2022年初中化学第二轮复习 中考题型(05)

题型突破(五)　工艺流程题

类型一　提纯回收类

|针对训练|

1.[2018·宿迁]海洋是人类巨大的资源宝库。图T5-4为从海水中提取金属镁的简易流程图。

图T5-4

请回答下列问题。

(1)海洋中含量最多的物质是　　　　。 

(2)实验室中进行操作Ⅰ时,玻璃棒的作用是　　　　　　　。 

(3)生石灰转化为石灰乳的过程是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 

(4)上述流程中未涉及的基本反应类型是　　　反应。 

2.[2019·山西]工业上,常采用“盐硝联产工艺”生产高纯度食盐,还可制得硫酸钠。卤水中主要含有NaCl,还含有少量Na2SO4、CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、FeCl3。用火碱和烟道气中的CO2为原料净化卤水,符合低碳经济发展要求。分析流程(如图T5-5),回答问题。

图T5-5

注:①控制在32.4 ℃左右蒸发。

(1)反应器1中主要除去的离子是 

(填符号)。

(2)烟道气通入反应器2前要脱硫,是为了除去有害气体　　　　(填化学式)。反应器2中生成沉淀的化学方程式为　                                                                                        

(写一个)。

(3)下表为NaCl和Na2SO4在不同温度时的溶解度:

从析盐罐中排出的溶液a,在温度不变的条件下,每10 g水中含有NaCl约　　　　g。为提高Na2SO4纯度,析硝罐中析出Na2SO4需采用　　　　(填“升温”或“降温”)结晶方法。 

3.[2019·湘潭]某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如图T5-6所示:

图T5-6

已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。

(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过程中发生了　　　　现象。步骤①产生的废气B中,一定含有的有害气体是　　　(填化学式)。环保处理最好釆用的试剂是　　　(填序号)。 

A.浓硫酸　　　  B.食盐水　　　  C.石灰乳

(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式:　　　　　　　　　　　　,它属于基本反应类型中的　　　　反应。 

(3)步骤③和④中主要操作的名称是　　　　。 

(4)我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜　　　　(填“高”或“低”)。 

(5)取少量的溶液C,往其中加入一定质量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有　　　　(填序号)。 

A.硫酸镁         B.硫酸锌

C.硫酸铜         D.硫酸铜和硫酸锌

4.[2018·咸宁]某种手机电路板中含有Fe、Cu、Au、Ag、Ni(镍,银白色金属)等金属,如图T5-7是某工厂回收部分金属的流程图。已知:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。

图T5-7

(1)操作①的名称是　　　　。 

(2)写出滤液②中金属阳离子符号　　　　。 

(3)写出滤液③和铁粉发生反应的一个化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)Cu、Ag、Ni在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是　　　　　　。 

类型二　制备类

|针对训练|

1.超细碳酸钙可用于生产钙片、牙膏等产品。利用碳化法生产超细碳酸钙的主要流程示意图如下:

图T5-11

(1)石灰石主要成分的化学式为　　　　。 

(2)乳化池中,生石灰与水发生反应,其化学方程式为　。 

(3)过筛的目的是拦截　　　　(填“大于”或“小于”)筛孔直径的颗粒。 

(4)碳化塔中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

2.[2019·荆门]氯碱工业以粗盐(主要成分是NaCl,含少量泥沙、CaCl2、MgCl2)为原料,生产氯气和氢氧化钠。模拟流程如下:

图T5-12

(1)试剂A和试剂B的组合为　            (填序号)。 

①KOH　   ②NaOH　   ③K2CO3　   ④Na2CO3

(2)操作A需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是　　　　。 

(3)流程中Mg元素必须转化成　　　　(填化学式)才能完全除去。 

(4)写出电解NaCl溶液的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)该工业副产品H2目前还不能作为燃料被广泛应用,其理由是 　                  (答一条即可)。 

3.[2019·北京]利用电石渣[主要成分为Ca(OH)2、MgO]制备硫酸钙的主要工艺流程如下:

图T5-13

已知:MgO难溶于水;MgSO4易溶于水;CaSO4微溶于水。

(1)反应器中搅拌的目的是　　　　　　　　。 

(2)反应器中发生的反应主要有MgO+H2SO4MgSO4+H2O和　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)上述流程中,用于分离提纯的设备有　　　　　　　　。 

4.[2019·广州]稀土金属因其独特的性能而被誉为“新材料之母”。稀土金属钇的氧化物(Y2O3)广泛应用于航空航天涂层材料,其颗粒大小决定了产品的质量。利用富钇稀土(含Y2O3约70%,含Fe2O3、CuO、SiO2等约30%)生产大颗粒氧化钇的一种工艺如下:

图T5-14

(1)氧化钇(Y2O3)中,Y元素的化合价为　　　。 

(2)“酸溶”过程中,氧化钇与盐酸反应的化学方程式是__________________________　。 

(3)“分离提纯”是为了除去滤液1中的　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 

(4)“调pH”时加入碱液使溶液的pH　　　　(填“增大”或“减小”)。 

(5)碳酸钇灼烧分解的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)为了获得大颗粒氧化钇,某小组研究了条件对产品直径的影响,相关数据如下(D50表示颗粒直径):

分析上表数据,其他条件不变时,若灼烧温度均升高至1 400 ℃,预期所得氧化钇D50最大的是　　　　(填实验编号)。 

类型三　环境保护类

|针对训练|

1.氨法脱硫可防治二氧化硫(SO2)污染,同时制得化肥(NH4)2SO4。主要流程如下:

图T5-17

(1)吸收塔中,氨水采用喷淋方式注入,其目的是　                                 。 

(2)吸收塔中发生的反应为2NH3+H2O+SO2(NH4)2SO3,若利用此反应吸收64 kg二氧化硫,则参加反应的氨气(NH3)的质量为　　　　kg。 

(3)氧化塔中通入氧气的目的是将(NH4)2SO3转化为　　　　　　　。 

2.CO2是造成温室效应的主要气体,而工业上却可用CO2来制备甲醛等物质。“碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来并加以利用——如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其过程如图T5-18所示(部分条件及物质未标出)。

图T5-18

(1)用NaOH溶液“捕捉”CO2的化学方程式是　。 

(2)“反应、分离”环节中,分离物质所采用的基本操作是　　　　。 

(3)此化学工艺流程中没有涉及的基本反应类型是　　　　　　　。 

【参考答案】

类型一

针对训练

1.(1)水　(2)引流　(3)放热　(4)置换

[解析]本题主要考查海水资源的利用。(1)海洋中含量最多的物质是水。(2)经过操作Ⅰ得到固体氢氧化镁,则操作Ⅰ是过滤,过滤操作中,玻璃棒的作用是引流。(3)生石灰转化为石灰乳的过程是生石灰与水反应生成氢氧化钙,该反应中放出大量的热。(4)上述流程中发生的反应有碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,属于分解反应;生石灰和水化合生成氢氧化钙,属于化合反应;氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,属于复分解反应;氢氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水,属于复分解反应;电解氯化镁得到镁和氯气,属于分解反应,未涉及的基本反应类型是置换反应。

2.(1)Mg2+、Fe3+

(2)SO2　CaCl2+Na2CO32NaCl+CaCO3↓(或CaSO4+Na2CO3Na2SO4+CaCO3↓)

(3)3.64　升温

[解析](1)火碱是氢氧化钠的俗称,能和卤水中的氯化镁、硫酸镁和氯化铁反应生成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,从而使镁离子和铁离子从卤水中沉淀出来。(2)烟道气通入反应器2前要脱硫,脱硫主要是为了除去有害气体SO2。反应器2中的二氧化碳与反应器1中的过量的氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠分别与氯化钙、硫酸钙反应生成碳酸钙沉淀,从而除去卤水中的钙离子。(3)在温度不变的条件下,32.4 ℃时,氯化钠的溶解度是36.4 g,则每10 g水中含有NaCl约3.64 g;32.4 ℃时,硫酸钠的溶解度最大,降温则氯化钠的溶解度减小,氯化钠晶体可能析出,升温则氯化钠的溶解度增大,不会析出,而硫酸钠会结晶析出,所以为提高Na2SO4纯度,析硝罐中析出Na2SO4需采用升温的方法进行结晶。

3.(1)乳化　SO2　C

(2)Zn+CuSO4Cu+ZnSO4　置换

(3)过滤　(4)高　(5)C

[解析](1)用洗涤剂除油污发生的是乳化现象。烟泥中存在硫单质,在空气中加热产生的有害气体是SO2。SO2能与碱性溶液反应,处理时应选用碱性试剂,即选用石灰乳。(2)固体A中含有CuO、ZnO,和过量的稀硫酸反应过滤后得到的溶液C中含有ZnSO4、CuSO4和H2SO4,故步骤④中得到铜的化学方程式为Zn+CuSO4Cu+ZnSO4;该反应是一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。(3)步骤③和④都能将固体和液体分开,是过滤操作。(4)一般情况下,合金跟组成它的纯金属相比硬度更大,所以黄铜的硬度比纯铜的高。(5)溶液C中含有H2SO4、CuSO4和ZnSO4,加入一定质量的镁粉后,先后发生的反应有Mg+CuSO4MgSO4+Cu,Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,Mg+ZnSO4MgSO4+Zn,在滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中一定有固体Zn存在,则溶液中CuSO4一定不存在。

4.(1)过滤　

(2)Fe2+

(3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu(或Fe+H2SO4FeSO4+H2↑)

(4)Ni、Cu、Ag

[解析](1)操作①可以将不溶性固体从溶液中分离出来,所以操作①的名称是过滤。(2)铁在置换反应中生成亚铁离子,所以滤液②中金属阳离子符号为Fe2+。(3)滤液③和铁粉发生的反应有铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(4)镍能与稀硫酸反应生成滤液①中的一种成分,铜和银与稀硫酸不反应,铜可以将银置换出来,所以Cu、Ag、Ni在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是Ni、Cu、Ag。

类型二

针对训练

1.(1)CaCO3　

(2)CaO+H2OCa(OH)2

(3)大于

(4)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O

2.(1)②④　(2)引流　(3)Mg(OH)2

(4)2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH

(5)H2不易储存和运输(或生产H2的成本高,合理即可)

[解析](1)除杂的原理是除去杂质,且不引入新的杂质,试剂A和试剂B的作用是除去杂质CaCl2、MgCl2,根据复分解反应原理,需要加入氢氧化钠和碳酸钠。(2)操作A是过滤,过滤时玻璃棒的作用是引流。(3)Mg元素要以沉淀的形式除去,氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,化学式为Mg(OH)2。(4)氯碱工业以粗盐为原料,生产氯气和氢氧化钠,电解NaCl溶液,即反应物是氯化钠和水,产物是氯气和氢氧化钠、氢气,可知化学方程式为:2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH。(5)H2目前还不能作为燃料被广泛应用的理由是H2不易储存和运输、生产H2的成本高等。

3.(1)使反应物充分接触,提高反应速率

(2)Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O

(3)过滤器、洗涤槽

[解析](1)化学反应中,反应物接触越充分,反应速率越快,反应器中搅拌可以使反应物充分接触,提高反应速率。(2)反应器中发生的化学反应主要有氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水;氢氧化钙和稀硫酸反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O。(3)反应所得的硫酸镁易溶于水,硫酸钙微溶于水,经过滤器过滤,可以将微溶性的硫酸钙和可溶的硫酸镁分离,再经洗涤槽洗涤可以提高硫酸钙的纯度,因此,流程中,分离提纯的设备有过滤器、洗涤槽。

4.(1)+3

(2)Y2O3+6HCl2YCl3+3H2O

(3)FeCl3、CuCl2

(4)增大

(5)Y2(CO3)3Y2O3+3CO2↑

(6)④

[解析](1)化合物中各元素化合价的代数和为零,氧化钇(Y2O3)中,氧元素的化合价为-2,设Y元素的化合价为x,则2x+(-2)×3=0,解得:x=+3。(2)氧化钇与盐酸反应生成氯化钇和水,化学方程式为Y2O3+6HCl2YCl3+3H2O。

(3)富钇稀土(含Y2O3约70%,含Fe2O3、CuO、SiO2等约30%)中加稀盐酸,氧化钇与盐酸反应生成氯化钇,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,氧化铜与盐酸反应生成氯化铜,二氧化硅与盐酸不反应,过滤后,除去二氧化硅,滤液1中有氯化钇、氯化铁、氯化铜,要得到氯化钇,“分离提纯”是为了除去滤液中的FeCl3、CuCl2。(4)碱溶液的pH大于7,碱性越强,pH越大,“调pH”时加入碱液使溶液的pH增大。(5)碳酸钇灼烧分解生成氧化钇和二氧化碳,化学方程式为Y2(CO3)3Y2O3+3CO2↑。(6)由表格中的数据可知,影响产品直径的因素有反应温度、料液浓度、灼烧温度等。对比①②③④可知,其他条件相同时,沉淀反应温度升高,颗粒直径增大;对比④⑤可知,其他条件相同时,料液浓度减小,颗粒直径增大;对比⑤⑥可知,其他条件相同时,灼烧温度升高,颗粒直径增大,由分析可知,其他条件不变时,若将灼烧温度均升高至1 400 ℃,预期所得氧化钇D50最大的是④。

类型三

针对训练

1.(1)增大反应物间接触面积,使反应更充分

(2)34　(3)(NH4)2SO4

[解析](1)吸收塔中,氨水采用喷淋方式注入,增大了反应物间的接触面积,从而使吸收率提高,提高了净化效果,所以其目的是增大反应物间接触面积,使反应更充分。

(2)吸收塔中发生的反应为2NH3+H2O+SO2(NH4)2SO3,若利用此反应吸收64 kg二氧化硫,设参加反应的氨气(NH3)的质量为x 。

2NH3+H2O+SO2(NH4)2SO3

34 64

x 64 kg

=　x=34 kg

(3)氧化塔中通入氧气的目的是将(NH4)2SO3转化为 (NH4)2SO4。

2.(1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O

(2)过滤　(3)置换反应

[解析](1)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。(2)“反应、分离”环节中发生的反应是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,分离碳酸钙和氢氧化钠的方法是过滤。(3)氧化钙和水的反应属于化合反应,碳酸钙高温分解的反应属于分解反应,碳酸钠和氢氧化钙的反应属于复分解反应,所以此工艺流程中没有涉及的基本反应类型是置换反应。