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文档简介
1、二轮复习专题初中化学 专题五 工艺流程题的解题策略典型例题1 . 已知某粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质实验室提纯流程如下:(1)用托盘天平称量粗盐时,若指针偏向右边,则表示(填下列正确选项的代码)_A右盘重,砝码轻B右盘轻,样品重C左盘重,样品轻D左盘轻,砝码重(2)第步操作发生反应的化学方程式是_(3)第步操作的目的是_(4)第步操作a的名称是_,此步操作中,玻璃棒的末端要轻轻地斜靠在_的一边(5)在第步操作中,向滤液中滴加足量盐酸的目的是_(6)在第步操作时,要用玻璃棒不断搅拌,目的是_【答案】 D MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2N
2、aCl 除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2 过滤 三层滤纸 除去加入的过量试剂NaOH和Na2CO3 防止蒸发时因局部温度过高,造成液滴飞溅;【解析】 (1). 用托盘天平称量粗盐时,按照左物右码的原则,左边托盘放粗盐,若指针偏向右边,则表示左盘食盐的质量比砝码和游码的和小; (2).加入氢氧化钠的目的是将氯化镁转化成氢氧化镁沉淀,而除掉粗盐中的氯化镁杂质,反应方程式为: MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl (3). 加入碳酸钠的目的是除去杂质CaCl2和加入
3、的过量试剂BaCl2 ,因碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀和氯化钠;和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠 (4). 过滤能难溶性固体和液体分离,所以要将除杂过程中产生的沉淀除掉,应进行过滤; (5). 过滤时应将玻璃棒轻轻靠在三层滤纸处,防止滤纸破损,使过滤失败,(6).加入盐酸的目的 除去除杂时引入的过量试剂NaOH和Na2CO3 使之转化成氯化钠 (7).蒸发时搅拌的目的是使液体受热均匀, 防止蒸发时因局部温度过高,造成液滴飞溅;及时训练2 . 海水晒盐可制得粗盐,粗盐除氯化钠外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥
4、沙等杂质,以下是某化学兴趣小组制定的一套制备精盐的实验方案,步骤如图所示:(查阅资料)可溶性钡盐有剧毒,可以导致蛋白质变性,破坏体内各种酶,使一系列生理活动被破坏(交流与表达)(1)步骤中玻璃棒的作用是_,溶解粗盐时所加水的质量不宜过多,也不宜过少,过多会造成_,过少会使得精盐的产率_(填“偏高”或“偏低”);(2)下列试剂X符合要求的是_(选填字母)A氧化钙 B氢氧化钡溶液 C氢氧化钠溶液 D氢氧化钙溶液 E氢氧化钾溶液(3)氯化钡溶液和碳酸钠溶液的
5、添加顺序_(填“能”或“不能”)颠倒,沉淀B中的成分是BaSO4、CaCO3和(填化学式)_(4)某同学为了证明溶液C是否有盐酸剩余,设计的下列方法中正确的是_(选填字母);A取样,加入铜,若无现象,说明盐酸没有剩余B取样,测溶液pH,若pH7,说明盐酸有剩余C取样,加碳酸钠溶液,若有气泡产生,说明有盐酸剩余D取样,加硝酸银溶液,若有白色沉淀产生,说明有盐酸剩余(反思与评价)(5)小刚同学认为该方案实际得到的氯化钠比原粗盐中含有的氯化钠要多,请你为他找出理由_【答案】加快溶解速率蒸发时浪费燃料并且耗时长偏低ABCD不能、BaCO3、Mg(OH)2BC反应生成了氯化钠【解析】【详解】(1)步骤中
6、玻璃棒的作用是加速溶解;溶解粗盐时所加水的质量不宜过多,也不宜过少,过多会造成蒸发时浪费燃料并且耗时长;溶解粗盐时,所加水的质量过少,会导致氯化钠不能完全溶解,从而会使得粗盐的产率偏低;(2)A、氧化钙能和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,因此氧化钙符合要求;B、氢氧化钡能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钡,因此氧化钙符合要求;C、氢氧化钠能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,因此氧化钙符合要求;D、氢氧化钙能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,因此氧化钙符合要求;E、氢氧化钾和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾,氯化钾在以后步骤中不能除去,因此氢氧化钾
7、不符合要求;(3)氯化钡溶液和碳酸钠溶液的添加顺序不能颠倒,这是因为如果颠倒后过滤的氯化钡不能除去;沉淀B中的成分是BaSO4和反应生成的CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2;(4)A、铜与盐酸不反应,没有明显现象,无法说明盐酸剩余,故错误;B、氯化钠溶液显中性,pH=7;盐酸显酸性,pH7,说明盐酸有剩余,故正确;C、稀盐酸和Na2CO3反应生成二氧化碳,有气泡产生,说明盐酸过量,故正确;D、氯化钠和硝酸反应也生成氯化银白色沉淀,无法说明盐酸过量,故错误;(5)小刚同学认为该方案实际得到的氯化钠比原粗盐中含有的氯化钠要多,是因为在提纯过程中反应生成了氯化钠。3 . 某同学设计的工业制备氢氧
8、化钠的流程如下图。资料:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,两电极,一端得到NaOH和H2,另一端得到Cl2。(1)晾晒海水得到粗盐的原理是_(2)实验室蒸发用到的仪器有铁架台(带铁圈)、坩埚钳、石棉网、酒精灯、玻璃棒和_(3)工业生产中应选择途径_ (“”或“”),理由是_(4)Cl2可用于生产84消毒液(有效成分NaClO),反应原理为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,反应前后氯元素的化合价有_种。(5)图1实验测定水的组成,不能加入NaCl增强水的导电性的理由是_。电解水的化学方程式为_(6)图2实验获得84消毒液,直流电源正极应与_(填a或b)连接,才能使N
9、aClO的含量更高。【答案】蒸发结晶蒸发皿步骤简便,节约能源3加入NaCl后会有Cl2的生成,干扰实验结果2H2O2H2+O2b【解析】(1)晾晒海水得到粗盐是将海水引到盐池里进行蒸发,故原理是蒸发结晶;(2)实验室蒸发用到的仪器有铁架台(带铁圈)、坩埚钳、石棉网、酒精灯、玻璃棒和蒸发皿;(3)工业生产中选步骤,理由是步骤简便,节约能源 ;(4)反应前氯气中氯元素的化合价为0,反应后,氯化钠中氯元素的化合价是-1价,NaClO中氯元素的化合价是+1价,故共有3种化合价;(5)电解水实验中如加入氯化钠,会电解生成氯气,故不能加入氯化钠;水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,反应方程式为:
10、2H2O2H2+O2;(6)电极b与氯化钠溶液接触更加充分,故接b极;题型二、空气资源的利用(合成氨制氮肥)典型例题4 . 空气中氮气的含量最多,氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应图1是以空气和其他必要的原料合成氮肥(NH4NO3)的工业流程请按要求回答下列问题:(1)步骤中发生的是_变化(填“物理”或“化学”)(2)写出步骤中发生反应的化学方程式_ (3)上述化学反应中属于化合反应的有_ 个(4)图2是化肥硝酸铵包装袋上的部分说明:硝酸铵应具有的性质是_(填字母)A易溶于水 B有挥发性 C受热易分解【答案】物理
11、160; 4NH3+5O24NO+6H2O 3 AC 【解析】【详解】(1)在步骤中,利用空气中成分的沸点不同,可以把各种成分分离开来,过程中没有生成新物质,属于物理变化;(2)在步骤中,在加热、催化剂的条件下,氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,发生反应的化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;(3)上述化学反应中,氮气和氢气在一定条件下反应生成氨气;一氧化氮和氧气、水反应生成硝酸;硝酸和氨气反应生成硝酸铵,都是多种物质反应生成一种物质,都属于化合反应。属于化合反应
12、的有3个;(4)根据标签可知,硝酸铵应密封保存并且防潮,说明硝酸铵易溶于水;应该隔绝热源,说明硝酸铵受热易分解;不能说明硝酸铵具有挥发性,故选AC。及时训练5 . 空气是宝贵的自然资源,下图是以空气等为原料合成尿素CO(NH2)2的流程。请按要求回答相关问题:(1)空气属于_(填“纯净物”或“混合物”),X 是空气中含量最多的气体,其化学式为_,其约占空气的体积分数为_ .(2)图中分离空气的过程属于_变化(填“物理”或“化学”)。(3)空气中含有的少量稀有气体的化学性质_(填“活泼“或“稳定”)。(4)天然气的主要成分是 CH4,天然气属于_再生资源(填“可“或“不可”)。点燃 CH4 之前
13、应进行_.8gCH4完全然烧,生成agCO2和 18gH2O,则 a=_由CH4在该流程中的作用表明:化学反应中发生物质变化的同时也会伴随有_变化(填“能量”或“原子个数”)【答案】混合物 N2 78% 物理 稳定 不可 检验甲烷的纯度 22g 能量 【解析】【详解】(1)空气中含有多种成分
14、,属于混合物;X是空气中含量最多的气体,该气体是氮气,其化学式为N2,约占空气总体积的78%;(2)图中分离空气的过程没有生成新物质,属于物理变化;(3)空气中含有的少量稀有气体的化学性质稳定;(4)天然气属于不可再生资源;可燃性气体不纯时点燃或加热可能产生爆炸,故点燃CH4之前应检验甲烷的纯度;8g CH4完全燃烧消耗32gO2,生成agCO2和18gH2O,则a=8g+32g-18g=22g;化学反应中发生物质变化的同时也会伴随有能量变化。6 . 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与进步做出了巨大贡献。合成氨的工艺流程图如下:(1)流程中生成的氨(NH3),在农业上
15、是合成_(填“氮肥”“磷肥”或“钾肥”)的原料。(2)制取氢气的反应过程为:C + H2OCO + H2,其中发生还原反应的物质是_。(3)写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式_。(4)该流程中可循环使用的物质是_。(5)将沸点不同的气体分离开来,常采用液化分离法。下表是各物质的沸点。物质H2N2O2NH3沸点 252 195.8 183 33.35 如控制温度t在时,可将空气中N2与O2分离。要将产物NH3与N2、H2分离开来,应将温度控制在_(填序号)。A B C【答案】 氮肥 H2O
16、N2+3H22NH3 N2、H2 C【解析】本题是流程题,主要考查了常见化肥的种类,还原反应,化学方程式的书写,认真审题,找出有用信息结合已有的知识进行分析。(1)在流程中生成的氨气含有氮元素,在农业上是合成氮肥的原料;(2)根据化学方程式可知,水在反应中提供氧元素,发生了还原反应;(3)氮气和氢气在有催化剂和高温高压的条件下生成氨气,反应的化学方程式是 N2+3H22NH3;(4)由图可知:上述流程中可循环利用的物质是N2、H2;(5)氨气、氮气和氢气的沸点分别为-33.35、 195.8和-252,要将产物NH3与N2、H2分离开来,应将温度控制在。故选C。
17、题型三、能源工业(化石燃料的利用)典型例题7 . 煤是社会生产、生活中最重要的能源,工业上常把煤进行气化和液化处理,使煤变成清洁能源。煤气化和液化流程示意图如下图所示,请结合图像回答问题:(1)精炼煤中主要成分是碳,步骤中发生反应的化学方程式为_。(2)步骤中,SO2进一步氧化得到X,X为硫的另一种氧化物,其中硫元素的化合价为+6价,X的化学式为_。(3)经过进一步净化,含较多杂质的水煤气转化为合成气(CO和H2的混合气体),步骤中生成的甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,该反应的化学方程式为_,该反应的基本类型是 _。(4)循环气的主要成分是_和少量未完全分离出去的甲醇。(5)从“绿色化
18、学”的角度分析,“煤的气化和液化”流程的优点:_。【答案】C + H2O CO + H2 SO3 CO + 2H2 CH3OH 化合反应 CO、H2 原料全部转化为产品或实现“零排放”,不对环境造成污染 (从绿色化学角度) 。 【解析】【详解】(1)碳和水在高温的条件下反应生成一氧化碳和氢气,故反应的化学方程式写为:C + H2O
19、60;CO + H2。(2)设这种硫的氧化物的化学式为SxOy,硫元素的化合价为+6价,氧元素的化合价为-2价,化合物在各元素的化合价的代数和为零,则x×(+6)+(2)×y=2,x:y=1:3,所以该氧化物的化学式为SO3,故填SO3。(3)该反应是一氧化碳和氢气在催化剂的条件下反应生成甲醇,故反应的化学方程式写为:. CO + 2H2 CH3OH;由化学方程式可知,该反应是两种物质反应生成一种物质,属于化合反应,故填化合反应。(4)由题干可知:循环气的主要成分与合成气的成分是相同的,为一氧化碳和氢气,故填CO、H2。(5)由图可知,从“绿色化学”的角度分析,该
20、流程的优点是原料全部转化为了产品,没有产生污染物,故填原料全部转化为产品或实现“零排放”,不对环境造成污染。及时训练8 . 煤气化和液化流程示意图如下图所示:(1)煤、石油和天然气统称为_燃料。煤直接燃烧生成大量SO2,SO2与水化合生成亚硫酸,形成酸雨,其反应方程式为_。(2)第步操作发生的是_变化(填“物理”或“化学”)。(3)第步是精炼煤(化学式为C)与水蒸气的反应,属于基本类型的_。(4)第步反应的化学方程式为:_ 。(5)从“绿色化学”的角度分析,“煤的气化和煤的液化”生产流程的优点:_。(6)天然气也是一种清洁燃料。主要成分的化学式为_。【答案】 化石 H2O
21、SO2 = H2SO3 物理 置换 CO2H2CH3OH 原料全部被产品消纳(或原料全部转化为产品,或原子利用率100等),实现“零排放”(或不对环境造成污染等) CH4【解析】(1)(1)煤、石油和天然气统称为化石燃料,SO2与水化合生成亚硫酸,其反应方程式为:H2O SO2 = H2SO3;(2)第步操作中没有新物质生成,发生的是物理变化;(3)第步是精炼煤与水蒸气的反应,在高温条件下生成了氢气和一氧化碳,反应化学方程式为:C+H2O(气)CO+H2属于置换反应;(4)第步反应是氢气和一氧化碳在催化剂的作用下生成了甲醇,由两种物质生成了一种
22、物质,属于化合反应,化学方程式为:CO2H2CH3OH;(5)从“绿色化学”的角度分析,“煤的气化和煤的液化”生产流程的优点是:原料全部转化为产品或实现“零排放”,不对环境造成污染;(6)天然气主要成分是甲烷,化学式为CH4。题型四、矿产资源的利用(冶炼金属、煅烧碳酸钙等)典型例题9 . 运用广泛的金属材料-钢铁,下图是冶炼生铁及相关流程。请认真读图回答问题:(1)赤铁矿属于_(填“混合物”或“纯净物”);高炉冶炼生铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和_。 (2)图中“燃烧室”发生的反应是_(填“物理”或“化学”)变化;焦炭完全燃烧化学反应方程式是_;碳氢化合物在不完全燃烧时还会产生炭黑,有毒气体
23、_和碳氢化合物。(3)生铁是_(填“纯铁”或“铁合金”);合金的硬度一般比各成分_,熔点比各成分_。用铁锅炒菜主要利用铁具有良好的_性;炒菜时油锅中的油不慎着火,可以采取的灭火方法是_;防止钢铁生锈的方法_(举一例)。(4)铁锈的主要成分是_,颜色呈_色;生产生活中除去铁器表面铁锈的方法_(举一例)。(5)天然气主要成分甲烷(CH4)16g在“催化反应室”与18g水恰好完全反应,生成agCO和6gH2,则a=_g。(6)写出CO与H2在一定条件下化合成甲醇CH3OH的化学反应方程式_。【答案】混合物 热空气 化学 &
24、#160; C+O2CO2 CO 铁合金 大 低 导热 锅盖盖灭 刷油漆 氧化铁 红棕 砂纸打磨或稀硫酸洗 28 CO+2H2CH3OH 【解析】【
25、详解】(1)赤铁矿的主要成分是氧化铁,属于混合物;高炉冶炼生铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气;(2)甲烷燃烧后生成二氧化碳和水,发生了化学变化;焦炭完全燃烧生成二氧化碳,化学反应方程式是:C+O2CO2;碳氢化合物在不完全燃烧时还会产生炭黑,有毒气体一氧化碳;(3)生铁和钢是常见的两种铁合金;合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,多数合金硬度大于组成它的成分金属;多数合金的熔点低于组成它的成分金属的熔点;利用铁锅的导热性用来炒菜做饭;炒菜时油锅中的油不慎着火,可以采取盖锅盖的方法灭火;因为铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀生成铁锈,所以隔绝空气可以防止钢铁生锈,常用的方法为电镀或刷油漆;(4)铁
26、锈的主要成分是氧化铁,为红棕色;盐酸能与铁锈的主要成分氧化铁反应,可用于除去铁锈或用砂纸打磨;(5)根据质量守恒定律可得,生成一氧化碳的质量=16g+18g-6g=28g;(6)CO与H2在一定条件下化合成甲醇CH3OH的化学反应方程式:CO+2H2CH3OH。10 . 以白云石(主要成分为CaCO3·MgCO3)为原料制备氢氧化镁的流程如下图:已知:MgCO3MgO+CO2,CaCO3CaO+CO2 ;反应器中发生的反应是(NH4)2SO4+MgO MgSO4+2NH3+H2O 。(1)实验室进行过滤操作时,玻璃棒的作用是_。(2)该流程中,研磨的目的是_;轻烧的温度不超过_,经轻
27、烧得到的固体的主要成分是_(写化学式)。(3)该流程中,不考虑H2O,可循环利用的物质是_(写化学式)。【答案】 引流 增大反应物的接触面积,使反应更加充分 700 MgO、CaCO3 (NH4)2SO4、NH3 或(NH4)2SO4、NH3·H2O【解析】(1)根据过滤时玻璃棒的作用是引流解答;(2)反应物的接触面积越大,反应速率越快;根据流程,轻烧过程中,碳酸镁分解,而碳酸钙不
28、分解,因此温度不应超过700;(3)根据流程示意图可以判断能够循环利用的物质。解:(1)实验室进行过滤操作时,玻璃棒的作用是引流;(2)该流程中,研磨的目的是增大反应物的接触面积,使反应更加充分;轻烧的温度不超过700,经轻烧得到的固体的主要成分是MgO、CaCO3;(3)该流程中,不考虑H2O,可循环利用的物质是(NH4)2SO4、NH3。及时训练11 . 我国有丰富的钛铁矿资源,钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3),利用钛铁矿可以提取金属钛。以下为某化工企业从钛铁矿中提取金属钛的流程示意图,请回答下列问题:(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为_价。(2)中反应为2FeTi
29、O36C7Cl22X2TiCl46CO,则X为_,该反应_(填“是”或“否”)属于置换反应。(3)中为使原料全部转化为甲醇,理论上CO和H2投料的质量比为_。(4)中发生反应的化学方程式为_,该反应中Ar的作用是_。【答案】4 FeCl3 否 71 2MgTiCl4Ti2MgCl2 作保护气 【解析】【分析】(1)根据在化合物中正负化合价代数和为零考虑;(2)根据质量守恒定律推断x的化学式;(
30、3)根据氢气和一氧化碳反应的方程式考虑质量比;(4)根据化学方程式的书写方法写化学方程式。【详解】(1)设FeTiO3中P的化合价是x,FeTiO3中Fe的化合价是+2价,O的化合价是-2价,利用化合物中各元素的化合价的代数和为零的原则得到方程(+2)+x+(-2)×3=0,解得,x="+4" 所以钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价是+4价;(2)根据质量守恒定律,在反应前后各元素原子的个数不变;从2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO看钛原子、氧原子、碳原子反应前后除物质x外个数已经相等,故x中无钛原子、氧原子、碳原子铁反应前共有2个,
31、反应后只有x有,所以2x中有2个,从而x中有1个;氯原子反应前有14个,反应后x除外有8个,所以2x中有6个,因此x中有3个,因此x的化学式是FeCl3;(3)根据从化学方程式由此可知一氧化碳和氢气的质量比是:28:4=7:1;(4)TiCl4与Mg反应的反应物是TiCl4与Mg,生成物是Ti和MgCl2,用观察法配平即可,因此该反应的化学方程式是TiCl4+2MgTi+2MgCl2,该反应中Ar的作用是作保护气。12 . 金属钛及钛的合金被认为是21世纪重要的金属材料。它耐腐蚀性较好,一般不与酸反应。在较高温度下,钛很易和氧、氮、碳等元素化合。可以采用下列流程制备金属钛:回答下列问题:(1)
32、“高温炉1”中生成的化合物TiCl4的名称为_。该步骤中还能生成一种有毒的气体X是_(填化学式)。(2)“高温炉2”中的化学方程式为_,基本反应类型是_。通入氩气的作用是_。(3)“提纯”操作中欲除去剩余Mg所加的试剂是_。【答案】四氯化钛 CO 2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2 置换反应 作保护气 稀盐酸 【解析】【详解】(1)据图可知“高温炉1”中的反应化学方程式为:TiO2+2Cl2
33、+2CTiCl4+2CO;TiCl4的名称为四氯化钛;生成的CO有毒;(2)据图可知“高温炉2”中的化学方程式为:2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2;此反应是一种单质跟一种化合物起反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;氩气化学性质稳定,在此反应中做保护气;(3)钛它耐腐蚀性较好,一般不与酸反应,而需要将过量的没转化为氯化镁,分离钛和氯化镁,可以选择稀盐酸。13 . 利用海水淡化后母液中含有的氯化镁和海边盛产的贝壳主要成分,制取金属镁,生产大致流程如图所示: (1)请写出母液中氯化镁转化为氢氧化镁的化学方程式:_(2)操作a的名称是 _,步骤 加入的物质是_(3)
34、工业上常以氯化镁为原料,电解就可以生产金属镁反应的化学方程式为_(4)海水制镁过程中没涉及到的反应类型是_【答案】MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2 过滤 稀盐酸 MgCl2Mg+Cl2 置换反应 【解析】【详解】(1)由反应的流程可知,氯化镁转化为氢氧化镁的反应是氯化镁与氢氧化钙反应生成了氢氧化镁沉淀和氯化钙,反应的化学方程式是:MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2;(2)由反应的流程可
35、知,操作a是将固体和液体分开,操作的名称是过滤;步骤是将Mg(OH)2转化MgCl2,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,所以加入的物质是稀盐酸;(3)由反应的流程可知,电解氯化镁生成了镁,根据质量守恒定律可知,另一种产生是氯气,化学方程式为:MgCl2Mg+Cl2;(4)反应是碳酸钙煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应是由一种物质生成两种物质的反应,属于分解反应;反应是氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应是由两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应;反应是氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,该反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;反应是电解氯化镁生成镁和氯气,该反应
36、是由一种物质生成两种物质的反应,属于分解反应。海水制镁过程中没涉及到的反应类型是置换反应。【点睛】读流程图,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。题型五、侯氏制碱法典型例题14 . 我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”其模拟流程如下:(小资料)I、贝壳的主要成分是 CaCO3、通常情况下,1 体积水中大约能溶解 700 体积氨气,1 体积水中大约能溶解 1 体积二氧 化碳、饱和食盐水中发生的主要反应为: NH3+CO2+H2O=NH4HCO3, NH4HCO3+NaCl=NaHCO3
37、+NH4Cl(NaHCO3是因为饱和后析出,变成沉淀)。(1)合成氨需要的氮气来自空气,空气属于_填“混合物”或“纯净物”)空 气中氮气的体积分数约为_。(2)过程中主要操作的名称是_。(3)过程中发生反应的化学方程式为 _,过程中反应所属基本反应基本类型为_。(4)为了提高产率,往饱和食盐水中通入气体时,你认为应该先通入_(填“NH3” 或“CO2”),你的理由是:_。(5)上述流程中可以循环利用的物质是:_(填化学式)。 【答案】 混合物 78%; 过滤; CaCO3CaO+CO2 分解反应; NH3 因为氨气在水中的溶
38、解度大,先通氨气会吸收更多的二氧化碳,有 利于生成较多的碳酸氢钠 CO2【解析】根据所学知识和题中信息知,、(1)合成氨需要的氮气来自空气,空气属于混合物,空气是一种典型的混合物。空气中氮气的体积分数约为78%。(2)过程中主要操作的名称是过滤,把不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。(3)过程中发生反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2,过程中反应所属基本反应基本类型为分解反应,一种物质分解生成了三种物质。(4)为了提高产率,往饱和食盐水中通入气体时,应该先通入NH3,理由是因为氨气在水中的溶解度大,先通氨气会吸收更多的二氧化碳,有利于生成较多的碳酸氢钠。(5)上述流程中可
39、以循环利用的物质是CO2。点睛空气是一种典型的混合物。空气主要成分是氧气和氮气,氮气的体积分数约为78%,氧气的体积分数约为21。分解反应的基本特征是一变多。及时训练15 . 我国化学家侯德榜(如图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:(1)上述生产纯碱的方法称_,副产品的一种用途为_。(2)向沉淀池中通入两种气体,先通入的是_(填“NH3”或“CO2”),沉淀池发生的化学反应方程式是_。(3)写出上述流程中X物质的化学式_。(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了_(填“循环I”或“循环II”)。从沉淀池中取出NaHCO3沉淀的操作是_。(5)为检验产品碳
40、酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,先滴加足量的_,排除Na2CO3的干扰,再滴加_。【答案】 联合制碱法或侯氏制碱法 化肥(其他合理答案均给分) NH3 NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3(或 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,写对一个得1分) CO2 循环I 过滤 稀硝酸 硝酸银溶液【解析】根据所学知识和题中信息知,(1)上述生产纯碱的方法称联合制碱法或侯氏制碱法,这是候德邦教授发明的制碱法,副产品有
41、氯化铵,其一种用途为化肥。(2)向沉淀池中通入两种气体,先通入的是NH3,沉淀池发生的化学反应方程式是NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3,碳酸氢钠易溶于水,但不溶于氯化铵溶液。(3)流程中X物质的化学式是CO2。(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环I,氯化钠溶液反复充分利用。从沉淀池中取出NaHCO3沉淀的操作是过滤,碳酸氢钠易溶于水,但不溶于氯化铵溶液。5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,先滴加足量的稀硝酸,排除Na2CO3的干扰,再滴加硝酸银溶液,硝酸银溶液与氯化钠溶液反应生成氯化银白色沉淀,该沉淀不溶于硝酸。
42、点睛碳酸氢钠易溶于水,但不溶于氯化铵溶液。硝酸银溶液与氯化钠溶液反应生成氯化银白色沉淀,该沉淀不溶于硝酸。16 . 工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱(Na2CO3),生产的关键是在沉淀池中让NaCl、NH3、CO2和H2O 尽可能多地转化成NaHCO3(固体沉淀物)和NH4Cl(溶液)。主要生产流程如下:(1)“煅烧炉”中发生反应的化学方程式是_。(2)若在化学实验室里分离“设备(I)”中的混合物,用到的操作名称是_。(3)在“设备()”中固体A与水反应的化学方程式是_。(4)对“设备()”中的母液处理后,除水以外可在本流程中再利用的物质有_。(填写化学式)。(5)请写出一个该生产流程的
43、优点:_。【答案】 CaCO3 高温 CaO + CO2 过滤 CaO + H2O ="=" Ca(OH)2 NH3、NaCl 物质可以循环利用(或原料便宜易得)【解析】(1)碳酸钙在高温下分解生成二氧化碳气体和氧化钙,方程式为:CaCO3 CaO + CO2;(2)过滤是把不溶于溶液的固体和液体分开的一种分离混合物的方法,“设备(I)”中的液体混合物中分离出析出的晶体,可用过滤的方法;(3)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,方程式为:CaO + H2O
44、 =Ca(OH)2,反应特点是“多变一”,符合化合反应的定义和特点;(4)进入“设备()”的物质有氧化钙、氯化钠、氯化铵及水,发生的反应有CaO + H2O =Ca(OH)2、Ca(OH)2+2NH4Cl=2NH3+2H2O+CaCl2,最终产物有氯化钠、氯化钙、氨气,其中氯化钠、氨气可再利用;(5)从生产过程流程图可看出,使用的原料成本低、易得,且生产流程中有些物质可循环利用原料便宜易得(或者有物质可以循环利用)。17 . 南海、钓鱼岛及其附属海域是我国固有领土,蕴藏着丰富的海洋资源,我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”,在充分利用海洋资源的基础上,结合“侯氏制碱法”的基本原理,可模拟
45、实现工业生产纯碱的过程如下(其他反应产物已略去):回答下列问题:(1)操作a的名称是_。(2)反应的化学方程式为_。(3)反应的化学方程式为_;请列举小苏打在生活中的一种常见用途_。(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是:先通氨气形成饱和氨盐水,然后在加压条件下通入二氧化碳。这样操作的目的是_。(5)仔细观察流程图,其中可循环利用的物质除二氧化碳之外,还有_。【答案】 过滤 CaOH2O=Ca(OH)2 2NaHCO3Na2CO3H2OCO2 治疗胃酸过多(或食品加工等合理答案均可) 增大对二氧化碳气体的吸收 NH4Cl固体【解
46、析】(1)操作a是固体和液体分离,为过滤;(2)反应是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,对应的化学方程式为 CaO+H2O=Ca(OH)2;(3)反应是碳酸氢钠受热分解为碳酸钠和水以及二氧化碳,对应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3H2OCO2;小苏打是发酵粉的主要成分,在生活中的一种常见用途:治疗胃酸过多(或食品加工等合理答案均可);(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是:先通氨气形成饱和氨盐水,然后在加压条件下通入二氧化碳,氨水显碱性,利于酸性气体吸收,而加压也有利于提高气体的溶解度,所以这样操作的目的是利于更多的二氧化碳参与反应;(5)在流程图中二氧化碳和氯化铵既是反应物也是生成
47、物,所以,可循环利用的物质除二氧化碳之外,还有氯化铵。题型六、工业“三废”的处理和利用典型例题18 . 我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属,随意丢弃既会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜,设计并进行了如下实验。 已知:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+H2O;不考虑金、银发生类似反应。(1)将电路板粉碎成粉末的目的是_。(2)步骤所得滤液中的溶质除硫酸外,还有_。(3)步骤中的实验现象是:固体部分溶解,_。(4)步骤中分别发生反应的化学方程式是_、_。【答案】增大反应物接触面积,加快反应速率
48、160; 硫酸铝、硫酸亚铁 溶液由无色变成蓝色 Fe+CuSO4FeSO4+Cu Fe+H2SO4FeSO4+H2 【解析】【详解】(1)将电路板粉碎成粉末的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率;(2)由于硫酸过量,步骤所得滤液中的溶质除硫酸外,还有稀硫酸和铝、铁反应生成的硫酸铝和硫酸亚铁;(3)步骤中铜和过氧化氢、硫酸反应生成硫酸铜和水,能够观察到固体部分溶解,溶液由无色变成蓝色;(4)步骤中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式是:F
49、e+CuSO4FeSO4+Cu;步骤中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式是:Fe+H2SO4FeSO4+H2。19 . 石膏(CaSO42H2O)是一种用途广泛的工业材料和建筑材料,工业上用含SO2的烟气制备石膏的简要流程图如下:(1)在反应时,常将NaOH喷成雾状的原因是_(2)操作a的名称是_,在实验室里进行该操作,玻璃棒的作用是_(3)CaSO3不易溶于水,它属于_(填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”),其中硫元素的化合价为_,反应的化学方程式是_(4)生产流程中生成的_可循环利用,节约成本【答案】 增大与二氧化硫的接触面积,提高反应速率
50、;过滤 , 引流 盐 4 , 2CaSO3+O2=2CaSO4 氢氧化钠溶液【解析】本题是流程题。解题的关键是读懂流程,解答题目时先看解答的问题是什么,然后带着问题去读流程图进而去寻找解答有用的信息,提高信息捕捉的有效性。(1)接触面积越大,反应速率越大或者吸收效率越高,所以在反应时,常将NaOH喷成雾状,这样增大与二氧化硫的接触面积,提高吸收或者反应的速率;(2)操作a是将难溶性物质亚硫酸钙和可溶性物质氢氧化钠分离的,所以是过滤在实验室里进行过滤操作时,玻璃棒的作用是引流;(3)CaSO3是金属离子
51、和酸根离子形成的化合物,属于盐;设:CaSO3中硫元素的化合价为x,根据化合物中元素的化合价代数和为零,则有(+2)×1+x+(-2)×3=0,x=+4;反应中反应物为亚硫酸钙和氧气,生成物为硫酸钙,所以对应的化学方程式是 2CaSO3+O2=2CaSO4;(4)循环使用的物质在前面的反应中是反应物,到了后面的反应中又成了生成物。由于反应过程需要用到氢氧化钠溶液,中间过程也会生成氢氧化钠,所以在过程可以循环使用氢氧化钠溶液,节约成本。及时训练20 . 某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及金属铜和锌。综合实践活动小组的同学设计了从管道烟泥中回收金属铜的实验方案,实验过程如图所示
52、:提示:CuO+H2SO4=CuSO4+ H2O请回答:(1)步骤中,过滤操作使用了玻璃棒,其作用是_;过滤后,滤液B中的溶质有_。(2)已知Zn的活动性强于金属X,则步骤中反应的化学方程式是_(3)除去不纯铜中的杂质金属X,可选用的试剂有_。【答案】引流 硫酸锌、硫酸 Fe+CuSO4FeSO4+Cu 稀硫酸或稀盐酸 【解析】【详解】(1)步骤中,过滤操作使用了玻璃棒,其作用是引流;过滤后,滤液B中的溶质有锌和稀硫酸反应生成的硫酸锌和过量的硫酸;(2)已知Z
53、n的活动性强于金属X,则X可以是铁,则步骤中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式是:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;(3)除去不纯铜中的杂质铁,可选用的试剂有稀盐酸、稀硫酸,这是因为铜不能和稀盐酸、稀硫酸反应,铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,能和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。题型七、其它题型典型例题 22 . 高纯硅可用于制备硅半导体材料制备高纯硅的主要生产流程如下图所示:查阅资料:石英砂的主要成分是二氧化硅;MgO能与稀盐酸反应生成氯化镁溶液。(1)标出二氧化硅中硅元素的化合价_;写出合理处理中间产物CO的一种方法_;(2)操作1中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_;(3)反应2除生成高纯硅外,同时还生成一种气体化合物请写出此过程所发生反应的化学方程式_;(4)反应 2 要在无氧气环境中进行,从安全角度考虑,原因是_。【答案】 点燃或收集 漏斗 SiCl4+2H2Si+4HCl 防止H2和O2混合加热发生爆炸 【解析】【详解】(
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