中考化学总复习专题3工艺流程优化训练
展开1.(2018南宁)碳酸钡是一种重要的化工产品,某厂用含二氧化硅杂质的碳酸钡原料生产碳酸钡产品,采用了以下的工艺流程:
(1)为节约成本,过程中的生成物可直接应用于流程的是________________,加入过量的盐酸的目的是____________________________________。
(2)向氯化钡溶液中加入过量的氢氧化钾并通入二氧化碳,其中一种产物是碳酸钡,写出该反应的化学方程式:____________________________________________。
(3)溶液A中溶质的成分,可能的组合有________________________________。
(4)操作3包括的两个操作是____________________。
2.(2017南通)实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的流程如下:
已知:①反应Ⅰ的化学方程式:MnO2+SO2=== MnSO4;
②MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水,MnCO3在100 ℃时开始分解。
(1)反应Ⅰ属于基本反应类型中的____________反应。
(2)流程中“操作”的名称为____________,所需要的主要玻璃仪器有_______________________________________________________________________。
(3)反应Ⅱ的化学方程式为_____________________________________________,该反应需控制溶液的酸碱性,若碱性过强,MnCO3粗产品中将混有______________(填化学式)。
(4)验证MnCO3粗产品表面附着有Na2SO4杂质:取样品少许,向其中加入水,搅拌、过滤,向滤液中加入适量的______________(填化学式)溶液,有白色沉淀产生。
(5)为获得高纯MnCO3,需选择“低温”干燥的原因是_______________________________________________________________。
3.二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:①粗盐精制;②特殊条件下电解NaCl溶液制NaClO3和氢气;③ClO2的制取。工艺流程如下,其中反应Ⅲ制取ClO2的化学方程式为2NaClO3+4HCl=== 2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
(1)加入过量氢氧化钠的目的是__________________________;过量的试剂X是____________(填化学式)。
(2)操作A中用到的玻璃棒的作用是______________。
(3)加入适量HCl至酸性的过程中,发生的中和反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(4)分析完成反应Ⅱ的化学方程式:______________________________________。
(5)该流程中可循环利用的物质是水和________________。
4.某科研小组设计了利用稀H2SO4浸取某废弃氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案。部分实验流程如下:
已知:①H2O2、KMnO4是常见的氧化剂;
②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。
请根据上述实验流程回答下列问题:
(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是____________________,写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式:_______________________。
(2)“操作1”所需要的主要玻璃仪器有__________________________________,固体1的成分是__________________。
(3)“氧化”的目的是将Fe2+反应生成Fe3+,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去。从产品纯度的角度分析,氧化剂最好选用________________(填“H2O2”或“KMnO4”)。
(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH,使Fe3+沉淀而Zn2+不沉淀,pH应控制在________________范围之间。
(5)某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁、氧质量比为21∶8的氧化物,该氧化物的化学式为________________________________________________________________________。
5.(2017陕西改编)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属,化学兴趣小组为回收其中的铜,设计并进行了如下实验:
已知:Cu+H2O2+H2SO4=== CuSO4+2H2O;不考虑金、银发生类似反应。
(1)将电路板粉碎成粉末的目的是__________________________________。
(2)步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外,还有________________________。
(3)步骤②中的实验现象:固体部分溶解,________________________。
(4)步骤④中反应的化学方程式是______________________________。
(5)对废旧手机中的金属加以回收的意义是__________________________(写一条)。
6.(2018恩施)今年春节期间播出的《舌尖3》,让籍籍无名的章丘铁锅名声大振,章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序,再过十八遍火候,一千度高温锤炼,经受三万六千次锻打,其炉渣中主要含FeO、Fe2O3,还有一定量既不溶于水,也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程,用炉渣制备绿矾(FeSO4·7H2O)。请按要求回答问题:
查阅资料:氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)步骤一中,发生反应的化学方程式为__________________________________、____________________________________。
(2)步骤一中的操作名称是__________,为提高步骤一的反应速率,可采取的措施有增大硫酸的浓度、升高反应物的温度、还可以________________(写一条,不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。
(3)步骤二中无气体生成的化学反应方程式为________________________________,测得滤液2的pH明显大于滤液1,其原因是__________________________________________。
(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是__________________。
(5)某化学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100 g炉渣,得到干燥的杂质5 g,步骤二中加入15.6 g铁粉,得到滤渣5.6 g。要计算理论上制得绿矾的质量,除要利用上述给定的全部数据外,在实验过程中,还需测定的一个数据是________________________________________________________________________。
7.硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工业生产硫酸的废渣,利用硫铁矿烧渣制备铁红(氧化铁)等产品的部分流程如图所示:
提示:碳酸氢铵性质不稳定,36 ℃以上开始分解为二氧化碳、氨气和水。
(1)硫铁矿是______________(填“纯净”或“混合”)物。
(2)写出C与Fe3O4反应的化学方程式:__________________________________。
(3)酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是______________。
(4)反应Ⅰ的反应温度一般需控制在35 ℃以下,其目的是__________________________。
(5)在空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和另一种氧化物,写出该反应的化学方程式:____________________________________________。
8.(2017烟台改编)十三五期间,烟台将建设大型海水淡化厂。绿色生态、综合利用海洋资源将是设计的重点。如图是某设计院设计的综合利用海水的流程图。据图回答问题:
(1)反渗透膜法与滤纸过滤法在原理上都是利用混合体系中各物质的________________不同进行分离的方法。
(2)过程③是氨碱法制纯碱的一个流程,需要向饱和食盐水中先后加入NH3和CO2,产物除NaHCO3外,还有一种氮肥,写出该反应的化学方程式:____________________________。
(3)过程④采用蒸发结晶的方法,而不采用冷却热饱和溶液的方法,原因是____________________________________________。
(4)如果要充分利用海边贝壳资源,过程⑤生成氢氧化镁的化学方程式是______________________________________________。
(5)浓海水中Mg2+、SOeq \\al(2-,4)、Ca2+可用离子交换膜直接除去,若用化学沉淀法依次除去Mg2+、SOeq \\al(2-,4)、Ca2+,需要的三种离子分别是__________________________(写离子符号)。
(6)离子交换膜是对特定离子的选择性透过膜,可以使带特定电量的离子透过。过程②中“某种离子交换膜”选择透过的离子特点是________________________________。
类型2 分离提纯
9.(2018乌鲁木齐)CaCl2应用广泛,以石灰石(杂质主要是Fe2O3、MgSO4)为原料生产CaCl2的流程如下:
(1)氧化铁和盐酸反应的化学方程式为______________________________________。
(2)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______________。
(3)滤液1中的溶质有HCl、FeCl3、MgSO4和______________。
(4)写出滤液1中加入BaCl2发生的化学反应方程式:_______________________。
(5)滤液2中加入Ca(OH)2可以除去HCl、MgCl2和______________。
(6)滤液3呈碱性,为使溶液pH降低,可加入适量的______________。
10.(2017长沙改编)为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定,受热易分解生成氨气、二氧化碳和水)的氯化钾提纯,并制得纯净的氯化钾溶液,某同学设计的实验流程如下:
(1)步骤①中除去碳酸氢铵的方法是______________。
(2)步骤③中加入过量氯化钡的目的是_______________________(用化学方程式表示)。
(3)步骤④中加过量碳酸钾溶液的目的是__________________________。
(4)此设计方案是否严谨?并说明理由:___________________________。若不严谨,如何改进?____________________________________。
(5)若要得到KCl晶体,可采用蒸发结晶的方法,蒸发过程中除用到酒精灯、蒸发皿外,还要用到的一种玻璃仪器是______________,其作用是____________________。
类型3 其他类
11.(2018宜宾)“绿水青山就是金山银山”。废旧干电池中有锌皮、铜帽(含金属Cu和Zn)、石墨、MnO2、NH4Cl等,若将生活中废旧干电池随意丢弃会造成水和土壤污染,因此将废旧干电池进行回收利用尤为重要。如图是回收废旧干电池成分的主要流程图(部分物质已略去)。
已知:2Cu+O2+2H2SO4=== 2CuSO4+2H2O,回答下列问题:
(1)从设备Ⅰ中回收得到的非金属单质是____________(填物质名称)。
(2)取少量回收得到的NH4Cl溶液于试管中,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,现象是____________________。
(3)流程中B溶液的溶质有H2SO4、______________和______________。
(4)写出设备Ⅲ中发生反应的化学方程式:______________________________________。
12.研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”,实验中,先一次性分别在相应装置中加入水和铁,然后连续通入CO2、SO2和O2的混合气体,反应液多次循环,但过量的铁仍在反应装置中与循环进入的反应液不断反应,经过多次循环以后,导出的反应液可用于制备FeSO4·7H2O。
(1)吸收装置的温度不宜过高,原因是__________________________;该装置中总反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)反应装置的温度控制在40 ℃左右,其中的化学反应方程式为______________,此时欲加快该反应速率可采取的措施有_____________________(写出一种即可)。
(3)实验中,对第一次循环中反应液的pH在A、B、D三点进行跟踪监测,A、B、D三点pH由小到大的顺序为____________,若忽略循环中的热量散失,C、D两点中温度高的是________点。
(4)经过多次循环以后导出反应液,经过______________、__________、洗净晶体和干燥即可制得FeSO4·7H2O。
(5)上述流程中有两处可改进,一是________________,二是可利用尾气1和尾气2在一定条件下催化合成甲醇CH4O(同时有H2O生成),该反应的化学方程式为________________。
参考答案
1.(1)二氧化碳 使碳酸钡完全转化为氯化钡
(2)BaCl2+2KOH+CO2=== BaCO3↓+2KCl+H2O
(3)KOH、KCl、BaCl2;KOH、KCl;KOH、KCl、K2CO3
(4)洗涤、干燥
2.(1)化合 (2)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)MnSO4+2NaHCO3=== Na2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O
Mn(OH)2 (4)BaCl2 (5)MnCO3的分解温度为100 ℃,为防止MnCO3高温分解,影响高纯MnCO3的纯度
3.(1)除尽粗盐水中MgCl2 Na2CO3 (2)引流
(3)NaOH+HCl=== NaCl+H2O
(4)NaCl+3H2Oeq \(=====,\s\up7(通电)) NaClO3+3H2↑ (5)氯化钠
4.(1)适当升高温度 ZnO+H2SO4=== ZnSO4+H2O
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯 铁、铜
(3)H2O2 (4)3.2~6.2 (5)Fe3O4
5.(1)增大反应物接触面积,加快反应速率
(2)硫酸铝、硫酸亚铁[或Al2(SO4)3、FeSO4]
(3)溶液由无色变成蓝色 (4)Fe+H2SO4=== FeSO4+H2↑
(5)节约金属资源(或减少对环境的污染等)
6.(1)FeO+H2SO4=== FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4=== Fe2(SO4)3+3H2O (2)过滤 将炉渣粉碎
(3)Fe+Fe2(SO4)3=== 3FeSO4 铁消耗过量的硫酸,溶液的酸性减弱 (4)蒸发溶剂 (5)氢气的质量
7.(1)混合 (2)2C+Fe3O4eq \(=====,\s\up7(高温)) 3Fe+2CO2↑ (3)FeSO4
(4)防止NH4HCO3分解 (5)4FeCO3+O2eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe2O3+4CO2
8.(1)颗粒大小
(2)NH3+CO2+H2O+NaCl=== NaHCO3↓+NH4Cl
(3)氯化钠的溶解度受温度的影响较小
(4)MgCl2+Ca(OH)2=== CaCl2+Mg(OH)2↓[或MgSO4+Ca(OH)2=== CaSO4+Mg(OH)2↓] (5)OH-、Ba2+、COeq \\al(2-,3)
(6)带有一个单位电荷的离子
9.(1)Fe2O3+6HCl=== 2FeCl3+3H2O (2)漏斗 (3)CaCl2 (4)BaCl2+MgSO4=== BaSO4↓+MgCl2 (5)FeCl3 (6)HCl
10.(1)加热 (2)K2SO4+BaCl2=== BaSO4↓+2KCl
(3)除去氯化钙和过量的氯化钡
(4)不严谨;反应后剩余的碳酸钾没有除去 在滤液中加入过量的盐酸 (5)玻璃棒 搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅
11.(1)石墨 (2)产生白色沉淀
(3)CuSO4 ZnSO4 (4)Zn+CuSO4=== ZnSO4+Cu
12.(1)温度过高,气体的溶解度下降,不利于反应的进行 2SO2+2H2O+O2=== 2H2SO4 (2)Fe+H2SO4=== FeSO4+H2↑ 搅拌(或采用更细的铁粉) (3)BDA D (4)冷却结晶 过滤
(5)废热利用 CO2+3H2eq \(=====,\s\up7(催化剂)) CH4O+H2O
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
1.48
3.2
Zn2+
6.2
8.0
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