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中考化学二轮复习压轴题提升练习专题09 流程图（六大类）（全国通用）（含解析）
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这是一份中考化学二轮复习压轴题提升练习专题09 流程图（六大类）（全国通用）（含解析），共49页。
【命题1 原料预处理的常用方法及目的】
【典例1】垃圾是放错了位置的资源，现在从含有金属镁、铁、铜粉末的垃圾中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如图。请回答：
（1）操作a的名称是 过滤 ；
（2）在步骤①步骤②中，利用了物质物理性质的 ① （填①或②）；
（3）步骤②中发生反应的化学方程式是 Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ ；
（4）实验步骤②中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂 A （填标号）；
A.硫酸铜溶液
B.硫酸亚铁溶液
C.稀盐酸
（5）在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是 铁和铜 。
【解答】解：（1）由实验过程可知，操作a能将固液分离，名称是过滤。
（2）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，并没有发生化学变化，利用物质物理性质，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，发生化学变化，利用物质化学性质。
（3）在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑。
（4）步骤②是将镁转化为硫酸镁，除了加入稀硫酸外还可选用硫酸铜溶液，镁与硫酸铜溶液反应生成硫酸镁溶液和铜。
（5）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，剩余铜，在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是铁和铜。
故答案为：（1）过滤；
（2）①；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
（4）A；
（5）铁和铜。
【变式1-1】芯片被喻为国家的“工业粮食”，是“互联网+”设备的“心脏”。从砂子中含有的SiO2制取高纯硅的原理过程如图（反应条件略）：
（1）SiCl4中Si的化合价为 +4 。
（2）写出过程①的化学反应方程式： SiO2+2CSi+2CO↑ 。
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是 制取高纯度的单质硅 。
【解答】解：（1）SiCl4中氯元素为负价，显﹣1价，根据化合物中化合价的代数和为零可得，在该化合物中Si元素的化合价是+4价；
（2）SiO2与焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式 SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是制取高纯度的单质硅；
故答案为：（1）+4；
（2）SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）制取高纯度的单质硅。
【变式1-2】普通锌锰电池由锌、石墨电极和糊状物组成，其中糊状物的主要成分是石墨粉、淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如图流程，变废为宝。
（1）废旧电池处理后得到石墨，用石墨做电极主要是利用石墨的 导电 性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都 难 溶于水（选填“难”或“易”）；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，则X的化学式为 H2O 。
【解答】解：（1）用石墨做电极主要是利用石墨的导电性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都难溶于水；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，在反应物中有1个锰原子、2个氧原子、4个氢原子、4个氯原子，生成物中有1个锰原子、4个氯原子，所以X的化学式为H2O。
故答案为：（1）导电；
（2）难；
（3）H2O。
【变式1-3】炼铁的主要原料是赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
（1）在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有 可燃性（或还原性） 。（写一条即可）
（2）③中发生反应的化学方程式是 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%～40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法 喷漆（合理即可） 。
【解答】解：（1）在此转化过程中，焦炭燃烧放出大量热，体现了焦炭的可燃性；在高温的条件下，焦炭与二氧化碳反应生成具有还原性的一氧化碳，体现了焦炭的还原性；故答案为：可燃性（或还原性）；
（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，一氧化碳将氧化铁还原为金属铁，同时生成二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）铁在与氧气、水共存时会发生锈蚀，因此防止铁制品锈蚀的方法有喷漆、涂油等；故答案为：喷漆（合理即可）。
【方法2 分离、提纯的操作及注意事项】
【典例2】水是一种宝贵的自然资源。同学们在实验室模拟水厂净化工艺，将采集的河水净化成自来水，并最终制成蒸馏水，实验流程如图1所示：
请回答下列问题：
（1）操作1的名称是 过滤 ；其所需的玻璃棒的作用是 引流 。
（2）图2是活性炭净水器示意图。为了达到较好的净化效果，液体C应该从 b 端通入（填“a”或“b”）。
（3）通过操作3可以得到净化程度更高的蒸馏水，实验时，除了向烧瓶中加入液体D，还需要加入少量的 沸石 以防加热时出现暴沸。
（4）在净水操作时，常用高铁酸钾（K2FeO4）作新型高效水处理消毒剂。K2FeO4中铁元素的化合价为 +6价 。
【解答】解：（1）由图可知，通过操作1可以使固体和液态分离，则操作1为过滤；过滤时玻璃棒的作用为引流。
（2）为了达到较好的净化效果，液体C应该从b端通入，这样水的流速较慢，与活性炭的接触更充分。
（3）蒸馏时，烧杯中应加少量的沸石，防止加热时出现暴沸。
（4）K2FeO4中，钾元素化合价为+1价，氧元素化合价为﹣2价，设铁元素化合价为x，根据“化合物中各元素正负化合价代数和为零”可知，（+1）×2+x+（﹣2）×4＝0，解得x＝+6。
故答案为：（1）过滤；引流；
（2）b；
（3）沸石；
（4）+6价。
【变式2-1】纯碱在工业上有广泛的应用.实验室模拟工业上利用饱和食盐水生产纯碱的流程图（图1）：
回答下列问题：
（1）反应1的化学方程式为 NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl 。
（2）操作1中，需要用到的玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有 烧杯 。
（3）纯碱的化学式为 Na2CO3 ，X的化学式为 H2O 。
（4）“后续处理”主要包括蒸发浓缩、 降温结晶 、过滤等操作，参考图2的溶解度曲线分析，采用这些操作方法的原因是 NH4Cl的溶解度随温度的降低而减小 。
【解答】解：（1）反应1中，氯化钠和水、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl。故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；
（2）操作1是过滤，过滤需要用到的玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有烧杯。故答案为：烧杯；
（3）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，Na2CO3的俗称是纯碱，X的化学式为H2O。故答案为：Na2CO3；H2O；
（4）“后续处理”是除去溶液中的氯化铵，主要包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，采用这些操作方法的原因是NH4Cl的溶解度随温度的降低而减小。故答案为：降温结晶；NH4Cl的溶解度随温度的降低而减小。
【变式2-2】某金属加工厂有大量金属铝、铁、铜的废弃粉末，为充分利用金属资源，分离和回收金属，某化学兴趣小组通过查阅资料设计了如下实验方案：
请完成下列各题：
（1）步骤①中分离得到的金属B是 铁（或Fe） 。
（2）步骤②发生反应的化学方程式为： 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ ，该反应的基本类型属于 置换反应 。
（3）步骤③生成沉淀的化学方程式为： 3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl ；因Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，故步骤③加入某试剂时应采用的是 滴加 （选填“滴加”或“倾倒”）操作。
（4）电解熔融Al2O3制金属铝的化学方程式为： 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 。
【解答】解：（1）磁铁能将铁吸出，故金属B为铁；
（2）金属A为铝和铜的混合物，加入稀盐酸，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，化学方程式为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；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，故反应属于置换反应；
（3）步骤②中生成的溶液是氯化铝溶液，它和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠，反应的化学方程式为：3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl；因为Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，步骤③加入试剂时应避免氢氧化钠过量，故应逐滴滴加氢氧化钠溶液至沉淀完全；
（4）熔融的三氧化二铝电解生成金属铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
故答案为：（1）铁（或Fe）；
（2）2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；置换反应；
（3）3NaOH+AlCl 3＝Al（OH） 3↓+3NaCl；滴加；
（4）2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
【变式2-3】化学小组利用含铜废电路板回收金属铜并对回收过程中的条件控制进行探究。
注：①升高温度可以加快反应速率；
②稀硫酸与H2O2的混合溶液可以将Cu转变为CuSO4；
③H2O2受热易分解为H2O和O2。
（1）在实验室中进行该操作A时，玻璃棒的作用是 引流 ，使用时的玻璃棒下端应放在过滤器内的 三层滤纸 上。
（2）“溶解”过程中发生的反应为Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O。溶解时可观察到的实验现象是 固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色 。
（3）“置换”过程中发生的化学反应方程式为 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
（4）“除杂”时需要保持强制通风并禁止明火，原因是 氢气有可燃性，氢气与空气的混合物受热可能爆炸 。
（5）化学小组为了研究“溶解”时适宜的反应条件，进行如下探究。
①实验a、c的目的是探究反应 时间 对溶解的Cu的质量的影响。
②实验b溶解的Cu的质量比实验a的小，主要原因是 温度升高，过氧化氢受热分解 。
【解答】解：（1）由流程图可知，操作A分离了固体和液体，故为过滤，过滤中玻璃棒作用是引流，玻璃棒下端紧贴三层滤纸上；
（2）由流程图及反应Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O可知，现象为固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色；
（3）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（4）过量的铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气有可燃性，氢气与空气的混合物受热可能爆炸，故需要保持强制通风并禁止明火；
（5）①根据表格数据可知，实验a、c只是反应时间不同，其它相同，故目的是探究反应时间对溶解的Cu的质量的影响；
②实验b溶解的Cu的质量比实验a的小，主要原因是温度升高，过氧化氢受热分解。
故答案为：
（1）引流；三层滤纸；
（2）固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色；
（3）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（4）氢气有可燃性，氢气与空气的混合物受热可能爆炸；
（5）①时间；
②温度升高，过氧化氢受热分解。
【方法3 判断可循环使用的物质】
【典例3】工业上利用电石（主要成分为 CaC2）制备高纯度碳酸钙固体的流程如下：
已知：①CaC2+2H2O＝Ca（OH）2+C2H2↑
②Ca（OH）2+2NH4Cl＝CaCl2+2NH3↑+2H2O
③CaCl2+H2O+CO2+2NH3＝CaCO3↓+2NH4Cl
（1）乙炔（C2H2）中碳元素的化合价是 ﹣1 价（氢元素为+1 价）。乙炔是一种常见的燃料（类似甲烷），写出乙炔在空气中完全燃烧的化学方程式 2C2H2+5O22H2O+4CO2 。
（2）除水以外，该流程中可循环使用的物质是 NH4Cl （填化学式）。
（3）电石露置于空气中容易变质，其变质后的杂质为 Ca（OH）2或CaCO3 （填一种固体的化学式）。
【解答】解：（1）乙炔（C2H2）中氢元素化合价是+1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，碳元素的化合价是﹣1价。
乙炔在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式是2C2H2+5O22H2O+4CO2。
故答案为：﹣1；2C2H2+5O22H2O+4CO2。
（2）除水以外，该流程中可循环使用的物质是NH4Cl。
故答案为：NH4Cl。
（3）电石露置于空气中容易变质，是因为电石和水反应生成氢氧化钙和乙炔，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，其变质后的杂质为Ca（OH）2或CaCO3。
故答案为：Ca（OH）2或CaCO3。
【变式3-1】工业制取硝酸的流程如下：
（1）步骤①是电解水制氢气，该反应中氢气和氧气的质量之比为 1：8 。
（2）步骤②是利用氮气和氧气的 沸点 不同来进行分离。
（3）步骤③中发生反应的化学方程式 N2+3H22NH3 。
（4）流程中可以循环使用的物质是 NO （写化学式）。
【解答】解：（1）电解水时，正极产生的气体是氧气，负极产生的是氢气，由化学方程式2H2O2H2↑+O2↑可知，生成氢气与氧气的质量比为：4：32＝1：8；
（2）步骤②是分离液态空气，利用氮气和氧气的沸点不同来进行分离；
（3）步骤③是氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
（4）在流程图中，一氧化氮既是流程中某个反应的反应物，也是流程中另一个反应的生成物，可循环利用，一氧化氮的化学式为NO。
故答案为：（1）1：8；
（2）沸点；
（3）N2+3H22NH3；
（4）NO。
【变式3-2】工业制取硝酸的流程如图：
（1）步骤①是电解水制氢气，反应前加入氢氧化钠的目的是 增强水的导电性 。
（2）步骤②是利用氮气和氧气的 沸点 不同来进行分离。
（3）写出步骤③的化学方程式 N2+3H22NH3 ，该反应的基本反应类型为 化合反应 。
（4）流程中可以循环使用的物质是 一氧化氮 （写物质名称）。
【解答】解：（1）步骤①是电解水制氢气，反应前加入氢氧化钠，氢氧化钠在水中解离出钠离子和氢氧根离子，可以增强水的导电性；
（2）步骤②为分离液态空气，利用氮气和氧气的沸点不同，将氮气分离出来；
（3）步骤③的反应为氮气和氢气在高温高压、催化剂的作用下生成氨气，化学方程式为N2+3H22NH3，该反应符合多变一的特征，属于化合反应；
（4）由流程图知，一氧化氮既是反应物又是生成物，可循环使用；
故答案为：（1）增强水的导电性；
（2）沸点；
（3）N2+3H22NH3；化合反应；
（4）一氧化氮。
【变式3-3】“嫦娥五号”带回的月壤中含有大量的钛铁矿（主要成分是FeTiO3）。科学家设想的有关人类利用月壤资源的流程如图。
（1）反应前将钛铁矿进行粉碎，其目的是 加快反应速率 。
（2）步骤Ⅰ中获得的金属单质有Ti和 Fe 。
（3）步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 CO+3H2CH4+H2O 。
（4）步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为 2H2OH2O2+H2↑ ，其基本反应类型是 分解反应 ，该反应前后催化剂的质量和 化学性质 都不发生改变。
（5）上述流程中可循环使用的物质是 甲烷和氢气 。
【解答】解：（1）反应前将钛铁矿进行粉碎，目的是：加快反应速率；
（2）根据质量守恒定律，反应前有铁元素和钛元素，则步骤I中获得的金属有Ti和Fe；
（3）步骤Ⅱ中发生的反应是一氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，化学方程式为：CO+3H2CH4+H2O；
（4）步骤Ⅲ中发生的反应是水在光照、催化剂的条件下生成氢气和过氧化氢，化学方程式为：2H2OH2O2+H2↑，基本反应类型是分解反应，该反应前后催化剂的质量和化学性质都不发生改变；
（5）既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，该流程中需要甲烷和氢气，但同时又生成甲烷和氢气，则可循环使用的物质是甲烷和氢气。
故答案为：（1）加快反应速率；
（2）Fe；
（3）CO+3H2CH4+H2O；
（4）2H2OH2O2+H2↑；分解反应；化学性质；
（5）甲烷和氢气
【方法4 化学方程式书写及基本反应类型的判断】
【典例4】“嫦娥五号”带回的月壤中含有大量的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）。科学家设想的有关人类利用月壤资源的流程图如下。回答下列问题：
（1）步骤I中获得的金属有Ti和 Fe 。
（2）步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 CO+3H2CH4+H2O 。
（3）步骤Ⅲ中发生反应的基本反应类型是 分解反应 。
（4）上述流程中可循环使用的物质是 甲烷和氢气 。
【解答】解：（1）根据质量守恒定律，反应前有铁元素和钛元素，则步骤I中获得的金属有Ti和Fe。
（2）一氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，反应的化学方程式为CO+3H2CH4+H2O。
（3）步骤III中发生的反应为电解水生成氢气和氧气，该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应。
（4）既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，该流程中需要甲烷和氢气，但同时又生成甲烷和氢气，则可循环使用的物质是甲烷和氢气。
故答案为：（1）Fe。
（2）CO+3H2CH4+H2O。
（3）分解反应。
（4）甲烷和氢气。
【变式4-1】CO2的吸收是碳封存的首要环节：
（1）膜吸收法中，3种吸收剂（一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾）对烟气中CO2的脱除效果（如图1所示）；当吸收剂相同时，随烟气流速增大，CO2脱除效果 减弱 （填“增强”或“减弱”）；当烟气流速相同时，CO2脱除效果最好的是 氨基乙酸钾 。
（2）捕捉烟气中的CO2流程如图2：
①写出“捕捉室”中反应的化学方程式为 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O 。
②根据流程分析“颗粒反应室”中的两种生成物是 碳酸钙、氢氧化钠 。
③上述流程中可循环使用的物质有 NaOH、CaO （填化学式）。
【解答】解：（1）通过分析图1中的数据可知，当吸收剂相同时，随烟气流速增大，CO2脱除效果减弱；当烟气流速相同时，CO2脱除效果最好的是氨基乙酸钾；
（2）①“捕捉室”中的反应是氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
②根据流程分析“颗粒反应室”中的两种生成物是碳酸钙、氢氧化钠；
③上述流程中可循环使用的物质有NaOH、CaO。
故答案为：（1）减弱；氨基乙酸钾；
（2）①2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
②碳酸钙、氢氧化钠；
③NaOH、CaO。
【变式4-2】金属在生产生活中应用广泛。
（1）用铝箔包装药物，主要利用了铝的 延展 性；铝具有“自我保护”作用，其原因可用化学方程式表示为 4Al+3O2＝2Al2O3 。
（2）合金性能优于单一金属，因而被广泛应用。
①武德合金与其组成金属相比具有 熔点低 的特性。
②用Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO，含氮生成物产率随反应温度的变化曲线如图。
a.由图知400℃时，含氮生成物有 N2、NO （填化学式）；
b.Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO，适宜的温度为 800℃ 。
（3）铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈，铁锈的主要成分是 Fe2O3 （填化学式）。
（4）如图是炼铁和炼钢示意图。
①设备A是 高炉 ，设备A中放入石灰石的作用是 造渣 ，设备A中以磁铁矿为原料炼得生铁的化学方程式为 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 。
②炼钢炉中通纯氧的目的是降低生铁中 碳 的含量，通纯氧而不用空气的目的是 提高温度 。
【解答】解：（1）用铝箔包装药物，主要利用了铝的延展性；铝与氧气在铝表面上生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝进一步反应，因此铝具有“自我保护”作用，化学方程式表示为4Al+3O2＝2Al2O3；
（2）①合金的熔点低于各成分金属的熔点，因此武德合金与其组成金属相比具有熔点低的特性；
②a.根据图示曲线变化可知，400℃时，含氮生成物有氮气、一氧化氮，化学式为N2、NO；
b.根据图示曲线变化可知，800℃时一氧化氮气体的产率较高，因此Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO，适宜的温度为800℃；
（3）铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3；
（4）①工业上冶炼铁，把原料加入到高炉内进行反应，因此设备A是高炉；设备A中放入石灰石的作用是将二氧化硅转化为炉渣，以此达到除去二氧化硅的目的；设备A中以磁铁矿为原料炼得生铁，即一氧化碳与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为4CO+Fe3O43Fe+4CO2；
②生铁中含有碳等杂质，炼钢炉中通纯氧的目的是降低生铁中碳的含量；碳在氧气中燃烧比在空气中燃烧放出热量多，因此通纯氧而不用空气的目的是提高环境温度；
故答案为：
（1）延展；4Al+3O2＝2Al2O3；
（2）①熔点低；②N2、NO；800℃；
（3）Fe2O3；
（4）①高炉；造渣；4CO+Fe3O43Fe+4CO2；②碳；提高温度。
【变式4-3】利用海水吸收含硫烟气中的SO2并生产石膏（CaSO4•2H2O）的主要物质转化关系如下：
（1）吸收塔中，参加反应的物质为 二氧化硫和水 。
（2）氧化罐中，发生反应的基本反应类型为 化合反应 。
（3）反应釜中，石灰石加入前，将其粉碎的目的是 增大反应物接触面积，使反应更快、更充分 。反应釜中生成物还有二氧化碳和水，其发生反应的化学方程式为 CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑ 。
【解答】解：（1）吸收塔中，参加反应的物质为二氧化硫和水。
故答案为：二氧化硫和水。
（2）氧化罐中多种物质反应生成一种物质，发生反应的基本反应类型为化合反应。
故答案为：化合反应。
（3）反应釜中，石灰石加入前，将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快、更充分。反应釜中生成物还有二氧化碳和水，其发生反应的化学方程式为CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑。
故答案为：增大反应物接触面积，使反应更快、更充分；CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑
【方法5 未知物质成分分析】
【典例5】某燃煤发电厂产生的固体废弃物粉煤灰中含有较多的氧化铝。某化学小组模拟工厂生产流程，利用该粉煤灰提取得到高纯度的氧化铝，从而制备金属铝。设计方案如图所示。请回答问题。
【资料】：氢氧化钠会与氢氧化铝反应，生成可溶于水的偏铝酸钠（NaAlO2）。反应方程式为：NaOH+Al（OH）3═NaAlO2+2H2O
（1）操作I所得液体中溶质的成分是 Al2（SO4）3和H2SO4 。
（2）操作Ⅱ加入适量氢氧化钠溶液的目的是 除去过量的硫酸，使Al3+恰好完全沉淀 ；不能加入过量氢氧化钠的理由是 NaOH会与Al（OH）3反应，使Al（OH）3产率降低 。
（3）给氧化铝通电过程发生反应的化学方程式 2Al2O34Al+3O2↑ 。
（4）该流程的社会价值是 节约金属资源或将废弃物回收再利用（合理即可） 。
【解答】解：（1）煤灰中含有较多的氧化铝，加入过量的稀硫酸，氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水，稀硫酸过量，所以操作I所得液体中溶质的成分是：Al2（SO4）3 和H2SO4；
（2）氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，氢氧化钠和硫酸铝反应生成氢氧化铝和硫酸钠，所以操作Ⅱ加入适量氢氧化钠溶液的目的是：除去过量的硫酸，使Al3+恰好完全沉淀；不能加入过量氢氧化钠的理由是：NaOH会与Al（OH）3反应，使Al（OH）3产率降低；
（3）氧化铝在通电的条件下生成铝和氧气，化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑；
（4）该流程的社会价值是：节约金属资源或将废弃物回收再利用（合理即可）。
故答案为：（1）Al2（SO4）3 和H2SO4；
（2）除去过量的硫酸，使Al3+恰好完全沉淀；NaOH会与Al（OH）3反应，使Al（OH）3产率降低；
（3）2Al2O34Al+3O2↑；
（4）节约金属资源或将废弃物回收再利用（合理即可）。
【变式5-1】金属及其回收利用
某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO和CuO，某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。
（活动一）回收铜并制取氧化锌，实验方案如下：
（1）步骤I所得滤液a中溶质的成分是 ZnSO4、CuSO4、H2SO4 （填写化学式）。
（2）步骤Ⅲ加入试剂甲的名称是 稀硫酸 。
（3）步骤IV加入适量NaOH溶液的目的是 使硫酸锌完全反应 。
（活动二）利用活动一回收的铜制取硫酸铜，设计方案如下：
方案A：CuCuSO4
方案B：CuCuSO4
（信息）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（4）方案A中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为 CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O 。
（5）小组同学从绿色化学的视角分析方案B不合理，理由是 方案B会生成二氧化硫，污染空气 （写出一条即可）。
（活动三）该小组的同学在制得的硫酸铜溶液中插入铝丝，未发现明显的实验现象
（6）（现象分析，继续实验）分析出现无明显实验现象的原因并进行了相应的补救措施是： 用砂纸除去铝表面的保护膜 ，顺利完成实验，观察到了明显的实验现象。经充分反应后，该实验的现象是 铝表面有红色物质生成，溶液由蓝色变成无色 。
（7）（实验微观辨析）①硫酸铜溶液中含有的微粒有 3 种。
②经研究发现该反应的微观示意图如图所示（图1中微粒未完全画出）。则用实际参加反应的微粒符号来表示化学反应的式子是 2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu 。
（8）在“宏观一微观一符号”之间建立联系，能帮助我们更好地认识物质变化的本质。下列说法中正确的是 BD 。
A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42﹣
B.硫酸铜溶液能导电
C.反应的实质是Al得电子生成Al3+、Cu2+失电子生成Cu
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关
（9）如图2为Mn和CuSO4溶液反应的示意图，回答下列问题：
①该反应的实质是 Mn与Cu2+反应生成了Mn2+与Cu 。
②反应中失去电子的粒子是 Mn 。
③由反应可知金属的活泼性：Mn ＞ Cu（填“＞”或“＜”）。
④该反应中化合价没有改变的元素或根是 C （填对应选项的字母）。
A.锰元素
B.铜元素
C.硫酸根
【解答】解：（1）根据废料成分，锌、氧化锌和氧化铜都与硫酸反应，生成了硫酸锌和硫酸铜，因此滤液溶质含有硫酸锌、硫酸铜和剩余的硫酸；
故答案为：ZnSO4、CuSO4、H2SO4。
（2）滤液c与氢氧化钠反应后只有硫酸钠，所以加入甲为硫酸，不引入其他离子；
故答案为：稀硫酸。
（3）为了确保硫酸锌与氢氧化钠完全反应，不产生剩余的溶剂，所以加入适量氢氧化钠，将硫酸锌全部反应完毕，且不剩余；
故答案为：使硫酸锌完全反应。
（4）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O；
故答案为：CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O。
（5）铜与浓硫酸反应后生成了二氧化硫，二氧化硫可造成酸雨，引起污染，所以不采用B；
故答案为：方案B会生成二氧化硫，污染空气。
（6）铝与氧气接触生成氧化铝，覆盖在铝表面，不利于铝与反应物接触，因此利用砂纸去除表面的保护膜；铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，铜为红色固体，硫酸铝溶液为无色，所以此时溶液由蓝色变为无色，红色固体析出；
故答案为：用砂纸除去铝表面的保护膜；铝表面有红色物质生成，溶液由蓝色变成无色。
（7）①硫酸铜溶液含有铜离子、硫酸根离子和水分子，所以含有3种微粒；
故答案为：3。
②根据图像信息可以看出，铝与铜离子反应生成铝离子和铜，书写离子方程式注意配平，所以离子方程式为2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu；
故答案为：2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu。
（8）A、硫酸铜溶液含有铜离子、硫酸根离子和水分子，选项A错误；
B、硫酸铜溶液含量离子，具有导电性，选项B正确；
C、铝失去电子变为铝离子，铜离子得电子生成铜，选项C错误；
D、硫酸铜溶液与硫酸铝溶液不同微粒只有铜离子，所以蓝色与铜离子有关，选项D正确；
故答案为：BD。
（9）①根据图像信息可以看出，锰与铜离子反应生成了锰离子和铜；
故答案为：Mn与Cu2+反应生成了Mn2+与Cu。
②锰变为锰离子，失去电子；
故答案为：Mn。
③锰可以置换出铜，说明锰的金属活动性比铜强；
故答案为：＞。
④A、锰元素由0变为+2价，选项A不符合题意；
B、铜元素由+2价变为0，选项B不符合题意；
C、硫元素反应前后都是+6价，选项C符合题意；
故答案为：C。
【变式5-2】推断题
I．某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的分流程见图：
资料1：垃圾焚烧产生的烟气中含有SO2等有害气体。
资料2：硫酸亚铁（FeSO4）容易被空气中的O2氧化。
资料3：SO2性质与CO2相似，与石灰浆【主要成分氢氧化钙】反应产生不溶于水的亚硫酸钙（CaSO3）沉淀和水。
回答下列问题：
（1）石灰浆吸收SO2反应的化学方程式为 Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O 。
（2）溶解步骤中同时发生的三个化学反应方程式为：Fe2O3+3H2SO4＝3H2O+Fe2（SO4）3，Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4，另外一个化学方程式为 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ ，此化学反应的基本反应类型是 置换反应 。
（3）政府倡导垃圾分类，其好处是（写一点） 保护环境或节约资源等（合理即可） 。
Ⅱ．A～H都是初中化学常见的物质，其中B、E、G、H是单质，其余均为化合物。A、E、H为黑色固体，G为红色固体，X为红棕色固体粉末，气体C可用于灭火，反应②的转化过程是自然界中的重要过程——光合作用。它们相互间的转化关系如图所示（部分反应物、生成物及反应条件已略去）。
请回答下列问题：
（4）写出物质G的化学式：G Cu ；
（5）反应④的化学方程式 CO+CuOCu+CO2 ，在此反应中体现了物质F的 还原 性；
（6）写出下列反应的化学方程式：
反应⑤ CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O ；
反应⑥ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
（7）物质B在生产生活中的用途有 供给呼吸（合理即可） （举一例即可）。
【解答】解：Ⅰ（1）二氧化硫能与石灰浆中的氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O；故答案为：Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O；
（2）生锈铁制品中含有铁锈氧化铁和铁单质，其中铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；该反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；置换反应；
（3）垃圾分类，有利于保护环境，同时还可以节约资源等；故答案为：保护环境或节约资源等（合理即可）；
Ⅱ、（4）气体C可用于灭火，其为二氧化碳，反应②为光合作用过程，则B为氧气，又由于A、E为黑色固体，G为红色固体，且E、G是单质，再结合图中二氧化碳能与E在高温下反应生成F，F能与A反应生成G，氧气又能与G反应生成A，而碳、氧化铜为黑色固体，铜为红色固体，且碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳还原氧化铜生成铜，铜又能与氧气反应生成氧化铜，则E为碳、A为氧化铜、F为一氧化碳、G为铜，铜的化学式为Cu；故答案为：Cu；
（5）一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2；在该反应中，一氧化碳将氧化铜还原成了铜，体现了一氧化碳的还原性；故答案为：CO+CuOCu+CO2；还原性；
（6）反应⑤是二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；反应⑥中，X为红棕色固体粉末，H为黑色固体，一氧化碳能与氧化铁反应生成铁粉和二氧化碳，其中氧化铁为红棕色固体粉末，铁份为黑色固体，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；故答案为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（7）物质B为氧气，氧气能供给呼吸、助燃等；故答案为：供给呼吸（合理即可）
【方法6 流程的评价】
【典例6】如图是以经过除尘，除二氧化碳、除水的空气为原料生产尿素的流程（部分生成物已省略），请回答有关问题：
（1）①中从液态空气中分离出氮气、氧气，该过程中只涉及物理变化，判断的依据是 是利用了液氮和液氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化 。
（2）该流程中，可以循环利用的物质是 氮气、氢气 。
（3）氨气液化可得液氨。根据③分析，氢气、氮气和氨气三种气体中，氨气沸点比氢气和氮气的沸点都要 高 （填“高”或“低”）。
（4）该流程①中若要制得143g氧气（已知在标准状况下，氧气的密度为1.43g/L），理论上需要空气的体积为 500L 。（空气中氧气体积按五分之一计算）
【解答】解：（1）从液态空气中分离出氮气、氧气，是利用了液氮和液氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化。
（2）既是流程中某个反应的反应物，也是流程中另一个反应的生成物，可循环利用。由图可知，该流程中，可以循环利用的物质是氮气、氢气。
（3）由图可知，经过降温分离，得到氮气、氢气和液氨，说明氨气的沸点比氢气和氮气的沸点都要高，氮气和氢气的沸点低，故先分离出来。
（4）理论上需要氧气的体积为：143g÷1.43g/L＝100L，需要空气的体积为100L÷＝500L。
故答案为：
（1）是利用了液氮和液氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化；
（2）氮气、氢气；
（3）高；
（4）500L。
【变式6】双氧水脱硫处理烟气（含二氧化硫），用铝灰（主要成分为铝、氧化铝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）用喷洒的方式注入双氧水的目的是 增大反应物接触面积，使反应更充分 。
（2）Y是实验室常见的一种强酸，请写出脱硫塔中化合反应生成物质Y的反应文字表达式： 过氧化氢+二氧化硫→硫酸 。
（3）如图中Z的作用是 除去不溶于酸的混合结渣 。
（4）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。
【解答】解：（1）用喷洒的方式注入双氧水的目的是增大反应物接触面积，使反应更充分；
（2）烟气（含二氧化硫）经过脱硫塔与双氧水反应生成一种强酸（硫酸），文字表达式为：过氧化氢+二氧化硫→硫酸；
（3）铝灰（主要成分为铝、氧化铝以及不溶于酸的混合结渣）在反应器中，铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，然后经过Z处，将反应生成的硫酸铝溶液和不溶于酸的混合结渣分离，以得到纯净的硫酸铝溶液，这种分离固体和液体的操作是过滤，所以Z处为过滤器，作用是除去不溶于酸的混合结渣；
（4）根据除尘器的作用为除去悬浮在气体中的粉尘，所以上述流程中，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。
故答案为：（1）增大反应物接触面积，使反应更充分；
（2）过氧化氢+二氧化硫→硫酸；
（3）除去不溶于酸的混合结渣；
（4）除尘器。
【实战演练】
【类型一：生产及制备流程】
1．垃圾是放错了位置的资源，现在从含有金属镁、铁、铜粉末的垃圾中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如图。请回答：
（1）操作a的名称是 过滤 ；
（2）在步骤①步骤②中，利用了物质物理性质的 ① （填①或②）；
（3）步骤②中发生反应的化学方程式是 Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ ；
（4）实验步骤②中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂 A （填标号）；
A.硫酸铜溶液
B.硫酸亚铁溶液
C.稀盐酸
（5）在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是 铁和铜 。
【解答】解：（1）由实验过程可知，操作a能将固液分离，名称是过滤。
（2）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，并没有发生化学变化，利用物质物理性质，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，发生化学变化，利用物质化学性质。
（3）在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑。
（4）步骤②是将镁转化为硫酸镁，除了加入稀硫酸外还可选用硫酸铜溶液，镁与硫酸铜溶液反应生成硫酸镁溶液和铜。
（5）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，剩余铜，在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是铁和铜。
故答案为：（1）过滤；
（2）①；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
（4）A；
（5）铁和铜。
2．为减少污染并变废为宝，某化学小组在实验室探究工业废水的综合利用，设计了如图流程图并完成了回收铜和硫酸锌的实验。
（1）A为 锌 。
（2）加入B时反应的化学方程式为 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ ，该反应属于基本反应类型中的 置换 反应。
（3）操作Ⅰ需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗 ，其中玻璃棒的作用是 引流 。
【解答】解：（1）锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，所以加入的A是锌，所以X的成分为锌、铜；
（2）过量的锌对于铜仍是杂质，加入过量的锌可以是硫酸铜完全反应，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；反应为置换反应；
（3）操作Ⅰ分离出了固体和溶液，所以操作I是过滤，需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，其中玻璃棒的作用是引流。
故答案为：（1）锌；
（2）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；置换；
（3）漏斗；引流。
3．芯片被喻为国家的“工业粮食”，是“互联网+”设备的“心脏”。从砂子中含有的SiO2制取高纯硅的原理过程如图（反应条件略）：
（1）SiCl4中Si的化合价为 +4 。
（2）写出过程①的化学反应方程式： SiO2+2CSi+2CO↑ 。
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是 制取高纯度的单质硅 。
【解答】解：（1）SiCl4中氯元素为负价，显﹣1价，根据化合物中化合价的代数和为零可得，在该化合物中Si元素的化合价是+4价；
（2）SiO2与焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式 SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是制取高纯度的单质硅；
故答案为：（1）+4；
（2）SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）制取高纯度的单质硅。
【类型二：回收与利用流程】
4．普通锌锰电池由锌、石墨电极和糊状物组成，其中糊状物的主要成分是石墨粉、淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如图流程，变废为宝。
（1）废旧电池处理后得到石墨，用石墨做电极主要是利用石墨的 导电 性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都 难 溶于水（选填“难”或“易”）；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，则X的化学式为 H2O 。
【解答】解：（1）用石墨做电极主要是利用石墨的导电性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都难溶于水；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，在反应物中有1个锰原子、2个氧原子、4个氢原子、4个氯原子，生成物中有1个锰原子、4个氯原子，所以X的化学式为H2O。
故答案为：（1）导电；
（2）难；
（3）H2O。
5．废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，随意丢弃既会造成资源浪费，也会污染土壤和水体。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 增大反应物接触面积，加快反应速率 。
（2）操作a是 过滤 。滤液A中的溶质除了硫酸以外，还有 Al（SO4）3、FeSO4 （填化学式）。
（3）步骤Ⅱ中的实验现象是 滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色 。
（4）步骤Ⅳ中反应的化学方程式是 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 。
（5）金属活动性Fe＞Cu，故可发生反应：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。非金属与金属类似，已知活动性Cl2＞Br2＞I2，请写出将Cl2通入NaBr溶液中发生反应的化学方程式： Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2 。
【解答】解：（1）将电路板粉碎成粉末的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率；
（2）操作a可以将固体和液体进行分离，其操作的名称是过滤；铝和铁的金属活动性强于氢，废旧手机的电路板中铝、铁能与过量的硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁，所以滤液A中的溶质除了硫酸以外，还有Al（SO4）3、FeSO4；故答案为：过滤；Al（SO4）3、FeSO4；
（3）步骤Ⅱ中铜和过氧化氢、稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察到的现象是滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色，故答案为：滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色；
（4）步骤Ⅳ中过量的铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，因此滤渣F中含有铁、铜，步骤IV中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；
（5）由题意可知，活动性Cl2＞Br2＞I2，将Cl2通入NaBr溶液中，Cl2与NaBr反应生成氯化钠和溴，反应的化学方程式为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2，故t答案为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2。
6．为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和FeSO4晶体，某学习小组设计并完成了以下实验。
（1）写出物质A的化学式 Fe ；步骤I的操作名称为 过滤 ；步骤I发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 。
（2）图体X属于 混合物 （填“单质”“化合物”或“混合物”）。
（3）步骤Ⅱ反应的实验现象是 固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色 。
（4）步骤Ⅱ中稀硫酸 不能 （填“能”或“不能”）换成Cu（NO3）2溶液，理由是 铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，引入了新的杂质硝酸亚铁 。
（5）一系列操作中包含蒸发浓缩、 降温结晶 、过滤。
【解答】解：（1）该流程的目的是回收铜和硫酸亚铁晶体，故加入的过量A应为Fe，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，步骤I实现了固液分离，为过滤；发生反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；故答案为：Fe；过滤；Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
（2）固体X为过量的铁和反应生成的铜组成，属于混合物；故答案为：混合物；
（3）步骤Ⅱ反应为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，现象是：固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色；故答案为：固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色；
（4）步骤Ⅱ中稀硫酸不能换成硝酸铜溶液，因为铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，引入了新的杂质硝酸亚铁；故答案为：不能；铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，引入了新的杂质硝酸亚铁；
（5）一系列操作是将硫酸亚铁溶液转变为硫酸亚铁晶体，故包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤；故答案为：降温结晶。
7．某金属加工厂有大量金属铝、铁、铜的废弃粉末，为充分利用金属资源，分离和回收金属，某化学兴趣小组通过查阅资料设计了如下实验方案：
请完成下列各题：
（1）步骤①中分离得到的金属B是 铁（或Fe） 。
（2）步骤②发生反应的化学方程式为： 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ ，该反应的基本类型属于 置换反应 。
（3）步骤③生成沉淀的化学方程式为： 3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl ；因Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，故步骤③加入某试剂时应采用的是 滴加 （选填“滴加”或“倾倒”）操作。
（4）电解熔融Al2O3制金属铝的化学方程式为： 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 。
【解答】解：（1）磁铁能将铁吸出，故金属B为铁；
（2）金属A为铝和铜的混合物，加入稀盐酸，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，化学方程式为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；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，故反应属于置换反应；
（3）步骤②中生成的溶液是氯化铝溶液，它和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠，反应的化学方程式为：3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl；因为Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，步骤③加入试剂时应避免氢氧化钠过量，故应逐滴滴加氢氧化钠溶液至沉淀完全；
（4）熔融的三氧化二铝电解生成金属铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
故答案为：（1）铁（或Fe）；
（2）2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；置换反应；
（3）3NaOH+AlCl 3＝Al（OH） 3↓+3NaCl；滴加；
（4）2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
8．某电镀厂排放的废液中含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4三种溶质，为减少水污染并节约成本，回收硫酸锌、金属铁和铜，设计流程如图所示。请回答：
（1）操作①②③都是 过滤 。
（2）实验方案中X是 Zn ，Y是 H2SO4 ，Y过量的目的是 使Fe、Zn与H2SO4充分反应 ；同学们观察到加入Y反应一段时间后产生气体的速率减慢，原因是 随着反应的进行，硫酸浓度减小，反应变慢 。
（3）滤液b中含有的阳离子为 Zn2+、Fe2+、H+ （写离子符号）；写出滤液b加适量X发生的化学方程式 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑（或Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4） 。（任写1个）
（4）最终所得硫酸锌的质量 ＞ 原废液中溶质的质量（填“＞”或“＜”或”＝”）；本工业流程涉及到的化学反应基本类型为 置换反应 。
【解答】解：（1）过滤可将固体和液体分离，则操作①②③为过滤。
（2）由于滤液c经过操作④变为硫酸锌晶体，则操作④为蒸发，则滤液c的溶质的硫酸锌，而废液中含有 CuSO4、FeSO4和 ZnSO4三种溶质，加入过量X后，除去了溶液中的硫酸铜和硫酸亚铁，则X为锌，锌能与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，锌能与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌；固体a为铜、铁和过量的锌，加入Y后，除去了固体中的锌和铁，而锌、铁能与酸反应，铜不能与酸反应，则加入的Y为硫酸，加入的硫酸的目的为使 Fe、Zn 与 H2SO4充分反应；由于反应过程中硫酸溶液浓度会减小，则反应速率会变慢。
（3）由前面分析可知，铁能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则滤液b的溶质为硫酸锌、硫酸铁和过量的硫酸，则滤液 b 中含有的阳离子为Zn2+、Fe2+、H+；X为锌，锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，锌能与硫酸亚铁反应反应生成铁和硫酸锌，反应的化学方程式为Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4。
（4）由于Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO4、Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4，
160 161 152 161
反应前的溶质为硫酸锌、硫酸铜和硫酸亚铁，而反应后的溶质为硫酸锌，且反应过程中还加入有硫酸、锌，则最终所得硫酸锌的质量＞原废液中溶质的质量；该反应中发生的反应均为金属与酸的反应或金属与金属化合物溶液的反应，均属于置换反应。
故答案为：（1）过滤；
（2）Zn；H2SO4；使 Fe、Zn 与 H2SO4充分反应；随着反应的进行，硫酸浓度减小，反应变慢；
（3）Zn 2+、Fe 2+、H +；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑（或Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4）；
（4）＞；置换反应。
9．化学兴趣小组验证铁、铜、银的金属活动性，并回收Ag。
（1）铁、铜、银中金属活动性最强的是 铁 。
（2）Cu与AgNO3溶液反应的化学方程式是 Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag 。
（3）利用含有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的废液回收Ag。
①滤液A的溶质是 Fe（NO3）2、Cu（NO3）2 。
②要确定滤液C中有AgNO3，可取滤液C于试管中，滴加少量 B 观察现象。
A．稀硫酸
B．稀盐酸
C．稀硝酸
D．氢氧化钠溶液
③若将步骤Ⅰ中的“加入略过量Cu ag”改为“加入略过量Fe ag”，最终得到Ag的质量 大于 mg（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【解答】解：（1）由金属活动性顺序表可知，铁、铜、银中金属活动性最强的是铁；
（2）Cu与AgNO3反应生成银和硝酸铜，化学方程式Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；
（3）①Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3混合废液加入稍过量铜，铜会与硝酸银反应生成银和硝酸铜，铜与硝酸亚铁不反应，所以滤液A中溶质为硝酸铜和硝酸亚铁；滤渣B中有银和稍过量的Cu，步骤Ⅱ加入足量硝酸银，使滤渣B中的铜完全反应，得到纯净的银，硝酸银与铜反应成硝酸铜和银；滤液C中一定有硝酸铜；
②要确定滤液C中有AgNO3，可取滤液C于试管中，滴加少量稀盐酸检验，若有白色沉淀，则含硝酸银，反之不含；
③如果把“加入略过量Cu ag”改为“加入略过量Fe ag”，首先依然会把混合废液中的Ag全部置换出来，额外还有全部Cu也进入滤渣B，滤渣B中加入足量硝酸银，Cu又把Ag置换出来。所以最终得到Ag的质量＞mg。
故答案为：（1）铁；
（2）Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；
（3）①Fe（NO3）2、Cu（NO3）2；
②B；
③大于。
10．我国每年报废的手机超过2亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，随意丢弃既会造成资源浪费，也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜，设计并进行了如下实验。
【资料卡片】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 增大接触面积，使反应更充分，加快反应速率 。
（2）步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外，还有 FeSO4和Al2（SO4）3或硫酸亚铁和硫酸铝 。
（3）步骤②中的实验现象是：固体部分溶解， 溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色 。
（4）步骤③中反应的化学方程式是 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu ，其反应类型属于 置换反应 ，该步骤所得滤渣的成分有 铜和铁 。
（5）上述实验步骤中均包含过滤操作，其中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 漏斗 ，简述洗涤滤渣的实验操作 往盛有滤渣的过滤器中加入蒸馏水，直至浸没滤渣 。
【解答】解：（1）将电路板粉碎是为了增大接触面积，和硫酸充分反应，同时加快反应速率，故答案为：增大接触面积，使反应更充分，加快反应速率；
（2）铝和铁可以和硫酸反应生成硫酸铝和硫酸亚铁，所以步骤①所得滤液中除了有硫酸外，还有硫酸亚铁和硫酸铝，故答案为：FeSO4和Al2（SO4）3或硫酸亚铁和硫酸铝；
（3）由已知信息知，步骤②中铜溶解得到硫酸铜溶液，因此实验现象为固体部分溶解，溶液变为蓝色，故答案为：溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色；
（4）步骤③是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；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的反应，该反应属于置换反应，得到的滤渣为铜和过量的铁，故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；置换反应；铜和铁。
（5）过滤操作，其中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗，洗涤滤渣的实验操作是往盛有滤渣的过滤器中加入蒸馏水，直至浸没滤渣，故答案为：漏斗；往盛有滤渣的过滤器中加入蒸馏水，直至浸没滤渣。
11．从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜，其操作流程如图所示。
（1）将废旧部件粉碎处理的目的是 增大反应物间的接触面积，使粗产品与稀硫酸充分反应 。
（2）操作a的名称是 过滤 。
（3）步骤①发生反应的化学方程式为 Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑[或2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑] （写一个即可），步骤②加入硝酸银的目的是 除去固体中的铜单质 。
（4）金属M是从硝酸铜溶液中得到铜，该金属可以是 Fe或Zn等（合理即可）。 （填化学式，一种即可）。
【解答】解：（1）将废旧部件粉碎处理的目的是，这样做的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速度，使反应更充分；
（2）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以步骤a的名称是过滤；
（3）镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑[或铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑]；步骤②加入硝酸银，硝酸银和铜反应生成银和硝酸铜，反应的目的是除去固体中的铜单质；
（4）金属M是从硝酸铜溶液中得到铜，该金属的活动性比铜强，金属可以是Fe或Zn等（合理即可）；
故答案为：（1）增大反应物间的接触面积，使粗产品与稀硫酸充分反应
（2）过滤；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑[或2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑]；除去固体中的铜单质；
（4）Fe或Zn等（合理即可）。
12．为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和FeSO4晶体，某学习小组设计并完成了以下实验。
（1）写出物质A的化学式 Fe ；步骤Ⅰ发生的化学方程式 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
（2）固体X属于 混合物 （填“单质”、“化合物”或“混合物”）。过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗 。
（3）步骤Ⅱ反应的实验现象 固体部分溶解，溶液由无色变成浅绿色，有气泡产生 。
（4）Ⅱ中稀硫酸 不能 （填“能”或“不能”）换成Cu（NO3）2溶液，理由是 生成的硝酸亚铁对于硫酸亚铁也是杂质 。
（5）写出Cu在生活中的一种用途 作导线 。
【解答】解：从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和硫酸亚铁晶体，则加入的试剂A，应为铁，铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，过滤，得到的固体X是铜和过量铁的混合物，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，铜不与稀硫酸反应，适量的试剂B为稀硫酸，液体Y是是硫酸亚铁。
（1）物质A的化学式为Fe；步骤Ⅰ发生的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（2）固体X属于混合物；过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
（3）步骤Ⅱ的反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，实验现象是固体部分溶解，溶液由无色变成浅绿色，有气泡产生；
（4）Ⅱ中稀硫酸不能换成Cu（NO3）2溶液，硝酸铜和铁反应生成硝酸亚铁和铜，理由是：生成的硝酸亚铁对于硫酸亚铁也是杂质；
（5）Cu在生活中的一种用途是：作导线。
故答案为：（1）Fe；Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（2）混合物；漏斗；
（3）固体部分溶解，溶液由无色变成浅绿色，有气泡产生；
（4）不能；生成的硝酸亚铁对于硫酸亚铁也是杂质；
（5）作导线。
13．黄铜（铜锌合金）长期使用会锈蚀，铜锈主要成分为Cu2（OH）2CO3。查阅资料：铜锈可以与稀硫酸反应。其化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑，杂质不与稀硫酸反应。回收废黄铜有用成分，调配锌铜比例，可以铸造新的黄铜，变废为宝。
其工艺流程图如下：
（1）步骤一、步骤二、步骤三中均有混合物分离的操作，且方法相同，分离需要的玻璃仪器除漏斗、烧杯外，还需要 玻璃棒 。（填玻璃仪器名称）
（2）化学反应按反应物和生成物的种类与特点分为四大基本反应类型，请写出步骤三中的主要化学方程式 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ ，其反应类型是 置换反应 。
（3）系列处理二后获得锌的质量 ＞ ，原废黄铜中锌的质量。（选填“＜”“＝”或“＞”）
（4）黄铜颜色与黄金相似，人称“愚人金”，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利。下列选项中不能区别黄铜与黄金的方法是 A 。
A.用磁铁吸引
B.浸入稀盐酸溶液，观察有无气泡
C.在空气中灼烧后观察颜色
D.测定密度大小
【解答】解：（1）步骤一、步骤二、步骤三中混合物分离采用过滤的方法，因此除了上述仪器，还需要玻璃棒引流；
故答案为：玻璃棒。
（2）固体B为锌和铜，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；反应符合单质与化合物反应生成另一种单质和化合物的特点，因此属于置换反应；
故答案为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；置换反应。
（3）在步骤二加入过量的锌，与步骤一中的过量稀硫酸反应生成硫酸锌，同时步骤三也有硫酸锌生成，因此最终得到的锌的质量比之前多，质量变大；
故答案为：＞。
（4）A、黄铜含有锌和铜，黄金为金，都不具有磁性，无法利用磁铁区分，选项A符合题意；
B、黄铜含有锌，可与盐酸反应生成氢气，有气泡产生，而黄金不反应，无明显现象，可以区分两种物质，选项B不符合题意；
C、黄铜灼烧有氧化铜生成，变为黑色，而黄金不变色，可以区分两种物质，选项C不符合题意；
D、金属组成不同，密度不同，黄金的密度大，可以测定密度区分两种物质，选项D不符合题意；
故选：A
【类型三：分离、提纯和除杂流程】
14．海洋是一个聚宝盆。我国钓鱼岛海域蕴藏了丰富的水资源、油气资源。
（一）利用海水提取粗盐的过程如图所示：一定质量的海水，通过贮水池引入到蒸发池，在没有引入结晶池之前的蒸发过程中，蒸发池中氯化钠的质量会 不变 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（二）海水晒盐得到的粗盐中含有杂质。为了除去NaCl溶液中含有少量的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等杂质，某小组同学选用Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba（OH）2溶液三种试剂，按一定的顺序进行如图所示的实验。回答下列问题：
（1）实验Ⅰ中加入试剂A除去的杂质是 MgCl2，Na2SO4 ；
（2）实验Ⅱ中加入的试剂B是 Na2CO3 溶液；
（3）滤液②中除Na+和Cl﹣外，还含有的离子是 OH﹣， （填离子符号）；
（4）实验Ⅲ中发生的中和反应的化学方程式 NaOH+HCl＝NaCl+H2O 。
【解答】解：（1）利用海水提取粗盐的过程一定质量的海水，通过贮水池引入到蒸发池，在没有引入结晶池之前的蒸发过程中，蒸发池中水分减少，但是氯化钠的质量不变，故答案为：不变；
（2）NaCl溶液中含有少量的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等杂质，选用Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba（OH）2溶液三种试剂，进行除杂，根据顺序图分析判断：
①实验Ⅰ中加入试剂A是Ba（OH）2溶液，MgCl2和Na2SO4与Ba（OH）2分别产生Mg（OH）2和BaSO4沉淀，可以除去MgCl2，Na2SO4，故答案为：MgCl2，Na2SO4；
②滤液①中有杂质CaCl2、BaCl2和NaOH，要除杂需实验Ⅱ中加入的试剂Na2CO3溶液，由于CaCl2、BaCl2和Na2CO3溶液反应产生CaCO3和BaCO3沉淀。故答案为：Na2CO3；
③滤液②含有杂质Na2CO3和NaOH溶液中，所以除Na+和Cl﹣外，还含有的离子是OH﹣，，故答案为：OH﹣，；
④实验Ⅲ中加入稀盐酸，发生的中和反应的化学方程式：NaOH+HCl＝NaCl+H2O，故答案为：NaOH+HCl＝NaCl+H2O.
15．为除去粗盐中的泥沙、MgCl2、CaCl2和Na2SO4杂质，某化学兴趣小组的同学先将粗盐样品溶解、过滤，除去泥沙后，取粗盐水按如图流程进行实验。
（1）操作Ⅰ和操作Ⅱ中均使用的一种玻璃仪器是 玻璃棒 ；操作Ⅱ中使用该玻璃仪器的目的是 使液体均匀受热，防止液滴飞溅 。
（2）写出加入BaCl2溶液时发生反应的化学方程式 BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl 。
（3）加入过量碳酸钠溶液的作用是什么？ 除去粗盐中的氯化钙，同时还可以除去过量的氯化钡 。
【解答】解：（1）操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是蒸发结晶，这两个操作都需要用到一种玻璃仪器是玻璃棒，在操作II在中使用该仪器的作用是使液体均匀受热，防止液滴飞溅，故答案为：使液体均匀受热，防止液滴飞溅；
（2）因为粗盐含有硫酸钠杂质，加入氯化钡是除去硫酸钠，氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，化学反应方程式为：BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl，故答案为：BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl；
（3）因为粗盐中含有氯化钙杂质，加入过量碳酸钠溶液的作用是主要除去粗盐中的氯化钙，同时还可以除去过量的氯化钡，故答案为：除去粗盐中的氯化钙，同时还可以除去过量的氯化钡。
16．某同学从山区带回一瓶浑浊的山泉水，并在化学实验室模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示。
请回答以下问题。
（1）操作①的名称是 过滤 ，实验室进行该操作时玻璃棒的作用是 引流 。若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，写出一种可能的原因： 滤纸破损（合理即可） 。
（2）操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是 活性炭 ，该过程主要是 物理 （填“物理”或“化学”）变化。
（3）取少量液体D于试管中，加入少量 肥皂水 ，振荡，发现有较多浮渣产生。说明是 硬 水，液体D经过操作③得到的蒸馏水属于 纯净物 （填“纯净物”或“混合物”）。
（4）按新《水质检测标准》，从所取水样中检测出含氮、磷、钠等，这里的氮、磷、钠是指 D （填字母）。
A.单质
B.分子
C.原子
D.元素
（5）节约用水是每个公民的义务。请你写出一种生活中节约用水的做法： 可用洗菜水浇花（合理即可） 。
【解答】解：（1）操作①将固体和液体分离，故操作为过滤，进行该操作时玻璃棒的作用是引流；若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，写出可能的原因是滤纸破损或漏斗内的液面高于滤纸边缘或承接滤液的烧杯不干净。
（2）操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是活性炭，活性炭具有吸附的作用，在吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化。
（3）用肥皂水检验水是硬水还是软水，发现有较多浮渣产生，说明是硬水；液体D经过操作③得到的蒸馏水，蒸馏水只含水一种物质，属于纯净物。
（4）物质是由元素组成的，从所取水样中检测出含氮、磷、钠等，这里的氮、磷、钠是指元素，故选D。
（5）生活中节约用水，可用洗菜水浇花，洗衣服的水拖地等。
故答案为：（1）过滤；引流；滤纸破损（合理即可）；
（2）活性炭；物理；
（3）肥皂水；硬；纯净物；
（4）D；
（5）可用洗菜水浇花（合理即可）。
17．某校兴趣小组欲利用Mg（OH）2和Cu2O的混合物制备MgCl2和金属铜。该小组设计了如图的实验流程，回答下列有关问题：
（1）Cu2O是红色固体，它与稀盐酸反应产生红色固体单质和蓝色溶液，则该反应的化学方程式为 Cu2O+2HCl＝Cu+CuCl2+H2O 。
（2）加入过量的金属Y时，发生的化学方程式为 Mg+CuCl2＝Cu+MgCl2或Mg+2HCl═MgCl2+H2↑ 。（写1个）固体M的成分 镁和铜 （填名称）。
（3）MgCl2的溶解度受温度的影响较小，则操作Ⅰ为 蒸发结晶 。实际操作时会向固体M中加入过量的稀盐酸，这一操作并不会让最终产品MgCl2里出现新杂质，请说明理由 盐酸具有挥发性，蒸发过程中，过量盐酸快速挥发掉 。
（4）若混合物中Cu2O的质量为2.88g，则理论上得到Cu的质量为 2.56 g。
【解答】解：（1）Cu2O是红色固体，它与稀盐酸反应产生红色固体单质和蓝色溶液，即氧化亚铜与稀盐酸反应生成铜、氯化铜和水，反应的化学方程式Cu2O+2HCl＝Cu+CuCl2+H2O。
（2）实验目的是制备MgCl2和金属铜，加入过量的金属Y前，溶液是氯化铜和稀盐酸的混合溶液。加入过量的金属Y时，反应得到固体，所以Y是镁，镁与氯化铜反应生成铜和氯化镁，镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式Mg+CuCl2＝Cu+MgCl2、Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，固体M含有剩余的镁和生成的铜。
（3）MgCl2的溶解度受温度的影响较小，则操作Ⅰ为蒸发结晶。
实际操作时会向固体M中加入过量的稀盐酸，这一操作并不会让最终产品MgCl2里出现新杂质，是因为盐酸具有挥发性，蒸发过程中，过量盐酸快速挥发掉。
（4）由混合物中Cu2O的质量为2.88g，则理论上得到Cu的质量＝2.88g××100%＝2.56g。
故答案为：
（1）Cu2O+2HCl＝Cu+CuCl2+H2O；
（2）Mg+CuCl2＝Cu+MgCl2或Mg+2HCl═MgCl2+H2↑；镁和铜；
（3）蒸发结晶；盐酸具有挥发性，蒸发过程中，过量盐酸快速挥发掉；
（4）2.56。
【类型四：混合物成分的确定流程】
18．“太阳能光伏发电”能有效推进“碳中和”，发展“低碳经济”，其关键的材料是高纯硅。如图是高纯硅的简易生产流程。
请回答：
（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，其化学式为 SiO2 ，SiCl4的名称是 四氯化硅 。
（2）在生产过程中将石英砂粉碎的目的是 增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率 。
（3）“精馏”是蒸馏的一种，其原理是利用混合物各成分的 沸点 不同，将物质分离出来，属于 物理 变化。
（4）上述流程中可循环使用的物质是 H2和HCl 。
（5）流程⑤中发生反应的化学符号表达式为 SiHCl3+H2Si+HCl 。
（6）粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行的可能原因是 防止硅与氧气发生反应或防止O2与H2混合引起爆炸 。
【解答】解：（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，化学式为SiO2；由两种元素组成的化合物，一般是从右往左读为某化某，有时还要读出化合物中各元素的原子个数，所以SiCl4 的名称是四氯化硅；
（2）在生产过程中将石英砂粉碎的目的是增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率；
（3）“精馏”是蒸馏的一种方式，通过蒸馏可把液体混合物分离开来，原理是利用混合物各成分沸点不同，将物资分离开来，没有新物质生成，属于物理变化；
（4）流程图中步骤③中产生的氢气可以作为⑤的反应物，可以循环利用。步骤⑤产生的氯化氢也可以作为步骤②的反应物，也可以循环使用，故上述流程中可循环使用的物质是H2和HCl；
（5）由图可知，流程⑤中SiHCl3与H2高温下生成高纯硅和氯化氢，符号表达式为：SiHCl3+H2Si+HCl；
（6）由于在元素周期表中硅和碳为同族元素，化学性质相似，所以也能和氧气发生反应，故粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行的原因是防止硅与氧气发生反应，或由于氢气属于可燃性气体，防止O2进去与H2混合引起爆炸。
故答案为：（1）SiO2；四氯化硅；
（2）增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率；
（3）沸点；物理；
（4）H2和HCl；
（5）SiHCl3+H2Si+HCl；
（6）防止硅与氧气发生反应或防止O2与H2混合引起爆炸。
19．空气是一种宝贵的自然资源。如图为利用空气生产氮肥尿素[CO（NH2）2]的工艺流程：
（“—”表示相连物质之间可以发生反应，“→”表示物质之间可发生转化）
（1）液态空气属于 混合物 （填“混合物”或“纯净物”），A是空气中含量最多的气体，A的化学式为 N2 。
（2）反应①的基本反应类型为 化合反应 。
（3）反应②的文字表达式为 氨气+二氧化碳尿素+水 。
（4）用空气等物质为原料生产尿素，由此变化你对化学有了什么新的认识 化学创造新物质，造福人类 。
【解答】解：（1）液态空气含有多种组分，所以为混合物；空气中氮气含量最多；
故答案为：混合物；N2。
（2）氮气和氢气在高温高压条件下在催化作用下反应生成氨气，符合多变一的特点，所以为化合反应；
故答案为：化合反应。
（3）氨气和二氧化碳在一定条件下反应生成尿素和水，书写文字表达式不需要配平，所以文字表达式为氨气+二氧化碳尿素+水；
故答案为：氨气+二氧化碳尿素+水。
（4）合成氨后再制造尿素，作为氮肥用于农业生产，提高粮食产量，解决粮食问题，利于人类发展；
故答案为：化学创造新物质，造福人类。
20．《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，其主要成分是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 过滤 ，该操作中用到的铁制仪器是 铁架台（带铁圈） 。
（2）步骤“①碱浸”用到的是常见的一种碱，它是 氢氧化钠 （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 H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+H2O 。
（4）X代表某种气体单质，请写出步骤③的化学方程式 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ 。
（5）该孔雀石制取金属铜流程中可以循环使用的物质是 H2SO4 （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 二氧化碳 、 水 反应也会生成Cu2（OH）2CO3。
【解答】解：（1）如题操作Ⅰ是将不溶物和溶液分离，所以是过滤；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，所以步骤“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，化学方程式为：H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+H2O；
（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：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（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：H2SO4；
（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。
故答案为：（1）过滤；铁架台（带铁圈）；
（2）氢氧化钠；
（3）H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+H2O；
（4）2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（5）H2SO4；
（6）二氧化碳；水。
实验编号
烧杯中所加试剂及其用量
反应 温度
反应 时间
溶解的金属 Cu的质量
粉碎后的含铜废电路板
稀硫酸与H2O2的混合溶液
a
30g
100mL
400C
10minn
0.54g
b
30g
100mL
600C
10min
0.42g
c
30g
100mL
400C
5 min
0.25g
【命题1 原料预处理的常用方法及目的】
【典例1】垃圾是放错了位置的资源，现在从含有金属镁、铁、铜粉末的垃圾中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如图。请回答：
（1）操作a的名称是 过滤 ；
（2）在步骤①步骤②中，利用了物质物理性质的 ① （填①或②）；
（3）步骤②中发生反应的化学方程式是 Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ ；
（4）实验步骤②中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂 A （填标号）；
A.硫酸铜溶液
B.硫酸亚铁溶液
C.稀盐酸
（5）在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是 铁和铜 。
【解答】解：（1）由实验过程可知，操作a能将固液分离，名称是过滤。
（2）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，并没有发生化学变化，利用物质物理性质，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，发生化学变化，利用物质化学性质。
（3）在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑。
（4）步骤②是将镁转化为硫酸镁，除了加入稀硫酸外还可选用硫酸铜溶液，镁与硫酸铜溶液反应生成硫酸镁溶液和铜。
（5）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，剩余铜，在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是铁和铜。
故答案为：（1）过滤；
（2）①；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
（4）A；
（5）铁和铜。
【变式1-1】芯片被喻为国家的“工业粮食”，是“互联网+”设备的“心脏”。从砂子中含有的SiO2制取高纯硅的原理过程如图（反应条件略）：
（1）SiCl4中Si的化合价为 +4 。
（2）写出过程①的化学反应方程式： SiO2+2CSi+2CO↑ 。
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是 制取高纯度的单质硅 。
【解答】解：（1）SiCl4中氯元素为负价，显﹣1价，根据化合物中化合价的代数和为零可得，在该化合物中Si元素的化合价是+4价；
（2）SiO2与焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式 SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是制取高纯度的单质硅；
故答案为：（1）+4；
（2）SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）制取高纯度的单质硅。
【变式1-2】普通锌锰电池由锌、石墨电极和糊状物组成，其中糊状物的主要成分是石墨粉、淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如图流程，变废为宝。
（1）废旧电池处理后得到石墨，用石墨做电极主要是利用石墨的 导电 性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都 难 溶于水（选填“难”或“易”）；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，则X的化学式为 H2O 。
【解答】解：（1）用石墨做电极主要是利用石墨的导电性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都难溶于水；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，在反应物中有1个锰原子、2个氧原子、4个氢原子、4个氯原子，生成物中有1个锰原子、4个氯原子，所以X的化学式为H2O。
故答案为：（1）导电；
（2）难；
（3）H2O。
【变式1-3】炼铁的主要原料是赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
（1）在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有 可燃性（或还原性） 。（写一条即可）
（2）③中发生反应的化学方程式是 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%～40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法 喷漆（合理即可） 。
【解答】解：（1）在此转化过程中，焦炭燃烧放出大量热，体现了焦炭的可燃性；在高温的条件下，焦炭与二氧化碳反应生成具有还原性的一氧化碳，体现了焦炭的还原性；故答案为：可燃性（或还原性）；
（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，一氧化碳将氧化铁还原为金属铁，同时生成二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）铁在与氧气、水共存时会发生锈蚀，因此防止铁制品锈蚀的方法有喷漆、涂油等；故答案为：喷漆（合理即可）。
【方法2 分离、提纯的操作及注意事项】
【典例2】水是一种宝贵的自然资源。同学们在实验室模拟水厂净化工艺，将采集的河水净化成自来水，并最终制成蒸馏水，实验流程如图1所示：
请回答下列问题：
（1）操作1的名称是 过滤 ；其所需的玻璃棒的作用是 引流 。
（2）图2是活性炭净水器示意图。为了达到较好的净化效果，液体C应该从 b 端通入（填“a”或“b”）。
（3）通过操作3可以得到净化程度更高的蒸馏水，实验时，除了向烧瓶中加入液体D，还需要加入少量的 沸石 以防加热时出现暴沸。
（4）在净水操作时，常用高铁酸钾（K2FeO4）作新型高效水处理消毒剂。K2FeO4中铁元素的化合价为 +6价 。
【解答】解：（1）由图可知，通过操作1可以使固体和液态分离，则操作1为过滤；过滤时玻璃棒的作用为引流。
（2）为了达到较好的净化效果，液体C应该从b端通入，这样水的流速较慢，与活性炭的接触更充分。
（3）蒸馏时，烧杯中应加少量的沸石，防止加热时出现暴沸。
（4）K2FeO4中，钾元素化合价为+1价，氧元素化合价为﹣2价，设铁元素化合价为x，根据“化合物中各元素正负化合价代数和为零”可知，（+1）×2+x+（﹣2）×4＝0，解得x＝+6。
故答案为：（1）过滤；引流；
（2）b；
（3）沸石；
（4）+6价。
【变式2-1】纯碱在工业上有广泛的应用.实验室模拟工业上利用饱和食盐水生产纯碱的流程图（图1）：
回答下列问题：
（1）反应1的化学方程式为 NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl 。
（2）操作1中，需要用到的玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有 烧杯 。
（3）纯碱的化学式为 Na2CO3 ，X的化学式为 H2O 。
（4）“后续处理”主要包括蒸发浓缩、 降温结晶 、过滤等操作，参考图2的溶解度曲线分析，采用这些操作方法的原因是 NH4Cl的溶解度随温度的降低而减小 。
【解答】解：（1）反应1中，氯化钠和水、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl。故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；
（2）操作1是过滤，过滤需要用到的玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有烧杯。故答案为：烧杯；
（3）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，Na2CO3的俗称是纯碱，X的化学式为H2O。故答案为：Na2CO3；H2O；
（4）“后续处理”是除去溶液中的氯化铵，主要包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，采用这些操作方法的原因是NH4Cl的溶解度随温度的降低而减小。故答案为：降温结晶；NH4Cl的溶解度随温度的降低而减小。
【变式2-2】某金属加工厂有大量金属铝、铁、铜的废弃粉末，为充分利用金属资源，分离和回收金属，某化学兴趣小组通过查阅资料设计了如下实验方案：
请完成下列各题：
（1）步骤①中分离得到的金属B是 铁（或Fe） 。
（2）步骤②发生反应的化学方程式为： 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ ，该反应的基本类型属于 置换反应 。
（3）步骤③生成沉淀的化学方程式为： 3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl ；因Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，故步骤③加入某试剂时应采用的是 滴加 （选填“滴加”或“倾倒”）操作。
（4）电解熔融Al2O3制金属铝的化学方程式为： 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 。
【解答】解：（1）磁铁能将铁吸出，故金属B为铁；
（2）金属A为铝和铜的混合物，加入稀盐酸，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，化学方程式为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；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，故反应属于置换反应；
（3）步骤②中生成的溶液是氯化铝溶液，它和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠，反应的化学方程式为：3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl；因为Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，步骤③加入试剂时应避免氢氧化钠过量，故应逐滴滴加氢氧化钠溶液至沉淀完全；
（4）熔融的三氧化二铝电解生成金属铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
故答案为：（1）铁（或Fe）；
（2）2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；置换反应；
（3）3NaOH+AlCl 3＝Al（OH） 3↓+3NaCl；滴加；
（4）2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
【变式2-3】化学小组利用含铜废电路板回收金属铜并对回收过程中的条件控制进行探究。
注：①升高温度可以加快反应速率；
②稀硫酸与H2O2的混合溶液可以将Cu转变为CuSO4；
③H2O2受热易分解为H2O和O2。
（1）在实验室中进行该操作A时，玻璃棒的作用是 引流 ，使用时的玻璃棒下端应放在过滤器内的 三层滤纸 上。
（2）“溶解”过程中发生的反应为Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O。溶解时可观察到的实验现象是 固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色 。
（3）“置换”过程中发生的化学反应方程式为 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
（4）“除杂”时需要保持强制通风并禁止明火，原因是 氢气有可燃性，氢气与空气的混合物受热可能爆炸 。
（5）化学小组为了研究“溶解”时适宜的反应条件，进行如下探究。
①实验a、c的目的是探究反应 时间 对溶解的Cu的质量的影响。
②实验b溶解的Cu的质量比实验a的小，主要原因是 温度升高，过氧化氢受热分解 。
【解答】解：（1）由流程图可知，操作A分离了固体和液体，故为过滤，过滤中玻璃棒作用是引流，玻璃棒下端紧贴三层滤纸上；
（2）由流程图及反应Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O可知，现象为固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色；
（3）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（4）过量的铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气有可燃性，氢气与空气的混合物受热可能爆炸，故需要保持强制通风并禁止明火；
（5）①根据表格数据可知，实验a、c只是反应时间不同，其它相同，故目的是探究反应时间对溶解的Cu的质量的影响；
②实验b溶解的Cu的质量比实验a的小，主要原因是温度升高，过氧化氢受热分解。
故答案为：
（1）引流；三层滤纸；
（2）固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色；
（3）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（4）氢气有可燃性，氢气与空气的混合物受热可能爆炸；
（5）①时间；
②温度升高，过氧化氢受热分解。
【方法3 判断可循环使用的物质】
【典例3】工业上利用电石（主要成分为 CaC2）制备高纯度碳酸钙固体的流程如下：
已知：①CaC2+2H2O＝Ca（OH）2+C2H2↑
②Ca（OH）2+2NH4Cl＝CaCl2+2NH3↑+2H2O
③CaCl2+H2O+CO2+2NH3＝CaCO3↓+2NH4Cl
（1）乙炔（C2H2）中碳元素的化合价是 ﹣1 价（氢元素为+1 价）。乙炔是一种常见的燃料（类似甲烷），写出乙炔在空气中完全燃烧的化学方程式 2C2H2+5O22H2O+4CO2 。
（2）除水以外，该流程中可循环使用的物质是 NH4Cl （填化学式）。
（3）电石露置于空气中容易变质，其变质后的杂质为 Ca（OH）2或CaCO3 （填一种固体的化学式）。
【解答】解：（1）乙炔（C2H2）中氢元素化合价是+1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，碳元素的化合价是﹣1价。
乙炔在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式是2C2H2+5O22H2O+4CO2。
故答案为：﹣1；2C2H2+5O22H2O+4CO2。
（2）除水以外，该流程中可循环使用的物质是NH4Cl。
故答案为：NH4Cl。
（3）电石露置于空气中容易变质，是因为电石和水反应生成氢氧化钙和乙炔，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，其变质后的杂质为Ca（OH）2或CaCO3。
故答案为：Ca（OH）2或CaCO3。
【变式3-1】工业制取硝酸的流程如下：
（1）步骤①是电解水制氢气，该反应中氢气和氧气的质量之比为 1：8 。
（2）步骤②是利用氮气和氧气的 沸点 不同来进行分离。
（3）步骤③中发生反应的化学方程式 N2+3H22NH3 。
（4）流程中可以循环使用的物质是 NO （写化学式）。
【解答】解：（1）电解水时，正极产生的气体是氧气，负极产生的是氢气，由化学方程式2H2O2H2↑+O2↑可知，生成氢气与氧气的质量比为：4：32＝1：8；
（2）步骤②是分离液态空气，利用氮气和氧气的沸点不同来进行分离；
（3）步骤③是氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
（4）在流程图中，一氧化氮既是流程中某个反应的反应物，也是流程中另一个反应的生成物，可循环利用，一氧化氮的化学式为NO。
故答案为：（1）1：8；
（2）沸点；
（3）N2+3H22NH3；
（4）NO。
【变式3-2】工业制取硝酸的流程如图：
（1）步骤①是电解水制氢气，反应前加入氢氧化钠的目的是 增强水的导电性 。
（2）步骤②是利用氮气和氧气的 沸点 不同来进行分离。
（3）写出步骤③的化学方程式 N2+3H22NH3 ，该反应的基本反应类型为 化合反应 。
（4）流程中可以循环使用的物质是 一氧化氮 （写物质名称）。
【解答】解：（1）步骤①是电解水制氢气，反应前加入氢氧化钠，氢氧化钠在水中解离出钠离子和氢氧根离子，可以增强水的导电性；
（2）步骤②为分离液态空气，利用氮气和氧气的沸点不同，将氮气分离出来；
（3）步骤③的反应为氮气和氢气在高温高压、催化剂的作用下生成氨气，化学方程式为N2+3H22NH3，该反应符合多变一的特征，属于化合反应；
（4）由流程图知，一氧化氮既是反应物又是生成物，可循环使用；
故答案为：（1）增强水的导电性；
（2）沸点；
（3）N2+3H22NH3；化合反应；
（4）一氧化氮。
【变式3-3】“嫦娥五号”带回的月壤中含有大量的钛铁矿（主要成分是FeTiO3）。科学家设想的有关人类利用月壤资源的流程如图。
（1）反应前将钛铁矿进行粉碎，其目的是 加快反应速率 。
（2）步骤Ⅰ中获得的金属单质有Ti和 Fe 。
（3）步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 CO+3H2CH4+H2O 。
（4）步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为 2H2OH2O2+H2↑ ，其基本反应类型是 分解反应 ，该反应前后催化剂的质量和 化学性质 都不发生改变。
（5）上述流程中可循环使用的物质是 甲烷和氢气 。
【解答】解：（1）反应前将钛铁矿进行粉碎，目的是：加快反应速率；
（2）根据质量守恒定律，反应前有铁元素和钛元素，则步骤I中获得的金属有Ti和Fe；
（3）步骤Ⅱ中发生的反应是一氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，化学方程式为：CO+3H2CH4+H2O；
（4）步骤Ⅲ中发生的反应是水在光照、催化剂的条件下生成氢气和过氧化氢，化学方程式为：2H2OH2O2+H2↑，基本反应类型是分解反应，该反应前后催化剂的质量和化学性质都不发生改变；
（5）既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，该流程中需要甲烷和氢气，但同时又生成甲烷和氢气，则可循环使用的物质是甲烷和氢气。
故答案为：（1）加快反应速率；
（2）Fe；
（3）CO+3H2CH4+H2O；
（4）2H2OH2O2+H2↑；分解反应；化学性质；
（5）甲烷和氢气
【方法4 化学方程式书写及基本反应类型的判断】
【典例4】“嫦娥五号”带回的月壤中含有大量的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）。科学家设想的有关人类利用月壤资源的流程图如下。回答下列问题：
（1）步骤I中获得的金属有Ti和 Fe 。
（2）步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 CO+3H2CH4+H2O 。
（3）步骤Ⅲ中发生反应的基本反应类型是 分解反应 。
（4）上述流程中可循环使用的物质是 甲烷和氢气 。
【解答】解：（1）根据质量守恒定律，反应前有铁元素和钛元素，则步骤I中获得的金属有Ti和Fe。
（2）一氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，反应的化学方程式为CO+3H2CH4+H2O。
（3）步骤III中发生的反应为电解水生成氢气和氧气，该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应。
（4）既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，该流程中需要甲烷和氢气，但同时又生成甲烷和氢气，则可循环使用的物质是甲烷和氢气。
故答案为：（1）Fe。
（2）CO+3H2CH4+H2O。
（3）分解反应。
（4）甲烷和氢气。
【变式4-1】CO2的吸收是碳封存的首要环节：
（1）膜吸收法中，3种吸收剂（一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾）对烟气中CO2的脱除效果（如图1所示）；当吸收剂相同时，随烟气流速增大，CO2脱除效果 减弱 （填“增强”或“减弱”）；当烟气流速相同时，CO2脱除效果最好的是 氨基乙酸钾 。
（2）捕捉烟气中的CO2流程如图2：
①写出“捕捉室”中反应的化学方程式为 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O 。
②根据流程分析“颗粒反应室”中的两种生成物是 碳酸钙、氢氧化钠 。
③上述流程中可循环使用的物质有 NaOH、CaO （填化学式）。
【解答】解：（1）通过分析图1中的数据可知，当吸收剂相同时，随烟气流速增大，CO2脱除效果减弱；当烟气流速相同时，CO2脱除效果最好的是氨基乙酸钾；
（2）①“捕捉室”中的反应是氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
②根据流程分析“颗粒反应室”中的两种生成物是碳酸钙、氢氧化钠；
③上述流程中可循环使用的物质有NaOH、CaO。
故答案为：（1）减弱；氨基乙酸钾；
（2）①2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
②碳酸钙、氢氧化钠；
③NaOH、CaO。
【变式4-2】金属在生产生活中应用广泛。
（1）用铝箔包装药物，主要利用了铝的 延展 性；铝具有“自我保护”作用，其原因可用化学方程式表示为 4Al+3O2＝2Al2O3 。
（2）合金性能优于单一金属，因而被广泛应用。
①武德合金与其组成金属相比具有 熔点低 的特性。
②用Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO，含氮生成物产率随反应温度的变化曲线如图。
a.由图知400℃时，含氮生成物有 N2、NO （填化学式）；
b.Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO，适宜的温度为 800℃ 。
（3）铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈，铁锈的主要成分是 Fe2O3 （填化学式）。
（4）如图是炼铁和炼钢示意图。
①设备A是 高炉 ，设备A中放入石灰石的作用是 造渣 ，设备A中以磁铁矿为原料炼得生铁的化学方程式为 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 。
②炼钢炉中通纯氧的目的是降低生铁中 碳 的含量，通纯氧而不用空气的目的是 提高温度 。
【解答】解：（1）用铝箔包装药物，主要利用了铝的延展性；铝与氧气在铝表面上生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝进一步反应，因此铝具有“自我保护”作用，化学方程式表示为4Al+3O2＝2Al2O3；
（2）①合金的熔点低于各成分金属的熔点，因此武德合金与其组成金属相比具有熔点低的特性；
②a.根据图示曲线变化可知，400℃时，含氮生成物有氮气、一氧化氮，化学式为N2、NO；
b.根据图示曲线变化可知，800℃时一氧化氮气体的产率较高，因此Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO，适宜的温度为800℃；
（3）铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3；
（4）①工业上冶炼铁，把原料加入到高炉内进行反应，因此设备A是高炉；设备A中放入石灰石的作用是将二氧化硅转化为炉渣，以此达到除去二氧化硅的目的；设备A中以磁铁矿为原料炼得生铁，即一氧化碳与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为4CO+Fe3O43Fe+4CO2；
②生铁中含有碳等杂质，炼钢炉中通纯氧的目的是降低生铁中碳的含量；碳在氧气中燃烧比在空气中燃烧放出热量多，因此通纯氧而不用空气的目的是提高环境温度；
故答案为：
（1）延展；4Al+3O2＝2Al2O3；
（2）①熔点低；②N2、NO；800℃；
（3）Fe2O3；
（4）①高炉；造渣；4CO+Fe3O43Fe+4CO2；②碳；提高温度。
【变式4-3】利用海水吸收含硫烟气中的SO2并生产石膏（CaSO4•2H2O）的主要物质转化关系如下：
（1）吸收塔中，参加反应的物质为 二氧化硫和水 。
（2）氧化罐中，发生反应的基本反应类型为 化合反应 。
（3）反应釜中，石灰石加入前，将其粉碎的目的是 增大反应物接触面积，使反应更快、更充分 。反应釜中生成物还有二氧化碳和水，其发生反应的化学方程式为 CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑ 。
【解答】解：（1）吸收塔中，参加反应的物质为二氧化硫和水。
故答案为：二氧化硫和水。
（2）氧化罐中多种物质反应生成一种物质，发生反应的基本反应类型为化合反应。
故答案为：化合反应。
（3）反应釜中，石灰石加入前，将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快、更充分。反应釜中生成物还有二氧化碳和水，其发生反应的化学方程式为CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑。
故答案为：增大反应物接触面积，使反应更快、更充分；CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑
【方法5 未知物质成分分析】
【典例5】某燃煤发电厂产生的固体废弃物粉煤灰中含有较多的氧化铝。某化学小组模拟工厂生产流程，利用该粉煤灰提取得到高纯度的氧化铝，从而制备金属铝。设计方案如图所示。请回答问题。
【资料】：氢氧化钠会与氢氧化铝反应，生成可溶于水的偏铝酸钠（NaAlO2）。反应方程式为：NaOH+Al（OH）3═NaAlO2+2H2O
（1）操作I所得液体中溶质的成分是 Al2（SO4）3和H2SO4 。
（2）操作Ⅱ加入适量氢氧化钠溶液的目的是 除去过量的硫酸，使Al3+恰好完全沉淀 ；不能加入过量氢氧化钠的理由是 NaOH会与Al（OH）3反应，使Al（OH）3产率降低 。
（3）给氧化铝通电过程发生反应的化学方程式 2Al2O34Al+3O2↑ 。
（4）该流程的社会价值是 节约金属资源或将废弃物回收再利用（合理即可） 。
【解答】解：（1）煤灰中含有较多的氧化铝，加入过量的稀硫酸，氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水，稀硫酸过量，所以操作I所得液体中溶质的成分是：Al2（SO4）3 和H2SO4；
（2）氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，氢氧化钠和硫酸铝反应生成氢氧化铝和硫酸钠，所以操作Ⅱ加入适量氢氧化钠溶液的目的是：除去过量的硫酸，使Al3+恰好完全沉淀；不能加入过量氢氧化钠的理由是：NaOH会与Al（OH）3反应，使Al（OH）3产率降低；
（3）氧化铝在通电的条件下生成铝和氧气，化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑；
（4）该流程的社会价值是：节约金属资源或将废弃物回收再利用（合理即可）。
故答案为：（1）Al2（SO4）3 和H2SO4；
（2）除去过量的硫酸，使Al3+恰好完全沉淀；NaOH会与Al（OH）3反应，使Al（OH）3产率降低；
（3）2Al2O34Al+3O2↑；
（4）节约金属资源或将废弃物回收再利用（合理即可）。
【变式5-1】金属及其回收利用
某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO和CuO，某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。
（活动一）回收铜并制取氧化锌，实验方案如下：
（1）步骤I所得滤液a中溶质的成分是 ZnSO4、CuSO4、H2SO4 （填写化学式）。
（2）步骤Ⅲ加入试剂甲的名称是 稀硫酸 。
（3）步骤IV加入适量NaOH溶液的目的是 使硫酸锌完全反应 。
（活动二）利用活动一回收的铜制取硫酸铜，设计方案如下：
方案A：CuCuSO4
方案B：CuCuSO4
（信息）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（4）方案A中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为 CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O 。
（5）小组同学从绿色化学的视角分析方案B不合理，理由是 方案B会生成二氧化硫，污染空气 （写出一条即可）。
（活动三）该小组的同学在制得的硫酸铜溶液中插入铝丝，未发现明显的实验现象
（6）（现象分析，继续实验）分析出现无明显实验现象的原因并进行了相应的补救措施是： 用砂纸除去铝表面的保护膜 ，顺利完成实验，观察到了明显的实验现象。经充分反应后，该实验的现象是 铝表面有红色物质生成，溶液由蓝色变成无色 。
（7）（实验微观辨析）①硫酸铜溶液中含有的微粒有 3 种。
②经研究发现该反应的微观示意图如图所示（图1中微粒未完全画出）。则用实际参加反应的微粒符号来表示化学反应的式子是 2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu 。
（8）在“宏观一微观一符号”之间建立联系，能帮助我们更好地认识物质变化的本质。下列说法中正确的是 BD 。
A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42﹣
B.硫酸铜溶液能导电
C.反应的实质是Al得电子生成Al3+、Cu2+失电子生成Cu
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关
（9）如图2为Mn和CuSO4溶液反应的示意图，回答下列问题：
①该反应的实质是 Mn与Cu2+反应生成了Mn2+与Cu 。
②反应中失去电子的粒子是 Mn 。
③由反应可知金属的活泼性：Mn ＞ Cu（填“＞”或“＜”）。
④该反应中化合价没有改变的元素或根是 C （填对应选项的字母）。
A.锰元素
B.铜元素
C.硫酸根
【解答】解：（1）根据废料成分，锌、氧化锌和氧化铜都与硫酸反应，生成了硫酸锌和硫酸铜，因此滤液溶质含有硫酸锌、硫酸铜和剩余的硫酸；
故答案为：ZnSO4、CuSO4、H2SO4。
（2）滤液c与氢氧化钠反应后只有硫酸钠，所以加入甲为硫酸，不引入其他离子；
故答案为：稀硫酸。
（3）为了确保硫酸锌与氢氧化钠完全反应，不产生剩余的溶剂，所以加入适量氢氧化钠，将硫酸锌全部反应完毕，且不剩余；
故答案为：使硫酸锌完全反应。
（4）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O；
故答案为：CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O。
（5）铜与浓硫酸反应后生成了二氧化硫，二氧化硫可造成酸雨，引起污染，所以不采用B；
故答案为：方案B会生成二氧化硫，污染空气。
（6）铝与氧气接触生成氧化铝，覆盖在铝表面，不利于铝与反应物接触，因此利用砂纸去除表面的保护膜；铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，铜为红色固体，硫酸铝溶液为无色，所以此时溶液由蓝色变为无色，红色固体析出；
故答案为：用砂纸除去铝表面的保护膜；铝表面有红色物质生成，溶液由蓝色变成无色。
（7）①硫酸铜溶液含有铜离子、硫酸根离子和水分子，所以含有3种微粒；
故答案为：3。
②根据图像信息可以看出，铝与铜离子反应生成铝离子和铜，书写离子方程式注意配平，所以离子方程式为2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu；
故答案为：2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu。
（8）A、硫酸铜溶液含有铜离子、硫酸根离子和水分子，选项A错误；
B、硫酸铜溶液含量离子，具有导电性，选项B正确；
C、铝失去电子变为铝离子，铜离子得电子生成铜，选项C错误；
D、硫酸铜溶液与硫酸铝溶液不同微粒只有铜离子，所以蓝色与铜离子有关，选项D正确；
故答案为：BD。
（9）①根据图像信息可以看出，锰与铜离子反应生成了锰离子和铜；
故答案为：Mn与Cu2+反应生成了Mn2+与Cu。
②锰变为锰离子，失去电子；
故答案为：Mn。
③锰可以置换出铜，说明锰的金属活动性比铜强；
故答案为：＞。
④A、锰元素由0变为+2价，选项A不符合题意；
B、铜元素由+2价变为0，选项B不符合题意；
C、硫元素反应前后都是+6价，选项C符合题意；
故答案为：C。
【变式5-2】推断题
I．某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的分流程见图：
资料1：垃圾焚烧产生的烟气中含有SO2等有害气体。
资料2：硫酸亚铁（FeSO4）容易被空气中的O2氧化。
资料3：SO2性质与CO2相似，与石灰浆【主要成分氢氧化钙】反应产生不溶于水的亚硫酸钙（CaSO3）沉淀和水。
回答下列问题：
（1）石灰浆吸收SO2反应的化学方程式为 Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O 。
（2）溶解步骤中同时发生的三个化学反应方程式为：Fe2O3+3H2SO4＝3H2O+Fe2（SO4）3，Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4，另外一个化学方程式为 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ ，此化学反应的基本反应类型是 置换反应 。
（3）政府倡导垃圾分类，其好处是（写一点） 保护环境或节约资源等（合理即可） 。
Ⅱ．A～H都是初中化学常见的物质，其中B、E、G、H是单质，其余均为化合物。A、E、H为黑色固体，G为红色固体，X为红棕色固体粉末，气体C可用于灭火，反应②的转化过程是自然界中的重要过程——光合作用。它们相互间的转化关系如图所示（部分反应物、生成物及反应条件已略去）。
请回答下列问题：
（4）写出物质G的化学式：G Cu ；
（5）反应④的化学方程式 CO+CuOCu+CO2 ，在此反应中体现了物质F的 还原 性；
（6）写出下列反应的化学方程式：
反应⑤ CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O ；
反应⑥ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
（7）物质B在生产生活中的用途有 供给呼吸（合理即可） （举一例即可）。
【解答】解：Ⅰ（1）二氧化硫能与石灰浆中的氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O；故答案为：Ca（OH）2+SO2═CaSO3↓+H2O；
（2）生锈铁制品中含有铁锈氧化铁和铁单质，其中铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；该反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；置换反应；
（3）垃圾分类，有利于保护环境，同时还可以节约资源等；故答案为：保护环境或节约资源等（合理即可）；
Ⅱ、（4）气体C可用于灭火，其为二氧化碳，反应②为光合作用过程，则B为氧气，又由于A、E为黑色固体，G为红色固体，且E、G是单质，再结合图中二氧化碳能与E在高温下反应生成F，F能与A反应生成G，氧气又能与G反应生成A，而碳、氧化铜为黑色固体，铜为红色固体，且碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳还原氧化铜生成铜，铜又能与氧气反应生成氧化铜，则E为碳、A为氧化铜、F为一氧化碳、G为铜，铜的化学式为Cu；故答案为：Cu；
（5）一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2；在该反应中，一氧化碳将氧化铜还原成了铜，体现了一氧化碳的还原性；故答案为：CO+CuOCu+CO2；还原性；
（6）反应⑤是二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；反应⑥中，X为红棕色固体粉末，H为黑色固体，一氧化碳能与氧化铁反应生成铁粉和二氧化碳，其中氧化铁为红棕色固体粉末，铁份为黑色固体，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；故答案为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（7）物质B为氧气，氧气能供给呼吸、助燃等；故答案为：供给呼吸（合理即可）
【方法6 流程的评价】
【典例6】如图是以经过除尘，除二氧化碳、除水的空气为原料生产尿素的流程（部分生成物已省略），请回答有关问题：
（1）①中从液态空气中分离出氮气、氧气，该过程中只涉及物理变化，判断的依据是 是利用了液氮和液氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化 。
（2）该流程中，可以循环利用的物质是 氮气、氢气 。
（3）氨气液化可得液氨。根据③分析，氢气、氮气和氨气三种气体中，氨气沸点比氢气和氮气的沸点都要 高 （填“高”或“低”）。
（4）该流程①中若要制得143g氧气（已知在标准状况下，氧气的密度为1.43g/L），理论上需要空气的体积为 500L 。（空气中氧气体积按五分之一计算）
【解答】解：（1）从液态空气中分离出氮气、氧气，是利用了液氮和液氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化。
（2）既是流程中某个反应的反应物，也是流程中另一个反应的生成物，可循环利用。由图可知，该流程中，可以循环利用的物质是氮气、氢气。
（3）由图可知，经过降温分离，得到氮气、氢气和液氨，说明氨气的沸点比氢气和氮气的沸点都要高，氮气和氢气的沸点低，故先分离出来。
（4）理论上需要氧气的体积为：143g÷1.43g/L＝100L，需要空气的体积为100L÷＝500L。
故答案为：
（1）是利用了液氮和液氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化；
（2）氮气、氢气；
（3）高；
（4）500L。
【变式6】双氧水脱硫处理烟气（含二氧化硫），用铝灰（主要成分为铝、氧化铝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）用喷洒的方式注入双氧水的目的是 增大反应物接触面积，使反应更充分 。
（2）Y是实验室常见的一种强酸，请写出脱硫塔中化合反应生成物质Y的反应文字表达式： 过氧化氢+二氧化硫→硫酸 。
（3）如图中Z的作用是 除去不溶于酸的混合结渣 。
（4）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。
【解答】解：（1）用喷洒的方式注入双氧水的目的是增大反应物接触面积，使反应更充分；
（2）烟气（含二氧化硫）经过脱硫塔与双氧水反应生成一种强酸（硫酸），文字表达式为：过氧化氢+二氧化硫→硫酸；
（3）铝灰（主要成分为铝、氧化铝以及不溶于酸的混合结渣）在反应器中，铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，然后经过Z处，将反应生成的硫酸铝溶液和不溶于酸的混合结渣分离，以得到纯净的硫酸铝溶液，这种分离固体和液体的操作是过滤，所以Z处为过滤器，作用是除去不溶于酸的混合结渣；
（4）根据除尘器的作用为除去悬浮在气体中的粉尘，所以上述流程中，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。
故答案为：（1）增大反应物接触面积，使反应更充分；
（2）过氧化氢+二氧化硫→硫酸；
（3）除去不溶于酸的混合结渣；
（4）除尘器。
【实战演练】
【类型一：生产及制备流程】
1．垃圾是放错了位置的资源，现在从含有金属镁、铁、铜粉末的垃圾中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如图。请回答：
（1）操作a的名称是 过滤 ；
（2）在步骤①步骤②中，利用了物质物理性质的 ① （填①或②）；
（3）步骤②中发生反应的化学方程式是 Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ ；
（4）实验步骤②中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂 A （填标号）；
A.硫酸铜溶液
B.硫酸亚铁溶液
C.稀盐酸
（5）在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是 铁和铜 。
【解答】解：（1）由实验过程可知，操作a能将固液分离，名称是过滤。
（2）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，并没有发生化学变化，利用物质物理性质，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，发生化学变化，利用物质化学性质。
（3）在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑。
（4）步骤②是将镁转化为硫酸镁，除了加入稀硫酸外还可选用硫酸铜溶液，镁与硫酸铜溶液反应生成硫酸镁溶液和铜。
（5）步骤①用磁铁吸引，能将镁、铁、铜的粉末中的铁粉分离，在步骤②加入稀硫酸时，镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，剩余铜，在反应中除生成了硫酸镁外，还能得到的金属是铁和铜。
故答案为：（1）过滤；
（2）①；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
（4）A；
（5）铁和铜。
2．为减少污染并变废为宝，某化学小组在实验室探究工业废水的综合利用，设计了如图流程图并完成了回收铜和硫酸锌的实验。
（1）A为 锌 。
（2）加入B时反应的化学方程式为 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ ，该反应属于基本反应类型中的 置换 反应。
（3）操作Ⅰ需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗 ，其中玻璃棒的作用是 引流 。
【解答】解：（1）锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，所以加入的A是锌，所以X的成分为锌、铜；
（2）过量的锌对于铜仍是杂质，加入过量的锌可以是硫酸铜完全反应，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；反应为置换反应；
（3）操作Ⅰ分离出了固体和溶液，所以操作I是过滤，需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，其中玻璃棒的作用是引流。
故答案为：（1）锌；
（2）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；置换；
（3）漏斗；引流。
3．芯片被喻为国家的“工业粮食”，是“互联网+”设备的“心脏”。从砂子中含有的SiO2制取高纯硅的原理过程如图（反应条件略）：
（1）SiCl4中Si的化合价为 +4 。
（2）写出过程①的化学反应方程式： SiO2+2CSi+2CO↑ 。
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是 制取高纯度的单质硅 。
【解答】解：（1）SiCl4中氯元素为负价，显﹣1价，根据化合物中化合价的代数和为零可得，在该化合物中Si元素的化合价是+4价；
（2）SiO2与焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式 SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）已知在过程②中SiCl4是气体，设计过程②和③的目的是制取高纯度的单质硅；
故答案为：（1）+4；
（2）SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）制取高纯度的单质硅。
【类型二：回收与利用流程】
4．普通锌锰电池由锌、石墨电极和糊状物组成，其中糊状物的主要成分是石墨粉、淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如图流程，变废为宝。
（1）废旧电池处理后得到石墨，用石墨做电极主要是利用石墨的 导电 性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都 难 溶于水（选填“难”或“易”）；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，则X的化学式为 H2O 。
【解答】解：（1）用石墨做电极主要是利用石墨的导电性；
（2）滤渣的主要成分是石墨粉和MnO2，推测石墨粉和MnO2都难溶于水；
（3）滤渣中的二氧化锰与浓盐酸发生如下反应：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X，在反应物中有1个锰原子、2个氧原子、4个氢原子、4个氯原子，生成物中有1个锰原子、4个氯原子，所以X的化学式为H2O。
故答案为：（1）导电；
（2）难；
（3）H2O。
5．废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，随意丢弃既会造成资源浪费，也会污染土壤和水体。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 增大反应物接触面积，加快反应速率 。
（2）操作a是 过滤 。滤液A中的溶质除了硫酸以外，还有 Al（SO4）3、FeSO4 （填化学式）。
（3）步骤Ⅱ中的实验现象是 滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色 。
（4）步骤Ⅳ中反应的化学方程式是 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 。
（5）金属活动性Fe＞Cu，故可发生反应：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。非金属与金属类似，已知活动性Cl2＞Br2＞I2，请写出将Cl2通入NaBr溶液中发生反应的化学方程式： Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2 。
【解答】解：（1）将电路板粉碎成粉末的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率；
（2）操作a可以将固体和液体进行分离，其操作的名称是过滤；铝和铁的金属活动性强于氢，废旧手机的电路板中铝、铁能与过量的硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁，所以滤液A中的溶质除了硫酸以外，还有Al（SO4）3、FeSO4；故答案为：过滤；Al（SO4）3、FeSO4；
（3）步骤Ⅱ中铜和过氧化氢、稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察到的现象是滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色，故答案为：滤渣部分溶解，溶液由无色变成蓝色；
（4）步骤Ⅳ中过量的铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，因此滤渣F中含有铁、铜，步骤IV中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；故答案为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；
（5）由题意可知，活动性Cl2＞Br2＞I2，将Cl2通入NaBr溶液中，Cl2与NaBr反应生成氯化钠和溴，反应的化学方程式为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2，故t答案为：Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2。
6．为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和FeSO4晶体，某学习小组设计并完成了以下实验。
（1）写出物质A的化学式 Fe ；步骤I的操作名称为 过滤 ；步骤I发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 。
（2）图体X属于 混合物 （填“单质”“化合物”或“混合物”）。
（3）步骤Ⅱ反应的实验现象是 固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色 。
（4）步骤Ⅱ中稀硫酸 不能 （填“能”或“不能”）换成Cu（NO3）2溶液，理由是 铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，引入了新的杂质硝酸亚铁 。
（5）一系列操作中包含蒸发浓缩、 降温结晶 、过滤。
【解答】解：（1）该流程的目的是回收铜和硫酸亚铁晶体，故加入的过量A应为Fe，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，步骤I实现了固液分离，为过滤；发生反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；故答案为：Fe；过滤；Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
（2）固体X为过量的铁和反应生成的铜组成，属于混合物；故答案为：混合物；
（3）步骤Ⅱ反应为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，现象是：固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色；故答案为：固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色；
（4）步骤Ⅱ中稀硫酸不能换成硝酸铜溶液，因为铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，引入了新的杂质硝酸亚铁；故答案为：不能；铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，引入了新的杂质硝酸亚铁；
（5）一系列操作是将硫酸亚铁溶液转变为硫酸亚铁晶体，故包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤；故答案为：降温结晶。
7．某金属加工厂有大量金属铝、铁、铜的废弃粉末，为充分利用金属资源，分离和回收金属，某化学兴趣小组通过查阅资料设计了如下实验方案：
请完成下列各题：
（1）步骤①中分离得到的金属B是 铁（或Fe） 。
（2）步骤②发生反应的化学方程式为： 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ ，该反应的基本类型属于 置换反应 。
（3）步骤③生成沉淀的化学方程式为： 3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl ；因Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，故步骤③加入某试剂时应采用的是 滴加 （选填“滴加”或“倾倒”）操作。
（4）电解熔融Al2O3制金属铝的化学方程式为： 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 。
【解答】解：（1）磁铁能将铁吸出，故金属B为铁；
（2）金属A为铝和铜的混合物，加入稀盐酸，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，化学方程式为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；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，故反应属于置换反应；
（3）步骤②中生成的溶液是氯化铝溶液，它和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠，反应的化学方程式为：3NaOH+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NaCl；因为Al（OH）3既能与酸反应又能与碱反应，步骤③加入试剂时应避免氢氧化钠过量，故应逐滴滴加氢氧化钠溶液至沉淀完全；
（4）熔融的三氧化二铝电解生成金属铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
故答案为：（1）铁（或Fe）；
（2）2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；置换反应；
（3）3NaOH+AlCl 3＝Al（OH） 3↓+3NaCl；滴加；
（4）2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
8．某电镀厂排放的废液中含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4三种溶质，为减少水污染并节约成本，回收硫酸锌、金属铁和铜，设计流程如图所示。请回答：
（1）操作①②③都是 过滤 。
（2）实验方案中X是 Zn ，Y是 H2SO4 ，Y过量的目的是 使Fe、Zn与H2SO4充分反应 ；同学们观察到加入Y反应一段时间后产生气体的速率减慢，原因是 随着反应的进行，硫酸浓度减小，反应变慢 。
（3）滤液b中含有的阳离子为 Zn2+、Fe2+、H+ （写离子符号）；写出滤液b加适量X发生的化学方程式 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑（或Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4） 。（任写1个）
（4）最终所得硫酸锌的质量 ＞ 原废液中溶质的质量（填“＞”或“＜”或”＝”）；本工业流程涉及到的化学反应基本类型为 置换反应 。
【解答】解：（1）过滤可将固体和液体分离，则操作①②③为过滤。
（2）由于滤液c经过操作④变为硫酸锌晶体，则操作④为蒸发，则滤液c的溶质的硫酸锌，而废液中含有 CuSO4、FeSO4和 ZnSO4三种溶质，加入过量X后，除去了溶液中的硫酸铜和硫酸亚铁，则X为锌，锌能与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，锌能与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌；固体a为铜、铁和过量的锌，加入Y后，除去了固体中的锌和铁，而锌、铁能与酸反应，铜不能与酸反应，则加入的Y为硫酸，加入的硫酸的目的为使 Fe、Zn 与 H2SO4充分反应；由于反应过程中硫酸溶液浓度会减小，则反应速率会变慢。
（3）由前面分析可知，铁能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则滤液b的溶质为硫酸锌、硫酸铁和过量的硫酸，则滤液 b 中含有的阳离子为Zn2+、Fe2+、H+；X为锌，锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，锌能与硫酸亚铁反应反应生成铁和硫酸锌，反应的化学方程式为Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4。
（4）由于Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO4、Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4，
160 161 152 161
反应前的溶质为硫酸锌、硫酸铜和硫酸亚铁，而反应后的溶质为硫酸锌，且反应过程中还加入有硫酸、锌，则最终所得硫酸锌的质量＞原废液中溶质的质量；该反应中发生的反应均为金属与酸的反应或金属与金属化合物溶液的反应，均属于置换反应。
故答案为：（1）过滤；
（2）Zn；H2SO4；使 Fe、Zn 与 H2SO4充分反应；随着反应的进行，硫酸浓度减小，反应变慢；
（3）Zn 2+、Fe 2+、H +；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑（或Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO4）；
（4）＞；置换反应。
9．化学兴趣小组验证铁、铜、银的金属活动性，并回收Ag。
（1）铁、铜、银中金属活动性最强的是 铁 。
（2）Cu与AgNO3溶液反应的化学方程式是 Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag 。
（3）利用含有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的废液回收Ag。
①滤液A的溶质是 Fe（NO3）2、Cu（NO3）2 。
②要确定滤液C中有AgNO3，可取滤液C于试管中，滴加少量 B 观察现象。
A．稀硫酸
B．稀盐酸
C．稀硝酸
D．氢氧化钠溶液
③若将步骤Ⅰ中的“加入略过量Cu ag”改为“加入略过量Fe ag”，最终得到Ag的质量 大于 mg（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【解答】解：（1）由金属活动性顺序表可知，铁、铜、银中金属活动性最强的是铁；
（2）Cu与AgNO3反应生成银和硝酸铜，化学方程式Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；
（3）①Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3混合废液加入稍过量铜，铜会与硝酸银反应生成银和硝酸铜，铜与硝酸亚铁不反应，所以滤液A中溶质为硝酸铜和硝酸亚铁；滤渣B中有银和稍过量的Cu，步骤Ⅱ加入足量硝酸银，使滤渣B中的铜完全反应，得到纯净的银，硝酸银与铜反应成硝酸铜和银；滤液C中一定有硝酸铜；
②要确定滤液C中有AgNO3，可取滤液C于试管中，滴加少量稀盐酸检验，若有白色沉淀，则含硝酸银，反之不含；
③如果把“加入略过量Cu ag”改为“加入略过量Fe ag”，首先依然会把混合废液中的Ag全部置换出来，额外还有全部Cu也进入滤渣B，滤渣B中加入足量硝酸银，Cu又把Ag置换出来。所以最终得到Ag的质量＞mg。
故答案为：（1）铁；
（2）Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；
（3）①Fe（NO3）2、Cu（NO3）2；
②B；
③大于。
10．我国每年报废的手机超过2亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，随意丢弃既会造成资源浪费，也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜，设计并进行了如下实验。
【资料卡片】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 增大接触面积，使反应更充分，加快反应速率 。
（2）步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外，还有 FeSO4和Al2（SO4）3或硫酸亚铁和硫酸铝 。
（3）步骤②中的实验现象是：固体部分溶解， 溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色 。
（4）步骤③中反应的化学方程式是 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu ，其反应类型属于 置换反应 ，该步骤所得滤渣的成分有 铜和铁 。
（5）上述实验步骤中均包含过滤操作，其中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 漏斗 ，简述洗涤滤渣的实验操作 往盛有滤渣的过滤器中加入蒸馏水，直至浸没滤渣 。
【解答】解：（1）将电路板粉碎是为了增大接触面积，和硫酸充分反应，同时加快反应速率，故答案为：增大接触面积，使反应更充分，加快反应速率；
（2）铝和铁可以和硫酸反应生成硫酸铝和硫酸亚铁，所以步骤①所得滤液中除了有硫酸外，还有硫酸亚铁和硫酸铝，故答案为：FeSO4和Al2（SO4）3或硫酸亚铁和硫酸铝；
（3）由已知信息知，步骤②中铜溶解得到硫酸铜溶液，因此实验现象为固体部分溶解，溶液变为蓝色，故答案为：溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色；
（4）步骤③是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；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的反应，该反应属于置换反应，得到的滤渣为铜和过量的铁，故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；置换反应；铜和铁。
（5）过滤操作，其中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗，洗涤滤渣的实验操作是往盛有滤渣的过滤器中加入蒸馏水，直至浸没滤渣，故答案为：漏斗；往盛有滤渣的过滤器中加入蒸馏水，直至浸没滤渣。
11．从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜，其操作流程如图所示。
（1）将废旧部件粉碎处理的目的是 增大反应物间的接触面积，使粗产品与稀硫酸充分反应 。
（2）操作a的名称是 过滤 。
（3）步骤①发生反应的化学方程式为 Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑[或2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑] （写一个即可），步骤②加入硝酸银的目的是 除去固体中的铜单质 。
（4）金属M是从硝酸铜溶液中得到铜，该金属可以是 Fe或Zn等（合理即可）。 （填化学式，一种即可）。
【解答】解：（1）将废旧部件粉碎处理的目的是，这样做的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速度，使反应更充分；
（2）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以步骤a的名称是过滤；
（3）镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑[或铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑]；步骤②加入硝酸银，硝酸银和铜反应生成银和硝酸铜，反应的目的是除去固体中的铜单质；
（4）金属M是从硝酸铜溶液中得到铜，该金属的活动性比铜强，金属可以是Fe或Zn等（合理即可）；
故答案为：（1）增大反应物间的接触面积，使粗产品与稀硫酸充分反应
（2）过滤；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑[或2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑]；除去固体中的铜单质；
（4）Fe或Zn等（合理即可）。
12．为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和FeSO4晶体，某学习小组设计并完成了以下实验。
（1）写出物质A的化学式 Fe ；步骤Ⅰ发生的化学方程式 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
（2）固体X属于 混合物 （填“单质”、“化合物”或“混合物”）。过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗 。
（3）步骤Ⅱ反应的实验现象 固体部分溶解，溶液由无色变成浅绿色，有气泡产生 。
（4）Ⅱ中稀硫酸 不能 （填“能”或“不能”）换成Cu（NO3）2溶液，理由是 生成的硝酸亚铁对于硫酸亚铁也是杂质 。
（5）写出Cu在生活中的一种用途 作导线 。
【解答】解：从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和硫酸亚铁晶体，则加入的试剂A，应为铁，铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，过滤，得到的固体X是铜和过量铁的混合物，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，铜不与稀硫酸反应，适量的试剂B为稀硫酸，液体Y是是硫酸亚铁。
（1）物质A的化学式为Fe；步骤Ⅰ发生的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（2）固体X属于混合物；过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
（3）步骤Ⅱ的反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，实验现象是固体部分溶解，溶液由无色变成浅绿色，有气泡产生；
（4）Ⅱ中稀硫酸不能换成Cu（NO3）2溶液，硝酸铜和铁反应生成硝酸亚铁和铜，理由是：生成的硝酸亚铁对于硫酸亚铁也是杂质；
（5）Cu在生活中的一种用途是：作导线。
故答案为：（1）Fe；Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（2）混合物；漏斗；
（3）固体部分溶解，溶液由无色变成浅绿色，有气泡产生；
（4）不能；生成的硝酸亚铁对于硫酸亚铁也是杂质；
（5）作导线。
13．黄铜（铜锌合金）长期使用会锈蚀，铜锈主要成分为Cu2（OH）2CO3。查阅资料：铜锈可以与稀硫酸反应。其化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑，杂质不与稀硫酸反应。回收废黄铜有用成分，调配锌铜比例，可以铸造新的黄铜，变废为宝。
其工艺流程图如下：
（1）步骤一、步骤二、步骤三中均有混合物分离的操作，且方法相同，分离需要的玻璃仪器除漏斗、烧杯外，还需要 玻璃棒 。（填玻璃仪器名称）
（2）化学反应按反应物和生成物的种类与特点分为四大基本反应类型，请写出步骤三中的主要化学方程式 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ ，其反应类型是 置换反应 。
（3）系列处理二后获得锌的质量 ＞ ，原废黄铜中锌的质量。（选填“＜”“＝”或“＞”）
（4）黄铜颜色与黄金相似，人称“愚人金”，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利。下列选项中不能区别黄铜与黄金的方法是 A 。
A.用磁铁吸引
B.浸入稀盐酸溶液，观察有无气泡
C.在空气中灼烧后观察颜色
D.测定密度大小
【解答】解：（1）步骤一、步骤二、步骤三中混合物分离采用过滤的方法，因此除了上述仪器，还需要玻璃棒引流；
故答案为：玻璃棒。
（2）固体B为锌和铜，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；反应符合单质与化合物反应生成另一种单质和化合物的特点，因此属于置换反应；
故答案为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；置换反应。
（3）在步骤二加入过量的锌，与步骤一中的过量稀硫酸反应生成硫酸锌，同时步骤三也有硫酸锌生成，因此最终得到的锌的质量比之前多，质量变大；
故答案为：＞。
（4）A、黄铜含有锌和铜，黄金为金，都不具有磁性，无法利用磁铁区分，选项A符合题意；
B、黄铜含有锌，可与盐酸反应生成氢气，有气泡产生，而黄金不反应，无明显现象，可以区分两种物质，选项B不符合题意；
C、黄铜灼烧有氧化铜生成，变为黑色，而黄金不变色，可以区分两种物质，选项C不符合题意；
D、金属组成不同，密度不同，黄金的密度大，可以测定密度区分两种物质，选项D不符合题意；
故选：A
【类型三：分离、提纯和除杂流程】
14．海洋是一个聚宝盆。我国钓鱼岛海域蕴藏了丰富的水资源、油气资源。
（一）利用海水提取粗盐的过程如图所示：一定质量的海水，通过贮水池引入到蒸发池，在没有引入结晶池之前的蒸发过程中，蒸发池中氯化钠的质量会 不变 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（二）海水晒盐得到的粗盐中含有杂质。为了除去NaCl溶液中含有少量的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等杂质，某小组同学选用Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba（OH）2溶液三种试剂，按一定的顺序进行如图所示的实验。回答下列问题：
（1）实验Ⅰ中加入试剂A除去的杂质是 MgCl2，Na2SO4 ；
（2）实验Ⅱ中加入的试剂B是 Na2CO3 溶液；
（3）滤液②中除Na+和Cl﹣外，还含有的离子是 OH﹣， （填离子符号）；
（4）实验Ⅲ中发生的中和反应的化学方程式 NaOH+HCl＝NaCl+H2O 。
【解答】解：（1）利用海水提取粗盐的过程一定质量的海水，通过贮水池引入到蒸发池，在没有引入结晶池之前的蒸发过程中，蒸发池中水分减少，但是氯化钠的质量不变，故答案为：不变；
（2）NaCl溶液中含有少量的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等杂质，选用Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba（OH）2溶液三种试剂，进行除杂，根据顺序图分析判断：
①实验Ⅰ中加入试剂A是Ba（OH）2溶液，MgCl2和Na2SO4与Ba（OH）2分别产生Mg（OH）2和BaSO4沉淀，可以除去MgCl2，Na2SO4，故答案为：MgCl2，Na2SO4；
②滤液①中有杂质CaCl2、BaCl2和NaOH，要除杂需实验Ⅱ中加入的试剂Na2CO3溶液，由于CaCl2、BaCl2和Na2CO3溶液反应产生CaCO3和BaCO3沉淀。故答案为：Na2CO3；
③滤液②含有杂质Na2CO3和NaOH溶液中，所以除Na+和Cl﹣外，还含有的离子是OH﹣，，故答案为：OH﹣，；
④实验Ⅲ中加入稀盐酸，发生的中和反应的化学方程式：NaOH+HCl＝NaCl+H2O，故答案为：NaOH+HCl＝NaCl+H2O.
15．为除去粗盐中的泥沙、MgCl2、CaCl2和Na2SO4杂质，某化学兴趣小组的同学先将粗盐样品溶解、过滤，除去泥沙后，取粗盐水按如图流程进行实验。
（1）操作Ⅰ和操作Ⅱ中均使用的一种玻璃仪器是 玻璃棒 ；操作Ⅱ中使用该玻璃仪器的目的是 使液体均匀受热，防止液滴飞溅 。
（2）写出加入BaCl2溶液时发生反应的化学方程式 BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl 。
（3）加入过量碳酸钠溶液的作用是什么？ 除去粗盐中的氯化钙，同时还可以除去过量的氯化钡 。
【解答】解：（1）操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是蒸发结晶，这两个操作都需要用到一种玻璃仪器是玻璃棒，在操作II在中使用该仪器的作用是使液体均匀受热，防止液滴飞溅，故答案为：使液体均匀受热，防止液滴飞溅；
（2）因为粗盐含有硫酸钠杂质，加入氯化钡是除去硫酸钠，氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，化学反应方程式为：BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl，故答案为：BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl；
（3）因为粗盐中含有氯化钙杂质，加入过量碳酸钠溶液的作用是主要除去粗盐中的氯化钙，同时还可以除去过量的氯化钡，故答案为：除去粗盐中的氯化钙，同时还可以除去过量的氯化钡。
16．某同学从山区带回一瓶浑浊的山泉水，并在化学实验室模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示。
请回答以下问题。
（1）操作①的名称是 过滤 ，实验室进行该操作时玻璃棒的作用是 引流 。若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，写出一种可能的原因： 滤纸破损（合理即可） 。
（2）操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是 活性炭 ，该过程主要是 物理 （填“物理”或“化学”）变化。
（3）取少量液体D于试管中，加入少量 肥皂水 ，振荡，发现有较多浮渣产生。说明是 硬 水，液体D经过操作③得到的蒸馏水属于 纯净物 （填“纯净物”或“混合物”）。
（4）按新《水质检测标准》，从所取水样中检测出含氮、磷、钠等，这里的氮、磷、钠是指 D （填字母）。
A.单质
B.分子
C.原子
D.元素
（5）节约用水是每个公民的义务。请你写出一种生活中节约用水的做法： 可用洗菜水浇花（合理即可） 。
【解答】解：（1）操作①将固体和液体分离，故操作为过滤，进行该操作时玻璃棒的作用是引流；若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，写出可能的原因是滤纸破损或漏斗内的液面高于滤纸边缘或承接滤液的烧杯不干净。
（2）操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是活性炭，活性炭具有吸附的作用，在吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化。
（3）用肥皂水检验水是硬水还是软水，发现有较多浮渣产生，说明是硬水；液体D经过操作③得到的蒸馏水，蒸馏水只含水一种物质，属于纯净物。
（4）物质是由元素组成的，从所取水样中检测出含氮、磷、钠等，这里的氮、磷、钠是指元素，故选D。
（5）生活中节约用水，可用洗菜水浇花，洗衣服的水拖地等。
故答案为：（1）过滤；引流；滤纸破损（合理即可）；
（2）活性炭；物理；
（3）肥皂水；硬；纯净物；
（4）D；
（5）可用洗菜水浇花（合理即可）。
17．某校兴趣小组欲利用Mg（OH）2和Cu2O的混合物制备MgCl2和金属铜。该小组设计了如图的实验流程，回答下列有关问题：
（1）Cu2O是红色固体，它与稀盐酸反应产生红色固体单质和蓝色溶液，则该反应的化学方程式为 Cu2O+2HCl＝Cu+CuCl2+H2O 。
（2）加入过量的金属Y时，发生的化学方程式为 Mg+CuCl2＝Cu+MgCl2或Mg+2HCl═MgCl2+H2↑ 。（写1个）固体M的成分 镁和铜 （填名称）。
（3）MgCl2的溶解度受温度的影响较小，则操作Ⅰ为 蒸发结晶 。实际操作时会向固体M中加入过量的稀盐酸，这一操作并不会让最终产品MgCl2里出现新杂质，请说明理由 盐酸具有挥发性，蒸发过程中，过量盐酸快速挥发掉 。
（4）若混合物中Cu2O的质量为2.88g，则理论上得到Cu的质量为 2.56 g。
【解答】解：（1）Cu2O是红色固体，它与稀盐酸反应产生红色固体单质和蓝色溶液，即氧化亚铜与稀盐酸反应生成铜、氯化铜和水，反应的化学方程式Cu2O+2HCl＝Cu+CuCl2+H2O。
（2）实验目的是制备MgCl2和金属铜，加入过量的金属Y前，溶液是氯化铜和稀盐酸的混合溶液。加入过量的金属Y时，反应得到固体，所以Y是镁，镁与氯化铜反应生成铜和氯化镁，镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式Mg+CuCl2＝Cu+MgCl2、Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，固体M含有剩余的镁和生成的铜。
（3）MgCl2的溶解度受温度的影响较小，则操作Ⅰ为蒸发结晶。
实际操作时会向固体M中加入过量的稀盐酸，这一操作并不会让最终产品MgCl2里出现新杂质，是因为盐酸具有挥发性，蒸发过程中，过量盐酸快速挥发掉。
（4）由混合物中Cu2O的质量为2.88g，则理论上得到Cu的质量＝2.88g××100%＝2.56g。
故答案为：
（1）Cu2O+2HCl＝Cu+CuCl2+H2O；
（2）Mg+CuCl2＝Cu+MgCl2或Mg+2HCl═MgCl2+H2↑；镁和铜；
（3）蒸发结晶；盐酸具有挥发性，蒸发过程中，过量盐酸快速挥发掉；
（4）2.56。
【类型四：混合物成分的确定流程】
18．“太阳能光伏发电”能有效推进“碳中和”，发展“低碳经济”，其关键的材料是高纯硅。如图是高纯硅的简易生产流程。
请回答：
（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，其化学式为 SiO2 ，SiCl4的名称是 四氯化硅 。
（2）在生产过程中将石英砂粉碎的目的是 增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率 。
（3）“精馏”是蒸馏的一种，其原理是利用混合物各成分的 沸点 不同，将物质分离出来，属于 物理 变化。
（4）上述流程中可循环使用的物质是 H2和HCl 。
（5）流程⑤中发生反应的化学符号表达式为 SiHCl3+H2Si+HCl 。
（6）粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行的可能原因是 防止硅与氧气发生反应或防止O2与H2混合引起爆炸 。
【解答】解：（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，化学式为SiO2；由两种元素组成的化合物，一般是从右往左读为某化某，有时还要读出化合物中各元素的原子个数，所以SiCl4 的名称是四氯化硅；
（2）在生产过程中将石英砂粉碎的目的是增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率；
（3）“精馏”是蒸馏的一种方式，通过蒸馏可把液体混合物分离开来，原理是利用混合物各成分沸点不同，将物资分离开来，没有新物质生成，属于物理变化；
（4）流程图中步骤③中产生的氢气可以作为⑤的反应物，可以循环利用。步骤⑤产生的氯化氢也可以作为步骤②的反应物，也可以循环使用，故上述流程中可循环使用的物质是H2和HCl；
（5）由图可知，流程⑤中SiHCl3与H2高温下生成高纯硅和氯化氢，符号表达式为：SiHCl3+H2Si+HCl；
（6）由于在元素周期表中硅和碳为同族元素，化学性质相似，所以也能和氧气发生反应，故粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行的原因是防止硅与氧气发生反应，或由于氢气属于可燃性气体，防止O2进去与H2混合引起爆炸。
故答案为：（1）SiO2；四氯化硅；
（2）增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率；
（3）沸点；物理；
（4）H2和HCl；
（5）SiHCl3+H2Si+HCl；
（6）防止硅与氧气发生反应或防止O2与H2混合引起爆炸。
19．空气是一种宝贵的自然资源。如图为利用空气生产氮肥尿素[CO（NH2）2]的工艺流程：
（“—”表示相连物质之间可以发生反应，“→”表示物质之间可发生转化）
（1）液态空气属于 混合物 （填“混合物”或“纯净物”），A是空气中含量最多的气体，A的化学式为 N2 。
（2）反应①的基本反应类型为 化合反应 。
（3）反应②的文字表达式为 氨气+二氧化碳尿素+水 。
（4）用空气等物质为原料生产尿素，由此变化你对化学有了什么新的认识 化学创造新物质，造福人类 。
【解答】解：（1）液态空气含有多种组分，所以为混合物；空气中氮气含量最多；
故答案为：混合物；N2。
（2）氮气和氢气在高温高压条件下在催化作用下反应生成氨气，符合多变一的特点，所以为化合反应；
故答案为：化合反应。
（3）氨气和二氧化碳在一定条件下反应生成尿素和水，书写文字表达式不需要配平，所以文字表达式为氨气+二氧化碳尿素+水；
故答案为：氨气+二氧化碳尿素+水。
（4）合成氨后再制造尿素，作为氮肥用于农业生产，提高粮食产量，解决粮食问题，利于人类发展；
故答案为：化学创造新物质，造福人类。
20．《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，其主要成分是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 过滤 ，该操作中用到的铁制仪器是 铁架台（带铁圈） 。
（2）步骤“①碱浸”用到的是常见的一种碱，它是 氢氧化钠 （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 H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+H2O 。
（4）X代表某种气体单质，请写出步骤③的化学方程式 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ 。
（5）该孔雀石制取金属铜流程中可以循环使用的物质是 H2SO4 （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 二氧化碳 、 水 反应也会生成Cu2（OH）2CO3。
【解答】解：（1）如题操作Ⅰ是将不溶物和溶液分离，所以是过滤；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，所以步骤“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，化学方程式为：H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+H2O；
（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：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（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：H2SO4；
（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。
故答案为：（1）过滤；铁架台（带铁圈）；
（2）氢氧化钠；
（3）H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+H2O；
（4）2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（5）H2SO4；
（6）二氧化碳；水。
实验编号
烧杯中所加试剂及其用量
反应 温度
反应 时间
溶解的金属 Cu的质量
粉碎后的含铜废电路板
稀硫酸与H2O2的混合溶液
a
30g
100mL
400C
10minn
0.54g
b
30g
100mL
600C
10min
0.42g
c
30g
100mL
400C
5 min
0.25g
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