2020-2021中考化学 流程图 培优练习(含答案)含详细答案
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一、中考初中化学流程图
1.以下是两个常见的工业流程,
流程一:从只含有C u SO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,生产流程如下:
(1)加入过量的A物质,该A物质为______。
操作a的名称是_______,操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_________,操作a中玻璃棒的作用是_______。
(2)写出流程图中的固体成分的化学式____,B的溶液中溶质的化学式_______
流程二:如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径(部分产物已略),请回答下列问题:
(1)CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是_______。
(2)已知原料NaOH的价格为2.9元/kg. 而Ca(OH)2的价格为0.36元/kg.两种工艺中,处理相同质量的SO2,双碱法所需的原料成本更低,其原因是______________。
【答案】铁过滤漏斗引流 Fe和Cu H2SO4 5:4 : 6 双碱法中通过反应II实现了NaOH的循环利用,减少了NaOH的用量处理等量SO2,氢氧化钙用量更少且价格便宜,所以双碱法成本更低
【解析】流程一:只含有C u SO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,所所加试剂是过量的铁,反应方程式为Fe+CuSO4==FeSO4+Cu ,反应后得到是固体铜和铁,溶液硫酸亚铁溶液,过滤可将难溶固体与液体分离,所以应过滤,过滤用到的仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台,其中,玻璃棒的作用是引流;将铜和铁的混合物中的铁除掉,得硫酸亚铁和铜,所以应加入的试剂B为稀硫酸,因为.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,而铜和酸不反应;流程二:(1)化合物中元素的质量比=(相对原子质量×原子个数)之比,CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是40:32:3×16= 5:4 : 6;(2)Na2SO3 + Ca(OH)2 =
CaSO3↓+2NaOH , 2NaOH+ SO2 == Na2SO3+H2O;因此用双碱法(氢氧化钙和氢氧化钠联合使用)实现了NaOH的循环利用,减少了NaOH的用量处理等量SO2,氢氧化钙用量更少且价格便宜,所以双碱法成本更低。
2.某工业废液中含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4,如果将废液直接排放就会造成水污染。
于是几位同学设计实验处理废液,回收工业重要原料硫酸锌和有关金属。
实验过程如下:
请回答:
(1)操作①的名称是_______,其中玻璃棒的作用是______。
写出加过量M发生的一个化学反应的方程式____________________。
(2)固体A中一定有_______。
判断操作④中稀硫酸足量的方法是_______。
(3)滤液 A、滤液B合起来蒸发至干目的是_________________。
【答案】过滤引流 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe Zn、Fe、Cu 继续加稀硫酸,无气泡生成提高硫酸锌的产率
【解析】
【分析】
【详解】
(1)操作1是将固体和液体分离的过程,故名称是过滤。
过滤操作中玻璃棒的作用是引流。
锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,故反应的方程式为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe。
(2)由图可知,加入的M物质是过量的锌,锌可以与CuSO4、FeSO4反应生成铜和铁和硫酸锌,与ZnSO4不反应,故固体A中一定有Zn、Fe、Cu。
如酸不足则不能与金属反应,则可以继续加热稀硫酸,如没有气泡没冒出,则说明稀硫酸足够。
(3)由图可知,固体C是不能被磁铁吸引,故C中含有铜和锌,故滤液B中的溶质是硫酸锌,故与滤液A混合蒸干可以提高硫酸锌的产率
3.工业上用菱锰矿[主要成分为MnCO3,含FeCO3、Cu2(OH)2CO3、SiO2等杂质]为原料来制取二氧化锰,其生产流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)加盐酸之前,需要将菱锰矿粉碎,目的是________
(2)操作②是______,此操作过程中用的玻璃仪器有玻璃棒、______、 _______,其中玻璃棒的作用是________。
(3)向菱锰矿中加入盐酸,MnCO 3、FeCO 3、Cu 2(OH)2CO 3都溶解并转化为MnCl 2、FeCl 2、CuCl 2。
盐酸与MnCO 3反应的化学方程式为_______________。
滤渣1主要成分是二氧化硅,需要洗涤,洗涤的目的是________________,可以通过在最后一次洗涤液中滴加________(填化学式)溶液,若无明显现象,则已洗涤干净。
(4)加入双氧水将铁元素转化为Fe(OH)3沉淀,其反应为:2FeCl 2 + H 2O 2 + 4H 2O = 2Fe(OH)3↓ + 4HCl ,该反应化合价发生变化的元素是氧和________(填元素名称)。
(5)加入Na 2S 、MnS 等硫化物,均可将MnCl 2中混有的CuCl 2转化为CuS 沉淀除去,但实际生产中选用MnS ,其原因是________。
【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分 过滤 烧杯 漏斗 引流 32222HCl + MnCO = MnCl + CO + H O ↑ 回收滤渣表面的MnCl 2(答案合理即可) AgNO 3 铁 不引入新杂质
【解析】
【分析】
【详解】
(1)将菱锰矿粉碎,可以增大反应物之间的接触面积,提高反应速率,使反应更充分; (2)操作②实现了固液分离,故操作②是过滤。
过滤需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗,玻璃棒的作用是:引流;
(3)盐酸与MnCO 3反应生成氯化锰、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:
32222HCl + MnCO = MnCl + CO + H O ↑;
向菱锰矿中加入盐酸,MnCO 3、FeCO 3、Cu 2(OH)2CO 3都溶解并转化为MnCl 2、FeCl 2、CuCl 2,且该生产流程是生成二氧化锰,故洗涤滤渣的目的是:回收滤渣表面的MnCl 2; 滤液中含有氯离子,银离子能与氯离子反应生成氯化银白色沉淀,故可以通过在最后一次洗涤液中滴加AgNO 3溶液,若无明显现象,则已洗涤干净;
(4)氯化亚铁中铁元素的化合价为+2价,氢氧化铁中铁元素的化合价为+3价,故铁元素的化合价发生了改变;
(5)加入Na 2S ,Na 2S 与氯化铜反应生成CuS 和氯化钠,虽然除去了氯化铜,但是引入了新的杂质氯化钠,如果用MnS ,MnS 与氯化铜反应生成CuS 和氯化锰,不会引入新的杂质,故填:不引入新杂质。
4.某化工厂用废硫酸制备K 2SO 4的流程如下:
物质 KCl K 2SO 4 NH 4Cl (NH 4)2SO 4
溶解度/g(20℃)34.211.137.275.4
(1)生产上将CaCO3研成粉末的目的是________________________________________。
(2)上述流程中,除可综合利用CO2外,还可循环使用的物质是____________________(填写化学式);
(3)写出反应Ⅲ的化学方程式:___________________________________;你认为反应Ⅲ在常温下能实现的原因是__________________________________________________。
(4)洗涤反应Ⅲ所得晶体最好用下列_______(填序号),选择该试剂的原因是
___________。
a.BaCl2溶液
b.饱和NH4Cl溶液
c.冷水
d.饱和K2SO4溶液
【答案】增大CaCO3接触面积,加快后续实验化学反应的反应速率CaCO3(NH4)
SO4+2KCl===2NH4Cl+K2SO4↓略d洗涤时可防止K2SO4晶体溶解
2
【解析】
(1)将CaCO3研成粉末,可以增大反应物的接触面积,其目的是加快反应速率;
(2)观察上述流程,发现二氧化碳和碳酸钙既是反应物也是生成物,故可循环使用的物质有CO2和CaCO3;
(3)由于反应Ⅲ加入氯化钾生成氯化铵和硫酸钾,所以M为硫酸铵,反应的化学方程式:(NH4)2SO4+2KCl=2NH4Cl+K2SO4↓;根据复分解反应发生的条件,反应Ⅲ中虽没有不溶物,但常温下K2SO4的溶解度小,在生成物中会以沉淀的形式出现,故反应可以进行;
(4)a、由于BaCl2与K2SO4反应,所以不能用BaCl2溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体;
b、常温下K2SO4的溶解度小,但不意味着不溶,K2SO4会溶解在饱和NH4Cl溶液中,所以不能用饱和NH4Cl溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体;
c、常温下K2SO4的溶解度小,但不意味着不溶,K2SO4会溶解在冷水中,所以不能用冷水洗涤反应Ⅲ所得晶体;
d、饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是防止K2SO4的溶解,所以能用饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体。
5.发展利用太阳能可以推进节能减排。
晶体硅是制造太阳能电池板的重要原料。
下图是工业上以石英砂(SiO2)为主要原料制取纯硅的一种方法,请回答下列问题:(备注:粗硅中的主要成分是硅)
(1)将石英砂粉碎的目的是__________________。
(2)焦炭在反应①中体现的化学性质是______________________。
(3)写出图中一种氧化物的名称___________。
(4)写出步骤②中发生反应的化学方程式_________________________。
(5)副产品CO直接排放会污染空气,工业上可以将之回收用来______________。
【答案】增大石英砂与焦炭的接触面积还原性二氧化硅(或一氧化碳) SiCl4+2H2高
温 Si+4HCl 炼铁(或作燃料)
【解析】
(1)将石英砂粉碎的目的是:增大与焦炭的接触面积,是反应更充分;
(2)焦炭在反应①中体现出来的化学性质是还原性;
(3)写出流程中一种氧化物的名称:一氧化碳或二氧化硅;
(4)四氯化硅和氢气在高温的条件下生成硅和氯化氢气体,配平即可;故答案为
SiCl4+2H2Si+4HCl;
(5)副产品CO直接排放会污染空气,工业上可以将之回收用来做燃料或还原剂。
6.过氧化钙( CaO2)微溶于水,溶于酸,是一种对环境友好的多功能化合物。
以下是制备过氧化钙的工艺流程图,请回答下列问题:
(1)气体 X 是________。
实验室常用澄清石灰水来检验 X,该反应的化学方程式为
________。
(2)玻璃棒在过滤操作中所起到的作用是________。
下列是某同学进行过滤操作时的一些做法,其中正确的是________ (填字母序号)。
A 直接向漏斗中倾倒待过滤的液体
B 滤纸边缘高于漏斗边缘
C 漏斗下端管尖紧靠烧杯内壁
D 用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(3)过氧化钙是氧化物吗?________ (填“是”或“否”).写出由物质 A 反应生成CaO2·8H2O 的化学方程式________________。
【答案】CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 引流 C 是 CaO+H2O2+7H2O=CaO2·8H2O 【解析】
【分析】
【详解】
(1)碳酸钙高温煅烧生成二氧化碳和氧化钙,所以气体 X 是 CO2。
实验室常用澄清石灰水来检验二氧化碳,该反应的化学方程式为 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+H2O。
故填:CO2;Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+H2O。
(2)玻璃棒在过滤操作中所起到的作用是引流,从而防止液体外洒;某同学进行过滤操作时的一些做法:
A. 直接向漏斗中倾倒待过滤的液体,容易导致液体外洒,需要用玻璃棒引流。
故A不符合题意;
B. 滤纸边缘高于漏斗边缘,容易导致液体沿滤纸外洒。
故B不符合题意;
C. 漏斗下端管尖紧靠烧杯内壁,这样可以避免液体飞溅,甚至溅出容器(承接过滤液的烧
杯)。
故C不符合题意;
D. 用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动,导致液体浑浊,减慢了速度而非加快,甚至导致滤纸破损。
故D不符合题意。
故选C。
故填:引流;C。
(3)过氧化钙是由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素,所以是氧化物;物质 A (氧化钙)反应生成 CaO2 · 8H2O,是氧化钙和水以及过氧化氢反应生成 CaO2 · 8H2O的过程,对应的化学方程式为 CaO +H2O2 + 7H2O = CaO2 · 8H2O 。
故填:是;CaO + H2O2 + 7H2O =
CaO2 · 8H2O。
【点睛】
本题关键是读图,从中获得解答题目所需的信息,所以在解答题目时先看解答的问题是什么,然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息,这样提高了信息捕捉的有效性。
7.某粗盐提纯后得到的“精盐”中还含有少量可溶性杂质CaCl2、MgCl2。
小青同学设计了以下实验方案来除去可溶性杂质。
(1)步骤①的化学方程式为___________。
(2)步骤②中得到的白色沉淀是_________(填化学式)。
(3)步骤③中加稀盐酸是为了除去溶液中的______。
A CaCl2
B MgCl2
C NaOH
D Na2CO3
【答案】2NaOH+MgCl2=2NaCl+Mg(OH)2↓ CaCO3 CD
【解析】
【分析】
除钙离子用碳酸根离子,除镁离子用氢氧根离子,加入的试剂都是过量的,后加的试剂要把先加的试剂所带入的杂质除掉,加入过量的稀盐酸,这样可以除去多余的碳酸根离子和氢氧根离子
【详解】
(1)步骤①的反应是氢氧化钠和氯化镁生成氢氧化镁和氯化钠,反应的化学方程式为
2NaOH+MgCl2=2NaCl+Mg(OH)2↓。
(2)步骤②反应是碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙和氯化钠,得到的白色沉淀是碳酸钙,化学式为CaCO3。
(3) 加适量盐酸,与①中过量NaOH溶液和②中过量Na2CO3溶液发生反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体;蒸发、结晶,得到精盐,步骤③中加稀盐酸是为了除去溶液中的氢氧化钠和碳酸钠,故选CD。
8.白云石是重要的工业矿石,利用它可制硫酸镁,进而制得用途广泛的氧化镁。
(制备MgSO 4)
(1)白云石矿石是含有MgCO 3、SiO 2等物质的混合物,写出一个在酸浸池中发生的化学反应方程式______。
(2)矿石进行酸浸前进行粉碎的意义在于______。
(3)流程中经过“系列操作”得到渣质是通过__________(填操作名称)实现的,在实验室进行该操作时需要用到的玻璃仪器有_________、_________、_________。
(制备MgO )
用硫酸镁制备氧化镁的方案很多,其中之一是用活性炭还原硫酸镁,简要流程如图:
(4)反应原理为:2MgSO 4+C 高温2MgO +CO 2↑+2X↑,生成物中的X 的化学式为_____;工业上可用烧碱溶液将其吸收处理后排放,写出其反应的化学方程式:_____。
(5)活性炭在煅烧炉中除了做硫酸镁的还原剂之外,还有一个重要的作用是_____;体现这一作用的化学反应是______(用化学方程式表示)。
【答案】MgCO 3+H 2SO 4=MgSO 4+H 2O+CO 2↑ 增大反应物的接触面积,反应物充分接触,加快反应速率 过滤 烧杯 玻璃棒 漏斗 SO 2 2NaOH+SO 2=Na 2SO 3+H 2O 产生了热量 22C+O CO 点燃
【解析】
【分析】
【详解】
(1)白云石矿石是含有MgCO 3、SiO 2等物质的混合物,酸浸池中碳酸镁能与稀硫酸反应,发生的化学反应方程式是:MgCO 3+H 2SO 4=MgSO 4+H 2O+CO 2↑。
(2)矿石进行酸浸前进行粉碎的意义在于:增大反应物的接触面积,反应物充分接触,加快反应速率。
(3)过滤能将固液分离,流程中经过“系列操作”得到渣质是通过过滤实现的,在实验室进行该操作时需要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗。
(4)由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目不变可知,2MgSO 4+C 高温2MgO + CO 2↑+2X↑,反应前后镁原子、硫原子、氧原子、碳原子的个数分别为2、2、8、1和2、0、4、1,故2X 中含有2个硫原子、4个氧原子,故生成物中的X 的化学式为SO 2;工业上可用烧碱溶液将其吸收处理后排放,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,其反应的化学方程式:2NaOH+SO 2=Na 2SO 3+H 2O 。
(5)活性炭在煅烧炉中除了做硫酸镁的还原剂之外,还有一个重要的作用是产生了热量;体现这一作用碳燃烧生成了二氧化碳放出了大量的热,化学反应是22C+O CO 点燃。
9.食盐是一种重要的化工原料。
请回答下列问题。
⑴请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤。
①操作Ⅰ的名称________________
②在过滤操作中,用到的玻璃仪器有:烧杯,玻璃棒和___________________. 如果实验获得的精盐是潮湿的,则实验产率_______________(“偏大”或“偏小”或“无影响”) ⑵由于粗盐中含有少量MgCl 2、CaCl 2、Na 2SO 4等杂质,不能满足化工生产的要求,因此必须将粗盐进行精制。
流程如下图。
①加入盐酸调节滤液的pH=7目的是恰好除去过量的碳酸钠和____________,写出有气体产生的反应方程式______________________________________
②通过操作Ⅲ所得沉淀有:氢氧化镁,硫酸钡,碳酸钙和________________。
如果稍过量的试剂加入的顺序依次为:Na 2CO 3, NaOH, BaCl 2和盐酸,则最后得到的氯化钠溶液中一定含有杂质____.
操作Ⅳ的方法可以是:先在滤液中滴入酚酞溶液,再逐滴滴入盐酸直到滤液的pH=7的依据的现象是溶液由______色变为______色(或恰好无气体产生)。
【答案】蒸发(或蒸发结晶) 漏斗 偏大 氢氧化钠(NaOH) Na 2CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2↑+ H 2O 碳酸钡(BaCO 3) 氯化钡(BaCl 2) 红 , 无 ;
【解析】
(1)①去除泥沙的步骤是:溶解、过滤、蒸发结晶;②该过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒和漏斗等,如果实验获得的精盐是潮湿的,则实验产率会偏大;(2)①
加入盐酸调节滤液的pH=7目的是恰好除去过量的碳酸钠和氢氧化钠(NaOH);碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑+ H2O;
②通过操作Ⅲ所得沉淀有:氢氧化镁,硫酸钡,碳酸钙和碳酸钡(BaCO3),如果稍过量的试剂加入的顺序依次为:Na2CO3, NaOH, BaCl2和盐酸,则最后得到的氯化钠溶液中一定含有杂质是氯化钡(BaCl2),因为盐酸与氯化钡不反应;碳酸钠和氢氧化钠溶液显碱性,加入无色酚酞,溶液变红,盐酸和氯化钠遇到酚酞不变色,故操作Ⅳ的方法可以是:先在滤液中滴入酚酞溶液,再逐滴滴入盐酸直到滤液的pH=7的依据的现象是溶液由红色变为无色(或恰好无气体产生)。
10.现有工厂丢弃的废铜屑(铜屑表面呈绿色,其中混有少量生锈铁屑)。
课外活动小组同学欲利用其制取胆矾,他们设计了下面的两种制取流程。
已知Cu+Fe2(SO4)3=
2FeSO4+CuSO4 ,请回答:
(1)铜屑表面呈绿色的物质化学式是Cu2(OH)2CO3,俗称________,操作①所用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和___________。
(2)溶液A的溶质有___________(只写一种);铁锈与稀硫酸反应的化学方程式为:
___________。
(3)两种方法比较,符合绿色化学要求的是方法_______;方法II 的化学方程式为:2Cu + 2H2SO4+______= 2CuSO4+________操作②实验步骤为:___________,降温结晶。
【答案】铜绿漏斗硫酸铜或者硫酸亚铁或硫酸 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O II O2 2H2O 蒸发
【解析】
【分析】
【详解】
(1)铜绿是碱式碳酸铜的俗称;操作①是过滤,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。
(2)铜绿与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水,铜绿中含有杂质铁,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸过量,因此溶液A的溶质有硫酸铜,硫酸亚铁和硫酸;铁锈与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 。
(3)绿色化学是指不产生污染物,而方法I产生污染大气的二氧化硫气体,方法II是铜与稀硫酸、氧气反应,再据质量守恒定律即原子个数守恒可知产物为硫酸铜和水2Cu +
2H2SO4+O2= 2CuSO4+2H2O;胆矾是五水硫酸铜,故操作②是蒸发结晶。
11.氢氧化镁是一种重要的化工原料,某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成。
用它制备氢氧化镁的流程示意图如下:
部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2
开始沉淀 1.9 4.29.1
完全沉淀 3.2 6.711.1
(1)熟石灰主要成分的化学式是____________。
(2)溶液A中的阳离子是___________________(填离子符号)。
(3)沉淀C的成分是_____________________。
(4)溶液B与熟石灰反应的化学方程式是____________________________________。
【答案】Ca(OH)2 Mg2+、Fe3+、Cu2+、H+ Fe(OH)3、Cu(OH)2
MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2
【解析】
(1)熟石灰的主要成分是氢氧化钙,化学式为Ca(OH)2;
(2)矿石中加入稀盐酸,可以与氧化镁、氧化铁和氧化铜反应分别生成氯化镁、氯化铁和氯化铜,由于盐酸过量,故也含有稀盐酸,故溶液中的阳离子有Mg2+、Fe3+、Cu2+、H+;(3)pH控制在7-9时,溶液中的铁离子和铜离子会生成氢氧化镁沉淀和氢氧化铜沉淀;(4)溶液B中的主要成分是氯化镁,故氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,故反应方程式为MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2;
12.我国某科研团队以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料,制取高纯碳酸锰,工艺流程如下图:
已知:①SiO2不溶于水,不与稀H2SO4、SO2反应;②MnO2能将Fe2+氧化成Fe3+;③溶液中的Fe3+在 pH 大于或等于 3.2 时将完全转化为Fe(OH)3沉淀。
请回答:(1)滤渣Ⅰ、Ⅱ分别为_____、_____(写化学式);
(2)浸锰过程中发生了 2 个化学反应,其中一个为Fe2O3与SO2反应,该反应的化学方程式为Fe2O3+ SO2+H2SO4=2FeSO4+ H2O,另一个为MnO2和SO2按化学计量数为 1:1 发生化合反应,请写出该反应的化学方程式:_____,该反应中共有_____种元素的化合价发生了改变。
(3)“沉锰”:加入NH4HCO3溶液后,生成了 4 种产物,其中含有MnCO3沉淀和某种气体,写出该反应的化学方程式:_____。
(4)取所得的高纯MnCO311.7g溶于足量的盐酸中,将产生的气体用足量的Ba(OH)2浓溶液吸收,得到白色沉淀 19.7g,则所得产品的纯度为_____%(保留一位小数)
(5)某研究小组用稀H2SO4与菱锰矿(含有MnCO3)反应来浸出Mn2+,该研究小组选定两个因素作为研究条件进行对比实验,数据如下:
矿酸比温度/(℃)浸出率/(%)
11:0.56080.2
21:0.58083.8
31:0.660X
41:0.68091.8
表中 X 最有可能的数值为_____。
a.79.7 b.80.8 c.87.6 d.92.8
【答案】SiO2 Fe(OH)3 MnO2+SO2=MnSO4 2 MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)
2SO4+CO2↑+H2O; 98.3 c
【解析】
【分析】
【详解】
(1)SiO2不溶于水,不与稀H2SO4、SO2反应,滤渣Ⅰ为二氧化硅,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,溶液中的Fe3+在 pH 大于或等于 3.2 时将完全转化为Fe(OH)3沉淀,滤渣Ⅱ
为氢氧化铁,故填:SiO 2;
Fe(OH)3。
(2)MnO 2和SO 2按化学计量数为 1:1 发生化合反应,故化学方程式为
MnO 2+SO 2=MnSO 4,反应前锰元素+4价,硫元素+4价,反应后锰元素+2价,硫元素+6价,反应中共有两种元素化合价发生变化,故填:MnO 2+SO 2=MnSO 4;2。
(3)“沉锰”:加入NH 4HCO 3溶液后,生成了 4 种产物,碳酸锰、硫酸铵、二氧化碳、水,故化学方程式为MnSO 4+2NH 4HCO 3=MnCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ,故填:MnSO 4+2NH 4HCO 3=MnCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O 。
(4)解:设碳酸锰生成二氧化碳质量为x 设碳酸锰质量为y 。
2232Ba(OH)CO =BaCO H O
44197
x
19.7g
44x
=x=4.4g 19719.7g
+↓+,
324422MnCO H SO =MnSO CO H O 11544y
4.4g 115y =y=11.5g 44 4.4g
++↑+,
则所得产品的纯度为:
11.5g
100%98.3%11.7g
⨯≈ 故填:98.3。
(5)从图表中可知,浸出率受矿酸比影响较大,受温度影响较小,故表中X 应该要明显大于80.2而小于91.8,故X 最可能的数值是87.6;故选:c 。
二、中考初中化学科学探究题
13.化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。
(联想与实验)模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验:
(问题与猜想)亚硫酸不稳定,为什么红色液体微热后不变为紫色?其原因可能为:
猜想1:加热不够充分猜想2:与空气中的氮气有关猜想3:与空气中的氧气有关
(实验与验证)填写表格中的空格。
(分析与结论)红色液体微热后不变为紫色的原因是:H2SO3在空气中会被氧化成另一种酸,进一步实验证明是硫酸。
(应用与拓展)收集某硫酸厂(生产过程中产生SO2)附近刚降到地面的雨水水样,用pH 计测得每隔十分钟数据如下表:
测定时间5:055:155:255:355:45
pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85
(1)分析表中数据,5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有______;
(2)实验社团提出一种处理废气的方案如图,利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2,写出该反应的化学方程式:______。
【答案】先变红,后变紫 O 2 先变红,加热后仍为红色 H 2SO 3、H 2SO 4
322
42
2CaCO +2SO +O 2CaSO +2CO 高温
【解析】 【分析】
二氧化碳和水反应生成碳酸,不稳定,易分解,二氧化硫和水反应生成亚硫酸,加热易分解。
【详解】 [实验与验证]
二氧化碳和水反应生成碳酸,不稳定,易分解,二氧化硫和水反应生成亚硫酸,加热易分解。
[应用与拓展]
(1)分析表中数据可以看出酸性在增强,二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸和氧气生成硫酸,故5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有2324H SO H SO 、。
(2)实验社团提出一种处理废气的方案如图,利用CaCO 3粉末、空气为原料在高温下吸收SO 2,亚硫酸钙和二氧化硫和氧气高温生成硫酸钙和二氧化碳,反应的化学方程式
322
42
2CaCO +2SO +O 2CaSO +2CO 高温。
【点睛】
酸能使紫色石蕊溶液变红,亚硫酸钙和二氧化硫和氧气高温生成硫酸钙和二氧化碳。
14.某实验小组的同学在做氢氧化钙溶液与稀盐酸反应的实验时,忘记加入指示剂,为探究反应溶液中溶质的成分,又进行了以下实验探究。
(提出问题)反应后溶液中溶质是什么?
(假设猜想)猜想一:溶质是CaCl 2; 猜想二:溶质是CaCl 2和Ca(OH)2 猜想三:溶质是________________; 猜想四:溶质是CaCl 2、Ca(OH)2和HCl (资料)CaCl 2溶液呈中性
同学们经过讨论,一致认为猜想______是错误的,理由是_____________________________; (进行实验)
(交流反思)边巴同学认为,只用下列一种试剂______________(填序号),也可以得出上述猜想三成立。
①AgNO 3 ②Fe 2O 3 ③NaOH (拓展延伸)
(1)在判断反应后所得溶液中溶质成分时,既要考虑生成物,还要考虑________________;
(2)写出实验二中反应的化学方程式__________________________________________; (3)倾倒猜想三的废液前,可向废液中加入足量_______________并过滤,才能使废液中的溶质只含有CaCl 2。
【答案】CaCl 2和HCl 四 氢氧化钙和氯化氢不能共存,会发生反应 酚酞溶液不变红 有气泡产生 ② 反应物是否过量 22Fe+2HCl=FeCl +H 碳酸钙 【解析】 【详解】
(1)反应后溶液的溶质成分,有三种可能:第一、两种反应物恰好完全反应,溶液中只有生成物溶质氯化钙,第二、其中一种反应物过量,溶液中溶质为氯化钙和氢氧化钙,第三、
另一种反应物过量,溶液中溶质为氯化钙和氯化氢,故填写:CaCl2和HCl;
(2)猜想四不合理,因为氢氧化钙和氯化氢不能共存,会发生反应,故答案为:四,氢氧化钙和氯化氢不能共存,会发生反应;
(3)滴入酚酞溶液,结论为猜想二不成立,说明溶液中没有显碱性的物质,故现象为:酚酞溶液不变红,填写:酚酞溶液不变红;
(3)猜想三成立,说明溶液中溶质为CaCl2和HCl,当加入铁粉时,铁粉与稀盐酸反应,产生氢气,故填写:有气泡产生;
(4)①、猜想一、二、三种都有氯化钙,加入AgNO3后,都产生白色沉淀,无法鉴别,故不符合题意;
②、Fe2O3只与稀盐酸反应生成黄色溶液,猜想三有HCl,可以得出猜想三成立,故符合题意;
③、NaOH与稀盐酸反应,无明显现象,无法得出猜想三成立,故不符合题意;
(5)判断反应后所得溶液中溶质成分时,既要考虑生成物,还要考虑反应物是否过量,故填写:反应物是否过量;
(6)实验二是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:
Fe+2HCl=FeCl+H
22
(7)因猜想三中有氯化氢,倾倒猜想三的废液前,可向废液中加入足量碳酸钙并过滤,使氯化氢转化为氯化钙,过滤掉多余的碳酸钙,才能使废液中的溶质只含有CaCl2,故填写:碳酸钙。
【点睛】
该题为实验探究中的探究物质成分题,解题关键是:三种猜想的确定(生成物必须有,反应物只能过量一种),验证猜想时要找几种猜想中不同的物质验证,相同的物质不用验证。
15.在做盐跟盐反应的分组实验时,第一组的同学进行氯化钡与碳酸钠溶液的反应,第二组同学进行氯化钡与硫酸钠溶液的反应。
实验结束后,两组的同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸。
某兴趣小组的同学对浊液进行过滤,探究滤液的成分,请你帮助他们完成该实验报告中的①﹣④。
(提出问题)滤液里溶质除氯化钠外,还有什么物质?
(提出猜想)猜想(1)___
猜想(2)硫酸钠
猜想(3)碳酸钠
猜想(4)碳酸钠和硫酸钠
(实验探究)兴趣小组的同学为验证猜想,设计如下的实验方案。