1、工业上从铝土矿中提取Al2O3(主要为Al2O3,也含有SiO2、Fe2O3等)的主要工艺过程如下:
已知:①SiO2不溶于水,不与盐酸反应。
②当pH≥3.2时,Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀。
(1)操作1的名称是。
(2)铝土矿在进行“盐酸浸出”前需进行破碎。
(3)“煅烧”过程中反应的化学方程式为
,X的化学式为。
(4)向溶液2中加入过量的稀氨水,生成沉淀的化学反应式为:
2、实验室以软锰矿(主要含MnO2的矿石)为原料制备MnO2的工艺过程如下:
(1)MnO2催化分解KClO3的化学反应方程式为:
(2)酸浸过程中,为保证软锰矿反应充分,可采取下列措施:(写出一个)。
(3)“锰沉淀”反应
加热温度不能太高的原因是。
(4)MnCO3在空气中煅烧,会生成不同的锰氧化物,各锰氧化物的质量分数与煅烧温度的关系如图所示。
①370~410℃主要反应是
.该反应属于基本反应类型。
②已知酒精灯外焰最高温度可达600℃以上。称取一定质量的MnO2,与KClO3混合均匀,充分加热,冷却,溶解,过滤、洗涤、干燥,称量,发现固体的质量有所减少。MnO2质量减少的主要原因是。
3、海水化工资源利用已成为沿海国家促进经济发展的重要手段。我国氯碱工业技术取得了长足进步。以下是氯碱工业流程图。请回答相关问题:
(1)“操作1”是玻璃棒在过滤操作中的作用。
(2)实验室用托盘天平称量固体烧碱时,应将烧碱盛放。
(3)请写出反应①的化学反应式。反应②属于四种基本反应类型之一。
(4)由氯气和烧碱制备漂白剂的原理是:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。由此可推断产品中能起漂白作用的物质是(填入化学式)。
4、以绿矾(主要成分FeSO4·7H2O)为原料生产红铁(Fe2O3)的工艺流程如下:
(1)“解散”时,有几种解散区块的方法(只需写一种)。
(2)光沉淀过程中主要反应:+H2O2+2H2O=2FeO(OH)↓+2。
(3)“过滤”后,固体需要经过洗涤和干燥。在实验室进行过滤操作时,会用到玻璃棒,它的作用就是。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为;其他条件相同时,不同煅烧温度对产物中Fe2O3质量分数的影响如图所示,最适宜的煅烧温度为℃。
5、芯片是电脑、手机、智能家电等产品的核心部件,由极纯的硅制成。目前常用石英砂(主要为SiO2)为原料,采用三氯氢硅(还原法)制备高纯硅的生产流程如图所示。
回答以下问题:
(1)SiO2中Si的价数为。
(2)粗硅主要成分为Si,杂质不参与反应。反应Ⅱ的化学反应式为:
(3)生产过程中可回收利用的材料有。
6、氧化亚铜(Cu2O)可用于电镀工业,干法生产Cu2O粉末的主要工艺流程如下:
(1)磨床内发生的变化属于(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)在800~900℃时,在煅烧炉内发生化学反应,该反应的化学方程式为:
7、稀土被称为“工业维生素”,可以显著提高航空母舰和舰载机建造材料的性能。含稀土元素钇的氧化钇(Y2O3)被广泛应用于航空航天涂层材料。其主要成分是Y2O3,含有少量的SiO2、Fe2O3、CuO等杂质。氧化钇的生产工艺流程如下。回答下列问题:
(1)粉碎机研磨的目的是。
(2)工序I的名称为,“酸溶解”过程中,Y2O3反应的化学方程式为:
(3)向反应器2中通入气体X,使溶液呈碱性,调节溶液pH值,除去滤液I中的杂质,沉淀II的主要成分为(填入化学式)。
(4)沉淀池中“钇沉淀”过程产生H2O等物质。“钇沉淀”的化学反应式为:
(5)该工艺中可回收利用的物质是(填入化学式)。
8、兴趣小组利用某种石灰石(含有少量Fe2O3)为原料,在实验室中制备高纯度CaCO3的流程如图所示,请回答下列问题:
(1)“酸溶”前,为了使反应物接触更加充分,应对石灰石进行如下操作。
(2)“钙沉积”发生的反应化学方程式为:CaCl2+2NH3+CO2+X=CaCO3↓+,其中X的化学式为。
(3)在“钙析”过程中,当其他条件相同时,温度高于35℃时,CaCO3产率会明显下降,主要原因是:一是氨水的挥发分解速度加快;二是
(4)该过程中可回收利用的材料包括(写出一个)。
9、下图是由粗硅原料(含有氧化镁杂质,忽略其他杂质与酸的反应)制备高纯硅和金属镁的流程。
已知:硅不与稀盐酸反应。请回答以下问题。
(1)操作1的名称是。
(2)在上述过程中,可回收利用的材料是。
(3)滤液中所含的阳离子是。
(4)由MgCl2制备Mg的化学反应式为:
10、早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了中国劳动人民制作氢氧化钾漂白丝绸的过程,其大致思路是:先将干木烧成灰烬(含K2CO3),然后用碱液浸泡丝绸后再加入石灰。其反应过程如下:
完成以下问题:
(1)作业名称a.
(2)反应 I(填“吸收”或“释放”)热量。
(3)整个过程可回收利用的材料是。
(4)写出该过程中任何反应的化学方程式。
11、某同学用金泥(含Au、CuS、ZnS等)为原料,制备出(Au)和Cu,其流程如图所示:
琴琴查了一下资料,发现:
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热气流充分加热的目的是使Cu、Zn转化为氧化物,并将ZnO粉尘彻底分离。
(1)“预处理”过程中会产生SO2,如果直接排放SO2,会造成
(2)“过程Ⅱ”生成的固体a中,除CuO外,必定还有另一种物质。
(3)“工序III”中分离金的操作,是加入过量的稀硫酸,目的是。
(4)“串联过程”中的其中一步是往滤液中加入过量的铁粉,此步骤中生成气体的化学反应式为 ,此反应属于反应(填入基本反应类型)。
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,生成锌酸钠()和H2O的反应化学方程式为:
12、兴趣组同学利用一些废旧镍材料(含金属Ni及少量Fe、Cu)进行镍的回收利用,设计流程如下图所示(省略部分产品)。
请根据以上流程回答以下问题:
(1)过滤时玻璃棒的作用是:
(2)写出“酸浸”过程中发生的反应化学方程式(写出任何一个)。
(3)过氧化氢具有氧化性。“氧化”时发生的反应化学方程式为 +H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2X。则X的化学式为。
(4) Ni、Fe、Cu的金属活性由强到弱的顺序为:
(5)Fe3+和Ni2+开始析出和完全析出的pH值见表。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是调节溶液的pH值,使Fe3+完全析出而Ni2+不析出。pH值范围为(按字母顺序填写)。
开始沉淀时的 pH 值
完全沉淀时的 pH 值
铁离子
2.7
3.2
镍
7.2
8.7
A.2.7≤pH B.3.2≤pH C.7.2≤pH
13. CO2捕集与转化可减少CO2排放,实现资源化利用。捕集烟气中的CO2并转化利用的工艺流程如图所示:
(1)CaO的通用名称。
(2)催化转化器中发生的反应的化学方程式是。
(3)甲醇(CH3OH)属于(填“无机”或“有机”)。
(4)我国力争2060年实现“碳中和”,下列哪项措施不利于减少大气中的CO2?(只有一个选项符合题目要求)。
A.利用氨水捕获废气中的二氧化碳,将其转化为氮肥 B.大力推广利用干冰实现人工降雨,缓解干旱
C.利用和发展风能、太阳能、氢能等清洁能源 D.种植树木,利用光合作用吸收大气中的二氧化碳
14、某校化学兴趣小组的学生利用废铜屑(假设不含其他金属杂质)在实验室中制备硫酸铜(CuSO4·5H2O,相对分子质量250),实验过程如下:
(1)图中“溶液A”为(填“酸性”或者“碱性”),用于清洗废铜屑表面的油污。
(2)图中“操作1”的名称为。
(3)将固体与稀硫酸的混合物通入氧气,加热,经过一段时间,固体完全溶解,得到硫酸铜溶液。该反应的化学方程式为:
(4)每生产25g铜渣,至少需要g废铜屑。
(5)在某一温度下,25g胆结石能完全溶解于75g水中,此时所得溶液中溶质的质量分数为。
15、一组学生用贝壳(主要为CaCO3)、草木灰(含K2CO3)和油脂为原料,模拟古代制作肥皂的方法,实验室操作过程如下:
据了解,油脂的密度比水小,难溶于水;在碱性和加热条件下生成的物质可溶于水。
回答以下问题:
(1)煅烧后生成的固体产物的通用名称。
(2)“溶解”后,溶液中的溶质为(填入化学式)。
(3)“沉淀”过程中,反应化学方程式为。
(4)该工艺中可回收利用的物质是(填入化学式)。
(5)在“加热搅拌”过程中,表示油已完全反应的现象是:
1.
【答案】(1)过滤
(2)增加与酸的接触面积,使反应更完全
(3)水
(4)
【分析】(1)经过操作1后,物质分成溶液和不溶物两部分,也就是说操作1起到了固液分离的作用,因此填写过滤;
(2)铝土矿在“盐酸浸出”前需进行破碎,以增加与酸的接触面积,使反应更加完全;
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数量保持不变。反应物中含有Al:2、O:6、H:6。
产物为Al:2、O:3,因此3X中含有3个O原子和6个H原子,X中含有2个H原子和1个O原子,所以X的化学式为:H2O;
(4)根据实验过程,可以确定溶液2为氯化铝溶液(氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水)。氯化铝与氨水反应生成氯化铵和氢氧化铝。因此,化学反应式为:
。
2.
【答案】(1)
(2)搅拌、粉碎、加热、适当增加酸浓度等。
(3)防止分解
(4)当化合温度高于450℃时,MnO2分解为Mn2O3和O2
【分析】(1)在加热条件下,MnO2催化KClO3分解生成氯化钾和氧气,化学反应方程式为:
。因此填写:
。
(2)酸浸过程中,搅拌、破碎、加热、适当增加酸浓度均能使软锰矿充分反应。故填写:搅拌;破碎;加热;适当增加酸浓度等。
(3)由于反应物受热易分解,“锰析出”反应加热温度不能太高,以防分解。因此,填入:防止分解。
(4)①在370~410℃主要反应是
此反应符合化合反应的特征,在基本反应类型中属于化合反应。故填报:化合。
②酒精灯火焰最高温度可达600℃以上废铜催化剂,如图所示,当温度高于450℃时,MnO2会分解成Mn2O3和O2,所以MnO2的质量会减少,故填入:当温度高于450℃时,MnO2会分解成Mn2O3和O2。
3.
【答案】(1)蒸发排水
(2)烧杯或玻璃器皿
(3)
组合
(4)次氯酸钠
【解析】(1)“操作1”为蒸发,过滤操作中玻璃棒的作用是排水;
(2)氢氧化钠具有强腐蚀性。实验室用托盘天平称量固体烧碱时,应将烧碱盛放在烧杯或玻璃容器中。
(3)反应①为氯化钠与水在通电条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气,化学反应式为:
,反应②是氢气和氯气在燃烧条件下生成氯化氢。化合反应是两种或两种以上物质合成一种物质的化学反应。其特点是:变化多端。该反应属于四种基本反应类型。化合反应中的化学反应
(4)氯气和烧碱制备漂白剂的原理是:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。氯化钠和水是生活中常见的物质,不具备漂白性能。因此,可以推断该产品能起到漂白作用的物质是NaClO。
4.
【答案】(1)搅拌(加热或者固体粉碎等)(任何合理的答案都可以)
(2)硫酸
(3)排水
(4)
800
【解析】(1)溶解固体块的方法有搅拌、加热、粉碎固体等,故填空:搅拌(加热或粉碎固体等)(合理答案均可)。
(2)由式中可知,反应物中Fe、S、O、H原子数分别为2、2、12、6个,生成物中Fe、O、H原子数分别为2、4、2个。反应前后原子种类和数量不变。未知物质的计量系数为2。因此,1分子未知物质中含有2个氢原子、1个硫原子、4个氢原子。未知物质的化学式为H2SO4。填入:H2SO4。
(3)过滤时要用到玻璃棒,其作用是排水,故填空:排水。
(4)根据质量守恒定律,“煅烧”时的反应为FeO(OH)在高温条件下反应生成氧化铁和水,该反应的化学方程式为:
;在其他条件相同的情况下,根据不同煅烧温度对产物中质量分数的影响,800℃时氧化铁的质量分数最高,因此最适宜的煅烧温度为800℃。故填入:
;800。
5.
【答案】(1)+4价格
(2)
(3)HCl/氯化氢
【解析】(1)二氧化硅中氧的价数为-2,设硅的价数为x,根据化合物中各元素正负价数的代数和为0,则x+(-2)×2=0,x=+4,所以硅的价数为+4;
(2)根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变。反应Ⅱ为粗硅与HCl在250℃反应生成单一气体H2,化学反应式为:
;
(3)根据流程图可知,氯化氢既是反应物,又是产物,因此生产过程中可回收的物质是HCl。
6.
【答案】(1)物理变化
(2)
【分析】(1)粉碎过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(2)从图中可以看出,CuO与Cu在煅烧炉中800~900℃时发生反应,生成Cu2O,该反应的化学方程式为
。
7.
8.
【答案】(1)压碎
(2)水
(3)二氧化碳溶解度随温度升高而降低
(4)NH3(或“H2O”)
【分析】(1)为了使石灰石与盐酸接触更加充分,可以将石灰石粉碎。
(2)化学反应过程中,原子的种类和数量不变,反应前有1个钙原子、2个氯原子、2个氮原子、6个氢原子、1个碳原子、2个氧原子;反应后有1个钙原子、2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子、1个碳原子、3个氧原子,因此可以推论X含有2个氢原子和1个氧原子,即X的化学式为H2O。
(3)随着温度的升高,CO2在液体中的溶解度下降,导致CaCO3的产率明显下降。
(4)从流程图中可以看出,有开始的投入,也有可以回收的非产品,回收的物质包括NH3和H2O。
9.
【答案】(1)过滤
(2)盐酸、氯气
(3)Mg2+、H+
(4)
【分析】(1)操作1实现固液分离,称为过滤;
(2)从图中可以看出,HCl和Cl2既是反应物,又是产物,可以循环使用;
(3)氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水。硅等杂质不与稀盐酸反应。稀盐酸过量,因此滤液中所含的阳离子为:Mg2+、H+;
(4)氯化镁通电后发生反应,生成镁和氯。该反应的化学方程式为:
。
10.
【答案】(1)过滤
(2)释放
(3)碳酸钙/CaCO3
(4)
(任何合理的答案都可以)
【解析】(1)操作a是将不溶于液体的固体物质从液体中分离出来的方法。操作a的名称为过滤,故填入:过滤。
(2)氧化钙和水反应生成氢氧化钙。此反应是放热的,故填:释放。
(3)从流程图中可以看出,碳酸钙既是反应物,又是产物。碳酸钙可以回收利用,因此填入:碳酸钙或CaCO3。
(4)该过程涉及的化学反应方程式主要为:
,
,
。因此填写:
(任何合理的答案都可以)。
11.
【答案】(1)酸雨
(2)黄金/Au
(3)过滤使氧化铜完全转化为硫酸铜,提高了铜的产率
(4)Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑取代
(5)
【分析】(1)SO2若直接排放,会与水发生反应,生成酸性物质,造成酸雨;
(2)充分加热热气流的目的是为了使Cu和Zn转化为氧化物,并彻底分离ZnO粉尘,银的化学性质稳定,不与氧发生反应,因此在“工序二”生成的固体a中,除CuO之外必须存在的物质就是Au;
(3)“工序三”加入稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,银不与硫酸反应,分离固体Au与滤液的操作为过滤,加入过量稀硫酸的目的是将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的收率;
(4)“串联工艺”中的其中一步是往滤液中加入过量的铁粉,发生的反应为:铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,因此,此步骤生成气体的化学反应式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;此反应是单质与化合物反应生成另一单质与另一化合物的反应,是置换反应;
(5)ZnO粉尘可用NaOH溶液吸收,反应生成锌酸钠()和H2O,反应化学方程式为:
。
12.
【答案】(1)排水
(2) Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑/ Ni+ H2SO4=NiSO4+H2↑
(3)水
(4)Fe、Ni、Cu(合理表达即可)
(5)B
【分析】(1)在过滤过程中,玻璃棒的作用是沥干液体。
(2)按金属活性大小顺序为铁>氢>铜,所以铁能与盐酸反应生成硫酸亚铁和氢气。由于滤液I中含有镍离子,所以镍能与盐酸反应生成硫酸镍和氢气。反应化学方程式为Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑或Ni+ H2SO4=NiSO4+H2↑。
(3)反应前后,原子种类和数量不变。等号左边有2Fe、3S、4H、14O,等号右边除了2X外,还有2Fe、3S、12O,那么2X里就含有4H和2O,X的化学式为H2O。
(4)由工艺流程可知,在滤液Ⅱ中加入铁粉可以置换出镍,即铁的活性大于镍,金属活性大小顺序为铁>镍>铜。
(5)由于Fe3+完全沉淀的pH为3.2,Ni2+开始沉淀的pH为7.2,如果要使Fe3+完全沉淀而不使Ni2+沉淀,则pH范围为3.2~7.2,因此B为正确答案。
13.
【答案】(1)生石灰
(2)
(3)有机质
(4)B
【分析】(1)CaO就是生石灰的俗称;
(2)催化转化器中的反应是指碳酸钙和甲烷在催化剂的作用下发生反应,生成氧化钙、一氧化碳和氢气。此反应的化学方程式为:
;
(3)甲醇(CH3OH)是含碳的化合物,是有机物质;
(4)A、利用氨气捕获废气中的CO2,并将其转化为氮肥,有利于减少大气中的二氧化碳;
B、大力推广利用干冰实现人工降雨,缓解干旱,不利于减少大气中的二氧化碳;
C、利用和发展风能、太阳能、氢能等清洁能源,有利于减少大气中的二氧化碳;
D.种植树木,利用光合作用吸收大气中的二氧化碳,有利于减少大气中的二氧化碳;
答案是:B。
14.
【答案】(1)碱
(2)过滤器
(3)2Cu+O2+=+2H2O
(4)6.4
(5)16%
【分析】(1)油污在碱性条件下才发生水解,因此清洗废铜片表面油污所用的溶液A呈碱性。
(2)“操作1”是分离固体和液体的过滤操作。
(3)结合题目与质量守恒定律废铜催化剂,我们知道该反应是铜、氧气和稀硫酸加热生成硫酸铜和水,化学反应式为2Cu+O2+=+2H2O。
15.
【答案】(1)生石灰
(2)氢氧化钙
(3)Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH
(4)碳酸钙
(5)溶液无分层
【解析】(1)贝壳的主要成分是碳酸钙,在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,因此“煅烧”生成的固体产物就是氧化钙,俗称生石灰。
(2)氧化钙溶于水,与水反应生成氢氧化钙。所以“溶解”后,溶液中的溶质就是氢氧化钙,化学式为Ca(OH)2;
(3)将木灰(含碳酸钾)加入氢氧化钙溶液中,碳酸钾与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,该反应的化学反应式为:Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH;
(4)从流程图中可以看出,碳沉淀过程中得到的滤渣是碳酸钙,也是煅烧过程中的反应物。碳酸钙既是反应物又是产物,可以在过程中回收利用。它的化学式为CaCO3;
(5)油的密度比水小,难溶于水,在碱性、加热条件下生成的物质可溶于水,因此在“加热搅拌”时,判断油已完全反应的现象是溶液完全互溶,溶液中没有分层现象。
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