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题型突破(四)工艺流程题类型一海水化学1.2019滨州镁是一种用途广泛的金属,目前世界上60%的镁是从海水(溶质主要含有NaCl和MgCl2)中提取的,主要步骤如下:图T4-1(1)工业生产中,加入试剂发生反应的化学方程式为,试剂的名称为。(2)写出无水MgCl2在熔融状态下电解制取金属镁的化学方程式:,该反应属于基本反应类型中的反应。2.2019泰安化学是认识、改造和应用物质的科学。从海水中提取镁、制“碱”,都体现了人类改造物质的智慧。结合图T4-2流程图(其中部分操作和条件已略去),请回答相关问题。图T4-2(1)提纯物质常用转化的方法,就是将杂质转化为沉淀或气体而除去。粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质,通过步骤,再利用过滤操作进行除杂。步骤加入下列三种溶液的先后顺序为(填序号)。a.稍过量的Na2CO3溶液b.稍过量的BaCl2溶液c.稍过量的NaOH溶液(2)母液中有MgCl2,却经历了步骤、的转化过程,其目的是。(3)步骤中先向饱和食盐水中通入氨气,有利于二氧化碳的吸收,这样做的目的是,写出该反应的化学方程式。(4)化学变化是改造物质的重要途径。上述流程图中没有涉及的基本反应类型是。3.2019威海氯化钾是低钠盐的主要添加剂。从海水晒盐后的苦卤中可以提取氯化钾。(1)物理方法提取苦卤的主要成分是氯化镁和氯化钠,其次是硫酸镁和氯化钾,它们的溶解度曲线如图T4-3所示,提取过程如下:将苦卤在较高温度下(填操作名称),析出氯化钠和硫酸镁;图T4-3将中所得混合物进行操作得到母液;将母液降温,氯化钾和氯化镁析出,在较低温度下用水洗涤,即可获得较纯净的氯化钾。(2)化学方法提纯工业生产的氯化钾中含有少量硫酸镁杂质,不能满足科研的需要,实验室提纯过程如图T4-4所示:图T4-4提纯过程所用试剂X、Y分别是、(填溶质化学式),所加试剂均稍过量的目的是。写出提纯过程中发生反应的化学方程式。步骤中实际参加反应的离子有(填离子符号)。类型二化工生产4.2019益阳制作电脑芯片的材料为高纯硅,工业上制造高纯硅的基本流程如图T4-5甲所示(某些反应过程中的部分物质没有在图中标出)。图T4-5(1)SiHCl3中Cl元素的化合价为-1价,则Si元素的化合价为。(2)硅原子的结构示意图如图乙所示,硅原子的核电荷数为。(3)第步至第步的变化中,属于物理变化的是第步。(4)第步反应,除生成纯硅以外,还有HCl生成。写出第步反应的化学方程式。5.2019济宁我国科学家侯德榜在氨碱法的基础上创立了更为先进的联合制碱法(侯氏制碱法),其生产流程简明如下:图T4-6请根据此流程图回答下列问题:(1)写出沉淀池中发生反应的化学方程式。(2)流程图中气体X的化学式是。(3)沉淀池中晶体转移至焙烧炉时用到操作,操作的名称是。6.2019烟台我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图T4-7流程一所示。图T4-7流程一制备氢气(1)气化器中发生的主要反应为.H2O+CCO+H2;. CO+H2OCO2+H2,其中属于置换反应的是(填“”或“”),反应中发生还原反应的物质。(2)重整器的作用是;重整器中发生反应的化学方程式是。(3)该流程中可以循环使用的物质是。流程二为充分利用流程一产生的高纯度二氧化碳,该实验室又设计了如图T4-7中流程二所示的两种工艺分别制备尿素和乙二醇(1)在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素CO(NH2)2,同时生成水,该反应的化学方程式为;尿素属于化肥中的肥,能使作物枝叶繁茂。(2)以CO和H2为原料生产乙二醇(C2H6O2)时,按照“绿色化学”原则,应调节原料中CO和H2的分子个数比为。7.2019安徽Ba(NO3)2可用于生产信号弹、炸药等。利用钡泥(主要含有BaCO3、BaSO3、Fe2O3)可制取Ba(NO3)2,其部分流程如图T4-8所示。图T4-8(1)Ba(NO3)2中钡元素的化合价为;流程中所涉及的氧化物是(填一种即可)。(2)BaCO3与稀硝酸反应的反应类型是;写出Fe2O3与稀硝酸反应的化学方程式:。(3)试剂Y为(填序号)。BaCl2溶液Ba(OH)2溶液NaOH溶液(4)从Ba(NO3)2溶液中析出Ba(NO3)2晶体的方法是。8.2019连云港以镁矿石(主要成分MgCO3、SiO2)为原料生产MgO的工艺流程如图T4-9所示。图T4-9注:SiO2难溶于水和常见的酸;“沉镁”过程中有Mg(OH)2生成。(1)滤渣X的主要成分为(填化学式)。(2)实验室中用如图T4-10甲所示装置进行过滤。该装置中仪器A的名称为;若过滤时滤液出现浑浊,可能的原因是 (填序号)。a.滤纸已破损b.漏斗中液面低于滤纸边缘c.滤纸未紧贴漏斗内壁(3)“沉镁”时MgSO4与NH3H2O发生反应。结合图乙,写出该反应的化学方程式:。图T4-10(4)已知在不同温度下,充分加热等质量的Mg(OH)2,加热温度与固体残留率的关系如图丙所示。“加热”时温度至少要达到350 ,原因是。9.2019扬州以MnO2为原料制备MnSO4H2O的工业流程如图T4-11所示。图T4-11已知:沉淀时的化学方程式为7MnSO4+7Na2CO3+11H2OMnCO36Mn(OH)25H2O+7Na2SO4+6CO2;MnSO4H2O和MnSO45H2O易溶于水,难溶于乙醇;MnSO4的溶解度曲线如图T4-12甲所示。图T4-12(1)溶解时,为控制80 ,在实验室可用水浴加热如图乙所示。水浴加热需要的玻璃仪器有酒精灯、;水浴加热的优点是;能加快溶解的方法有(写一种)。(2)除铁时需要搅拌,搅拌的作用是。(3)过滤所得滤液的溶质主要是Na2SO4和;过滤时,玻璃棒的作用是。(4)酸溶时,MnCO36Mn(OH)25H2O与足量稀硫酸反应的化学方程式为。(5)请补充完整由流程中“酸溶”所得MnSO4溶液制备MnSO4H2O的实验方案:将MnSO4溶液转移至蒸发皿中,在高于40 时趁热过滤,100 烘干得MnSO4H2O。10.2019扬州由氯化钡废液(杂质为FeCl3及微量NaCl)制备产品BaCl22H2O的流程如图T4-13所示。图T4-13(1)氯化钡废液属于(填“纯净物”或“混合物”),FeCl3中铁元素的化合价是。(2)煅烧石灰石制取生石灰的化学方程式为,生石灰变成熟石灰的过程是(填“吸热”或“放热”)过程,石灰水能使紫色石蕊溶液变为色。石灰石和熟石灰中常用于改良酸性土壤的是。(3)用95%乙醇(C2H6O)洗涤滤渣可除微量NaCl;C2H6O由种元素组成,是(填“有机”或“无机”)化合物;C2H6O在O2中完全燃烧生成CO2和,2个CO2分子可用化学符号表示为;煤、氢气、乙醇三种燃料中,最清洁的能源是。(4)结合流程和下表回答:工业上选择25 而不选择5 进行冷却结晶的主要原因是滤液多次循环后,25 与5 结晶产品的总产率基本相同;。每次结晶时,温度对产品纯度和产率的影响冷却结晶的温度/产品的纯度/%产品的产率/%5997225996011.2019青岛氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应用于化工领域,其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是BaCO3)制备氯化钡晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程,设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案,实验流程如图T4-14所示(该毒重石样品所含杂质难溶于水,不与酸反应)。图T4-14请回答下列问题。(1)步骤中发生反应的化学方程式为。(2)滤液是30 时氯化钡的(填“饱和”或“不饱和”)溶液。(3)关于上述实验方案的相关内容,下列说法不正确的是(填序号)。A.氯化钡是一种有毒的物质,使用时应注意安全B.该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料C.可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体D.步骤将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少Ba2+对环境的污染(4)某同学提出,步骤将滤液浓缩时会产生气体污染物,其化学式为。为防止污染,需要对滤液处理后再浓缩。简述处理滤液的方法:。12.2019临沂以空气等为原料可以合成氨、尿素CO(NH2)2,以下是简易生产流程的一部分。图T4-15(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气,氮气可从空气中分离获得。此空气分离的变化属于(填“物理变化”或“化学变化”)。(2)写出合成塔中合成氨的化学方程式,该反应的反应类型是。(3)写出合成塔中合成尿素的化学方程式。类型三提纯类13.2019呼和浩特如图T4-16是实验室模拟工业上用大理石(含少量Fe2O3和SiO2)为原料提纯碳酸钙的实验流程,请回答下列问题。图T4-16已知:SiO2不溶于水也不溶于酸;氨水呈碱性,与盐酸反应的化学方程式为NH3H2O+HClNH4Cl+H2O。(1)稀盐酸不能用稀硫酸代替,原因是。(2)操作a中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和。(3)写出滤液A中加氨水生成Fe(OH)3的化学方程式:。(4)滤液B中加入试剂X,恰好完全反应,若滤液C中只含有两种溶质,则试剂X的化学式为。14.2019江西2020年奥运会奖牌制作原料来自电子垃圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如图T4-17所示。图T4-17已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铁和铜分别会转化为铁离子和铜离子。(1)操作的名称是。(2)提炼出的贵重金属可制作奖牌,其成分是。(3)调节pH的主要目的是除去滤液中(填金属离子符号)。(4)写出粗铜中的铜与稀硫酸和过氧化氢的混合溶液发生反应的化学方程式:。类型四回收类15.2019淮安胆矾(CuSO45H2O)在工农业生产中有广泛的用途。实验室利用废旧电池的铜帽(主要含铜和锌)为原料制备胆矾。实验流程如图T4-18所示。图T4-18查阅资料:氧化锌能溶于氢氧化钠溶液。(1)废旧电池铜帽的表面常有油污,可用洗洁精预先除去,洗洁精在除去油污的过程中起作用。(2)“碱溶”步骤中,为加快反应速率可采取多种措施,如搅拌、等。(3)“酸溶”时,发生反应的化学方程式是。(4)“灼烧”完全(已充分反应)的判断依据是。16.2019长沙垃圾回收,分类是关键。确定垃圾的成分,是对垃圾进行分类的前提。某校化学实验室收集到一包固体废弃物,可能是由碳、镁、氧化镁、氧化铜中的一种或几种组成。为了确定其成分,在老师的指导下,同学们取样进行了如图T4-19所示实验。图T4-19(1)气体A是。(2)由固体B得到气体C的反应属于(填基本反应类型)。(3)原样品中一定含有的物质是。17.2019娄底稀土元素被誉为“工业的维生素”,是不可再生资源,应用广泛。稀土元素与铝、钛等金属熔合,形成特种合金,其性能会有较大提高,强度更好,抗腐蚀性能更强。坦克、飞机、核潜艇等的制造都用到了特种合金。稀土元素在自然界中以化合物的形式存在。二氧化铈(CeO2)是稀土氧化物中用途极广泛的一种材料,因为具有较为独特的萤石晶体结构,使得其具有特殊的性能。主要用于玻璃、原子能、电子管等工业。中国的稀土储量最多时占世界的71.1%,目前占比在23%以下。中国并非世界上唯一拥有稀土的国家,却在过去几十年承担了世界稀土供应的角色,结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。近几年,我国出台了一系列政策,采取了出口控制等措施,保护我国现有的稀土资源。阅读以上材料,回答下列问题。.稀土元素铼与“太空金属”钛制成的钛铼合金,可用来制造核潜艇。请写出钛铼合金的优良性能(任写一点)。.关于稀土资源,下列说法正确的是(填序号)。A.稀土的开采与环境问题无关B.稀土在材料工业方面发挥着重要作用,它是万能的C.稀土元素化学性质稳定,在自然界中以单质的形式存在D.稀土资源不可再生,十分珍贵,保护稀土资源,是我们义不容辞的责任.某品牌电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质)。以此粉末为原料进行资源回收,其工艺流程如图T4-20所示。图T4-20已知:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O,Na2SiO3溶于水。(1)第步操作的名称是。(2)第步加入过量稀硫酸的目的是。(3)洗涤滤渣B的目的是除去(填离子符号),提高产品的纯度。(4)若第步加的碱为NaOH,写出该反应的化学方程式:。18.2019广东某合金主要成分为Zn、Fe、Cu及这三种金属的少量氧化物。利用该合金制成的机械零件废弃物制取高纯度ZnO,其部分工艺流程如图T4-21所示,请回答下列问题。已知:Zn(OH)2溶于强碱形成可溶性盐。图T4-21(1)滤渣中一定有。(2)加酸溶解废弃物时,需要通风并远离火源,其原因是;此过程中Zn还能起到除铜作用,除铜的化学方程式为,此反应属于(填基本反应类型)。(3)调节pH可用NaOH,但不能过量,其原因是。(4)焙烧Zn(OH)2发生分解反应的化学方程式为。类型五成分确定类19.2019郴州2019年5月湖南省第七届矿博会在郴州市隆重举行,展厅上展出了各种矿物,其中有一枚黑色的陨石引起了大家的兴趣。查阅资料获知,陨石的主要成分是铁和铁的化合物。(1)通常情况下炭粉和铁粉都是黑色,检验炭粉中是否含有铁粉既可用物理方法又可用化学方法:物理方法是;化学方法是。(2)常见铁的氧化物有FeO、Fe2O3、 (填化学式)。(3)铁制品在潮湿的空气中易生锈,实际上是铁与空气中的氧气、等发生化学反应的过程,请举出一例防止铁制品锈蚀的方法:。实验员小明取一小块陨石样品进行了研究,研究过程如图T4-22所示。图T4-22(4)图中操作2的名称是。(5)溶液2中的溶质是 (填化学式)。(6)陨石中含铁元素的质量分数为。20.2019兰州已知某水泥样品的主要成分是氧化钙、二氧化硅,并含有一定量的氧化铝、氧化镁等金属氧化物。国家标准实验中测定水泥中钙含量的方法之一是通过高锰酸钾对草酸钙(CaC2O4)进行滴定,其流程如图T4-23所示。图T4-23已知:二氧化硅既不溶于水也不与酸反应;氨水显碱性,化学性质与氢氧化钠相似。(1)pH=5.5的溶液显(填“酸”“碱”或“中”)性。(2)水泥样品中加入盐酸的目的是。(3)步骤与步骤中涉及的操作名称是,固体A的化学式为,固体B中含有物质的化学式为(任写一个)。(4)步骤中生成CaC2O4的化学方程式为。【参考答案】类型一1.(1)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2稀盐酸(2)MgCl2(熔融)Mg+Cl2分解解析(1)由题意知海水中含有氯化钠和氯化镁,结合流程图可知,加入试剂后得到氢氧化镁沉淀,可知试剂为氢氧化钙(廉价易得),发生反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2;由于氢氧化镁是沉淀,要转化为氯化镁,只能和稀盐酸反应,所以试剂是稀盐酸。(2)电解熔融状态下的无水氯化镁时会生成镁和氯气,属于分解反应,其反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2。2.(1)cba(或bca或bac)(2)富集、提纯MgCl2(3)促进碳酸氢钠的生成与析出NaCl+H2O+CO2+NH3NH4Cl+NaHCO3(4)置换反应解析(1)氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,可除去氯化镁;氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,可除去硫酸钠;碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,可除去氯化钙和多余的氯化钡,所以b一定在a前面,c可以随意调整顺序。所以步骤加入下列三种溶液的先后顺序为cba(或bca或bac)。(2)母液中有MgCl2,经历了步骤、的转化过程,氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁和盐酸反应,生成氯化镁和水,其目的是富集、提纯MgCl2。(3)步骤中先向饱和食盐水中通入氨气,有利于二氧化碳的吸收,这样做的目的是促进碳酸氢钠的生成与析出;反应的化学方程式为NaCl+H2O+CO2+NH3NH4Cl+NaHCO3。(4)氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠等反应是复分解反应;碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳等反应是分解反应;氧化钙和水反应生成氢氧化钙是化合反应,没有涉及的基本反应类型是置换反应。3.(1)蒸发(或蒸发结晶)过滤(2)K2CO3HCl确保杂质完全反应Ba(OH)2+MgSO4BaSO4+Mg(OH)2、K2CO3+Ba(OH)2BaCO3+2KOH、KOH+HClKCl+H2O、K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2Ba2+、CO32-解析(1)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,当温度高于一定温度时,硫酸镁的溶解度随温度升高而降低,因此在较高的温度下蒸发结晶,会析出硫酸镁和氯化钠,将混合物过滤得到含氯化钾和氯化镁的母液。(2)为了除去氯化钾中的硫酸镁,可以加入过量的氢氧化钡溶液,二者反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀,过滤,得到的溶液中含有氯化钾和剩余的氢氧化钡,可以再加入碳酸钾使钡离子转化为沉淀,过滤,所得的滤液中含有氯化钾、碳酸钾和氢氧化钾,然后向滤液中加入过量的稀盐酸,蒸发结晶可得到纯净的氯化钾,为了确保杂质完全被反应,各步操作所加试剂均过量,故提纯过程中发生反应的化学方程式有Ba(OH)2+MgSO4BaSO4+Mg(OH)2,K2CO3+Ba(OH)2BaCO3+2KOH,KOH+HClKCl+H2O,K2CO3+2HCl2KCl+H2O+CO2,步骤是氢氧化钡和碳酸钾的反应,反应前存在的离子是碳酸根离子、钡离子、钾离子、氢氧根离子,反应后存在的离子是钾离子和氢氧根离子,故碳酸根离子和钡离子参加了反应。类型二4.(1)+2(2)14(3)(4)SiHCl3+H2Si+3HCl解析(1)氢元素在化合物中显+1价,而氯元素为-1价,根据化合物中各元素化合价代数和为零,可计算出Si元素的化合价为+2。(2)原子的核电荷数等于核外电子数,所以为2+8+4=14。 (3)蒸馏属于物理变化。(4)根据反应物和生成物可以写出化学方程式SiHCl3+H2Si+3HCl。5.(1)NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3+NH4Cl(2)CO2(3)过滤解析(1)沉淀池中氯化钠、水、氨气、二氧化碳共同反应生成氯化铵和碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度较小而析出,故反应的化学方程式为NaCl+H2O+NH3+CO2NH4Cl+NaHCO3。(2)焙烧炉中发生的反应是碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,产生的二氧化碳气体可以当作反应原料继续参与反应,故气体X为二氧化碳。(3)沉淀池中的碳酸氢钠晶体通过过滤操作与氯化铵溶液进行分离,然后转移至焙烧炉中。6.流程一(1)IH2O(2)分离CO2和H2,得到纯净的氢气Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(3)CaO流程二(1)CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O氮(2)23解析流程一(1)置换反应是一种单质和一种化合物反应生成一种新的单质和一种新的化合物的反应,所以属于置换反应的是I;反应中发生还原反应的物质是H2O。(2)重整器的作用是分离CO2和H2,得到纯净的氢气,重整器中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O。(3)既是反应物也是生成物的物质可以循环使用,所以该流程中可以循环使用的物质是CaO。流程二(2)CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应,可假定反应时的化学计量数之比为mn,则只要化学式能化为(CO)m(H2)n形式,就是正确的。乙二醇(C2H6O2)可变为(CO)2(H2)3,故应调节原料中CO和H2的分子个数比为23。7.(1)+2Fe2O3(合理即可)(2)复分解反应Fe2O3+6HNO32Fe(NO3)3+3H2O(3)(4)蒸发结晶(合理即可)解析(1)Ba(NO3)2中硝酸根离子为-1价,根据化合物中正负化合价代数和为0,可知钡元素的化合价为+2;流程中所涉及的氧化铁、二氧化碳等物质都是两种元素组成的化合物,且都含有氧元素,故都属于氧化物。(2)BaCO3与HNO3的反应属于复分解反应;Fe2O3与HNO3反应生成硝酸铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+6HNO32Fe(NO3)3+3H2O。(3)试剂Y中含有氢氧根离子且不能引入除铁离子和钡离子之外的离子,故推断试剂Y是Ba(OH)2溶液。(4)从Ba(NO3)2溶液中析出Ba(NO3)2晶体的方法是蒸发结晶。8.(1)SiO2(2)烧杯a(3)2NH3H2O+MgSO4(NH4)2SO4+Mg(OH)2(4)低于350 时,氢氧化镁未完全分解,所得MgO不纯解析(1)根据流程图可知,加入稀硫酸后,碳酸镁与稀硫酸发生反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,二氧化硅不溶于酸也不溶于水,过滤后以固体形式存在,故滤渣X的主要成分是二氧化硅,化学式为SiO2。(2)a.滤纸破损会造成滤液浑浊;b.过滤时,液面应该低于滤纸边缘,不会造成滤液浑浊;c.滤纸未紧贴漏斗会造成过滤速率减慢,不会造成滤液浑浊。(3)由图乙可知,部分NH3H2O可解离出NH4+和OH-;由(1)可知,碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁,过滤后滤液中含有硫酸镁,根据复分解反应发生的条件为反应后有沉淀、气体或水生成,Mg(OH)2是白色沉淀,所以NH3H2O和硫酸镁发生反应的化学方程式为2NH3H2O+MgSO4(NH4)2SO4+Mg(OH)2。(4)由图丙分析加热温度与固体残留率的关系可知,当温度在350 时,固体残留率趋于稳定,说明此时氢氧化镁完全分解,所以需要保证温度至少达到350 ,才能使制得的MgO较为纯净。9.(1)烧杯温度计使物质受热均匀搅拌(合理即可)(2)使反应更充分(3)MnSO4引流(4)MnCO36Mn(OH)25H2O+7H2SO47MnSO4+18H2O+CO2(5)蒸发浓缩用乙醇洗涤晶体解析(1)水浴加热需要的玻璃仪器有酒精灯、烧杯、温度计;水浴加热的优点是使物质受热均匀;能加快溶解的方法有搅拌或提高温度等。(2)除铁时需要搅拌,搅拌的作用是使反应更充分,除铁更彻底。(3)溶解时二氧化锰、硫酸亚铁和硫酸反应生成硫酸锰、硫酸铁和水,除铁时碳酸钠和硫酸铁反应,生成碳酸铁沉淀和硫酸钠,所以过滤所得滤液的溶质主要是Na2SO4和MnSO4;过滤时,玻璃棒的作用是引流。(4)酸溶时,MnCO36Mn(OH)25H2O与足量稀硫酸反应生成硫酸锰、水和二氧化碳,化学方程式为MnCO36Mn(OH)25H2O+7H2SO47MnSO4+18H2O+CO2。(5)观察MnSO4的溶解度曲线可知,高于40 时MnSO45H2O变成MnSO4H2O,且随着温度升高,溶解度降低;MnSO4H2O和MnSO45H2O易溶于水,难溶于乙醇,可以用乙醇洗涤晶体,所以由流程中“酸溶”所得MnSO4溶液制备MnSO4H2O的实验方案:将MnSO4溶液转移至蒸发皿中,蒸发浓缩,在高于40 时趁热过滤,用乙醇洗涤晶体,100 烘干得MnSO4H2O。10.(1)混合物+3(2)CaCO3CaO+CO2放热蓝熟石灰(3)三有机H2O2CO2氢气(4)25 是常温,更容易达到,节约能源解析(1)氯化钡废液中含有多种物质,属于混合物;FeCl3中铁元素的化合价是+3。(2)煅烧石灰石生成生石灰和二氧化碳,化学方程式为CaCO3CaO+CO2;生石灰和水反应生成熟石灰的过程是放热过程;石灰水显碱性,能使紫色石蕊溶液变为蓝色;石灰石和熟石灰中常用于改良酸性土壤的是熟石灰。(3)C2H6O由碳、氢、氧三种元素组成,属于有机化合物;C2H6O在O2中完全燃烧生成CO2和H2O;化学式前面的数字表示微粒的个数,故2个CO2分子可用化学符号表示为2CO2;氢气是最清洁的能源,故煤、氢气、乙醇三种燃料中,最清洁的能源是氢气。11.(1)BaCO3+2HClBaCl2+CO2+H2O(2)饱和(3)C(4)HCl向滤液I加入过量的碳酸钡固体,充分反应后,过滤解析(1)毒重石样品中的碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,反应的化学方程式为BaCO3+2HClBaCl2+CO2+H2O。(2)析出氯化钡晶体后的溶液仍然是该温度下的氯化钡的饱和溶液。(3)氯化钡可溶,产生的钡离子是重金属离子,有毒,A正确;步骤产生的气体A是二氧化碳,二氧化碳是重要的化工原料,B正确;不能用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体,因为硫酸钡不溶于水,也不与盐酸反应,C错误;步骤所得的滤渣表面附着氯化钡,用水清洗后将水洗液加入滤液I中,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少Ba2+对环境的污染,D正确。(4)步骤中加入的盐酸过量,所得的滤液I中含有盐酸,滤液I加热浓缩时盐酸挥发出的氯化氢(HCl)气体有毒,造成空气污染;除去滤液中盐酸的方法是向滤液中加入过量的碳酸钡,充分反应后,过滤即可。12.(1)物理变化(2)N2+3H22NH3化合反应(3)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O解析(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气,氮气可从空气中分离获得,分离指的是将混合物中的各成分分开,没有新物质生成,因此属于物理变化。(2)合成塔中进入的物质是氮气和氢气,生成物是氨气,因此合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3,此反应是两种物质生成另一种物质的反应,属于化合反应。(3)合成塔中进入的是氨气和二氧化碳,生成物是尿素和水,故反应的化学方程式为2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。类型三13.(1)硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙,阻止反应继续进行(合理即可)(2)漏斗(3)FeCl3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4Cl(4)(NH4)2CO3解析(1)盐酸和大理石中的碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水,氯化钙易溶于水,而硫酸和大理石中的碳酸钙反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,硫酸钙微溶于水,阻止反应继续进行。(2)操作a是用过滤的方法将固体和液体分离,过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。(3)滤液A中的氯化铁和氨水反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵,反应的化学方程式为FeCl3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4Cl。(4)滤液B中溶质有氨水、氯化钙、氯化铵,加入X试剂后生成碳酸钙沉淀,同时滤液C中只含两种溶质,则加入的X是碳酸铵,碳酸铵和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵,滤液C中的溶质只有氯化铵和氨水。14.(1)过滤(2)金、铂(或Au、Pt)(3)Al3+、Fe3+(4)Cu+H2SO4+H2O2CuSO4+2H2O解析(1)过滤能使固体和液体分离,经过操作后得到滤液和贵重金属,所以该操作是过滤。(2)在金属样品中加入过量的稀硫酸和过氧化氢混合溶液后,铜、铁、铝均能反应转化为离子留在溶液中,金、铂的化学性质稳定,不和硫酸、过氧化氢发生反应,所以过滤出的贵重金属成分为金、铂。(3)根据流程可知,经过调节pH后,溶液中的铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,过滤得到硫酸铜溶液,所以该操作的目的是除去溶液中的铁离子和铝离子。(4)铜与稀硫酸和过氧化氢的混合溶液反应生成硫酸铜和水。类型四15.(1)乳化(2)加热(或增大NaOH溶液的浓度等,合理即可)(3)CuO+H2SO4CuSO4+H2O(4)固体质量不再增加解析(1)洗洁精对油污有乳化作用,故能洗去油污。(2)温度升高,反应速率变快,溶液的浓度越大,反应速率越快。(3)氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O。(4)灼烧时,当铜帽中的铜和锌被空气中氧气完全氧化后,固体的质量就不会再增加。16.(1)氢气(或H2)(2)化合反应(或置换反应)(3)碳、镁、氧化铜(或C、Mg、CuO)解析(1)假设样品中碳、镁、氧化镁、氧化铜全都有,加入过量稀盐酸,只有镁能与稀盐酸反应产生氢气,故气体A是氢气。(2)由图可知,气体C能与石灰水反应产生白色沉淀,说明C为二氧化碳;由于固体B能与氧气反应产生二氧化碳,说明固体B中含碳;碳在足量氧气中灼烧生成二氧化碳,化学方程式为C+O2CO2,属于化合反应。(3)从上述分析可知,原样品中一定含碳和镁;因为固体B在足量氧气中灼烧还有残渣C,说明固体B中还含有其他固体。假设样品中碳、镁、氧化镁、氧化铜全都有,加入过量稀盐酸,由于碳与稀盐酸不反应且不溶于水,则固体A中有碳;由于氧化铜与过量稀盐酸反应生成氯化铜和水,镁活动性大于铜,则镁能置换出氯化铜中的铜,又因镁能与盐酸反应而铜不能,则固体A中还有铜;向固体A中加入过量硝酸银溶液,因碳与硝酸银不反应,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,则固体B中含有碳和银,残渣C为银;由于氧化镁与足量稀盐酸反应生成氯化镁和水而进入溶液A中,不影响后面流程,则无法确定氧化镁是否存在,所以原样品中一定含有碳、镁、氧化铜。17.耐腐蚀、硬度大(合理即可).D.(1)过滤(2)使氧化铁完全反应(3)Fe3+、H+、SO42-(4)Ce2(SO4)3+6NaOH2Ce(OH)3+3Na2SO4解析.结合材料中的提示,特种合金其性能会有较大提高,强度更好,抗腐蚀性能更强。.稀土是自然资源,稀土的开采会破坏自身天然环境;稀土在材料工业方面发挥着重要作用,但它不是万能的;稀土元素在自然界中以化合物的形式存在;稀土资源不可再生,十分珍贵,我们需要保护稀土资源。.(1)第步操作是将液体和固体分离,是过滤操作。(2)第步的目的是将氧化铁转化为硫酸铁,加入过量的稀硫酸是为了使氧化铁完全反应。(3)第步反应后过滤,滤液中有硫酸铁和硫酸,所以洗涤滤渣B是为了除去Fe3+、H+、SO42-。(4)CeO2与稀硫酸和过氧化氢反应生成Ce2(SO4)3和H2O,加入碱之后发生复分解反应生成Ce(OH)3沉淀,化学方程式为Ce2(SO4)3+6NaOH2Ce(OH)3+3Na2SO4。18.(1)Cu(或铜)(2)酸与锌、铁反应时产生氢气,容易引起爆炸Zn+CuSO4Cu+ZnSO4置换反应(3)Zn(OH)2与NaOH反应生成可溶性盐,会导致产率降低(4)Zn(OH)2ZnO+H2O解析(1)Zn、Fe、Cu三种金属中,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜与稀硫酸不反应,三种金属的氧化物都与稀硫酸反应生成相应的硫酸盐和水,所以滤渣中一定有铜。(2)由(1)分析可知,加酸溶解废弃物时,有氢气产生,氢气具有可燃性,容易引起爆炸,所以需要通风并远离火源;此过程中,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液,锌的活动性比铜强,锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌,起到除铜作用,化学方程式为Zn+CuSO4Cu+ZnSO4,该反应由一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。(3)调节pH可用氢氧化钠,但不能过量,原因是氢氧化锌溶于强碱形成可溶性盐,会导致产率降低。(4)焙烧氢氧化锌分解生成氧化锌和水,化学方程式为Zn(OH)2ZnO+H2O。类型五19.(1)用磁铁,能吸引黑色粉末,则证明含有铁粉加入稀硫酸,搅拌,粉末部分溶解,产生气泡,得到浅绿色溶液,证明含有铁粉(2)Fe3O4(3)水蒸气在铁制品表面喷涂油漆(合理即可)(4)过滤(5)Na2SO4、NaOH(6)70am%解析(1)利用铁具有磁性的物理性质,用磁铁检验铁粉的存在;利用铁的化学性质,用酸溶液来检验铁的存在。实验方法描述时,遵循操作-现象-结论的顺序。(2)常见铁的氧化物有氧化亚铁、氧化铁及四氧化三铁。(3)铁制品在潮湿的空气中易生锈,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程,氧气、水蒸气是铁生锈的必要条件;在铁制品表面喷涂油漆等方法可防止铁制品锈蚀。(4)加入氢氧化钠溶液后,经过操作2能分离开固体和液体,故操作2是过滤。(5)溶液1中含有硫酸铁、硫酸亚铁和稀硫酸,加入过量氢氧化钠溶液后,溶液2中的溶质有生成的硫酸钠和剩余的氢氧化钠。(6)陨石样品中的铁元素经过反应都转化进入a g氧化铁中,所含铁元素的质量为a g112160100%=0.7a g,则陨石中铁元素的质量分数为0.7agmg100%=70am%。20.(1)酸(2)将样品中不溶性的金属氧化物转化为可溶性的金属氯化物,除去二氧化硅(3)过滤SiO2Mg(OH)2或Al(OH)3(4)CaCl2+Na2C2O4CaC2O4+2NaCl解析(1)酸性溶液的pH7,所以pH=5.5的溶液显酸性。(2)金属氧化物不溶于水,但能与盐酸反应生成可溶性的盐和水,且二氧化硅既不溶于水也不与酸反应,因此,向水泥样品中加入足量盐酸的目的是将样品中不溶性的氧化钙、氧化镁、氧化铝转化为可溶性的氯化钙、氯化镁、氯化铝,除去二氧化硅。(3)步骤、都涉及将固体和液体分离,其操作是过滤;固体A是不溶于水也不和盐酸反应的二氧化硅(SiO2);加入氨水调pH至5.5后,氯化镁、氯化铝能分别转化为氢氧化镁沉淀、氢氧化铝沉淀,可知固体B中含有的物质有氢氧化镁Mg(OH)2和氢氧化铝Al(OH)3。(4)溶液B中的氯化钙和草酸钠反应生成草酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为CaCl2+Na2C2O4CaC2O4+2NaCl。
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