
工藝流程題是以一種或多種物質(zhì)為原料,經(jīng)過一步一步的反應(yīng)或操作,最終得到我們所需產(chǎn)品的過程。此類題緊密聯(lián)系工業(yè)實(shí)際,流程繁雜步驟多、反應(yīng)復(fù)雜原料多、知識(shí)混雜信息多,綜合性較強(qiáng),題中會(huì)出現(xiàn)學(xué)生沒有學(xué)過的物質(zhì)和反應(yīng),這不僅要求學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)及答題技巧,也考查學(xué)生的閱讀能力、資料的收集處理能力和知識(shí)遷移推理能力。
一、工藝流程路線示意圖(如下圖)
工藝流程的四個(gè)核心內(nèi)容:準(zhǔn)備原料,預(yù)處理,核心反應(yīng),得到產(chǎn)品。
二、工藝流程圖的題目類型
1.物質(zhì)框
2.操作框
3.設(shè)備框
三、方法突破
1.閱讀題頭,明確原料,產(chǎn)物。
2.略讀框圖,標(biāo)注重點(diǎn)物質(zhì)的化學(xué)式(遇到?jīng)]見過的物質(zhì)或反應(yīng)不要慌,跳過即可),關(guān)注進(jìn)線,出線與可逆線;關(guān)注框格。
3.細(xì)讀問題,結(jié)合問題對(duì)流程圖綜合分析。從各階段流程圖的尾端看起,明確各階段的生成物,并理解生產(chǎn)原料、輔助原料和循環(huán)利用物質(zhì);分析流程中的每一步驟,從幾個(gè)方面了解流程:
①反應(yīng)物是什么;
②發(fā)生了什么反應(yīng);
③該反應(yīng)造成了什么后果,對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。
四、考查內(nèi)容
1.操作名稱:煅燒、過濾、溶解、粉碎研磨、蒸發(fā)。
2.操作目的:粉碎或研磨目的;加入過量試劑目的;不用某物質(zhì)代替某物質(zhì)的原因;洗滌的目的。
3.化學(xué)用語:元素化合價(jià)的判斷;化學(xué)方程式中某種物質(zhì)化學(xué)式的書寫;根據(jù)提示書寫化學(xué)方程式。
4.對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià):回收利用,節(jié)約藥品,節(jié)能環(huán)保、吸收有害氣體,保護(hù)環(huán)境、操作簡(jiǎn)便、安全等
5.可循環(huán)利用的物質(zhì)。
五、核心考點(diǎn)
1.對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及目的
(1)溶解:①加水溶解(或水浸):使可溶物溶解。②加酸溶解(或酸浸):溶解金屬,金屬氧化物,難溶性堿或碳酸鹽 ③加堿溶解(堿溶或堿浸):除去油污、溶解SiO2
(2)粉碎或研磨:增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分。
(3)灼燒(或煅燒、焙燒):使固體或雜質(zhì)在高溫條件下分解;加快反應(yīng)速率或增大轉(zhuǎn)化率等。
(4)攪拌:加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分。
2.常見操作
(1)過濾:(如下圖)
操作a:過濾
使用的儀器:燒杯,漏斗,玻璃棒,鐵架臺(tái)(帶鐵圈),濾紙
玻璃棒的作用:引流
該操作的目的是:使固液分離
(2)結(jié)晶(蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶)
操作b:蒸發(fā)結(jié)晶
玻璃棒的作用:攪拌,防止局部溫度過高,造成液滴飛濺。
(3)流程中反應(yīng)條件的控制:
①調(diào)節(jié)pH:使反應(yīng)發(fā)生或者避免某反應(yīng)的發(fā)生。
②控制溫度:a水浴加熱---受熱均勻,便于控制溫度。b溫度太高:反應(yīng)速率太快;物質(zhì)可能分解、揮發(fā)等。c溫度太低:反應(yīng)速率可能太慢;物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率不高等。
③加入過量試劑:a完全除去某物質(zhì)(非目標(biāo)產(chǎn)物);b使某物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。④通入保護(hù)氣(如氬氣):防止主物質(zhì)與氧氣等發(fā)生反應(yīng)。
3.物質(zhì)成分分析:一定有的:沒參與反應(yīng)的物質(zhì)、過量的反應(yīng)物、生成物(注意:把“過量”,“適量”等詞圈起來)
4.化學(xué)方程式的書寫
做題方法:
(1)根據(jù)箭頭方向,寫出反應(yīng)物,生成物(進(jìn)線是反應(yīng)物,出線是生成物,線上是反應(yīng)條件或操作)。
(2)配平。
(3)若無法配平,結(jié)合反應(yīng)環(huán)境找到其他的反應(yīng)物、生成物(溶液找H2O,空氣找O2/CO2等)。
(4)配平,標(biāo)好條件以及狀態(tài)。
5.判斷可以循環(huán)使用的物質(zhì)
(1)可逆線表示可循環(huán)利用的物質(zhì)。如圖1,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)(一個(gè)反應(yīng)的生成物,是另一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物)。如圖2,物質(zhì)B為可循環(huán)利用的物質(zhì)。
6.對(duì)工藝流程的評(píng)價(jià):回收利用,節(jié)約藥品,節(jié)能環(huán)保、吸收有害氣體,保護(hù)環(huán)境、操作簡(jiǎn)便、安全等。
熱點(diǎn)01 海水資源的開發(fā)利用
1.(2023?南京)21世紀(jì)是海洋開發(fā)與利用的世紀(jì).煙臺(tái)的“十二五”規(guī)劃確立了“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”發(fā)展戰(zhàn)略,海洋化學(xué)資源的綜合利用將是重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一.
(1)海水淡化:蒸餾法淡化海水是利用海水中各成分的 沸點(diǎn) 不同分離出淡水;高壓反滲透膜法淡化海水是利用海水中各成分的 不同分離出淡水.
(2)制鹽:①制粗鹽.從鹵水中提取粗鹽用的結(jié)晶方法是 .②粗鹽純化.粗鹽中含有泥沙、硫酸鎂、氯化鈣等雜質(zhì).將粗鹽溶于水,然后通過如下操作即可得到較純的氯化鈉:a過濾.b加過量的Ba(OH)2溶液;c加適量的鹽酸;d加過量的Na2CO3溶液;e蒸發(fā).正確的操作順序是 (填字母).
(3)制堿:氨堿法制純堿的流程圖如下:
完成圖中的內(nèi)容:① ;② ;③ .
(4)制鎂:工業(yè)上一般用電解熔融狀態(tài)的氯化鎂制金屬鎂,若以鹵水(含有硫酸鎂、氯化鈉和氯化鈣)為起始原料來制取金屬鎂,請(qǐng)畫出制鎂的流程圖.
2.(2023?懷化)海水是一種重要資源,利用海水可制取金屬鎂等物質(zhì)。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程:
根據(jù)流程回答下列問題:
(1)操作Ⅰ的名稱是 過 ,該操作用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和 ;該儀器在操作Ⅰ中的作用是 。操作Ⅰ中加入的NaOH溶液應(yīng)過量,其目的是 。
(2)試劑X是 (填名稱),寫出溶液A中加入試劑X發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
熱點(diǎn)02 金屬及金屬礦物的利用
3.(2024?碑林區(qū)校級(jí)模擬)某?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液桶中收集了溶有大量FeSO4、CuSO4的廢液,小軒想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體,設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案。結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答下列問題:
(1)操作1和操作2中都使用了玻璃棒,其作用是 。
(2)向廢液中加入過量金屬X發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)向?yàn)V渣中加入適量稀酸Y觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ,經(jīng)過操作2后得到的濾液中含有的陽離子為 (填離子符號(hào))。
4.(2024?碑林區(qū)校級(jí)一模)金屬材料在人類生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著重要作用,請(qǐng)回答下列問題。
(1)某同學(xué)將銅放入硝酸銀溶液中,觀察到有銀白色固體析出,寫出銅和硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)向m克AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉,充分反應(yīng)后,過濾所得溶液的質(zhì)量仍為m克,向?yàn)V液中滴加稀鹽酸,觀察到 (選填“有”或“沒有”)白色沉淀。
(3)某工廠從只含有FeSO4、CuSO4的工業(yè)廢水中回收Cu和FeSO4晶體。
Ⅰ、步驟a中加入鐵的作用是 。
Ⅱ、步驟b中稀硫酸 (選填“能”或“不能”)換成稀鹽酸。
;學(xué)號(hào):31536熱點(diǎn)03 礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用
4.(2023?泉港區(qū)模擬)如圖為酸性鋅錳干電池結(jié)構(gòu)及主要成分示意圖。廢舊干電池中含有塑料殼、鋅皮,銅帽(含Cu、Zn),石墨棒、填充物(MnO2、NH4Cl、炭黑)等物質(zhì),如果隨意丟棄會(huì)造成水體污染和土壤污染,因此將廢舊干電池進(jìn)行回收利用尤為重要。請(qǐng)回答下列問題:
(1)電池中使用銅帽和碳棒的主要是利用其 性。塑料殼屬于 (填“合成材料”或“復(fù)合材料”)。
(2)操作1的名稱 ,實(shí)驗(yàn)室欲從銅帽提純銅單質(zhì),操作方法如下: 。
(3)電池使用時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 ,固體B為 。
(4)若要從溶液C中得到氯化銨晶體,主要包括蒸發(fā)濃縮、 、過濾等操作。
(5)垃圾回收的意義是: (寫出1條即可)。
5.(2023?鹽都區(qū)三模)“逐夢(mèng)蒼穹之上,擁抱星辰大?!保隙鹛皆?、天舟升空、蛟龍潛海,都離不開化學(xué)。
(1)運(yùn)載火箭使用的燃料有煤油、液氫等,生產(chǎn)煤油的原料是 (填“煤”或“石油”),氫氣目前沒有廣泛應(yīng)用的原因有 (填字母序號(hào))。
A.制取成本高
B.產(chǎn)物無污染
C.熱值高
D.貯存困難
(2)嫦娥5號(hào)月球探測(cè)器帶回的月壤樣品成分分析結(jié)果如圖1,這里的“氧、硅、鐵..”是指 (填“分子”、“原子”或“元素”)。
(3)2月16日,科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜成功執(zhí)行首次在軌點(diǎn)火測(cè)試,實(shí)驗(yàn)中觀察到甲烷燃燒,與在地面上甲烷燃燒的現(xiàn)象相比,火苗更胖,顏色更藍(lán)。下列因素可能是產(chǎn)生這些效果的有 (填字母序號(hào))。
A.無氣體對(duì)流
B.微重力
(4)5月11日,天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船成功對(duì)接中國太空站,如圖2是此次運(yùn)送的物資單。
①生活物資中包含約70公斤的新鮮水果,可以為宇航員補(bǔ)充的營(yíng)養(yǎng)素是 ,調(diào)節(jié)新陳代謝、維持身體健康。
②氙氣是空間站電推進(jìn)系統(tǒng)的“燃料”,氙在元素周期表中的信息如圖3,下列說法不正確的是 。
A.氙的元素符號(hào)是Xe
B.氙原子的質(zhì)子數(shù)是54
C.氙屬于金屬元素
D.氙的相對(duì)原子質(zhì)量是131.3
(5)“蛟龍”號(hào)潛水器使用鈦合金,工業(yè)上用鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)制備金屬鈦和納米級(jí)Fe3O4的工藝流程如圖所示(部分產(chǎn)物略):
資料:步驟⑤的反應(yīng)為:2FeCl3+FeCl2+8NH3?H2O=Fe3O4↓+8NH4Cl+4H2O
①步驟①反應(yīng)前需將鈦鐵礦粉碎的目的是 。
②步驟②分離出TiCl4的方法,利用了TiCl4與FeCl3的 不同。
③反應(yīng)③屬于 (填基本反應(yīng)類型)。
④向FeCl2和鹽酸的溶液中通入O2可生成FeCl3和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
⑤步驟⑤需要控制反應(yīng)溫度為不宜過高,其原因是 。“溶解”時(shí),實(shí)際投放的 小于理論值,其原因是 。
6.(2023?高新區(qū)校級(jí)模擬)綠礬(FeSO4?7H2O)是自然界存在的一種礦石,翠綠如寶石,很早就引起人們的重視。
材料一:《唐本草》和《天工開物》等古籍都記載中國焙燒綠礬制備鐵紅(主要成分是Fe2O3)。鐵紅顏色鮮艷,穩(wěn)定無毒,是中國傳統(tǒng)紅色料、重要著色劑。
材料二:公元8世紀(jì),阿拉伯煉金家查比爾曾提出,把綠礬焙燒可以蒸餾出“礬精”,它具有比較大的溶解力。綠礬焙燒是一種生產(chǎn)硫酸的古老方法。
(1)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖裝置對(duì)綠礬的焙燒反應(yīng)進(jìn)行探究。
①焙燒一段時(shí)間后,裝置A硬質(zhì)玻璃管中可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
②裝置C的作用是 。
③該小組學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證“礬精”是硫酸溶液:取U形管中的溶液少許于試管中,
滴入 (填試劑名稱),溶液呈紅色,說明“礬精”中含有H+;檢驗(yàn)“礬精”中含有的方法為 。
(2)某工廠計(jì)劃用綠礬焙燒工藝生產(chǎn)高純度鐵紅(Fe2O3)
①綠礬的相對(duì)分子質(zhì)量為 。
②高純度鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
(3)明代《徐光啟手跡》記載了制備硝酸的方法,其主要流程(部分產(chǎn)物已省略:硫酸沸點(diǎn)338℃,硝酸沸點(diǎn)85.5℃)如圖:
下列說法正確的是 。
A.該流程涉及2種基本反應(yīng)類型
B.制備步驟,H2SO4與HNO3的化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比為1:1
C.吸收、制備步驟,鐵質(zhì)儀器易被腐蝕
熱點(diǎn)04 工業(yè)三廢的回收利用
7.(2023?大慶)某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4和CuSO4,為減少污染并變廢為寶,工廠計(jì)劃從該廢水中回收FeSO4和金屬銅,流程如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.試劑⑤是鐵粉,試劑⑦是稀鹽酸
B.①的成分為Fe、Cu
C.操作⑥與操作⑧均為過濾
D.濾液②、④合并后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥即獲得FeSO4?7H2O
8.(2023?越秀區(qū)校級(jí)三模)某工廠排放的廢氣中含有N2、CO、NO、CO2、SO2及粉塵,化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如圖流程處理該廢氣(假設(shè)過程中每一步均完全反應(yīng))。資料顯示:SO2的化學(xué)性質(zhì)與CO2相似,CaSO3不溶于水。沸騰爐內(nèi)只有CO氣體能與赤鐵礦石發(fā)生反應(yīng)。下列有關(guān)該流程的說法正確的是( )
A.沸騰爐內(nèi)赤鐵礦石在高溫條件下轉(zhuǎn)化為鐵的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)
B.沉淀室內(nèi)石灰漿分別與CO2、SO2氣體反應(yīng),生成的沉淀是CaCO3和CaSO4
C.吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的方程式為:4NO+3O2+2X=4HNO3,則X的化學(xué)式為H2O2
D.吸收塔內(nèi)液體從頂端“噴淋”目的是:增大接觸面積,使于充分快速吸收NO
1.(2023?南京模擬)以FeSO4為原料制備鐵黑顏料Fe3O4(其中Fe既有+2價(jià),也有+3價(jià))的過程如下:“轉(zhuǎn)化”過程的反應(yīng)為:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;若原料中含F(xiàn)eSO4質(zhì)量為9.12t,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.理論上“轉(zhuǎn)化”過程參與反應(yīng)的O2的質(zhì)量為320kg
B.理論上與FeSO4反應(yīng)的NaOH溶液的質(zhì)量為4.8t
C.該方法理論上最終可以獲得Fe3O4的質(zhì)量為4.64t
D.若“轉(zhuǎn)化”過程參與反應(yīng)的O2過量,則最終所得固體的質(zhì)量偏大
2.(2022?江都區(qū)校級(jí)模擬)化學(xué)鏈燃燒是利用載氧體將空氣中的氧傳輸至燃料的新技術(shù),與傳統(tǒng)燃燒方式相比,避免了空氣和燃料的直接接觸?;贑uO/Cu2O載氧體的甲烷化學(xué)鏈燃燒技術(shù)示意圖如下,相比直接燃燒甲烷,對(duì)該技術(shù)的評(píng)價(jià)錯(cuò)誤的是( )
A.較安全,減少爆炸風(fēng)險(xiǎn)
B.載氧體Ⅰ中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比載氧體Ⅱ中的高
C.消耗等質(zhì)量甲烷,參加反應(yīng)氧氣較少
D.有利于分離和回收較純凈的二氧化碳
3.(2023?前郭縣四模)“瓦罐浸來蟾有影,金刀剖破玉無瑕”。豆腐是歷史悠久的美食。小明查閱到豆腐制作過程如下:
(1)豆腐制作過程中利用過濾原理的是 (選填上面流程中的一種操作);
(2)“煮漿”時(shí)常用木材做燃料,通常將木材加工成木屑的原因是 ;
(3)豆腐制作過程中需要大量的軟水,生活中常用 的方法來降低水的硬度。
4.(2023?永州模擬)我國將力爭(zhēng)2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。CO2的捕捉是減少碳排放的措施之一。如圖是工業(yè)上利用NaOH溶液捕捉回收CO2的過程。
(1)捕捉室中NaOH溶液常噴成霧狀,目的是 。
(2)“反應(yīng)、分離”環(huán)節(jié)發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。“高溫反應(yīng)爐”中發(fā)生反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是 。
(3)加壓時(shí),將液態(tài)二氧化碳?jí)嚎s在小鋼瓶中,滅火時(shí)再將其噴出,其滅火原理是 。
(4)請(qǐng)寫出這種捕捉二氧化碳的方法的不足之處: (一條即可)。
5.(2023?寧鄉(xiāng)市模擬)在牙膏中,常用輕質(zhì)碳酸鈣粉末做摩擦劑。通常以石灰石(含雜質(zhì),假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)也不溶于水)為原料進(jìn)行生產(chǎn),如圖是實(shí)驗(yàn)室模擬生產(chǎn)“摩擦劑”的流程,請(qǐng)回答:
(1)實(shí)驗(yàn)操作a的名稱是 ,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作a用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外,還需要的玻璃儀器是 。
(2)②處反應(yīng)所屬基本反應(yīng)類型是 。
(3)若高溫煅燒含碳酸鈣75%的石灰石100kg,則可產(chǎn)生氣體B kg。
6.(2023?鎮(zhèn)江一模)從古至今,銅及其化合物一直被人類廣泛應(yīng)用。
一、銅材料的知識(shí)
(1)紅銅:
①早期指鍛錘出來的天然銅,夏朝時(shí)期已開始使用。自然界存在純銅的原因可能是 (選填序號(hào))。
a.銅的活潑性弱
b.銅不與自然界物質(zhì)反應(yīng)
c.深埋缺氧
②后期指冶煉獲得的純銅。西漢《淮南萬畢術(shù)》記載:“曾青得鐵則化為銅”,用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原理 。
(2)青銅:紅銅與錫等金屬的合金?!秴问洗呵铩分小敖穑淬~)柔錫柔,合兩柔則剛”體現(xiàn)了青銅的硬度比紅銅的 (選填“大”或“小”)。
(3)黃銅:銅鋅合金。元代《格致粗談》記載:“赤銅入爐甘石煉為黃銅,其色如金”。以下試劑不能鑒別黃銅和黃金的是 (選填序號(hào))。
a.稀HCl
b.AgNO3溶液
c.ZnSO4溶液
(4)如圖為出土文物“青銅神樹”,其銹層物質(zhì)成分及生銹原理如下。
Ⅰ.轉(zhuǎn)化①的化學(xué)方程式為 。
Ⅱ.轉(zhuǎn)化②中生成的另一種物質(zhì)的化學(xué)式為 。
二、CuCl的制備
以硫化銅(CuS)精礦為原料制備CuCl的主要流程如下。
資料:CuCl是一種白色固體,難溶于水和乙醇,可溶于氯離子濃度較大的溶液,在潮濕空氣中易氧化變質(zhì)為Cu2(OH)3Cl。
(5)酸溶時(shí)的反應(yīng)為CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,則焙燒發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(6)沉淀發(fā)生的反應(yīng)為2CuSO4+SO2+2H2O+2NaCl═2CuCl↓+2H2SO4+Na2SO4,水洗時(shí)檢驗(yàn)固體已洗凈的方法:取最后一次洗滌后的濾液,滴加 (填化學(xué)式)溶液,無現(xiàn)象。
(7)水洗后進(jìn)行醇洗的目的是 。
(8)經(jīng)計(jì)算,CuCl產(chǎn)量低于理論值,可能的原因?yàn)? (選填序號(hào))。
a.精礦研磨成粉末
b.稀硫酸過量
c.濃NaCl溶液過量
三、樣品的熱重分析
稱取含Cu2(OH)2CO3的Cu2(OH)3Cl樣品54.00g置于裝置A中,控制不同的溫度對(duì)其加熱,測(cè)得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。
資料:加熱到200℃以上,Cu2(OH)2CO3開始分解;加熱到400℃以上,Cu2(OH)3Cl開始分解生成CuO、HCl和H2O。
(9)裝配好實(shí)驗(yàn)裝置后,先要 。
(10)樣品中Cu2(OH)3Cl的含量為 %(精確到0.1%)。
(11)M點(diǎn)固體中各成分的質(zhì)量比為 。
(12)當(dāng)加熱到T3℃時(shí),裝置C共增加 g。
7.(2023?官渡區(qū)二模)氯堿工業(yè)的主要原理是通過電解飽和食鹽水制得NaOH、H2和Cl2。
Ⅰ.氯堿工業(yè)的一道重要工序是除去粗食鹽水中的可溶性雜質(zhì),制得精制食鹽。在粗食鹽水中依次加入下列試劑,其離子變化情況如圖所示:
(1)BaCl2溶液的作用是除去 (填離子符號(hào))。
(2)X是 (填化學(xué)式)。
(3)操作Ⅱ的名稱是 。
Ⅱ.以精制飽和食鹽水為原料,進(jìn)一步制取漂白粉【主要成分為CaCl2和Ca(ClO)2】的流程如圖所示:
(4)電解飽和食鹽水過程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素有Cl和 (填元素符號(hào))。
(5)吸氯塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(6)實(shí)際生產(chǎn)中,將石灰乳從塔頂噴灑而下,氯氣從塔的最底層通入。這樣投料的目的是 。
8.(2023?鄒城市三模)從鹽湖中提取的某種礦物主要含有氯化鉀,還有少量硫酸鎂、氯化鈣及不溶性雜質(zhì)SiO2,從該礦物中提取氯化鉀的流程如圖。
回答下列問題:
(1)寫出生成濾渣Ⅰ的化學(xué)方程式 ;
(2)Y溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為 ;
(3)向?yàn)V液Ⅱ中加入過量鹽酸的目的是 ;
(4)蒸發(fā)溶液得到氯化鉀固體的過程中,要用玻璃棒不斷攪拌,目的是 。
9.(2023?青秀區(qū)校級(jí)模擬)對(duì)工廠煙氣進(jìn)行脫硫處理,可減少二氧化硫和硫化氫等含硫化合物的污染。
Ⅰ.用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁【Al2(SO4)x(OH)y】溶液,可用于煙氣脫硫,能有效減少二氧化硫的排放。已知:SiO2是一種難溶于水、難溶于酸的固體。
(1)操作1是 。
(2)酸浸時(shí)Al2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)調(diào)節(jié)pH約為3.6目的是消耗溶液中過量的酸,濾渣的主要成分是 。
Ⅱ.有毒的H2S氣體常用脫硫液吸收和活性炭吸附氧化進(jìn)行處理。
(4)一種用氯化鐵溶液循環(huán)脫硫工藝的物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖1所示。圖1中X物質(zhì)是 (填化學(xué)式)。
(5)表面噴淋水的活性炭可用于吸收H2S,其原理可用圖2表示(aq代表溶液)。其它條件不變時(shí),若水膜過厚,H2S的吸收率減小的原因是 。
10.(2023?環(huán)翠區(qū)模擬)含有氫氧化銅的殺蟲劑對(duì)胡蘿卜、番茄、辣椒等作物有很好的防治病蟲害的作用。如圖是利用廢銅料(主要成分是Cu,CuO,含有少量的Zn)生產(chǎn)氫氧化銅的流程,請(qǐng)分析該流程并回答下列問題:
已知:廢銅料中的雜質(zhì)經(jīng)灼燒后得到的殘留物不溶于水和稀鹽酸。
不同金屬離子在溶液中開始沉淀時(shí),溶液的pH如表:
(1)制備灼燒爐的材料應(yīng)具備的性質(zhì)有 。(寫一條)
(2)溶解池內(nèi)發(fā)生的化學(xué)方程式為: (寫一條),所屬的基本反應(yīng)類型是 。
(3)沉淀池中加入的物質(zhì)X可能是 (寫化學(xué)式),要獲得更純凈的Cu(OH)2,需控制的條件是 。
11.(2023?潮南區(qū)一模)“氨法”捕集二氧化碳是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑之一,目前受到廣泛關(guān)注和研究,其主要流程如圖,請(qǐng)回答相關(guān)問題:
(1)為了降低“碳排放”,下列建議可行的是 。
A.隨手關(guān)燈 B.全面禁止燃燒煤和汽油
C.大力發(fā)展火力發(fā)電 D.紙張雙面打印
(2)常溫下,氨水的pH 7(填“>”、“=”或“<”)。
(3)工業(yè)上用氨水噴淋吸收廢氣中的CO2,采用“噴淋”的原因是 。
(4)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是 ,該反應(yīng)的溫度不宜高,原因是 。
(5)上述流程中,可循環(huán)利用的物質(zhì)是 。
(6)CO2的后續(xù)處理包括利用、封存等。寫出CO2的一種用途 。CO2被封存在含氫氧化鈣的地下水層后可慢慢轉(zhuǎn)化為固態(tài)碳酸鹽,該碳酸鹽的化學(xué)式是 。
12.(2023?崇川區(qū)模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用廢硫酸溶液制備K2SO4的流程如下:
(1)將CaCO3研成粉末的目的是 。
(2)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2和 (填寫化學(xué)式)。
(3)洗滌反應(yīng)Ⅲ所得晶體不用水而用飽和K2SO4溶液的目的是 。
(4)反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為 。
(5)檢驗(yàn)反應(yīng)Ⅲ所得晶體是否洗滌干凈的方法是:取最后一次洗滌液,先加入 ,振蕩、過濾,再向?yàn)V液中滴加 ,如果沒有白色沉淀,說明洗滌干凈。
13.(2023?昭平縣二模)鋰被譽(yù)為“新能源金屬”、“金屬味精”和“推動(dòng)世界前進(jìn)的金屬”,具有極高的戰(zhàn)略價(jià)值。碳酸鋰是生產(chǎn)金屬鋰制品的基礎(chǔ)材料。以β﹣鋰輝石為原料,用硫酸焙燒法制取碳酸鋰的工藝流程(部分試劑和步驟等已略去)如下:
資料:Ⅰ.β﹣鋰輝石的主要成分是Li2O?Al2O3?4SiO2,含少量Ca、Mg元素。
Ⅱ.Li2O?Al2O3?4SiO2+H2SO4(濃)Li2SO4+Al2O3?4SiO2?H2O。
(1)酸化焙燒前將β﹣鋰輝石磨成粉末的目的是 。
(2)在“除鎂除鈣”步驟中,先加入石灰乳,再加入Na2CO3溶液。添加試劑的順序不能調(diào)換,其原因是碳酸鈉能除去過量的氫氧化鈣,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)操作Ⅰ的名稱為 ,濾渣②的成分是 。
(4)Li2CO3和Li2SO4的溶解度如表所示:
為了提高產(chǎn)品的純度,需要將得到的晶體洗滌,需選用 ℃的水。
14.(2023?江陰市模擬)工業(yè)上可以用貝殼和食鹽水等為原料制備純堿(Na2CO3),主要工藝流程如下:
查閱資料:
Ⅰ.沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
Ⅱ.碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性低,加熱碳酸氫鈉可以分解生成碳酸鈉和兩種常見氧化物
Ⅲ.含有鈉離子的鹽類物質(zhì)都可以溶于水
回答下列問題:
(1)寫出碳酸氫鈉受熱分解的方程式: 。
(2)煅燒石灰石之前先進(jìn)行機(jī)械粉碎,其目的是 。
(3)實(shí)際生產(chǎn)過程中,向食鹽水中“先通氨氣后通二氧化碳”比“先通二氧化碳再通氨氣”更有利于獲得產(chǎn)品,請(qǐng)簡(jiǎn)要說明原因 。
(4)母液里除了H2O、NaCl、NH4Cl之外,還肯定含有的一種溶質(zhì)是 (填化學(xué)式)。
(5)該工藝流程中可以循環(huán)的物質(zhì)是 、 (填兩種即可)。
15.(2023?通州區(qū)一模)孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3,還含有少低SiO2、Fe2O3,以孔雀石為原料制取膽礬(CuSO4?5H2O)的部分工藝流程如圖。
已知:①SiO2難溶于水、不與稀硫酸反應(yīng)。
②各離子開始沉淀及完全沉淀時(shí)的pH如下表所示。
回答下列問題:
(1)過濾Ⅰ所得濾液中的溶質(zhì)有CuSO4、 (寫化學(xué)式)。
(2)流程中的稀硫酸可用濃硫酸稀釋而得,要把50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸稀釋為20%的稀硫酸,需要水的質(zhì)量為 g。
(3)操作中加入CuO的目的是通過調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+沉淀而Cu2+不沉淀,pH應(yīng)控制在 范圍之間,不選用NaOH的原因是 。
(4)操作Ⅱ包括蒸發(fā)濃縮、 、過濾等。
(5)寫出Cu2(OH)2CO3與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
三.科學(xué)探究題(共2小題)
16.(2023?宜昌)氯化鈉是重要的調(diào)味品。
探究一:古人智慧
(1)《水經(jīng)注》中描述,“入湯口四十三里,有石,煮以為鹽,石大者如升,小者如拳,煮之,水竭鹽成?!边@樣得到食鹽的方法在化學(xué)上稱為 。
(2)我國四川省自貢市勞動(dòng)人民在公元1873年便開始嘗試取井水煮鹵,獲得的氯化鈉中仍然含有氯化鎂等雜質(zhì),古人采用“淋鹽瀝水”(用飽和氯化鈉溶液洗滌粗鹽)的方法來除去氯化鎂,是因?yàn)? 。
探究二:現(xiàn)代方法
智慧小組的同學(xué)想利用所學(xué)化學(xué)知識(shí)得到氯化鈉晶體。他們查閱資料知道,通過晾曬海水或煮鹽井水、鹽湖水等可得到粗鹽。粗鹽中含有多種可溶性雜質(zhì)(如氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等)不溶性雜質(zhì)(泥沙等)。
除去不溶性雜質(zhì)
(3)取少量粗鹽,加足量水溶解,可通過 方法除去其中不溶性雜質(zhì)。
除去可溶性雜質(zhì)
(4)選擇試劑:小民同學(xué)選擇硝酸鋇溶液除硫酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
經(jīng)小組討論,認(rèn)為他選的試劑不正確。
方法小結(jié):除雜所選試劑需滿足以下條件:只與雜質(zhì)反應(yīng); 。
最終,選擇的試劑是氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、氯化鋇溶液。
(5)實(shí)驗(yàn)探究:
滴加甲、乙、丙三種試劑的正確順序最多有 種,請(qǐng)寫出其中一種 (寫溶質(zhì)的化學(xué)式,下同)。加入氫氧化鈉溶液后,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。固體D的成分有 。
反思評(píng)價(jià):液體E中加入稀鹽酸,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 (寫一個(gè))。小鄭同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)可以將甲、乙、丙三種溶液改成兩種 (按加入的先后順序填寫)。
17.(2023?南溪區(qū)模擬)FeCO3能用于制備可溶性乳酸亞鐵補(bǔ)血?jiǎng)?。某化學(xué)興趣小組對(duì)其制備和性質(zhì)進(jìn)行了如下探究。
【查閱資料】
①溶液pH大于8.8時(shí),F(xiàn)e2+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀
②FeCO3固體置于潮濕空氣中易變質(zhì)生成Fe(OH)3
③FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,會(huì)出現(xiàn)血紅色絮狀物;而FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,不會(huì)出現(xiàn)血紅色絮狀物
④FeCO3是白色固體,難溶于水,與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeCO3+2HCl═FeCl2+H2O+CO2↑
⑤堿石灰的主要成分是NaOH和CaO
(1)探究一:FeCO3的制備
①該興趣小組用pH=11.9的Na2CO3溶液和FeSO4溶液在燒杯中制備FeCO3時(shí),應(yīng)選用的加料方式是 (填字母)。
A.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入燒杯中
B.將FeSO4溶液緩慢加入盛有Na2CO3溶液的燒杯中
C.將Na2CO3溶液緩慢加入盛有FeSO4溶液的燒杯中
②制備FeCO3的化學(xué)方程式是 。
(2)探究二:FeCO3的性質(zhì)探究
【提出問題】久置于空氣中的FeCO3固體的成分是什么?
【猜想與假設(shè)】猜想1:FeCO3 猜想2: 猜想3:FeCO3和Fe(OH)3
【定性探究】請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并通過實(shí)驗(yàn)證明你的猜想成立。
實(shí)驗(yàn)方案:取少量固體于試管中, 。(補(bǔ)充完實(shí)驗(yàn)方案)
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】猜想3成立
【定量探究】
①該興趣小組為進(jìn)一步確定固體中FeCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),稱取10.0g固體做了如圖所示的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)。裝置C中足量NaOH溶液的作用是 (用化學(xué)方程式表示)。
②反應(yīng)結(jié)束后,繼續(xù)通入一段時(shí)間N2的目的是 。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,測(cè)得裝置C增重0.44g,求固體中FeCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。
溶液中被沉淀的離子
Zn2+
Cu2+
開始生成氫氧化物時(shí)溶液的PH
≥5.4
≥4.4
T/℃
20
40
60
80
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7
離子
開始沉淀時(shí)的pH
完全沉淀時(shí)的pH
Fe3+
2.7
3.7
Cu2+
5.2
6.4
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