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文檔簡介
專題07工業(yè)流程題工業(yè)流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來,并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問,是無機框圖的創(chuàng)新,是近幾年??嫉念}型。它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為依托,與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護等相融合,考查物質(zhì)的制備、檢驗、分離、提純等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應用,要求考生依據(jù)流程圖分析原理,緊扣信息,抓住關鍵,準確答題。工業(yè)流程題通常從以下幾個方面考查學生的知識點與能力。①判斷流程中得到的濾液或濾渣成分;②書寫流程中涉及到變化的化學方程式;③判判斷流程中可循環(huán)利用的物質(zhì);④分析流程中所用的操作方法或步驟;⑤設計流程中對物質(zhì)的檢驗或除雜方案;⑥分析流程中化學實驗條件的控制,如溫度、壓強、pH;⑦根據(jù)流程中提供的數(shù)據(jù)進行量的計算。一、工業(yè)流程題的解題思路化學工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來主要有六方面問題:一、解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二、除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三、提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四、減少污染,考慮“綠色化學”生產(chǎn);五、原料的來源既要考慮豐富,還要考慮成本問題;六、生產(chǎn)設備簡單,生產(chǎn)工藝簡便可行等問題。二、工業(yè)流程題的解題思路(一)原料預處理的方法1.粉碎或研磨目的是:增大固液(或固氣或固固)接觸面積,加快反應(溶解)速率,增大原料的轉(zhuǎn)化率(或浸取率)。2.煅燒或灼燒目的是:不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì);其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物;除去有機物;除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)3.酸浸目的是:溶解、去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀)4.堿溶目的是:去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀)5.加入氧化劑:轉(zhuǎn)化為易于被除去(沉淀)的離子。6.煮沸:除去溶解在溶液中的氣體,如氧氣(二)控制反應條件的方法1.溫度的控制(1)加熱:加快反應速率或溶解速率;除雜,除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì),如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì);使沸點相對較低或易升華的原料氣化。但要注意避免反應物或生成物的過熱分解。(2)降溫:防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解);使某個沸點較高的產(chǎn)物液化,使其與其他物質(zhì)分離;降低晶體的溶解度,減少損失。(3)控溫:(用水浴帶溫度計便于控溫且受熱均勻)防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā);為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來;使催化劑的活性達到最好;防止副反應的發(fā)生。(4)降溫或減壓可以減少能源成本,降低對設備的要求,達到綠色化學的要求。2.調(diào)節(jié)溶液的pH:(1)目的:使溶液中的金屬陽離子形成氫氧化物完全沉淀而除去(2)需要的物質(zhì):含主要陽離子的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽,即能與H+反應,使pH增大的物質(zhì)如用MgO、Mg(OH)2等等。(3)原理:加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應,降低了的濃度,增大pH(4)pH控制的范圍:大于除去離子的完全沉淀值,小于主要離子的開始沉淀的pH3.使用催化劑目的是:提高反應速率,但使用時必須注意其活性溫度范圍。(三)提純分離的方法1.純物質(zhì)溶液得到晶體:蒸發(fā)結(jié)晶(NaCl型)或蒸發(fā)濃縮(至有晶體出現(xiàn)為止),冷卻結(jié)晶(KNO3型和含有結(jié)晶水的晶體)2.混合溶液(分離A和B):蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾(得NaCl型),將濾液冷卻結(jié)晶,過濾(得KNO3型)模板:加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥3.沉淀洗滌(1)沉淀洗滌的目的:除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。(2)洗滌方法:向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流出后,重復操作2~3次。(3)誤差分析:若沉淀不洗滌或洗滌不干凈,則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多,則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。(4)沉淀是否洗滌干凈的判斷方法答題模板取最后一次洗滌液,滴加……(試劑),若沒有……現(xiàn)象,證明沉淀已洗凈(5)趁熱過濾:減少結(jié)晶損失;提高晶體純度4.工業(yè)流程的主要操作:結(jié)晶、重結(jié)晶、洗滌、干燥、灼燒、分液、重復操作2-3次等。5.實驗操作答題模板:取少量待測液于試管中,滴加……(試劑,用量),若沒有……現(xiàn)象,證明沒有……;若出現(xiàn)……現(xiàn)象,證明含有……6.終點現(xiàn)象的描述答題模板:當?shù)稳胱詈笠坏巍痢痢翗藴嗜芤汉?,溶液變成×××色,且半分鐘?nèi)不恢復原來的顏色。(四)分析工業(yè)流程1.關注“箭頭”:箭頭進入的是投料(即反應物);出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物);(回頭的箭頭)表示循環(huán)利用的物質(zhì)2.關注方框內(nèi)所指3.關注流程“三線”和“核心”(如下圖)4.工藝流程的評價①設計方案的科學性:能否達到實驗目的,雜質(zhì)是否完全除去,是否引入新的雜質(zhì)等。②安全性和簡便性:盡量選用較溫和的反應條件,避免高溫、高壓條件。③對環(huán)境的影響:是否符合綠色化學理念,是否產(chǎn)生有毒氣體等。④節(jié)約性:原料利用率要盡量高。疑I難I總I結(jié)1.化工流程題的結(jié)構(gòu)化工流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來;題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學知識設制成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學試題。2.化工流程題的作用化工流程題通常從以下幾個方面考查學生的知識點與能力。①判斷流程中得到的濾液或濾渣成分。②書寫流程中涉及到變化的化學方程式。③判判斷流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)。④分析流程中所用的操作方法或步驟。⑤設計流程中對物質(zhì)的檢驗或除雜方案。⑥分析流程中化學實驗條件的控制,如溫度、壓強、pH。⑦根據(jù)流程中提供的數(shù)據(jù)進行量的計算。3.化工流程題的類型按資源的不同,可將化工流程題分為利用空氣資源生產(chǎn)的化工流程題(如合成氨化工流程題)、利用水資源生產(chǎn)的化工流程題(如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的化工流程題(工業(yè)制硫酸、冶鐵煉鋼等)、利用工業(yè)廢料提純生產(chǎn)的化工流程題(如提取金屬鈦)等。題型一、環(huán)境保護與能源類【例1】(2023年湖北省荊州市中考)燃煤電廠常利用NaOH溶液處理煙氣,實現(xiàn)“碳捕集”,其主要轉(zhuǎn)化流程如下請回答下列問題:(1)溶液X中的溶質(zhì)是______。(2)寫出煙氣通入氫氧化鈉溶液中所發(fā)生反應的化學方程式______。(3)寫出干冰的一種用途______。(4)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有溶液X和______。相同考點變情境?碳達峰和碳中和1.(2023年湖北省隨州市中考)CO2捕獲和轉(zhuǎn)化可減少CO2排放并實現(xiàn)資源利用。一種捕集煙氣中CO2并轉(zhuǎn)化利用的流程如圖:(1)CaO俗稱_________。(2)催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生反應的化學方程式是_________。(3)甲醇(CH3OH)屬于_________(填“無機物”或“有機物”)。(4)我國力爭在2060年前實現(xiàn)“碳中和”。下列措施不利于大氣中CO2減少的是_________(只有一個選項符合題意)。A.用氨水捕集廢氣中的CO2,將其轉(zhuǎn)化為氮肥 B.大力推廣使用干冰實現(xiàn)人工增雨,緩解旱情C.利用和開發(fā)風能、太陽能、氫能等清潔能源 D.通過植樹造林,利用光合作用吸收大氣中的CO2相同考點變情境?煙氣的脫硫處理2.(2023年云南省中考)我國古人很早就認識了硫元素,《神農(nóng)本草經(jīng)》將“硫”評價為“能化金銀銅鐵奇物”,現(xiàn)代化學中含硫藥物、含硫材料等也十分普遍。(1)用化學用語填空:①2個硫原子_______;②2個三氧化硫分子_______;③硫酸根離子_______。(2)工業(yè)上可利用物料循環(huán)的方法實現(xiàn)煙氣的脫硫處理,工藝流程如圖所示。
①操作I是_______;②吸收室中發(fā)生的反應之一是氫氧化鈉和二氧化硫的反應,類比氫氧化鈉和二氧化碳的反應,寫出氫氧化鈉和二氧化硫反應的化學方程式_______;③理論上只需不斷加入_______(填化學式)便可持續(xù)實現(xiàn)煙氣的脫硫處理。題型二、物質(zhì)的制備【例2】(2023·湖北武漢·中考真題)硫酸鋅可制備各種含鋅材料,在防腐、醫(yī)學上有很多應用。菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,還含有少量的二氧化硅和氧化鐵。以菱鋅和為原料制備ZnSO4·7H2O的工藝流程如下圖所示。(二氧化硅難溶于水,也不與稀硫酸反應)
回答下列問題:(1)菱鋅礦屬于______(填“純凈物”或“混合物”)。(2)“酸浸”中觀察到的現(xiàn)象是______。(3)濾液1中含有的陽離子是______。(填離子符號)(4)“轉(zhuǎn)化”中加入足量鋅粉,反應的化學方程式有:Zn+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4和______(寫一個即可)。(5)下列說法正確的是______(填標號)。A.“粉碎”是為了使菱鋅礦在“酸浸”中與稀硫酸充分反應B.在“轉(zhuǎn)化”中加入鋅粉,若無氣泡冒出,說明鋅粉已足量C.濾渣甲、濾渣乙均能與稀硫酸反應產(chǎn)生氣體D.濾液2的質(zhì)量一定比濾液1的質(zhì)量大相同考點變情境?工業(yè)廢渣的再利用1.(2023·廣西·中考真題)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易被吸收的補血劑。利用硫酸廠的廢渣(主要含F(xiàn)e2O3、Fe3O4,還有少量SiO2)制備檸檬酸亞鐵,該工藝流程如圖所示,回答下列問題:資料1:Fe4O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2OFe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;資料2:SiO2不溶于水,也不與稀硫酸反應。(1)檸檬酸亞鐵進入人體腸道后以_______(填陽離子符號)的形式被吸收,達到補血效果。(2)固體C的成分是_______。(3)步驟①②③④中涉及置換反應的是_______(填數(shù)字序號)。(4)步驟③中發(fā)生反應的化學方程式是_______。(5)“一系列操作”中,將檸檬酸亞鐵晶體與溶液分離的操作是_______。相同考點變情境?礦石的綜合利用2.(2023·四川內(nèi)江·中考真題)鎂、純堿在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。某地的菱鎂礦中主要含MgCO3及少量FeCO3、Al2O3和SiO2,以菱鎂礦等為原料制取鎂、純堿的工藝流程如圖。請回答下列問題:(1)在反應①中,為了加快反應速率,選用_______(填“塊狀”或“粉末狀”)菱鎂礦:寫出菱鎂礦中碳酸鎂與鹽酸反應的化學方程式_______。(2)向飽和食鹽水中通入NH3、CO2氣體時,需加壓通入的氣體是_______;在反應②③中均發(fā)生_______反應(填化學反應基本類型)。(3)此工藝條件下金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示:金屬離子Mg2+Al3+Fe3+開始沉淀的pH8.93.41.5沉淀完全的pH10.94.72.8向a溶液中通入足量空氣后,溶液中_______元素化合價發(fā)生了改變:向b溶液中加MgO調(diào)節(jié)溶液pH,調(diào)pH范圍為_______。題型三、金屬提純制備類【例3】(2023年四川省眉山市中考)鈦金屬具有硬度大、密度小、熔點高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優(yōu)良的性能,被譽為“未來金屬”。我國釩鈦磁鐵礦床分布廣泛,儲量豐富,由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝過程如下?;卮鹣铝袉栴}:(1)鈦鐵礦需要粉碎,其目的是_____。(2)鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),其中鈦元素的化合價為_____價。(3)TiCl4在高溫下與足量Mg反應生成金屬鈦,該反應的化學方程式為_____。(4)金屬礦物不能再生。下列能有效保護鈦金屬資源的措施是_____。A.回收利用廢舊鈦金屬制品 B.任意開采鈦金屬礦石C.鈦金屬抗腐蝕性能好,可隨意堆放儲存 D.尋找、開發(fā)鈦金屬的代替品相同考點變情境?金屬資源的綜合考查1.(2023年貴州省中考)對于金屬材料,我們應該從多角度了解。Ⅰ金屬冶煉(1)《天工開物》中記載了煉錫的場景:“凡煎煉亦用洪爐,入砂數(shù)百斤,叢架木炭亦數(shù)百斤,鼓鞴(指鼓入空氣)熔化?!雹俟娜胱懔靠諝獾哪康氖莀______,從而提高爐溫。②“點鉛勾錫”是煉錫的關鍵步驟,加鉛能使錫較易熔化流出,其原因是________。Ⅱ金屬的活動性(2)為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性及它們和氫元素的位置關系,小明設計了如下實驗:①試管C中發(fā)生反應的化學方程式為______,該反應屬于_______(填基本反應類型)。②小莉認為省略上述實驗中的_______(填字母),也能達到實驗目的。Ⅲ金屬的銹蝕與防護(3)對鋼鐵制品進行“發(fā)藍”處理,使其表面生成一層致密的氧化膜,能有效防止鋼鐵銹蝕。①“發(fā)藍”過程屬于______(填“物理”或“化學”)變化。②“發(fā)藍”能防止鋼鐵銹蝕的原因是_________。Ⅳ金屬的回收再利用(4)某學習小組同學欲從廢舊電腦的某些零部件中回收金屬銀,設計流程如圖所示。①步驟Ⅰ中加入足量稀硫酸后發(fā)生反應的化學方程式為______。②溶液X中只含有一種溶質(zhì),該溶質(zhì)為______。相同考點變情境?古法新探2.(2023年四川省廣安市中考)中國古代典籍中記錄了很多化學知識,展示了我國古代人民的智慧。《夢溪筆談》中記載了用“苦泉水”制取銅的方法:“挹其水熬之,則成膽礬,烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅”。主要流程如下圖所示:(1)“熬”的過程類似于下列粗鹽提純實驗中的________操作(填序號)。A.溶解 B.過濾 C.蒸發(fā)(2)“烹”的過程中,膽礬(CuSO4·5H2O)首先轉(zhuǎn)變成水和無水硫酸銅,該反應的基本反應類型是_______反應。(3)寫出“鐵釜”中發(fā)生反應的化學方程式________。(4)鐵釜外側(cè)容易生銹,是因為鐵與空氣中的________發(fā)生反應。題型四、分離與提純類【例4】(2023年四川省宜賓市中考)某小組同學以貝殼(主要成分為CaCO3)、草木灰(含K2CO3)和油脂為原料,模擬古法制肥皂,實驗室操作流程如下圖:已知:油脂密度小于水,難溶于水;在堿性、加熱條件下生成的物質(zhì)可溶于水。回答下列問題:(1)“煅燒”生成的固體產(chǎn)物俗稱_____。(2)“溶解”后,溶液中的溶質(zhì)是_____(填化學式)。(3)“沉淀”時,發(fā)生反應的化學方程式是_____。(4)流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_____(填化學式)。(5)“加熱攪拌”時,判斷油脂完全反應的現(xiàn)象是_____。相同考點變情境?鹽泥的再利用1.(2023年江西省中考)燒堿-純堿法凈化鹵水過程產(chǎn)生的鹽泥中主要含有CaCO3及少量的Mg(OH)2和NaCl。下圖是實驗室模擬工業(yè)上以該鹽泥為原料制備CaCl2的操作流程:(1)步驟①中操作a的名稱是______。(2)步驟②中發(fā)生中和反應的化學方程式為______。(3)步驟③中的試劑X應選下列物質(zhì)中的_______(填序號)。A.KOH溶液 B.Ca(OH)2溶液C.Na2SO4溶液 D.Ca(NO3)2溶液(4)步驟④中“一系列操作”包括降溫結(jié)晶,說明CaCl2的溶解度隨溫度的降低而______。相同考點變情境?制備新能源汽車電池2.(2023年重慶市中考A卷)(Li2CO3)是制備新能源汽車電池的重要原料。下圖是一種摸擬提純碳酸鋰的工藝,根據(jù)要求回答問題?!静殚嗁Y料】I.鋰輝礦主要成分為Li2CO3,含泥沙等雜質(zhì)。Ⅱ.Li2CO3(化學性質(zhì)Na2CO3類似】為無色晶體,微溶于水,在冷水中的溶解度比熱水中大。(1)X是一種酸。其溶質(zhì)化學式為_____,常用_____(填試劑名稱)檢驗氣體Y。(2)②中發(fā)生中和反應的化學方程式為_____。(3)有以下三種溫度的飽和Na2CO3溶液,③中你選擇的是_____(填序號)。A.0℃ B.25℃ C.80℃(4)將濾液2蒸發(fā),當有_____時(填現(xiàn)象),停止加熱,可得到其他化工產(chǎn)品。題型五、回收與利用類【例5】(2023·福建·中考真題)為研究溶解度曲線的應用,學習小組查得資料:某鋼鐵廠處理高鹽廢水(含氯化鈉、硫酸鈉及微量的其他鹽)的流程、相關物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示。請和小組同學一起研究。(1)廢水中的硫酸鈉是氫氧化鈉和硫酸反應的生成物,化學方程式為_________________。(2)當溫度高于________________℃時,硫酸鈉的溶解度隨溫度升高而降低。(3)40℃時,將50g硫酸鈉固體加入100g水中,充分攪拌后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為________________(列出計算式即可)。(4)降溫至0℃的“冷凍結(jié)晶”過程,析出的兩種物質(zhì)中較多的是_________________。(5)結(jié)合溶解度曲線解釋,“蒸發(fā)結(jié)晶2”主要得到氯化鈉的原因是_________________。相同考點變情境?廢料的深度開發(fā)1.(2023·湖北咸寧·中考真題)興趣小組的同學利用某廢鎳材料(含有金屬Ni及少量Fe、Cu)回收鎳,設計流程如下圖所示(部分產(chǎn)物略去)。請根據(jù)上述流程回答下列問題:(1)過濾時,玻璃棒的作用是______;(2)寫出“酸浸”時發(fā)生反應的化學方程式______(任寫一個)。(3)過氧化氫具有氧化性,“氧化”時發(fā)生反應的化學方程式為2,則X的化學式是______。(4)Ni、Fe、Cu的金屬活動性由強到弱的順序為______。(5)已知Fe3+和Ni2+開始沉淀和完全沉淀時的pH如表?!俺F”過程中加入NaOH溶液的目的是通過調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,則pH的范圍是______(填字母序號)。開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe3+2.73.2Ni2+7.28.7A.2.7≤pH<3.2 B.3.2≤pH<7.2 C.7.2≤pH<8.7相同考點變情境?制備新能源汽車電池2.(2023·湖南岳陽·中考真題)為了防止環(huán)境污染,工廠廢液需經(jīng)過處理達標后才能排放。某電鍍廠為了減少對水的污染并節(jié)約成本,從排放的廢液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金屬銅、鐵以及工業(yè)原料硫酸鋅,設計了如圖所示的工藝流程,請據(jù)圖回答下列問題:(1)步驟Ⅰ中分離固體A和溶液C的操作名稱是______。(2)物質(zhì)Y的化學式為______。(3)請寫出步驟Ⅲ中生成Fe的化學反應方程式:______。(4)請寫一條保護金屬資源的有效途徑:______。題型六、海洋資源開發(fā)與利用類【例6】(2023年山東省煙臺市中考化學真題)海洋是巨大的資源寶庫,人類應合理開發(fā)利用。以下是煙臺市對海水綜合利用的部分工藝流程圖(部分過程和產(chǎn)物略),據(jù)圖回答問題。(1)海水淡化:蒸餾法淡化海水是利用海水中各成分不同進行分離的。(2)海水曬鹽:曬鹽時,采用的結(jié)晶方法是;海水曬鹽后得到的鹵水是氯化鈉的(填“飽和”或“不飽和”)溶液。(3)海水制鎂:在用鹵水制鎂的過程中發(fā)生中和反應的化學方程式是。(4)海水制“堿”:在用粗鹽(含MgCl2、CaCl2雜質(zhì))制純堿過程中,除雜時,先后加入過量的NaOH溶液和Na2CO3溶液產(chǎn)生的沉淀是,由氯化鈉制取純堿,從元素守恒的角度看,還需要含有元素的物質(zhì)參加反應。相同考點變情境?侯氏制堿法1.(2023年湖南省懷化市中考)海水是一種重要資源,利用海水可制取金屬鎂等物質(zhì)。某化學興趣小組的同學設計了如下實驗流程:根據(jù)流程回答下列問題:(1)操作Ⅰ的名稱是______,該操作用到的玻璃儀器有燒杯,漏斗和______;該儀器在操作Ⅰ中的作用是______。操作Ⅰ中加入的NaOH溶液應過量,其目的是______。(2)試劑X是______(填名稱),寫出溶液A中加入試劑X發(fā)生反應的化學方程式______。相同考點變情境?海水提取鎂2.(2023·山東聊城·中考真題)海洋是巨大的資源寶庫,從海水中提取金屬鎂的過程如下圖,請回答下列問題:(1)A的化學式為_______。(2)步驟Ⅲ中操作a的名稱是_______。(3)步驟Ⅳ發(fā)生反應的化學方程式為_______。(4)以上過程未涉及到的基本反應類型是_______。1.(2023年江蘇省常州市武進實驗中學中考一模)北宋沈括在《夢溪筆談》中記載了用“苦泉水”制取銅的方法,其主要生產(chǎn)流程如圖所示。(1)①中“熬”至析出膽礬這個步驟相當于______(填實驗操作名稱)。(2)②中“烹”而得銅的過程中,反應物CuSO4·5H2O中銅元素的化合價為______。(3)③中可觀察到的現(xiàn)象是固體逐漸溶解,______。(4)④中涉及的化學方程式為______。(5)以上兩種制取銅的流程中,同學們認為流程③~④更佳,請簡述原因______。2.(2023年江蘇省揚州市邗江區(qū)中考一模)工業(yè)上以硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4,含少量難溶雜質(zhì))為主要原料制備鐵紅(Fe2O3)步驟如圖1所示。(1)酸浸:用硫酸溶液浸取燒渣中的鐵元素。若其他條件不變,下列措施中能提高鐵元素浸出率的有(填序號)。A.適當升高溫度 B.適當加快攪拌速率 C.減小硫酸濃度(2)過濾1:所得濾液中含有的陽離子有:Fe2+、_______。(3)沉鐵:為得到鐵最大轉(zhuǎn)化率,取10mL“酸浸”后的濾液并加入一定量NH4HCO3,鐵的沉淀率隨氨水用量變化如圖-2所示。①氨水的最佳用量為_______。②氨水用量小于4mL時,鐵的沉淀率變化幅度很小,其原因可能為_______。③“沉鐵”過程溫度不宜過高,主要原因是_______、_______。(4)過濾2:“沉鐵”后過濾,濾渣中含有FeOOH和FeCO3,所得濾液中溶質(zhì)主要是_______。(5)焙燒:將FeOOH和FeCO3高溫焙燒后均可得到鐵紅。①FeOOH脫水分解化學方程式:_______;②4FeCO3+O2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe2O3+4_______。(6)測定FeOOH和FeCO3的質(zhì)量比x:y,利用如圖3所示的裝置(夾持儀器省略)進行實驗。①實驗前首先要_______,再裝入樣品。裝置A的作用是_______。②現(xiàn)控制B裝置溫度在600℃加熱至固體完全變?yōu)榧t色,裝置C實驗后增重3.6g,裝置D實驗后增重17.6g。請結(jié)合實驗數(shù)據(jù)求出x:y的值_____。(寫出必要的計算過程)③若無裝置E,則實驗測定結(jié)果_______(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。3.(2023年廣東省廣州市花都區(qū)中考一模)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。已知:①NH4Cl溶液顯酸性:②“浸取”時的主要反應為Ca(OH)2+NH4Cl=CaCl2+2NH3·H2O③“碳化”時的主要反應為CaCl2+2NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl+H2O(1)制備方案中“操作1”是_______。(2)在“浸取”步驟中,用不同質(zhì)量分數(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,你認為較適宜的NH4Cl質(zhì)量分數(shù)是_______。(3)在“碳化”步驟中,為了增大溶液與二氧化碳的接觸面積,需要在碳化塔(圖)中進行噴霧碳化,為使堿化的溶液與二氧化碳充分反應,CO2應從碳化塔的_______處通入(填“A”或“B”)。(4)測得不同溫度下碳化反應所需時間如下表(其他條件相同):溫度反應液渾濁所需時間(單位:秒)反應完全所需時間(單位:分鐘)20℃480>18040℃12018060℃15080℃168你認為碳化反應最適宜的溫度是_______℃。(5)“操作2”中得到的濾液中含有的溶質(zhì)是_______。(6)用電石渣【Ca(OH)2質(zhì)量分數(shù)92.5%】制備1tCaCO3,計算所需電石渣的質(zhì)量。_______4.(2023年江蘇省無錫市梁溪區(qū)中考一模)氧化鋅具有優(yōu)異的常溫發(fā)光性能,在半導體等領域應用廣泛。利用工業(yè)含鋅廢渣(主要成分是ZnO,還含有Fe2O3、Al2O3、CdO等雜質(zhì))制取氧化鋅的流程如下:【查閱資料】相關金屬離子開始沉淀至完全沉淀pH范圍如下表所示:Fe3+Al3+Zn2+Cd2+開始沉淀2.73.46.57.4沉淀完全3.74.78.59.4(1)酸浸時發(fā)生反應的化學方程式為______(寫出一個),為提高反應速率可采取的措施是______。(2)調(diào)pH的目的是將______完全沉淀,操作時需控制pH的范圍是______。(3)沉時鋅粉置換出鎘,說明鋅的活動性比鎘______(填“強”或“弱”)。(4)過濾所得濾液中的溶質(zhì)為______。(5)沉鋅后所得的堿式碳酸鋅【Zn2(OH)2CO3】灼燒后生成ZnO和另外兩種氧化物,該反應屬于______(填基本反應類型)。5.(2023年江蘇省常州市金壇區(qū)中考一模)白云石的主要化學成分為CaMg(CO3)2,還含有少量的雜質(zhì)。利用白云石制備高純度的碳酸鈣和氧化鎂,流程示意圖如下、(流程中雜質(zhì)未參與反應)【資料】①CaMg(CO3)2煅燒時可分解產(chǎn)生三種氧化物,碳酸鎂高溫分解可生成MgO和CO2②浸鎂時的反應原理:MgO+(NH4)2SO4eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))MgSO4+2NH3↑+H2O③NH3極易溶于水(1)煅燒前將樣品“粉碎”的目的是______。(2)流程中沉鈣時為獲得更多的產(chǎn)品,應先通______(填“NH3”或“CO2”)。(3)流程中沉鈣的化學方程式是______。(4)流程中除水、NH4Cl、(NH4)2SO4以外還可以循環(huán)利用的物質(zhì)是______。(5)此流程中涉及的基本反應類型有______。A.化合反應 B.分解反應 C.置換反應 D.復分解反應6.(2023年江蘇省常州市武進區(qū)前黃實驗學校中考一模)某工廠產(chǎn)生的燒渣(主要含F(xiàn)eO、Fe2O3,還有少量SiO2),常用于制取補血劑FeCO3和一種顏料鐵紅Fe2O3,其工藝流程如下:(已知SiO2不溶于水,也不與酸反應)(1)燒渣在浸取前要研磨成粉末狀,其目的是_________。(2)用稀硫酸浸取燒渣時發(fā)生的化學反應都屬于________反應(填寫基本反應類型)。(3)在濾液中加入適量Fe時發(fā)生的化合反應的方程式為_______。(4)若在實驗室中進行操作①,該操作主要包括___、降溫結(jié)晶、過濾等,其中兩次操作中都用到的玻璃儀器是________,得到的(NH4)2SO4晶體在農(nóng)業(yè)上可以用作____。(5)操作②中得到的X可以循環(huán)利用,則X為____。7.(2023年3月廣東省深圳市龍華區(qū)丹堤實驗學校中考一模)鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料,廣泛應用于航天、醫(yī)療等領域。工業(yè)上以金紅石(主要成分為TiO2)為原料生產(chǎn)鈦及鈦合金,流程如圖所示。根據(jù)流程圖信息,回答以下問題:(1)金紅石的主要成分是TiO2,純凈的TiO2是雪白的粉末,是最好的白色顏料。計算TiO2中Ti元素的化合價為_______。(2)反應①前要對焦炭和金紅石進行粉碎處理,這么做的目的是_______。(3)已知甲醇的化學式為CH3OH,反應②為化合反應,則化學方程式為_______。(4)鈦的化學性質(zhì)很活潑,在高溫條件下極容易與氧氣等多種物質(zhì)反應,所以反應③要在氬氣氛圍中進行,其中氬氣的作用是_______。(5)反應③的化學方程式為_______,基本反應類型為_______。(6)向金屬鈦中加入其他金屬鑄造成鈦合金的過程屬于_______(填“物理”或“化學”)變化。8.(2022年江蘇省南京建鄴區(qū)中考一模)以煤粉灰(主要成分為Al2O3、SiO2及少量Fe2O3等)為原料制取A12O3的部分工藝流程如圖:【資料】①SiO2既不溶于水也不溶于酸。②煅燒時發(fā)生的反應為:2AlCl3·6H2Oeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Al2O3+6HCl+9H2O。(1)“酸浸”步驟中鹽酸與Fe2O3發(fā)生反應的化學方程式為______?!八峤睍r溫度不宜過高的原因是______。(2)濾渣的主要成分是______(寫名稱)。(3)“除鐵”時發(fā)生的反應為AlCl3+3NH4HCO3=3X+Fe(OH)3↓+3CO2↑,則X的化學式為______。(4)流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)為______(寫化學式)。9.(2022年江蘇省南京玄武區(qū)中考一模)碳酸鋰是生產(chǎn)金屬鋰制品的基礎材料,以阝-鋰輝石為原料,用硫酸焙燒法制取碳酸鋰的工藝流程(部分試劑和步驟等己略去)如圖所示:己知:鋰元素在元素周明表中的位置和原子結(jié)構(gòu)如圖:(1)鋰元素和鈉元素化學性質(zhì)相似的原因是_______。(2)阝-鋰輝石中的鋰元素(Li)以氧化物的形式存在,含有的主要雜質(zhì)是氧化鎂。寫出“除鎂”步驟中發(fā)生反應的化學方程式為________。(3)“沉鋰”發(fā)生反應的化學方程式為_________。操作①的名稱為__________。該操作后所得的母液為碳酸鋰的__________(填“不飽和”或“飽和”)溶液。(4)Li-SO2電池工作時的反應原理是鋰與二氧化硫反應生成Li2S2O4。該電池工作過程中如有28克金屬鋰參加了反應,則同時消耗二氧化硫的質(zhì)量是多少(寫出計算過程)。10.(2023年廣西崇左市寧明縣中考一模)鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應用。小明同學利用某工業(yè)廢料(廢料中含有、、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì))制備草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O),其設計流程如下:已知:①物質(zhì)溶解性:難溶于水,CoCO3難溶于水;②2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,Li與堿溶液不發(fā)生反應;③Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O,氯氣是一種有毒的氣體;④部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表。金屬離子Fe3+Co2+Co3+Al3+pH(開始沉淀)1.97.15-0.233.4pH(完全沉淀)3.29.151.094.7請回答:(1)步驟I中加入氫氧化鈉溶液的目的是_______。(2)該生產(chǎn)流程中存在明顯的不足,請寫出一條不足之處:_______。(3)步驟Ⅲ中調(diào)節(jié)溶液的pH時,pH的范圍是:_______。(4)寫出步驟IV中發(fā)生反應的化學方程式:_______。(5)廢渣中的主要成
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