2020-2021中考化学压轴题专题复习——流程图的综合含详细答案
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一、中考初中化学流程图
1.人类的生存和发展离不开能源和资源.
(1)家用燃料的更新过程如下:煤→液化石油气或管道煤气→天然气,下列有关家用燃料更新的理由,正确的是________(选填字母).
A天然气属于可再生能源
B气体燃料比固体燃料利用率更高
C天然气作为燃料可避免温室效应的发生
D煤仅仅用作燃料烧掉浪费资源
(2)水是生命之源,合理利用和保护水资源是我们义不容辞的责任.
①设法除去硬水中的________,可以使硬水软化成软水.
②公共场所可利用“活性炭+超滤膜+紫外线”组合工艺获得直饮水,其中活性炭主要起
________作用.
(3)海水中有大量可以利用的化学资源,其中所含的氯化镁是金属镁的重要来源之一.从海水中提取金属镁,可按如图流程进行:
①下列有关说法正确的是________(选填字母).
A步骤I通过一步反应即可实现.
B步骤II、III、IV的目的是从海水中提纯氯化镁
C步骤V中化学能转化为电能
D在此流程中涉及的基本反应类型有4种
②在此流程中可以循环利用的物质是________.
(4)家中蒸馒头常用的纯碱中含有少量氯化钠,某实验小组要测定该纯碱中碳酸钠的质量分数,取12g纯碱样品放入烧杯中,逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡,此时烧杯中没有不溶物,共消耗稀盐酸72.4g,测得反应后溶液的质量为80g.请帮助实验小组完成以下计算(写出计算过程):
①根据质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量________
②样品中碳酸钠的质量分数是多少________?
【答案】BD 可溶性的钙、镁化合物吸附 B 氯化氢 4.4g 88.3%
【解析】
【分析】
【详解】
(1)A 、天然气是三大化石燃料之一,属于不可再生能源,A 错误;
B 、由于气体燃料与空气接触面更大,燃烧更充分,故气体燃料比固体燃料利用率更高,B 正确;
C 、天然气作为燃料也生成二氧化碳,所以不可避免温室效应的发生,C 错误;
D 、煤仅仅用作燃料烧掉浪费资源,还可以深加工成各种产品,减少环境污染,D 正确。
故选BD 。
(2)①硬水是指含有较多可溶性的钙、镁化合物的水,所以设法除去硬水中的钙、镁化合物,可以使硬水软化成软水;
②公共场所可利用“活性炭+超滤膜+紫外线”组合工艺获得直饮水,其中活性炭主要起吸附作用;
(3)①A 、步骤I 是碳酸钙高温煅烧生成氧化钙,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,所以通过一步反应不可实现,不符合题意;
B 、步骤II 、III 、IV 的目的是从海水中提纯浓度更高的氯化镁,符合题意;
C 、步骤V 中是电能转化为化学能,不符合题意;
D 、步骤I 碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,属于分解反应,氧化钙和水生成氢氧化钙,属于化合反应;步骤II 氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,属于复分解反应;步骤III 氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,属于复分解反应;步骤IV 蒸发结晶,不属于化学变化;步骤V 氯化镁电解生成镁和氯气,属于分解反应;故此流程中涉及的基本反应类型有3种,没有置换反应,不符合题意。
故选B 。
②生成的氯化氢气体溶于水形成盐酸还可以和氢氧化镁反应,所以在此流程中可以循环利用的物质是氯化氢;
(4)①根据质量守恒定律,生成的二氧化碳的质量为12g+72.4g-80g=4.4g
②设样品中碳酸钠的质量为x 。
2322Na CO +2HCl=2NaCl+H O+CO 106444.4g x
↑
106=44 4.4g =10.6g
x x 所以样品中碳酸钠的质量分数为:10.6g 100%88.3%12g
⨯≈ 答:生成二氧化碳的质量为4.4g ;样品中碳酸钠的质量分数为88.3%。
2.如图是利用石灰石,食盐水,氨气进行工业生产纯碱的流程示意图(部分条件及物质未标出)。
(1)粗盐精炼成精盐的过程中,要经过溶解、______、蒸发等操作,其中都必需用到的一种玻璃仪器为_______,
(2)图中母液含有一定量的NaHCO 3,该溶液为该温度下NaHCO 3的_________(填“饱和”或“不饱和”)溶液;
(3)流程中要通入CO 2和NH 3,应先通入NH 3,理由是______________________________;精盐水经过氨化和二氧化碳酸化后生成碳酸氢钠和一种氮肥,请写出相应的化学方程式:_____。
(4)整个生产过程中可循环利用的物质为__________________(填化学式)。
(5)所得产品纯碱中含有少量碳酸氢钠,如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为(加热前固体的质量为m 1,加热后为m 2 ):_______。
【答案】过滤 玻璃棒 饱和 使溶液呈碱性,促进CO 2的吸收
NaCl+H 2O+CO 2+NH 3=NaHCO 3+NH 4Cl NH 3、CO 2 121
84m -m )100%31m ⨯( 【解析】
【分析】
【详解】
(1)粗盐精炼成精盐的过程中,要经过溶解、过滤、蒸发等操作除掉其中的难溶性固体杂质,其中都必需用到的一种玻璃仪器为玻璃棒,溶解时玻璃棒的作用是:搅拌加速溶解;过滤时:引流;蒸发时:搅拌使液体受热均匀,防止液体局部沸腾飞溅;
(2)析出晶体后的溶液一定是饱和溶液,该溶液为该温度下NaHCO 3的饱和溶液;
(3)流程中要通入CO 2和NH 3,应先通入NH 3,理由是形成碱性溶液,有利于二氧化碳的吸收;精盐水经过氨化和二氧化碳酸化后生成碳酸氢钠和一种氮肥,相应的化学方程式:NaCl+H 2O+CO 2+NH 3=NaHCO 3+NH 4Cl ;
(4)整个生产过程中可循环利用的物质为二氧化碳、氨气;
(5)设:样品中碳酸氢钠的质量为x ,
3232212
2NaHCO Na CO +H O ΔΔm 168
106168-106=6+C 2m O -m x ↑
12
168
=
62m-m
x
x=12
84(m-m)
31
纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为12
1
84m-m)
100%
31m
(。
3.以某矿山酸性废水(主要含硫酸、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锌等)为原料,通过下述流程可将废水中的铁、铜和锌分步沉淀,实现回收利用。
(1)步骤①中,加入Ca(OH)2有两个作用。
一是中和废水中的硫酸,该反应的化学方程式为___________________________;
二是将硫酸铁转化为Fe(OH)3,该反应属于______________________(填基本反应类型)。
(2)步骤③中,锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为___________________;
(3)为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质,只需改变上述流程中的某步骤加入的试剂即可。
该步骤和应加入的试剂分别是____________。
【答案】Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+ 2H2O 复分解反应 Zn(OH)2步骤②锌
【解析】
(1)根据氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水解答;根据两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物且生成物中有气体、沉淀或水生成解答;(2)根据硫酸锌与氢氧化钙反应生成氢氧化锌解答;(3)根据锌能置换出硫酸铜溶液中的铜解答。
(1)氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水
,反应的化学方程式为Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+ 2H2O;由反应的化学方程式
3Ca(OH)2+ Fe2(SO4)3=3CaSO4+ 2Fe(OH)3↓可知,该反应属于复分解反应;(2)硫酸锌与氢氧化钙反应生成氢氧化锌,故锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为Zn(OH)2;(3)锌能置换出硫酸铜溶液中的铜,故在步骤②中加入锌即可。
4.某校兴趣小组欲利用ZnCO3和Cu2O的混合物制备硫酸锌和金属铜。
该小组设计了如图的实验方案,回答下列有关问题:
(查阅资料:Cu2O是红色固体,它与稀硫酸的反应为:Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O)(1)图中X的化学式为_____,A中的物质有_____。
(2)加入过量的Y有两个作用:一是_____,二是_____。
写出其中1个反应的化学方程式_____。
(3)操作Ⅰ、Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和_____,该仪器在操作Ⅱ中起到的作用是_____。
(4)操作Ⅲ包含蒸发浓缩、_____、过滤。
【答案】H2SO4 Zn和Cu 除去过量的硫酸将铜完全置换出来 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑或Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 玻璃棒引流降温结晶
【解析】
【分析】
ZnCO3和Cu2O的混合物制备硫酸锌和金属铜,而碳酸锌不溶水,可以溶于酸,依据质量守恒定律,制备硫酸锌,反应物中需要有硫酸根离子,所以X是硫酸,混合物中加入过量的硫酸反应后的溶液中有硫酸锌、硫酸铜、铜,加入过量的Y后得到了滤液B和固体A,所以Y是锌,过量的锌可以使硫酸和硫酸铜完全反应,所以A中的物质有:Zn和Cu;在固体A中加入硫酸后可以得到硫酸锌和铜,硫酸锌溶液经过蒸发后可以得到硫酸锌晶体。
【详解】
(1)该实验流程是利用ZnCO3和Cu2O的混合物制备硫酸锌和金属铜,而碳酸锌不溶水,可以溶于酸,依据质量守恒定律,制备硫酸锌,反应物中需要有硫酸根离子,所以X是硫酸,X的化学式:H2SO4,混合物中加入过量的硫酸反应后的溶液中有硫酸锌、硫酸铜、铜,加入过量的Y后得到了滤液B和固体A,所以Y是锌,过量的锌可以硫酸和硫酸铜完全反应,所以A中的物质有:Zn和Cu。
(2)加入过量Y后得到了硫酸锌和固体A,而上一步中加入的硫酸是过量的,反应中也生成了硫酸铜,所以加入过量锌的作用是:除去过量的硫酸,将铜完全置换出来;锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,反应的化学方程式为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)操作Ⅰ后得到了固体和液体,所以操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ后也得到了固体和液体,所以操作Ⅱ是过滤,操作Ⅰ、Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,该仪器在操作Ⅱ中起到的作用是引流。
(4)经过操作Ⅲ后从溶液中得到了硫酸锌晶体,所以操作Ⅲ的名称:蒸发,操作Ⅲ包含蒸发浓缩、降温结晶、过滤。
【点睛】
碳酸锌不溶水,可以溶于酸,过量的锌可以硫酸和硫酸铜完全反应,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,玻璃棒起到的作用是引流。
5.我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种外观似金子的锌和铜的合金(黄铜)。
(1)黄铜可用来做热交换器,说明黄铜具有良好的_____;
(2)试写出赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热的化学方程式_____;
(3)鉴别黄铜和黄金多种方法,用灼烧法鉴别产生的现象及结论是_____;
(4)用含锌废渣(主要成分为ZnO,杂质为FeO、CuO)为原料制备七水硫酸锌(ZnSO4∙7H2O)的流程如下:
(1)A的化学式____;B的化学式_____。
(2)除铁过程中,图1和图2分别表示温度、pH对除铁效果的影响。
由图可知除铁时温度应控制在____为宜,pH应控制在_____为宜。
【答案】导热性 2Cu2O+ C 高温
CO2↑+4Cu 灼烧变黑的为黄铜,无明显现象的是黄金
H2SO4 Zn 82 3.2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)黄铜可用来做热交换器,热交换器是能量传递的设备,所以利用的是黄铜具有良好的导热性,故填:导热性。
(2)赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热,反应物为赤铜和碳,条件是高温,生成的是二氧化
碳和铜,对应的化学方程式2Cu2O+ C 高温
CO2↑+4Cu,故填:2Cu2O+ C
高温
CO2↑+4Cu。
(3)鉴别黄铜和黄金多种方法,用灼烧法可以鉴别,因为在涉及到的金属单质中只有铜能够和氧气在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜,所以用灼烧法鉴别是产生的现象及结论是灼烧变黑的为黄铜,无明显现象的是黄金,故填:灼烧变黑的为黄铜,无明显现象的是黄金。
(4)①由于实验的目的是“用含锌废渣(主要成分为ZnO,杂质为FeO、CuO) 为原料制备七水硫酸锌(ZnSO4 .7H2O)”,所以在过程中不能引入硫酸锌之外的杂质,所以加入的酸是
硫酸,硫酸和氧化锌、氧化亚铁氧化铜反应分别生成硫酸锌和水、硫酸亚铁和水、硫酸铜和水,B物质能够除去硫酸锌中的硫酸铜和硫酸亚铁故 B 为Zn,锌和硫酸铜反应生成硫酸
锌和铜,和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,故填:H 2SO 4 ; Zn 。
②除铁过程中,图1和图2分别表示温度、pH 对除铁效果的影响。
由图可知除铁时温度应控
制在82°C 为宜,pH 应控制在3.2为宜(这两个数据都允许有偏差,但是不能偏差太大),故填:82;3.2。
6.某同学在实验室以石灰石(杂质不反应也不溶于水)为原料制取轻质碳酸钙和氢氧化钠。
(1)操作a 的名称是_____。
(2)该流程中有两个反应,产物中均出现碳酸钙,这两个反应的化学方程式分别为:_____、_____。
(3)为了验证加入Na 2CO 3溶液后,溶液A 中的溶质是否反应完全,可取过滤3的滤液加入_____(填字母)进行检验。
A 碳酸钠溶液
B 铁粉
C 无色酚酞
D 足量盐酸
(4)工业上高温煅烧石灰石生产生石灰,若要生产含氧化钙5.6t 的生石灰,需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是多少?_____(根据化学方程式计算,写出计算过程)
【答案】蒸发 2232=Ca(OH)+CO CaCO +H O ↓
2233Ca(OH)+Na CO CaCO +H =2NaO ↓ A 12.5t
【解析】
【分析】
【详解】
(1)氢氧化钠溶液经过操作a 变为氢氧化钠固体,故操作a 的名称是:蒸发;
(2)石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙在高温的条件下分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:2232=Ca(OH)+CO CaCO +H O ↓;氢氧化钙也能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:2233Ca(OH)+Na CO CaCO +H =2NaO ↓;
(3)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,故溶液A 中的溶质为氢氧化钙,加入碳酸钠,2233Ca(OH)+Na CO CaCO +H =2NaO ↓,过滤,除去碳酸钙,如果氢氧化钙未完全反应,则滤液中含有氢氧化钙、氢氧化钠,如果氢氧化钙和碳酸钠恰好完全反应,则滤液中含有氢氧化钠,如碳酸钠过量,则滤液中含有氢氧化钠、碳酸钠。
A 、向滤液中加入碳酸钠溶液,如果氢氧化钙未完全反应,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,有白色沉淀产生,如果氢氧化钙已经完全反应,则无白色沉淀产生,
符合题意;
B、向滤液中加入铁粉,铁与氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠都不能反应,无法验证溶液A
中的溶质是否反应完全,不符合题意;
C、向滤液中加入无色酚酞,碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙都显碱性,都能使无色酚酞试液变红,无法验证溶液A中的溶质是否反应完全,不符合题意;
D、向滤液中加入足量盐酸,盐酸能与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,无明显现象,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,无明显现象,盐酸能与碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,有气泡产生,故如无明显现象,可能是氢氧化钙未完全反应,也可能是氢氧化钙和碳酸钠恰好完全反应,如果产生气泡,则说明碳酸钠过量,氢氧化钙已经完全反应,故足量盐酸只能验证碳酸钠是否过量,氢氧化钙恰好完全反应时,无法验证,不符合题意。
故选A;
(4)解:设需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是x
32
CaCO CaO+CO
10056
80% 5.6t
x
↑
⋅
高温
10080%
=
56 5.6t
x⋅
x=12.5t
答:需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是12.5t。
7.为了除去NaCl溶液中含有少量的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等杂质,某小组同学选用
Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba(OH)2溶液三种试剂,按一定的顺序进行如图所示的实验。
回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中加入试剂A除去的杂质是_________。
(2)实验Ⅱ中加入的试剂B是_________溶液;加入过量B的目的是__________。
(3)滤液②中除Na+和Cl-外,还含有的离子是__________(填离子符号)。
(4)实验Ⅲ中发生的中和反应的化学方程式__________。
(5)由所得NaCl溶液制成氯化钠晶体,所需操作为_________。
【答案】MgCl2和Na2SO4 Na2CO3除去氯化钙和过量的氢氧化钡 CO32-和OH-
NaOH+HCl=NaCl+H2O 蒸发结晶
【解析】
【分析】
【详解】
(1)实验Ⅰ中加入试剂A是氢氧化钡溶液,除去的杂质是MgCl2和Na2SO4,氯化镁和氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,硫酸钠和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠;(2)实验Ⅱ中加入的试剂B是Na2CO3溶液,加入过量B目的是除去氯化钙和过量的氢氧化钡,氯化钙和碳酸钠生成氯化钠和碳酸钙沉淀;氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠;
(3)滤液②中除Na+和Cl-外,还含有的离子是过量碳酸钠中的碳酸根离子(CO32-)和反应生成氢氧化钠中的氢氧根离子(OH-);
(4)实验Ⅲ所加试剂C是盐酸,发生的中和反应是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(5)氯化钠的溶解度受温度影响较小,由所得NaCl溶液制成氯化钠晶体,所需操作为蒸发结晶。
【点睛】
所加碳酸钠溶液的作用:除去溶液中的氯化钙以及过量的氢氧化钡,因此碳酸钠要在氢氧化钡之后滴加。
8.某生设计下列实验流程,从锌、铜、X、银四种金属的混合粉末中分离出部分金属。
(1)若 X 是铁,滤液 A 中溶质的成分是________,滤渣乙的成分是
____________________。
(2)若滤渣乙只含有一种金属,滤液B中含有两种溶质,通过上述实验,不可能得出的结论是_________。
A 锌的金属活动性比 X 强
B 铜的金属活动性比银强
C X 的金属活动性强于银
(3)若滤渣乙含有两种金属,设计实验将滤渣甲中的金属分别提纯出来____________。
【答案】FeSO4、ZnSO4、H2SO4 Fe、Zn AB 取滤渣甲充分灼烧,加入稀硫酸,过滤,将滤渣洗涤干燥,得到银。
向滤液中加入适量铁,溶液中析出红色固体,至质量不再变化过滤,将滤渣洗涤干燥得到铜
【解析】
【分析】
【详解】
(1)若 X 是铁,由于锌的金属活动性大于铁,则锌和稀硫酸一定反应,滤液A中一定存
在硫酸锌,根据步骤二可知,加过量的锌有气体产生,说明滤液A中还有稀硫酸存在,若稀硫酸剩余,那么铁一定完全被消耗,滤液A溶质的成分一定存在硫酸亚铁;由于步骤二中锌粉过量,则滤渣乙一定存在锌,锌过量则会和硫酸亚铁反应,生成硫酸锌和铁,那么滤渣乙一定还有铁的存在。
故填:FeSO4、ZnSO4、H2SO4;Fe、Zn。
(2)若滤渣乙只含有一种金属,则为过量的锌;滤液B中含有两种溶质,则为锌和稀硫酸反应的产物硫酸锌和金属X的硫酸盐,通过上述实验,可知锌的金属活动性比X弱;那么X的金属活动性强于银,故选AB。
(3)若滤渣乙含有两种金属,说明锌的活动性比X强,且X在金属活动性顺序表中在H 之前,那么滤渣甲中应该是铜和银。
若想提纯铜和银,可取滤渣甲充分灼烧,此时铜和氧气反应生成氧化铜,加入稀硫酸,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,过滤,将滤渣洗涤干燥,得到银。
向硫酸铜滤液中加入适量铁,溶液中析出红色固体,至质量不再变化过滤,将滤渣洗涤干燥得到铜。
故填:取滤渣甲充分灼烧,加入稀硫酸,过滤,将滤渣洗涤干燥,得到银。
向滤液中加入适量铁,溶液中析出红色固体,至质量不再变化过滤,将滤渣洗涤干燥得到铜。
9.某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案。
部分实验流程如下:
已知:①H2O2、KMnO4是常见的氧化剂
②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe3+ 1.48 3.2
Zn2+ 6.28.0
请根据上述实验流程回答下列问题:
(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是_________,写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式为_________________。
(2)“操作1”所需要的主要玻璃仪器有______________________,固体1的成分是
___________。
(3)“氧化”的目的是将Fe2+反应生成Fe3+,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去从产品纯度的角度分析,氧化剂最好选用_________________(填“H2O2"或“KMnO4”)。
(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH,使Fe3+沉淀而Zn2+不沉淀,pH应控制在_______范围之间。
(5)某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁、氧质量比为21:8的氧化物,该氧化物的化式
__________________。
【答案】升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎−−增大表面积等)
H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O 漏斗、烧杯、玻璃棒铁和铜 H2O2 3.2∼6.2 Fe3O4
【解析】
(1)影响化学反应速率的因素有多种,要提高氧化铜锌矿的酸浸速率,可采取的措施还有升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎−−增大表面积等);硫酸锌和氧化锌反应生成硫酸锌和水,化学方程式为:H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O;(2)“操作1名称是过滤,过滤的”所需要的主要玻璃仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒;固体1是过量铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,固体1的成分是铁和铜,(2)除铁过程中加入氧化剂,使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀,故应考虑加入加入的氧化剂不引入新的杂质。
除空气外,其他试剂均可引入新的杂质,氧化剂最好选用H2O2;(4)从图表数据可知,铁离子沉淀完全的PH为3.2,锌离子开始沉淀的PH为6.2,故除铁PH范围为:3.2∼6.2; (5)设该氧化物的化式为Fe x O y,则根据铁、氧质
量比为21:8,可知5621
168
x
y
,
x
y
=3:4,故该氧化物的化式为:Fe3O4。
10.城市生活垃圾的处理是世界性难题,某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程如下:
资料: +2 价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
回答下列问题:
(1)发电厂是利用垃圾焚烧产生的___________ 转变为电能。
(2)垃圾焚烧产生的烟气中含有 SO2、HCl 等有害气体。
吸收步骤中,石灰浆的作用就是吸收这些有害气体,请你写出石灰浆吸收 HCl 的化学方程式_____
(3)溶解步骤中,产生的 H2的化学方程式为①____________________ 除此外,溶解步骤还能发生两个反应:②Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;③Fe+Fe2(SO4)3= 3FeSO4,这三条化学方程式中反应前后铁元素的化合价不变的是______________ (填序号)。
(4)将所得硫酸亚铁溶液在氮气环境中加热蒸发浓缩、_____(填操作名称),过滤,得到硫酸亚铁晶体,其中氮气的作用是_________
(5)请你就城市生活垃圾处理提一条建议_____
【答案】化学能 2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑②降温结晶保护气,防止+2价的铁元素被空气中的氧气氧化生活垃圾分类回收等
【解析】
(1) (1)发电厂是利用垃圾焚烧产生的化学能转变为电能;(2)石灰浆显碱性,能够吸收酸性
气体,所以吸收步骤中,石灰浆的作用是除去烟气中含有的SO2、HCl等有害气体,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,化学反应方程式为:2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O;(3)溶解步骤中,硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,铁锈与硫酸反应生成硫酸铁和水,所以产生的H2的化学方程式①为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;②Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O,反应前后铁元素的花合价不变;Fe+Fe2(SO4)3═3FeSO4,反应前后铁元素的化合价改变;(4)将所得硫酸亚铁溶液在氮气环境中得到硫酸亚铁铵晶体,基本操作步骤:加热浓缩,然后冷却结晶;再过滤;最后洗涤干燥,得到硫酸亚铁晶体,其中氮气的作用是作保护气,避免+2价的铁元素被空气中的氧气氧化;(5)生活垃圾分类回收等是为生活垃圾处理提出的一条很好的建议。
11.某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。
现欲回收铜和锌,并对硫进行环保处理,主要步骤如下图所示:
已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。
(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过程中发生了__________现象。
步骤①产生的废气B中,一定含有的有害气体是______(填化学式)。
环保处理最好釆用的试剂是__________(填字母序号)。
A浓硫酸 B食盐水 C石灰乳
(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式______,它属于基本反应类型中的_____反应。
(3)步骤③和④中主要操作的名称是__________。
(4)我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜__________(填“高”或者“低”)。
(5)取少量的溶液C,往其中加入一定质量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有__________(填字母序号)。
A硫酸镁 B硫酸锌 C硫酸铜 D硫酸铜和硫酸锌
【答案】乳化 SO2 C Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4置换过滤高 C
【解析】
【详解】
(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过程中发生了乳化现象。
烟泥中存在单质硫,在空气中加热时会产生二氧化硫,二氧化硫是常见的空气污染物,化学式为SO2。
二氧化硫和浓硫酸、食盐水不发生反应,与石灰乳(化学式为Ca(OH)2)反应生成亚硫酸钙沉淀和水。
故选C。
(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,它属于基本反应类型中的置
换反应。
(3)步骤③和④中主要操作的名称是过滤。
(4)合金的硬度比组成其组分的纯金属的硬度大,故锌和铜的合金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜高。
(5)溶液C 中含有硫酸锌和硫酸铜,往其中加入一定质量的镁粉,镁先和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,若镁过量,再和硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中一定有铜、锌,可能有镁,则滤液中一定没有硫酸铜,故选C 。
12.立德粉(ZnS·
BaSO 4)是一种常用白色颜料,以重晶石(BaSO 4)为原料生产立德粉的主要工艺流程如下:
资料:BaS 可溶于水,ZnS 和BaSO 4均难溶于水。
(1)回转炉中,重晶石(BaSO 4)与焦炭在高温下焙烧制得BaS ,其中一个化学反应为BaSO 4+ 2C 高温2CO 2↑+ BaS ,这个反应中,化合价发生变化的元素有______。
(2)反应器中发生复分解反应的化学方程式为______。
(3)上述流程中,主要用于分离、提纯的设备有______、过滤器和洗涤槽。
【答案】碳元素、硫元素(C 、S ) 44BaS + ZnSO = BaSO ZnS ↓+↓ 浸出槽
【解析】
【分析】
【详解】
(1)反应42BaSO + 2C 2CO + BaS ↑高温中,反应前:4BaSO 中钡元素化合价为+2,氧元素化合价为-2,则硫元素化合价为+6,碳单质化合价为0,反应后:2CO 中氧元素化合价为-2,则碳元素化合价为+4,BaS 中钡元素化合价为+2,则硫元素化合价为-2,故化合价发生变化的元素有碳元素、硫元素(C 、S )。
(2)反应器中发生复分解反应为硫化钡与硫酸锌反应生成硫酸钡沉淀和硫化锌沉淀,反应的化学方程式为44BaS + ZnSO = BaSO ZnS ↓+↓。