然后往溶液中加入固体,发生反应生成溶液,除杂后往溶液中加入KOH固体,将转化为固体,过滤得到粗,用乙醇洗涤除杂后得到纯,据此分析解答。
(1)过程Ⅰ的目的是制备,根据分析,反应的离子方程式为:。
(2)过程Ⅱ为碱性条件下制备,反应的离子方程式为:;根据方程式可知,1个反应生成1个化合价升高,失去3个电子,被氧化作还原剂;1个反应生成1个化合价降低,得到2个电子,被还原作氧化剂,则生成时,消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比3:2;转移的电子为3 mol,电子数目为;各取物质的量均为的、、三种消毒剂,得到的电子分别: 为3 mol; 为2 mol; 为2 mol;最后得到相同物质的量的、、三种消毒剂,得到电子最多,消毒效率最高。
(3)在碱性溶液中,的溶解度比小,可以利用在溶液中加入KOH固体析出固体的方式来制备,则反应的方程式为:。
(4)在粗的表面残留有KOH杂质,根据资料可溶于水,微溶于溶液,难溶于乙醇;易溶于乙醇,因此要除去的表面残留有KOH杂质,最好的方法是使用乙醇进行洗涤。
4.(2025-2026高一上·湖北省荆州中学·期中)高铁酸钾()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钾的一种方法如图所示:
已知:为紫色固体,微溶于溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生,在碱性溶液中较稳定。
(1)中铁元素的化合价为 。
(2)“氧化”中发生反应的离子方程式为 。反应中转移电子时,可得的质量 。
(3)用溶液溶解固体,得到紫色溶液,取少量该紫色溶液,滴加盐酸,产生,由该实验现象可知,氧化性 (填“>”或“<”)。而根据的制备实验得出和的氧化性强弱关系相反,原因是 。
(4)“洗涤”时,可选用少量无水乙醇,简述用乙醇洗涤的操作 。
(5)用作水处理剂时,可将碱性废水中的(N为-3价)氧化为、等无污染的物质,则转化为胶体,反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1)+6 (2)① ② 19.8g (3)① < ② 氧化剂的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关 (4)用玻璃棒引流,向漏斗中缓慢注入无水乙醇至浸没固体,静置,待无水乙醇流尽后重复操作2~3 (5)
【解析】本题是一道无机物制备类的实验题,首先氯气和氢氧化钾反应制备次氯酸钾,随后加入硝酸铁,和次氯酸钾反应生成高铁酸钾,过滤后经过洗涤、烘干得到高铁酸钾晶体,以此解题。
(1)中钾为+1价,氧为-2价,根据正、负化合价代数和为零的原则可知,其中铁元素的化合价为+6价;
(2)结合分析可知,“氧化”中次氯酸钾和硝酸铁反应生成高铁酸钾,相应的离子方程式为:,该反应中铁由+3价升高到+6价,该反应转移6个电子,则反应中转移电子时,生成0.1mol高铁酸钾,对应的质量;
(3)取少量该紫色溶液,滴加盐酸,产生,说明高铁酸根离子在酸性条件下生成氯气,则高铁酸根氧化性大于氯气,故氧化性<;而根据的制备实验可知,在碱性条件下氯气将三价铁氧化生成了高铁酸钾,即此时氧化性顺序为:氯气的氧化性大于高铁酸钾,故答案为:<;氧化剂的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关;
(4)结合沉淀洗涤的方法可知,“洗涤”时,可选用少量无水乙醇,简述用乙醇洗涤的操作:用玻璃棒引流,向漏斗中缓慢注入无水乙醇至浸没固体,静置,待无水乙醇流尽后重复操作2~3;
(5)有强氧化性,可以把废水中的转化为、两种无污染物质,结合得失电子守恒和电荷、原子守恒可得反应的离子方程式为,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为,故答案为:。
5.(2025-2026高一上·湖北部分学校·期中)氧气在生产生活中有广泛用途。
(1)制取氧气的一些方法如下:
①加热高锰酸钾
;
②电解水;
;
③过氧化钠与水反应:;
上述反应中属于四大基本反应类型的是 (填序号,下同),参考氧化还原反应概念信息,判断属于氧化还原反应的是 。用反应①制取,下图中,发生装置为 ,收集装置为 。
(2)用过碳酸钠和粉末状作用可平稳产生。反应原理可分为两步:
①过碳酸钠分解为和,;
② (用化学方程式表示)。
(3)取少量过碳酸钠,加和,充分反应,过滤混合物得滤液,研究滤液中溶质成分。
【查阅资料】①在酸性条件下,能将氧化为;②溶液显中性。
【进行实验】
①实验1:取少量滤液于试管中,滴加过量 (填试剂名称),有气泡产生,证明滤液中含有。
②实验2:继续向实验1反应后的溶液中滴加溶液,再滴加 溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含。
③实验3:验证反应没有生成;另取ag过碳酸钠,加和,充分反应,过滤混合物,洗涤,得滤液于试管中,滴加过量的溶液,目的是除去 并防止其对氢氧化钠的检验产生干扰,反应的离子反应方程式是 ,过滤,往滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液呈 色。
【答案】(1)① ① ② ② ① ② ③ ③ A ④ E (2) (3)① 稀盐酸 ② 淀粉 ③ 或 ④ ⑤ 无
【解析】取少量过碳酸钠,加和,充分反应,过滤混合物得滤液,研究滤液中溶质成分。
①实验1:检验溶液中存在碳酸钠:添加过量稀盐酸,有气泡产生,说明存在碳酸钠;
②实验2:检验存在:向实验1后的溶液中加入KI和淀粉溶液,若变蓝,则有;
③实验3:验证没有NaOH:因为碳酸钠会干扰氢氧化钠的检验,先加过量氯化钡溶液,除去碳酸根,再加酚酞溶液,若溶液无色,则不含NaOH。
(1)①为分解反应,属于四大基本反应中的分解反应,元素化合价有变化,属于氧化还原反应;
②为分解反应,属于四大基本反应中的分解反应,元素化合价有变化,属于氧化还原反应;
③不属于四大基本反应类型,元素化合价有变化,属于氧化还原反应;
故属于四大反应类型的是① ②;属于氧化还原反应的是① ② ③;用反应① 制取,需用固体加热型装置,因此发生装置为A;氧气收集可选排水法或向上排空气法,收集装置为E,故答案为:① ② ;① ② ③ ;A;E;
(2)机理分两步,第一步过碳酸钠分解为和,第二步过氧化氢分解制备氧气,化学方程式为: ;
(3)① 实验1:取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸,与盐酸反应产生二氧化碳,若有气泡产生,证明滤液中含有,故答案为:稀盐酸;
② 根据已知信息:在酸性条件下,能将氧化为,碘单质遇淀粉溶液变蓝,继续向实验1反应后的溶液中滴加溶液,再滴加淀粉溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含,故答案为:淀粉;
③ 碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞溶液变红,因此需要滴加过量的溶液,目的是除去碳酸钠,防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰,反应的离子反应方程式是:;过滤,往滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液呈无色,说明没有生成,故答案为:或;;无。
6.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)I、海水中有丰富的食盐资源,工业上以粗食盐水(含少量Ca2+、Mg2+杂质)、氨、石灰石等为原料,可以制备Na2CO3流程如图,请回答:
(1)流程图中,X表示的是 (填化学式)。
(2)下列说法正确的是: 。
A.第Ⅰ步中调节溶液的pH最好用H2SO4来进行调节
B.优先将CO2气体通入饱和食盐水,使溶液呈现酸性,更易吸收氨气
C.步骤Ⅲ所得到的母液可以拿来作为植物用的肥料
(3)请写出将CO2、NH3通入饱和食盐水中发生反应的化学方程式: 。
(4)实验室模拟“侯氏制碱法”,下列操作未涉及的是______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
Ⅱ、某兴趣小组设计了如图的实验装置,可实现多种用途。
(5)小组成员利用该装置证明Na2O2可在潜水艇和呼吸面具中作供氧剂,为排除干扰和实验的准确性,B中要加入某种含有Na元素的饱和盐溶液,这种盐是 。(写化学式)
(6)另一小组同学利用该装置测定已部分变质的Na2O2样品中残留的Na2O2的质量分数。准确称量样品10.0g,装入C装置的硬质玻璃管中,D瓶中加入足量NaOH溶液。该样品与A装置生成的气体充分反应后,将E处集气瓶中收集到的气体准确称量,测得其质量为1.6g。C装置中Na2O2与CO2反应的化学方程式为 ;在忽略水与Na2O2反应生成H2O2的影响下,该样品中过氧化钠的质量分数为 %(保留三位有效数字)。
【答案】(1)CO2 (2)C (3)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl (4)C (5)NaHCO3 (6)① 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ② 78.0
【解析】粗盐水中加入沉淀剂,将Ca2+、Mg2+转化为沉淀;调节溶液的pH,去除过量的沉淀剂,得到精盐水;蒸发浓缩精盐水,得到饱和食盐水;往饱和食盐水中通入NH3、CO2,得到NaHCO3晶体和NH4Cl溶液(母液);往母液中加入CaO,生成NH3(循环使用)和废液;NaHCO3晶体加热分解,制得纯碱Na2CO3和CO2(循环使用)。
(1)石灰石煅烧后,分解生成CaO和CO2,则流程图中,X表示的是CO2。
(2)A.第Ⅰ步中调节溶液的pH时,若使用H2SO4,则会使NaCl中混入Na2SO4杂质,所以应使用盐酸调节pH,A不正确;
B.CO2在食盐水中的溶解度小,会使最终得到的纯碱的产量低,所以优先将氨气通入饱和食盐水,使溶液呈现碱性,更易吸收酸性气体CO2,B不正确;
C.步骤Ⅲ所得到的母液为NH4Cl等溶液,可以拿来作为植物用的肥料,C正确;
故选C。
(3)将CO2、NH3通入饱和食盐水中发生反应,生成NaHCO3沉淀和NH4Cl,依据原子守恒可得出发生的化学方程式:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
(4)A.粗盐水中加入沉淀剂后,NaHCO3结晶析出后,都需要进行过滤,A不符合题意;
B.NaHCO3固体分解制取Na2CO3时,需要进行灼烧,B不符合题意;
C.实验室模拟侯氏制碱法时,不需要将溶液进行蒸发,C符合题意;
D.制取NaHCO3时,先将NH3通入饱和食盐水中,再将CO2通入氨盐水中,D不符合题意;
故选C。
(5)装置A中,大理石与稀盐酸反应,生成的CO2气体中混有盐酸挥发出的HCl气体,通常使用饱和碳酸氢钠除去,则B中加入的盐是NaHCO3。
(6)C装置中Na2O2与CO2反应,生成Na2CO3和O2,化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;Na2O2与H2O反应也可生成O2(忽略水与Na2O2反应生成H2O2),化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,则可建立关系式:2Na2O2——O2,n(O2)==0.05mol,则n(Na2O2)=2n(O2)=2×0.05mol=0.1mol,所以该样品中过氧化钠的质量分数为=78.0%。
在饱和食盐水中,NaHCO3的溶解度比在纯水中小。
7.(2025-2026高一上·湖北鄂东南联考·期中)Ⅰ:NaCl是一种化工原料,可以制备多种物质,如下图所示。
(1)氯碱工业通过电解饱和溶液制得、和,并以它们为原料生产一系列化工产品。
①NaCl溶液通电后,发生反应的化学方程式为 。
②上述反应制得的和可用于生产盐酸。在中燃烧的现象是 。
(2)将通入冷的石灰乳中,可以得到以为有效成分的漂白粉。
①上述反应的化学方程式为 。
②漂白粉中的能与空气中的和水蒸气发生如下反应:。根据以上反应,用化学用语说明漂白粉通常应避光并置于阴凉处密封保存的原因: 。
Ⅱ:联合制碱也是以为化工原料,如图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:溶解度
物质
NaCl
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(3)物质X是 (填化学式),设计步骤①的目的是 。
(4)请写出沉淀池中反应的离子方程式 。
(5)补全检验纯碱样品中是否含有NaCl杂质的实验操作:取少量纯碱样品于试管中,加适量水溶解,向所得溶液中 ,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有,即纯碱样品中可能含有NaCl杂质。
(6)某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为ag的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体物质,则此样品中的质量分数为 。
【答案】(1)① (反应条件为“电解”也得分) ② 安静地燃烧,发出苍白色火焰 (2)① ② 漂白粉中的有效成分与空气中的、水蒸气发生反应:,HClO不稳定见光易分解, ,导致漂白粉失效 (3)① ② 提高原料的利用率 (4) (5)滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液 (6)
【解析】根据流程可知向饱和NaCl溶液中通入氨气、二氧化碳,得到碳酸氢钠和氯化铵,将碳酸氢钠和氯化铵分离,碳酸氢钠加热煅烧得到碳酸钠,氯化铵用于化肥的生产,煅烧碳酸氢钠时会产生二氧化碳(X)气体,此气体可以循环至沉淀池用于碳酸氢钠的制备。
(1)溶液通电后,发生反应 ;与点燃条件下发生反应 ,在中安静地燃烧,发出苍白色火焰。
(2)将通入冷的石灰乳中发生反应;漂白粉中的有效成分与空气中的、水蒸气发生反应:,HClO不稳定见光易分解,导致漂白粉失效,所以漂白粉通常应避光并置于阴凉处密封保存。
(3)碳酸氢钠进行高温煅烧分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,化学方程式是 ,根据图示煅烧炉中产生的物质可用于沉淀池的循环使用,则物质是;设计循环的目的是提高原料的利用率。
(4)根据溶解信息可知沉淀池中有沉淀生成,故反应的离子方程式是:。
(5)纯碱样品中是否含有杂质需要先加硝酸将碳酸钠除去,然后加入硝酸银溶液,若有沉淀产生,说明碳酸钠中含有氯化钠,否则不含氯化钠,实验方案为:可取少量试样溶于水后,滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液,若产生白色沉淀不溶解,说明有,故答案为:滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液。
(6)ag的样品,加入足量的稀盐酸,碳酸钠与盐酸充分反应后生成氯化钠,反应方程式为:,加热、蒸干、灼烧,得到固体物质为氯化钠。设碳酸钠质量为克,列出方程式计算: ,固体质量增重为克,所以,,所以此样品中的质量分数为:。
8.(2025-2026高一上·湖北黄冈部分高中·期中)侯德榜先生是我国近代化学工业的奠基人之一,他把传统的索尔维制碱法和合成氨法结合起来,这个制碱新方法被命名为“联合制碱法”,也称“侯氏制碱法”,从而开创了世界制碱工业的新纪元。某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法进行实验,流程如图:
(1)该流程中可循环利用的物质有 、 (填化学式)。
(2)该流程中生成晶体的离子方程式为 ,生成产品的化学方程式为 。
(3)若产品中含有杂质,获得纯净晶体的操作为:将产品溶于水, 、 (填实验操作名称),过滤,洗涤,干燥。
(4)产品纯碱的用途包括 (填字母)。
a.制备玻璃 b.烙制糕点 c.制皂 d.制胃药 e.造纸
(5)检验产品中含有的实验操作及现象 。
(6)若制备的纯碱样品中所含杂质仅有,称取样品,加热到质量不再改变,产生的气体先通过足量浓,再通过足量固体,固体增重,则该纯碱样品的纯度为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1)① CO2 ② (2)① ② (3)① 蒸发浓缩 ② 冷却结晶 (4)ace (5)取少量样品溶于水,先加入足量稀硝酸,再滴入几滴溶液,若产生白色沉淀,则可判断产品中含有 (6)92.0%
【解析】侯氏制碱法是向饱和的氨、食盐水中通入二氧化碳,生成溶解度小的碳酸氢钠沉淀出来,氯化铵留在溶液中,过滤后对碳酸氢钠再加热分解得到纯碱碳酸钠,向母液中加入氯化钠固体,由于氯离子浓度增大会使氯化铵析出,母液可以循环使用;
(1)如流程图所示,循环使用的物质为CO2、饱和食盐水或NaCl;
(2)如流程图所示,饱和的氨、食盐水中通入二氧化碳,生成溶解度小的碳酸氢钠沉淀出来,氯化铵留在溶液中,生成的离子方程式为;生成产品的化学方程式为 ;
(3)如溶解度曲线图所示,在高温时,溶解度与NaCl溶解度差异较大,所以获得纯净晶体的操作为将产品溶于水,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)产品纯碱的用途包括制备玻璃、制皂、造纸、纺织等,小苏打的用途包括制药、焙制糕点等;答案选ace;
(5)检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,应取少量样品溶于水配成溶液,滴入适量稀硝酸,然后滴入溶液,若产生白色沉淀,则可判断产品中含有氯化钠;答案为取少量样品溶于水,先加入足量稀硝酸,再滴入几滴溶液,若产生白色沉淀,则可判断产品中含有;
(6)对固体充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,反应的化学方程式为: ,将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量Na2O2,Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2 Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,固体质量增加量为吸收的CO2质量与生成的O2质量之差,根据方程式以及差量法可知,当增重0.560g(0.02mol CO的质量)时,消耗的二氧化碳的物质的量为0.02mol,根据关系式2NaHCO3~CO2可知:
消耗的NaHCO3的质量为m==3.36g;故Na2CO3的纯度为。
9.(2025-2026高一上·湖北武汉东湖高新·期中)某无色溶液中可能含大量的下列表格中的离子(不考虑其他离子):
阳离子
Na+、Ba2+、Cu2+、Ca2+
阴离子
、、、
为了推断溶液中离子的种类,取100 mL待测溶液进行以下流程图所示的实验(已知也能使酚酞变红)。
取白色沉淀M溶于盐酸,沉淀的质量与加入盐酸体积的关系如图所示。
(1)白色沉淀M与盐酸反应的离子方程式为: ,其中不反应的物质的化学式为 。
(2)根据上述信息推断,原溶液中一定不存在的离子有 。
(3)原溶液中阳离子的物质的量的范围 。
(4)为了进一步确定原溶液中“可能存在的离子”,结合原实验流程,还需要进行的操作是:取少量溶液1于试管中,滴加 ,若溶液变为红色,则证明原溶液中含 。
【答案】(1)① ② BaSO4 (2)Ba2+、Cu2+、Ca2+ (3)n(Na+)>0.04 mol (4)① 酚酞溶液 ② OH-
【解析】待测液为无色溶液,故不含Cu2+;加入足量硝酸钡溶液,得到沉淀M和溶液1,结合沉淀M溶于盐酸的反应图像可知,M加足量盐酸后没有完全溶解,故该沉淀为BaCO3和BaSO4的混合物,所以该溶液一定含有、,故一定不含有Ba2+、Ca2+,一定含有阳离子,只能是Na+;溶液1加足量硝酸,变为溶液2,溶液2加入硝酸银生成白色沉淀为AgCl,所以一定含有Cl-;综上所述,溶液中一定含有Cl-、、、Na+,一定不含Ba2+、Cu2+、Ca2+,待测液加入酚酞变红,可能是,也可能是OH-,所以不能确定是否含有OH-。
(1)根据分析,M为BaCO3和BaSO4的混合物,碳酸钡和盐酸反应的离子方程式为,其中BaSO4和盐酸不反应。
(2)根据分析,原溶液中一定不存在的离子有Ba2+、Cu2+、Ca2+;
(3)由图像可知m(BaSO4)=2.33 g,m(BaCO3)=4.30 g-2.33 g=1.97 g,n()=n(BaSO4)= =0.01 mol,n()=n(BaCO3)==0.01 mol,c()=c()=0.1 mol/L,因为溶液中含有Cl-,还可能有OH-,因此根据电荷守恒,c(Na+)>0.1 mol/L×2+0.1 mol/L×2=0.4 mol/L,n(Na+)>0.04 mol。
(4)取少量溶液1中滤液于试管中,滴加酚酞溶液,此时溶液变红,证明原溶液中OH-的存在。
10.(2025-2026高一上·湖北襄阳部分高中教联体·期中)某蓝色溶液中可能含有、、、、、中的若干种,且各种离子的物质的量相等。取该溶液若干份,进行如下实验:
请回答下列问题:
(1)无需进行实验,即可确定原溶液中一定不存在 (填离子符号)。
(2)白色沉淀A是 (填化学式),步骤iii是否有必要? (填“是”或“否”)。
(3)白色沉淀B是 (填化学式),“分离出白色沉淀B的实验操作”的名称是 ,需用到的玻璃仪器主要有 。
(4)通过题干信息和上述实验可以确定原溶液中一定有 (填离子符号);一定没有 (填离子符号)。
(5)根据生活经验:淘米或者浣衣时,判断米或者衣物是否已经洗涤干净,往往不是直接观察米或者衣物是否洁净,而是观察最后一次的洗涤液是否已经干净无污渍。据此分析,对白色沉淀A进行洗涤时,欲检验其是否被洗涤干净,应当如何操作?(要求操作尽量简单,现象尽量明显) 。
【答案】(1) (2)① ② 否 (3)① ② 过滤 ③ 漏斗、烧杯、玻璃棒 (4)① 、、、 ② 、 (5)取少量最后一次洗涤液于试管中,加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,证明洗涤干净
【解析】溶液为蓝色,说明一定含有。各离子物质的量相等,需结合电荷守恒判断是否可能共存。实验 (i):加锌粒产生气体,说明有。实验 (ii):加生成白色沉淀 A,不溶于稀硝酸,说明有,无 。实验 (iv):滤液加生成白色沉淀B,不溶于稀硝酸,但无法确定原溶液中是否有(因引入了)。再根据电荷守恒,且各种离子的物质的量相等,则一定有 、、、;一定无、。
(1)溶液为蓝色,说明一定含有 ,与也不共存(会生成沉淀)。因此,无需实验即可确定原溶液中一定不存在。
(2)实验 (ii) 中加入足量溶液,生成白色沉淀A,可能的沉淀是或。但根据实验 (i),加锌粒产生气体,说明溶液中有,而与不共存,故一定不存在。因此,白色沉淀A只能是。步骤 (iii) 加稀硝酸是为了确认沉淀是否为,但由于实验 (i) 已排除 ,步骤 (iii) 并非必要。
(3)实验 (iv) 中,滤液加溶液生成白色沉淀B,不溶于稀硝酸,说明是。分离沉淀的操作是过滤,需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
(4)根据分析,根据电荷守恒,且各种离子的物质的量相等,则一定有 、、、;一定无、。
(5)沉淀A 是,表面可能吸附溶液中的Cl-等离子。具体操作为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,证明洗涤干净。
11.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)Ⅰ、已知:可看作二元弱酸。请回答下列问题:
(1)H2O2作为二元弱酸,第一步电离的方程式为 。
(2)H2O2与溶液反应生成的“酸式盐”的化学式为 。
(3)结合化学式及性质,写出过氧化钙与水反应的化学反应方程式 。
Ⅱ、过碳酸钠俗称固体双氧水,有和的双重性质。和反应可制备过碳酸钠,工艺流程如图:
(4)下列试剂可作“稳定剂”使用的是______。
A.
B.
C.
D.
Ⅲ、某溶液中仅含有、、、、、、、和中的几种,且溶液中各离子数目相同。现用该溶液做以下实验:
实验:取少量原溶液,加入足量盐酸无明显现象;
实验:另取少量原溶液,加入足量溶液并微热,有白色沉淀产生及放出已知:。
(5)通过以上信息,可判断溶液中一定存在的离子有 ,未确定的离子可以通过加入 填试剂化学式进行检验。
【答案】(1) (2) (3) (4)C (5)① 、、 ② 、
【解析】① 取此溶液少许,加入足量盐酸无明显现象,说明溶液中不存在银离子、碳酸根离子;
② 另取少许加入足量浓氢氧化钠溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中一定存在镁离子,一定不会氢氧根离子;微热,有氨气放出,溶液中一定存在铵离子;溶液中各离子的个数都相同,根据溶液呈电中性判断,溶液中一定存在硫酸根离子,一定不会存在钡离子,且氯离子和硝酸根离子会存在其中一种;据此分析;
(1)作为二元弱酸,第一步电离的方程式为H2O2H++HO;
(2)为二元弱酸,与溶液反应生成的“酸式盐”的化学式为Ba(HO2)2;
(3)过氧化钙性质类似于过氧化钠,过氧化钙与水反应产生Ca(OH)2、O2,反应的化学方程式为:2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑;
(4)会催化分解,CO2、会与反应,三者都不可作“稳定剂”使用,故选C;
(5)由分析可知,溶液中一定存在的离子有、、;未确定的离子可以通过先加足量溶液将全部沉淀,过滤后,再加入溶液进行检验,若产生白色沉淀,则说明含有,若无白色沉淀则说明含有,故答案为:、、;、。
12.(2025-2026高一上·湖北省荆州市沙市中学·期中)Ⅰ.联合制碱法(侯氏制碱法)和氨碱法(索尔维制碱法)的生产流程简要表示如下图:
(1)沉淀池中发生反应的离子方程式为 。
(2)图中Y的化学式是 。用NaCl制取纯碱的过程中,利用了物质 的性质差异进行制备和分离。
(3)下列说法正确的是 。
A.沉淀池中NH3与CO2的通入顺序为先通入CO2,再通入NH3
B.索尔维制碱法所得“排出液”的主要成分为CaCl2
C.侯氏制碱法循环利用的物质主要是CO2和NH3
D.侯氏制碱法在母液中加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度,促进NaHCO3结晶析出
E.检验产品Na2CO3中是否含有NaCl的操作方法是:取少量试样溶于水,加入过量的稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀生成
F.粗盐水(含Mg2+、Ca2+、杂质)提纯时,需依次加入过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液
Ⅱ.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。通过混合双氧水和NaClO3溶液(已加硫酸酸化)可制得ClO2气体:
(4)每生成135 g ClO2时转移的电子数目约为 。写出配平后的化学方程式: 。
(5)ClO2泡腾片是一种常用的家庭消毒剂。某实验小组设计了如下实验测定ClO2泡腾片中ClO2的含量,实验步骤流程如下:
已知:①反应原理:2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O,滴定原理:2 +I2= +2I-
②ClO2泡腾片说明书中所示的ClO2的含量为80.0 mg/片。
下列有关说法不正确的是_______。
A. 氧化性:ClO2>I2>
B. 上述涉及的反应中仅有2种元素化合价发生变化
C. “溶解”步骤中需要使用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯
D. 实际测得ClO2的含量为94.5mg/片,可能原因是在“反应”步骤中,O2参与了反应
III.
(6)120℃将10g下列物质分别在足量氧气中完全燃烧,将燃烧产物(仅含H2O、CO2)通过足量Na2O2后,固体质量增加大于10g,该物质可能是_______。
A. H2 B. 甲酸(HCOOH)
C. 蔗糖(C12H22O11) D. CO和H2混合气体
【答案】(1)Na++NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+ (2)① NH3 ② 溶解度 (3)BE (4)① 1.204×1024 ② (5)B (6)C
【解析】联碱法中,以食盐水、合成氨厂产品NH3和废气CO2为原料来制取纯碱。先将NH3通入饱和食盐水中得到氨盐水,再通入氨厂废气CO2,反应生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,化学方程式为NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl。经过滤、洗涤得到NaHCO3晶体,加热煅烧制得纯碱产品,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,放出的气体X(CO2)可进沉淀池循环使用。过滤后的母液中主要含有NaCl、NH4Cl、NaHCO3,通入NH3,并加入食盐细粉,冷却至10℃以下,过滤可得较纯净的氯化铵。
氨碱法中,以食盐水、石灰石、氨气为原料来制取纯碱。先将NH3通入饱和食盐水中得到氨盐水,再通入石灰石煅烧(CaCO3CaO+CO2↑)产生的CO2,反应生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵。将经过滤、洗涤得到的NaHCO3晶体,加热煅烧制得纯碱产品,放出的气体X(CO2)可进沉淀池循环使用。母液中主要含有NaCl、NH4Cl、NaHCO3,加CaO发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O,生成的气体Y(NH3)可循环利用,排出液W中主要含有CaCl2。
(1)在沉淀池中,将氨气、二氧化碳通入到饱和食盐水里,反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,离子方程式为Na++NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+。
(2)根据分析,Y为NH3;根据分析,用NaCl制取纯碱的过程中,利用了物质溶解度的差异进行制备和分离。
(3)A.据分析,沉淀池中先将NH3通入饱和食盐水中得到氨盐水,再通入氨厂废气CO2,A错误;
B.据分析,索尔维制碱法所得“排出液”的主要成分为CaCl2,B正确;
C.据分析,侯氏制碱法循环利用的物质主要是CO2、NaCl,C错误;
D.据分析,侯氏制碱法在母液中加入食盐细粉目的是提高Cl-的浓度,促进氯化铵结晶析出,D错误;
E.检验产品Na2CO3中是否含有NaCl主要是检验Cl-,其操作方法是:取少量试样溶于水,加入过量的稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀生成,E正确;
F.粗盐水提纯时,BaCl2应在 Na2CO3之前加入(过量 Ba2+需用Na2CO3除去),F错误;
故答案为BE。
(4)双氧水和NaClO3溶液反应生成ClO2气体和氧气,化学方程式为,ClO2的摩尔质量为67.5g/mol,135gClO2的物质的量为 =2mol。根据化学方程式,每生成1mol ClO2,Cl的化合价从NaClO3的+5降低到ClO2的+4,转移1mol电子;则生成2molClO₂时,转移电子数为;
(5)取泡腾片1片1g,加足量蒸馏水溶解,再加稀硫酸和足量KI溶液进行反应,再利用硫代硫酸钠溶液进行滴定;
A.氧化剂的氧化性大于氧化产物和还原剂,则根据反应原理可知氧化性:ClO2>I2,根据滴定原理可知氧化性:I2>,故有氧化性:ClO2>I2>,A正确;
B.在涉及的2个反应中,有氯、碘、硫三种元素化合价发生变化,B错误;
C.“溶解”步骤中需要使用的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒(搅拌作用),C正确;
D.氧气将碘离子氧化为碘单质,在滴定过程中需要消耗更多的NaS2O3溶液,使测定结果偏大,D正确;
答案选B。
(6)根据2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O2增加的质量相当于过氧化钠吸收CO的质量;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,Na2O2增加的质量相当于过氧化钠吸收H2的质量;
A.H2能被过氧化钠恰好完全吸收,所以固体质量增加等于10g,故不选A;
B.HCOOH可以表示为,Na2O2只吸收为,所以固体质量增加小于10g,故不选B;
C.C12H22O11可以表示为变为需要吸收空气中的氧原子,所以固体质量增加大于10g,故选C;
D.H2和CO能被过氧化钠恰好完全吸收,所以固体质量增加等于10g,故不选D;
故答案选C。
13.(2025-2026高一上·湖北黄石·期中)工业废水中常含有剧毒的重铬酸根离子(),需处理达标后方可排放。绿矾()因其成本低、效果好,被广泛用于处理含铬酸性废水。回答下列问题:
(1)中的化合价为 。
(2)处理含铬废水过程中体现出绿矾的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)检测发现,经绿矾处理后的酸性废水中含有较多的、,据此推测绿矾处理含铬酸性废水的反应的离子方程式为 。进一步加碱调控溶液使、沉淀,沉淀的主要成分为 (填化学式)。
(4)查阅资料发现,高铁酸钾(,其中元素为价)是新型绿色水处理剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钾的一种工艺流程如下图所示(部分步骤已略去)。
已知:在碱性溶液中的溶解度:
①过程Ⅱ为碱性条件下制备,该过程中是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
②过程Ⅲ中,发生反应的化学方程式为 。
③可将氨氮废水中的转化为除去。从价态角度分析,能处理氨氮废水的原因是 。
【答案】(1) (2)还原性 (3)① ② 、 (4)① 还原剂 ② ③ 中处于价,具有强氧化性,可将氧化为
【解析】过程I是氯气和NaOH溶液反应制备NaClO,过程II利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得,过程III中与KOH反应生成固体和NaOH;
(1)O元素的化合价为−2价,根据离子中各元素化合价代数和等于离子所带电荷数知,中的化合价为+6价,故答案为+6。
(2)处理含铬废水时,(Cr为+6价)转化为Cr3+(Cr为+3价),Cr元素化合价降低,发生还原反应;则FeSO4中Fe2+转化为Fe3+,Fe元素化合价升高,发生氧化反应,所以绿矾体现还原性,故答案为还原性。
(3)经绿矾处理后的酸性废水中含有较多的、,据此推测绿矾处理含铬酸性废水时,与Fe2+发生氧化还原反应生成、,离子方程式为;加碱调控溶液使、沉淀,则沉淀的主要成分为、;故答案为;、。
(4)① 过程Ⅱ为碱性条件下制备,中Fe的化合价为+3价,反应后生成(Fe为+6价),Fe元素化合价升高,发生氧化反应,做还原剂,故答案为还原剂。
② 过程Ⅲ中,与KOH反应生成固体,反应的化学方程式为,故答案为。
③中Fe的化合价为+6价,具有强氧化性,可将氨氮废水中的转化为除去,所以能处理氨氮废水,故答案为中处于价,具有强氧化性,可将氧化为。
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)稀释C1O2,防止浓度过高而引起爆炸
(2)①+3
②
2ClO2+H202+2OH=2C1O2+O2+2H20
(3)作还原剂
(4)将NaCIO,溶
液加热至略低于60℃蒸发浓缩,再在常压下冷却至略高于38℃结晶
(5)C1O,>NaClO,
(6)21.7
2.【答案】(1)B
(2)①H、Cu2+
②MnO,
(3)①
NaOH
②Na,C03
③Na、No,C1
④漏斗、烧杯、玻璃棒
⑤
沉淀部分溶解时
3.【答案】(1)20H+Cl,=C1+C10+H20
(2)①3:2
②3
③
Na,FeOa
(3)Na,FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH
(4)乙
醇
4.【答案】(1)+6
(2)①3C10+2Fe3*+100H=2FeO+3CI+5H,0
②19.8g
(3)①<
②氧化剂的氧化性强弱与溶液的酸碱性有
关
(4)用玻璃棒引流,向漏斗中缓慢注入无水乙醇至浸没K2FO4固体,静置,待无水乙醇
流尽后重复操作2~3
(5)5:3
5.【答案】(1)①①②
②①②③
③A
④E
(2)
MnO,
2H,0,
(3)①稀盐酸
②淀粉
③Na2C03或C0
④
Ba+CO=BaCO3!
⑤无
6.【答案】(1)C02
(2)C
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4CI
(4)C
(5 NaHCO3
(6)①2Na202+2C02=2NaC03+02
②
78.0
7【答案】(1)①2NCI+2H,0酒电
,(反应条件为“电解”也得分)②安静地燃烧,发出苍白色火
焰
(2)1 2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
②漂白粉中的有效成
分Ca(ClO)2与空气中的CO2、水蒸气发生反应:Ca(Clo)2+CO2+H2O=CaC03+2HCl0,HC1o
113
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不稳定见光易分解,2HCIO
光照
,导致漂白粉失效
(3)①C02
②提高原料的
利用率
(4)
Na+NH3+CO,+H,O=NaHCO3+N H
(5)滴加足量的稀硝
酸和少量的硝酸银溶液
(6)
106(b-a
×100%
11a
8.【答案】(1)
①
C02
②
NaCl
(2)
①
Na+NHH,O+CO,=NaHCO31+NH
②
2NaHC03元
(3)①蒸发浓
缩
②冷却结晶
(4)ace
(5)取少量样品溶于水,先加入足量稀硝酸,再滴入几滴
AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则可判断产品中含有NaCl
(6)92.0%
9.【答案】(1)①
BaCO+2H=Ba+CO,1+H2O
②BaS04
(2)Ba2+、
Cu2+、Ca2+
(3)n(Na)>0.04mo1
(4)①酚酞溶液
②OH
10.【答案】(1)C0
(2)①BaS04
②否
(3)①AgC1
②
过滤
③漏斗、烧杯、玻璃棒
(4)①C2、HSO、CI
②C03
Na
(5)取少量最后一次洗涤液于试管中,加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀
生成,证明洗涤干净
11.【答案】(1)H,02=H+HO2
(2)
Ba(HO2)2
(3)
2Ca0,+2H,O=2Ca(OH)2+021
(4)C
(5)①NH Mg、SO
②Ba(NO3)2、AgNO3
12.【答案】(1)Na+NH+HO+CO,=NaHCO:+NH财
(2)①NH
②溶解
度
(3)
BE
(4)
①
1.204×1024
②
2NaClO+H2O,+H2SO=2ClO21+Na2SO+021+2H2O
(5)B
(6)C
13.【答案】(1)+6
(2)还原性
(3)①
Cr20+6Fe2*+14H=2Cr3+6Fe3+7H20
②
Cr(OH
Fe(OH)
(4)①还原剂
Na2 FeO+2KOH=K,FeO4+2NaOH
③
213
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K2FeO,中Fe处于+6价,具有强氧化性,可将NH氧化为N2
3/3
专题08 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·湖北武汉部分学校·期中)含氯化合物在工业上有广泛的用途。过氧化氢法制备亚氯酸钠的流程如下:
已知:
I.气体极易溶于水,具有强灭菌作用,浓度高时易发生爆炸;
Ⅱ.在温度高于60℃时易分解。
(1)需向“发生器”中不断鼓入空气,其原因是 。
(2)中氯元素的化合价为 ,“吸收”过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)流程中两次使用了,其中在“发生器”中的作用是 。
(4)的溶解度随温度变化的曲线如下图,请补充完整从溶液中获得无水晶体的实验方案:操作时先减压, ,过滤、洗涤、低温干燥,获得无水晶体。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义为每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克的氧化能力。上述流程中涉及的含氯消毒剂、的还原产物均为,这两种含氯消毒剂的有效氯含量大小关系为 。
(6)亚氯酸钠本身的消毒作用较慢,其消毒作用主要依赖于在酸性条件下活化生成来实现。某小组实验得出硫酸的浓度对的产率(实际产量/理论产量)的影响如下图。为了得到理想的产率,用质量分数为98%、密度为的浓硫酸,配制所需的稀硫酸,应量取浓硫酸的体积为 (保留1位小数)。
2.(2025-2026高一上·湖北省宜城一中等鄂北六校·期中)经检测,某化工厂排出的废水呈酸性,且其中含有大量、、、、,回答下列问题:
(1)下列离子中,能大量存在于该废水中的是___________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(2)取100 mL该废水于烧杯,加入固体,原废水中存在的离子的数目会发生变化的是、、 (用离子符号表示),有资料显示与蒸馏水反应时会产生中间产物,可加入 (填化学式)检验出。
(3)某化学实验小组成员欲除去废水样品中的和,且不引入新的杂质离子,最终得到中性溶液,设计的方案流程如图:
①试剂a为 溶液(写化学式);试剂c为 溶液(写化学式);溶液3所含溶质离子有、 (填离子符号)。
②“分离操作”需用到的玻璃仪器主要有 。
③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸,当出现 现象时,证明沉淀物质成分有2种。
3.(2025-2026高一上·湖北省孝感市楚天协作体·期中)高铁酸钾是一种新型净水剂,制备流程如下:
资料:ⅰ.可溶于水,微溶于溶液,难溶于乙醇;易溶于乙醇。
ⅱ.在碱性溶液中的溶解度:。
ⅲ.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
回答下列问题:
(1)过程Ⅰ的目的是制备,反应的离子方程式为 。
(2)过程Ⅱ为碱性条件下制备,离子方程式为(未配平),若有生成,则理论上消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,转移的电子数为 。三种消毒剂、、的物质的量均为,消毒效率最高的是 (填化学式)。
(3)过程Ⅲ利用在碱性溶液中的溶解度:,将变为晶体析出,写出此反应的化学方程式: 。
(4)粗转化为纯的操作包含洗涤,以去除固体表面的,可以用 (填名称)洗涤。
4.(2025-2026高一上·湖北省荆州中学·期中)高铁酸钾()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钾的一种方法如图所示:
已知:为紫色固体,微溶于溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生,在碱性溶液中较稳定。
(1)中铁元素的化合价为 。
(2)“氧化”中发生反应的离子方程式为 。反应中转移电子时,可得的质量 。
(3)用溶液溶解固体,得到紫色溶液,取少量该紫色溶液,滴加盐酸,产生,由该实验现象可知,氧化性 (填“>”或“<”)。而根据的制备实验得出和的氧化性强弱关系相反,原因是 。
(4)“洗涤”时,可选用少量无水乙醇,简述用乙醇洗涤的操作 。
(5)用作水处理剂时,可将碱性废水中的(N为-3价)氧化为、等无污染的物质,则转化为胶体,反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
5.(2025-2026高一上·湖北部分学校·期中)氧气在生产生活中有广泛用途。
(1)制取氧气的一些方法如下:
①加热高锰酸钾
;
②电解水;
;
③过氧化钠与水反应:;
上述反应中属于四大基本反应类型的是 (填序号,下同),参考氧化还原反应概念信息,判断属于氧化还原反应的是 。用反应①制取,下图中,发生装置为 ,收集装置为 。
(2)用过碳酸钠和粉末状作用可平稳产生。反应原理可分为两步:
①过碳酸钠分解为和,;
② (用化学方程式表示)。
(3)取少量过碳酸钠,加和,充分反应,过滤混合物得滤液,研究滤液中溶质成分。
【查阅资料】①在酸性条件下,能将氧化为;②溶液显中性。
【进行实验】
①实验1:取少量滤液于试管中,滴加过量 (填试剂名称),有气泡产生,证明滤液中含有。
②实验2:继续向实验1反应后的溶液中滴加溶液,再滴加 溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含。
③实验3:验证反应没有生成;另取ag过碳酸钠,加和,充分反应,过滤混合物,洗涤,得滤液于试管中,滴加过量的溶液,目的是除去 并防止其对氢氧化钠的检验产生干扰,反应的离子反应方程式是 ,过滤,往滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液呈 色。
6.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)I、海水中有丰富的食盐资源,工业上以粗食盐水(含少量Ca2+、Mg2+杂质)、氨、石灰石等为原料,可以制备Na2CO3流程如图,请回答:
(1)流程图中,X表示的是 (填化学式)。
(2)下列说法正确的是: 。
A.第Ⅰ步中调节溶液的pH最好用H2SO4来进行调节
B.优先将CO2气体通入饱和食盐水,使溶液呈现酸性,更易吸收氨气
C.步骤Ⅲ所得到的母液可以拿来作为植物用的肥料
(3)请写出将CO2、NH3通入饱和食盐水中发生反应的化学方程式: 。
(4)实验室模拟“侯氏制碱法”,下列操作未涉及的是______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
Ⅱ、某兴趣小组设计了如图的实验装置,可实现多种用途。
(5)小组成员利用该装置证明Na2O2可在潜水艇和呼吸面具中作供氧剂,为排除干扰和实验的准确性,B中要加入某种含有Na元素的饱和盐溶液,这种盐是 。(写化学式)
(6)另一小组同学利用该装置测定已部分变质的Na2O2样品中残留的Na2O2的质量分数。准确称量样品10.0g,装入C装置的硬质玻璃管中,D瓶中加入足量NaOH溶液。该样品与A装置生成的气体充分反应后,将E处集气瓶中收集到的气体准确称量,测得其质量为1.6g。C装置中Na2O2与CO2反应的化学方程式为 ;在忽略水与Na2O2反应生成H2O2的影响下,该样品中过氧化钠的质量分数为 %(保留三位有效数字)。
7.(2025-2026高一上·湖北鄂东南联考·期中)Ⅰ:NaCl是一种化工原料,可以制备多种物质,如下图所示。
(1)氯碱工业通过电解饱和溶液制得、和,并以它们为原料生产一系列化工产品。
①NaCl溶液通电后,发生反应的化学方程式为 。
②上述反应制得的和可用于生产盐酸。在中燃烧的现象是 。
(2)将通入冷的石灰乳中,可以得到以为有效成分的漂白粉。
①上述反应的化学方程式为 。
②漂白粉中的能与空气中的和水蒸气发生如下反应:。根据以上反应,用化学用语说明漂白粉通常应避光并置于阴凉处密封保存的原因: 。
Ⅱ:联合制碱也是以为化工原料,如图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:溶解度
物质
NaCl
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(3)物质X是 (填化学式),设计步骤①的目的是 。
(4)请写出沉淀池中反应的离子方程式 。
(5)补全检验纯碱样品中是否含有NaCl杂质的实验操作:取少量纯碱样品于试管中,加适量水溶解,向所得溶液中 ,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有,即纯碱样品中可能含有NaCl杂质。
(6)某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为ag的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体物质,则此样品中的质量分数为 。
8.(2025-2026高一上·湖北黄冈部分高中·期中)侯德榜先生是我国近代化学工业的奠基人之一,他把传统的索尔维制碱法和合成氨法结合起来,这个制碱新方法被命名为“联合制碱法”,也称“侯氏制碱法”,从而开创了世界制碱工业的新纪元。某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法进行实验,流程如图:
(1)该流程中可循环利用的物质有 、 (填化学式)。
(2)该流程中生成晶体的离子方程式为 ,生成产品的化学方程式为 。
(3)若产品中含有杂质,获得纯净晶体的操作为:将产品溶于水, 、 (填实验操作名称),过滤,洗涤,干燥。
(4)产品纯碱的用途包括 (填字母)。
a.制备玻璃 b.烙制糕点 c.制皂 d.制胃药 e.造纸
(5)检验产品中含有的实验操作及现象 。
(6)若制备的纯碱样品中所含杂质仅有,称取样品,加热到质量不再改变,产生的气体先通过足量浓,再通过足量固体,固体增重,则该纯碱样品的纯度为 (保留三位有效数字)。
9.(2025-2026高一上·湖北武汉东湖高新·期中)某无色溶液中可能含大量的下列表格中的离子(不考虑其他离子):
阳离子
Na+、Ba2+、Cu2+、Ca2+
阴离子
、、、
为了推断溶液中离子的种类,取100 mL待测溶液进行以下流程图所示的实验(已知也能使酚酞变红)。
取白色沉淀M溶于盐酸,沉淀的质量与加入盐酸体积的关系如图所示。
(1)白色沉淀M与盐酸反应的离子方程式为: ,其中不反应的物质的化学式为 。
(2)根据上述信息推断,原溶液中一定不存在的离子有 。
(3)原溶液中阳离子的物质的量的范围 。
(4)为了进一步确定原溶液中“可能存在的离子”,结合原实验流程,还需要进行的操作是:取少量溶液1于试管中,滴加 ,若溶液变为红色,则证明原溶液中含 。
10.(2025-2026高一上·湖北襄阳部分高中教联体·期中)某蓝色溶液中可能含有、、、、、中的若干种,且各种离子的物质的量相等。取该溶液若干份,进行如下实验:
请回答下列问题:
(1)无需进行实验,即可确定原溶液中一定不存在 (填离子符号)。
(2)白色沉淀A是 (填化学式),步骤iii是否有必要? (填“是”或“否”)。
(3)白色沉淀B是 (填化学式),“分离出白色沉淀B的实验操作”的名称是 ,需用到的玻璃仪器主要有 。
(4)通过题干信息和上述实验可以确定原溶液中一定有 (填离子符号);一定没有 (填离子符号)。
(5)根据生活经验:淘米或者浣衣时,判断米或者衣物是否已经洗涤干净,往往不是直接观察米或者衣物是否洁净,而是观察最后一次的洗涤液是否已经干净无污渍。据此分析,对白色沉淀A进行洗涤时,欲检验其是否被洗涤干净,应当如何操作?(要求操作尽量简单,现象尽量明显) 。
11.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)Ⅰ、已知:可看作二元弱酸。请回答下列问题:
(1)H2O2作为二元弱酸,第一步电离的方程式为 。
(2)H2O2与溶液反应生成的“酸式盐”的化学式为 。
(3)结合化学式及性质,写出过氧化钙与水反应的化学反应方程式 。
Ⅱ、过碳酸钠俗称固体双氧水,有和的双重性质。和反应可制备过碳酸钠,工艺流程如图:
(4)下列试剂可作“稳定剂”使用的是______。
A.
B.
C.
D.
Ⅲ、某溶液中仅含有、、、、、、、和中的几种,且溶液中各离子数目相同。现用该溶液做以下实验:
实验:取少量原溶液,加入足量盐酸无明显现象;
实验:另取少量原溶液,加入足量溶液并微热,有白色沉淀产生及放出已知:。
(5)通过以上信息,可判断溶液中一定存在的离子有 ,未确定的离子可以通过加入 填试剂化学式进行检验。
12.(2025-2026高一上·湖北省荆州市沙市中学·期中)Ⅰ.联合制碱法(侯氏制碱法)和氨碱法(索尔维制碱法)的生产流程简要表示如下图:
(1)沉淀池中发生反应的离子方程式为 。
(2)图中Y的化学式是 。用NaCl制取纯碱的过程中,利用了物质 的性质差异进行制备和分离。
(3)下列说法正确的是 。
A.沉淀池中NH3与CO2的通入顺序为先通入CO2,再通入NH3
B.索尔维制碱法所得“排出液”的主要成分为CaCl2
C.侯氏制碱法循环利用的物质主要是CO2和NH3
D.侯氏制碱法在母液中加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度,促进NaHCO3结晶析出
E.检验产品Na2CO3中是否含有NaCl的操作方法是:取少量试样溶于水,加入过量的稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀生成
F.粗盐水(含Mg2+、Ca2+、杂质)提纯时,需依次加入过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液
Ⅱ.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。通过混合双氧水和NaClO3溶液(已加硫酸酸化)可制得ClO2气体:
(4)每生成135 g ClO2时转移的电子数目约为 。写出配平后的化学方程式: 。
(5)ClO2泡腾片是一种常用的家庭消毒剂。某实验小组设计了如下实验测定ClO2泡腾片中ClO2的含量,实验步骤流程如下:
已知:①反应原理:2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O,滴定原理:2 +I2= +2I-
②ClO2泡腾片说明书中所示的ClO2的含量为80.0 mg/片。
下列有关说法不正确的是_______。
A. 氧化性:ClO2>I2>
B. 上述涉及的反应中仅有2种元素化合价发生变化
C. “溶解”步骤中需要使用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯
D. 实际测得ClO2的含量为94.5mg/片,可能原因是在“反应”步骤中,O2参与了反应
III.
(6)120℃将10g下列物质分别在足量氧气中完全燃烧,将燃烧产物(仅含H2O、CO2)通过足量Na2O2后,固体质量增加大于10g,该物质可能是_______。
A. H2 B. 甲酸(HCOOH)
C. 蔗糖(C12H22O11) D. CO和H2混合气体
13.(2025-2026高一上·湖北黄石·期中)工业废水中常含有剧毒的重铬酸根离子(),需处理达标后方可排放。绿矾()因其成本低、效果好,被广泛用于处理含铬酸性废水。回答下列问题:
(1)中的化合价为 。
(2)处理含铬废水过程中体现出绿矾的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)检测发现,经绿矾处理后的酸性废水中含有较多的、,据此推测绿矾处理含铬酸性废水的反应的离子方程式为 。进一步加碱调控溶液使、沉淀,沉淀的主要成分为 (填化学式)。
(4)查阅资料发现,高铁酸钾(,其中元素为价)是新型绿色水处理剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钾的一种工艺流程如下图所示(部分步骤已略去)。
已知:在碱性溶液中的溶解度:
①过程Ⅱ为碱性条件下制备,该过程中是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
②过程Ⅲ中,发生反应的化学方程式为 。
③可将氨氮废水中的转化为除去。从价态角度分析,能处理氨氮废水的原因是 。
试卷第1页,共3页
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