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文檔簡介
專題04工藝流程
復(fù)習(xí)講義
【要點歸納|典例解析】
工藝流程的解題指導(dǎo)
一、審題:讀流程,觀其大略,找出流程主線,必要時可在流程中圈出原料和產(chǎn)品。初步明確原料到產(chǎn)品
的生產(chǎn)原理。
二、結(jié)合流程思考原料是如何轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品,理順流程。
(1)原料預(yù)處理:粉碎、研磨的作用;溶解、浸洗的目的。
(2)對中間產(chǎn)品成分的分析和判斷(書寫物質(zhì)名稱或化學(xué)式)。
(3)產(chǎn)品處理:過濾、蒸發(fā)、蒸儲、結(jié)晶方法的選擇,洗滌、干燥等。
(4)除雜:除雜試劑的選擇及除雜原理、除雜試劑的過量與否及后續(xù)反應(yīng)的處理等(書寫化學(xué)式、化學(xué)
方程式,判斷基本反應(yīng)類型或除雜目的)。
(5)對生產(chǎn)工藝的評價:是否環(huán)保、低能耗;原料利用率的高低;反應(yīng)條件的控制、是否存在可循環(huán)利
用的物質(zhì)等。
三、高頻知識點
1.混合物分離、提純的操作方法和所用儀器
(1)過濾:分離不溶性固體和液體。儀器:漏斗、燒杯、玻璃棒(前三個為玻璃儀器)、鐵架臺(帶鐵圈)。
(2)蒸發(fā):通過升溫的方式讓溶液中的溶劑脫離溶質(zhì)。儀器:蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒、培煙鉗、鐵架臺(帶
鐵圈)。
(3)結(jié)晶:從物質(zhì)的溶液中得到該物質(zhì)的晶體。
2.物質(zhì)化學(xué)式的書寫:
(1)題干主物質(zhì)的來源,根據(jù)所學(xué)知識書寫化學(xué)式。
(2)流程圖中的物質(zhì),比如判斷組成流程圖的物質(zhì),濾液、濾渣的成分等,根據(jù)流程圖的提示推斷出物質(zhì),進(jìn)
而書寫相應(yīng)的化學(xué)式。
3.化學(xué)方程式的書寫(含陌生化學(xué)方程式)。
4.物質(zhì)成分的分析(推斷流程圖中的某種物質(zhì)等):
(1)分析流程中的每一步,從以下幾個方面了解流程:①反應(yīng)物是什么;②發(fā)生了什么反應(yīng);③圖中有沒有物
質(zhì)沒有寫上去或是省略了;④該反應(yīng)造成了什么影響,對制造產(chǎn)品有什么作用。
(2)要判斷所加的試劑,可以從加入試劑的目的、反應(yīng)的產(chǎn)物入手進(jìn)行分析。
(3)推斷流程圖某一步中的物質(zhì),可以從上一步操作中反應(yīng)物可能發(fā)生的反應(yīng)入手進(jìn)行分析,同時需注意所
加試劑是否有剩余。
三、規(guī)范解答題中的相關(guān)問題,答案盡可能簡潔明了還要特別注意符合題目要求。
6)典例解析
類型一數(shù)據(jù)表格信息分析
【例1】(2022?廣東廣州?一模)一種“氫氧化鍋氯化鎂法”制備“牙膏用氯化銀(SrC12-6H2O)”的工藝流程如
圖:
【資料卡片】
①例的相關(guān)化合物(如SrO、SrCO3)的化學(xué)性質(zhì)與相應(yīng)的鈣化合物類似,SrSO4>SrCCh不溶于水。
②SrCb、MgCL溶液皆為無色,呈中性。
(1)煨燒工業(yè)碳酸鍋發(fā)生的反應(yīng)與燃燒石灰石類似,則此過程的化學(xué)方程式為。
(2)“重結(jié)晶”是將蒸發(fā)結(jié)晶得到的無水氫氧化鋸粗品溶于適量熱水,趁熱濾去未溶解的固體后,冷卻結(jié)晶
得到Sr(OH)2?8H2。。為探究蒸儲水用量對Sr(OH)2?8氏0純度及產(chǎn)率的影響,設(shè)計一系列探究
(填序號),當(dāng)蒸儲水用量大于該條件時,Sr(OH)2?8比0產(chǎn)率減小,試推測其原因o
序號1234567
無水Sr(OH)2粗品質(zhì)量/g10.010.010.010.010.010.010.0
蒸儲水質(zhì)量/g40.050.060.070.080.090.0100
Sr(OH)2?8壓0純度/%98.698.698.698.698.698.698.6
Sr(OH)2?8比0產(chǎn)率%17.9153.3663.5072.6692.1789.6588.93
(3)將精制氫氧化鋸配成溶液,與氯化鎂溶液在90℃時反應(yīng)一段時間,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式o
判斷MgCh已經(jīng)加足的方法是o
(4)步驟⑤降溫結(jié)晶制備SrCl2?H2O,需要40%的SrCL溶液100g,該溶液可由10%的SrCL溶液蒸發(fā)g
水獲得。
高溫小
【答案】(l)SrCC)3-SrO+CO2個
(2)5隨著蒸儲水溶劑的增加,在冷卻結(jié)晶過濾的過程中,部分氫氧化錮留在母液中導(dǎo)致產(chǎn)率過低
(3)Sr(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+SrCl2取反應(yīng)后的上層清液,滴加氯化鎂溶液觀察是否有沉淀生成
(4)300
【解析】(1)碳酸鈣在高溫條件下分解生成氧化鈣和二氧化碳,煨燒工業(yè)碳酸鋸發(fā)生的反應(yīng)與煨燒石灰石類
高溫小
似,因此煨燒工業(yè)碳酸錮生成氧化鍋和二氧化碳,化學(xué)方程式為:SrCO3-SrO+CO2t;
(2)分析表格數(shù)據(jù)可知,最合適的實驗條件為5;當(dāng)蒸鐳水用量大于該條件時,Sr(OH)2?8壓0產(chǎn)率減小,
原因是:隨著蒸儲水質(zhì)量的增加,在冷卻結(jié)晶過濾的過程中,部分氫氧化錮留在母液中導(dǎo)致產(chǎn)率過低;
(3)氫氧化鍋與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂和氯化銅,化學(xué)方程式為$1'(011)2+乂8。2=乂8(011)2,+$1'。2;判
斷MgCU已經(jīng)加足的方法是取反應(yīng)后的上層清液,滴加氯化鎂溶液觀察是否有沉淀生成,若無沉淀生成,
說明氯化鎂已經(jīng)加足;
(4)蒸發(fā)溶劑前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變,設(shè)需10%的氯化銅溶液的質(zhì)量為力。
40%xl00g=%xl0%
X=400g
蒸發(fā)水的質(zhì)量為:400gl00g=300go
【例2】(2023?廣州市增城區(qū)中考一模)火力發(fā)電廠燃燒煤時產(chǎn)生含氧化鋁的粉煤灰。回收粉煤灰中氧化
鋁的一種工藝如下:
(1)NH4HSO4溶液的作用是溶解氧化鋁,說明NH4HSO4溶液中除了有SO:、NH;外,還含有大量的
(2)結(jié)合溶解度曲線分析,步驟2采用“降溫結(jié)晶”可控制只析出NH4Al(SOS晶體,原因是
(4)副產(chǎn)物(NH4)2SC)4用途廣泛,受熱不穩(wěn)定。
①在農(nóng)業(yè)上可用作o
②(NH4)2SO4在280℃可發(fā)生分解,產(chǎn)物在步驟1和步驟3中循環(huán)利用,該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為―-
(5)回收的氧化鋁可用于冶煉金屬鋁。若粉煤灰中含30%的氧化鋁,10.2t粉煤灰可冶煉得到金屬鋁的質(zhì)
量為to
【答案】(1)氫離子##H+
(2)NH4Al(SC)4)2的溶解度受溫度影響較大,硫酸錢的溶解度受溫度影響較小
,、催化劑小
(3)過濾(4)①.氮肥②.(NHJZSO,^^NHST+NH,HSO4
(5)1.62
【解析】(1)NH4HSO4溶液的作用是溶解氧化鋁,氧化鋁和鏤根離子、硫酸根離子均不反應(yīng),氧化鋁能與
氫離子反應(yīng)生成鋁離子和水,故還含有大量的:H+;
(2)由圖可知,硫酸鐵、NH4Al(SC>4)2的溶解度均隨溫度的升高而增加,且NH4Al(SO4)2的溶解度受溫度
影響較大,硫酸鏤的溶解度受溫度影響較小,故步驟2采用“降溫結(jié)晶”可控制只析出NH4Al(SO4)2晶體;
(3)由圖可知,步驟3實現(xiàn)了固液分離,名稱是過濾;
(4)①硫酸鏤含氮一種營養(yǎng)元素,屬于氮肥;
②(NH4)2SC)4在280℃可發(fā)生分解,產(chǎn)物在步驟1和步驟3中循環(huán)利用,由圖可知,產(chǎn)物為NH4HSO4和氨
,、催化劑小
氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:(NH4)2SO4^=NH3T+NH4HSC>4;
(5)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類和質(zhì)量不變,得到金屬鋁的質(zhì)量與氧化鋁中鋁元素
r-jg
的質(zhì)量相同,則得到金屬鋁的質(zhì)量為:10.2tx30%x---------------xl00%=1.62t
27x2+16x3o
【例3】(2022年江蘇省揚州市中考)電石渣[主要成分為Ca(OH)2,還含有MgO等雜質(zhì)]是一種工業(yè)廢
渣,以它為原料可生產(chǎn)納米碳酸鈣,制備方案如下:
納米碳
一酸鈣
濾液
已知:①NH4cl溶液顯酸性;
②“浸取”時的主要反應(yīng)為Ca(OH)#2NH4Cl=CaC12+2NH3狙O;
③“碳化”時的主要反應(yīng)為CaC12+2NH3?H2O+CO2=CaCO3J+2NH4Cl+H2O。
(1)電石渣久置在空氣中會產(chǎn)生一定量的堿式碳酸鈣[Ca3(OH)2(CC>3)"],化學(xué)式中的〃為0
(2)用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NH4cl溶液浸取電石渣時,Ca元素提取率和Mg元素去除率的數(shù)值如圖所示,你
認(rèn)為較適宜的NH4C1質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0
NH4cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%
(3)浸取時,向浸取液中滴加氨水調(diào)節(jié)pH,將鎂元素全部沉淀,則操作1為(填操作名稱)。
(4)工業(yè)上將操作1所得溶液堿化后,進(jìn)行噴霧碳化,碳化塔的構(gòu)造如圖所示,CO2從處通入(填
“A”或"B”),其目的是。
(5)測得不同溫度下碳化反應(yīng)所需時間如下表(其他條件相同):
溫度反應(yīng)液渾濁所需時間(單位:秒)反應(yīng)完全所需時間(單位:分鐘)
20℃480>180
40℃120180
60℃150
80℃168
實際碳化反應(yīng)的溫度采用了60℃,溫度不宜過高的原因可能是(寫出一條即可)。
(6)該工藝流程的核心反應(yīng)在“浸取”和“碳化”這兩步,請書寫由Ca(OH)2制備碳酸鈣的總反應(yīng)方程式
0結(jié)合制備方案判斷可循環(huán)利用的物質(zhì)為。
(7)用電石渣[Ca(OH)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)92.5%]制備ltCaCO3,計算所需電石渣的質(zhì)量(寫出計算過程)。。
【答案】(1)2
(2)10%
⑶過濾
(4)A增大溶液與二氧化碳的接觸面積,使堿化的溶液與二氧化碳充分反應(yīng)
(5)溫度越高二氧化碳的溶解度越小(或溫度越高,氨水越易分解,揮發(fā)出氨氣)
(6)Ca(OH)2+CO2=CaCO3l+H2ONH4ChNH3?H2O
(7)0.8t?
【解析】(1)堿式碳酸鈣的化學(xué)式為Ca3(OH)2(CO3)〃,根據(jù)化合物中元素化合價的代數(shù)和為0,鈣顯+2價,
氫氧根顯1價,碳酸根顯2價,貝l](+2)x3+(l)x2+(2)X"=0,n=2o
(2)根據(jù)圖示,當(dāng)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NH4cl溶液浸取電石渣時,Ca元素提取率最高,同時Mg元素去除
率也比較高,故較適宜的NH4cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)是10%。
(3)通過操作1將鎂元素產(chǎn)生的沉淀與溶液分離,該操作為過濾。
(4)根據(jù)碳化塔的結(jié)構(gòu),如果二氧化碳從頂部B處通入,二氧化碳會從塔上部廢氣排出口排出,因此正確的
操作是溶液從B處以霧狀噴入,二氧化碳從A處通入,其目的是:增大溶液與二氧化碳的接觸面積,使堿
化的溶液與二氧化碳充分反應(yīng)。
⑸由表可知,60℃時完全反應(yīng)所需時間最少,80℃比60℃時完全反應(yīng)所需時間更多,其原因有:①二氧
化碳?xì)怏w的溶解度隨溫度的升高而減小,溶解在溶液中的二氧化碳減少,導(dǎo)致完全反應(yīng)所需反應(yīng)時間增加;
②溫度越高,氨水分解的速率越大,氨氣揮發(fā),溶液的堿性變?nèi)酰斩趸嫉男Ч儾睿耆磻?yīng)所
需的時間增加。
(6)“浸取”過程中發(fā)生的反應(yīng)是:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH30,“碳化”過程中發(fā)生的反應(yīng)是:
CaCl2+2NH3.H2O+CO2=CaCO3;+2NH4C1+H2O。將這兩個反應(yīng)合并,由Ca(0H)2制備碳酸鈣的總反應(yīng)方
程式為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3i+H2Oo該制備方案中,“浸取”時生成氨水,氨水在堿化時可循環(huán)使用,“碳
化”時生成氯化俊,氯化鏤在“浸取”時可循環(huán)使用。故本方案中可循環(huán)利用的物質(zhì)為:NH4ChNH3.H2O(或
NH3)O
(7)解:設(shè)所需電石渣的質(zhì)量為x。
Ca(OH)2+CO2=CaCO3J+H2O
74100
xx92.5%It
74_xx92.5%
100It
x=0.8t
答:制備ItCaCCh需電石渣的質(zhì)量為0.8t。
【例4】(2022?廣東惠州?一模)氯酸鉀用途較廣,常用作火箭、導(dǎo)彈推進(jìn)劑,化工生產(chǎn)中常利用石灰乳【主
要成分是Ca(OH)2]生產(chǎn)氯酸鉀。如圖是生產(chǎn)氯酸鉀的一種工藝流程:
氯氣氧化鉀
—凈化
?氯酸鉀晶體
過濾氯酸鈣、氯化鈣過濾
石灰乳
混合溶液
母液
反應(yīng)池a反應(yīng)池b
有關(guān)物質(zhì)在20℃下的溶解度如下表:
物質(zhì)
Ca(CIO3)2CaCl2KCIO3KCI
溶解度/g209.074.57.334.2
(1)反應(yīng)池a中CL和Ca(OH)2在一定條件下反應(yīng),生成CaCL、Ca(C103)2和(常見的溶劑)
三種物質(zhì)。若生成物中氯化鈣與氯酸鈣化學(xué)計量數(shù)的比是5:1,請寫出反應(yīng)化學(xué)方程式:o
(2)如果實驗室進(jìn)行過濾操作時,發(fā)現(xiàn)濾液渾濁,可能的原因是(寫一種),此時應(yīng)采取的措施是
(3)反應(yīng)池b中KC1和Ca(C103)2能夠發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),是因為,生成的KCICh屬于(填
“難溶”“微溶”“可溶”或“易溶”)物質(zhì)。
(4)要從母液中回收氯化鈣,需要通過如圖流程。請寫出加入試劑1時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:0
鹽酸
試劑1;
]等沉淀一?氯化鈣溶液
母液叫
'——?濾液
【答案】⑴H2O6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(C1O3)2+6H2O
(2)濾紙破損(或承接濾液的燒杯不干凈等)換一張新的濾紙再次過濾(或把承接濾液的燒杯沖洗干
凈再次過濾)
(3)氯酸鉀在該溫度下的溶解度小可溶
⑷CaCL+K2cO3=CaCO31+2KCl
【解析】(1)由題意知:反應(yīng)物中有氯元素、鈣元素、氫元素和氧元素,生成物中有氯元素、鈣元素和氧元
素,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知:該溶劑中含有氫元素,故該常見的溶劑為:H2O;
若生成物中氯化鈣與氯酸鈣化學(xué)計量數(shù)的比是5:1,則反應(yīng)化學(xué)方程式為:6cl2+6Ca(OH)2====5CaCL+Ca
(CIO3)2+6H2O;
(2)實驗室進(jìn)行過濾操作時,發(fā)現(xiàn)濾液渾濁,可能的原因是濾紙破損(或承接濾液的燒杯不干凈等);此時
應(yīng)采取的措施是換一張新的濾紙再次過濾(或把承接濾液的燒杯沖洗干凈再次過濾);
(3)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件是:生成物中至少含有沉淀、氣體、水中的一種,則KC1與Ca(C1O3)2能夠發(fā)
生復(fù)分解反應(yīng),說明氯酸鉀在該溫度下的溶解度小,析出晶體;20℃氯酸鉀的溶解度為7.3g,在1?10g之
間,生成的KCICh是可溶物質(zhì);
(4)沉淀與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣,說明沉淀是碳酸鈣,由流程圖知母液是氯化鈣溶液,試劑1與氯化鈣溶液
反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,故試劑1中含有碳酸根離子,故試劑1可以是碳酸鉀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
CaCL+K2cO3=CaCO31+2KCl。
類型二物質(zhì)的制備、生產(chǎn)流程
【例5】(2023?珠海市金灣區(qū)中考一模)MgCb晶體是太陽能蓄能介質(zhì)之一。某鎂礦石中主要含MgO和主
要雜質(zhì)FezCh、SiO2(其他雜質(zhì)忽略),從該礦物中獲得MgCL晶體的其中一種工藝流程圖如圖所示。
(1)該礦石中主要成分和雜質(zhì)按分類法均屬;在酸溶前要將礦石粉碎,目的是溶解速率;
操作I、II的實驗名稱是O
(2)現(xiàn)需配制370g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的鹽酸,需要37%的鹽酸溶液g,除燒杯、膠頭滴管外,
還需要使用的儀器有(填字母)。
a.托盤天平b.玻璃棒c.量筒d.蒸發(fā)皿
(3)已知Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀的pH范圍分別為:1.5?4.1、9.4?12.4。可見“加適量氨水,調(diào)pH”的
目的是:產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀發(fā)生的化學(xué)方程式為。
(4)操作皿的步驟是蒸發(fā)濃縮、,過濾,洗滌。
【答案】(1)①.氧化物②.加快③.過濾
(2)①.320②.abc
(3)①.讓Fe3+沉淀、Mg2+不沉淀(2).MgC12+Ca(OH)2=Mg(OH)2i+CaC12
(4)降溫結(jié)晶
【解析】
(1)氧化物是由兩種元素組成的化合物中,其中一種元素是氧元素,因此該礦石中主要成分和雜質(zhì)按分
類法均屬氧化物;酸溶之前要將礦石粉碎的目的是增大接觸面積,使反應(yīng)更快更充分;操作I、II可以將
固體和液體分離,其操作名稱為過濾,故填:氧化物;加快;過濾;
(2)設(shè)需要37%的鹽酸溶液質(zhì)量為x,則370gx32%=xx37%,得%=320g;一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸溶液
配制時,除燒杯、膠頭滴管外,還需要使用托盤天平稱量濃鹽酸的質(zhì)量,用量筒量取水的體積,溶解時還
要用到玻璃棒,故填:320;abc;
(3)Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀的pH范圍分別為:1.5?4.1、9.4-12.4,結(jié)合流程圖可知,“加適量氨水,
調(diào)pH”的目的是讓Fe3+沉淀、Mg2+不沉淀;氯化鎂與氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣,反應(yīng)的化
3+2+
學(xué)方程式為MgC12+Ca(OH)2=Mg(OH)2;+CaCl2,故填:Fe沉淀、Mg不沉淀;
MgC12+Ca(OH)2=Mg(OH)2;+CaCl2;
(4)操作III是結(jié)晶,包含的操作步驟有蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌等,故填:降溫結(jié)晶。
【例6】(2022?廣東?江東鎮(zhèn)初級中學(xué)一模)CuCl常用作有機合成工業(yè)的催化劑,以粗鹽水(含CaC12、MgCb、
Na2so4)和Cu等原料制取CuCl的工藝如圖:
①過量NaOH溶液
②過量A'溶'港
③過量;溶液
濾渣
SO:
過量稀鹽酸
粗鹽水T反應(yīng)I悝但H2SO4、Na:S04
的混合溶滿
反應(yīng)nNaCl溶液
操作2
反應(yīng)in
"二|稀硫酸CuSCU溶酒
CuCl固體
加熱反應(yīng)iv
已知:CuCl是一種白色粉末,不溶于水,在空氣中很容易被氧化為綠色固體Cm(OH)3CI0
(1)操作1、操作2中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和-流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是(水
除外,填化學(xué)式)。
(2)反應(yīng)I中,依次加入試劑①②③,若A為BaC12溶液,則B為,加入該溶液的目的是=
(3)寫出反應(yīng)II中屬于中和反應(yīng)的化學(xué)方程式:0
(4)在工業(yè)上進(jìn)行反應(yīng)HI溶解銅粉時,常加入足量稀硫酸并通入過量的氧氣,其化學(xué)方程式是
2CU+O2+2H2so4=2CUSO4+2R,其中R的化學(xué)是=
(5)最終得到的CuCl沉淀采用真空干燥的目的是。據(jù)如圖分析,生產(chǎn)CuCl的過程中,一般將反
應(yīng)溫度控制在℃o
反應(yīng)溫度對CuCl產(chǎn)率的影響
(6)32gCu經(jīng)過上述流程可得的CuCl最多是go
【答案】⑴漏斗H2s04
(2)Na2cO3溶液除盡CaCL和過量的BaCL
⑶HCl+NaOH=NaCl+H20
(4)H2O
(5)CuCl在空氣中很容易被氧化為綠色固體Cu2(OH)3C155
(6)49.75
【解析】(1)由圖可知,操作1、2均實現(xiàn)了固液分離,名稱是過濾,過濾時,所需的玻璃儀器是:燒杯、
玻璃棒和漏斗;由圖可知,硫酸既是反應(yīng)物,又是生成物,可以循環(huán)利用,故填:H2s04;
(2)反應(yīng)I中,依次加入試劑①②③,氫氧化鈉能與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂和氯化鈉,可除去氫氧化鎂,
如果A為氯化鋼,氯化鋼能與硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋼和氯化鈉,可除去硫酸鈉,要想除去氯化鈣和過量的
氯化領(lǐng),B可以是碳酸鈉溶液,碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉,碳酸鈉和氯化領(lǐng)反應(yīng)生成碳酸
鋼和氯化鈉;故加入該溶液的目的是:除去氯化鈣和過量的氯化鋼;
(3)反應(yīng)H中加入稀鹽酸,過量的氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,過量的碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成
氯化鈉、二氧化碳和水,中和反應(yīng)是酸與堿作用生成鹽和水的反應(yīng),故氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉
和水屬于中和反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:HCl+NaOH=NaCl+^O;
(4)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,原子的種類和數(shù)目不變,反應(yīng)物中含Cu、O、H、S的個數(shù)分別是
2、10、4、2,生成物中含Cu、0、H、S的個數(shù)分別是2、8、0、2,故生成物中還應(yīng)含2個0、4個H,
故R的化學(xué)式為:H2OO
(5)CUC1在空氣中很容易被氧化為綠色固體Cu2(OH)3C1,故需要采用真空干燥;
由圖可知,在其它條件下相同的情況下,反應(yīng)溫度為55℃時,CuCl的產(chǎn)率最高,故一般將反應(yīng)溫度控制
在55℃;
(6)由圖可知,銅單質(zhì)中的銅元素最后完全轉(zhuǎn)化到了CuCl中,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的
種類和質(zhì)量不變,故可得CuCl最多的質(zhì)量是:32g^x100%=49.75g
164+35.5)o
【例7】(2023?佛山市南海區(qū)中考一模)我省電力供應(yīng)充足,發(fā)電類型多樣,2023年12月各類型發(fā)電量情
況統(tǒng)計如圖。
2023年1-2月廣東省各發(fā)電類型占比圖
核電6%
■火電?水電?核電風(fēng)電?太陽能
請分析。
(1)我省主要以發(fā)電為主。該電力來源于煤炭的燃燒,從能量轉(zhuǎn)化來看,是能轉(zhuǎn)化為電
能。煤屬于能源(選填“可再生或不可再生”)。
(2)火電廠發(fā)電同時會排出粉煤灰(煤炭燃燒的灰燼),它主要含有SiCh、AI2O3、CaO等?,F(xiàn)利用粉煤灰
制取AI2O3的工藝流程如圖所示,回答下列問題:
粉煤灰f浸出f沉鋁f干燥脫水一焙燒f水浸->AhOj
浸渣濾液1氣體濾液2
①“浸出”時適當(dāng)升溫的主要目的是,A12O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為O
②“浸渣”的主要成分微溶的CaSO4外,還有(填名稱)。
③“沉鋁”時,體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示,加入K2s04沉鋁的最佳方案是把浸出液升溫溶解
K2s04再(填操作),過濾得到(填物質(zhì)化學(xué)式),該物質(zhì)俗稱明磯,生活中可用于凈水。
焙燒
④“焙燒”時,主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KAi(SO/2旦韭K2so4+2AUO3+6SO2T+302T可見,該
流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是。
【答案】(1)①.火力②.化學(xué)③.不可再生
(2)①.加快反應(yīng)速率,提高浸出率(D.A12O3+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2O
③.二氧化硅④.降溫KA1(SO4)2-12H2O⑥.硫酸鉀##K2so4
【解析】
(1)由表中數(shù)據(jù)可知,我省主要以火力發(fā)電為主。
煤炭燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
煤屬于化石燃料,屬于不可再生能源。
(2)①升高溫度,能加快反應(yīng)速率,提高浸出液。
硫酸能與氧化鋁反應(yīng)生成硫酸鋁和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為A12O3+3H2SO4=AU(SO4)3+3H2。。
②二氧化硅不溶于水,不能與硫酸反應(yīng),貝1]“浸渣”的主要成分微溶的CaSO4外,還有二氧化硅。
③由于KA1(SO4)2-12H2。的溶解度受溫度影響比較大,低溫時溶解度較小,則加入K2s04沉鋁的最佳方案
是把浸出液升溫溶解K2s04再降溫,過濾得到KA1(SO4)2-12H2OO
④由于“沉鋁”過程中需要硫酸鉀,“焙燒”過程中生成了硫酸鉀,則可循環(huán)使用的物質(zhì)為硫酸鉀。
類型三分離、提純流程
【例8】碘元素被稱為“智力元素”,是人體必需的微量元素之一,人體缺碘會引起甲狀腺腫大,幼兒缺碘
會造成思維遲鈍,影響生長發(fā)育。因此,人們常通過攝入海產(chǎn)品或食用加碘鹽來補充碘元素,以保證人體
健康。利用海帶提取碘單質(zhì)?2)的工藝流程如圖所示,下列說法錯誤的是()
A.操作①中,所需要的玻璃儀器有3種
B.由于淀粉有遇碘(12)變藍(lán)的特性,因此可以利用淀粉檢驗加入H2O2溶液后所得的“溶液一”中是否有
單質(zhì)碘生成
C.在上述過程中碘元素的化合價沒有發(fā)生變化
D.在蒸播操作中,蒸儲燒瓶內(nèi)加入沸石的目的是為了防止液體的暴沸
【答案】C
【解析】A.操作①是海帶灰變?yōu)楹怆x子的溶液,該過程為過濾,過濾所用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃
棒和水杯,故A選項正確,不合題意;B.含碘離子的水溶液中加入雙氧水后,溶液一中含有碘單質(zhì),則
可利用過淀粉檢驗溶液一中是否含有碘單質(zhì),故B選項正確,不合題意;C.上述過程中碘離子的化合價
為-1,碘單質(zhì)中碘元素的化合價為0,化合價發(fā)生變化,故C選項錯誤,符合題意;D.蒸儲燒瓶內(nèi)加入
沸石的目的是為了防止混合液體加熱時暴沸,故D選項正確,不合題意;故選:Co
【例9】(2023年珠海市斗門區(qū)中考一模)食鹽(主要成分是NaCl)除可用作調(diào)味品外,還是一種重要化
工原料。晾曬海水所得到的粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(CaCb、MgCh),某化學(xué)小組
在實驗室對粗鹽樣品進(jìn)行除雜提純的過程如圖。
(1)溶解、過濾、蒸發(fā)的操作中都需要用到的一種玻璃儀器為(填“燒杯”“漏斗”或“玻璃棒”)。
(2)固體甲中所含有的難溶性物質(zhì)為和CaCCh。
(3)往溶液乙中加入適量的鹽酸的目的是0
(4)生理鹽水是醫(yī)療上常用的一種溶液。某化學(xué)興趣小組為了測定生理鹽水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),取生理鹽
水650g,加入足量的硝酸銀溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀的質(zhì)量為14.35g,計算該生理鹽
水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)o(計算結(jié)果精確到0.1%)
【答案】(1)玻璃棒(2)氫氧化鎂##Mg(OH)2
(3)去除過量的氫氧化鈉和碳酸鈉
(4)0.9%
【解析】(1)玻璃棒在溶解、過濾、蒸發(fā)的操作中的作用是攪拌以加速溶解、引流、攪拌使液體受熱均勻,
故都需要用到玻璃棒;
(2)氫氧化鈉與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,氯化鈣與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯
化鈉,故固體甲中含有的難溶性物質(zhì)為Mg(OH)2和CaCO3;
(3)鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水,鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,故往溶液乙
中加入適量的鹽酸的目的是去除過量的氫氧化鈉和碳酸鈉;
(4)解:設(shè)參與反應(yīng)的氯化鈉的質(zhì)量為x,
AgNO3+NaCl=AgClJ+NaNO?
58.5143.5
x14.35g
58.5x
,解得x=5.85g
143.514.35g
生理鹽水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)X100%=0.9%
650g
答:該生理鹽水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%。
【例10】(2022年四川省達(dá)州市中考)海洋是一個巨大的資源寶庫。海水資源綜合利用的部分途徑如下圖:
過量過量、中
NaOH溶液NaiCOj溶港產(chǎn)濾液適量鹽酸〉操作口》NaCl
一粗鹽遙駕工?.操作I,晶體
海水-I濾渣
一..石灰乳氫氧鹽酸巧4蟬通電.
.反應(yīng)①化鎂反應(yīng)②氯化縱而超Mg
已知:粗鹽中的雜質(zhì)有泥沙、MgCh>CaCL,流程中部分操作及試劑已省略。
(1)“操作I”中玻璃棒的作用是?
(2)濾渣中除泥沙外還有(填化學(xué)式)。
(3)反應(yīng)③的化學(xué)反應(yīng)方程式為o
(4)海水中本身就有氯化鎂,請分析反應(yīng)①、②轉(zhuǎn)化過程的目的。
【答案】⑴引流
⑵Mg(OH)2、CaCO3
通電小
⑶MgCL^J,+Mg
(4)除去雜質(zhì),濃縮氯化鎂
【解析】(1)“操作I”是過濾,過濾操作中玻璃棒的作用是引流。
(2)粗鹽中的雜質(zhì)有泥沙、MgCL、CaC12,加入過量氫氧化鈉和氯化鎂產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,加入
過量碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和氯化鈉,所以濾渣中還有Mg(0H)2、CaCO3o
(3)反應(yīng)③是電解氯化鎂產(chǎn)生鎂和氯氣,方程式是:MgCl2=Cl2^+Mgo
(4)反應(yīng)①、②是從母液中除去雜質(zhì),濃縮氯化鎂。
類型四資源回收利用流程
【例11】(2022四川樂山中考)垃圾分類有利于保護(hù)環(huán)境,充分利用資源。某廠從廢舊電子產(chǎn)品中回收貴
重金屬同時制備CUSO4-5H2O的工藝流程如下:
足量
廢舊電預(yù)處理粗銅內(nèi)濾液、于bCuSO4搦作a
稀硫酸道里f-------CuSO5H1O
子產(chǎn)品①(含銅、4
過濾一、4*稀硫酸、01
鐵、銀、金),慮查過濾
②貴重
③"金屬
己知:步驟3中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CU+C)2+2H2so4£2CUSO4+2H2。
回答下列問題:
(1)從垃圾分類的角度,該廠加工的廢舊電子產(chǎn)品屬于o
A.有害垃圾B,可回收垃圾C.廚余垃圾D.其他垃圾
(2)流程中步驟③回收的貴重金屬為0
(3)流程中操作a表示一系列的操作,包括:蒸發(fā)濃縮、、過濾、洗滌、干燥等。
(4)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【答案】⑴B(2)金、銀(3)降溫結(jié)晶⑷Fe+H2SO4=FeSO4+H2T
【解析】(1)根據(jù)該流程圖可知,可從廢舊電子產(chǎn)品中回收貴重金屬,同時制備CUSO4-5H2O,于是從垃
圾分類的角度,該廠加工的廢舊電子產(chǎn)品屬于可回收垃圾,故選B;
(2)根據(jù)流程中步驟②是鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,步驟③是銅與稀硫酸、氧氣在加熱條件
下生成硫酸銅和水,所以粗銅中的銅和鐵均已完全反應(yīng)完,則流程中步驟③回收的貴重金屬為金、銀;
(3)由溶液得到晶體,應(yīng)進(jìn)行一系列的操作,包括:蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等,故填:
降溫結(jié)晶;
(4)步驟②中發(fā)生反應(yīng)是鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,該化學(xué)反應(yīng)方程式為:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2T,故填:Fe+H2SO4=FeSO4+H2To
【例12】(2022湖南長沙中考)在完成“實驗室用氯酸鉀和二氧化錦混合物加熱制取氧氣”的實驗后,小明
在老師的指導(dǎo)下回收二氧化鎰和氯化鉀,實驗流程如下圖所示。
「■海瀾蒸發(fā)結(jié)晶>1白色固體I
—固體|加足量水.操作a
I混合物|溶解
氯酸鉀和加熱
二氧化鎰完全反應(yīng)■選迄今燥u黑色固畫
(1)操作a的名稱是。
(2)在這個反應(yīng)中二氧化鎬的作用是o
(3)請你計算:若制得1.92g氧氣,則參加反應(yīng)的氯酸鉀(KCICh)的質(zhì)量為go
(4)請你設(shè)計實驗方案,證明濾渣已洗凈0
【答案】(1)過濾
(2)催化作用或加速氯酸鉀分解
(3)4.9go
(4)取最后一次洗滌液滴加硝酸銀溶液,如無沉淀生成則洗凈
【解析】(1)操作a將固體和液體分離,是過濾。
(2)氯酸鉀分解中,二氧化鎰加速氯酸鉀分解,反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,是該反應(yīng)的催化劑,起
到催化作用。
(3)解:設(shè)制取1.92g氧氣需要氯酸鉀的質(zhì)量為x
MnO2
2KC1O3^=2KC1+3O2T
245A96—=^-x=4.9g
96
x1.o9n2gL92g
答需要氯酸鉀的質(zhì)量為4.9g。
(4)氯酸鉀在加熱及二氧化鎰催化作用下分解為氯化鉀和氧氣,濾渣表面可能殘留雜質(zhì)氯化鉀,則證明
濾渣已洗凈需要檢驗是否含有氯離子,可以使用硝酸銀溶液。方法是取最后一次洗滌液滴加硝酸銀溶液,
如無沉淀生成則洗凈。因只要與硝酸銀反應(yīng)有沉淀生成即說明有雜質(zhì),不需要排除其他離子的干擾,可不
加入稀硝酸。
【例13】(2022陜西中考A)白銅是銅、銀(Ni)合金,某學(xué)習(xí)小組同學(xué)欲利用廢棄的白銅回收銅、銀兩
種金屬。
(1)先向盛有等量銀粉和鋅粉的兩支試管中分別加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸,觀察到都有氣泡產(chǎn)生,
且鋅粉與稀硫酸反應(yīng)更劇烈,銀粉與稀硫酸反應(yīng)后的溶液為綠色,說明銀的金屬活動性比鋅
(填“強”或“弱。
查閱資料可知,銀與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Ni+H2SO4=NiSO4+H2T。
(2)接下來,同學(xué)們設(shè)計了如下實驗流程回收銅和銀。
上圖中,固體A是,②中反應(yīng)的化學(xué)方程式是(只寫一個)。
(3)要驗證Ni、Zn、Cu的金屬活動性順序,用下列各組藥品進(jìn)行實驗,不能達(dá)到目的的是
(填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀鹽酸B.Ni、Cu、Z11SO4溶液
C.Zn、Cu、NiSC)4溶液D.Ni、Z11SO4溶液、CuSCU溶液
【答案】(1)弱;(2)銅(或Cu);Zn+NiSC)4=ZnSO4+Ni或Zn+H2sO4=ZnSC)4+H2T;(3)B
【解析】(1)根據(jù)題意可知,鍥和鋅都能與酸反應(yīng)但是鋅與稀硫酸反應(yīng)更劇烈,說明鍥的金屬活動性比鋅
弱,故填:弱;
(2)根據(jù)資料可知銀能與稀硫酸反應(yīng),而銅排在氫后不與酸反應(yīng),故此第一步加入的稀硫酸會與銀反應(yīng)
生成硫酸鎮(zhèn)和氫氣,故固體A是銅;由于酸過量則溶液B中含有硫酸銀和剩余的硫酸,鋅會與硫酸反應(yīng)生
成硫酸鋅和氫氣,由于鋅排在鎮(zhèn)前,鋅能與硫酸鎮(zhèn)反應(yīng)生成硫酸鋅和銀,故化學(xué)方程式為:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T或Zn+NiSO4=ZnSO4+Ni?
(3)A、銀和鋅均能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣產(chǎn)生冒氣泡現(xiàn)象,而銅不能,故此證明銅排在最后,而鎮(zhèn)不能
與生成的氯化鋅反應(yīng),鋅能與生成的氯化銀反應(yīng),故說明鋅在鎮(zhèn)前,最終證明鋅>銀>銅,選項正確;
B、銀和銅均不能與硫酸鋅反應(yīng),說明鋅的活動性最強,但無法證明銀和銅的活動性,選項錯誤;
C、鋅能與硫酸保反應(yīng)置換出鍥說明鋅在保前,而銅不與硫酸銀反應(yīng)無現(xiàn)象,說明銅在銀后,最終證明鋅〉
鎮(zhèn),銅,選項正確;
D、銀不能與硫酸鋅反應(yīng)說明鋅在鎮(zhèn)前,銀能與硫酸銅反應(yīng)有紅色物質(zhì)析出,說明銀在銅前,最終證明鋅〉
銀〉銅,選項正確;
故選:Bo
類型五流程圖與推斷綜合
【例14]如圖1是工業(yè)上利用黃鐵礦(主要成分FeS2)制取硫的流程。如圖2為硫元素的價類圖,“一”
表示物質(zhì)之間可以轉(zhuǎn)化,A、B、C、D、E、F、G是常見的化學(xué)物質(zhì)。請回答:
白煤(主要硫蒸氣
黃鐵礦
吉icsj淚inn
己知:沸騰爐中的主要反應(yīng)為4FeS2+"O2-2Fe2O3+8SO2°
(1)投入沸騰爐前將黃鐵礦粉碎的目的是O
(2)在加熱條件下,轉(zhuǎn)化器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是,請在圖2用“一”表
示這一轉(zhuǎn)化過程。
(3)冷凝器中發(fā)生的變化是(填“物理變化”或“化學(xué)變化”)。
(4)以上流程中產(chǎn)生的礦渣和尾氣均可再利用,其可能的用途是(答一條即可)。
(5)圖2中已知E+H2O=F,則F是(寫化學(xué)式);B的名稱是,D可用于制造波爾多液,
寫出C轉(zhuǎn)化為D的化學(xué)方程式:。
△
【答案】(1)增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率。(2)C+SO2-----CO2+S(3)物理變化。
(4)二氧化碳可以用作化工原料。(5)H2s03;三氧化硫;CUO+H2SO4=CUSO4+H2O?
【解析】解:(1)投入沸騰爐前將黃鐵礦粉碎的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率。
(2)在加熱條件下,轉(zhuǎn)化器中碳和二氧化硫反應(yīng)生成二氧化碳和硫,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:
△
C+SO2^^CO2+S;
硫元素化合價由+4變成0,轉(zhuǎn)化過程如下所示:
、口化物酸t(yī)k"A氣化物酸t(yī)k
國2o.圖2。
(3)冷凝器中沒有生成新物質(zhì),發(fā)生的變化是物理變化。
(4)以上流程中產(chǎn)生的礦渣和尾氣均可再利用,其可能的用途:二氧化碳可以用作化工原
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