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广东省各地区2022年中考化学模拟(一模、二模)试题汇编-流程题(提升题)
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这是一份广东省各地区2022年中考化学模拟(一模、二模)试题汇编-流程题(提升题),共34页。试卷主要包含了流程题等内容,欢迎下载使用。
广东省各地区 2022年中考化学模拟(一模、二模)试题汇编-流程题(提升题)
一、流程题
1.(2022·广东广州·统考一模)一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl2•6H2O)”的工艺流程如图:
【资料卡片】
①锶的相关化合物(如SrO、SrCO3)的化学性质与相应的钙化合物类似,SrSO4、SrCO3不溶于水。
②SrCl2、MgCl2溶液皆为无色,呈中性。
(1)煅烧工业碳酸锶发生的反应与煅烧石灰石类似,则此过程的化学方程式为______。
(2)“重结晶”是将蒸发结晶得到的无水氢氧化锶粗品溶于适量热水,趁热滤去未溶解的固体后,冷却结晶得到Sr(OH)2•8H2O。为探究蒸馏水用量对Sr(OH)2•8H2O纯度及产率的影响,设计一系列探究______(填序号),当蒸馏水用量大于该条件时,Sr(OH)2•8H2O产率减小,试推测其原因______。
序号
1
2
3
4
5
6
7
无水Sr(OH)2粗品质量/g
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
蒸馏水质量/g
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100
Sr(OH)2•8H2O纯度/%
98.6
98.6
98.6
98.6
98.6
98.6
98.6
Sr(OH)2•8H2O产率%
17.91
53.36
63.50
72.66
92.17
89.65
88.93
(3)将精制氢氧化锶配成溶液,与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间,写出反应的化学方程式______。判断MgCl2已经加足的方法是______。
(4)步骤⑤降温结晶制备SrCl2•H2O,需要40%的SrCl2溶液100g,该溶液可由10%的SrCl2溶液蒸发______g水获得。
2.(2022·广东茂名·统考二模)若一个区域在一定时间范围内,通过各种方式消减的CO2与排放的CO2等量,就称这个区域实现了“碳中和”。我国已向世界承诺在2060年实现“碳中和”。某工厂为实现本厂“碳中和”目标,设计了一种“捕捉”CO2的减排方案,流程如下:
(1)“捕捉室”中发生反应的化学方程式为______。
(2)在“转化、沉淀室”发生的反应中,属于复分解反应的化学方程式为______。
(3)“操作a”的名称是______;在“循环Ⅱ”中循环的物质是______。将“储存室”中的产品降温固化,所得固体可用于______(回答一条)。
(4)工厂要实施这一流程,还需设计向“固体热解室”零排放供热的配套方案。下列方案中可以选用的是______(填编号)。
A.燃煤供热 B.燃油供热 C.聚集太阳能供热 D.电供热
(5)实验室用澄清石灰水检验CO2也是“捕捉”CO2的过程。工厂却不宜采用澄清石灰水“捕捉”CO2的减排方案,原因______。
3.(2022·广东广州·统考一模)轻质氧化镁(MgO)在橡胶工业上有重要用途。兴趣小组同学在实验室用工业炉渣废料(主要成分是MgO、CaO,含少量杂质SiO2)来制取轻质氧化镁,实验流程如图:
请根据流程图回答下列问题:
(1)步骤①研磨的目的是_______。
(2)写出粉末中加水时发生的一个化学方程式:_______。
【查阅资料】
①Mg(OH)2、MgCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
②Mg(OH)2的分解温度为340℃-380℃,MgCO3的分解温度为520℃。
小组同学用热分析仪对aMg(OH)2·bMgCO3固体进行热分解,获得相关数据,绘成固体质量变化与分解温度的关系如图,请根据图示回答下列问题:
(3)写出AB、CD段发生反应的化学方程式:AB段:_______;CD段:_______。
(4)BC段固体为_______。
4.(2022·广东广州·校考一模)硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化学品。用某种石英砂矿石主要成分是SiO2,还含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠(Na2SiO3)的流程如下:
资料:SiO2既不溶于水,也不与盐酸反应。
请问答下列问题:
(1)“研磨”的目的是_______。
(2)检验“洗涤a”已洗净的方法是_______。
(3)“酸浸”的目的是_______,化学方程式为_______。
(4)“碱浸”的目的是_______,化学方程式为_______。
(5)“操作a”包含蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
(6)酸浸中要用到10%的稀硫酸,那么配制490g10%稀硫酸需要98%浓硫酸(密度为1.84g/cm3)的体积为_______(填序号)
A.29.4mL B.27.2mL C.30.8mL D.92mL
5.(2022·广东深圳·统考一模)某工业含镍废料主要成分为NiO,还含有少量FeO、Fe2O3和PbO。采用如下工艺流程回收其中的镍并制备NiSO4晶体。
已知:ⅰ.FeO、Fe2O3和PbO同属于碱性氧化物,能与酸反应生成相应的盐和水。
ⅱ.在常温下的溶解度为0.0041g。
回答下列问题:
(1)“酸溶”时FeO发生反应的化学方程式为_______,此反应类型为_______反应(填基本反应类型)。
(2)滤渣①的主要成分为_______ (填化学式)。
(3)“氧化”时发生反应:H2O2+2FeSO4+H2SO4=X+2H2O,则X为_______ (填化学式),一段时间后,溶液中有气泡出现,可能的原因是_______。
(4)“沉铁”是是为了除去溶液中的Fe3+,改变反应条件(温度、pH),Fe3+会转化为不同的沉淀(如图)。pH=6、90℃时,Fe3+主要转化为_______(填化学式)。
(5)“系列操作”包括:蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥。
(6)分离出硫酸镍晶体后,收集母液并进行循环使用,其意义是_______,同时减少对环境的污染。
6.(2022·广东佛山·一模)某工厂利用硼砂(主要成分为Na2B4O7,含少量硫酸铁杂质)制备硼(B)单质的部分流程如图所示:
已知:BCl3在常温下是一种气体;MgO、B的熔点均高于2000℃。
(1)“结晶分离”过程包含:蒸发浓缩、___________和过滤。
(2)加入NaOH溶液反应的化学方程式为___________,该反应属于___________反应(填基本反应类型);母液中一定含有的溶质为H3BO3、___________(填化学式)。
(3)镁和B2O3发生反应的化学方程式为___________,是___________反应。
(4)获得高纯度的硼,适宜选择途径___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),理由是___________。
7.(2022·广东·二模)闪锌矿(主要成分为ZnS)经熔烧得锌熔砂。锌熔砂主要含ZnFe3O4、ZnO,以及少量FeO、CuO,工业上用其制备金属锌,具体过程如图所示。
(1)培烧时产生的“气体M”为一种元素质量比为1:1的氧化物。其化学式为_________。
(2)进行反应①时,将锌熔砂粉碎或适当增加硫酸浓度的目的是_________。
(3)操作X的名称是_________。
(4)ZnFe3O4可看作两种氧化物的结合,它与稀H2SO4反应生成ZnSO4和另一种盐,该反应的化学方程式是_________。
(5)参加反应②的物质为ZnSO4和_________(填化学式)。
8.(2022·广东湛江·统考一模)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3,其主要流程如图所示:
(已知:Cl2是一种黄绿色的有毒气体,Ca(OH)2微溶于水)
(1)溶解时,先将电石渣粉碎的目的是________。
(2)氯化过程中,Cl2与Ca(OH)2作用,发生了一系列变化,最终生成Ca(ClO3)2和CaCl2,该反应的化学方程式为。
①推断X化学式为_________。
②氯化时,为提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率,下列措施不可行的是________(填字母)。
A.适当减缓通入Cl2的速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(3)步骤甲的操作名称为_______,该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______。
(4)加入活性炭的目的是______。残渣中一定含有______,检验残渣中是否含有Ca(OH)2的方法是取少量残渣于试管中,加入适量水充分溶解,静置,取上层清液滴加几滴无色酚酞溶液后,得出了残渣中含有Ca(OH)2的结论,则实验时观察到的现象是_______。
(5)转化过程中,向步骤甲得到的Ca(ClO3)2溶液中加入稍过量的KCl固体,通过复分解反应可转化为KClO3,该反应的化学方程式为________。
9.(2022·广东汕头·统考一模)金属镍可用于制造货币、合金结构钢、氢化催化剂等。粗制氧化镍主要含氧化镍(NiO),以及少量氧化钴(CoO)和氧化铁,以粗制氧化镍为原料制备纯镍的流程如下:
(1)反应③中,黑色单质X的化学式是_________。
(2)反应②中生石灰在生活中的用途是_________。
(3)反应⑤开始前用氮气充分吹扫设备内部,其目的是__________,该反应中氧化镍转化为金属镍的化学方程式是________________。
(4)查阅资料,获知部分物质的沸点:
物质
Ni(CO)4
Fe(CO)5
CO2(CO)8
沸点/℃
43
106
52
从Ni(CO)4、Fe(CO)5和CO2(CO)8的混合物中用蒸馏的方法提取Ni(CO)4应选择的温度(T)范围是________。
(5)以上生产流程中循环使用的物质是__________。
(6)若将制得的Ni放入FeSO4溶液中,没有观察到明显现象,证明Ni的金属活动性比Fe_________(选填“强”或“弱”)。
(7)科学家开发出了镍钴双金属基催化剂,用其来催化CH4和CO2制取合成气,反应过程如图,有关说法正确的是_________。
A.Ni基双金属催化剂在反应前后质量和化学性质都没有改变,可重复使用
B.该反应的最终生成物是氢气和一氧化碳
C.反应前后各元素的化合价均未改变
10.(2022·广东揭阳·统考二模)《后汉书》记载“后汉张衡字平子,造候风地动仪。以精铜铸之…..”表明我国很早就掌握炼铜及使用铜制造工具的技能。孔雀石又称蓝宝翡翠,是一种比较珍稀的铜矿石,其主要成分时候Cu2(OH)2CO3和SiO2混合物。某校《孔雀石成分研究》小组利用孔雀石制取金属铜流程如下:
(1)操作Ⅰ是___________,该操作中用到的铁制仪器是____________。
(2)步骤“①碱浸”用到的是常见的一种碱,它是___________(填名称)。
(3)步骤“②足量酸浸”的作用一是除去步骤①残留的碱,二是和Cu2(OH)2CO3反应。请写出上述中和反应的化学方程式___________。
(4)X代表某种气体单质,请写出步骤③的化学方程式_____________。
(5)该孔雀石制取金属铜流程中可以循环使用的物质是__________(填化学式)。
(6)该小组同学在研究中还发现,铜与空气中的氧气及_____________、_____________反应也会生成Cu2(OH)2CO3。
11.(2022·广东广州·统考一模)双氧水脱硫处理烟气(含SO2),并用铝灰(主要成分为Al、Al2O3以及不溶于酸的混合结渣)制备硫酸铝的主要工艺流程如下:
注:除尘器的作用为除去悬浮在气体中的粉尘。
(1)脱硫塔中,双氧水脱硫过程发生的反应主要有:
①;
②,
Y的化学式是_______。反应①和②中化合价均未发生变化的元素是_______。吸收6.4KgSO2能产生30%的Y溶液_______Kg。(保留一位小数)
(2)用喷洒的方式注入双氧水的目的是_______。
(3)反应器中,生成氢气的原因是_______(用化学方程式解释)。
(4)上图中Z的作用是_______。
(5)上述流程中,烟气经过脱硫塔和_______设备的处理,减少了其对环境的污染。
12.(2022·广东广州·统考一模)阅读材料回答问题。
(1)CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源,CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示。
①反应1的基本类型为_______。
②反应2中碳元素的化合价_______(填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2,将其转化为NaHCO3或KHCO3,NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用,生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂
Na2CO3
K2CO3
20℃最高浓度(g/L)
212
1104
价格(元/Kg)
1.25
9.80
根据表中信息,选择K2CO3溶液作吸收液的优点是_______。
(3)鱼浮灵是水产养殖中常见的增氧剂,溶于水后生成Na2CO3和H2O2,能增加水体溶解氧的量。某课外小组用溶解氧传感器探究加入鱼浮灵时,鱼浮灵对不同水体的溶解氧量的影响。实验数据如下:
水质
湖水
蒸馏水
自来水
起始溶解氧量(mg/L)
1.48
1.46
0.85
最终溶解氧量(mg/L)
3.36
3.28
2.79
溶解氧增值(mg/L)
1.88
1.82
1.94
进行实验时,不需要控制的前提条件是 。A.常温下
B.水的体积相同
C.加入鱼浮灵质量相同
D.实验仪器相同
13.(2022·广东韶关·统考一模)我国制碱工业先驱侯 德榜发明了“侯氏制碱法”。在充分利用空气资源和海洋资源的基础上,结合“侯氏制碱法”的基本原理,模拟流程如图。
请回答下列问题:
(1)纯碱的化学式为_______。
(2)粉碎贝壳的目的是_______。
(3)分离液态空气法制得氮气,利用的是液氮的_______低。
(4)完成操作a所需要的玻璃仪器是_______ (填一种即可)。
(5)反应①的化学方程式为_______,反应②的基本反应类型为_______。
(6)写出NH4Cl的一种用途_______。
(7)上述流程中除NH3外还可循环利用的物质有_______。
14.(2022·广东深圳·统考二模)现对一批已生锈的弹壳进行回收利用,主要流程如图:
【资料】①该弹壳由铜锌合金制成,其锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
②Cu2(OH)2CO3能与稀盐酸反应生成氯化铜,其他杂质不溶于水,也不参与反应。
(1)溶液A中的溶质是______(写化学式)。
(2)②中加入过量锌的目的是__________。
(3)③中发生反应的化学方程式为_________。
(4)④的操作名称是_______。
(5)回收锌的质量___废弃弹壳中锌元素的质量(选填“大于”、“小于”或“等于”);铜锌合金属于_______选填“合成材料、金属材料”)。
(6)改变铜锌合金中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。现欲制备120吨(t)含锌量小于35%的黄铜,该类黄铜具有良好的塑性,能承受冷热加工,但在200℃~700℃之间热加工时易断裂。下列符合原料配比及热加工条件的是 (填字母序号)。
A.锌45t 铜75t 750℃ B.锌32t 铜88t 750℃
C.锌50t 铜70t 190℃ D.锌28t 铜92t 500℃
15.(2022·广东河源·统考一模)MgSO4·7H2O是一种重要的化工原料。某工厂拟用一种镁矿石(主要成分为MgCO3,还含有少量SiO2和FeCO3)为原料制备MgSO4·7H2O,依据MCO3(M代表金属)能与H2SO4反应转化为MSO4和CO2的反应原理及其它相关原理设计了以下主要流程:
已知:SiO2既不溶于水也不溶于稀硫酸。请回答下列问题:
(1)镁矿石在加入“过量稀硫酸”前要粉碎,目的是______,镁矿石的主要成分溶于稀硫酸的化学方程式为______。
(2)实验室若进行“操作a”,需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有______。
(3)进入“溶液A”中的含铁杂质的名称是______,加入H2O2溶液后,它与过量硫酸一同被转化为Fe2(SO4)3,该反应的化学方程式为______。
(4)“废渣Y”中含有少量的FeOOH,其中铁元素的化合价是______。
(5)流程采用“加MgO调节pH”,目的是使Fe3+转化为沉淀。______(填“可以”或“不可以”)用NaOH代替MgO,理由是______。
16.(2022·广东汕头·统考一模)水垢主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,某化学兴趣小组的同学在家里烧开水的水壶内壁收集了一些水垢,但两者是混在一起的,他们把水垢带到实验室,欲把二者分离开来,设计了如下实验,请你参与其中,对其方案进行完善,并回答有关问题。
(1)由步骤①的反应原理可知,在家里清洗水壶内壁的水垢可以采用的物质是___________,操作②和③都是___________;
(2)水垢中加入过量的稀盐酸发生了两个反应,请任意写出一个反应的方程式___________,该反应的基本类型是___________;
(3)已知X和Y分别是常见的碱和盐,且溶液B中只有一种阳离子,则X是___________,Y是___________(填化学式);
(4)溶液B中所含的溶质有___________;
(5)测得溶液C的pH值为13,如果直接倒入下水道,会导致环境污染,为处理该废液为中性,并回收NaCl晶体,可以先向该废液中加入适量的___________,然后采用___________法得到晶体。
17.(2022·广东深圳·校考二模)钨呈银白色,是熔点最高的金属,常用作灯丝。工业上用白钨矿(主要成分是CaWO4、CaO和SiO2)生产钨的流程如图1所示:
【查阅资料】①SiO2不溶于水也不溶于酸。②钨酸(H2WO4)不溶于水。
回答下列问题:
(1)白钨矿反应前要进行粉碎,其目的是_______。
(2)操作2所得滤液中一定含有的阳离子是_______(填离子符号)。
(3)操作3的名称是_______。
(4)根据以上信息,推测H2WO4与NaOH溶液反应的方程式为_______。
(5)写出流程中WO3生成纯钨的化学反应方程式:_______。
(6)要生产184t纯钨,理论上至少需要CaWO4纯度为80%的白钨矿_______t。
(7)灯丝中的钨在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可以延长灯管的使用寿命,其反应原理表示为图2。下列说法正确的是 (可多选)。
A.反应②属于化合反应
B.该灯管内的I2可循环使用
C.WI4在灯丝上分解,使灯管使用寿命延长
D.该灯管中的钨既发生物理变化又发生化学变化
18.(2022·广东惠州·统考二模)用硫酸渣吸收含氯废气来制备氯化铁晶体,不仅能解决环境污染问题,还具有较好的经济效益,其工艺流程如下:(查阅资料:硫酸渣主要成分为SiO2、Fe2O3、FeO、CaO等;含氯废气主要含有HCl和C12)
(1)浆料吸收含氯废气后pH______(填“增大”“不变”或“减小”),该吸收过程中,硫酸渣发生的主要化学反应如下:
①金属氧化物与酸反应,其中氧化铁发生反应的化学方程式为______。
②______。
(2)操作I的名称是______,此操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______,滤液1中除了H+、Cl-外,还存在较多的离子是Fe3+和______(填离子符号)。
(3)根据10℃时CaSO4的溶解度为0.24g,在降低含钙量的过程中加入硫酸铁发生复分解反应,该反应的化学方程式为______。
(4)经操作Ⅲ可以从滤液2中获得FeCl3晶体,操作方法是:在酸性条件下进行蒸发浓缩、______ 、过滤、洗涤、干燥。
19.(2022·广东广州·统考二模)某工厂生产高锰酸钾的流程如下图所示。请回答下列问题:
(1)“混合加热室” 发生的主要是______(填“物理变化”或“化学变化”)。主要目的是______。
(2)“电解室”反应中,反应前后化合价发生变化的元素有______(写元素符号)。
(3)生产流程中可循环利用的物质是______(写化学式)。
(4)写出氧化室中发生反应的化学方程式:______。
(5)取47.4g高程酸钾,加热一段时间后停止,共收集到3.2g氧气。计算剩余固体中氧元素的质量分数是______(计算结果保留到0.1%)。
20.(2022·广东·校联考二模)某化学兴趣小组用除铁锈后的废液(主要含FeC13、FeC12、HCl)制备FeSO4·7H2O,其流程如下:
【查阅资料】
1.Fe(OH)2是一种难溶于水的白色固体;
2.铁能与硫酸铁反应,生成硫酸亚铁,化学方程式为:。
(1)写出熟石灰与废液中的某物质发生中和反应的化学方程式_______。
(2)操作I的名称是_______,所得固体A需洗涤,具体的操作是:取最后一次洗涤后的滤液,向其中滴加_______,无明显现象,则表示固体已洗净,所得溶液B的溶质一定有_______(填化学式)。
(3)向洗涤后的固体A中加入稀硫酸,发生的化学反应方程式为_______(写一个即可)。
(4)操作Ⅱ加入过量铁粉的作用是_______。
(5)已知硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如下表:
温度/℃
0
10
30
40
50
60
64
70
80
90
溶解度/g
15.6
20.5
33.0
40.4
48.8
55.0
55.3
50.6
43.7
37.2
析出晶体
FeSO4·7H2O
FeSO4·4H2O
FeSO4·H2O
根据上表,硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)冷却结晶温度最高不超过_______℃。
(6)得到的FeSO4·7H2O晶体应该用_______洗涤(填序号)。
a.水 b.饱和硫酸亚铁溶液 c.稀硫酸
参考答案:
1.(1)
(2) 5 随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶过滤的过程中,部分氢氧化锶留在母液中导致产率过低
(3) 取反应后的上层清液,滴加氯化镁溶液观察是否有沉淀生成
(4)300
【解析】(1)
碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,煅烧工业碳酸锶发生的反应与煅烧石灰石类似,因此煅烧工业碳酸锶生成氧化锶和二氧化碳,化学方程式为:;
(2)
分析表格数据可知,最合适的实验条件为5;当蒸馏水用量大于该条件时,Sr(OH)2•8H2O产率减小,原因是:随着蒸馏水质量的增加,在冷却结晶过滤的过程中,部分氢氧化锶留在母液中导致产率过低;
(3)
氢氧化锶与氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化锶,化学方程式为;判断已经加足的方法是取反应后的上层清液,滴加氯化镁溶液观察是否有沉淀生成,若无沉淀生成,说明氯化镁已经加足;
(4)
蒸发溶剂前后溶质的质量不变,设需10%的氯化锶溶液的质量为。
蒸发水的质量为:400g-100g=300g。
2.(1)
(2)
(3) 过滤 CaO 制冷(或人工降雨等)
(4)CD
(5)澄清石灰水浓度太小,“捕捉”效率低
【详解】(1)“捕捉室”中发生的反应是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O;
(2)复分解反应是指两种化合物交换成分,生成两种新的化合物,在“转化、沉淀室”发生的反应中,氧化钙与水反应生成氢氧化钙属于化合反应,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠属于复分解反应,化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(3)“操作a”可以把固体液体分离,故名称为过滤;固体热解室发生的反应是碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳,故在“循环Ⅱ”中循环的物质是CaO;将“储存室”中的产品降温固化,是指将二氧化碳制作成干冰,其用途是制冷(或人工降雨等);
(4)根据题意,是要找出不会产生二氧化碳的供热方案,燃煤、燃油都会产生二氧化碳,太阳能、用电不会产生二氧化碳,故选CD;
(5)氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水中含有的溶质比较少,吸收二氧化碳也比较少,故工厂却不宜采用澄清石灰水“捕捉”CO2的减排方案,原因澄清石灰水浓度太小,“捕捉”效率低。
3.(1)增大接触面积,促使反应充分进行
(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3) Mg(OH)2MgO+H2O MgCO3MgO+CO2↑
(4)MgO、MgCO3
【解析】(1)
研磨后增加了接触面积,利用反应充分进行,故答案为:增大接触面积,促使反应充分进行。
(2)
粉末中氧化钙可与水在常温下反应,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为:CaO+H2O=Ca (OH) 2,故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2。
(3)
AB段分解温度为340°C,因此可知此时是氢氧化镁发生反应,含有镁、氧和氢三种元素,组成氧化物为氧化镁和水,所以氢氧化镁在加热条件下反应生成氧化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2MgO+H2O,CD段分解温度为520°C,所以此时是碳酸镁反应,含有碳、镁和氧三种元素,氧化物可以是氧化镁和二氧化碳,所以碳酸镁在加热条件下反应生成氧化镁和二氧化碳,反应的化学方程式为: MgCO3MgO+CO2↑,故填:Mg(OH)2MgO+H2O;MgCO3MgO+CO2↑。
(4)
BC段氢氧化镁分解,碳酸镁还没分解,固体含有MgO、MgCO3,故填:MgO、MgCO3。
4.(1)增大接触面积,使水浸及后续反应更快更充分
(2)取过滤得到的清液滴入氯化钡溶液,若无明显现象,则说明已洗净。
(3) 除去氧化铜
(4) 让NaOH与SiO2反应,生成需要的Na2SiO3
(5)降温结晶
(6)B
【解析】(1)
由于反应物之间接触越充分反应越快,同时颗粒越小,溶解也就越快,所以“研磨”的目的是增大接触面积,使水浸及后续反应更快更充分。
(2)
检验“洗涤a”已洗净就是说固体表面洗涤液中没有碳酸钠和硫酸钠,所以就是检验是否有残留的碳酸钠和硫酸钠,因此方法是取过滤得到的清液滴入氯化钡溶液,若无明显现象,则说明已洗净。
(3)
“酸浸”是除去固体中的氧化铜,是氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,对应的化学方程式为 :。
(4)
“碱浸”目的是让NaOH与SiO2反应,生成需要的Na2SiO3;二氧化硅和氢氧化钠反应,生成硅酸钠和水,对应的化学方程式为 :。
(5)
蒸发浓缩后应降温结晶,然后进行过滤及后续操作。
(6)
根据稀释前后溶质质量不变可知:需要浓硫酸质量:490g×10%÷98%=50g,所需98%的浓硫酸的体积为:50g÷1.84g/mL=27.2mL。
故填B。
5.(1) FeO+H2SO4=FeSO4+H2O 复分解
(2)PbSO4
(3) Fe2(SO4)3 Fe3+是H2O2分解的催化剂;反应放热,温度上升,促使H2O2分解
(4)FeOOH
(5)降温结晶
(6)提高镍元素的回收率
【解析】(1)
“酸溶”时FeO发生反应为氧化亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水,对应的化学方程式为FeO+H2SO4=FeSO4+H2O,此反应为两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物,所以属于复分解反应。
(2)
滤渣①的主要成分为硫酸铅,因为氧化铅会和稀硫酸反应生成硫酸铅沉淀,所以对应化学式为PbSO4。
(3)
化学反应前后原子种类及个数不变, H2O2+2FeSO4+H2SO4=X+2H2O,反应前:氢原子有4个,氧原子有14个,铁原子有2个,硫原子有3个;反应后氢原子有4个,氧原子有2个,所以一个X分子中含氧原子8个,硫原子3个,铁原子2个,氧原子有12个,则X为Fe2(SO4)3,一段时间后,溶液中有气泡出现,可能的原因是过氧化氢被分解,所以Fe3+是H2O2分解的催化剂;反应放热,温度上升,促使H2O2分解。
(4)
由图可知,pH=6、90℃时,Fe3+主要转化为FeOOH。
(5)
由NiSO4溶液得到NiSO4晶体,需要进行的“系列操作”包括:蒸发浓缩(蒸发溶剂)、降温结晶(降低温度析出晶体)、过滤(分离固体和液体)、洗涤、干燥。
(6)
分离出硫酸镍晶体后,收集母液并进行循环使用,其意义是提高镍元素的回收率,同时减少对环境的污染。
6.(1)降温结晶
(2) 复分解 Na2SO4
(3) 置换
(4) Ⅱ 途径Ⅱ中氢气和BCl3,在高温下反应生成B和氯化氢,该条件下,生成物和反应物中只有B是固体
【分析】(1)根据“结晶分离”过程包含:蒸发浓缩、降温结晶和过滤进行分析;
(2)根据氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁和硫酸钠进行分析;
(3)根据镁和B2O3,在850℃和氩气的条件下反应生成B和氧化镁进行分析;
(4)根据途径Ⅰ中镁和B2O3,在高温下反应生成B和氧化镁,该温度下,B和氧化镁均是固体,B中可能含有氧化镁等杂质,而途径Ⅱ中氢气和BCl3,在高温下反应生成B和氯化氢,该条件下,生成物和反应物中只有B是固体进行分析。
(1)
滤液经过结晶分离得到母液和H3BO3,故应是降温结晶过程,“结晶分离”过程包含:蒸发浓缩、降温结晶和过滤;故答案为:降温结晶;
(2)
加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;氢氧化钠与硫酸铁反应生成了硫酸钠,硫酸钠不能与稀硫酸反应,故母液中一定含有Na2SO4;故答案为:;复分解;Na2SO4;
(3)
由图可知,镁和B2O3,在850℃和氩气的条件下反应生成B和氧化镁,该反应的化学方程式为:;该反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;故答案为:;置换;
(4)
途径Ⅰ中镁和B2O3,在高温下反应生成B和氧化镁,该温度下,B和氧化镁均是固体,B中可能含有氧化镁等杂质,而途径Ⅱ中氢气和BCl3,在高温下反应生成B和氯化氢,该条件下,生成物和反应物中只有B是固体,可以获得高纯度的硼;故答案为:Ⅱ;途径Ⅱ中氢气和BCl3,在高温下反应生成B和氯化氢,该条件下,生成物和反应物中只有B是固体。
【点睛】本题考查混合物的分离、提纯,把握流程中发生的化学反应及分离方法为解答的关键,注重基础知识的考查,题目难度不大。
7.(1)SO2
(2)加快反应速率
(3)过滤
(4)
(5)H2O
【解析】(1)
化学反应前后元素种类不变可知反应前有硫元素,反应后锌熔砂中没有硫元素,所以说明培烧时产生的“气体M”中含有硫元素,“气体M”为一种元素质量比为1:1的氧化物,所以为二氧化硫,所以其化学式为SO2。
(2)
将锌熔砂粉碎可以增大反应物的接触面积,适当增加硫酸浓度相当于增大反应物的浓度,目的都是加快反应速率。
(3)
操作X是将固液进行分离,所以对应的名称是过滤。
(4)
ZnFe3O4可看作两种氧化物的结合,它与稀H2SO4反应生成ZnSO4和另一种盐,由质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,铁元素显+2价,那么另一种盐就是硫酸亚铁,也就是ZnFe3O4与稀H2SO4反应生成ZnSO4和硫酸亚铁、水,所以该反应的化学方程式是。
(5)
由质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,反应后有稀硫酸生成,说明反应前有氢元素,那么结合题意来看,参加反应②的物质为ZnSO4和H2O。
8.(1)加快溶解速率
(2) H2O C
(3) 过滤 玻璃棒
(4) 吸附有毒气体Cl2 活性炭、CaCO3 溶液变红色
(5)
【解析】(1)
以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3混合物,Ca(OH)2微溶于水,溶解时,将电石渣粉碎能加快溶解速率。
(2)
①根据质量守恒定律可知,化学变化前后元素种类、原子个数不变,该反应化学方程式为:,反应前有12个氯原子、6个钙原子、12个氢原子和12个氧原子,反应后有6个钙原子、12个氯原子、6个氧原子,故6X中含有12个氢原子、6个氧原子,因此X化学式为:H2O;
②A、适当减缓通入Cl2速率,能够使反应物之间接触时间长,提高转化率;
B、充分搅拌浆料,能使反应物之间接触充分,提高转化率;
C、加水使Ca(OH)2完全溶解,导致接触面积降低,降低了转化率。
故填C。
(3)
通过步骤甲得到了残渣和滤液,因此操作为过滤;
过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
(4)
由于实验中用到了有毒气体氯气,可以利用活性炭的吸附性除去,因此加入活性炭的目的是:吸附有毒气体Cl2;
根据反应的化学方程式为可知,生成的Ca(ClO3)2溶于水,Ca(OH)2微溶,与空气中二氧化碳反应生成CaCO3不溶于水,则滤渣中一定含有CaCO3及加入的活性炭,可能含Ca(OH)2;
无色酚酞溶液遇碱变红,滴加几滴无色酚酞溶液后溶液变红色,能得出残渣中含有Ca(OH)2的结论。
(5)
复分解反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物,由题意Ca(ClO3)2溶液中加入稍过量的KCl固体,通过复分解反应可转化为KClO3,可知另一生成物为氯化钙,且最终过滤得到了KClO3固体,故反应的化学方程式为:。
9.(1)C
(2)干燥剂
(3) 排尽装置内原有的空气或防止爆炸
(4)43°C≤T<52°C
(5)CO##一氧化碳
(6)弱
(7)AB
【详解】(1)在高温的条件下,二氧化碳与碳反应生成一氧化碳,所以反应③中,反应物X可能是碳,化学式为C;
(2)反应②中生石灰可以与水反应生成氢氧化钙,可以在生活中用作干燥剂;
(3)反应⑤中通入氢气,因为氢气具有可燃性,不纯时加热或点燃可能会发生爆炸,而氮气的化学性质稳定,所以反应⑤开始前用氮气充分吹扫设备内部,其目的是排尽装置内原有的空气或防止爆炸;氧化镍与氢气加热反应生成镍和水,化学方程式为:;
(4)由表格中的数据与信息可知,从Ni(CO)4、Fe(CO)5和CO2(CO)8的混合物中用蒸馏的方法提取Ni(CO)4应选择的温度(T)范围是43°C≤T<52°C;
(5)由反应流程图可以看出,一氧化碳可以循环使用;
(6)Ni放入FeSO4溶液中,没有观察到明显现象,证明Ni的金属活动性比Fe弱,因为Ni无法将Fe从溶液中置换出来;
(7)A、镍基双金属催化剂在反应前后质量和化学性质都没有改变,可重复使用,故正确;
B、根据图示可以看出,该反应的最终生成物是氢气和一氧化碳,故正确;
C、反应前后碳元素和氢元素的化合价均发生改变,故错误;
故选AB。
10.(1) 过滤 铁架台(带铁圈)
(2)氢氧化钠
(3)
(4)
(5)H2SO4
(6) 二氧化碳 水(答案位置前后可以互换)
【解析】(1)
如题操作Ⅰ是将不溶物和溶液分离,故是过滤;过滤时所需要的铁制仪器是铁架台(带铁圈);
(2)
氢氧化钠是常见的一种易溶于水的碱,故步骤“①碱浸”用到的是常见的一种碱,是氢氧化钠;
(3)
中和反应是酸和碱反应生成盐和水的反应,根据题意残余的碱是氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水是中和反应,故化学方程式为:;
(4)
根据化学反应前后元素种类不变,根据题意反应后的气体是氧气,故该反应是硫酸铜和水在通电的条件下反应生成铜、硫酸和氧气,化学方程式为:;
(5)
根据流程发现硫酸既是反应物也是生成物,故可循环使用的物质是硫酸,化学式是:;
(6)
根据碱式碳酸铜的元素组成是铜元素、氢元素、氧元素、碳元素故判断铜是空气中的氧气,二氧化碳和水共同作用,故填:二氧化碳、水。
11.(1) H2SO4 氢元素##H
32.7
(2)使反应物充分接触,使反应更充分(合理即可)
(3)
(4)除去不溶于酸的混合结渣
(5)除尘器
【解析】(1)
由质量守恒可知X是H2SO3,进而推出Y是H2SO4;①中 S 、 H 、 O 的化合价分别为+4、+1、-2价,化合价均未改变,②中O反应前为-1、-2价,反应后为﹣2价, H 反应前后化合价均为+1价, S 反应前为+4价,反应后+6价,故①②中化合价均未发生变价的元素为 H ;由反应①② 可推出SO2和H2SO4的关系为SO2~H2SO4,设吸收6.4 Kg SO2能产生30%的H2SO4溶液的质量是。则:
≈32.7 Kg
故吸收6.4 Kg SO2能产生30%的Y溶液约32.7 Kg。
(2)
双氧水从上方喷淋的主要优点是能使反应物充分接触,使反应更充分;
(3)
反应器中,铝灰中的 Al 与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应的化学方程式为:;
(4)
由流程图可知, Z处是过滤器,作用是将反应器中生成的硫酸铝溶液与不溶于酸的混合结渣分离而得到纯净硫酸铝溶液;
(5)
由题目中的信息可知,除尘器的作用为除去悬浮在气体中的粉尘。故上述流程中,烟气经过脱硫塔和除尘器设备的处理,减少了其对环境的污染。
12.(1) 分解反应 降低
(2)吸收二氧化碳的能力较强
(3)D
【解析】(1)
①反应1是四氧化三铁在2300K、光照条件下生成氧气和氧化亚铁,反应符合一变多,故基本类型为分解反应;
②反应2中反应物中碳元素在二氧化碳中,生成物中碳元素在碳单质中,二氧化碳中氧元素的化合价为-2价,设碳元素的化合价为x,根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零,则,x+2×(-2)=0,解得x=+4,故二氧化碳中碳元素的化合价为+4价,碳单质中碳元素的化合价为0,故碳元素的化合价降低;
(2)
根据表中信息可知,碳酸钾吸收二氧化碳能力较强,碳酸氢钾加热生成碳酸钾、二氧化碳和水,故选择K2CO3溶液作吸收液的优点是吸收二氧化碳的能力较强;
(3)
实验3的目的是探求在不同水体中加入鱼浮灵造成的水体溶氧量变化,前提就是在常温下相同体积的不同水体中加入相同质量的鱼浮灵进行实验,故需要控制的是温度在常温下,三种水体的体积相同,加入鱼浮灵质量相同,所有实验仪器可以不同;
故选D。
13.(1)Na2CO3
(2)增大反应物之间的接触面积,加快化学反应的速率
(3)沸点
(4)漏斗(或烧杯或玻璃棒)
(5) CaCO3CaO+CO2↑ 分解反应
(6)用作氮肥
(7)二氧化碳##CO2
【解析】(1)
纯碱是碳酸钠的俗称,化学式为Na2CO3,故答案为:Na2CO3;
(2)
将粉碎贝壳的目的是增大反应物之间的接触面积,加快化学反应的速率;故答案为:增大反应物之间的接触面积,加快化学反应的速率;
(3)
液氮的沸点是-196℃,液氧的沸点是-183℃,分离液态空气法制得氮气,利用的是液氮的沸点低;故答案为:沸点;
(4)
操作a是分离难溶性固体与液体的方法,即过滤操作,所需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒;故答案为:漏斗(或烧杯或玻璃棒);
(5)
反应①是高温煅烧贝壳,主要成分CaCO3,高温分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为,反应②是碳酸氢钠在加热的条件下分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,符合“一变多”特征,基本反应类型为分解反应,故答案为:;分解反应;
(6)
NH4Cl含有农作物生长需要的N、P、K 三种营养元素中的氮元素,故可用作氮肥,故答案为:用作氮肥;
(7)
在流程图中,二氧化碳和氨气既是反应物也是生成物,上述流程中可以循环利用的物质除了NH3外,还有二氧化碳,故答案为:二氧化碳或CO2。
14.(1)ZnCl2、CuCl2、HCl
(2)确保CuCl2、HCl完全反应
(3)Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑
(4)蒸发结晶
(5) 大于 金属材料
(6)B
【解析】(1)
因为该弹壳由铜锌合金制成,其锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。Cu2(OH)2CO3能与稀盐酸反应生成氯化铜,其他杂质不溶于水,也不参与反应,铜不与稀盐酸反应,锌与稀盐酸反应生成氯化锌、氢气,所以加入过量稀盐酸,过滤,溶液A中的溶质是ZnCl2、CuCl2、HCl;
(2)
②中加入过量锌的目的是确保CuCl2、HCl完全反应;
(3)
固体B中含有Zn、Cu,则③中发生反应的化学方程式为:Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑;
(4)
经过④操作,氯化锌溶液变为氯化锌固体,所以④的操作名称是蒸发结晶;
(5)
因为步骤②中加入过量锌,发生反应:Zn+CuCl2=Cu+ZnCl2,所以回收锌的质量大于废弃弹壳中锌元素的质量。铜锌合金属金属材料。
(6)
A. 锌的含量为:=37.5%,大于35%,此选项不符合题意;B. 锌的含量为:=26.7%,小于35%,此选项符合题意;C. 锌的含量为:=41.7%,大于35%,此选项不符合题意; D. 锌的含量为:=23.3%,小于35%,在200℃~700℃之间热加工时易断裂。此选项不符合题意。
故选B。
15.(1) 增大镁矿石与稀硫酸的接触面积,加快反应速率度 MgCO3+ H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑
(2)漏斗
(3) 硫酸亚铁 2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2H2O
(4)+3
(5) 不可以 会使产品中混入 Na2SO4杂质
【解析】(1)
镁矿石在加入“过量稀硫酸”前要粉碎,目的增大镁矿石与稀硫酸的接触面积,加快反应速率度;
镁矿石的主要成分碳酸镁与稀硫酸反应生成了硫酸镁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑;
(2)
“操作a”能将固液分开,名称是过滤,实验室若进行过滤时,需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有漏斗;
(3)
由于碳酸亚铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁、二氧化碳和水,所以进入“溶液A”中的含铁杂质的名称是硫酸亚铁;硫酸亚铁、硫酸和过氧化氢反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为:2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2 (SO4) 3+2H2O;
(4)
根据化合物中正负化合价的代数和为零可知,在FeOOH中,氧显示-2价,氢显示+1价,设铁元素的化合价为x,则有x+(-2)×2+(+1)=0,x=+3,铁元素的化合价是+3;
(5)
除杂的原则:除去杂质,不能引入新的杂质,所以选用MgO调节pH使Fe3+转化为沉淀,而不选用NaOH的原因是:若用氢氧化钠调节溶液的pH使Fe3+转化为沉淀,则会使产品中混入 Na2SO4 杂质,导致最终制得的MgSO4·7H2O不纯。
16.(1) 食醋(白醋、米醋、老陈醋) 过滤
(2) 或 复分解反应
(3) Ca(OH)2 Na2CO3
(4)CaCl2、Ca(OH)2
(5) HCl 蒸发结晶
【解析】(1)
由步骤①可知,水垢能与稀盐酸反应,说明水垢能与酸反应,故在家里清洗水壶内壁的水垢可以采用的物质是食醋;
由图可知,操作②和③均实现了固液分离,名称是过滤;
(2)
水垢主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,该反应的化学方程式为:;这两个反应均符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
(3)
水垢主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,故溶液A中含氯化钙、氯化镁和氯化氢,加入过量的X,得到氢氧化镁和溶液B,故X为碱,溶液B中只有一种阳离子,则溶液B中只含钙离子一种阳离子,故X为氢氧化钙,化学式为:Ca(OH)2;
氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁和氯化钙,氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,故溶液B中含氯化钙和氢氧化钙,加入过量Y得到碳酸钙,且由(4)题干可知,需回收氯化钠晶体,故Y为碳酸钠,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,故Y的化学式为Na2CO3;
(4)
由(3)的分析可知,溶液B中含的溶质为:氯化钙、氢氧化钙;
(5)
氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,碳酸钠过量,故溶液C中含氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠,故为处理该废液为中性,并回收NaCl晶体,可加入适量的稀盐酸,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水;
氯化钠的溶解度受温度影响较小,故采用蒸发结晶的方法可得到氯化钠晶体。
17.(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(2)Ca2+、H+
(3)过滤
(4)
(5)
(6)360
(7)BCD
【解析】(1)
实验中将固体粉碎可以增大反应物的接触面积,进而加快反应速率,故白钨矿反应前要进行粉碎,其目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率。
(2)
白钨矿(主要成分是CaWO4、CaO和SiO2),加入盐酸,盐酸和钨酸钙反应生成钨酸和氯化钙,氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,二氧化硅和盐酸不反应,盐酸过量,故操作2所得滤液中一定含有的阳离子是钙离子和氢离子,离子符号为Ca2+、H+。
(3)
操作3是将固体和液体分离,故名称是过滤。
(4)
钨酸和氢氧化钠反应生成钨酸钠和水,则H2WO4与NaOH溶液反应的方程式为。
(5)
流程中WO3生成纯钨的反应为氢气和WO3高温生成钨和水,故反应的化学反应方程式为。
(6)
由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的质量不变,流程中钨全部来自CaWO4,则要生产184t纯钨,理论上至少需要CaWO4纯度为80%的白钨矿的质量为。
(7)
A、反应②是WI4生成W和I2,符合一变多,属于分解反应,故A不正确;
B、I2为反应物,反应②生成I2,则该灯管内的I2可循环使用,故B正确;
C、WI4在灯丝上分解生成W固体,沉积在灯丝上,减少钨的挥发,使灯管使用寿命延长,故C正确;
D、钨缓慢挥发,发生物理变化,钨和I2反应,发生化学变化,则该灯管中的钨既发生物理变化又发生化学变化,故D正确。故选BCD。
18.(1) 减小 FeCl3
(2) 过滤 玻璃棒 Ca2+
(3)
(4)降温结晶
【分析】由题意可知,在SiO2、Fe2O3、FeO、CaO中加入废氯气(主要成分是HCl和C12)后,氧化铁和稀盐酸生成氯化铁和水,氧化亚铁和稀盐酸生成氯化亚铁和水,氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,而二氧化硅不发生反应,此时进行操作I通过过滤将固液分离后得到的滤液1中的溶质分别是生成的氯化铁、氯化亚铁、氯化钙和氯化氢,再在滤液1中加入硫酸铁,只与氯化钙反应生成硫酸钙沉淀和氯化亚铁,此时进行操作II过滤后得到的滤液2中的溶质是氯化铁。最后在滤液2中加入试剂并进行操作III得到氯化铁晶体,据此回答。
(1)
由题意可知氯废气主要含有HCl和C12,则氯废气呈酸性,故在浆料中加入氯废气后pH减小;
①氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和氢气,化学方程式为;
②由于该流程最终只得到氯化铁,且根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,氯化亚铁和氯气中含有的元素分别是铁元素和氯元素,而题目信息可知②为化合反应,故生成物由铁和氯元素组成,则氯化亚铁再加入氯气后生成物为氯化铁。化学方程式为。
(2)
由分析可知操作I为过滤,过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,滤液1中的溶质分别是生成的氯化铁、氯化亚铁、氯化钙和氯化氢,故含有的离子H+、Cl-外,还存在较多的离子是Fe3+和Ca2+。
(3)
由于10℃时CaSO4的溶解度为0.24g,故加入的硫酸铁和氯化钙反应生成硫酸钙沉淀和氯化铁,化学方程式为Fe2(SO4)3+3CaCl2=2FeCl3+3CaSO4↓。
(4)
流程最后要得到的是氯化铁晶体,故在蒸发浓缩后应降温结晶。
19.(1) 物理变化 使二氧化锰和氢氧化钾充分熔合
(2)H、Mn
(3)KOH
(4)
(5)36.2%
【分析】根据图示信息,运用所学知识分析。
(1)
①由图可知,二氧化锰和氢氧化钾通过混合加热室后变成了二者的熔融物,该过程中无新物质生成,属于物理变化,故填:物理变化。
②由图可知,把二氧化锰和氢氧化钾混合加热室的目的是为了让二氧化锰和氢氧化钾充分混合,故填:使二氧化锰和氢氧化钾充分熔合。
(2)
“电解室”反应中,反应前水中氢元素的化合价是+1价,反应后氢气中氢元素的化合价是0价,反应前锰酸钾中锰元素化合价是+6,反应后高锰酸钾中锰元素的化合价是+7,反应前后化合价发生变化的元素有氢元素、锰元素;故填:H、Mn。
(3)
既是生成物又是反应物的物质可以循环利用,由流程图可得生产流程中可循环利用的物质是KOH,故填:KOH。
(4)
由图可知,氧化室的氧化过程中空气中的氧气参加反应,即二氧化锰与氢氧化钾、氧气在加热条件下反应生成锰酸钾和水,反应的化学方程式为:,故填:。
(5)
根据质量守恒定律,剩余固体中氧元素的质量是高锰酸钾中氧元素的质量减去氧气的质量,即:,则剩余固体中氧元素的质量分数是:,故填:36.2%。
【点睛】本题解答的关键是读懂图,审清题,运用所学知识用心解答。
20.(1)
(2) 过滤 硝酸银溶液(或Na2CO3溶液等) CaCl2
(3)[或]
(4)将硫酸铁全部转化为硫酸亚铁
(5)60
(6)b
【解析】(1)
酸和碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应。废液中含有的HCl属于酸,FeC13、FeC12都是盐,故熟石灰与废液中的HCl发生的反应是中和反应,氢氧化钙(即熟石灰)和盐酸反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式为:.
(2)
经过操作I得到固体A和溶液B,该操作的名称是:过滤。废液中的FeC13、FeC12和氢氧化钙反应分别生成氢氧化铁和氢氧化亚铁沉淀,同时生成氯化钙,氢氧化钙(即熟石灰)和盐酸反应也生成氯化钙,氯化钙易溶于水。根据废液和熟石灰反应的情况可知,固体A是氢氧化铁和氢氧化亚铁的混合物,氯化钙存在于溶液B中,因为固体A是从溶液B中过滤出来,所以刚过滤出来的固体表面必然附着有氯化钙溶液,而后续流程中不能含有氯化钙,故需洗涤。洗涤干净的标准,就是洗涤得到的滤液中不含氯化钙。氯化钙中含有钙离子和氯离子,钙离子与碳酸根离子能结合生成碳酸钙沉淀,氯离子和银离子能结合生成氯化银沉淀。因此检验洗涤得到的滤液中是否含有氯化钙的方法,如果利用钙离子的性质,具体的操作是:取最后一次洗涤后的滤液,向其中滴加碳酸钠溶液,无明显现象,则表示固体已洗净;如果利用氯离子的性质,具体的操作是:取最后一次洗涤后的滤液,向其中滴加硝酸银溶液,无明显现象,则表示固体已洗净。废液中的FeC13、FeC12、HCl和氢氧化钙反应都生成氯化钙,因此所得溶液B的溶质一定含有CaCl2。
(3)
固体A中含有氢氧化铁和氢氧化亚铁,加入稀硫酸,氢氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,化学反应方程式为:;氢氧化亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水,化学反应方程式为:。(写一个即可)
(4)
固体A中加入适量稀硫酸,得到的溶液C中含有硫酸铁和硫酸亚铁(假设硫酸恰好完全反应),根据资料:,为了最后得到纯净的硫酸亚铁晶体,溶液C中加入过量铁粉的作用是:将硫酸铁全部转化为硫酸亚铁。
(5)
因为该流程要求制备的是FeSO4·7H2O,根据题中表格提供的信息,当溶液的温度低于60℃,得到的晶体是FeSO4·7H2O,当溶液的温度高于60℃,得到的晶体就不是FeSO4·7H2O,所以要想得到硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),冷却结晶的温度最高不超过60℃。
(6)
a.因为FeSO4·7H2O易溶于水,所以用水洗涤硫酸亚铁晶体会造成FeSO4·7H2O的溶解损失,不符合题意;
b.硫酸亚铁晶体是从饱和硫酸亚铁溶液中析出,因此用饱和硫酸亚铁溶液洗涤,不会造成FeSO4·7H2O的溶解,符合题意;
c.稀硫酸中含有水,FeSO4·7H2O易溶于水,所以用稀硫酸洗涤硫酸亚铁晶体会造成FeSO4·7H2O的溶解损失,不符合题意。
故选b。
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