题型04 工艺流程综合题(期中真题汇编)(北京专用)高一化学上学期
2026-09-29
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内容正文:
专题13 工艺流程综合题
1.【答案】(1)① ② (2)① ② ③ ac ④ ⑤
2.【答案】(1)+6 (2)Cl2+2OH-=Cl+ClO-+ H2O (3)3ClO−+ 2Fe3+ +10OH-=2+3Cl-+ 5H2O (4)abc
3.【答案】(1)+6 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (3)3ClO−+2Fe3++10OH−=2+3Cl−+5H2O (4)abc (5)乙醇
4.【答案】(1)+6 (2) (3)abc (4)乙醇
5.【答案】(1) (2)bc (3)① ac ② (4)ac
6.【答案】(1)BaSO4 (2)Mg2++2OH-=Mg(OH)2 ↓ (3)过滤 (4)除去过量的Ba2+和Ca2+ (5)① NaOH和Na2CO3 ② HNO3
7.【答案】(1)① ② CO2 (2)AC (3) (4)
8.【答案】(1)① B ② (2)① ② 在20℃下的溶解度较小 ③ ④ NaCl
9.【答案】(1)① NaOH ② HCl (2)① 产生晶体 ② 碳酸钠溶解度较大,不能达到饱和结晶析出 (3)① NH4Cl ② 取样品,加入稀硝酸酸化,加入硝酸银生成白色沉淀不溶解,说明存在氯离子 (4) (5) (6) (7)
10.【答案】(1)① Cu(OH)2 ② Na+ (2)① BaSO4和BaCO3 ② BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O (3)H++OH-=H2O、+2H+=H2O+CO2↑ (4)① 过滤 ② 烧杯、漏斗和玻璃棒
11.【答案】(1)① Na2CO3溶液 ② NaCl ③ 蒸发结晶 (2)① 盐酸 ② BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑ (3)Na+(NaCl) (4)c
12.【答案】(1)增加反应接触面积,加快反应速率 (2) (3)使反应环境维持碱性,确保反应的进行 (4)① ② 1:2
13.【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高反应物的转化效率 (2) (3)焙烧时,空气中的也能将氧化为 (4) (5),若通入过多,会因为析出溶解度较低的导致产物纯度降低
14.【答案】(1)① 粉碎废渣 ② 适当提高硫酸的浓度 (2)SiO2 (3) (4) (5)① 取上层清液,加入碳酸钠溶液,不再产生沉淀,则镁离子沉淀完全 ②
15.【答案】(1)Fe、S (2) (3) (4) (5)① 加入适量稀盐酸溶解,再滴加硫氰化钾溶液,溶液变为血红色,说明沉淀中含有铁元素 ② (6)
16.【答案】(1)NaHCO3 (2)① ② 溶液pH与加同体积蒸馏水相同 (3)、、Ca2+ (4)Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O (5) (6)NaCl、H2O (7) (8)ABD (9)2++H2O=NaClO+ NaCl+2 (10)
17.【答案】(1)① +7 ② Cl的最高价态是+7价,反应后可得电子化合价降低,体现为氧化性,作氧化剂 ③ (2) (3)① 还原ClO2 ② (4)
试卷第1页,共3页
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题型04 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·北京延庆·期中)钠及其化合物在生活和生产中有重要用途。
(1)Na2O2是一种淡黄色固体,常用作供氧剂。
①写出Na2O2与CO2反应的化学方程式 。
②将一定量的Na2O2固体投入到含有Cl-、Na+、、的溶液中,完全反应后,上述离子数目几乎不变的是 (填离子符号)。
(2)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:ⅰ.沉淀池中的反应为
ⅱ.溶解度
物质
NaCl
NH4HCO3
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①煅烧炉中反应的化学方程式是 ,物质X是 (填化学式)。
②下列说法正确的是 (填字母)。
a.沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小
b.滤液中主要含有NaCl、NaHCO3和NH4Cl
c.设计循环的目的是提高原料的利用率
③工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质NaClO,同时有NaHCO3和另一种常见的盐生成,该反应的化学方程式是 。
④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 。
2.(2025-2026高一上·北京市第三中学·期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型净水剂,制备流程如下:
资料:Ⅰ.K2FeO4可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇。KOH易溶于乙醇。
Ⅱ.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
(1)K2FeO4具有强氧化性,其中铁元素的化合价为 价。
(2)Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO的离子方程式是 。
(3)补全“氧化”中反应的离子方程式: 。
ClO−+ Fe3+ + ___________ = + ___________ + ___________。
(4)下列说法正确的是 。
a.“氧化”中NaOH溶液过量的目的是使稳定存在
b.“转化”中生成K2FeO4固体
c.设计物质循环的目的是提高原料的利用率
3.(2025-2026高一上·北京市回民学校·期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型净水剂,制备流程如下:
资料:Ⅰ.K2FeO4可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇。KOH易溶于乙醇。
Ⅱ.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
(1)K2FeO4具有强氧化性,其中铁元素的化合价为 。
(2)Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO和NaCl。写出该反应的化学方程式 。
(3)补全“氧化”中反应的离子方程式: 。
(4)下列说法正确的是 。
a.“氧化”中NaOH溶液过量的目的是使稳定存在
b.“转化”中生成K2FeO4固体
c.设计物质循环的目的是提高原料的利用率
(5)粗K2FeO4转化为纯K2FeO4的操作包含洗涤(去除固体表面的KOH),可以用 洗涤。
4.(2025-2026高一上·北京市西城外国语学校·期中)高铁酸钾是一种新型净水剂,制备流程如下。
已知:i.可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇。KOH易溶于乙醇。
ii.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
(1)具有强氧化性,其中铁元素的化合价为 价。
(2)补全“氧化”中反应离子方程方式: 。
_______
_______
_______
(3)下列说法中正确的是 。
a.“氧化”中溶液过量的目的是使稳定存在
b.“转化”中生成固体
c.设计物质循环的目的是提高原料的利用率
(4)粗转化为纯的操作包含洗涤,去除固体表面的,可以用 洗涤。
5.(2025-2026高一上·北京市第十四中学·期中)“大象牙膏”的实验操作是向30%的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰和表面活性剂,现象如图。
(1)主要反应的化学方程式是 。
(2)过氧化氢被称为绿色氧化剂,“绿色”的原因是 (填序号)。
a.过氧化氢溶液是绿色的 b.过氧化氢的还原产物是水 c.过量的过氧化氢能自行分解
(3)制取过氧化氢的过程如下:
重晶石(BaSO4)…→…碳酸钡氧化钡过氧化钡过氧化氢
①用氧化钡制取过氧化钡(BaO2)的反应属于 反应(填序号)。
a.化合 b.分解 c.氧化还原
②用过氧化钡制取过氧化氢的化学方程式是 。
(4)以重晶石为原料制取过氧化氢,制得的过氧化氢浓度低且能耗高。有人提出下列制取过氧化氢的方案,从原理上分析合理的是 (填序号)。
a.在一定条件下,使用适宜的氧化剂氧化H2O
b.在一定条件下,H2还原H2O
c.在一定条件下,O2氧化H2
6.(2025-2026高一上·北京市第六十六中学·期中)现有含有少量Ca(NO3)2、Na2SO4、Mg(NO3)2等杂质的NaNO3溶液,选择适当的试剂除去杂质,得到纯净的NaNO3固体,实验流程如下图所示。
(1)沉淀A的主要成分是 (填化学式)。
(2)②中反应的主要离子方程式是 。
(3)①②③中均进行的分离操作是 。
(4)③中加入过量的Na2CO3溶液的目的是 。
(5)溶液3经过处理可以得到NaNO3固体,溶液3中肯定含有的杂质是 ,为了除去杂质,可向溶液3中加入适量的 。
7.(2025-2026高一上·北京市第五中学·期中)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下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
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)物质X是 (填化学式),沉淀池中反应的化学方程式是 。
(2)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、和
C.设计循环的目的是提高原料的利用率
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质,同时有生成,该反应的化学方程式是 。
(4)某纯碱样品中含杂质,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·北京市第一六六中学·期中)在工业生产中可作为原料气。
(1)实验室用和盐酸制,实验如图所示。(气密性已检验,部分加持装置已省略)
①可以选择的发生装置是 (填序号)。
②实验室检验的方法对应的离子方程式是 。
(2)侯德榜以为原料气发明了联合制碱技术,主要流程如下图所示。
已知:ⅰ.溶于水生成碱,与酸反应生成盐,如;ⅱ.有关物质的溶解度(20℃)。
物质
NaCl
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式是 ,析出沉淀的原因是 。
②步骤Ⅱ中煅烧制碱反应的化学方程式是 。
③该流程中可循环使用的物质是和 。
9.(2025-2026高一上·北京市广渠门中学·期中)Ⅰ、教材呈现:工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水(主要杂质离子为)加入沉淀剂A除杂,加入B调节至中性,写A、B的化学式。A ;B 。
(2)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。
(3)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是 (填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。
(4)氨碱法流程中氨是可循环使用的,为此,滤液D加入石灰水并加热产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为: 。
Ⅱ、文献呈现:
实验室可由软锰矿(主要成分为)制备,方法如下:软锰矿和过量的固体和在高温下反应,生成锰酸钾和;用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,转变为和;滤去沉淀,浓缩溶液,结晶得到深紫色的针状。试回答:
(5)软锰矿制备的化学方程式: 。
(6)制备的离子方程式: 。
(7)KMnO4能与热的经硫酸酸化的反应,生成和。已知有样品,将其溶解后用高锰酸钾标准溶液滴定该样品溶液,经计算消耗高锰酸钾,请用表达式(带有、)表示样品的纯度 。
10.(2025-2026高一上·北京市八一学校·期中)某化学兴趣小组对某化工厂排出的废水成分进行研究,经检测其中含有大量、、Cl-、、。为除去废水样品中的和、回收,设计如下实验流程:
所加试剂均过量,回答下列问题:
(1)试剂X为溶液,蓝色固体是 (填化学式),溶液a中的金属阳离子是 (填离子符号)。
(2)试剂Y是溶液,试剂Z是溶液,白色固体①的成分为 ,写出白色固体①加入足量稀盐酸反应的离子方程式 。
(3)在“溶液b”处加入盐酸的目的作用是 (用离子方程式表示)。
(4)操作Ⅰ和Ⅱ的名称为 ;该操作用到的玻璃仪器有 。
11.(2025-2026高一上·北京市第五十中学·期中)某同学设计如图实验方案,以分离NaCl和BaCl2两种固体混合物,回答下列问题:
供选试剂:AgNO3溶液、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、盐酸、HNO3溶液
(1)试剂a是 ,固体A是 (填化学式),由滤液获得固体A第ii步的方法是 。
(2)试剂b是 ,加入试剂b发生的离子方程式为 。
(3)如果沉淀B未经洗涤,固体C中可能含有的杂质是 。
(4)为了测定原混合物中NaCl的质量分数,该同学在实验前称量了混合物的质量,还需要称量 的质量。
a.固体A b.沉淀B c.固体C
12.(2025-2026高一上·北京市第八中学·期中)高锰酸钾()是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
资料:为暗绿色固体,在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(的化合价既升高又降低)。
回答下列问题:
(1)原料软锰矿(以计)与氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 。
(2)在“平炉”中,氢氧化钾和软锰矿粉()在富氧空气的气流中生成,发生的离子方程式为 。
(3)制备过程中始终保持溶液过量的原因是 。
(4)将转化为的工艺有两种,分别是“电解法”和“歧化法”。
①“电解法”即电解的水溶液,得到的同时还能获得,有一种产物 回收后可以循环使用。
②“歧化法”为传统生产工艺,即在溶液中通入过量的气体,发生歧化反应,产物中锰元素的存在形式为;和,反应中氧化剂与还原剂的个数比为 。
13.(2025-2026高一上·北京市第十二中学·期中)高锰酸钾在工业中广泛用作氧化剂。以软锰矿(主要成分是,含有和等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程如图所示:
已知:20℃时各物质的溶解度如下表。
物质
溶解度/g
6.38
111
33.2
(1)焙烧前将软锰矿粉碎的目的是 。
(2)焙烧时加入可使软锰矿中的转化为,请补全该反应的化学反应方程式: 。
(3)若焙烧时未加入,水浸后所得溶液中也含有,原因可能是 。
(4)通入发生歧化反应,理论上生成氧化产物与还原产物的物质的量之比是 。
(5)结合化学用语说明通入的量不宜过多的原因是 。
14.(2025-2026高一上·北京市第八十中学·期中)实验室以某工业废渣(主要成分为、和)为原料制备,其实验流程如下:
(1)“酸浸”时能提高浸出反应速率的方法有 、 (答两条即可)。
(2)“滤渣Ⅰ”主要成分是 (填化学式)。
(3)“酸浸”时,参与反应的离子反应方程式: 。
(4)“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有: (填离子符号)。
(5)“反应”步骤中,判断沉淀完成的实验操作是: ;生成的化学方程式: 。
15.(2025-2026高一上·北京汇文中学·期中)硫铁矿(主要成分为,其中铁元素为+2价)是工业制硫酸的主要原料。硫铁矿烧渣中含有、、等成分,可用于制备绿矾(),流程示意图如下。
已知:金属离子沉淀的pH
开始沉淀时
1.5
3.4
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
8.3
(1)在“煅烧”过程中,发生氧化反应的元素有 。
(2)“酸浸液”中主要的金属阳离子有、、。写出产生的反应:、 (写离子方程式)。
(3)配平“还原”过程的离子方程式: 。
(4)“除铝”过程,调控pH的范围是 。
(5)“结晶”过程的步骤如下:
若未加入,在空气中加热时会产生黄色沉淀。
经检验,黄色沉淀为。
①检验黄色沉淀中的铁元素:取少量沉淀,洗涤, (填操作和现象)。
②由产生沉淀的离子方程式是 。
(6)测定制得晶体样品中的质量分数。(已知:)
称取w g制得的晶体样品,加入适量水和稀硫酸溶解,滴入的溶液,发生反应:,恰好完全反应时,消耗溶液v mL。
计算制得晶体样品中的质量分数: 。(填含字母的表达式)
16.(2025-2026高一上·北京市第一七一中学·期中)钠的化合物在日常生产生活中有广泛的应用,按照题目要求回答相应问题。
(一)实验小组利用传感器探究和的性质。
【查阅资料】pH越小,越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验Ⅰ
测量下述实验过程的温度变化
实验Ⅱ
测量下述实验过程的pH变化
【分析与解释】
(1)实验Ⅰ中,溶解时吸收热量物质是 。
(2)实验Ⅱ中,溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为 ,未参与该反应的实验证据是 。
(3)实验Ⅱ中,②和③的pH变化有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,参与反应的离子有 。
(4)实验Ⅱ中,③上a点反应的化学方程式为 。
(5)在不引入其他杂质的前提下,向溶液中通入足量,可实现与之间的转化,写出反应的离子方程式 。
(二)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下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
(6)根据上图,将化学方程式补充完整: 。
(7)煅烧固体的化学方程式是 。
(8)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 物质X是
B. 沉淀池中有析出,因为20℃时的溶解度最小
C. 滤液中主要含有NaCl、和
D. 设计循环的目的是提高原料的利用率
(9)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得NaClO,同时有生成,该反应的化学方程式是 。
(10)某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为a g的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体物质,则此样品中的质量分数为 。
17.(2025-2026高一上·北京市第一六六中学·期中)一种用制备强氧化剂和消毒剂的生产工艺如下图。
(1)中Cl的化合价为 ,从化合价角度分析作氧化剂的依据是 ,是一元强酸,写出它与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(2)补齐ⅰ中反应的化学方程式: 。
(3)ⅱ中,的作用是 ,写出该步骤对应的离子方程式 。
(4)“有效氯”是衡量含氯消毒剂消毒效果的重要指标。“有效氯”是指一定质量的消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当(氧化能力定义:产物视为时,物质的得电子数),其数值可以用此时氯气的质量与消毒剂质量的比值来表示。计算25%的溶液的“有效氯”为 (结果用分数表示)。
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题型04 工艺流程综合题
1.(2025-2026高一上·北京延庆·期中)钠及其化合物在生活和生产中有重要用途。
(1)Na2O2是一种淡黄色固体,常用作供氧剂。
①写出Na2O2与CO2反应的化学方程式 。
②将一定量的Na2O2固体投入到含有Cl-、Na+、、的溶液中,完全反应后,上述离子数目几乎不变的是 (填离子符号)。
(2)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:ⅰ.沉淀池中的反应为
ⅱ.溶解度
物质
NaCl
NH4HCO3
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①煅烧炉中反应的化学方程式是 ,物质X是 (填化学式)。
②下列说法正确的是 (填字母)。
a.沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小
b.滤液中主要含有NaCl、NaHCO3和NH4Cl
c.设计循环的目的是提高原料的利用率
③工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质NaClO,同时有NaHCO3和另一种常见的盐生成,该反应的化学方程式是 。
④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 ② (2)① ② ③ ac ④ ⑤
【解析】侯氏制碱法的化学方程式为:,所以沉淀池得到是固体,对沉淀池溶液过滤以后,得到的“滤液”中含有。对固体加热分解,可以制得,方程式为:,生成的二氧化碳可以循环使用。
(1)①与反应的化学方程式为。
② 将一定量的固体投入到溶液中发生反应:,故溶液中的会与生成的氢氧根反应:,故离子数目减小,、离子数目增大,只有离子数目不变。
(2)① 煅烧炉是沉淀池得到的进入后反应,化学方程式是。该分解反应中生成的二氧化碳可循环使用,故物质X是。
②a.根据题干提供的溶解度表格资料,沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小,a正确;
b.沉淀池中的反应为:,过滤后滤液中主要含有的是,b错误;
c.煅烧炉中反应得到的产物二氧化碳可作为制取纯碱的原料,设计循环的目的是提高原料的利用率,c正确;
故选ac。
③ 根据题意,可将反应看作两步发生,首先氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸再与碳酸钠溶液反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,则反应的化学方程式是:。
④a g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b g固体物质为氯化钠。设质量为m g,列出方程式计算: ,固体质量增重为(b-a) g,所以,,,所以此样品中的质量分数为:。
2.(2025-2026高一上·北京市第三中学·期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型净水剂,制备流程如下:
资料:Ⅰ.K2FeO4可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇。KOH易溶于乙醇。
Ⅱ.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
(1)K2FeO4具有强氧化性,其中铁元素的化合价为 价。
(2)Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO的离子方程式是 。
(3)补全“氧化”中反应的离子方程式: 。
ClO−+ Fe3+ + ___________ = + ___________ + ___________。
(4)下列说法正确的是 。
a.“氧化”中NaOH溶液过量的目的是使稳定存在
b.“转化”中生成K2FeO4固体
c.设计物质循环的目的是提高原料的利用率
【答案】(1)+6 (2)Cl2+2OH-=Cl+ClO-+ H2O (3)3ClO−+ 2Fe3+ +10OH-=2+3Cl-+ 5H2O (4)abc
【解析】氢氧化钠与氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,次氯酸钠将硝酸铁固体氧化为高铁酸钠,同时生成硝酸钠,过滤除去氯化钠和硝酸钠后加入过滤氢氧化钾固体,将高铁酸钠转化为高铁酸钾,过滤得到粗产品,处理后得到纯高铁酸钾,据此回答;
(1)由化合价代数和为0可知铁元素的化合价为+6;
(2)Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式是Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O;
(3)碱性条件下,ClO−有强氧化性,被还原为Cl−,每个Cl得到2e-,Fe3+被氧化为,每个Fe失去3e-,根据电子守恒,ClO−、Cl−系数为3,Fe3+、系数为2,根据电荷守恒,可知左边增加10OH-,然后用观察法配平,故方程式为3ClO−+ 2Fe3+ +10OH-=2+3Cl-+ 5H2O;
(4)a.在碱性溶液中稳定,故“氧化”中NaOH溶液过量的目的是使稳定存在,a正确;
b.氧化过程得到Na2FeO4,“转化”中生成K2FeO4固体,b正确;
c.设计物质循环能减少物质损失,所以能提高原料的利用率,c正确;
故选abc。
3.(2025-2026高一上·北京市回民学校·期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型净水剂,制备流程如下:
资料:Ⅰ.K2FeO4可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇。KOH易溶于乙醇。
Ⅱ.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
(1)K2FeO4具有强氧化性,其中铁元素的化合价为 。
(2)Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO和NaCl。写出该反应的化学方程式 。
(3)补全“氧化”中反应的离子方程式: 。
(4)下列说法正确的是 。
a.“氧化”中NaOH溶液过量的目的是使稳定存在
b.“转化”中生成K2FeO4固体
c.设计物质循环的目的是提高原料的利用率
(5)粗K2FeO4转化为纯K2FeO4的操作包含洗涤(去除固体表面的KOH),可以用 洗涤。
【答案】(1)+6 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (3)3ClO−+2Fe3++10OH−=2+3Cl−+5H2O (4)abc (5)乙醇
【解析】NaOH和Cl2反应生成NaClO,NaClO具有强氧化性,碱性条件下NaClO和Fe(NO3)3反应生成Na2FeO4、NaCl和水,过滤得到滤渣1为NaCl、NaNO3,向滤液中加入过量KOH固体,K2FeO4可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇,过滤得到滤渣K2FeO4,滤液中含有NaOH,提纯高铁酸钾得到纯高铁酸钾固体,据此分析。
(1)高铁酸钾中钾元素的化合价为+1价、氧元素的化合价为-2价,由化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价;
(2)氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为;
(3)由题意可知,生成高铁酸钠的反应为碱性条件下溶液中的铁离子与次氯酸根离子反应生成高铁酸根离子、氯离子和水,反应中氯元素的化合价由+1降低至-1被还原,化合价降低2,铁元素的化合价由+3升高至+6被氧化,化合价升高3,结合化合价升降守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为;
(4)a.由题给信息可知,高铁酸根离子在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定,所以“氧化”中氢氧化钠溶液过量的目的是使高铁酸根离子稳定存在,a正确;
b.由分析可知,“转化”中加入过量氢氧化钾固体的目的是将高铁酸钠转化为高铁酸钾,b正确;
c.由分析可知,“转化”中加入过量氢氧化钾固体、过滤得到的滤液2中含有氢氧化钠,氢氧化钠溶液的循环利用可以提高原料的利用率,c正确;
故选abc;
(5)由题给信息可知,高铁酸钾可溶于水,难溶于乙醇,氢氧化钾易溶于乙醇,所以洗涤除去高铁酸钾表面的氢氧化钾时,应选用乙醇洗涤。
4.(2025-2026高一上·北京市西城外国语学校·期中)高铁酸钾是一种新型净水剂,制备流程如下。
已知:i.可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇。KOH易溶于乙醇。
ii.在碱性溶液中稳定,中性和酸性溶液中不稳定。
(1)具有强氧化性,其中铁元素的化合价为 价。
(2)补全“氧化”中反应离子方程方式: 。
_______
_______
_______
(3)下列说法中正确的是 。
a.“氧化”中溶液过量的目的是使稳定存在
b.“转化”中生成固体
c.设计物质循环的目的是提高原料的利用率
(4)粗转化为纯的操作包含洗涤,去除固体表面的,可以用 洗涤。
【答案】(1)+6 (2) (3)abc (4)乙醇
【解析】固体中加入过量氢氧化钠溶液,并通入氯气进行氧化,可得,然后过滤,滤渣为氯化钠、硝酸钠;往滤液中加入过量氢氧化钾固体,过滤,得到粗高铁酸钾固体和滤液。
(1)中,K为价,O为价,则铁元素的化合价为价。答案为:。
(2)“氧化”中反应是在碱性条件下进行,根据题中信息,化合价升高转化为,失去,化合价应该下降转化为,得到,根据得失电子守恒和原子守恒得出离子方程式为:。
(3)a.根据题意,在碱性溶液中稳定,则“氧化”中溶液过量的目的,使之稳定存在,正确;
b.可溶于水,微溶于溶液,则“转化”中生成固体,正确;
c.设计物质循环的目的,使没有反应的反应物继续参加反应,从而提高原料的利用率,正确;
故选。
(4)由资料知:难溶于乙醇,易溶于乙醇,所以用乙醇洗涤。答案为:乙醇。
5.(2025-2026高一上·北京市第十四中学·期中)“大象牙膏”的实验操作是向30%的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰和表面活性剂,现象如图。
(1)主要反应的化学方程式是 。
(2)过氧化氢被称为绿色氧化剂,“绿色”的原因是 (填序号)。
a.过氧化氢溶液是绿色的 b.过氧化氢的还原产物是水 c.过量的过氧化氢能自行分解
(3)制取过氧化氢的过程如下:
重晶石(BaSO4)…→…碳酸钡氧化钡过氧化钡过氧化氢
①用氧化钡制取过氧化钡(BaO2)的反应属于 反应(填序号)。
a.化合 b.分解 c.氧化还原
②用过氧化钡制取过氧化氢的化学方程式是 。
(4)以重晶石为原料制取过氧化氢,制得的过氧化氢浓度低且能耗高。有人提出下列制取过氧化氢的方案,从原理上分析合理的是 (填序号)。
a.在一定条件下,使用适宜的氧化剂氧化H2O
b.在一定条件下,H2还原H2O
c.在一定条件下,O2氧化H2
【答案】(1) (2)bc (3)① ac ② (4)ac
【解析】结合反应物和生成物写出发生反应的化学方程式;结合氧化还原反应的概念和原理分析解题。
(1)向30%的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰和表面活性剂,根据图片可判断反应生成水和氧气,反应方程式为:。
(2)过氧化氢的还原产物是水,而且过量的过氧化氢能自行分解生成氧气和水,产物无污染符合绿色化学,所以过氧化氢常被称为绿色氧化剂,故答案为bc。
(3)① 用氧化钡加入氧气制取过氧化钡,发生反应方程式为,此反应是化合反应,且O元素化合价有变化是氧化还原反应,故答案为ac;
② 过氧化钡和稀硫酸发生复分解反应生成过氧化氢,发生反应的化学方程式是。
(4)a.中的氧是-2价,在一定条件下,氧气氧化,变成-1价的氧,a正确;
b.中的氧是-2价,不能被还原,b错误;
c.在一定条件下,氧化,生成过氧化氢,c正确;
故答案为ac。
以重晶石()为原料制备过氧化氢为载体,考查对氧化还原反应概念的理解和应用,根据已有知识结合工艺流程推断物质及发生反应是解题关键。
6.(2025-2026高一上·北京市第六十六中学·期中)现有含有少量Ca(NO3)2、Na2SO4、Mg(NO3)2等杂质的NaNO3溶液,选择适当的试剂除去杂质,得到纯净的NaNO3固体,实验流程如下图所示。
(1)沉淀A的主要成分是 (填化学式)。
(2)②中反应的主要离子方程式是 。
(3)①②③中均进行的分离操作是 。
(4)③中加入过量的Na2CO3溶液的目的是 。
(5)溶液3经过处理可以得到NaNO3固体,溶液3中肯定含有的杂质是 ,为了除去杂质,可向溶液3中加入适量的 。
【答案】(1)BaSO4 (2)Mg2++2OH-=Mg(OH)2 ↓ (3)过滤 (4)除去过量的Ba2+和Ca2+ (5)① NaOH和Na2CO3 ② HNO3
【解析】根据除杂原理和实验目的分析可知,加入过量的Ba(NO3)2,生成BaSO4沉淀A,然后在滤液中加入过量的NaOH,生成氢氧化镁沉淀B,滤液加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ca2+、Ba2+完全生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀C,最后所得溶液为NaOH、NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3。
(1)由分析,沉淀A的主要成分是BaSO4;
(2)滤液中加入过量的NaOH,生成氢氧化镁沉淀:Mg2++2OH-=Mg(OH)2 ↓;
(3)① ② ③ 中均为分离固液的操作,进行的分离操作是过滤;
(4)③ 中加入过量的Na2CO3溶液的目的是使得Ba2+和Ca2+转化为沉淀而除去;
(5)溶液3经过处理可以得到NaNO3固体,溶液3中肯定含有的杂质是过量的NaOH、Na2CO3,为了除去杂质,可向溶液3中加入适量的稀硝酸。
7.(2025-2026高一上·北京市第五中学·期中)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下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
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)物质X是 (填化学式),沉淀池中反应的化学方程式是 。
(2)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、和
C.设计循环的目的是提高原料的利用率
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质,同时有生成,该反应的化学方程式是 。
(4)某纯碱样品中含杂质,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 ② CO2 (2)AC (3) (4)
【解析】侯氏制碱法的化学方程式为:,所以沉淀池得到是碳酸氢钠固体,对沉淀池溶液过滤以后,得到的“滤液”中含有氯化铵。对碳酸氢钠固体加热分解,可以制得碳酸钠,方程式为: ,生成的二氧化碳可以循环使用,据此分析作答。
(1)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X可用于沉淀池的循环使用,则物质X是CO2;
(2)A.根据题干提供的溶解度表格资料,沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小,故A正确;
B.沉淀池中的反应为:,过滤后滤液中主要含有的是NH4Cl,结合流程可知主要成分还有NaHCO3、NaCl,故B错误;
C.煅烧炉中反应得到的产物二氧化碳可作为制取纯碱的原料,设计循环的目的是提高原料的利用率,故C正确;
故答案为AC;
(3)根据题意,可将反应看作两步发生,首先氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸再与碳酸钠溶液反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,则反应的化学方程式是:;
(4)设碳酸钠质量为xg,杂质 NaCl 质量为 (a−x) g,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。所以b=(a-x)+,解得x=,所以此样品中的质量分数==。
8.(2025-2026高一上·北京市第一六六中学·期中)在工业生产中可作为原料气。
(1)实验室用和盐酸制,实验如图所示。(气密性已检验,部分加持装置已省略)
①可以选择的发生装置是 (填序号)。
②实验室检验的方法对应的离子方程式是 。
(2)侯德榜以为原料气发明了联合制碱技术,主要流程如下图所示。
已知:ⅰ.溶于水生成碱,与酸反应生成盐,如;ⅱ.有关物质的溶解度(20℃)。
物质
NaCl
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式是 ,析出沉淀的原因是 。
②步骤Ⅱ中煅烧制碱反应的化学方程式是 。
③该流程中可循环使用的物质是和 。
【答案】(1)① B ② (2)① ② 在20℃下的溶解度较小 ③ ④ NaCl
【解析】已知溶于水生成碱,与酸反应生成盐,氨气通入饱和食盐水,使溶液显碱性,更好地吸收CO2,之后通入过量CO2,反应,根据表中的溶解度数据可知,四种物质中溶解度最小的是NaHCO3,因此析出的物质为碳酸氢钠,过滤后煅烧NaHCO3得到碳酸钠、二氧化碳和水,母液中再通入NH3、降温并加入NaCl盐析,从而析出NH4Cl,过滤所得滤液为饱和食盐水;
(1)实验室用(固体)和盐酸(液体)制,反应不需要加热,属于 “固液不加热型” 反应,选择装置B;
实验室一般用澄清石灰水检验二氧化碳,其反应的离子方程式为。
(2)步骤Ⅰ中饱和食盐水、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,发生的化学方程式为;
根据有关物质的溶解度表的数据可知,析出沉淀的原因是在20℃下的溶解度较小;
步骤Ⅱ中煅烧碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳、水,反应的化学方程式为 ;步骤Ⅲ所提滤液为饱和食盐水,则,该流程中可循环使用的物质是CO2和NaCl。
9.(2025-2026高一上·北京市广渠门中学·期中)Ⅰ、教材呈现:工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水(主要杂质离子为)加入沉淀剂A除杂,加入B调节至中性,写A、B的化学式。A ;B 。
(2)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。
(3)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是 (填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。
(4)氨碱法流程中氨是可循环使用的,为此,滤液D加入石灰水并加热产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为: 。
Ⅱ、文献呈现:
实验室可由软锰矿(主要成分为)制备,方法如下:软锰矿和过量的固体和在高温下反应,生成锰酸钾和;用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,转变为和;滤去沉淀,浓缩溶液,结晶得到深紫色的针状。试回答:
(5)软锰矿制备的化学方程式: 。
(6)制备的离子方程式: 。
(7)KMnO4能与热的经硫酸酸化的反应,生成和。已知有样品,将其溶解后用高锰酸钾标准溶液滴定该样品溶液,经计算消耗高锰酸钾,请用表达式(带有、)表示样品的纯度 。
【答案】(1)① NaOH ② HCl (2)① 产生晶体 ② 碳酸钠溶解度较大,不能达到饱和结晶析出 (3)① NH4Cl ② 取样品,加入稀硝酸酸化,加入硝酸银生成白色沉淀不溶解,说明存在氯离子 (4) (5) (6) (7)
【解析】粗盐水中加入过量氢氧化钠使得镁离子转化为沉淀,加入稀盐酸调节至中性,过滤,滤液氨化后通入二氧化碳生成氯化铵和溶解度较小的碳酸氢钠晶体,过量分离出含氯化铵的滤液D和碳酸氢钠晶体,晶体煅烧得到二氧化碳和纯碱;
(1)由分析,AB分别为NaOH、HCl;
(2)滤液氨化后通入二氧化碳生成氯化铵和溶解度较小的碳酸氢钠晶体,故碳酸化时产生的现象是生成大量晶体,碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是碳酸钠溶解度较大,不能达到饱和结晶析出;
(3)由分析,滤液D最主要的成分是NH4Cl,氯离子会和银离子生成不溶于酸的氯化银沉淀,检验这一成分的阴离子的具体方法是:取样品,加入稀硝酸酸化,加入硝酸银生成白色沉淀不溶解,说明存在氯离子;
(4)加石灰水后所发生的反应为铵根离子和氢氧根离子生成氨气和水,离子方程式为: ;
(5)由题意,软锰矿和过量的固体和在高温下反应,生成锰酸钾和,反应中锰化合价由+4变为+6、氯化合价由+5变为-1,结合电子守恒,反应为: ;
(6)滤液酸化后,转变为和,则锰发生歧化反应生成高锰酸钾,反应为:;
(7)KMnO4能与热的经硫酸酸化的反应生成和,反应中锰化合价由+7变为+2、碳化合价由+3变为+4,结合电子守恒存在:,则样品的纯度:。
10.(2025-2026高一上·北京市八一学校·期中)某化学兴趣小组对某化工厂排出的废水成分进行研究,经检测其中含有大量、、Cl-、、。为除去废水样品中的和、回收,设计如下实验流程:
所加试剂均过量,回答下列问题:
(1)试剂X为溶液,蓝色固体是 (填化学式),溶液a中的金属阳离子是 (填离子符号)。
(2)试剂Y是溶液,试剂Z是溶液,白色固体①的成分为 ,写出白色固体①加入足量稀盐酸反应的离子方程式 。
(3)在“溶液b”处加入盐酸的目的作用是 (用离子方程式表示)。
(4)操作Ⅰ和Ⅱ的名称为 ;该操作用到的玻璃仪器有 。
【答案】(1)① Cu(OH)2 ② Na+ (2)① BaSO4和BaCO3 ② BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O (3)H++OH-=H2O、+2H+=H2O+CO2↑ (4)① 过滤 ② 烧杯、漏斗和玻璃棒
【解析】分析实验流程,废水样品中加入试剂X,经操作Ⅰ得到溶液a和蓝色固体,可知操作Ⅰ是过滤,除去Cu2+,蓝色固体为含铜离子的沉淀;加入试剂Y和试剂Z,通过操作Ⅱ得到溶液b和白色固体,可知操作Ⅱ也是过滤。结合题意,可知该步骤是除去,则白色固体应为混合物,白的固体与足量稀盐酸反应产生气体和白色固体,说明该白色固体中含有两种成分,一种可以与盐酸反应生成气体,一种是不溶于稀盐酸的白色硫酸盐固体。通过操作Ⅲ得到NaCl和主要成分为NaNO3的溶液d,可知操作Ⅲ应为蒸发浓缩,趁热过滤。题目已给出试剂X、Y、Z的名称,可以直接进行分析解答。
(1)试剂X为NaOH,可知蓝色固体为Cu(OH)2沉淀,Cu2+以沉淀形式除去,则溶液a中的金属阳离子是Na+;
(2)试剂Y是BaCl2溶液,试剂Z是Na2CO3溶液,则发生反应:Ba2++=BaSO4↓,未反应完的BaCl2与Na2CO3发生反应:BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。故白色固体① 的主要成分为BaSO4和BaCO3。向白色固体① 加入足量稀盐酸,BaSO4与稀盐酸不反应,BaCO3与稀盐酸发生反应:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;
(3)溶液b中含OH-、Na+、Cl-、和,加入稀盐酸,可以除去OH-和,离子方程式为:H++OH-=H2O、+2H+=H2O+CO2↑;
(4)由分析可知,通过操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和液体,操作Ⅰ和操作Ⅱ都是过滤操作,过滤需要用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗和玻璃棒。
11.(2025-2026高一上·北京市第五十中学·期中)某同学设计如图实验方案,以分离NaCl和BaCl2两种固体混合物,回答下列问题:
供选试剂:AgNO3溶液、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、盐酸、HNO3溶液
(1)试剂a是 ,固体A是 (填化学式),由滤液获得固体A第ii步的方法是 。
(2)试剂b是 ,加入试剂b发生的离子方程式为 。
(3)如果沉淀B未经洗涤,固体C中可能含有的杂质是 。
(4)为了测定原混合物中NaCl的质量分数,该同学在实验前称量了混合物的质量,还需要称量 的质量。
a.固体A b.沉淀B c.固体C
【答案】(1)① Na2CO3溶液 ② NaCl ③ 蒸发结晶 (2)① 盐酸 ② BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑ (3)Na+(NaCl) (4)c
【解析】先将混合物溶解,得到溶液A,加入过量Na2CO3溶液,过滤后得沉淀BaCO3,滤液溶质为NaCl与Na2CO3,经盐酸调pH酸化后,Na2CO3转化为NaCl,再经蒸发结晶可得NaCl固体,洗涤沉淀BaCO3的目的是洗去附着的NaCl与Na2CO3,再过滤可得纯净的沉淀BaCO3,加入过量盐酸,蒸发结晶可得BaCl2固体;
(1)试剂a是Na2CO3;固体A是NaCl;由滤液获得固体A第ii步的方法是蒸发结晶;
(2)试剂b是盐酸;BaCO3与盐酸反应的离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑;
(3)如果BaCO3未经洗涤,表面会附着NaCl与Na2CO3,后续Na2CO3会与盐酸反应生成NaCl,故最后固体C中可能含有的杂质是Na+(NaCl);
(4)NaCl的质量分数=×100%,但固体A所得NaCl有一部分来源于Na2CO3与酸反应,故m(固体A中NaCl) >m(混合物中NaCl),则要通过称量所得BaCl2的质量,再经计算可得m(混合物中NaCl)=m(混合物)-m(BaCl2),故选c。
12.(2025-2026高一上·北京市第八中学·期中)高锰酸钾()是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
资料:为暗绿色固体,在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(的化合价既升高又降低)。
回答下列问题:
(1)原料软锰矿(以计)与氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 。
(2)在“平炉”中,氢氧化钾和软锰矿粉()在富氧空气的气流中生成,发生的离子方程式为 。
(3)制备过程中始终保持溶液过量的原因是 。
(4)将转化为的工艺有两种,分别是“电解法”和“歧化法”。
①“电解法”即电解的水溶液,得到的同时还能获得,有一种产物 回收后可以循环使用。
②“歧化法”为传统生产工艺,即在溶液中通入过量的气体,发生歧化反应,产物中锰元素的存在形式为;和,反应中氧化剂与还原剂的个数比为 。
【答案】(1)增加反应接触面积,加快反应速率 (2) (3)使反应环境维持碱性,确保反应的进行 (4)① ② 1:2
【解析】和软锰矿(主要成分为)在富氧空气的气流下,发生下列反应:,反应过程中,Mn元素的化合价升高,作还原剂,氧气做氧化剂,经过水浸析出晶体,晶体可通过电解其水溶液()或在酸性条件下,发生歧化反应,既做还原剂又做氧化剂()来制取高锰酸钾。
(1)粉碎会增大反应的接触面积,有利于加快反应速率;
(2)由分析知,和软锰矿(主要成分为)在富氧空气的气流下发生氧化还原反应,其中,二氧化锰做还原剂,氧气做氧化剂,根据元素守恒,可知反应有水生成,配平的离子方程式为:;
(3)由资料可知:在强碱性溶液中才稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应,导致产率降低,故答案为使反应环境维持碱性,确保反应的进行;
(4)① 由分析知,电解法的反应方程式为,生成的氢氧化钾能循环使用;
②发生歧化反应,产物中锰元素的存在形式为;和,反应方程式为,做还原剂时,化合价升高1价,做氧化剂时化合价降低2价,在氧化还原反应中,化合价升降守恒,则反应中氧化剂与还原剂的个数比为1:2。
13.(2025-2026高一上·北京市第十二中学·期中)高锰酸钾在工业中广泛用作氧化剂。以软锰矿(主要成分是,含有和等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程如图所示:
已知:20℃时各物质的溶解度如下表。
物质
溶解度/g
6.38
111
33.2
(1)焙烧前将软锰矿粉碎的目的是 。
(2)焙烧时加入可使软锰矿中的转化为,请补全该反应的化学反应方程式: 。
(3)若焙烧时未加入,水浸后所得溶液中也含有,原因可能是 。
(4)通入发生歧化反应,理论上生成氧化产物与还原产物的物质的量之比是 。
(5)结合化学用语说明通入的量不宜过多的原因是 。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高反应物的转化效率 (2) (3)焙烧时,空气中的也能将氧化为 (4) (5),若通入过多,会因为析出溶解度较低的导致产物纯度降低
【解析】工业上以软锰矿(主要成分是,含有和等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程为:,将软锰矿加入和高温焙烧转化为,生成产物加溶解,过滤除去滤渣1后得到含的滤液中通入进行歧化生成,过滤除去滤渣2后,对含滤液进行蒸发浓缩,冷却结晶,过滤干燥后得到,据此分析解答。
(1)焙烧前将软锰矿粉碎的目的为:增大反应物接触面积,加快反应速率,提高反应物的转化效率。
(2)焙烧时加入可使软锰矿中的转化为,反应的化学方程式为:。
(3)焙烧时未加入,水浸后所得溶液中也含有,说明另有氧化剂将氧化,结合固体高温焙烧,则可能的原因为:焙烧时,空气中的也能将氧化为。
(4)通入过量后发生歧化的反应方程式为:,其中氧化产物为,还原产物为,根据方程式可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为。
(5)在歧化反应中除生成外,还有大量生成,如通入的过量,则会发生的反应,会析出溶解度较低的导致产物纯度降低。
14.(2025-2026高一上·北京市第八十中学·期中)实验室以某工业废渣(主要成分为、和)为原料制备,其实验流程如下:
(1)“酸浸”时能提高浸出反应速率的方法有 、 (答两条即可)。
(2)“滤渣Ⅰ”主要成分是 (填化学式)。
(3)“酸浸”时,参与反应的离子反应方程式: 。
(4)“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有: (填离子符号)。
(5)“反应”步骤中,判断沉淀完成的实验操作是: ;生成的化学方程式: 。
【答案】(1)① 粉碎废渣 ② 适当提高硫酸的浓度 (2)SiO2 (3) (4) (5)① 取上层清液,加入碳酸钠溶液,不再产生沉淀,则镁离子沉淀完全 ②
【解析】工业废渣主要成分为MgCO3、MgO和SiO2,加入硫酸进行酸浸,由于二氧化硅与硫酸不反应,滤渣Ⅰ为二氧化硅。氧化镁、碳酸镁均能与硫酸反应,所以滤液中含有镁离子,加入碳酸钠溶液,得到碳酸镁晶体,用乙醇洗涤晶体,得到纯净的碳酸镁固体。
(1)“酸浸”时能提高浸出反应速率的方法有粉碎废渣、适当提高硫酸的浓度等;
(2)由上述分析可知,“滤渣Ⅰ”主要成分是SiO2;
(3)“酸浸”时,参与反应的离子反应方程式:;
(4)加入碳酸钠溶液,与硫酸镁反应生成碳酸镁沉淀和硫酸钠,加入的碳酸钠过量,才能保证硫酸镁完全反应,则“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有;
(5)“反应”步骤中,判断沉淀完成的实验操作是取上层清液,加入碳酸钠溶液,不再产生沉淀,则镁离子沉淀完全;生成的化学方程式为。
15.(2025-2026高一上·北京汇文中学·期中)硫铁矿(主要成分为,其中铁元素为+2价)是工业制硫酸的主要原料。硫铁矿烧渣中含有、、等成分,可用于制备绿矾(),流程示意图如下。
已知:金属离子沉淀的pH
开始沉淀时
1.5
3.4
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
8.3
(1)在“煅烧”过程中,发生氧化反应的元素有 。
(2)“酸浸液”中主要的金属阳离子有、、。写出产生的反应:、 (写离子方程式)。
(3)配平“还原”过程的离子方程式: 。
(4)“除铝”过程,调控pH的范围是 。
(5)“结晶”过程的步骤如下:
若未加入,在空气中加热时会产生黄色沉淀。
经检验,黄色沉淀为。
①检验黄色沉淀中的铁元素:取少量沉淀,洗涤, (填操作和现象)。
②由产生沉淀的离子方程式是 。
(6)测定制得晶体样品中的质量分数。(已知:)
称取w g制得的晶体样品,加入适量水和稀硫酸溶解,滴入的溶液,发生反应:,恰好完全反应时,消耗溶液v mL。
计算制得晶体样品中的质量分数: 。(填含字母的表达式)
【答案】(1)Fe、S (2) (3) (4) (5)① 加入适量稀盐酸溶解,再滴加硫氰化钾溶液,溶液变为血红色,说明沉淀中含有铁元素 ② (6)
【解析】由题给流程可知,硫铁矿(主要成分为,其中铁元素为+2价)在氧气中煅烧,高温条件下与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫经多步转化得到硫酸;向烧渣中加入稀硫酸酸浸,金属元素转化为可溶的硫酸盐,过滤得到酸浸液;向酸浸液中加入FeS2,将溶液中的铁离子转化为亚铁离子,加入氢氧化钠溶液,通过调节pH将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到含有氢氧化铝的滤渣和硫酸亚铁溶液;向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸,经加热浓缩、冷却结晶、过滤得到。
(1)由分析可知,“煅烧”过程中发生的反应为高温条件下与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫,反应中铁元素、硫元素的化合价升高被氧化,则发生氧化反应的元素为铁元素和硫元素;
(2)酸浸时生成铁离子的反应为四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,氧化铁反应的离子方程式为:、;
(3)由未配平的方程式可知,“还原”过程中发生的反应为二硫化铁与溶液中的铁离子反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子,反应的离子方程式为;
(4)由金属离子沉淀的pH可知,完全沉淀时pH=4.7,开始沉淀时pH=6.3,要除去但不能除去,因此pH范围为;
(5)① 检验黄色沉淀中的铁元素的操作为取少量沉淀,洗涤,加入适量稀盐酸溶解,再滴加硫氰化钾溶液,溶液变为血红色,说明沉淀中含有铁元素;
② 溶液中的亚铁离子与氧气、硫酸根离子反应生成沉淀,反应的离子方程式为;
(6)由题意可知,反应消耗重铬酸钾溶液,由方程式可知,晶体样品中亚铁离子的质量分数为。
16.(2025-2026高一上·北京市第一七一中学·期中)钠的化合物在日常生产生活中有广泛的应用,按照题目要求回答相应问题。
(一)实验小组利用传感器探究和的性质。
【查阅资料】pH越小,越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验Ⅰ
测量下述实验过程的温度变化
实验Ⅱ
测量下述实验过程的pH变化
【分析与解释】
(1)实验Ⅰ中,溶解时吸收热量物质是 。
(2)实验Ⅱ中,溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为 ,未参与该反应的实验证据是 。
(3)实验Ⅱ中,②和③的pH变化有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,参与反应的离子有 。
(4)实验Ⅱ中,③上a点反应的化学方程式为 。
(5)在不引入其他杂质的前提下,向溶液中通入足量,可实现与之间的转化,写出反应的离子方程式 。
(二)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下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
(6)根据上图,将化学方程式补充完整: 。
(7)煅烧固体的化学方程式是 。
(8)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 物质X是
B. 沉淀池中有析出,因为20℃时的溶解度最小
C. 滤液中主要含有NaCl、和
D. 设计循环的目的是提高原料的利用率
(9)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得NaClO,同时有生成,该反应的化学方程式是 。
(10)某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为a g的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体物质,则此样品中的质量分数为 。
【答案】(1)NaHCO3 (2)① ② 溶液pH与加同体积蒸馏水相同 (3)、、Ca2+ (4)Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O (5) (6)NaCl、H2O (7) (8)ABD (9)2++H2O=NaClO+ NaCl+2 (10)
【解析】饱和食盐水、氨气、二氧化碳在沉淀池中反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤,加热碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳、水,二氧化碳循环到沉淀池中利用;滤液中加细小的氯化钠颗粒,同时通入氨气,析出氯化铵。
(1)实验Ⅰ中,用水溶解碳酸钠固体溶液温度升高,用水溶解碳酸氢钠固体溶液温度降低,溶解时吸收热量物质是NaHCO3;
(2)实验Ⅱ中,溶液和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的离子方程式为 ,溶液pH与加同体积蒸馏水相同,可知未参与反应。
(3)实验Ⅱ中,② 和③ 的pH变化有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,与反应生成,与Ca2+反应生成CaCO3沉淀,参与反应的离子有、、Ca2+。
(4)实验Ⅱ中,③ 上a点氢氧化钙与少量碳酸氢钠反应生成碳酸钙、氢氧化钠、水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O。
(5)向溶液中通入足量生成,反应的离子方程式为。
(6)根据流程图,氯化钠、氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵, ;
(7)煅烧固体生成碳酸钠、二氧化碳、水,反应的化学方程式是;
(8)A. 煅烧放出二氧化碳气体,二氧化碳可以循环到“沉淀池”中利用,物质X是,故A正确;
B. 根据溶解度数据,20℃时的溶解度最小,所以沉淀池中有析出,故B正确;
C. 析出后的滤液中主要含有NaCl、和,故C错误;
D. 设计物质循环利用,可以提高原料的利用率,故D正确;
选ABD。
(9)饱和碳酸钠溶液与反应可制得NaClO,同时有生成,根据得失电子守恒,产物中一定有NaCl,该反应的化学方程式是2++H2O=NaClO+ NaCl+2;
(10)质量为a g的样品,设含的质量为xg;
x=,则此样品中的质量分数为。
17.(2025-2026高一上·北京市第一六六中学·期中)一种用制备强氧化剂和消毒剂的生产工艺如下图。
(1)中Cl的化合价为 ,从化合价角度分析作氧化剂的依据是 ,是一元强酸,写出它与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(2)补齐ⅰ中反应的化学方程式: 。
(3)ⅱ中,的作用是 ,写出该步骤对应的离子方程式 。
(4)“有效氯”是衡量含氯消毒剂消毒效果的重要指标。“有效氯”是指一定质量的消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当(氧化能力定义:产物视为时,物质的得电子数),其数值可以用此时氯气的质量与消毒剂质量的比值来表示。计算25%的溶液的“有效氯”为 (结果用分数表示)。
【答案】(1)① +7 ② Cl的最高价态是+7价,反应后可得电子化合价降低,体现为氧化性,作氧化剂 ③ (2) (3)① 还原ClO2 ② (4)
【解析】反应i,在浓硫酸的作用下得到ClO2和反应液,其中Cl元素的化合价降低,则反应液中必有元素化合价的升高,根据后续产品可推知,反应液中的溶质成分为;反应ii中,ClO2和反应后得到产物,Cl元素的化合价降低,则过氧化氢充当还原剂,自身被氧化,氧化产物为O2,据此分析。
(1)根据化合物化合价之和为0,H显+1价,O显-2价可计算得Cl显+7价,故答案为+7;根据氧化还原反应的规律,元素在反应中化合价降低是得电子,体现为氧化性,作氧化剂,故答案为:Cl的最高价态是+7价,反应后可得电子化合价降低,体现为氧化性,作氧化剂;是一元强酸,化学式可拆,NaOH是强碱,可拆,故答案为:;
(2)根据工艺图信息,与浓硫酸反应得到ClO2气体和反应液,Cl元素的化合价从+5降到+4,结合(3)中信息,Cl元素化合价从+5升到+7,则该氧化还原中发生的是Cl元素的歧化反应,故先补充生成物气体ClO2,根据电子得失守恒,ClO2和的化学计量数之比为2:1,再结合元素守恒对方程式进行配平,有;故答案为;
(3)反应ii中,ClO2气体反应得到NaClO2,Cl元素的化合价从+4降到+3价,被还原,故充当的作用是还原ClO2;离子方程式为;故答案为:还原ClO2;;
(4)假设消毒剂和氯气转移相同电子的物质的量都为1 mol时,消耗的的质量为a g,的质量为b g,反应转根据反应比例关系,,;则a g反应转移的电子数为;b g反应转移的电子数为;故有效氯为;故答案为:。
试卷第1页,共3页
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