實驗專項16（工業(yè)流程專題25題）原卷版-2024年中考化學?？键c專題必殺題（深圳專用）（大題專項）

實驗專項16工業(yè)流程專題一、工業(yè)流程題1．過氧化鎂是一種鎂精細化工產品，在醫(yī)療上可用來治療消化不良、胃酸過多等疾病，在環(huán)境保護方面，過氧化鎂可用來處理地下水污染的土壤，某化學興趣小組對過氧化鎂的性質和制備等進行了以下研究；I．過氧化鎂的性質(1)過氧化鎂是一種白色的粉末，其外觀、物理性質與氧化鎂相似，過氧化鎂在常溫下比較穩(wěn)定，但是加熱時會分解生成氧化鎂和一種單質，該反應的化學方程式為，過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應的化學方程式為：；Ⅱ．過氧化鎂的制備圖1

是利用堿式碳酸鎂和的過氧化氫溶液來制取過氧化鎂【資料】①堿式碳酸鎂與碳酸鎂有相似的化學性質，能與稀鹽酸反應產生；②氧化鎂與過氧化氫反應放出大量的熱；(2)檢測煅燒過程堿式碳酸鎂已完全分解的方法（寫出具體的操作和現(xiàn)象）；(3)用上述堿式碳酸鎂在及下煅燒一定的時間生成氧化鎂，再用上述條件制備的氧化鎂分別與雙氧水反應生成過氧化鎂的產率如圖2和圖3；堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在，煅燒時間適宜控制在h；Ⅲ．過氧化鎂的純度檢測(4)在生產過程中，過氧化鎂中常常含有少量的氧化鎂雜質（不考慮其他雜質），以下是該小組進行純度檢測的實驗裝置（圖4）和實驗步驟；步驟①：；步驟②：裝入藥品（樣品質量為），調節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管讀數(shù)為；步驟③：打開分液漏斗開關，特瓶中無氣泡產生時，關閉開關；步驟④：再次調節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管讀數(shù)為；步驟⑤：數(shù)據(jù)處理；(5)根據(jù)上面實驗數(shù)據(jù)計算樣品中過氧化鐵的質量分數(shù)是（該實驗條件下密度為），請寫出計算過程；(6)該小組同學所測得質量分數(shù)比實際結果偏大，你覺得可能的原因是_________（填字母）；A．生成的氧氣有少量溶于水B．未等裝置冷卻到室溫就開始讀數(shù)C．滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積2．鈣及鈣的化合物，廣泛應用于建筑、醫(yī)學、工業(yè)等領域。某化學小組在老師指導下對“鈣家族”進行探究。(一)金屬鈣取一粒金屬鈣投入盛有50mL水的燒杯中，鈣粒與水劇烈反應，四處游動，產生氣泡，溶液出現(xiàn)渾濁。用手觸摸燒杯外壁，感覺發(fā)熱。反應結束放置一段時間后，溶液變澄清，往燒杯中滴入無色酚酞試液，溶液變紅色，是因為生成一種堿。(1)經(jīng)進一步檢驗產生的氣體能燃燒。寫出鈣跟水反應的化學方程式：。(二)氫氧化鈣(2)小組同學欲探究氫氧化鈣溶液和稀鹽酸能否發(fā)生反應。用pH和溫度傳感器測定兩者混合前后燒杯內溶液的pH和溫度的變化(如圖1、圖2)。實驗過程中保溫良好，熱量散失忽略不計。則X溶液為；根據(jù)圖示能證明兩者反應的依據(jù)是(合理即可)。(三)氯化鈣某工廠產生的廢渣主要成分是含鈣的化合物(雜質為Fe2O3)。用該廢渣制取CaCl2晶體的某流程如圖3所示。已知：NH4Cl溶液顯酸性，且濃度越高酸性越強。(3)XRD圖譜可用于判斷某固態(tài)物質是否存在。如圖4為煅燒前后廢渣的XRD圖譜。寫出煅燒時發(fā)生的化學方程式：。(4)為了提高浸取率，可采取的措施有(任寫一點)。寫出產生氨氣的化學方程式。(5)在其他條件相同的情況下，CaCl2的產率隨浸取溫度的變化如圖5所示。則宜選擇的浸取溫度為℃左右。(6)若使用過量的高濃度NH4Cl溶液，則所得CaCl2溶液中會含有NH4Cl、等雜質。(7)待結晶完畢后，濾出晶體，用少量冰水洗滌2-3次，用冰水洗滌的目的是：I是除去晶體表面的雜質；II是。(四)羥基磷酸鈣(8)人體中骨骼與牙齒的重要成分是羥基磷酸鈣，化學式為Ca10(PO4)6(OH)2。其中鈣、氧元素的原子個數(shù)比為(最簡比)。3．CO2是最主要的溫室氣體，CO2的低能耗捕集、轉化和利用正受到世界各國的廣泛關注。Ⅰ.CO2的捕集:“雙堿法”吸收CO2，部分轉化關系見圖2。(1)寫出①過程中發(fā)生的反應方程式。(2)由圖2可知：飽和Ca(OH)2溶液吸收CO2氣體的效率低于飽和NaOH溶液，試分析原因：。(3)圖1所示轉化過程中可以循環(huán)利用的物質是。(4)工業(yè)廢堿渣(主要成分Na2CO3)吸收低濃度CO2，反應過程中溶液組成的濃度變化如圖3所示。①吸收時反應的化學方程式為。②反應結束，繼續(xù)通入CO2弱堿性的NaHCO3溶液會慢慢呈中性，原因是。③NaHCO3受熱分解生成高濃度CO2，該反應能說明Na2CO3的熱穩(wěn)定性NaHCO3(選填“大于”或“小于”)Ⅱ.CO2的利用。CO2經(jīng)過固相催化劑吸附，可與H2反應生成甲醇，反應的主要過程如圖4所示。反應相同時間，CO2的轉化率及含碳產物中CH3OH的含量及隨溫度的變化如圖5所示。(5)當溫度在250℃～280℃范圍內。CO2的轉化率升高但含碳產物中CH3OH的含量卻下降的原因可能是。(6)實際反應時可能會發(fā)生積炭，生成的碳會降低催化劑的活性，在高溫條件下適當通入過量二氧化碳可以有效緩解積炭，原因是(也可用化學方程式表示)。4．菱鎂礦中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2。以菱鎂礦為原料制取鎂的工藝流程如下：回答下列問題：(1)操作1的名稱是。(2)寫出菱鎂礦中MgCO3與稀鹽酸反應的化學方程式。(3)溶液b轉化為溶液c時，通入足量空氣的目的是。(4)物質沉淀的pH見表，則上述流程中調pH的范圍應為。物質Mg(OH)2Fe(OH)3開始沉淀的pH8.91.5完全沉淀的pH10.92.8(5)結合流程中的數(shù)據(jù)計算菱鎂礦中鎂元素的質量分數(shù)。(不考慮整個流程轉化中鎂元素的損失)5．某火力發(fā)電廠排放的煙氣中含有SO2、CO2和N2等，SO2會污染空氣。該廠引入新工藝消除煙氣中的SO2，并制得石膏(CaSO4·2H2O)的主要流程如圖所示。(1)吸收塔中，氫氧化鈉溶液采用噴淋方式進入的目的是。(2)步驟②發(fā)生反應的化學方程式為。(3)步驟③中，加入的試劑X是(填名稱)，可除去清液中的Ca(OH)2，防止其混入吸收塔；操作a的名稱為。(4)下列關于該脫硫工藝的說法正確的是(填字母)。A．污染物SO2最終轉化為CaSO4?2H2O，可實現(xiàn)“變廢為寶”B．利用石灰漿使NaOH再生，可降低生產成本C．整個生產中不需要持續(xù)添加NaOH溶液6．銅鋁雙金屬材料可用于降解含硝基苯的工業(yè)廢水。制備該材料的流程如下：(1)流程中除鋁箔表面氧化物的操作為，金屬材料，“化學鍍銅”過程固體的質量（填“增大”“減小”或“不變”）。(2)硝基苯（C6H5O2）中氧、氫原子個數(shù)比為。(3)廢水初始pH對硝基苯降解的影響如圖所示，pH為時效果顯著。(4)銅鋁雙金屬材料中鋁能還原硝基苯。100g含銅量為3.2%的該材料作用于廢水后，含銅量變?yōu)?2%，則反應消耗鋁的質量為。(5)用H2也可還原硝基苯為苯胺（C6H7N），反應為。制得100kg純度為93%的苯胺，理論上消耗H2的質量是多少？（寫出計算過程）7．納米零價鐵（nZVI）除廢水中金屬離子的性能優(yōu)越，制備示意圖為：(1)“聚集”過程，鐵元素化合價（填“升高”“降低”或“不變”）。(2)“還原”過程，一定量焦炭與232gFe3O4作用，生成CO2，反應的化學方程式為，若反應后所得固體中焦炭與鐵的質量比為1:14，則加入焦炭的質量是。(3)“霧化”過程，發(fā)生反應：（補充完整該方程式）。(4)nZVI用于去除廢水中金屬離子，根據(jù)金屬活動性順序可分三種途徑（如圖所示），第一類是吸附捕捉（如Zn2+），第二類是吸附捕捉再慢慢反應（如Pb2+），第三類是直接反應（如Cu2+）。①結合圖分析，Ni2+屬于第類；②若屬于第一類，則金屬Cd比金屬Ag的活動性（填“強”“弱”或“接近”）；③廢水中CuCl2與nZVI發(fā)生的反應屬于（填基本反應類型）。8．某工廠的廢氣中含有N2、NO、CO、CO2及粉塵，用赤鐵礦石（主要成分是Fe2O3）石灰漿等處理該廢氣的生產流程如下。(1)步驟①：除塵器是利用帶孔的濾筒除去懸浮在氣體中的浮塵，該操作與（填一操作名稱）的原理類似。(2)步驟②：在沸騰爐中可將CO除去，體現(xiàn)了CO具有性。(3)步驟③：沉淀室中發(fā)生反應的化學方程式為。(4)步驟④：該過程中發(fā)生的反應屬于基本反應類型中的。(5)步驟⑤：吸收塔中石灰漿從頂端噴淋注入，噴淋的目的是。9．碳酸鉀（Li2CO3）是制備電池的重要原料。工業(yè)上用鋰輝石精礦（主要成分為Li2O）為原料制備Li2CO3的流程如圖1所示。(1)酸浸槽中發(fā)生反應的化學方程式為。(2)為了探究酸浸槽中的最佳條件，技術人員做了4組實驗，酸浸時間4h，其余相關數(shù)據(jù)見表。1.本實驗中（填組別序號）兩組實驗對比能說明溫度對鋰元素的浸出率有影響。組別序號礦酸比硫酸濃度(%)溫度.(℃)鋰元素浸出率(%)A1:19010070.34B1:19810073.89C1:19815078.24D1:39820085.532.根據(jù)A組和B組實驗對比，得出硫酸濃度對離沒出率的影響是。(3)反應器中加入飽和K2CO3溶液的目的是。(4)沉鋰池進行的操作若實驗室進行需要到的玻璃儀器有。(5)根據(jù)Li2CO3的溶解度曲線圖2，分析洗滌槽中應采用的試劑是（填“冰水”或“熱水”）。10．神州十七號飛行乘組已在軌工作生活接近6個月。(1)飛船用鈦鎳形狀記憶合金制作衛(wèi)星天線。資料顯示，鎳（Ni）的金屬活動性介于鐵與銅之間，為驗證三種金屬的活動性，下列選用的藥品組合可行的是______（填標號）。A．FeCl2溶液、Ni、CuCl2溶液B．FeCl2溶液、Ni、CuC．Fe、NiCl2溶液、Cu(2)制造飛船運載火箭所需要的鋼鐵可通過低碳冶金技術制得。氫基熔融冶金技術是利用氫作為還原劑代替碳還原劑，從而實現(xiàn)減少CO2排放的目的，實現(xiàn)低碳冶金，氫基熔融還原生產高純鑄造生鐵的主要流程如圖：①燃燒區(qū)的作用是。②還原區(qū)中還原Fe2O3的反應化學方程式是（寫出其中一條即可）。③從環(huán)境保護角度，與高爐煉鐵技術相比，氫基熔融冶金技術的優(yōu)點。11．“老松燒盡結輕花，妙法來徙北李家”。蘇軾的這兩句詩描繪了制墨的一幅場景。墨作為文房四寶之一，制作流程如下，請結合圖文信息、分析思考，解決問題：(1)煉煙過程中松枝發(fā)生不完全燃燒而得到煙塵，此過程中過量的是。(2)和料過程中需要充分攪拌，這樣做的目的是。(3)晾干過程中要嚴格控制溫度和濕度，否則會使產品產生裂紋，在裝修過程中墻壁涂刷石灰漿后也要有類似過程，石灰漿暴露在空氣中發(fā)生變化的化學方程式為。(4)墨干燥后還要進行描金，描金是將墨面上的款式紋樣做描金添彩處理，你認為這樣做的目的是。(5)用墨書寫的字畫可以保存數(shù)百年之久，這體現(xiàn)出墨具有的性質是。12．對工廠煙氣進行脫硫處理，可減少二氧化硫和硫化氫等含硫化合物的污染。I．用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁【Al2(SO4)x(OH)y】溶液，可用于煙氣脫硫，能有效減少二氧化硫的排放，其工藝流程如圖所示。(1)根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為零的規(guī)律可知，Al2(SO4)x(OH)y中x和y的代數(shù)關系式為。(2)過濾I中濾渣主要為SiO2，說明SiO2是一種(選填“易溶”或“難溶”)于硫酸溶液的固體。(3)酸浸時Al2O3發(fā)生反應的化學方程式為。(4)調節(jié)pH約為3.6，目的是消耗溶液中過量的硫酸，濾渣Ⅱ的主要成分是。(5)若含SO2煙氣中存在O2，經(jīng)完全熱分解放出的SO2量會小于吸收的SO2量，且溶液酸性變強。其主要原因是。Ⅱ.H2S氣體常用氯化鐵溶液循環(huán)脫硫工藝進行處理。其物質轉化過程如圖所示。(6)由圖可知，作為催化劑的FeCl3(選填“有”或“沒有”)參與反應過程。(7)X物質的化學式可能是。(8)寫出該脫硫總反應的化學方程式：。13．某興趣小組從含有鋅、銅、鎳三種金屬的廢舊電器中回收銅和鎳，設計了如圖所示的物質轉化流程。已知信息：①金屬A和金屬C都只有一種金屬；②硫酸鎳（化學式NiSO4）能溶于水(1)上述過程中，粉碎廢舊電器是為了增大反應物間的，加快反應速率。(2)步驟①中得到的金屬A是。(3)溶液B中含有的溶質成分是（填化學式）。(4)由上述過程可知，Zn、Cu、Ni三種金屬活動性由強到弱的順序為。14．MgSO4·7H2O是一種重要的化工原料，某工廠以一種鎂礦石(主要成分為SiO2和MgCO3，含有少量FeCO3，其它成分忽略)為原料制備MgSO4·7H2O的主要流程如圖，請回答下列問題：查閱資料：①SiO2既不溶于水也不溶于稀硫酸。②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：陽離子Mg2+Fe2+Fe3+開始沉淀時的pH9.17.61.9沉淀完全時的pH11.19.73.2(1)MgCO3與稀硫酸發(fā)生反應的化學方程式。(2)為了讓鎂礦石與稀硫酸充分反應，提高原料利用率，可采取的措施為(填字母)。A．將鎂礦石粉碎 B．適當降低反應溫度C．用稀硫酸多次浸泡 D．適當延長浸泡時間(3)溶液A中所含陽離子有。溶液A中的硫酸亞鐵、硫酸與H2O2溶液會生成Fe2(SO4)3，該反應的化學方程式為。(4)選用MgO調節(jié)pH使Fe3+化為沉淀，而不選用NaOH的原因是。加氧化鎂調節(jié)后，溶液的pH范圍是。(填選項)A．9.1≤pH≤11.1

B．3.2≤pH≤9.1

C．3.2≤pH≤7.6

D．1.9≤pH≤9.7(5)溶液C經(jīng)加熱濃縮、、過濾等步驟，最后低溫干燥得到MgSO4·7H2O晶體。低溫干燥的目的是。15．鎢（W）是一種重要的戰(zhàn)略金屬。，用黑鎢礦（主要含F(xiàn)eWO?）制得金屬鎢（W）的主要工藝流程如圖：已知：溶液為無色；是一種不溶于水的黃色固體；難溶于水。(1)將黑鎢礦石碾成粉末，目的是。(2)壓煮器中發(fā)生反應，4Na2CO3+4FeWO4+R4Na2WO4+2Fe2O3+4CO2，R的化學式為。(3)酸浸槽中通過操作a得到X溶液，該操作的名稱是。(4)還原爐中，在高溫條件下制得金屬鎢（W）的化學方程式為，該反應中，發(fā)生還原反應的物質是。16．海洋是一個聚寶盆，我們應予以合理開發(fā)及綜合利用。(1)食用魚蝦等海鮮可為人體提供的主要營養(yǎng)素是。(2)在人們擔心化石能源將被耗盡的時候，科學家發(fā)現(xiàn)海底埋藏著大量的“可燃冰”（主要成分是甲烷），甲烷在空氣中充分燃燒的化學方程式為：。(3)海水曬鹽得到的氯化鈉可以做調味品，還是重要的工業(yè)原料。如圖是利用海水提取粗鹽的過程：①圖中A為池（填“蒸發(fā)”或“冷卻”）。②粗鹽中含多種可溶性雜質（MgCl2、CaCl2和Na2SO4等）及不溶性雜質（泥沙），為除去相應雜質，將粗鹽溶于水后再加入稍過量的①NaOH溶液②Na2CO3溶液，③BaCl2溶液，加入試劑的先后順序不合理的是。A．①②③

B．②①③

C．③②①

D．③①②17．粗鹽常含有不溶性雜質和可溶性雜質(和)。工業(yè)上提純粗鹽的流程如圖所示：(1)步驟③操作a是。(2)寫出步驟①中所發(fā)生的化學反應的化學方程式。(3)步驟②加入過量的碳酸鈉溶液的目的是。(4)步驟④在滴加稀鹽酸的同時不斷檢測溶液的變化。當時，說明滴加的稀鹽酸已適量。(5)如果將步驟③和步驟④的順序顛倒，最終制得的“精鹽”中除以外，還會含有雜質(填化學式)。18．稀土被稱為“工業(yè)維生素”，能顯著提升建造航母及艦載機的材料性能，含有稀土元素釔的氧化釔被廣泛應用于航空航天涂層材料，以富釔稀土礦（主要成分為，含有少量的等雜質）生產氧化憶的工藝流程如下，回答下列問題：(1)“酸溶”過程中，發(fā)生反應的化學方程式為；(2)向反應釜2中通入氣體X使溶液呈堿性，調節(jié)溶液的除去濾液I中雜質，濾液I一定含有的離子是，氣體X為沉淀Ⅱ的主要成分是（填化學式）；(3)沉淀池中“沉釔”過程有等物質產生，“沉釔”的化學方程式；19．由菱鐵礦(主要成分為FeCO3，含少量SiO2等雜質)制備鐵粉的一種流程如圖所示：(1)碳酸亞鐵(FeCO3)中鐵元素的化合價為。(2)“酸浸”時，為使反應充分，可采取的一種措施是?！八峤焙笏萌芤褐泻械娜苜|有：。(3)“沉鐵”時，F(xiàn)eSO4轉化為FeCO3沉淀，該反應的基本類型是。“焙燒”時，在高溫條件下，F(xiàn)eCO3與O2反應生成Fe2O3與CO2的化學方程式為。(4)“還原”時，在高溫條件下，利用炭粉可將鐵從氧化鐵中還原出來；若向氧化鐵與炭粉的混合物中添加適量的CaCO3，更利于還原氧化鐵，其原因是。20．二氧化硅凝膠干水粉體的獨特性質和優(yōu)異性能使其在許多領域中表現(xiàn)出色，其生產流程示意圖如下、【原硅酸化學式為】(1)水玻璃的化學式為，其中硅元素的化合價為。(2)強酸性陽離子交換樹脂在溶液中容易離解出氫離子，使樹脂呈性。(3)調節(jié)pH通常采用加入酸性或堿性溶液的方法，從微觀角度看，酸堿中和的實質是。(4)在pH約為6時，原硅酸分解為和一種常見氧化物，寫出此反應的化學方程式。(5)二氧化硅凝膠的聲波傳播速率低，據(jù)此寫出二氧化硅凝膠可能的用途。（寫出1點即可）21．工業(yè)上用優(yōu)質石灰石（主要成分CaCO3，含少量SiO2）為原料制備納米CaCO3的流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)NH4Cl中氮元素的化合價為。(2)“酸浸”中使用的酸是______（填字母序號）。A．HCl B．H2SO4 C．Na2SO4(3)步驟①發(fā)生反應的化學方程式