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文檔簡介
題型三工藝流程題目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u12【真題研析·規(guī)律探尋】2類型一金屬制取與回收流程2考法01金屬的提純與回收2考法02金屬的制備類5類型二酸堿鹽的處理與制取流程7考法01海水制堿、制鎂、粗鹽提純類7考法02其他酸堿鹽處理和制備類9類型三能源、環(huán)境等類的流程11【核心提煉·考向探究】13知識點一原料預(yù)處理的方法及目的13知識點二控制反應(yīng)條件的方法13知識點三產(chǎn)品的分離、提純14知識點四常考問題的解題思路14【題型歸納·命題預(yù)測】16工藝流程題是將完整的化工生產(chǎn)過程或其中的一部分用框圖的形式表示出來,工藝流程題主要是物質(zhì)的生產(chǎn)和除雜,工藝流程一般為原料——生產(chǎn)(除雜)產(chǎn)品。工藝流程題的素材多樣,充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科知識的實用性。這類題目的綜合性強(qiáng),要求考生既要熟知常用的化學(xué)反應(yīng)原理,常見化合物的性質(zhì),實驗基本操作及名稱,物質(zhì)的除雜與分離,以及物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)等內(nèi)容,又要對流程圖中所給出的信息進(jìn)行提取、篩選,對考生的學(xué)科能力要求較高。類型一金屬制取與回收流程考法01金屬的提純與回收1.(2023·內(nèi)蒙古興安盟)回收利用廢舊金屬具有重要意義。某金屬廢料的成分是Zn、Cu和CuO,利用該金屬廢料回收銅。請回答下列問題。(1)步驟Ⅰ和步驟Ⅱ的操作名稱是。(2)加入過量稀的目的是。(3)濾液Ⅰ與Zn反應(yīng)生成Cu的化學(xué)方程式為。【答案】(1)過濾(2)使鋅和氧化銅充分反應(yīng)(合理即可)(3)【解析】(1)步驟Ⅰ和步驟Ⅱ均能實現(xiàn)固體和液體的分離,其操作名稱是過濾;(2)金屬廢料的成分是Zn、Cu和CuO,加入過量稀硫酸,鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,銅和稀硫酸不反應(yīng),稀硫酸過量,目的是使鋅和氧化銅充分反應(yīng)(合理即可);(3)金屬廢料的成分是Zn、Cu和CuO,加入過量稀硫酸,鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,銅和稀硫酸不反應(yīng),稀硫酸過量,故步驟Ⅰ所得濾液Ⅰ中溶質(zhì)的成分是:CuSO4、ZnSO4、H2SO4;向濾液Ⅰ中加入適量Zn,鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。2.(2023·湖北咸寧)興趣小組的同學(xué)利用某廢鎳材料(含有金屬Ni及少量Fe、Cu)回收鎳,設(shè)計流程如下圖所示(部分產(chǎn)物略去)。請根據(jù)上述流程回答下列問題:(1)過濾時,玻璃棒的作用是;(2)寫出“酸浸”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(任寫一個)。(3)過氧化氫具有氧化性,“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,則X的化學(xué)式是。(4)Ni、Fe、Cu的金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序為。(5)已知Fe3+和Ni2+開始沉淀和完全沉淀時的pH如表?!俺F”過程中加入NaOH溶液的目的是通過調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,則pH的范圍是______(填字母序號)。開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe3+2.73.2Ni2+7.28.7A.2.7≤pH<3.2 B.3.2≤pH<7.2 C.7.2≤pH<8.7【答案】(1)引流(2)/(3)H2O(4)Fe、Ni、Cu(合理表述即可)(5)B【解析】(1)過濾時,玻璃棒的作用為引流。(2)在金屬活動性順序中,鐵>氫>銅,則鐵能與鹽酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,又由于濾液Ⅰ中含有鎳離子,則說明鎳能與鹽酸反應(yīng)生成硫酸鎳和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為或。(3)反應(yīng)前后,原子的種類和個數(shù)不變,等號左邊有2Fe、3S、4H和14O,等號右邊除2X外,有2Fe、3S和12O,則2X中含有4H和2O,則X的化學(xué)式為H2O。(4)結(jié)合流程可知,加入向濾液Ⅱ加入鐵粉能置換出鎳,則說明鐵比鎳活潑,則金屬活動性順序鐵>鎳>銅。(5)由于Fe3+完全沉淀時pH為3.2,而Ni2+開始沉淀時的pH為7.2,則若想使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,pH的范圍為3.2~7.2,故選B。3.(2023·山東濟(jì)寧)某一工廠的金屬廢料中含有銅、鐵、金等金屬單質(zhì),為回收銅和金并得到氧化鐵。工作人員設(shè)計了如圖所示的工藝流程。請回答:(1)濾液A的溶質(zhì)為。(寫化學(xué)式)(2)固體A與空氣加熱發(fā)生化學(xué)反應(yīng),寫出反應(yīng)后的生成物與適量稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式;(3)操作1和操作2為同一操作,兩操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和。(4)往濾液B中加入的物質(zhì)X是?!敬鸢浮?1)FeSO4(2)(3)漏斗(4)鐵/Fe【解析】金屬廢料中含有銅、鐵、金等金屬單質(zhì),加入適量稀硫酸,銅、金和稀硫酸不反應(yīng),鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,操作1是過濾,實現(xiàn)固液分離,則濾液A是硫酸亞鐵溶液,氣體A是氫氣,固體A是銅、金,固體A在空氣中加熱,金不反應(yīng),銅與氧氣加熱生成氧化銅,加入適量稀硫酸,氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,操作2是過濾,固體B是金,濾液B是硫酸銅溶液,濾液B加入X,通過操作3過濾,得到銅和硫酸亞鐵,則X是鐵,濾液A經(jīng)過一系列反應(yīng)得到氧化鐵。(1)濾液A的溶質(zhì)是硫酸亞鐵,化學(xué)式:FeSO4;(2)固體A是銅和鐵,氧氣與銅在加熱條件下反應(yīng)生成氧化銅,氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,該反應(yīng)化學(xué)方程式:;(3)操作1和操作2為過濾,兩操作中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗;(4)往濾液B中加入的物質(zhì)X是鐵??挤?2金屬的制備類4.(2023·江蘇無錫)由菱鐵礦(主要成分為,含少量等雜質(zhì))制備鐵粉的一種流程如下:(1)碳酸亞鐵()中鐵元素的化合價為。(2)“酸浸”時,為使反應(yīng)充分,可采取的一種措施是。“酸浸”后所得溶液中含有的溶質(zhì)有:和。(3)“沉鐵”時,轉(zhuǎn)化為沉淀,該反應(yīng)的基本類型是?!氨簾睍r,在高溫條件下,與反應(yīng)生成與的化學(xué)方程式為。(4)“還原”時,在高溫條件下,利用炭粉可將鐵從氧化鐵中還原出來;若向氧化鐵與炭粉的混合物中添加適量的,更利于還原氧化鐵,其原因是?!敬鸢浮?1)+2(2)將菱鐵礦粉碎硫酸/H2SO4(3)復(fù)分解反應(yīng)(4)碳酸鈣高溫分解二氧化碳,二氧化碳能與碳反應(yīng)生成一氧化碳,一氧化碳也能還原氧化鐵【解析】(1)“亞鐵”的化合價為+2價。(2)增大接觸面積,能使反應(yīng)更充分,則可將菱鐵礦粉碎;碳酸亞鐵能與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、二氧化碳和水,由于加入的硫酸過量,則“酸浸”后所得溶液中含有的溶質(zhì)有硫酸亞鐵和硫酸。(3)硫酸亞鐵和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸亞鐵和硫酸鈉,該反應(yīng)為兩種化合物互相交換成分生成另兩種化合物的反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng);碳酸亞鐵和氧氣在高溫條件下生成氧化鐵和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。(4)由于碳酸鈣高溫分解生成二氧化碳,而二氧化碳能與碳反應(yīng)生成一氧化碳,一氧化碳也能將鐵從氧化鐵中還原出來,則加入適量的碳酸鈣,更利用還原氧化鐵。5.(2023·湖北恩施)《夢溪筆談》中記載了“苦泉水”制取銅的方法“抱其水熬之,則成膽礬,烹膽礬則成銅;熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅”,文中描述的制鋼工藝如圖。(1)步驟①的操作名稱是。(2)“熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅”,其中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基本類型是。(3)步驟②中存在硫酸銅在高溫條件下分解生成氧化銅、二氧化硫和一種氣體單質(zhì),請你寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式?!敬鸢浮?1)蒸發(fā)結(jié)晶(2)置換反應(yīng)(3)【解析】(1)操作①是硫酸銅溶液通過蒸發(fā)得到硫酸銅結(jié)晶,其操作名稱是蒸發(fā)結(jié)晶;(2)鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)屬于置換反應(yīng);(3)反應(yīng)物中硫酸銅中含有Cu、S、O三種元素,生成物中有一種氣體單質(zhì),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,單質(zhì)必定含有Cu、S、O三種元素的一種,其是氣體,故其是氧氣,則硫酸銅在高溫條件下分解生成氧化銅、二氧化硫和氧氣,化學(xué)方程式為。6.(2023·湖南衡陽)黃銅(鋅和銅的合金)在古代應(yīng)用非常廣泛,古人用爐甘石(),赤銅()和木炭制備黃銅,其中—種流程如下:(1)黃銅和純銅相比較,硬度更大的是。(2)反應(yīng)Ⅱ中赤銅與木炭反應(yīng)生成銅和二氧化碳,請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)黃銅與黃金外觀上非常相似,請用一種方法對兩者進(jìn)行區(qū)分?!敬鸢浮?1)黃銅(2)(3)取少量兩者置于試管中,向試管中加入適量稀鹽酸,有氣泡生成的是黃銅,無明顯現(xiàn)象的是黃金【解析】(1)合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高,抗腐蝕性也更好,黃銅是鋅和銅的合金,故硬度更大的是黃銅;(2)反應(yīng)Ⅱ中赤銅與木炭在1100℃~1300℃時反應(yīng)生成銅和二氧化碳?xì)怏w,化學(xué)方程式為;(3)黃銅是鋅和銅的合金,鋅可以與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣和氯化鋅,而黃金化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與稀鹽酸反應(yīng),故區(qū)分方法是:取少量兩者置于試管中,向試管中加入適量稀鹽酸,有氣泡生成的是黃銅,無明顯現(xiàn)象的是黃金。類型二酸堿鹽的處理與制取流程考法01海水制堿、制鎂、粗鹽提純類1.(2023·湖南常德)海水化學(xué)資源利用已成為各沿海國家促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段,我國在氯堿工業(yè)技術(shù)上有長足的發(fā)展。如圖是氯堿工業(yè)流程圖。請回答相關(guān)問題:(1)“操作1”為,過濾操作中玻璃棒的作用是。(2)在實驗室用托盤天平稱量燒堿固體時,應(yīng)用盛裝燒堿。(3)請寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式,反應(yīng)②屬于四個基本反應(yīng)類型中的反應(yīng)。(4)氯氣與燒堿制備漂白劑的原理為:,由此可推測產(chǎn)物中可起漂白作用的物質(zhì)為(填化學(xué)式)?!敬鸢浮?1)蒸發(fā)引流(2)燒杯或玻璃器皿(3)化合(4)NaClO【解析】(1)“操作1”為蒸發(fā),過濾操作中玻璃棒的作用是引流;(2)氫氧化鈉具有強(qiáng)烈的的腐蝕性,在實驗室用托盤天平稱量燒堿固體時,應(yīng)用燒杯或玻璃器皿盛裝燒堿;(3)反應(yīng)①是氯化鈉和水在通電的條件下生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣,化學(xué)方程式為:,反應(yīng)②是氫氣和氯氣在點燃的條件下生成氯化氫,化合反應(yīng)是由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),特征是:多變一,該反應(yīng)屬于四個基本反應(yīng)類型中的化合反應(yīng);(4)氯氣與燒堿制備漂白劑的原理為:,氯化鈉、水均是生活中常見的物質(zhì),其不具有漂白性,由此可推測產(chǎn)物中可起漂白作用的物質(zhì)為NaClO。2.(2023·山東菏澤)我國制堿先驅(qū)侯德榜為純堿和氮肥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn),某企業(yè)把海水的綜合開發(fā)和利用與侯氏制堿法結(jié)合,實現(xiàn)資源利用最大化,請根據(jù)圖示完成下列問題。(1)①中用石灰乳而不選用氫氧化鈉的原因是;請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)已知在溶液中溫度高于35℃,NH4HCO3會有分解。吸氨碳化塔內(nèi)發(fā)生的反應(yīng):Ⅰ:NH3+H2O+CO2═NH4HCO3;Ⅱ:NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl。請結(jié)合如圖分析反應(yīng)Ⅱ能進(jìn)行的原因。實際生產(chǎn)時,吸氨碳化塔內(nèi)溫度通常控制在不低于30℃,不高于35℃,理由是。
【答案】(1)石灰乳更加廉價易得Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2(2)碳酸氫鈉的溶解度相對較小,在溶液中首先結(jié)晶析出溫度高于35℃,NH4HCO3會有分解【解析】(1)①石灰乳中的氫氧化鈣和氫氧化鈉都能和海水中的鎂離子結(jié)合生成氫氧化鎂,在工業(yè)生產(chǎn)中常需要考慮原料的價格,石灰乳更加廉價易得,所以使用石灰乳而不使用氫氧化鈉。氫氧化鈣和海水中的氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2。(2)由溶解度曲線圖可知,碳酸氫鈉的溶解度相對較小,碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng),能析出碳酸氫鈉晶體,反應(yīng)Ⅱ能進(jìn)行的原因是碳酸氫鈉的溶解度相對較小,在溶液中首先結(jié)晶析出。從溶解度曲線可知,40℃后無碳酸氫銨的溶解度曲線,根據(jù)學(xué)習(xí)過的知識可知碳酸氫銨常溫下就能分解。所以實際生產(chǎn)時,吸氨碳化塔內(nèi)溫度通常控制在不低于30℃,不高于35℃,是因為溫度高于35℃,NH4HCO3會有分解。3.(2023·山東煙臺)海洋是巨大的資源寶庫,人類應(yīng)合理開發(fā)利用。以下是煙臺市對海水綜合利用的部分工藝流程圖(部分過程和產(chǎn)物略),據(jù)圖回答問題。(1)海水淡化:蒸餾法淡化海水是利用海水中各成分不同進(jìn)行分離的。(2)海水曬鹽:曬鹽時,采用的結(jié)晶方法是;海水曬鹽后得到的鹵水是氯化鈉的(填“飽和”或“不飽和”)溶液。(3)海水制鎂:在用鹵水制鎂的過程中發(fā)生中和反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(4)海水制“堿”:在用粗鹽(含、雜質(zhì))制純堿過程中,除雜時,先后加入過量的溶液和溶液產(chǎn)生的沉淀是,由氯化鈉制取純堿,從元素守恒的角度看,還需要含有元素的物質(zhì)參加反應(yīng)。【答案】(1)沸點(2)蒸發(fā)結(jié)晶飽和(3)(4)氫氧化鎂、碳酸鈣碳、氧【解析】(1)蒸餾法淡化海水是利用海水中各成分沸點不同進(jìn)行分離的;(2)氯化鈉的溶解度隨溫度的變化不大,所以曬鹽時,采用的結(jié)晶方法是蒸發(fā)結(jié)晶;海水曬鹽后得到的鹵水不能再繼續(xù)溶解氯化鈉,故是氯化鈉的飽和溶液;(3)在用鹵水制鎂的過程中發(fā)生中和反應(yīng)是氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水,化學(xué)方程式是:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;(4)在用粗鹽(含MgCl2、CaCl2雜質(zhì))制純堿過程中,除雜時,先后加入過量的NaOH溶液和Na2CO3溶液,氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,產(chǎn)生的沉淀是:氫氧化鎂、碳酸鈣,由氯化鈉制取純堿,氯化鈉中含有鈉元素和氯元素,純堿碳酸鈉中含有鈉元素、碳元素和氧元素,所以從元素守恒的角度看,還需要含有碳、氧元素的物質(zhì)參加反應(yīng)??挤?2其他酸堿鹽處理和制備類4.(2023·山東臨沂)造紙術(shù)是中國古代四大發(fā)明之一,氫氧化鉀是造紙的重要原料。我國古代制造氫氧化鉀的主要流程如圖所示,其原理是將干燥的木料燒成灰(含),再向灰汁中加入石灰漿,充分反應(yīng)后,進(jìn)一步提純得到氫氧化鉀。(1)操作①的名稱是。(2)“制漿池”中發(fā)生反應(yīng)的基本類型是,從能量變化的角度分析該反應(yīng)為(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(3)“反應(yīng)池”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是?!敬鸢浮?1)過濾(2)化合反應(yīng)放熱(3)【解析】(1)由圖可知,通過操作①可將固體和液體分離,則其名稱為過濾。(2)由于石灰石中的碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,則“制漿池”中發(fā)生的反應(yīng)為氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,該反應(yīng)為多種物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng),則基本反應(yīng)類型為化合反應(yīng);該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)結(jié)合前面分析,“反應(yīng)池”中碳酸鉀和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鉀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。5.(2023·黑龍江牡丹江)興趣小組在實驗室用某石灰石(含少量Fe2O3)為原料制備高純CaCO3的流程如圖所示,請回答下列問題:(1)“酸溶”前為使反應(yīng)物接觸更充分,應(yīng)對石灰石進(jìn)行的操作是。(2)“沉鈣”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,X的化學(xué)式為。(3)“沉鈣”中,其他條件相同,當(dāng)溫度高于35℃時CaCO3產(chǎn)率會明顯下降,其主要原因:一是氨水揮發(fā)和分解速率加快,二是。(4)流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有(寫一種)。【答案】(1)粉碎(2)H2O(3)CO2溶解度隨溫度升高而減小(4)NH3(或“H2O”)【解析】(1)為了使石灰石和鹽酸接觸更充分,可以對石灰石進(jìn)行粉碎。(2)在化學(xué)反應(yīng)過程中,原子的種類和數(shù)目不變,反應(yīng)前有一個鈣原子,兩個氯原子,兩個氮原子,六個氫原子,一個碳原子,兩個氧原子;反應(yīng)后有一個鈣原子,兩個氯原子,兩個氮原子,八個氫原子,一個碳原子,三個氧原子;故可得出X中含有二個氫原子,一個氧原子,即X的化學(xué)式為H2O。(3)CO2隨著溫度升高,在液體中溶解度不斷減小,造成CaCO3產(chǎn)率明顯下降。(4)由流程圖中可得,開始有投入,后續(xù)有產(chǎn)出的非產(chǎn)品的物質(zhì)可循環(huán)利用,循環(huán)利用的物質(zhì)有NH3、H2O。類型三能源、環(huán)境等類的流程1.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特)為了實現(xiàn)碳減排目標(biāo),許多國家都在研究二氧化碳的減排措施,其中“碳捕捉和封存”技術(shù)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑之一。工業(yè)流程如圖所示:請回答以下有關(guān)問題:(1)“捕捉室”中氫氧化鈉溶液常噴成霧狀,主要目的是。(2)“反應(yīng)分離器”中涉及的化合反應(yīng)的方程式為。(3)“封存室”內(nèi)二氧化碳由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),從微觀角度解釋變化的原因是。(4)整個過程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)除水之外,還有(填化學(xué)式)?!敬鸢浮?1)增大反應(yīng)物接觸面接,使反應(yīng)更充分(2)(3)分子間的間隔減小(4)CaO、【解析】(1)將氫氧化鈉溶液噴成霧狀,能增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分。(2)煅燒爐中碳酸鈣高溫分解為氧化鈣和二氧化碳,則物質(zhì)A為氧化鈣,氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,而氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,則“反應(yīng)分離器”中涉及的化合反應(yīng)的方程式為:。(3)二氧化碳由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),分子間的間隔改變。(4)由流程可知,反應(yīng)過程中除水之外,既有氧化鈣和氫氧化鈉生成,又需要氧化鈣和氫氧化鈉參與,則可循環(huán)利用的物質(zhì)還有氧化鈣和氫氧化鈉。2.(2023·四川樂山)保護(hù)環(huán)境,實現(xiàn)“綠水青山”目標(biāo),要對工廠尾氣進(jìn)行無害化處理。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:?;卮鹣铝袉栴}:(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?!敬鸢浮?1)混合物(2)過濾(3)(4)二氧化碳/CO2【解析】(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,操作名稱為過濾;(3)根據(jù)信息固體加熱生成Na2CO3(純堿)、H2O和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(4)由流程圖可知,可循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化碳(或CO2)。3.(2023·山西)制作豆腐過程中用到了鹽鹵。鹽鹵是我國數(shù)千年來豆腐制作的傳統(tǒng)凝固劑,有較好的溶解性和凝固性,主要成分為氯化鈉(含量約2%~6%)和氯化鉀(含量約2%~4%)等。豆腐的制作流程如下,請結(jié)合圖文信息、分析思考,解決問題:(1)研磨機(jī)將豆子研碎、研細(xì)的目的是。(2)煮漿器內(nèi)在煮沸過程中,可將有毒豆?jié){轉(zhuǎn)化為無毒豆?jié){,發(fā)生的主要變化是。(3)為加快凝固速度,當(dāng)把鹽鹵慢慢加入混合器時,需進(jìn)行的操作是。(4)向鹽鹵中滴加AgNO3溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(寫1個)。(5)“花開富貴”是一道吃出咸辣味、品出世間美的豆腐制品,它有強(qiáng)筋骨、防貧血等功效由此推知,這種食物含有的微量元素是?!敬鸢浮?1)使豆子得到充分利用(合理即可)(2)化學(xué)變化(3)攪拌(4)/(5)Fe/鐵元素【解析】(1)研磨機(jī)將豆子研碎、研細(xì)的目的是使豆子得到充分利用或得到更多的豆?jié){;(2)煮漿器內(nèi)在煮沸過程中,可將有毒豆?jié){轉(zhuǎn)化為無毒豆?jié){,會殺死一部分細(xì)菌,有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化;(3)當(dāng)把鹽鹵慢慢加入混合器時,攪拌可以增大鹽鹵和蛋白質(zhì)的接觸面積,加快凝固速度;(4)氯化鈉和硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸鈉,氯化鉀和硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸鉀,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(5)鐵元素能預(yù)防貧血。知識點一原料預(yù)處理的方法及目的1.粉碎或研磨:目的是增大固液(或固氣或固固)接觸面積,加快反應(yīng)(溶解)速率,增大原料的轉(zhuǎn)化率(或浸取率)2.煅燒或灼燒:目的是不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì);其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物;除去有機(jī)物;除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)3.酸浸:目的是溶解、去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解(沉淀)4.堿溶:目的是去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解(沉淀)5.加入氧化劑:轉(zhuǎn)化為易于被除去(沉淀)的離子6.煮沸:除去溶解在溶液中的氣體,如氧氣知識點二控制反應(yīng)條件的方法1.溫度的控制(1)加熱:加快反應(yīng)速率或溶解速率;除雜,除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì),如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì);使沸點相對較低或易升華的原料氣化。但要注意避免反應(yīng)物或生成物的過熱分解。(2)降溫:防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解);使某個沸點較高的產(chǎn)物液化,使其與其他物質(zhì)分離;降低晶體的溶解度,減少損失。(3)控溫:(用水浴帶溫度計便于控溫且受熱均勻)防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā);為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點揮發(fā)出來;使催化劑的活性達(dá)到最好;防止副反應(yīng)的發(fā)生。(4)降溫或減壓可以減少能源成本,降低對設(shè)備的要求,達(dá)到綠色化學(xué)的要求。2.調(diào)節(jié)溶液的pH(1)目的:使溶液中的金屬陽離子形成氫氧化物完全沉淀而除去(2)需要的物質(zhì):含主要陽離子的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽,即能與H+反應(yīng),使pH增大的物質(zhì)如用MgO、Mg(OH)2等等。(3)原理:加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應(yīng),降低了的濃度,增大pH(4)pH控制的范圍:大于除去離子的完全沉淀值,小于主要離子的開始沉淀的pH3.使用催化劑目的:提高反應(yīng)速率,但使用時必須注意其活性溫度范圍。知識點三產(chǎn)品的分離、提純1.純物質(zhì)溶液得到晶體:蒸發(fā)結(jié)晶(NaCl型)或蒸發(fā)濃縮(至有晶體出現(xiàn)為止),冷卻結(jié)晶(KNO3型和含有結(jié)晶水的晶體)2.混合溶液(分離A和B):蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾(得NaCl型),將濾液冷卻結(jié)晶,過濾(得KNO3型)模板:加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥3.沉淀洗滌(1)沉淀洗滌的目的:除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。(2)洗滌方法:向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流出后,重復(fù)操作2~3次。(3)誤差分析:若沉淀不洗滌或洗滌不干凈,則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多,則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。(4)沉淀是否洗滌干凈的判斷方法答題模板取最后一次洗滌液,滴加……(試劑),若沒有……現(xiàn)象,證明沉淀已洗凈(5)趁熱過濾:減少結(jié)晶損失;提高晶體純度4.工業(yè)流程的主要操作:結(jié)晶、洗滌、干燥、灼燒、分液、重復(fù)操作2-3次等。知識點四??紗栴}的解題思路1.流程中涉及的主要操作(1)粉碎或研磨:目的是增大反應(yīng)物間的接觸面積,加快反應(yīng)(或溶解)速率。(2)溶解(3)過濾(4)結(jié)晶(蒸發(fā)結(jié)晶或冷卻結(jié)晶)2.加入試劑的選擇或加入某試劑的目的(1)加入試劑的選擇:從所得反應(yīng)的產(chǎn)物分析判斷。(2)加入某試劑的作用:多為除去某過量物質(zhì)或者反應(yīng)副產(chǎn)物。(3)通入稀有氣體(氬氣)或氮氣的作用:稀有氣體、氮氣等性質(zhì)穩(wěn)定,可以用作保護(hù)氣,隔絕空氣,防止生成物被氧化。3.判斷可循環(huán)利用的物質(zhì)(1)可逆線表示可循環(huán)利用的物質(zhì)。如圖,物質(zhì)A為可循環(huán)利用的物質(zhì)。(2)某設(shè)備或流程的生成物,為另一設(shè)備或流程的反應(yīng)物,則該物質(zhì)為可循環(huán)利用的物質(zhì)。如圖,物質(zhì)B為可循環(huán)利用的物質(zhì)。4.陌生化學(xué)方程式的書寫(1)熟悉化學(xué)方程式的書寫:根據(jù)題目要求在流程圖中找到反應(yīng)物、生成物,根據(jù)所學(xué)知識判斷其可能發(fā)生的反應(yīng),寫出化學(xué)方程式。(2)陌生化學(xué)方程式的書寫:根據(jù)箭頭方向,箭頭進(jìn)入的是反應(yīng)物,出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。若從已知信息中找到的反應(yīng)物和生成物不滿足質(zhì)量守恒定律,可在反應(yīng)物或生成物中加入水,然后進(jìn)行配平,還應(yīng)注意反應(yīng)條件的有關(guān)信息,如在空氣中煅燒或通入空氣,則還需考慮空氣中的氧氣是否參與反應(yīng)。5.對流程進(jìn)行評價(1)安全性和簡便性:若反應(yīng)中會產(chǎn)生可燃性物質(zhì),應(yīng)注意做好防護(hù)措施,如通風(fēng)和遠(yuǎn)離火源;盡量選用較溫和的反應(yīng)條件,避免高溫、高壓等復(fù)雜條件。(2)環(huán)保性:是否符合“綠色化學(xué)”理念,環(huán)保、低碳方案優(yōu)先。(3)經(jīng)濟(jì)實用性:應(yīng)遵循原料廉價易得、反應(yīng)能耗低、產(chǎn)率或原料的利用率高等原則。類型一金屬制取與回收流程1.(2023·廣東深圳)某同學(xué)以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)為原料制備(Au)和Cu的流程如圖所示:琴琴同學(xué)查閱資料已知:①預(yù)處理的主要目的是將含硫化合物轉(zhuǎn)化為氧化物。②熱空氣流充分加熱的目的是將Cu、Zn轉(zhuǎn)化為氧化物,并完全分離出ZnO煙塵。(1)“預(yù)處理”中會產(chǎn)生SO2,若SO2直接排放會導(dǎo)致。(2)“過程Ⅱ”產(chǎn)生的固體a中,除CuO外一定還有的物質(zhì)是。(3)“過程Ⅲ”分離Au的操作是,加入過量稀硫酸的目的是。(4)“系列進(jìn)程”中有一步是向濾液中加入過量鐵粉,這一步生成氣體的化學(xué)方程式為,該反應(yīng)屬于反應(yīng)(填寫基本反應(yīng)類型)。(5)ZnO煙塵可用NaOH溶液吸收,該反應(yīng)生成偏鋅酸鈉(Na2ZnO2)和H2O的化學(xué)方程式為?!敬鸢浮?1)酸雨(2)金/Au(3)過濾將氧化銅完全轉(zhuǎn)化為硫酸銅,提高銅的產(chǎn)率(4)置換(5)【解析】(1)若SO2直接排放,與水生成酸性物質(zhì),會導(dǎo)致酸雨;(2)熱空氣流充分加熱的目的是將Cu、Zn轉(zhuǎn)化為氧化物,并完全分離出ZnO煙塵,銀的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與氧氣反應(yīng),所以“過程Ⅱ”產(chǎn)生的固體a中,除CuO外一定還有的物質(zhì)是Au;(3)“過程Ⅲ”加入稀硫酸,氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,銀不與硫酸反應(yīng),分離固體Au和濾液的操作是過濾,加入過量稀硫酸的目的是將氧化銅完全轉(zhuǎn)化為硫酸銅,提高銅的產(chǎn)率;(4)“系列進(jìn)程”中有一步是向濾液中加入過量鐵粉,發(fā)生的反應(yīng)有:鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,所以這一步生成氣體的化學(xué)方程式為;該反應(yīng)是由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),屬于置換反應(yīng);(5)ZnO煙塵可用NaOH溶液吸收,該反應(yīng)生成偏鋅酸鈉(Na2ZnO2)和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。2.(2023·四川綿陽)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:回答下列問題:(1)濾餅是(填“純凈物”或“混合物”);的名稱為偏鋁酸鈉,它所屬物質(zhì)類別是。(2)步驟③中的作用是將轉(zhuǎn)化為。(3)步驟④生成的化學(xué)方程式為,所屬基本反應(yīng)類型為。(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,其中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(計算結(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性由強(qiáng)到弱的順序為。【答案】(1)混合物鹽(2)/硫酸鐵(3)復(fù)分解反應(yīng)(4)過濾44.8%(5)【解析】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)、,將Al及其氧化物溶解,而鐵和鎳及其氧化物不反應(yīng),過濾后得到的濾餅為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+、Fe2+、Fe3+的濾液,從流程圖中可以看出,F(xiàn)e2+經(jīng)H2O2氧化為Fe3+后,是亞鐵離子消失,即將硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵;再加入NaOH調(diào)節(jié)pH使Fe3+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,然后通過過濾的方法將硫酸鎳晶體分離出來。(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,采用過濾的方法。硫酸鎳晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。(5)根據(jù)教材中金屬活動性順序表,鋁的活動性比鐵的強(qiáng);鐵能與硫酸鎳溶液發(fā)生置換反應(yīng),所以鐵的活動性比鎳的強(qiáng),則Ni、Al、Fe三種金屬在溶液中的活動性由強(qiáng)到弱的順序為:Al>Fe>Ni。3.(2023·海南)某工業(yè)廢料中含有和(不考慮其他成分),小紅設(shè)計如下實驗方案用該工業(yè)廢料制備和。(1)實驗室進(jìn)行過濾操作,用到的玻璃儀器有、燒杯和玻璃棒。(2)加入鐵粉后溶液A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有:、。(3)固體C的成分為。(4)“系列操作”中最后通過冷卻結(jié)晶得到晶體。能夠采用冷卻結(jié)晶的方法進(jìn)行提純的物質(zhì),其溶解度與溫度的關(guān)系是?!敬鸢浮?1)漏斗(2)(3)銅、鐵(4)溶解度受溫度影響變化較大【解析】(1)過濾操作中用到的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒;(2)工業(yè)廢料中加入過量的稀硫酸,稀硫酸與氧化銅反應(yīng)生成硫酸銅和水,鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,故溶液A中含有硫酸亞鐵、硫酸銅、過量的硫酸,加入鐵粉后,鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(3)過濾后,固體C中含有生成的銅和過量的鐵;(4)溶解度受溫度的影響變化較大的,采用冷卻結(jié)晶的方法進(jìn)行提純。4.(2023·四川巴中)某工廠秉承“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,將工廠排放的污水(含有硫酸亞鐵、硫酸銅和少量硫酸)進(jìn)行一系列的處理,從而回收其中的某種重金屬,并制得四氧化三鐵,達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。其設(shè)計工藝流程如下,請回答下列問題。(1)操作Ⅱ的名稱是,在實驗室進(jìn)行該操作需用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、。(2)由FeOOH制備四氧化三鐵的反應(yīng)方程式為,則X的化學(xué)式為,F(xiàn)eOOH中鐵元素的化合價為。(3)在固體A中加入過量稀硫酸的目的是,溶液B中的溶質(zhì)為,固體C是回收的重金屬,其成分是?!敬鸢浮?1)過濾漏斗(2)+3(3)溶解過量的鐵粉/除去過量的鐵粉/硫酸亞鐵Cu/銅【解析】(1)操作Ⅱ是分離固體和液體,所以操作Ⅱ的名稱是過濾;操作Ⅱ中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗;(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目保持不變,根據(jù)反應(yīng)可知,生成物缺少2個H、4個O、1個S,所以X的化學(xué)式為;氫元素為+1價,氧元素為-2價,根據(jù)化合價法則可知,氫氧化氧鐵(FeOOH)中鐵元素的化合價是+3價;(3)操作I中加入過量的鐵粉,鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣,鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和銅,故溶液B中的溶質(zhì)為硫酸亞鐵;故固體A中含有鐵、銅,加入過量稀硫酸后,鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣,而銅不與硫酸反應(yīng),所以在固體A中加入過量稀硫酸的目的是除去過量的鐵粉,所以固體C的成分是銅。5.(2023·湖南岳陽)為了防止環(huán)境污染,工廠廢液需經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后才能排放。某電鍍廠為了減少對水的污染并節(jié)約成本,從排放的廢液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金屬銅、鐵以及工業(yè)原料硫酸鋅,設(shè)計了如圖所示的工藝流程,請據(jù)圖回答下列問題:(1)步驟Ⅰ中分離固體A和溶液C的操作名稱是。(2)物質(zhì)Y的化學(xué)式為。(3)請寫出步驟Ⅲ中生成Fe的化學(xué)反應(yīng)方程式:。(4)請寫一條保護(hù)金屬資源的有效途徑:?!敬鸢浮?1)過濾(2)H2SO4(3)Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe(4)回收利用廢舊金屬(或有計劃、合理地開采礦物,尋找金屬的代用品等)【解析】廢液中含硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸銅,要從廢液中回收金屬銅、鐵以及工業(yè)原料硫酸鋅,則X為鋅,鋅和硫酸銅生成硫酸鋅和銅,和硫酸亞鐵生成硫酸鋅和鐵,則固體A為銅、鐵和過量的鋅,溶液C為硫酸鋅,Y為硫酸溶液,稀硫酸和鋅、鐵分別生成硫酸鋅和硫酸亞鐵,則溶液B為硫酸鋅、硫酸亞鐵及過量的硫酸,向B中加入適量鋅,鋅和硫酸亞鐵生成鐵和硫酸鋅,C結(jié)晶得到硫酸鋅晶體。(1)步驟Ⅰ將固液分離,為過濾操作。(2)由以上分析知,物質(zhì)Y為硫酸,化學(xué)式為H2SO4。(3)步驟Ⅲ中生成Fe的反應(yīng)為硫酸亞鐵和鋅生成硫酸鋅和鐵,化學(xué)方程式為Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe。(4)保護(hù)金屬資源的有效途徑有:防止金屬的銹蝕,回收利用廢舊金屬,有計劃、合理地開采礦物,尋找金屬的代用品等。6.(2023·四川眉山)鈦金屬具有硬度大、密度小、熔點高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優(yōu)良的性能,被譽(yù)為“未來金屬”。我國釩鈦磁鐵礦床分布廣泛,儲量豐富,由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝過程如下。回答下列問題:(1)鈦鐵礦需要粉碎,其目的是。(2)鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),其中鈦元素的化合價為價。(3)TiCl4在高溫下與足量Mg反應(yīng)生成金屬鈦,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)金屬礦物不能再生。下列能有效保護(hù)鈦金屬資源的措施是_____。A.回收利用廢舊鈦金屬制品 B.任意開采鈦金屬礦石C.鈦金屬抗腐蝕性能好,可隨意堆放儲存 D.尋找、開發(fā)鈦金屬的代替品【答案】(1)增大接觸面積,加快反應(yīng)速率(2)+4(3)(4)AD【解析】(1)鈦鐵礦需粉碎,其目的是增大反應(yīng)物接觸面積,使反應(yīng)更快、更充分。(2)設(shè)其中鈦元素的化合價為x,根據(jù)化合價代數(shù)和為0,x+2+(-2)×3=0,x=+4。(3)TiCl4在高溫下與足量Mg反應(yīng)生成金屬鈦,化學(xué)方程式為:。(4)A、回收利用廢舊金屬制品能有效保護(hù)鈦金屬資源,正確;B、任意開采鈦金屬礦石,不利于保護(hù)鈦金屬資源,會造成鈦金屬資源浪費,錯誤;C、鈦金屬雖然抗腐蝕性能好,但也不能隨意堆放儲存,錯誤;D、尋找、開發(fā)金屬的代用品,能有效保護(hù)鈦金屬資源,正確。故選AD。7.(2023·四川廣安)中國古代典籍中記錄了很多化學(xué)知識,展示了我國古代人民的智慧?!秹粝P談》中記載了用“苦泉水”制取銅的方法:“挹其水熬之,則成膽礬,烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅”。主要流程如下圖所示:(1)“熬”的過程類似于下列粗鹽提純實驗中的________操作(填序號)。A.溶解 B.過濾 C.蒸發(fā)(2)“烹”的過程中,膽礬()首先轉(zhuǎn)變成水和無水硫酸銅,該反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是反應(yīng)。(3)寫出“鐵釜”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)鐵釜外側(cè)容易生銹,是因為鐵與空氣中的發(fā)生反應(yīng)。【答案】(1)C(2)分解(3)(4)水、氧氣【解析】(1)“熬”的過程后得到了硫酸銅晶體,則類似蒸發(fā)操作,故選C;(2)膽礬轉(zhuǎn)變成水和無水硫酸銅,是一種物質(zhì)分解產(chǎn)生多種物質(zhì)的反應(yīng),屬于分解反應(yīng);(3)鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生硫酸亞鐵和銅,方程式是;(4)鐵生銹是鐵與空氣中的水、氧氣發(fā)生反應(yīng)。8.(2024·安徽馬鞍山·一模)鋁和鋁合金是一類重要的金屬材料、工業(yè)上用鋁土礦(含有和,不考慮其它雜質(zhì))制取金屬鋁的基本流程如下:已知:鋁鹽與氨水反應(yīng),生成氫氧化鋁沉淀和銨鹽。請回答下列問題:(1)由步驟①可推知具有的化學(xué)性質(zhì)是。流程中所涉及的氧化物(填1種即可)。(2)與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)操作Ⅱ的名稱是,濾液Ⅱ中溶質(zhì)的用途之一是?!敬鸢浮?1)不與酸反應(yīng)二氧化硅或氧化鋁(2)(3)過濾作氮肥【解析】(1)由步驟①加入稀硫酸過濾可得到濾渣二氧化硅,則說明二氧化硅具有不與酸反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì);氧化物是由兩種元素組成,其中一種是氧元素的化合物,流程中所涉及的氧化物二氧化硅、氧化鋁;(2)Al2O3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水,化學(xué)方程式為:;(3)操作Ⅱ分離固體與液體的操作,是過濾操作;硫酸鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和硫酸銨,濾液Ⅱ中溶質(zhì)為硫酸銨,硫酸銨只含有氮、磷、鉀三種元素中的氮元素,可以做氮肥。9.(2024·陜西榆林·模擬預(yù)測)為了從硝酸鋅和硝酸銀的混合溶液中回收銀,設(shè)計了如下的實驗方案:(1)步驟①中可觀察到有固體析出,溶液顏色由。(2)溶液乙中的金屬離子為(填離子符號)。(3)寫出步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:?!敬鸢浮?1)無色變?yōu)樗{(lán)色(2)Zn2+、Cu2+(3)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag【解析】(1)根據(jù)金屬活動性順序Zn>Cu>Ag,步驟①向硝酸鋅和硝酸銀的混合溶液中,加入過量的銅粉,銅不能和硝酸鋅反應(yīng),銅和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀,可觀察到溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色;(2)根據(jù)金屬活動性順序Zn>Cu>Ag,步驟①向硝酸鋅和硝酸銀的混合溶液中,加入過量的銅粉,銅不能和硝酸鋅反應(yīng),銅和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀,溶液乙中含有硝酸鋅和硝酸銅,則溶液乙中的金屬離子為Zn2+、Cu2+;(3)固體甲中含有銀和過量的銅,根據(jù)除雜的原則,除去雜質(zhì)且不能引入新的雜質(zhì),則步驟②可加入足量的硝酸銀,銅和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀,過濾可得到銅,化學(xué)方程式為:。10.(2024·湖北·二模)廢舊手機(jī)、電腦、電視機(jī)的電路板含有大量的重要金屬,直接拋棄既浪費資源,還會造成環(huán)境污染。下圖是廢舊電路板回收錫、銅、銀等金屬的一種生產(chǎn)流程。(1)操作②的名稱是。(2)“溶液a”溶質(zhì)的名稱是。(3)“濁液M”溶質(zhì)的化學(xué)式是;寫出操作④中銅與空氣、硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(4)“濁液M”固體的成分是(寫名稱)?!敬鸢浮?1)過濾(2)四氯化錫(3)/(4)銀【解析】(1)操作②可以實現(xiàn)固體和液體的分離,屬于過濾操作,故填過濾;(2)反應(yīng)③是SnCl2在通電條件下反應(yīng)生成SnCl4和Sn,所以溶液a中的溶質(zhì)為SnCl4,名稱為四氯化錫,故填四氯化錫;(3)操作④中銅和氧氣及硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅和水,而銀不與氧氣及硫酸反應(yīng),所以濁液M溶質(zhì)是生成的硫酸銅和過量的硫酸,故填CuSO4、H2SO4;操作④中銅和氧氣及硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,故填;(4)操作④中銅和氧氣及硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅和水,銀不與氧氣及硫酸反應(yīng),操作⑤中濁液M通電,得到銅和陽極泥(銀),故“濁液M”固體的成分是沒有反應(yīng)的銀,故填銀;類型二酸堿鹽的處理與制取流程11.(2023·甘肅蘭州)侯德榜是我國制堿工業(yè)的先驅(qū),他發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”大大提高了原料的利用率,促進(jìn)了世界制堿技術(shù)的發(fā)展。制堿的主要流程(部分產(chǎn)物已省略)如圖1所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)操作Ⅰ的名稱是。(2)氯化銨屬于化學(xué)肥料中的肥。(3)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式:。(4)上述已知生產(chǎn)流程中,可循環(huán)使用的物質(zhì)是。(5)氯化銨和氯化鈉的溶解度曲線如圖2所示,若氯化銨固體中混有少量的氯化鈉,可用方法提純氯化銨。【答案】(1)過濾(2)氮(3)(4)二氧化碳/CO2(5)降溫結(jié)晶或冷卻熱飽和溶液【解析】(1)操作Ⅰ是分離難溶性固體與液體的方法,即過濾操作;(2)氯化銨中含有農(nóng)作物需求量大的氮、磷、鉀的氮元素,屬于氮肥;(3)根據(jù)流程圖可知,反應(yīng)②是碳酸氫鈉在加熱的條件下分解為碳酸鈉、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為;(4)由流程圖可知,上述已知生產(chǎn)流程中,二氧化碳既是反應(yīng)①的反應(yīng)物又是反應(yīng)②的生成物可循環(huán)使用;(5)由溶解度曲線可知,氯化銨的溶解度受溫度的影響較大,氯化鈉的溶解度受溫度的影響較小,因此若氯化銨固體中混有少量的氯化鈉,可用降溫結(jié)晶(冷卻熱飽和溶液)的方法提純氯化銨。12.(2023·四川)2022年春節(jié)聯(lián)歡晚會中《只此青綠》呈現(xiàn)了宋代《千里江山圖》,讓我們仿佛置身于宋代的青山綠水之中、《千里江山圖》里的綠色來自孔雀石,其主要成分為CuCO3?Cu(OH)2,含有FeCO3、SiO2雜質(zhì)。工業(yè)上以孔雀石為原料制備重要化工原料膽礬(CuSO4?5H2O)的流程如圖。
回答相關(guān)問題:(1)《千里江山圖》色彩依舊,說明常溫下綠色顏料孔雀石的性質(zhì)。(2)“酸浸”發(fā)生的反應(yīng)屬于四大基本反應(yīng)類型中的,溶液1中含的金屬陽離子有。(3)“氧化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2FeSO4+H2O2+H2SO4═+2H2O(請補(bǔ)充完該方程式)。(4)“沉淀鐵”不能將CuCO3?Cu(OH)2替換為NaOH,其原因是(任答1點)。(5)系列操作有蒸發(fā)、結(jié)晶、、洗滌、干燥。(6)加熱500g膽礬至全部變成白色無水CuSO4,固體質(zhì)量減輕了g(不需要寫出計算過程)?!敬鸢浮?1)穩(wěn)定(2)復(fù)分解反應(yīng)銅離子、亞鐵離子(3)Fe2(SO4)3(4)防止帶入鈉離子(5)過濾(6)180【解析】(1)《千里江山圖》色彩依舊,說明其上的物質(zhì)較為穩(wěn)定,較長時間也沒有和其他物質(zhì)反應(yīng)。所以常溫下綠色顏料孔雀石的性質(zhì)穩(wěn)定。(2)“酸浸”時,稀硫酸和碳酸銅反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳,和氫氧化銅反應(yīng)生成硫酸銅和水,和碳酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵、水和二氧化碳,都是兩種化合物交換成分,生成新的化合物的反應(yīng),都屬于四大基本反應(yīng)類型中的復(fù)分解反應(yīng)。溶液1中含的金屬陽離子有銅離子、亞鐵離子。(3)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變,反應(yīng)前鐵原子是2個,反應(yīng)后應(yīng)該是2個,包含在未知物質(zhì)中,反應(yīng)前硫原子是3個,反應(yīng)后應(yīng)該是3個,包含在未知物質(zhì)中,反應(yīng)前氧原子是14個,反應(yīng)后應(yīng)該是14個,其中12個包含在未知物質(zhì)中,反應(yīng)前后氫原子都是4個。所以未知物質(zhì)包含2個鐵原子、3個硫原子、12個氧原子,為Fe2(SO4)3,前面的化學(xué)計量數(shù)為1,不寫。(4)除雜過程應(yīng)避免引入雜質(zhì)?!俺恋龛F”不能將CuCO3?Cu(OH)2替換為NaOH,其原因是防止帶入鈉離子。(5)沉鐵后的溶液2是硫酸銅溶液,膽礬是五水硫酸銅,所以系列操作是硫酸銅結(jié)晶的過程,為蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾(將結(jié)晶出的膽礬和液體分開)、洗滌、干燥。(6)膽礬加熱減少的是結(jié)晶水的質(zhì)量。500g膽礬中結(jié)晶水的質(zhì)量為所以固體質(zhì)量減輕了180g。13.(2023·江蘇南通)實驗室以軟錳礦(主要含的礦石)為原料制備的流程如下:
(1)催化分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(2)“酸浸”時,為使軟錳礦充分反應(yīng),可采取的措施有(寫一條)。(3)“沉錳”反應(yīng)為。加熱溫度不能過高的原因是。(4)在空氣中“煅燒”會生成不同的錳氧化物,各錳氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨煅燒溫度的變化關(guān)系如圖所示。
①370~410℃發(fā)生主要反應(yīng)為。該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的反應(yīng)。②已知酒精燈外焰的最高溫度可達(dá)600℃以上。稱取一定質(zhì)量的,與混合均勻,充分加熱后冷卻,溶解、過濾、洗滌、烘干后稱量,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少。質(zhì)量減少的主要原因是?!敬鸢浮?1)(2)攪拌;粉碎;加熱;適當(dāng)提高酸的濃度等(3)防止分解(4)化合溫度高于450℃時,會分解成和O2【解析】(1)加熱條件下MnO2催化分解KClO3生成氯化鉀和氧氣,化學(xué)反應(yīng)方程式為。故填:。(2)“酸浸”時,攪拌、粉碎、加熱、適當(dāng)提高酸的濃度等措施,都能使軟錳礦充分反應(yīng)。故填:攪拌;粉碎;加熱;適當(dāng)提高酸的濃度等。(3)由于反應(yīng)物NH4HCO3受熱易分解,所以為防止NH4HCO3分解,“沉錳”反應(yīng)加熱溫度不能過高。故填:防止NH4HCO3分解。(4)①370~410℃發(fā)生主要反應(yīng)為。該反應(yīng)符合化合反應(yīng)多變一的特征,所以該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的化合反應(yīng)。故填:化合。②酒精燈外焰的最高溫度可達(dá)600℃以上。據(jù)圖可知,溫度高于450℃時,MnO2會分解成Mn2O3和O2,所以MnO2質(zhì)量減少。故填:溫度高于450℃時,MnO2會分解成Mn2O3和O2。14.(2023·湖北襄陽)農(nóng)業(yè)上常用波爾多液做殺菌劑,它由硫酸銅、生石灰加水配制而成。襄陽某化工廠以稀硫酸、氧化鐵、銅粉為原料制備硫酸銅,其工藝流程如下:
已知:Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4;Fe2+易被氧化成Fe3+。(1)操作Ⅰ的名稱是。(2)該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。(3)稀硫酸和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是?!敬鸢浮?1)過濾(2)Fe2O3(3)【解析】(1)過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來,所以操作Ⅰ的名稱是過濾;(2)既是反應(yīng)物,也是生成物的物質(zhì)可以循環(huán)使用,所以該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是Fe2O3;(3)氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。15.(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。請結(jié)合圖中信息回答問題。(1)操作I為。(2)下列說法錯誤的是___________。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,可用于治療胃酸過多D.NH4Cl可作氮肥,能使植物莖稈粗壯,增強(qiáng)植物抗倒伏能力【答案】(1)過濾(2)D【解析】(1)操作I能得到NaHCO3固體和NH4Cl溶液,將固體與液體分離,為過濾;(2)A、根據(jù)流程可知,CO2是反應(yīng)①的反應(yīng)物,反應(yīng)②的生成物,工藝流程中CO2可循環(huán)使用,說法正確;B、Na2CO3是由鈉離子和碳酸根離子構(gòu)成的化合物,說法正確;C、NaHCO3俗稱小蘇打,能與胃酸中的鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,可用于治療胃酸過多,說法正確;D、NH4Cl含有氮元素可作氮肥,能促進(jìn)植物莖、葉生長茂盛,葉色濃綠,提高植物蛋白質(zhì)含量的作用,說法錯誤。故選D。16.(2023·內(nèi)蒙古赤峰)早在戰(zhàn)國時期,《周禮·考工記》就記載了我國勞動人民制取氫氧化鉀以漂洗絲帛的工藝。大意是:先將干燥的木頭燒成灰(含K2CO3),用其灰汁浸泡絲帛,再加入石灰即可。其反應(yīng)過程如下:
完成下列問題:(1)操作a的名稱。(2)反應(yīng)I(填“吸收”或“放出”)熱量。(3)整個過程中能夠循環(huán)利用的物質(zhì)是。(4)寫出該過程中任意一個反應(yīng)的化學(xué)方程式?!敬鸢浮?1)過濾(2)放出(3)碳酸鈣/CaCO3(4)(答案合理即可)【解析】(1)操作a是將不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離的一種方法,操作a的名稱是過濾,故填:過濾。(2)氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故填:放出。(3)由流程圖可知,碳酸鈣既是流程的反應(yīng)物,又是流程的生成物,碳酸鈣能夠循環(huán)利用,故填:碳酸鈣或CaCO3。(4)該過程涉及化學(xué)反應(yīng)的方程式主要有:,,。故填:(答案合理即可)。17.(2023·山東聊城)海洋是巨大的資源寶庫,從海水中提取金屬鎂的過程如下圖,請回答下列問題:
(1)A的化學(xué)式為。(2)步驟Ⅲ中操作a的名稱是。(3)步驟Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)以上過程未涉及到的基本反應(yīng)類型是?!敬鸢浮?1)CaO(2)過濾(3)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(4)置換反應(yīng)【解析】(1)石灰石主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣在高溫條件下發(fā)生分解反應(yīng)生成氧化鈣、二氧化碳,則A的化學(xué)式為CaO。(2)通過過濾可將難溶于水的固體物質(zhì)與水分離,步驟Ⅲ中操作a的名稱是過濾。(3)步驟II是氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,海水中含有豐富的氯化鎂,氯化鎂與氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣,則步驟Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O。(4)步驟I發(fā)生的反應(yīng)是:CaCO3CaO+CO2↑,該反應(yīng)屬于分解反應(yīng);步驟II發(fā)生的反應(yīng)是:CaO+H2O=Ca(OH)2,該反應(yīng)屬于化合反應(yīng),步驟Ⅳ發(fā)生的反應(yīng)是:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng),則以上過程未涉及到的基本反應(yīng)類型是置換反應(yīng)。18.(2023·廣西)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易被吸收的補(bǔ)血劑。利用硫酸廠的廢渣(主要含F(xiàn)e2O3、Fe3O4,還有少量SiO2)制備檸檬酸亞鐵,該工藝流程如圖所示,回答下列問題:
資料1:;資料2:SiO2不溶于水,也不與稀硫酸反應(yīng)。(1)檸檬酸亞鐵進(jìn)入人體腸道后以(填陽離子符號)的形式被吸收,達(dá)到補(bǔ)血效果。(2)固體C的成分是。(3)步驟①②③④中涉及置換反應(yīng)的是(填數(shù)字序號)。(4)步驟③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(5)“一系列操作”中,將檸檬酸亞鐵晶體與溶液分離的操作是。【答案】(1)Fe2+(2)SiO2、Fe(3)②(4)(5)過濾【解析】(1)檸檬酸亞鐵中的陽離子為亞鐵離子,故檸檬酸亞鐵進(jìn)入人體腸道后以亞鐵離子(Fe2+)的形式被吸收,達(dá)到補(bǔ)血效果;(2)根據(jù)資料1:Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O;Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;資料2:SiO2不溶于水,也不與稀硫酸反應(yīng);硫酸廠的廢渣(主要含F(xiàn)e2O3、Fe3O4,還有少量SiO2),步驟①加入過量稀硫酸,四氧化三鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水,氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,二氧化硅不與硫酸反應(yīng),步驟②加入過量鐵粉,鐵與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵,鐵與過量硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,得到的氣體A為氫氣,溶液B為硫酸亞鐵溶液,固體C為二氧化硅和過量的鐵粉,即為SiO2、Fe;(3)步驟①加入過量稀硫酸,四氧化三鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水,氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,二氧化硅不與硫酸反應(yīng);步驟②加入過量鐵粉,鐵與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵,鐵與過量硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣;步驟③溶液B(硫酸亞鐵溶液)中加入過量碳酸鈉溶液,硫酸亞鐵與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和硫酸鈉;步驟④固體D(碳酸亞鐵)中加入檸檬酸,碳酸亞鐵與檸檬酸反應(yīng)生成檸檬酸亞鐵、二氧化碳和水;根據(jù)置換反應(yīng)是由一種單質(zhì)和一種呼和烏反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),故步驟①②③④中涉及置換反應(yīng)的是②(鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣);(4)步驟③溶液B(硫酸亞鐵溶液)中加入過量碳酸鈉溶液,硫酸亞鐵與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和硫酸鈉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(5)過濾可以分離液體和固體,“一系列操作”中,將檸檬酸亞鐵晶體與溶液分離的操作是過濾。19.(2023·四川內(nèi)江)鎂、純堿在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。某地的菱鎂礦中主要含MgCO3及少量FeCO3、Al2O3和SiO2,以菱鎂礦等為原料制取鎂、純堿的工藝流程如圖。請回答下列問題:
(1)在反應(yīng)①中,為了加快反應(yīng)速率,選用(填“塊狀”或“粉末狀”)菱鎂礦:寫出菱鎂礦中碳酸鎂與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)向飽和食鹽水中通入NH3、CO2氣體時,需加壓通入的氣體是;在反應(yīng)②③中均發(fā)生反應(yīng)(填化學(xué)反應(yīng)基本類型)。(3)此工藝條件下金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示:金屬離子Mg2+Al3+Fe3+開始沉淀的pH8.93.41.5沉淀完全的pH10.94.72.8向a溶液中通入足量空氣后,溶液中元素化合價發(fā)生了改變:向b溶液中加MgO調(diào)節(jié)溶液pH,調(diào)pH范圍為?!敬鸢浮?1)粉末狀(2)二氧化碳/CO2分解(3)Fe/鐵4.7≤pH<8.9【解析】(1)在反應(yīng)①中,為了加快反應(yīng)速率,選用粉末狀菱鎂礦,可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分;碳酸鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、二氧化碳和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(2)氨氣極易溶于水,常溫、常壓下,二氧化碳在水中的溶解度較小,故需要加壓通入的氣體是二氧化碳,壓強(qiáng)增大,二氧化碳的溶解度增大;反應(yīng)②為碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,反應(yīng)③為氯化鎂在通電條件下反應(yīng)生成鎂和氯氣,這兩個反應(yīng)均符合“一變多”的特點,均屬于分解反應(yīng);(3)a溶液中含鎂離子、亞鐵離子、鋁離子,通入足量空氣,調(diào)pH,得到氫氧化鐵沉淀、氫氧化鋁沉淀和氯化鎂溶液,說明通入足量空氣后,溶液中鐵元素化合價發(fā)生了改變,由+2價變?yōu)?3價;向b溶液中加MgO調(diào)節(jié)溶液pH,目的是使鋁離子和鐵離子形成沉淀,而鎂離子不能形成沉淀,故pH范圍為:4.7≤pH<8.9。類型三能源、環(huán)境等類的流程20.(2023·江蘇常州)在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)愿景下,氨氣(NH3)作為一種零碳能源具有廣泛應(yīng)用前景。(1)氨氣易液化、方便儲存和運(yùn)輸,含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(精確到0.1%),是比較好的儲氫介質(zhì)。(2)工業(yè)煙氣中常含有SO2,直接排放會造成等環(huán)境問題。氨法脫硫是一種高效、低能耗的脫硫方式,最終產(chǎn)物(NH4)2SO4在農(nóng)業(yè)上可作為。實驗室檢驗銨根離子的方法是。(3)如圖是電解合成氨工藝綜合利用流程圖。
①空氣分離裝置內(nèi)一般發(fā)生的是(選填“物理”或“化學(xué)”)變化。②將氧氣通入鍋爐中進(jìn)行富氧燃燒的意義是:燃燒速度快、。③如圖流程中產(chǎn)生氨氣的反應(yīng)總方程式為4NH3+3O2。④現(xiàn)有火力發(fā)電設(shè)施可以直接通入氨氣燃燒,燃燒后會生成氮氣和水,該化學(xué)反應(yīng)方程式為。(4)結(jié)合以上題目信息,談一談用氨氣作為零碳能源可行性的理由:?!敬鸢浮?1)17.6%(2)酸雨氮肥取樣于試管中,加入氫氧化鈉溶液并加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,產(chǎn)生刺激性氣味的氣體,紅色石蕊試紙變藍(lán),說明含銨根離子(3)物理燃燒更充分,節(jié)能環(huán)保(4)用氨氣作燃料,反應(yīng)物中不含碳元素,不會生成二氧化碳,且生成物為氮氣和水,無污染,比較環(huán)保【解析】(1)氨氣中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:;(2)工業(yè)煙氣中常含有SO2,二氧化硫能與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì),導(dǎo)致酸雨的發(fā)生;硫酸銨含氮一種營養(yǎng)元素,在農(nóng)業(yè)上可作氮肥;銨根離子能與堿性物質(zhì)反應(yīng)生成氨氣,故實驗室檢驗銨根離子的方法是:取樣于試管中,加入氫氧化鈉溶液并加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,產(chǎn)生刺激性氣味的氣體,紅色石蕊試紙變藍(lán),說明含銨根離子;(3)①空氣分離裝置是利用液氮和液氧沸點的不同,將其分離,無新物質(zhì)生成,屬于物理變化;②將氧氣通入鍋爐中進(jìn)行富氧燃燒,可以增大可燃物與氧氣的接觸面積,意義是:燃燒速度快,燃燒更充分,節(jié)能環(huán)保;③由圖可知,產(chǎn)生氨氣的反應(yīng)為氮氣和水在通電的條件下反應(yīng)生成氨氣和氧氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;④氨氣燃燒生成氮氣和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(4)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,用氨氣作燃料,反應(yīng)物中不含碳元素,不會生成二氧化碳,且生成物為氮氣和水,無污染,比較環(huán)保。21.(2023·云南)我國古人很早就認(rèn)識了硫元素,《神農(nóng)本草經(jīng)》將“硫”評價為“能化金銀銅鐵奇物”,現(xiàn)代化學(xué)中含硫藥物、含硫材料等也十分普遍。(1)用化學(xué)用語填空:①2個硫原子;②2個三氧化硫分子;③硫酸根離子。(2)工業(yè)上可利用物料循環(huán)的方法實現(xiàn)煙氣的脫硫處理,工藝流程如圖所示。
①操作I是;②吸收室中發(fā)生的反應(yīng)之一是氫氧化鈉和二氧化硫的反應(yīng),類比氫氧化鈉和二氧化碳的反應(yīng),寫出氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式;③理論上只需不斷加入(填化學(xué)式)便可持續(xù)實現(xiàn)煙氣的脫硫處理?!敬鸢浮?1)2S2SO3(2)過濾Ca(OH)2【解析】(1)①原子的表示方法就是用元素符號來表示一個原子,表示多個該原子,就在其元素符號前加上相應(yīng)的數(shù)字.所以2個硫原子,就可表示為2S;②由分子的表示方法,正確書寫物質(zhì)的化學(xué)式,表示多個該分子,就在其分子符號前加上相應(yīng)的數(shù)字,則2個三氧化硫分子可表示為:2SO3;③離子的表示方法:在表示該離子的元素符號右上角,標(biāo)出該離子所帶的正負(fù)電荷數(shù),數(shù)字在前,正負(fù)符號在后,帶1個電荷時,1要省略,表示多個該離子,就在其元素符號前加上相應(yīng)的數(shù)字,故硫酸根離子可表示為:;(2)①操作I后得到了固體和液體,則是過濾;②氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)產(chǎn)生亞硫酸鈉和水,化學(xué)方程式;③根據(jù)流程圖,理論上只需不斷加入Ca(OH)2便可持續(xù)實現(xiàn)煙氣的脫硫處理。22.(2023·遼寧營口)我國承諾:努力爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”,體現(xiàn)大國擔(dān)當(dāng)。工業(yè)上有一種利用燒堿溶液實現(xiàn)“碳捕捉”的技術(shù),其主要流程如下:
(1)分離區(qū)進(jìn)行的實驗操作是(填操作名稱);(2)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)甲、乙分別是。(3)反應(yīng)區(qū)1中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(答一個即可);(4)為了確定“捕捉區(qū)”進(jìn)入反應(yīng)區(qū)Ⅰ中溶液的成分,請完成下表中實驗方案。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論溶液成分只有Na2CO3【答案】(1)過濾(2)氧化鈣、氫氧化鈉/CaO、NaOH(3)或(4)①取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液,并不斷振蕩;②?、僦猩蠈忧逡海尤敕犹芤海ê侠砑纯桑佼a(chǎn)生白色沉淀,②無明顯變化(與前一空對應(yīng))【解析】工業(yè)上有一種利用燒堿溶液實現(xiàn)“碳捕捉”的技術(shù),根據(jù)流程可知,捕捉區(qū)發(fā)生的反應(yīng)是燒堿與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,經(jīng)反應(yīng)區(qū)Ⅰ、分離區(qū)得到碳酸鈣,所以反應(yīng)區(qū)Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)是碳酸鈉和氫氧化鈣生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,物質(zhì)乙是氫氧化鈉,送回捕捉區(qū)循環(huán)使用,碳酸鈣經(jīng)反應(yīng)區(qū)Ⅱ得到二氧化碳,碳酸鈣高溫反應(yīng)分解生成氧化鈣和二氧化碳,則甲是氧化鈣,送回反應(yīng)區(qū)Ⅰ循環(huán)使用。(1)根據(jù)分析可知,分離室中分離出碳酸鈣和氫氧化鈉溶液,分離難溶性固體和溶液的操作為過濾;(2)根據(jù)分析可知,既能做反應(yīng)物又能做生成物的物質(zhì)可循環(huán)利用,故流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有CaO、NaOH。(3)反應(yīng)區(qū)1中發(fā)生的反應(yīng)分別為碳酸鈉和氫氧化鈣生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉和氧化鈣和水生成氫氧化鈣,化學(xué)方程式分別為、;(4)氫氧化鈉與二氧化碳恰好完全反應(yīng),“捕捉區(qū)”進(jìn)入反應(yīng)區(qū)Ⅰ中溶液的成分是碳酸鈉;氫氧化鈉過量,“捕捉區(qū)”進(jìn)入反應(yīng)區(qū)Ⅰ中溶液的成分是碳酸鈉和氫氧化鈉。碳酸鈉、氫氧化鈉都顯堿性,碳酸鈉對氫氧化鈉的檢驗會產(chǎn)生干擾,因此在檢驗碳酸鈉溶液中是否存在氫氧化鈉時,應(yīng)先用足量的中性溶液(如可溶性的鋇鹽、鈣鹽)檢驗碳酸鈉存在,并完全除去碳酸鈉,再檢驗氫氧化鈉的存在。氫氧化鈉是一種堿具有堿的通性,可通過堿的通性,檢驗氫氧化鈉存在。因此:實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液,并不斷振蕩;②?、僦猩蠈忧逡?,加入酚酞溶液①產(chǎn)生白色沉淀②無明顯變化溶液成分只有Na2CO323.(2023·江蘇鎮(zhèn)江)氫氣是理想的“綠色能源”,近年來我國制氫量位居世界第一。(1)水光解制氫。水在半導(dǎo)體光催化劑作用下制備氫氣的原理如圖1所示。光解水時,光能轉(zhuǎn)化為能。(2)甲烷水化制氫。以甲烷為原料制備氫氣的一種流程如圖2。①16.0g甲烷理論上可制備氫氣的質(zhì)量為g。②“分離“時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)貯氫與釋氫。已知:HCOOK+H2O=KHCO3+H2↑;HCOOH=CO2↑+H2↑。通過如圖3流程可實現(xiàn)氫氣的貯存和釋放。①催化加氫室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②采用HCOOK溶液釋氫優(yōu)于HCOOH釋氫,原因有產(chǎn)生H2的速率快和。③在氫氣的貯存和釋放中可循環(huán)使用的物質(zhì)是?!敬鸢浮?1)化學(xué)(2)8K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3(3)產(chǎn)生的氫氣純度高(或釋氫氣生成的氣體無需分離等合理答案均可)碳酸氫鉀/KHCO3【解析】(1)水在半導(dǎo)體光催化劑作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制備出氫氣,所以光解水時是光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能;(2)①根據(jù)反應(yīng)的流程可知,CH4+H2O=3H2+CO,3H2+CO+H2O=4H2+CO2,K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;所以對應(yīng)的關(guān)系式為CH4~4H2,設(shè)16.0g甲烷可生成氫氣的質(zhì)量為x,則有:,,解得x=8g;所以16.0g甲烷可生成8.0g氫氣;②發(fā)生分離時,主要是碳酸鉀將二氧化碳吸收變成碳酸氫鉀,化學(xué)方程式為:K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;(3)①催化加氫室內(nèi)氫氣和碳酸氫鉀反應(yīng)生成HCOOK和水,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;②HCOOH釋氫會產(chǎn)生二氧化碳和氫氣兩種氣體,采用HCOOK溶液釋氫,只生成氫氣一種氣體,故采用HCOOK溶液釋
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