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專題12工藝流程圖題
1.(2025·四川德陽(yáng)·中考真題)海水“曬鹽”后剩下的“苦鹵”也是寶貴的化學(xué)資源,其中主要是由氯、鈉、鎂、
硫、鈣、鉀、溴等元素組成的鹽。利用苦鹵生產(chǎn)“國(guó)防元素”金屬鎂的工藝流程如圖。
回答下列問(wèn)題:
(1)“沉淀池”中分離出Mg(OH)2沉淀的操作名稱是。
(2)“溶解池”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(3)生產(chǎn)過(guò)程中,將“苦鹵”中的MgCl2先轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,再將Mg(OH)2重新轉(zhuǎn)化為MgCl2,其目的是_____(填
標(biāo)號(hào))。
A.富集MgCl2B.提純MgCl2C.沒(méi)有任何價(jià)值
【答案】(1)過(guò)濾
(2)2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O
(3)AB
【詳解】(1)過(guò)濾是用于分離不溶性固體和液體的操作。在“沉淀池”中,Mg(OH)2是不溶性固體,要將其
從溶液中分離出來(lái),采用的操作是過(guò)濾。
(2)“溶解池”中,氫氧化鎂與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鎂和水,化學(xué)方程式為2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O。
(3)苦鹵中除了含有MgCl2外,還含有其他物質(zhì)。將MgCl2先轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,可與苦鹵中的其他雜
質(zhì)分離,然后再將Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgCl2,這樣可以除去雜質(zhì),達(dá)到富集和提純MgCl2的目的,不是沒(méi)有
價(jià)值,所以選AB。
2.(2025·四川瀘州·中考真題)碘單質(zhì)I2微溶于水,廣泛用于醫(yī)藥染料等方面。I2的一種制備方法如下圖
所示。回答相關(guān)問(wèn)題:
(1)“沉碘富集”反應(yīng)的化學(xué)方程式為,該反應(yīng)的類型為。
(2)“置換1”沉淀與鐵粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為,反應(yīng)后分離出“Ag和Fe”的操作名稱是,若用化
學(xué)方法進(jìn)一步提純,得到純凈的Ag所需試劑是(填符號(hào))。
(3)“置換2”所?!叭芤?”中,含有的陰離了主要是
【答案】(1)AgNO3KIKNO3AgI復(fù)分解反應(yīng)
(2)2AgIFe2AgFeI2過(guò)濾H2SO4(合理即可)
(3)Cl、NO3
【詳解】(1)“沉碘富集”反應(yīng)為硝酸銀和KI反應(yīng)生成AgI和硝酸鉀,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
AgNO3+KIAgI+KNO3;
該反應(yīng)符合“兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物”的反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng);
(2)置換反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),“置換1”沉淀與鐵粉
反應(yīng)生成了銀,則該反應(yīng)為鐵與AgI反應(yīng)生成FeI2和Ag,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2AgIFeFeI22Ag;
反應(yīng)后分離出“Ag和Fe”的操作名稱是過(guò)濾,過(guò)濾可實(shí)現(xiàn)固液分離;
鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,銀和稀硫酸不反應(yīng),故若用化學(xué)方法進(jìn)一步提純,得到純凈的Ag
所需試劑是:H2SO4;
(3)“置換2”中得到I2,則發(fā)生反應(yīng)為氯氣和FeI2反應(yīng)生成氯化亞鐵和碘,“沉碘富集”中生成了硝酸鉀,
-
則所得溶液2中含氯化亞鐵和硝酸鉀,則含有的陰離子主要是:Cl、NO3。
3.(2025·四川成都·中考真題)成都盛產(chǎn)蛇紋石,利用蛇紋石生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝如圖。
【資料信息】
FeO
1.蛇紋石的主要成分為MgO和SiO2,含少量23、Al2O3等。
2.SiO2難溶于水,不與稀硫酸反應(yīng)。
3.部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表。
金屬離子Fe3Al3Mg2
開(kāi)始沉淀的pH2.33.59.4
沉淀完全的pH3.24.612.4
(1)“粉碎”的目的是。
(2)“酸浸”后,濾液中陽(yáng)離子有Mg2和(填符號(hào)),濾渣1的主要成分是。
(3)“堿洗”時(shí),適宜的pH范圍為。
(4)“沉鎂”的化學(xué)方程式為。
(5)“洗滌”時(shí),證明氫氧化鎂已洗凈的方法是。
【答案】(1)增大反應(yīng)物間的接觸面積,使反應(yīng)更充分
33
(2)H、Fe、AlSiO2
(3)4.6pH9.4
(4)MgSO42NaOHMg(OH)2Na2SO4
(5)取少量最后一次洗滌液于試管中,滴入氯化鋇溶液(或無(wú)色酚酞溶液),無(wú)明顯變化,說(shuō)明已洗凈
【詳解】(1)“粉碎”的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分。因?yàn)楣腆w粉碎后,與
酸的接觸面積變大,能提升酸浸效率。
FeOFeO
(2)蛇紋石主要成分為MgO和SiO2,含少量23、Al2O3。酸浸時(shí),MgO,23、Al2O3與稀硫酸反應(yīng):
、、,
MgOH2SO4MgSO4H2OFe2O33H2SO4Fe2SO433H2OAl2O33H2SO4Al2SO433H2O
2+3+3++
SiO2不與稀硫酸反應(yīng)。所以濾液中陽(yáng)離子有Mg和Fe、Al、H(稀硫酸過(guò)量);濾渣1主要成分是SiO2。
(3)使Fe3+(沉淀完全pH=3.2)、Al3+(沉淀完全pH=4.6)完全沉淀,且Mg2+(開(kāi)始沉淀pH=9.4)
不沉淀;所以適宜pH范圍為4.6≤pH<9.4。
(4)沉鎂時(shí),MgSO4與過(guò)量NaOH反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,化學(xué)方程式:
MgSO42NaOHMg(OH)2Na2SO4;
(5)氫氧化鎂表面可能殘留Na2SO4、氫氧化鈉雜質(zhì)。要檢驗(yàn)是否有Na2SO4或氫氧化鈉;則:取最后一次
洗滌液,滴加BaCl2溶液(或無(wú)色酚酞溶液),無(wú)明顯變化,說(shuō)明已洗凈,則證明已洗凈(因Na2SO4與BaCl2
反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀;氫氧化鈉溶液使酚酞溶液變紅)。
4.(2025·四川廣安·中考真題)2025年,中國(guó)經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能澎湃發(fā)展,我國(guó)制造業(yè)向著高質(zhì)量發(fā)展的航道穩(wěn)
、、
健前行。制造業(yè)中的芯片用到的高純度硅,可用石英砂(主要成分:SiO2,含少量Al2O3Fe2O3其它雜質(zhì))
為原料制得,制備過(guò)程中還可以回收金屬鋁和鐵。其工藝流程如圖:
300℃
已知:①SiO2不溶于水,且不與酸反應(yīng);②Si+3HClSiHCl3+H2;
③其它雜質(zhì)不溶于水也不參與反應(yīng)。
回答下列問(wèn)題:
(1)Al2O3中鋁元素的化合價(jià)為。
(2)在實(shí)驗(yàn)室中“操作1”的名稱為。
(3)“酸浸”步驟中發(fā)生的反應(yīng)屬于反應(yīng)(填基本反應(yīng)類型)。
(4)寫出焦炭與SiO2在高溫條件下反應(yīng)生成Si和CO的化學(xué)方程式。
(5)該工藝流程中,可循環(huán)利用的物質(zhì):(填化學(xué)式)。
【答案】(1)+3
(2)過(guò)濾
(3)復(fù)分解
高溫
(4)2C+SiO2Si+2CO
(5)HCl、H2
【詳解】(1)在化合物中,各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零。在Al2O3中,氧元素化合價(jià)為?2價(jià),設(shè)鋁元素
化合價(jià)為x,則2x+3×(2)=0,解得x=+3。
(2)“操作1”是將不溶性固體(濾渣)和液體(濾液)分離的操作,在實(shí)驗(yàn)室中,這種操作名稱為過(guò)濾。
(3)“酸浸”步驟中,Al2O3與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水,化學(xué)方程式為Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;Fe2O3
與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,化學(xué)方程式為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。這兩個(gè)反應(yīng)都是兩種化合物相
互交換成分,生成另外兩種化合物,屬于基本反應(yīng)類型中的復(fù)分解反應(yīng)。
高溫
(4)焦炭與SiO2在高溫條件下反應(yīng)生成Si和CO,化學(xué)方程式為2C+SiO2Si+2CO。
300℃
(5)根據(jù)已知信息,流程中發(fā)生反應(yīng)Si+3HClSiHCl3+H2,需要消耗HCl,同時(shí)生成H2,而流程最后
一步還原SiHCl3需要使用H2,同時(shí)生成HCl,所以H2和HCl在流程中既是反應(yīng)物又是生成物,可循環(huán)利
用。
5.(2025·四川遂寧·中考真題)氧化鐵紅(Fe2O3)是常見(jiàn)的含鐵顏料。工業(yè)上可利用硫酸亞鐵、氨水、空
氣等物質(zhì)制取氧化鐵紅,主要流程如圖所示:
85C
已知:“合成”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為4FeSO4+O2+6H2O4FeOOH↓+4H2SO4;氨水溶液呈堿性。
(1)FeSO4中鐵元素的化合價(jià)為。
(2)“操作a”的名稱是。
(3)“合成”過(guò)程中不斷加入氨水,溶液的pH仍然保持基本不變的原因是。
(4)若向硫酸亞鐵溶液中加入一定量的鋅和銅,充分反應(yīng)后過(guò)濾,得到無(wú)色濾液和濾渣,則濾渣中一定有的
固體是。
【答案】(1)+2
(2)過(guò)濾
(3)合成時(shí)生成的硫酸與氨水發(fā)生中和反應(yīng)
(4)銅、鐵
【詳解】(1)FeSO4中氧元素顯-2價(jià),硫元素顯+6價(jià),設(shè)鐵元素的化合價(jià)為x,根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的
代數(shù)和為0,則有x6240,故x=+2;
(2)操作a能將固體FeOOH與溶液進(jìn)行分離,該操作為過(guò)濾;
(3)“合成”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)除生成FeOOH外還有H2SO4生成,因此不斷加入的氨水能被反應(yīng)生成的H2SO4
中和,所以溶液的pH仍然保持基本不變;
(4)金屬活動(dòng)性ZnFeCu,所以若向硫酸亞鐵溶液中加入一定量的鋅和銅,銅不與硫酸亞鐵反應(yīng),鋅
與硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵和硫酸鋅,充分反應(yīng)后過(guò)濾,得到無(wú)色濾液和濾渣,說(shuō)明硫酸亞完全反應(yīng),故濾渣
中一定有的固體是銅和鐵,如果鋅過(guò)量,還有鋅。
6.(2025·四川成都·中考真題)《史記正義》記載“墾畦澆曬”產(chǎn)鹽法,過(guò)程如圖。鹵水含大量Na2SO4和NaCl
等物質(zhì),結(jié)合溶解度曲線分析,下列說(shuō)法正確的是
A.晶體1是NaCl,晶體2是Na2SO4
B.“過(guò)籮”到“曬制”,NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直變大
C.“母液”中含有Na2SO4和NaCl
D.降溫結(jié)晶可除去NaCl溶液中的少量Na2SO4
【答案】C
【詳解】A、由圖可知,氯化鈉的溶解度受溫度影響較小,硫酸鈉的溶解度受溫度影響較大,所以夜間低溫
結(jié)晶(降溫結(jié)晶)析出的是硫酸鈉,風(fēng)吹日曬(蒸發(fā)結(jié)晶)析出的是氯化鈉,故錯(cuò)誤;
B、“過(guò)籮”到“曬制”前的過(guò)程中用淡水澆鹵,溶液中溶劑增多,溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量不變,氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
減小,故錯(cuò)誤;
C、鹵水經(jīng)過(guò)降溫結(jié)晶和蒸發(fā)結(jié)晶,其中的Na2SO4和NaCl并沒(méi)有完全析出,所以“母液”中含有Na2SO4和
NaCl,故正確;
D、由圖可知,氯化鈉的溶解度受溫度影響較小,硫酸鈉的溶解度受溫度影響較大,可除去NaCl溶液中的
少量Na2SO4應(yīng)蒸發(fā)結(jié)晶,故錯(cuò)誤。
故選C。
7.(2025·四川廣元·中考真題)硫酸亞鐵廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。某工廠利用菱鐵礦【主要成分是碳
酸亞鐵(FeCO3),還含有少量的氧化鐵(Fe2O3)和二氧化硅(SiO2)】為原料制備硫酸亞鐵的工藝流程如圖所示。
(1)上述流程中,粉碎和都能加快反應(yīng)速率。
(2)反應(yīng)器Ⅰ中碳酸亞鐵與稀硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(3)該工廠配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%的稀硫酸10噸,需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸噸。
(4)溶液甲中的溶質(zhì)有FeSO4、(填化學(xué)式)和H2SO4。
【答案】(1)攪拌
+=++
(2)FeCO3H2SO4FeSO4H2OCO2
(3)
2
(4)Fe2(SO4)3
【詳解】(1)攪拌可以使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)的速率,因此上述流程中,粉碎和攪拌都能加快反應(yīng)
速率;
(2)碳酸亞鐵與稀硫酸反應(yīng),生成硫酸亞鐵、二氧化碳和水,化學(xué)方程式為:
+=++
FeCO3H2SO4FeSO4H2OCO2;
(3)設(shè)需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸的質(zhì)量為x,則19.6%10t98%x,x2t,即需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃
硫酸的質(zhì)量為2噸;
=
(4)菱鐵礦中還含有氧化鐵能與稀硫酸反應(yīng),F(xiàn)e2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,故溶質(zhì)還含有硫酸鐵
[Fe2(SO4)3]。
8.(2025·四川宜賓·中考真題)綠礬(FeSO4·7H2O)是一種重要的化工原料。用表面沾有油脂的鋼渣(主要成分
為FeO和SiO2,含少量C和Fe2O3)為原料制備FeSO4·7H2O的流程如圖。
已知:①鋼渣來(lái)源于長(zhǎng)時(shí)間堆放鋼鐵的場(chǎng)地上殘留的固體廢渣;②SiO2難溶于水,也難溶于硫酸;③油脂
可與NaOH溶液反應(yīng);④FeSO4·7H2O受熱易失去結(jié)晶水?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)“堿洗”的主要目的是。
(2)“浸取”步驟中,分離出“浸渣”的實(shí)驗(yàn)操作名稱是,“浸渣”的主要成分有(填化學(xué)式)。
(3)若“濾液”中有FeSO4而沒(méi)有Fe2(SO4)3,則“還原”步驟發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是、。
(4)“系列操作”過(guò)程涉及干燥。干燥時(shí)需控制溫度低于30℃,原因是。
(5)用10.64t含鐵量50%的鋼渣,并在“還原”步驟中加入0.3t鐵粉,最終得到27.8tFeSO4·7H2O固體,則“還
原”步驟得到的“濾渣”為t。(FeSO4·7H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為278)
【答案】(1)除去鋼渣表面油脂
(2)過(guò)濾SiO2、C
(3)Fe+H2SO4=FeSO4+H2Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
(4)防止FeSO4?7H2O受熱失去結(jié)晶水
(5)0.02
【詳解】(1)已知油脂可與NaOH溶液反應(yīng),堿洗就是利用此性質(zhì)除去鋼渣表面油脂。
(2)“浸取”步驟中,分離出“浸渣”,分離固體和液體的操作是過(guò)濾;
鋼渣主要成分FeO、SiO2,含少量C和Fe2?O3,加入過(guò)量稀H2SO4?,F(xiàn)eO、Fe2O3與酸反應(yīng),即
FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,SiO2?難溶于酸,C不與酸反應(yīng),所以浸渣
主要是SiO2、C。
(3)浸取后,F(xiàn)e2?O3與H2SO4反應(yīng)生成Fe2(SO4)3?,加入Fe,F(xiàn)e與過(guò)量H2SO4?反應(yīng)生成FeSO4和H2,
即Fe+H2SO4=FeSO4+H2,F(xiàn)e與Fe2(SO4)3?反應(yīng)生成FeSO4,即Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。
(4)已知FeSO4?7H2O受熱易失去結(jié)晶水,所以干燥控制溫度低于30℃。
(5)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量都不變。用10.64t含鐵量50%的鋼渣,并在“還
原”步驟中加入0.3t鐵粉,則鋼渣和鐵粉中鐵元素的總重量為10.64t×50%+0.3t=5.62t。27.8tFeSO4·7H2O固
56
體中鐵元素的質(zhì)量為27.8t×(×100%)=5.6t,“還原”步驟得到的“濾渣”為Fe,根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可知其
278
質(zhì)量為5.62t-5.6t=0.02t。
9.(2025·四川資陽(yáng)·中考真題)鋅是維持生命活動(dòng)的重要元素之一,目前工業(yè)上主要采用“酸法”冶煉鋅,一
興趣小組以菱鋅礦(主要成分是ZnCO3,還含有少量的SiO2和Fe2O3)為原料制備鋅,其工藝流程圖如下,
回答下列問(wèn)題:
(1)菱鋅礦屬于(填“純凈物”或“混合物”)。
(2)由此流程可推知SiO2的性質(zhì)有_______(填字母序號(hào))。
A.難溶于水B.化學(xué)性質(zhì)很活潑C.不能與稀硫酸反應(yīng)
(3)“酸浸”時(shí),金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(4)操作1、操作Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾,濾后果汁濾紙(灰色部分代表濾紙),濾液分布的情況最接近圖中的。
(5)已知Fe2+和Zn2+開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下列表格所示,“除雜”過(guò)程中加入ZnO的目的是,
通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe2+沉淀完全而Zn2+不沉淀,則pH的范圍是。
【答案】(1)混合物
(2)AC
(3)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(4)C
(5)調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe2+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去3.2pH<6.2
【詳解】(1)菱鋅礦主要成分是ZnCO3,還含有少量的SiO2和Fe2O3,由多種物質(zhì)組成,所以菱鋅礦屬于
混合物,故填寫:混合物。
(2)A.在整個(gè)流程中,加入硫酸酸溶后,經(jīng)過(guò)過(guò)濾,SiO2以濾渣形式存在,說(shuō)明SiO2難溶于水,故符合
題意;
B.SiO2在該流程中沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),說(shuō)明其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而不是很活潑,故不符合題意;
C.加入稀硫酸酸溶時(shí),SiO2不與稀硫酸反應(yīng),故符合題意,故填寫:AC。
(3)“酸浸”時(shí),金屬氧化物Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,化學(xué)方程式:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,
故填寫:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(4)過(guò)濾時(shí),濾液應(yīng)沿著玻璃棒流入漏斗中,液面不能高于濾紙邊緣,觀察圖可知,C圖符合過(guò)濾操作中
濾液的分布情況,故填寫:C。
(5)①“除雜”過(guò)程中加入ZnO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe2+轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀而除去,故填寫:
調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe2+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。
②由表格數(shù)據(jù)可知,要使Fe2+沉淀完全(pH3.2)而Zn2+不沉淀(pH<6.2),pH的范圍是3.2pH<6.2,
故填寫:3.2pH<6.2。
10.(2025·四川涼山·中考真題)“嫦娥六號(hào)返回樣品揭示月背28億年前火山活動(dòng)”入選2024年度“中國(guó)科學(xué)
十大進(jìn)展”。從月球背面采集月壤到我國(guó)科學(xué)家對(duì)月壤分析成果的發(fā)布,標(biāo)志著我國(guó)在航天科技領(lǐng)域已領(lǐng)先
世界。
(1)a~f是月壤中含有的幾種元素,如圖是它們?cè)谥芷诒碇星叭芷诘奈恢梅植?。其中b和d也分別是地.殼.中.
含.量.最.高.的.非.金.屬.元.素.和.金.屬.元.素.。
①請(qǐng)寫出d的元素符號(hào)。
②請(qǐng)畫出f原子的結(jié)構(gòu)示意圖。
③某種元素的一個(gè)原子中質(zhì)子、中子、電子總數(shù)為5,其中不帶電的粒子有1個(gè),則由該元素組成的單質(zhì)化
學(xué)式為。
(2)航天技術(shù)是一個(gè)國(guó)家科技與工業(yè)實(shí)力的重要體現(xiàn)。鋁合金被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。下圖是工業(yè)上用
鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的流程,請(qǐng)完成下列題目。
查閱資料:Fe2O3能與鹽酸反應(yīng),但不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng);Al2O3既能與鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶
液反應(yīng),反應(yīng)原理為2NaOH+Al2O3+3H2O=2Na[Al(OH)4],其中Na[Al(OH)4]易溶于水。
①操作a的名稱是,試劑X是(選填“氫氧化鈉溶液”或“鹽酸”)。
②反應(yīng)Ⅳ是電解熔融狀態(tài)下的Al2O3,該過(guò)程中還生成了一種常見(jiàn)氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【答案】(1)AlHe
通電
(2)過(guò)濾氫氧化鈉溶液2Al2O34Al+3O2
【詳解】(1)①地殼中元素含量由高到低依次是:O、Si、Al、Fe、其他,b和d分別是地殼中含量最高的
非金屬元素和金屬元素,則b為氧元素,d為鋁元素,故填:Al;
②由圖可知,b元素和f元素位于同一縱列,即位于同一主族,則f元素為硫元素,硫是16號(hào)元素,在原
子中,質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù),故硫原子核外電子排布為2、8、6,故硫原子結(jié)構(gòu)示意圖為:
;
③某種元素的一個(gè)原子中質(zhì)子、中子、電子總數(shù)為5,其中不帶電的粒子有1個(gè),不帶電的粒子是中子,即
中子數(shù)為1,在原子中,質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),故質(zhì)子數(shù)為2,質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù),2號(hào)元素是氦元素,由氦
元素組成的單質(zhì)是氦氣,化學(xué)式為:He;
(2)①操作a實(shí)現(xiàn)了固液分離,名稱是過(guò)濾;
Fe2O3能與鹽酸反應(yīng),但不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng);Al2O3既能與鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),由
圖可知,加入試劑X,過(guò)濾,得到固體和溶液,則X為氫氧化鈉溶液;
②反應(yīng)Ⅳ是電解熔融狀態(tài)下的Al2O3,該過(guò)程中還生成了一種常見(jiàn)氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后
元素的種類不變,反應(yīng)物中含Al、O,生成物中含Al,故生成物中還應(yīng)含O,故生成的氣體是氧氣,該反
通電
應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al2O34Al+3O2。
11.(2024·四川樂(lè)山)氨氣NH3是生產(chǎn)氮肥的重要原料,合成氨工業(yè)的發(fā)展很大程度上解決了全球糧食不
足的問(wèn)題.一種以水煤氣和空氣為主要原料,生產(chǎn)NH3和物質(zhì)X的工藝流程如圖所示(部分反應(yīng)條件已略
去).
回答下列問(wèn)題:
(1)工業(yè)上利用氧氣和氮?dú)獾牟煌蛛x液態(tài)空氣獲得氮?dú)猓?/p>
(2)根據(jù)信息,寫出“步驟①”水煤氣中的CO和水蒸氣在催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式.
(3)“物質(zhì)X”為.
催化劑
(4)氨的催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4NH35O24R6H2O,則R的化學(xué)
式為.
【答案】(1)沸點(diǎn)
催化劑
(2)COH2OCO2H2
(3)碳酸氫鉀溶液/KHCO3
(4)NO
【分析】水煤氣中的一氧化碳和水蒸氣在催化劑條件下反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣,二氧化碳與碳酸鉀溶液
反應(yīng)生成碳酸氫鉀,則物質(zhì)X是碳酸氫鉀,氫氣和氮?dú)庠谝欢l件下反應(yīng)生成氨氣。
【詳解】(1)工業(yè)上利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同,分離液態(tài)空氣獲得氮?dú)狻?/p>
(2)步驟①”水煤氣中的CO和水蒸氣在催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣,該反應(yīng)化學(xué)方程式:
催化劑
COH2OCO2H2。
(3)二氧化碳與碳酸鉀溶液反應(yīng)生成碳酸氫鉀,則物質(zhì)X是碳酸氫鉀。
催化劑
(4)依據(jù)化學(xué)變化前后原子的個(gè)數(shù)和種類不變可知:4NH35O24R6H2O,反應(yīng)前:4個(gè)氮原子、
12個(gè)氫原子、10個(gè)氧原子;反應(yīng)后:12個(gè)氫原子、6個(gè)氧原子,則4R中含有4個(gè)氮原子、4個(gè)氧原子,R
的化學(xué)式:NO。
12.(2024·四川廣元)通過(guò)海水曬鹽可以得到粗鹽。粗鹽中除NaCl外,還含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4以
及泥沙等雜質(zhì)。以下是一種由粗鹽制備較純凈NaCl晶體的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)操作X是。在操作Y中,用玻璃棒不斷攪拌的目的是。
(2)甲、乙、丙分別是①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2三種試劑中的一種。請(qǐng)你寫出一組合理的試劑添加順序
(填序號(hào))。
(3)加入適量的稀鹽酸,目的是除去濾液中的(填化學(xué)式)。
【答案】(1)過(guò)濾防止局部溫度過(guò)高,造成液體飛濺
(2)//
(3)②NaO③H①、N③a2②CO①3③①②
【分析】根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀,硫酸根離子用鋇離子沉淀,鈣離子用碳酸根離子沉淀,過(guò)濾要放
在所有的沉淀操作之后,加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后,可以將過(guò)量的鋇離子沉淀,最后再用鹽酸處理溶
液中的碳酸根離子和氫氧根離子進(jìn)行分析解答。
【詳解】(1)操作X能將沉淀和濾液分離,是過(guò)濾操作;操作Y是蒸發(fā)操作,在操作Y中,用玻璃棒不斷
攪拌的目的是防止局部溫度過(guò)高,造成液體飛濺。
(2)鎂離子用氫氧根離子沉淀,加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液可以將鎂離子沉淀;硫酸根離子用鋇離子沉淀,
加入過(guò)量的氯化鋇溶液可以將硫酸根離子沉淀;至于先除鎂離子,還是先除硫酸根離子都可以;鈣離子用
碳酸根離子沉淀,除鈣離子加入過(guò)量的碳酸鈉溶液轉(zhuǎn)化為沉淀,但是加入碳酸鈉溶液要放在加入氯化鋇溶
液之后,這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇,所以正確的順序?yàn)棰冖邰倩颌邰冖倩颌邰佗凇?/p>
(3)濾液中含有過(guò)量的氫氧化鈉、碳酸鈉,加入適量的稀鹽酸,目的是除去濾液中的NaOH、Na2CO3。
【點(diǎn)睛】本題難度較大,考查了粗鹽提純中離子的除雜,除去多種雜質(zhì)離子時(shí),要考慮除雜的順序、后面
加入的試劑要能除去前面加入的過(guò)量的試劑。
13.(2024·四川成都)皮蛋是成渝等地人們喜愛(ài)的食品,制作流程如圖。
資料:1.草木灰(含K2CO3)中常含有砂石和未燃盡的秸稈等固體。
2.堿,有澀味,可與蛋白質(zhì)作用,使其凝固。
回答下列問(wèn)題。
(1)選料:“過(guò)篩”的目的是。
(2)調(diào)漿:調(diào)漿過(guò)程發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為,料漿浸出液中一定含有的陰離子有(填
離子符號(hào))。
(3)裹泥:裹泥時(shí),不慎皮膚接觸料漿,處理方法為。
(4)封存:需要“密封”的主要原因是減少水分蒸發(fā)和。
(5)食用皮蛋時(shí)加醋能去除澀味的原因是。
【答案】(1)除去砂石和未燃盡的秸稈等顆粒較大的固體
()()--
(2)Na2CO3+CaOH2=CaCO3+2NaOH、K2CO3+CaOH2=CaCO32KOHOH和Cl
(3)用大量清水沖洗
(4)減少空氣中二氧化碳與皮蛋表面的堿反應(yīng),避免皮蛋制作失敗
(5)醋能與皮蛋中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
【詳解】(1)“過(guò)篩”的目的是為了除去砂石和未燃盡的秸稈等顆粒較大的固體;
(2)草木灰的主要成分為碳酸鉀,生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,調(diào)漿過(guò)程中,碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生
成碳酸鈣和氫氧化鈉,碳酸鉀和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鉀,這兩個(gè)反應(yīng)都是兩種物質(zhì)互相交換
成分生成了另外兩種物質(zhì),均屬于復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH、
K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH;料漿浸出液中含有氫氧化鈉、氫氧化鉀和氯化鈉,則一定含有的陰離
子有OH-和Cl-;
(3)裹泥時(shí),不慎皮膚接觸料漿,料漿中含有氫氧化鈉和氫氧化鉀,具有腐蝕性,處理方法為用大量清水
沖洗;
(4)料漿中的氫氧化鈉和氫氧化鉀暴露在空氣中,會(huì)和空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì),所以需要“密
封”的主要原因是減少水分蒸發(fā)和減少空氣中二氧化碳與皮蛋表面的堿反應(yīng),避免皮蛋制作失??;
(5)食用皮蛋時(shí)加醋能去除澀味,是因?yàn)榇啄芘c皮蛋中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
14.(2024·四川眉山)陶瓷是火與土的結(jié)晶,是化學(xué)與藝術(shù)的融合,是中華文明的象征之一。顏料賦予陶瓷
精彩。一種用焙燒黃鐵礦產(chǎn)生的紅渣塊(主要成分為Fe2O3和SiO2,SiO2不溶于水和常見(jiàn)的酸)為原料制備顏
料銨鐵藍(lán)的工藝流程如圖:
已知:①Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2
②Fe+2FeCl3=3FeCl2
③Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
(1)為加快“酸浸”的反應(yīng)速率,可采取的措施是(任寫一種)。
(2)“酸浸”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(3)“濾渣”主要成分的化學(xué)式為。
(4)“適量的金屬”最佳的選擇是_____(填標(biāo)號(hào))。
A.ZnB.FeC.Cu
【答案】(1)粉碎(合理即可)
()
(2)Fe2O33H2SO4Fe2SO433H2O
(3)SiO2
(4)B
【詳解】(1)為了加快“酸浸”的反應(yīng)速率,可以粉碎紅渣塊,增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,還
可以升高溫度、攪拌、增大稀硫酸濃度等(合理即可);
()
(2)氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,化學(xué)方程式為:Fe2O33H2SO4Fe2SO433H2O;
(3)氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,二氧化硅不溶于水和常見(jiàn)的酸,則“濾渣”主要成分為二氧化硅,
化學(xué)式為SiO2;
(4)得到的濾液中含有硫酸鐵和硫酸,加入適量的金屬還原,根據(jù)已知的信息,加入鋅或銅均會(huì)引入新的
雜質(zhì),所以加入適量的金屬應(yīng)該為鐵,鐵和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵,鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,
故選:B。
15.(2024·四川瀘州)化工生產(chǎn)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)具有更高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益,下面是一種海水資源綜合開(kāi)發(fā)的
工藝流程示意圖(過(guò)程②④⑤的部分產(chǎn)物省略)?;卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題:
(1)過(guò)程①“曬鹽”增加冷凝回收裝置,可獲得資源(填物質(zhì)名稱)。
(2)粗鹽中含有MgCl2、Na2SO4等可溶性雜質(zhì),過(guò)程②系列除雜所用試劑有NaOH、Na2CO3、BaCl2的溶液,
NaOH溶液可以除去;用Na2CO3溶液與BaCl2溶液除雜時(shí)、應(yīng)先加入的試劑是。
(3)過(guò)程③④⑤對(duì)應(yīng)的反應(yīng)中,屬于復(fù)分解反應(yīng)的是(選填編號(hào))。固體X的化學(xué)式為。
(4)若過(guò)程⑥需要Cl214.2噸,則過(guò)程③理論上需要電解消耗氯化鈉噸。
(5)過(guò)程⑥反應(yīng)產(chǎn)生的Y是一種常見(jiàn)的有毒氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【答案】(1)淡水
(2)氯化鎂/MgCl2氯化鋇/BaCl2
(3)④Mg(OH)2
(4)23.4
高溫
(5)CCl2MgOMgCl2CO
【詳解】(1)過(guò)程①“曬鹽”增加冷凝回收裝置,得到蒸餾水,可獲得淡水資源。
(2)NaOH溶液與氯化鎂溶液反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,過(guò)量NaOH溶液可以除去氯化鎂,反應(yīng)后
有氫氧化鈉剩余;用Na2CO3溶液與BaCl2溶液除雜時(shí)、應(yīng)先加入的試劑是氯化鋇溶液,加入過(guò)量氯化鋇溶
液與硫酸鈉溶液溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,剩余過(guò)量的氯化鋇溶液再與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸
鋇沉淀和氯化鈉,過(guò)濾,此時(shí)溶質(zhì)碳酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉,加入適量的稀鹽酸使碳酸鈉、氫氧化鈉轉(zhuǎn)
化成氯化鈉,蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉。
(3)過(guò)程③電解熔融氯化鈉得到鈉和氯氣,一種物質(zhì)參與反應(yīng)生成多種物質(zhì)的反應(yīng)叫做分解反應(yīng);過(guò)程④
氫氧化鈣與氯化鎂溶液反應(yīng)生成氫氧化鎂和氯化鈣,兩種化合物彼此交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng)
叫做復(fù)分解反應(yīng);過(guò)程⑤氫氧化鎂固體加熱生成氧化鎂和水,該反應(yīng)屬于分解反應(yīng),過(guò)程③④⑤對(duì)應(yīng)的反
應(yīng)中,屬于復(fù)分解反應(yīng)的是④。固體X是Mg(OH)2。
(4)過(guò)程⑥需要Cl214.2噸,設(shè)過(guò)程③理論上需要電解消耗氯化鈉的質(zhì)量為x
通電
2NaClCl22Na
11771
x14.2t
117x
7114.2t
x23.4t
答:過(guò)程③理論上需要電解消耗氯化鈉為23.4t。
(5)過(guò)程⑥碳、氯氣和氧化鎂在高溫條件下反應(yīng)生成氯化鎂和氣體Y,依據(jù)質(zhì)量守恒定律和Y是一種常見(jiàn)
高溫
的有毒氣體可知:Y是一氧化碳?xì)怏w,該反應(yīng)化學(xué)方程式:CCl2MgOMgCl2CO。
16.(2024·四川宜賓)二水合氯化鈣(CaCl22H2O)可用于食品加工、制藥等領(lǐng)域。工業(yè)上以石灰石(主
FeO
要成分為CaCO3,含少量23和MgCO3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)CaCl22H2O的主要流程如下圖。
已知:pH>9.5時(shí),F(xiàn)e3+和Mg2+完全轉(zhuǎn)化為沉淀。
問(wèn)答下列問(wèn)題:
(1)將石灰石粉碎的目的是。
(2)“酸溶”時(shí),CaCO3發(fā)生的反應(yīng)屬于(填基本反應(yīng)類型)。
(3)“濾渣”的成分有Mg(OH)2和(填化學(xué)式)。
(4)“系列操作”依次為蒸發(fā)濃縮、、過(guò)濾,得到CaCl22H2O晶體。
(5)若用10t36.5%的濃鹽酸制得6.615tCaCl22H2O,則濃鹽酸中HCl的利用率是%。(CaCl22H2O的
相對(duì)分子質(zhì)為147)
【答案】(1)增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分
(2)復(fù)分解反應(yīng)
(3)Fe(OH)3
(4)降溫結(jié)晶
(5)90
【詳解】(1)將石灰石粉碎的目的是:增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分;
(2)“酸溶”時(shí),CaCO3發(fā)生的反應(yīng)為碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,該反應(yīng)符合“兩種
化合物互相交換成分生成另外兩種化合物”的反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng);
(3)石灰石的主要成分是碳酸鈣,還含有少量氧化鐵和碳酸鎂,加入濃鹽酸,碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化
鈣、二氧化碳和水,氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,碳酸鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、二氧化碳和水,
加入石灰乳,氯化鐵和氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鐵和氯化鈣,氯化鎂和氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂和氯化
鈣,故“濾渣”的成分有Mg(OH)2和Fe(OH)3;
(4)通過(guò)系列操作將氯化鈣溶液轉(zhuǎn)化為氯化鈣晶體,應(yīng)通過(guò)降溫結(jié)晶的方法,故“系列操作”依次為蒸發(fā)濃
縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾,得到CaCl2?2H2O晶體;
(5)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類和質(zhì)量不變,則制得6.615tCaCl2?2H2O需要消耗
35.5235.5
HCl的質(zhì)量為:6.615t100%100%3.285t,則濃鹽酸中HCl的利用率是:
14736.5
3.285t
100%90%。
10t36.5%
17.(2024·四川達(dá)州)海水中含有豐富的化學(xué)資源,可提取食鹽。下圖是粗鹽提純的部分流程,粗鹽中的雜
質(zhì)有泥沙、氯化鈣、氯化鎂,回答下列問(wèn)題。
(1)粗鹽溶解時(shí),玻璃棒的作用是。
(2)過(guò)濾后,濾渣中除泥沙外,還含有(填化學(xué)式);若濾液仍然渾濁,原因可能是(任寫
一條即可)。
(3)蒸發(fā)時(shí),當(dāng)蒸發(fā)皿中出現(xiàn)時(shí)即停止加熱。
【答案】(1)加快溶解速率
濾紙破損
(2)MgOH2CaCO3
(3)較多固體
【詳解】(1)粗鹽溶解時(shí),用玻璃棒攪拌可加快溶解速率;
(2)粗鹽中的雜質(zhì)有泥沙、氯化鈣、氯化鎂,加入氫氧化鈉溶液后,氫氧化鈉與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂
沉淀和氯化鈉,加入碳酸鈉溶液后,碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,故過(guò)濾后,濾渣中除
泥沙外,還含有氫氧化鎂和碳酸鈣,化學(xué)式為、;
MgOH2CaCO3
若濾液仍然渾濁,原因可能是濾紙破損導(dǎo)致濾液未經(jīng)過(guò)濾流下、或液面高于濾紙邊緣導(dǎo)致液體從濾紙和漏
斗的縫隙流下等;
(3)在加熱蒸發(fā)過(guò)程中,當(dāng)蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時(shí),停止加熱,利用余熱將剩余水分蒸干。
18.(2024·四川廣安)鐵紅(Fe2O3)可用于制備紅色顏料,以菱鐵礦(主要成分為FeCO3)為原料制備鐵
紅的一種流程如下圖所示:
()
已知:流程中“沉淀”時(shí)主要反應(yīng)為:2FeCl2+H2O2+2H2O=2FeOOH+4HCl。
回答下列問(wèn)題:
(1)FeO(OH)中Fe的化合價(jià)為。
(2)“酸浸”時(shí),F(xiàn)eCO3與鹽酸反應(yīng)生成的鹽為(填化學(xué)式)。
(3)“過(guò)濾”時(shí),會(huì)用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、。
(4)“沉淀”過(guò)程中,應(yīng)始終保持溶液的pH為3.0~4.5,需加入物質(zhì)X消耗H+。物質(zhì)X可能是______(填字母)。
A.NaClB.NaOHC.Cu
(5)高溫下,“煅燒”只生成兩種氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【答案】(1)+3
(2)FeCl2
(3)漏斗/普通漏斗
(4)B
高溫
(5)2FeO(OH)Fe2O3+H2O
【詳解】(1)化合物中元素化合價(jià)之和為零。FeO(OH)中O顯-2價(jià),H顯+1價(jià),設(shè)Fe的化合價(jià)為x,則有
(x)+(-2)+(-2+1)=0,解得x=+3,故填:+3。
(2)鹽是由金屬陽(yáng)離子或銨根離子與酸根陰離子結(jié)合形成的化合物,F(xiàn)eCO3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、CO2、
H2O,則產(chǎn)物中的鹽是FeCl2,故填:FeCl2。
(3)“過(guò)濾”時(shí),會(huì)用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗。
(4)A、NaCl與H+不反應(yīng),不能消耗H+,A錯(cuò)誤;
--++
B、NaOH中含有OH,OH與H反應(yīng)生成H2O,可以消耗H,B正確;
C、Cu的金屬活動(dòng)性比H弱,不能與H+反應(yīng),不能消耗H+,C錯(cuò)誤。
故選:B。
(5)氧化物是由兩種元素組成的含有氧元素的化合物。根據(jù)已知資料,流程中“沉淀”步驟過(guò)濾后得到的濾
渣應(yīng)是FeO(OH),高溫下,“煅燒”只生成兩種氧化物,其中一種是Fe2O3,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前
后,元素種類不變,則另一種氧化物含有H元素,所以該氧化物是H2O,該反應(yīng)是FeO(OH)在高溫下分解
高溫
生成Fe2O3、H2O,化學(xué)方程式為:2FeO(OH)Fe2O3+H2O。
19.(2024·四川遂寧)回收利用廢舊金屬既可以保護(hù)環(huán)境,又能節(jié)約資源?,F(xiàn)有一份廢銅料(含有金屬銅及
少量鐵和銀),化學(xué)興趣小組欲回收其中的銅,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
已知:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2;Ag+FeCl3=AgCl+FeCl2
完成下列各題:
(1)步驟2中涉及的操作名稱是。
(2)溶液A中的溶質(zhì)是。
(3)步驟4中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。
【答案】(1)過(guò)濾
(2)硫酸、硫酸亞鐵
(3)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
【分析】廢銅料中有銅、鐵、銀,稀硫酸可以和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,和銅、銀不反應(yīng)。則溶液A
中溶質(zhì)是過(guò)量的硫酸和生成的硫酸亞鐵。濾渣A中有銀和銅。加入氯化鐵,氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化銅和
氯化亞鐵,和銀反應(yīng)生成氯化銀(不溶于水)和氯化亞鐵,所以濾渣B為氯化銀,溶液B中有氯化銅、氯
化亞鐵,加入試劑X得到氯化亞鐵和銅,則試劑X和氯化銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和銅,則試劑X是鐵。
【詳解】(1)步驟2將固體和液體分離,是過(guò)濾操作。
(2)根據(jù)分析,溶液A中的溶質(zhì)是過(guò)量的硫酸和生成的硫酸亞鐵。
(3)根據(jù)分析,步驟4是鐵和氯化銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和銅,化學(xué)方程式為Fe+CuCl2=FeCl2+Cu。
20.(2023·四川甘孜)“波爾多液”是使用歷史最長(zhǎng)的一種殺菌劑。如圖是利用廢棄銅料(只含有銅一定量的
鐵)制備“波爾多液”的流程。
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)器1產(chǎn)生的廢液中含有的溶質(zhì)有(寫一種即可)。
(2)反應(yīng)器2中的銅將會(huì)從紫紅色變?yōu)樯?/p>
(3)反應(yīng)器3中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。
(4)反應(yīng)器4中生石灰先與水反應(yīng)生成熟石灰,熟石灰的化學(xué)式為。
(5)(填“能”或“不能”)用鐵制品盛裝“波爾多液”,理由是。
【答案】(1)FeSO4/H2SO4
(2)黑
(3)H2SO4CuOCuSO4H2O
(4)CaOH2
(5)不能硫酸銅會(huì)與鐵反應(yīng)腐蝕容器,長(zhǎng)期放置波爾多液會(huì)變質(zhì)
【詳解】(1)鐵能和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,但銅不能和硫酸反應(yīng),則反應(yīng)器1產(chǎn)生的廢液中含有
的溶質(zhì)有硫酸亞鐵和過(guò)量的硫酸。
(2)反應(yīng)器2中,銅和氧氣在加熱條件下生成氧化銅,則固體從紫紅色變?yōu)楹谏?/p>
(3)反應(yīng)器3中,氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:H2SO4CuOCuSO4H2O。
(4)熟石灰為氫氧化鈣的俗稱,化學(xué)式為Ca(OH)2。
(5)由于鐵能和硫酸銅反應(yīng),則不能用鐵制品盛裝“波爾多液”。
21.(2023·四川綿陽(yáng))某油脂廠廢棄的催化劑含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物。采用如下工藝流程回收其中
的鎳制備硫酸鎳晶體:
回答下列問(wèn)題:
(1)濾餅是(填“純凈物”或“混合物”);NaAlO2的名稱為偏鋁酸鈉,它所屬物質(zhì)類別
是。
(2)步驟③中H2O2的作用是將FeSO4轉(zhuǎn)化為。
步驟④生成的化學(xué)方程式為,所屬基本反應(yīng)類型為。
(3)FeOH3
(4)步驟⑤需要進(jìn)行的操作為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、、洗滌。所得硫酸鎳晶體是含結(jié)晶水的化
合物,化學(xué)式為NiSO47H2O,其中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。
(5)已知鐵能與硫酸鎳溶液發(fā)生置換反應(yīng),則Ni、Al、Fe三種金屬在溶液中的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序
為。
【答案】(1)混合物鹽
硫酸鐵
(2)Fe2SO43/
復(fù)分解反應(yīng)
(3)Fe2SO436NaOH=2FeOH33Na2SO4
(4)過(guò)濾44.8%
(5)AlFeNi
【分析】從流程圖中可知,向廢棄的催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行后,氫氧化鈉溶液可除去油脂,并發(fā)生
反應(yīng)2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2、2Al2O34NaOH4NaAlO22H2O,將Al及其氧化物溶解,
而鐵和鎳及其氧化物不反應(yīng),過(guò)濾后得到的濾餅為Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性雜質(zhì);加稀H2SO4
酸浸后,鎳和鐵都為氫前金屬,都能和稀硫酸反應(yīng),金屬氧化物能和酸反應(yīng)生成鹽和水,所以得到含有Ni2+、
2+3+2+3+
Fe、Fe的濾液,從流程圖中可以看出,F(xiàn)e經(jīng)H2O2氧化為Fe后,是亞鐵離子消失,即將硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化
3+
為硫酸鐵;再加入NaOH調(diào)節(jié)pH使Fe轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀后被除去,再控制pH、濃縮結(jié)晶得到硫酸鎳
的晶體,然后通過(guò)過(guò)濾的方法將硫酸鎳晶體分離出來(lái)。
【詳解】(1)濾餅為Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性雜質(zhì),故其是混合物;偏鋁酸鈉由金屬離子和酸
根離子構(gòu)成,故其屬于鹽類(鹽、鹽類化合物都可以)。
(2)由分析可知,步驟③中H2O2的作用是將硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵;
(3)硫酸鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀和硫酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
,由于該反應(yīng)是兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合
Fe2SO436NaOH=2FeOH33Na2SO4
物,故其屬于復(fù)分解反應(yīng)。
(4)步驟⑤進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后,硫酸鎳晶體析出,呈現(xiàn)固液混合狀態(tài),將其從含有硫酸鈉的溶液
中分離出來(lái),采用過(guò)濾的方法。
71216
硫酸鎳晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:100%44.8%。
593216471216
(5)根據(jù)教材中金屬活動(dòng)性順序表,鋁的活動(dòng)性比鐵的強(qiáng);鐵能與硫酸鎳溶液發(fā)生置換反應(yīng),所以鐵的活
動(dòng)性比鎳的強(qiáng),則Ni、Al、Fe三種金屬在溶液中的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篈l>Fe>Ni。
22.(2023·四川樂(lè)山)保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)“綠水青山”目標(biāo),要對(duì)工廠尾氣進(jìn)行無(wú)害化處理。某氮肥廠和煉鐵廠
聯(lián)合處理尾氣的工藝流程如圖所示。
已知飽和食鹽水處發(fā)生的反應(yīng)為:NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl。
回答下列問(wèn)題:
(1)飽和食鹽水是(選填“純凈物”或“混合物”)。
(2)流程中“操作Ⅰ”的名稱為。
(3)根據(jù)信息寫出加熱NaHCO3固體發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(4)流程中,可循環(huán)使用的物質(zhì)是。
【答案】(1)混合物
(2)過(guò)濾
(3)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O
(4)二氧化碳/CO2
【詳解】(1)飽和食鹽水是飽和的氯化鈉的水溶液,由水和氯化鈉兩種物質(zhì)組成,屬于混合物;
(2)“操作Ⅰ”后得到液體和固體,操作名稱為過(guò)濾;
(3)根據(jù)信息NaHCO3固體加熱生成Na2CO3(純堿)、H2O和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2NaHCO3Na2CO3CO2H2O;
(4)由流程圖可知,可循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化碳(或CO2)。
23.(2023·四川德陽(yáng))芯片是電腦、手機(jī)、智能家電等的核心部件,是用純度極高的單質(zhì)硅制成的。目前,
普遍利用石英砂(主要成分是SiO2作原料,采用“三氯硅烷(HSiCl3還原法”制備高純硅,其生產(chǎn)流程如
圖所示。
回答下列問(wèn)題:
(1)SiO2中Si的化合價(jià)為。
(2)粗硅的主要成分是Si,雜質(zhì)不參與反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為。
(3)生產(chǎn)流程中可以被循環(huán)利用的物質(zhì)是。
【答案】(1)+4價(jià)
250℃
+
(2)Si3HClSiHCl3H2
(3)HCl/氯化氫
【詳解】(1)二氧化硅中氧元素的化合價(jià)為-2,設(shè)硅元素的化合價(jià)為x,根據(jù)在化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)
代數(shù)和為0,則x220,x=+4,故硅元素的化合價(jià)為+4;
(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后元素種類不變,反應(yīng)Ⅱ是粗硅和HCl在250℃下反應(yīng)生成SiHCl3和一種
250℃
+
單質(zhì)氣體,該單質(zhì)氣體即為H2,化學(xué)方程式為:Si3HClSiHCl3H2;
(3)根據(jù)流程圖可知,氯化氫既是反應(yīng)物又是生成物,故在生產(chǎn)流程中可以被循環(huán)利用的物質(zhì)是HCl。
24.(2023·四川涼山)今年是侯德榜《純堿制造》一書出版90周年。侯氏制堿法以氯化鈉、水、氨氣(NH3)、
CO2為原料,既能制備純堿(Na2CO3),又能制得氮肥。其主要工藝流程如下圖:
流程圖中反應(yīng)①的原理為NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3+NH4Cl。請(qǐng)結(jié)合圖中信息回答問(wèn)題。
(1)操作I為。
(2)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是___________。
A.工藝流程中CO2可循環(huán)使用
B.Na2CO3是由離子構(gòu)成的化合物
C.NaHCO3俗稱小蘇打,可用于治療
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