专题10  工业流程题（六大题型）（解析版）

专题10工业流程题►题型一以矿石为原料制备物质►题型二以废弃物为原料制备物质►题型三以蛋壳为原料制备补钙剂►题型四海水资源利用和纯碱的制备►题型五某些领域重要材料的制备►题型六生产生活中其他常见物质的制备►题型一以矿石为原料制备物质【真题1】（2023·江苏南通）实验室以软锰矿（主要含的矿石）为原料制备的流程如下：(1)催化分解的化学反应方程式为。(2)“酸浸”时，为使软锰矿充分反应，可采取的措施有（写一条）。(3)“沉锰”反应为。加热温度不能过高的原因是。(4)在空气中“煅烧”会生成不同的锰氧化物，各锰氧化物质量分数随煅烧温度的变化关系如图所示。

①370~410℃发生主要反应为。该反应属于基本反应类型中的反应。②已知酒精灯外焰的最高温度可达600℃以上。称取一定质量的，与混合均匀，充分加热后冷却，溶解、过滤、洗涤、烘干后称量，发现固体质量减少。质量减少的主要原因是。【答案】(1)(2)搅拌；粉碎；加热；适当提高酸的浓度等(3)防止分解(4)化合温度高于450℃时，会分解成和O2【详解】（1）加热条件下MnO2催化分解KClO3生成氯化钾和氧气，化学反应方程式为。故填：。（2）“酸浸”时，搅拌、粉碎、加热、适当提高酸的浓度等措施，都能使软锰矿充分反应。故填：搅拌；粉碎；加热；适当提高酸的浓度等。（3）由于反应物NH4HCO3受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，“沉锰”反应加热温度不能过高。故填：防止NH4HCO3分解。（4）①370~410℃发生主要反应为。该反应符合化合反应多变一的特征，所以该反应属于基本反应类型中的化合反应。故填：化合。②酒精灯外焰的最高温度可达600℃以上。据图可知，温度高于450℃时，MnO2会分解成Mn2O3和O2，所以MnO2质量减少。故填：温度高于450℃时，MnO2会分解成Mn2O3和O2。【真题2】（2023·江苏无锡）由菱铁矿(主要成分为，含少量等杂质)制备铁粉的一种流程如下：(1)碳酸亚铁()中铁元素的化合价为。(2)“酸浸”时，为使反应充分，可采取的一种措施是。“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有：和。(3)“沉铁”时，转化为沉淀，该反应的基本类型是。“焙烧”时，在高温条件下，与反应生成与的化学方程式为。(4)“还原”时，在高温条件下，利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来；若向氧化铁与炭粉的混合物中添加适量的，更利于还原氧化铁，其原因是。【答案】(1)+2(2)将菱铁矿粉碎硫酸/H2SO4(3)复分解反应(4)碳酸钙高温分解二氧化碳，二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳也能还原氧化铁【详解】（1）“亚铁”的化合价为+2价。（2）增大接触面积，能使反应更充分，则可将菱铁矿粉碎；碳酸亚铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水，由于加入的硫酸过量，则“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有硫酸亚铁和硫酸。（3）硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁和硫酸钠，该反应为两种化合物互相交换成分生成另两种化合物的反应，属于复分解反应；碳酸亚铁和氧气在高温条件下生成氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。（4）由于碳酸钙高温分解生成二氧化碳，而二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳也能将铁从氧化铁中还原出来，则加入适量的碳酸钙，更利用还原氧化铁。“酸浸”是金属氧化物（或金属）与酸反应，使反应充分进行的措施有：将矿石粉碎、搅拌、适当提高酸的浓度、适当提高反应温度等。【变式1-1】（2021·江苏扬州）以某菱镁矿石（主要成分是MgCO3，含少量MnCO3、SiO2）制取MgSO4·7H2O，流程如下：（1）“酸浸”时，为了提高浸取率，除了搅拌、提高硫酸浓度外，还可采取的措施有（写出一种）。此时，MnCO3发生反应的化学方程式是。（2）“转化”时主要反应是，氯元素反应前后化合价变化情况是（填“升高”或“降低”）。（3）硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶，可得到不同的晶体：温度/℃-3.9-1.81.8-48.148.1-67.567.5-200析出晶体MgSO4·12H2OMgSO4·7H2OMgSO4·6H2OMgSO4·H2O等①“操作1”的具体操作是：蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已饱和）、、过滤、洗涤、低温干燥。②“操作1”所得滤液中能分离出一种可循环使用的物质，该物质是（填化学式）。循环使用的目的是。（4）已知：MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%，采用热分析法测定所得MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数：①未加热前，测得样品中镁元素质量分数略大于9.76%，可能的原因是。②高于900℃后，测得剩余固体中镁元素质量分数大于20%，可能的原因是。（5）若用100t菱镁矿石可制得246tMgSO4·7H2O产品，忽略反应过程中镁元素损失，求该菱镁矿石中MgCO3的质量分数。（写出计算过程）。【答案】粉碎菱镁矿石MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑降低降温至1.8-48.1℃结晶H2SO4提高原料利用率，节约资源和成本，减少污染已经失去部分结晶水硫酸镁部分分解（合理即可）设参与反应的MgCO3的质量为x根据镁元素守恒可得解得x=84t所以岭煤矿中碳酸镁质量分数为【分析】矿石中主要成分是MgCO3，含少量MnCO3、SiO2，加入硫酸进行酸浸，二氧化硅和硫酸不反应，依据流程图中信息，MgCO3和MnCO3与硫酸分别反应生成MgSO4和MnSO4溶液，经过过滤操作将固液分离。向溶液中加入NaClO溶液，由图可以看出将MnSO4转化为MnO2沉淀，MgSO4和NaClO不反应，经过过滤操作将固液分离，得到MgSO4溶液，可通过浓缩结晶的方式得到MgSO4·7H2O。【详解】（1）酸浸时为了提高浸出率，可采用的操作有将矿石研磨成粉末、搅拌、提高硫酸浓度等。根据上述分析，MnCO3与硫酸反应生成MnSO4、水和二氧化碳，反应方程式为MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑。（2）反应前是NaClO中氯为+1价，反应后是氯化钠中氯为-1价，故化合价降低。（3）①由表中可知，MgSO4·7H2O在1.8-48.1℃析出，故在蒸发浓缩后的冷却结晶中应控制温度为1.8-48.1℃，故填降温至1.8-48.1℃结晶。②操作Ⅰ得到的滤液中溶质为H2SO4和NaCl，其中硫酸可至酸浸步骤进行循环利用，循环使用的目的是提高原料利用率，节约资源和成本，减少污染。（4）①未加热前，镁元素的质量分数偏大，有可能是结晶过程中已经失去部分结晶水所导致。②由计算可得，MgSO4中镁元素的质量分数为，高于900℃，镁元素的质量分数大于硫酸镁中镁元素的质量分数，可能原因为硫酸镁部分分解。（5）见答案【点睛】当不考虑过程中镁元素的损失时，整个流程镁元素守恒，即菱镁矿碳酸镁中镁元素与生成结晶中镁元素质量相等，据此计算。【变式1-2】（2023·江苏南通·模拟预测）利用高铝铁矿石(成分为Al2O3、FeO、Fe2O3)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]及副产品铁红(Fe2O3)的一种工艺如下。(1)据流程分析开始加入的酸最佳为(填化学式)。(2)“酸溶”过程中Fe2O3与酸反应的方程式为。(3)“氧化”前溶液中的阳离子有；被氧化的离子是(填离子名称)。(4)调节pH时需严格控制加入的碱性溶液的用量，其目的是。(5)“操作Ⅰ”的名称为，“操作Ⅱ”包括“洗涤、加热”，“洗涤”时，证明滤渣Fe(OH)3已洗涤干净的方法：取最后一次洗涤液，向其中滴加(填化学式)，无沉淀。【答案】(1)HCl(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O(3)H+、Al3+、Fe3+、Fe2+亚铁离子(4)使铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀，而铝离子不转化为沉淀(5)过滤NaOH【详解】（1）由图可知，生成的铝鞣剂的主要成分中含有氯元素，所以流程开始加入的酸最佳为盐酸，其化学式我HCl，故填HCl。（2）“酸溶”过程中Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。（3）酸溶过程中，加入过量的稀盐酸，高铝铁矿石中的氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，氧化亚铁与盐酸反应生成氯化亚铁和水，则“氧化”前溶液中的溶质有氯化铝、氯化铁、氯化亚铁和过量的元素，其中的阳离子有H+、Al3+、Fe3+、Fe2+，故填H+、Al3+、Fe3+、Fe2+；由图可知，最终铁元素都转化为氢氧化铁，其中铁元素的化合价为+3价，则几种阳离子中被氧化的是亚铁离子，故填亚铁离子。（4）由图可知，调节pH时需严格控制加入的碱性溶液的用量，其目的是使铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀，而铝离子不转化为沉淀，故填使铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀，而铝离子不转化为沉淀。（5）由图可知，操作I将难溶性的氢氧化铁与溶液进行了分离，则操作I为过滤，故填过滤；由图可知，生成的氢氧化铁沉淀表面附有含有铝离子的溶液，铝离子能够与氢氧根离子结合生成氢氧化铝沉淀，证明滤渣Fe(OH)3已洗涤干净的方法：取最后一次洗涤液，向其中滴加NaOH溶液，如无沉淀生成，说明滤渣Fe(OH)3已洗涤干净，故填NaOH。►题型二以废弃物为原料制备物质【真题3】（2023·江苏镇江）实验室利用废镍催化剂（主要成分为Ni，还含少量Fe及铁的氧化物）制备NiCO3的实验流程如图。(1)为加快“酸溶”的反应速率，可采取的措施有（写一种）。(2)“除铁”和“沉镍”中分离的操作名称为。(3)检验NiCO3固体已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，先滴加过量的稀盐酸，再滴加（填化学式）溶液，无明显现象。(4)碱性条件下NiSO4会转化为Ni（OH）2沉淀。“沉镍”时不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是。【答案】(1)搅拌（合理即可）(2)过滤(3)BaCl2(4)碳酸钠溶液显碱性，NiSO4会转化为Ni（OH）2沉淀【详解】（1）为加快“酸溶”的反应速率，可采取的措施有搅拌；（2）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，“除铁”和“沉镍”中分离的操作名称为过滤；（3）根据流程可知，NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3和Na2SO4，钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀，与碳酸根离子形成碳酸钡沉淀，碳酸镍固体在没有清洗之前，表面一定有硫酸钠，可能存在碳酸钠，检验NiCO3固体已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，先滴加过量的稀盐酸，可以除去碳酸钠，排除去干扰，再滴加BaCl2溶液，无明显现象；（4）“沉镍”时不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，原因是：碳酸钠溶液显碱性，NiSO4会转化为Ni（OH）2沉淀。【真题4】（2021·江苏南通）利用废镍催化剂（主要成分：Ni，还含有少量的Zn、Fe、CaO等杂质）制备NiCO3的实验流程如下（虚线处部分流程略去）：

已知：Na2CO3溶液能使无色酚酞溶液变红。碱性条件下NiSO4转化为Ni（OH）2沉淀。(1)“酸溶”时，为使废镍充分溶解，可采取的措施有（任写一种）。(2)“氧化”阶段发生的反应为，则a=。(3)“除铁”的目的是除去溶液中的Fe3+。改变温度、pH，Fe3+转化所得产物可能不同（如图）。80℃、pH=6时，Fe3+转化为（填化学式）。

(4)“沉镍”是将Na2CO3溶液加入NiSO4溶液中生成NiCO3沉淀，反应的化学方程式为。该过程不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是。【答案】(1)加热（其他合理答案也可）(2)2(3)FeOOH(4)碳酸钠溶液呈碱性，若将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液将生成沉淀，不能得到NiCO3【详解】（1）“酸溶”时，为使废镍充分溶解，可采取的措施有搅拌、加热、粉碎废镍等；（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含4个H，生成物中也应含4个H，故a=2；（3）由图可知，80℃、pH=6时，Fe3+转化为FeOOH；（4）“沉镍”是将Na2CO3溶液加入NiSO4溶液中生成NiCO3沉淀和硫酸钠，该反应的化学方程式为：；该过程不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，其原因是碳酸钠溶液呈碱性，若将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液将生成Ni(OH)2沉淀，不能得到NiCO3。废料通常是混合物，在制备过程中需根据相关物质的性质，将杂质转化成不同状态除去。【变式2-1】（2021·江苏苏州）硫酸亚铁是一种重要的补铁剂。实验室以废铁屑(含少量Fe2O3)为原料制备硫酸：亚铁晶体的流程如下：已知：铁与硫酸铁反应的化学方程式为。(1)“碱洗”是为了洗去铁屑表面的油污，用热的碳酸钠溶液浸泡，过滤，再用蒸馏水洗涤2-3次。取最后一次洗涤液，测其pH，若pH=，说明洗涤液中无碳酸钠。(2)“酸溶”是向“碱洗”过的铁屑中加入过量稀硫酸。①写出铁与稀硫酸反应的化学方程式：。②所用硫酸溶液浓度不能太稀，原因是。③废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理，原因是。(3)“结晶”的相关操作依次为：蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的目的是，便于结晶。(4)含量测定：准确称取制得的硫酸亚铁样品2.82g于锥形瓶中，加蒸馏水完全溶解，加入稀硫酸，滴加溶质质量分数为1.58%的高锰酸钾溶液，当恰好完全反应时，消耗高锰酸钾溶液的体积为20.00mL(该高锰酸钾溶液密度近似为1g·mL-1)。列式计算该样品中硫酸亚铁的含量(结果用百分数表示，保留一位小数)。已知：高锰酸钾与硫酸亚铁反应的化学方程式为(相对分子质量；FeSO4-152，KMnO4-158)【答案】7反应速率太慢，结晶步骤能耗过多氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁形成热的饱和溶液53.9%【详解】(1)pH>7显碱性，pH=7显中性，pH<7显酸性；碳酸钠溶液显碱性，取最后一次洗涤液，测其pH，若pH=7，说明洗涤液中无碳酸钠。(2)①铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为。②所用硫酸溶液浓度不能太稀，原因是不但反应速率太慢，而且溶液中溶剂水过多导致结晶步骤能耗过多。③已知：铁与硫酸铁反应的化学方程式为。故废铁屑中的少量Fe2O3不需要进行除杂处理，原因是氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁。(3)“结晶”的相关操作依次为：蒸发浓缩、降温结晶。蒸发浓缩的自的是减少溶剂水的量，形成热的饱和溶液，便于结晶。(4)解：高锰酸钾溶液中溶质质量为20.00mL×1g·mL-1×1.58%=0.316g设该样品中硫酸亚铁的含量为x答：该样品中硫酸亚铁的含量为53.9%。【变式2-2】（2023·江苏无锡·二模）利用废镍催化剂（主要成分Ni，还含有少量Fe、CaO等杂质）制备的实验流程如下：

【查阅资料】①镍（Ni）的金属活动性介于铁与锡（Sn）之间；②镍盐中镍元素显+2价；③碱性条件下转化为沉淀。(1)“氧化”阶段发生的反应为：，其中X的化学式为。(2)“除铁”的目的是除去溶液中的。改变温度和溶液的pH，所得产物可能不同（如右图）。60℃、时，转化的产物为（填化学式）。

(3)“沉镍”是将溶液缓缓加入溶液中生成了沉淀，化学方程式为，基本反应类型为。该过程不能将溶液滴入溶液的原因是。【答案】(1)H2O(2)FeOOH(3)复分解反应碳酸钠溶液呈碱性，NiSO4在碱性条件下生成Ni(OH)2沉淀，不能得到NiCO3【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有4个H、14个O、2个Fe、3个S，反应后有2个Fe、12个O、3个S，所以2X中有4H、2O，所以X为H2O；（2）从图中找出温度为60℃，pH=8时对应点所在的位置，落在FeOOH的区域，所以转化的产物为FeOOH；（3）“沉镍”过程中Na2CO3与NiSO4反应生成NiCO3沉淀和硫酸钠，化学方程式为；该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应；碳酸钠溶液呈碱性。根据提示：碱性条件下NiSO4转化为Ni(OH)2沉淀可知，如将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液中不能得到碳酸镍，故该过程不能将NiSO4溶液滴入Na2CO3溶液的原因是碳酸钠溶液呈碱性，NiSO4在碱性条件下生成Ni(OH)2沉淀，不能得到NiCO3。►题型三以蛋壳为原料制备补钙剂【真题5】（2023·江苏苏州）用蛋壳（主要含，还有少量和有机物）为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙［］。

已知：①醋酸钙易溶于水，高于160℃时发生分解；②醋酸（）易挥发。(1)焙烧。将蛋壳在高温下焙烧后冷却，得到含金属氧化物的固体。①焙烧过程中，发生反应的化学方程式为。②焙烧过程中，产生烧焦羽毛的气味，说明蛋壳中含有（有机物）。(2)酸溶。在焙烧后的固体中先加入适量水打浆，冷却后，再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶液。不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是。(3)除镁。在酸溶后的溶液中加入至碱性，将转化为沉淀除去。该反应属于（填基本反应类型）。(4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7。其目的有：①将溶液中的少量转化为；②。(5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出，过滤得到醋酸钙晶体。蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是。(6)醋酸钙高温下分解所得氧化钙可作为气体吸收剂。将质量分数为94.8%的样品50.0g在高温下完全分解，计算分解得到CaO的质量（写出计算过程）。已知：①醋酸钙分解反应为；杂质不发生反应。②的相对分子质量为158。【答案】(1)蛋白质(2)CaO与水反应放出大量热，反应液温度过高会使醋酸挥发损失(3)复分解反应(4)防止溶液吸收空气中的二氧化碳(5)防止蒸干时局部温度过高，导致醋酸钙分解(6)解：醋酸钙样品中含醋酸钙的质量=50.0g×94.8%=47.4g设生成氧化钙的质量为x=x=16.8g答：生成氧化钙的质量为16.8g。【详解】（1）①焙烧过程中，碳酸钙在高温的条件下反应生成氧化钙和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：CaCO3CaO+CO2↑。②灼烧蛋白质是产生烧焦羽毛味，焙烧过程中，产生烧焦羽毛的气味，说明蛋壳中含有蛋白质，故填蛋白质。（2）不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是CaO与水反应放出大量热，反应液温度过高会使醋酸挥发损失，故填CaO与水反应放出大量热，反应液温度过高会使醋酸挥发损失。（3）在酸溶后的溶液中加入氢氧化钙至碱性，醋酸镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁和醋酸钙，是两种化合物交换成分生成两种新的化合物的反应，符合复分解反应的特点，属于复分解反应，故填复分解反应。（4）在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7，还能够防止溶液吸收空气中的二氧化碳，导致氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，引入杂质碳酸钙，故填防止溶液吸收空气中的二氧化碳。（5）蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是防止蒸干时局部温度过高，导致醋酸钙分解，导致醋酸钙的产量降低，故填防止蒸干时局部温度过高，导致醋酸钙分解。（6）见答案【真题6】（2021·江苏常州）我国是全球规模最大的禽蛋生产国和消费国。对蛋壳中的钙源进行回收利用，可以变废为宝。蛋壳高温煅烧法制备乳酸钙的工艺流程如下：已知反应②：(1)蛋壳是生物活性钙源，含人体所需的硒，其属于(选填“常量”或“微量”)元素。(2)写出反应①的化学反应方程式：。(3)反应②的基本反应类型为，②中“搅拌”的作用是。(4)某兴趣小组取4g“灰分”与乳酸反应，研究结果如下图，其最佳反应条件是。(5)已知一个鸡蛋壳约5g，蛋壳中碳酸钙含量约90％。某品牌乳酸钙产品，每瓶180粒，每粒含钙元素400mg，采用鸡蛋壳作为唯一钙源，制备这样一瓶钙片至少需要个鸡蛋壳。【答案】(1)微量(2)(3)复分解反应使反应物充分接触从而加快反应(4)35℃时，加12mL乳酸，反应75分钟(5)40【详解】（1）硒属于人体必需的微量元素，故填：微量。（2）蛋壳粉的主要成分为碳酸钙，经高温煅烧后得到的灰分为氧化钙，故反应①的反应物为氧化钙和水，反应方程式为。（3）②的反应为氢氧化钙和乳酸，生成乳酸钙和水。两种化合物互相交换成分，生成另外两种新化合物的反应，属于复分解反应。②中搅拌可使反应物充分接触，从而加快反应。故填：复分解反应；使反应物充分接触从而加快反应。（4）由研究结果可知，温度为35℃、乳酸用量为12ml、反应时间为75分钟时，乳酸钙的产率最高。故填：35℃时，加12mL乳酸，反应75分钟。（5）根据质量守恒定律，反应前后元素质量不变。乳酸钙中的钙元素全部来源于蛋壳。一瓶钙片中钙元素的质量为。需要碳酸钙的质量为。由于蛋壳中碳酸钙的含量约90%，且一个蛋壳5g，设需要蛋壳的个数为x。x=40依据钙元素守恒，通过化学反应分步将蛋壳中的杂质一一除去，同时将钙元素转移到需要制备的物质中。【变式3-1】1．（2023·江苏南京·三模）我国是全球规模最大的禽蛋生产国和消费国。对蛋壳中的钙源进行回收利用，可以变废为宝。乳酸钙是一种常用补钙剂，可溶于水，不溶于乙醇。蛋壳高温煅烧法制备乳酸钙的工艺流程如下。

(1)在所有金属元素中，钙在人体内含量处于第位。(2)下列食物中富含钙元素的是_____(填字母)。A．奶制品 B．豆类 C．虾皮 D．米饭(3)反应I的化学方程式为。(4)反应Ⅱ的基本反应类型为。(5)粗产品洗涤时应选择(填“水”或“乙醇”)洗涤。【答案】(1)一/1(2)AC(3)(4)复分解反应(5)乙醇【详解】（1）在所有金属元素中，钙在人体内含量处于第一位；（2）A、奶制品富含蛋白质，同时富含钙元素；B、黄豆富含蛋白质，花生豆富含油脂；C、虾皮富含钙元素；D、米饭富含糖类；故选AC；（3）碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，故反应I的方程式为；（4）反应Ⅱ是乳酸和氢氧化钙的反应，酸碱中和反应属于复分解反应，故反应Ⅱ的基本反应类型为复分解反应；（5）因为乳酸钙可溶于水，不溶于乙醇，故粗产品洗涤时，为防止乳酸钙溶解影响产率，应选择乙醇洗涤。►题型四海水资源利用和纯碱的制备【真题7】（2021·江苏宿迁）海洋是一个巨大的资源宝库。海水资源综合利用的部分途径如下图。已知：粗盐中的杂质有泥沙、MgC12、CaCl2，流程中部分操作及试剂已省略。(1)试剂X的作用是除去粗盐中的Ca2+，则试剂X为(填化学式)。(2)“操作1”中玻璃棒的作用是，“操作2”的名称为。(3)滤渣中除泥沙外，还含有。(4)实际生产中，步骤1常选用作为沉淀剂。(5)步骤2需电解状态的MgCl2以获得金属镁。【答案】Na2CO3引流蒸发结晶(或蒸发)Mg(OH)2、CaCO3石灰乳(或熟石灰或Ca(OH)2)熔融【详解】（1）加入氢氧化钠，氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠，可除去氯化镁，加入试剂X，可除去氯化钙，氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，故试剂X为Na2CO3；（2）操作1实现了固液分离，名称是过滤，过滤中，玻璃棒的作用是引流；氯化钠溶液经过操作2变为氯化钠晶体，故操作2是蒸发；（3）氢氧化钠和氯化镁反应生成了氢氧化镁和氯化钠，氯化钙和碳酸钠反应生成了碳酸钙和氯化钠，故滤渣中除泥沙外，还含氢氧化镁和碳酸钙；（4）实际生产中，步骤1常选用氢氧化钙作为沉淀剂，氢氧化钙能与氯化镁反应生成氢氧化镁，且价格低廉；（5）步骤2需要电解熔融状态的氯化镁获得金属镁。【真题8】（2021·江苏徐州）已知：向饱和食盐水中通入氨气得到饱和氨盐水，饱和氨盐水能与CO2发生反应：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。某学习小组以饱和食盐水等为原料制备纯碱的主要流程如下：（1）常温时。饱和氨盐水的pH（填“=”或“>”）7.反应时，溶液中生成的NH4Cl中含有原子团的名称是（2）过滤时，若经两次过滤滤液仍浑浊其原因可能是（任写一条）（3）热解时，NaHCO3分解得到Na2CO3、CO2和H2O，该反应的化学方程式为【答案】>铵根离子滤纸破损、滤液高于滤纸边缘【详解】(1)饱和氨盐水中含有氯化钠和氨气，氯化钠溶液呈中性，氨气溶于水是氨水，呈碱性；故饱和氨盐水的pH大于7，溶液中生成的NH4Cl中含有原子团是NH4+，名称是铵根离子；(2)过滤时，若经两次过滤滤液仍浑浊其原因可能是滤纸破损、滤液高于滤纸边缘；(3)加热后，NaHCO3分解得到Na2CO3、CO2和H2O，该反应的化学方程式为，海水作为资源，最常用的是制备食盐、金属镁和氯气以及纯碱等。解题时依据相关物质的性质，按照流程顺序逐步分析，结合题干信息完成除杂，最终得到纯净的产品。【变式4-1】（2023·江苏宿迁·三模）海洋资源丰富，引人不断探索。从海水中可以提取粗盐、提取镁、制“碱”，都体现了人类改造物质的智慧。结合下列流程图(部分操作和条件已略去)，请回答相关问题：

(1)海水晒盐。“烧干海水变银山”是郭沫若对海南莺歌海盐场的赞美诗作。海水“晒盐”是通过(选填“蒸发结晶”或“降温结晶”)的方法获取粗盐。粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质，步骤I依次加入过量的BaCl2溶液、过量的Na2CO3溶液、过量的NaOH溶液，再利用过滤操作进行除杂。其中加入过量的Na2CO3溶液的作用是。我们除了可以用化学方法除去粗盐中可溶性杂质，还可以用物理方法——“盐洗”(即用NaCl溶液浸洗粗盐，以溶解除去其中的可溶性杂质)，过滤，烘干除去粗盐中可溶性杂质。“盐洗”时的溶液应选用NaCl的(填“饱和”或“不饱和”)溶液。(2)海水提镁。母液中有MgCl2，却经历了步骤Ⅳ、Ⅴ的转化过程，其目的是。(3)海水制“碱”。步骤Ⅲ中反应的化学方程式是。【答案】(1)蒸发结晶除去氯化钙和过量的氯化钡饱和(2)富集提纯氯化镁(3)【详解】（1）海水“晒盐”是通过蒸发结晶的方法获取粗盐，因为氯化钠的溶解度受温度影响不大；粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质，加入过量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钠，可除去氯化镁，加入过量氯化钡溶液，氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠，可除去硫酸钠，加入过量碳酸钠溶液，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，碳酸钠和过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，可除去氯化钙和过量的氯化钡，故加入过量的Na2CO3溶液的作用是：除去氯化钙和过量的氯化钡；氯化钠的饱和溶液不能继续溶解氯化钠，还能继续溶解其他物质，故“盐洗”时的溶液应选用NaCl的饱和溶液；（2）母液中有MgCl2，却经历了步骤Ⅳ、Ⅴ的转化过程，是因为母液中氯化镁的含量较低，且含有其他杂质，故目的是：富集提纯氯化镁；（3）步骤Ⅲ中反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。【变式4-2】（2023·江苏无锡·模拟预测）工业上可以用贝壳和食盐水等为原料制备纯碱（Na2CO3），主要工艺流程如下：

查阅资料：I.沉淀池中发生反应的化学方程式：NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4ClII.碳酸氢钠热稳定性低，加热碳酸氢钠可以分解生成碳酸钠和两种常见氧化物III.含有钠离子的盐类物质都可以溶于水回答下列问题：(1)写出碳酸氢钠受热分解的方程式：。(2)煅烧石灰石之前先进行机械粉碎，其目的是。(3)实际生产过程中，向食盐水中“先通氨气后通二氧化碳”比“先通二氧化碳再通氨气”更有利于获得产品，请简要说明原因。(4)母液里除了H2O、NaCl、NH4Cl之外，还肯定含有的一种溶质是（填化学式）。(5)该工艺流程中可以循环的物质是、（填两种即可）。【答案】(1)(2)使其快速充分反应(3)使溶液呈现碱性，便于吸收更多的二氧化碳，加速生成更多的碳酸氢钠，或者等量食盐水中，氨气比二氧化碳溶解的多，可以提高产量(4)(5)【详解】（1）根据资料，加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠和两种常见氧化物，根据质量守恒定律可推断出这两种常见氧化物为水和二氧化碳，故反应的化学方程式为：；（2）煅烧石灰石前进行机械粉碎，固体颗粒变小，能使石灰石快速充分反应；（3）相同条件下氨气比二氧化碳在水中溶解量更多，溶液显碱性，能吸收更多的二氧化碳，加速生成更多的碳酸氢钠，提高产量；（4）过滤池中分离出来的是碳酸氢钠固体，则母液一定是碳酸氢钠的饱和溶液，故母液中一定含有碳酸氢钠；（5）该工业流程中，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，水和二氧化碳又是沉淀池中的反应物，故水和二氧化碳可以循环利用；煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙可以与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与反应生成的氯化铵可以反应生成氯化钙、氨气和水，故氨气也是可循环利用的物质之一。【点睛】本题是一道有关工业制取纯碱知识的综合实验流程题，考查学生分析和解决问题的能力，掌握反应原理和工艺流程是解题的关键。►题型五某些领域重要材料的制备【真题9】（2022·江苏苏州·中考真题）锰元素能形成MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物，其中Mn3O4是重要的结构材料。工业用硫酸锰（MnSO4）制备Mn3O4的流程如下：(1)“沉淀”反应是。该反应的基本类型为。(2)写出“过滤”所得滤液的一种用途：。(3)将Mn（OH）2加水“打浆”制成悬浊液，可加快“氧化”反应速率的原因是。(4)“氧化”时，Mn（OH）2与空气中的氧气在60℃条件下反应生成Mn3O4，该反应的化学方程式为。(5)通过测定固体产物中锰元素质量分数来推断产物成分。“氧化”所得固体产物中锰元素质量分数随通空气时间的变化如图所示。①通空气8小时左右，所得固体几乎全部为Mn3O4.推出该结论的依据是。②通空气超过8小时，产物中锰元素质量分数减小的原因是。【答案】(1)复分解反应(2)作氮肥(3)增大氢氧化锰与氧气接触面积(4)(5)Mn3O4中锰元素的质量分数约为部分Mn3O4转化为更高价态的锰的氧化物（或部分Mn3O4转化为Mn2O3.MnO2）【详解】（1）氨水可电离出铵根离子和氢氧根离子，根据反应可知硫酸锰和氨水反应生成氢氧化锰和硫酸铵，属于两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应即复分解反应，故填：复分解反应；（2）根据题意可知，过滤后的滤液中含有硫酸铵，硫酸铵含有氮元素属于氮肥，故填：作氮肥；（3）将氢氧化锰加水“打浆”制成悬浊液，可以在通入空气是与氧气充分接触从而加快“氧化”反应速率，故填：增大氢氧化锰与氧气接触面积；（4）氢氧化锰与空气中的氧气在60℃条件下反应生成四氧化三锰和水，化学方程式为：；（5）①硫酸锰中锰元素的质量分数是，如图通空气8小时左右，所得固体中锰元素质量分数也是，故说明此时所得固体几乎全部为Mn3O4；②通空气超过8小时，产物中锰元素质量分数减小的原因是：部分Mn3O4转化为更高价态的锰的氧化物（或部分Mn3O4转化为Mn2O3.MnO2）【真题10】（2022·江苏徐州）硅是信息技术应用的关键材料，徐州已成为单质硅的重要生产基地。工业上常用石英砂（主要成分为SiO2）为原料制得单质硅，主要流程如图所示：

(1)单质硅属于（填“无机”或“合成”或“复合”）材料。(2)过程①产生的一种气体，可用作燃料，写出该气体的另一种用途：。(3)过程②发生化合反应，参加反应的单质X的化学式为。(4)过程③发生置换反应，反应的化学方程式为。【答案】(1)无机(2)用于冶炼金属(3)Cl2(4)氢气和四氯化硅高温生成硅和氯化氢，SiCl4+2H2Si+4HCl；【详解】（1）单质硅属于无机非金属材料。（2）石英砂主要成分为SiO2，和焦炭高温生成硅和一种气体，该可用作燃料，根据质量守恒可知，该气体为一氧化碳，具有还原性，可用于冶炼金属；（合理即可）（3）化合反应是多变一的反应，过程②发生化合反应生成SiCl4，则参加反应的单质X为氯气，化学式为Cl2；（4）置换反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，则反应为氢气和四氯化硅高温生成硅和氯化氢，SiCl4+2H2Si+4HCl；流程题中化学反应方程式的书写：寻找反应物和生成物：根据箭头方向，箭头进入的是投料（即反应物），出去的是生成物（包括主产物和副产物）。若从已知信息中找出的反应物和生成物元素种类不守恒或无法配平，则需考虑反应体系=1\*GB3①溶液中进行的反应是否有水参与反应或有水生成；②在空气中进行的反应，考虑空气中的各成分是否参与反应。【变式5-1】（2022·江苏常州）涂覆在铺路石表面的TiO2可净化路面空气。实验室制备TiO2的流程如下：

(1)焙炒时，钛铁矿的主要成分FeTiO3在蒸发皿（如图）中发生反应，。实验中用沙浴加热，图中还缺少的玻璃仪器是。

(2)焙炒物冷却后，加水溶解浸取。①浸取时，水温易升高的原因是。②浸取后，混合物经（填操作名称）弃去废渣，得到浸出液。(3)浸出液除铁后，所得滤液中含TiOSO4和H2SO4。加热煮沸滤液，TiOSO4和水反应生成H2TiO3沉淀和H2SO4，该反应的化学方程式为。(4)煅烧H2TiO3沉淀得产品TiO2。整个实验流程中可循环利用的物质除水外，还有。【答案】(1)玻璃棒(2)焙炒物中多余的浓硫酸与水混合，产生大量热过滤(3)(4)H2SO4/硫酸【详解】（1）为使反应物受热均匀，用玻璃棒搅拌反应物，所以图中还缺少的玻璃仪器是玻璃棒；（2）①浸取时，水温易升高的原因是：焙炒物中多余的浓硫酸与水混合，产生大量热；②过滤是分离固液的操作，所以浸取后，混合物经过滤弃去废渣，得到浸出液；（3）加热煮沸滤液，TiOSO4和水反应生成H2TiO3沉淀和H2SO4，该反应方程式为：；（4）在焙炒钛铁矿过程中，用浓硫酸作为反应物，而浸出液除铁后，所得滤液中含TiOSO4和H2SO4，加热煮沸滤液，TiOSO4和水反应生成H2TiO3沉淀和H2SO4，所以整个实验流程中可循环利用的物质除水外，还有硫酸。【变式5-2】（2023·江苏苏州·二模）铁红（）常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣（主要成分为、，另含少量难溶杂质）为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下：

已知：某些过渡元素（如、、等）的离子能与、等形成可溶性化合物。(1)可表示为，其中。(2)“酸浸”时与硫酸反应的化学方程式为，加入的硫酸不宜过量太多的原因是。(3)“过滤1”所得滤液中含有的阳离子有。(4)“沉淀”过程中，控制用量不变，铁的沉淀率随氨水用量的变化如图所示。当氨水用量超过一定体积时，铁的沉淀率下降，其可能的原因是。

(5)“过滤2”所得滤渣的主要成分为和，滤渣需洗涤，证明滤渣已经洗涤干净的操作是：取最后一次洗涤液于试管中，用稀盐酸酸化后加入，若无白色沉淀，说明滤渣已洗净。(6)写出在空气中焙烧生成铁红的化学方程式。【答案】(1)1：1(2)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O增加氨水的用量或浪费硫酸(3)Fe2+、Fe3+、H+(4)氨水与铁的氢氧化物反应生成可溶性物质(5)氯化钡溶液(6)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2【详解】（1）由于Fe3O4中铁、氧原子的个数比为3：4，则（2x+y）：（3x+y）=3：4。故x：y=1：1。（2）氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，该反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。加入的硫酸不宜过量太多，否则会增加沉淀过程中氨水的用量或浪费硫酸。（3）Fe2O3、Fe3O4与硫酸反应生成硫酸亚铁和硫酸铁，且溶液中含有过量的硫酸，故溶液中含有的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+。（4）根据图中信息可知，当氨水用量超过一定体积时，铁的沉淀率下降，可能原因是氨水与铁的氢氧化物反应生成可溶性物质。（5）根据流程可知，均未转化为沉淀而留在溶液中，故滤液中的溶质为(NH4)2SO4，取最后一次洗涤液于试管中，用稀盐酸酸化后加入氯化钡溶液，若无白色沉淀，说明滤渣已洗净。（6）碳酸亚铁和氧气在高温条件下生成氧化铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2►题型六生产生活中其他物质的制备【真题11】（2022·江苏淮安·中考真题）某氮肥厂用煤、空气和水为原料合成氨气（NH3），同时可得到副产品碳酸氢铵。其工艺流程如图所示：回答下列有关问题：(1)煤加入煤气发生炉前需经过粉碎处理，其目的是。(2)“合成塔”中发生反应的化学方程式是。(3)部分氨气通入“碳化塔”的目的是。(4)氨气被广泛认为是未来理想的零碳燃料，其燃烧的微观示意图如图所示。①参加反应的甲、乙分子个数比是。②该反应属于（填基本反应类型）反应。【答案】(1)使反应更快更充分(2)(3)除去气体中的CO2(4)4:3置换反应【详解】（1）反应物接触面积越大，反应速度越快，反应越充分。所以煤经过粉碎处理的目的是使反应更快更充分。（2）“合成塔”中进入的有氮气和氢气，条件是高温、高压和催化剂，生成物还是氨气，所以化学方程式为。（3）从产物碳酸氢铵分析，氨气参与了反应，还有含碳的物质参与了反应。从进入碳化塔的物质有二氧化碳、氮气、氢气及还要加入水，进入合成塔的气体只有氮气和氢气，没有了二氧化碳可知，部分氨气通入“碳化塔”的目的是除去气体中的CO2；（4）①从微观示意图可知，发生的反应为。所以参加反应的甲、乙分子个数比是4:3；②该反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应，是置换反应。【真题12】（2021·江苏镇江）以碳酸钡原料（含少量SiO2）制备高纯碳酸钡的流程如图。(1)试剂X应选用（填字母）。a．稀硫酸b．盐酸(2)操作1、操作2用到的玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒等。(3)滤液Y中溶质有KOH、K2CO3和。(4)酸溶时，试剂X不能过量太多，一是节约试剂X，二是。【答案】(1)b(2)漏斗(3)KCl(4)防止转化过程中消耗过多的氢氧化钾溶液【详解】（1）试剂X应选用盐酸，是因为稀盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳，不能选择稀硫酸，是因为稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、水和二氧化碳。故填：b。（2）操作1、操作2将固液分离，是过滤。用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等。故填：漏斗。（3）滤液Y中溶质有过量的KOH、氢氧化钾和二氧化碳反应生成的K2CO3、氯化钡和碳酸钾反应生成的反应生成的氯化钾。故填：KCl。（4）酸溶时，盐酸不能过量太多，一是节约盐酸，二是防止转化过程中消耗过多的氢氧化钾溶液。注意原料的预处理和反应条件的控制，所加试剂的量需要保证反应全部进行，又要考虑后续除杂问题等。【变式6-1】（2023·江苏南通·模拟预测）某工厂车间以MnO2为原料制备高纯MnCO3的流程如下。

已知：①反应I的化学方程式：MnO2+SO2=MnSO4；②MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水，MnCO3在100°C时开始分解。(1)反应I中（填元素符号）的化合价发生了改变。(2)反应Ⅱ的化学方程式为，反应Ⅱ需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，则MnCO3粗产品中将混有（填化学式）。(3)干燥条件需要控制的条件是。(4)检验粗产品已洗涤干净的方法是。【答案】(1)Mn、S(2)Mn(OH)2(3)温度低于100℃(4)取最后一次洗涤液于试管中，加入氯化钡溶液，无白色沉淀生成，说明已经洗涤干净【详解】（1）反应I二氧化锰中锰元素显+4价，氧元素显-2价，二氧化硫中硫元素显+4价，氧元素显-2价，硫酸锰中锰元素显+2价，氧元素显-2价，硫元素显+6价，故Mn、S的化合价发生了改变；（2）由图可知，反应II是碳酸氢钠与硫酸锰反应生成硫酸钠、碳酸锰、水和二氧化碳，故反应的化学方程式为：；若碱性过强，溶液中含有较多的氢氧根离子，则MnCO3粗产品中将混有锰离子与氢氧根离子生成的难溶性固体氢氧化锰，其化学式为Mn(OH)2；（3）MnCO3在100℃时开始分解，所以干燥时需要控制温度低于100℃；（4）流程中得到的粗产品的表面附有硫酸钠溶液，氯化钡能够与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀，所以检验粗产品已洗干净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，加入氯化钡溶液，无白色沉淀生成，说明已经洗涤干净。【变式6-2】（2021·江苏苏州）碳酸氢铵是一种常用的化学肥料。工业生产碳酸氢铵的一种流程如下：已知：“合成”步骤中发生的反应为，(1)碳酸氢铵属于化肥中的肥(2)“造气”步骤中为加快反应速率，可采取的具体措施有。(写一条即可)(3)“碳酸化”步骤的化学方程式为。该步骤在较低温度下进行的原因是。(4)“碳酸化”步骤的作用是制取碳酸氢铵和。(5)“循环”的目的是。【答案】氮将煤粉碎或升高温度或使用催化剂防止碳酸氢铵分解，减少氨水的挥发吸收CO2，分离出N2和H2提高N2、H2的利用率，节约资源【详解】（1）碳酸氢铵中含有氮元素，属于化肥中的氮肥；（2）“造气”步骤中为加快反应速率，可采取有将煤粉碎或升高温度或使用催化剂；（3）“碳酸化”是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢铵，反应的化学方程式为：；该步骤在较低温度下进行的原因是碳酸氢铵高温易分解，氨水高温易挥发；（4）碳酸化的作用是制取碳酸氢铵和吸收CO2，分离出N2和H2；（5）循环的目的是提高N2、H2的利用率，节约资源。故答案为：①氮；②将煤粉碎或升高温度或使用催化剂；③；④防止碳酸氢铵分解，减少氨水的挥发；⑤吸收CO2，分离出N2和H2；⑥提高N2、H2的利用率，节约资源。1．（2022·江苏南通）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型高效水处理剂。一种以FeCO3为原料制备K2FeO4的流程如下：

已知：Na2FeO4在中性和酸性条件下易分解。(1)“酸浸”时发生反应的化学方程式为。(2)“氧化”时FeSO4与NaOH、NaClO反应转化为Na2FeO4①Na2FeO4中铁元素的化合价为。②该过程中需加入过量NaOH，其目的是。(3)“转化”时发生的反应为Na2FeO4+2KOH═K2FeO4+2NaOH，该反应属于基本反应类型中的反应。(4)“操作”的名称是。(5)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构，可悬浮于水中的杂质，使之从水中沉降出来。【答案】(1)H2SO4+FeCO3=FeSO4+CO2↑+H2O(2)+6中和过量的硫酸(3)复分解(4)过滤(5)吸附【详解】（1）“酸浸”时稀硫酸与碳酸亚铁反应生成了硫酸亚铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：H2SO4+FeCO3=FeSO4+CO2↑+H2O；（2）①Na2FeO4中钠的化合价为+1价，氧的化合价为﹣2价，由化合物中各元素正负化合价代数和为0可知铁元素的化合价为+6；②由于“酸浸”时有剩余的酸，该过程中需加入过量NaOH，其目的是中和过量的硫酸；（3）“转化”时发生的反应为Na2FeO4+2KOH═K2FeO4+2NaOH，该反应由两种化合物交换成分生成了两种新的化合物，基本反应类型为复分解反应；（4）“操作”能将固液分开，名称是过滤；（5）K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构，具有良好吸附性，可吸附悬浮于水中的杂质，使之从水中沉降出来。2．（2023·江苏常州·一模）是一种重要的食品添加剂。某兴趣小组同学查找到以黄铁矿（主要成分是）为主要原料制备的主要流程如图1。

(1)实验前将黄铁矿预处理成粉末，目的是，实验室中进行此操作，用到的仪器名称是。(2)“焙烧”是将与氧气反应产生氧化铁和二氧化硫，请书写对应方程式。(3)在上述流程中产生的气体直接排放造成的大气污染问题是。（填序号）a．臭氧层空洞

b．温室效应

c．酸雨(4)写出加入过量铁（铁与硫酸反应忽略）时发生的化学反应方程式。(5)为了验证的性质，小李同学收集焙烧后的，并将之通入如图2所示的装置中，实验的现象，该实验设计有1个明显的缺陷，弥补该缺陷的方案是。

【答案】(1)增大反应物之间的接触面积，加快反应速率研钵(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(3)c(4)Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4(5)溶液由紫红色变为无色尾部放盛有氢氧化钠溶液的装置【详解】（1）黄铁矿预处理成粉末，目的是增大反应物之间的接触面积，加快反应速率；粉碎固体一般在研钵中进行，用到的仪器名称是研钵。（2）FeS2和氧气在高温条件下反应产生氧化铁和二氧化硫，该反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。（3）SO2可以和水反应生成酸性物质，直接排放会导致酸雨，故选c。（4）加入过量铁时，铁和氧化铁与硫酸反应生成的硫酸铁发生反应生成硫酸亚铁，该反应的化学方程式为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。（5）SO2能和高锰酸钾溶液发生反应，故图2的实验现象为溶液由紫红色变为无色。SO2是大气污染物，应该用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气。3．（2023·江苏苏州·三模）某研究小组拟用废旧锌锰干电池炭包（主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、炭粉，还含少量Cu、Ag、Fe）制备二氧化锰。Ⅰ．制备MnCO3

已知：①稀硝酸能与Cu、Ag、Fe反应，不与C、MnO2反应；②“溶解”反应的化学方程式为：③(1)炭包的主要成分中属于盐类的是（填写化学式）。(2)“酸浸”时需将结块的炭包粉碎处理，目的是．(3)“灼烧”的目的是．(4)“溶解”过程中发现，H2O2的反应实际用量远大于理论用量，原因是．(5)“沉锰”发生反应的基本反应类型为．(6)对所得MnCO3进行洗涤，证明已洗涤干净的操作是：，则已洗净。Ⅱ．焙烧MnCO3制取MnO2按如图1所示装置，取46.0gMnCO3于石英管中焙烧。由于MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，实验过程中石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如图2所示。

(7)焙烧MnCO3制取MnO2应控制反应温度不高于℃。(8)若焙烧温度处于300~600℃范围内，MnO2发生分解反应的化学方程式为．(9)若焙烧温度高于900℃时，所得固体成分的化学式为．【答案】(1)ZnCl2、NH4Cl(2)增大接触面积，使反应更充分(3)除去炭粉(4)过氧化氢在二氧化锰催化下分解(5)复分解反应(6)取最后的洗涤液少量于试管中，加入氯化钡溶液，无沉淀生成(7)300(8)4MnO22Mn2O3+O2↑(9)MnO【详解】（1）盐是指能够电离产生金属阳离子（或铵根离子）与酸根阴离子的化合物，则炭包的主要成分中属于盐类的是ZnCl2、NH4Cl。（2）“酸浸”时需将结块的炭包粉碎处理，目的是增大接触面积，使反应更充分。（3）由已知信息知，炭包酸浸，稀硝酸能与Cu、Ag、Fe反应，不与C、MnO2反应，则过滤后，滤渣含MnO2、C，通入空气后灼烧，C转化为二氧化碳，除去炭粉，得到粗MnO2。（4）过氧化氢在二氧化锰催化下分解，故过氧化氢的反应实际用量远大于理论用量。（5）由已知信息知，粗MnO2加入过氧化氢和稀硫酸溶解后得到硫酸锰，“沉锰”时发生反应为硫酸锰和碳酸钠生成碳酸锰和硫酸钠，是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。（6）检验是否洗涤干净，可通过检验硫酸钠来确定，操作是：取最后的洗涤液少量于试管中，加入氯化钡溶液，无沉淀生成，则已洗净。（7）焙烧MnCO3，300℃时开始生成三氧化二锰，故制取MnO2应控制反应温度不高于300℃。（8）由图和质量守恒定律知，若焙烧温度处于300~600℃范围内，MnO2分解为三氧化二锰和氧气，化学方程式为4MnO22Mn2O3+O2。（9）46gMnCO3中锰元素的质量为，则900℃时固体中氧元素质量为28.4g-22g=6.4g，锰原子和氧原子个数比为，故固体化学式为MnO。4．（2022·江苏无锡）燃煤电厂产生的脱硫废水（含有CaCl2、MgCl2、MgSO4等物质）软化的一种工艺流程如下：(1)“脱硫”过程中发生反应的化学方程式为：2CaCO3+2R+O22CaSO4+2CO2。R的化学式为。(2)“沉淀”步骤需要不断搅拌，目的是。(3)写出“一级沉淀”中生成氢氧化镁的化学方程式：（任写一个）。(4)“二级沉淀”中固体Y的化学式为；加入稀盐酸的目的是。(5)软化处理过程中，碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒，原因是。【答案】(1)SO2(2)加快反应(3)MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2(4)CaCO3除去溶液中的Na2CO3和NaOH(5)Ca2+除不尽，不能达到软化的目的【详解】（1）2CaCO3+2R+O22CaSO4+2CO2。反应物有2个钙原子，2个碳原子，8个氧原子；生成物中有2个钙原子，2个碳原子，12个氧原子，2个硫原子。所以2R中含有2个硫原子，4个氧原子，即R的化学式为SO2。（2）为加快反应“沉淀”步骤需要不断搅拌；（3）“一级沉淀池”中过量熟石灰与MgCl2、MgSO4等物质反应生成氢氧化镁。即MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2、MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaSO4（4）“二级沉淀”池中固体Y是“一级沉淀”池中余下的氢氧化钙、未反应的氯化钙与过量碳酸钠反应生成的碳酸钙；为除去余下的碳酸钠，即其余氢氧化钙反应生成的氢氧化钠，需要加入稀盐酸。（5）为防止Ca2+除不尽，不能达到软化的目的，所以软化处理过程中，碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒。5．（2022·江苏镇江）用某废渣（含MgCO3、MgO和SiO2）制备碳酸镁晶体的流程如下。(1)试剂X应选用（选填序号）。a.Na2CO3溶液b.NaOH溶液c.CaCO3悬浊液(2)过滤用到的玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。(3)洗涤时检验晶体已洗净的方法：取最后一次洗涤后的滤液，先滴加稀盐酸，再滴加（填化学式）溶液，无现象。(4)若加入试剂X过多，制得的碳酸镁晶体中会含有较多Mg（OH）2，原因是。【答案】(1)a(2)漏斗(3)BaCl2（合理即可）(4)碳酸钠溶液呈碱性，溶液中含有氢氧根离子【详解】（1）废渣中含碳酸镁、氧化镁和二氧化硅，加入稀硫酸，碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水，氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水，二氧化硅和稀硫酸不反应，过滤，除去二氧化硅，然后加入试剂X，最后得到碳酸镁，硫酸镁能与碳酸钠反应生成碳酸镁和硫酸钠，故试剂X应选a；（2）过滤所需的玻璃仪器是：烧杯、漏斗、玻璃棒；（3）如果晶体未洗净，溶液中会含有硫酸根离子，钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀，故洗涤时检验晶体已洗净的方法：取最后一次洗涤后的滤液，先滴加稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，无现象，说明已经洗干净；（4）碳酸钠溶液显碱性，溶液中含有氢氧根离子，镁离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化镁，故若加入试剂X过多，制得的碳酸镁晶体中会含有较多氢氧化镁。6．（2022·江苏扬州）电石渣［主要成分为Ca(OH)2，还含有MgO等杂质］是一种工业废渣，以它为原料可生产纳米碳酸钙，制备方案如下：已知：①NH4Cl溶液显酸性；②“浸取”时的主要反应为；③“碳化”时的主要反应为。(1)电石渣久置在空气中会产生一定量的碱式碳酸钙［Ca3(OH)2(CO3)n］，化学式中的n为。(2)用不同质量分数的NH4Cl溶液浸取电石渣时，Ca元素提取率和Mg元素去除率的数值如图所示，你认为较适宜的NH4Cl质量分数是。(3)浸取时，向浸取液中滴加氨水调节pH，将镁元素全部沉淀，则操作1为(填操作名称)。(4)工业上将操作1所得溶液碱化后，进行喷雾碳化，碳化塔的构造如图所示，CO2从处通入(填“A”或“B”)，其目的是。(5)测得不同温度下碳化反应所需时间如下表(其他条件相同)：温度反应液浑浊所需时间(单位：秒)反应完全所需时间(单位：分钟)20℃480>18040℃12018060℃15080℃168实际碳化反应的温度采用了60℃，温度不宜过高的原因可能是(写出一条即可)。(6)该工艺流程的核心反应在“浸取”和“碳化”这两步，请书写由Ca(OH)2制备碳酸钙的总反应方程式。结合制备方案判断可循环利用的物质为。(7)用电石渣［Ca(OH)2质量分数92.5%］制备1tCaCO3，计算所需电石渣的质量(写出计算过程)。。【答案】(1)2(2)10%(3)过滤(4)A增大溶液与二氧化碳的接触面积，使碱化的溶液与二氧化碳充分反应(5)温度越高二氧化碳的溶解度越小（或温度越高，氨水越易分解，挥发出氨气）(6)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2ONH4Cl、(7)解：设所需电石渣的质量为x。x=0.8t答：制备1tCaCO3需电石渣的质量为0.8t。【详解】（1）碱式碳酸钙的化学式为Ca3(OH)2(CO3)n，根据化合物中元素化合价的代数和为0，钙显+2价，氢氧根显-1价，碳酸根显-2价，则(+2)×3+(-1)×2+(-2)×n=0，n=2。（2）根据图示，当用质量分数为10%的NH4Cl溶液浸取电石渣时，Ca元素提取率最高，同时Mg元素去除率也比较高，故较适宜的NH4Cl质量分数是10%。（3）通过操作1将镁元素产生的沉淀与溶液分离，该操作为过滤。（4）根据碳化塔的结构，如果二氧化碳从顶部B处通入，二氧化碳会从塔上部废气排出口排出，因此正确的操作是溶液从B处以雾状喷入，二氧化碳从A处通入，其目的是：增大溶液与二氧化碳的接触面积，使碱化的溶液与二氧化碳充分反应。（5）由表可知，60℃时完全反应所需时间最少，80℃比60℃时完全反应所需时间更多，其原因有：①二氧化碳气体的溶解度随温度的升高而减小，溶解在溶液中的二氧化碳减少，导致完全反应所需反应时间增加；②温度越高，氨水分解的速率越大，氨气挥发，溶液的碱性变弱，吸收二氧化碳的效果变差，完全反应所需的时间增加。（6）“浸取”过程中发生的反应是：，“碳化”过程中发生的反应是：。将这两个反应合并，由Ca(OH)2制备碳酸钙的总反应方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。该制备方案中，“浸取”时生成氨水，氨水在碱化时可循环使用，“碳化”时生成氯化铵，氯化铵在“浸取”时可循环使用。故本方案中可循环利用的物质为：NH4Cl、(或NH3)。（7）见答案。7．（2023·江苏淮安·一模）黄铜灰渣（主要含以及少量的）生产硝酸铜溶液的流程如图所示：

【已知】①②铜、锌、铁都能和稀硝酸反应，如：(1)“浸取”时，为了加快反应速率，可采取的措施是（写一个）。(2)“过滤Ⅰ”后滤液中溶质有、（填化学式）。(3)“反应Ⅰ”中，所加锌粉不能过量的原因是。(4)“反应Ⅱ”会产生污染环境，如何以铜、稀硝酸、空气为原料制备硝酸铜溶液，避免产生气体，请写出你的设计方案：。【答案】(1)粉碎黄铜灰渣(2)、(3)避免过滤Ⅱ中滤渣有锌存在，保障最后所得硝酸铜溶液的纯度(4)在铜与稀硝酸反应时持续通入新鲜空气，使得生成的NO被氧化成NO2，之后二氧化氮与水反应可生成硝酸和一氧化氮，由此使得硝酸得以高效利用【详解】（1）将黄铜灰渣粉碎，可以增加黄铜灰渣和稀硫酸的接触面积，使其反应更充分、反应速率提高；（2）黄铜灰渣主要含以及少量的，锌、氧化铜、氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，硫酸铜和水，硫酸铁和水，铜不与稀硫酸反应，故“过滤Ⅰ”后滤液中溶质有、、；（3）该流程目的是制得硝酸铜溶液，若“反应Ⅰ”中，所加锌粉过量，过滤Ⅱ中滤渣有锌存在，使得所制得的硝酸铜溶液中混有硝酸锌存在，故填“避免过滤Ⅱ中滤渣有锌存在，保障最后所得硝酸铜溶液的纯度”；（4）由已知、一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，可在铜与稀硝酸反应时持续通入新鲜空气，使得生成的NO被氧化成NO2，之后二氧化氮与水反应可生成硝酸和一氧化氮，由此使得硝酸得以高效利用，还可避免NO污染空气。8．（2023·江苏徐州·三模）硝酸钙的营养液可用于无土栽培。工业上，常用石灰石为原料制取硝酸钙，具体流程如图：

(1)“煅烧”步骤产生的气体X是。(2)“制浆”时须控制好加水的量。加水太少导致制浆困难，加水太多会导致。(3)“中和”步骤发生反应的化学方程式：。【答案】(1)二氧化碳/CO2(2)结晶过程中能耗太高(3)【详解】（1）石灰石主要成分碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，所以气体X是二氧化碳。（2）制浆过程中加入的水在后续中和、过滤过程中都不会被除去或消耗。在结晶过程中使用蒸发结晶或降温结晶的方法得到硝酸钙晶体都需要先蒸发水得到硝酸钙的饱和溶液，所以如加水太多会导致结晶过程中能耗太高。（3）煅烧生成的氧化钙和水反应生成氢氧化钙，中和过程中氢氧化钙和硝酸反应生成硝酸钙和水，化学方程式为。9．（2023·江苏无锡·一模）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下：

已知：(1)步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是。②过滤时，为防止堵塞，过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗，其清洗原理是(用化学方程式表示)。(2)步骤Ⅱ包括氧化和调pH两个操作。①氧化时，在滤液中加入双氧水，反应的化学方程式为，R的化学式为。②调pH时，加入ZnO，生成Fe(OH)3沉淀。(3)步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是。(4)将步骤Ⅲ所得的滤液经、、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O。【答案】(1)升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O(2)Fe2(SO4)3(3)Cu、Zn(4)蒸发浓缩冷却结晶【详解】（1）①温度越高，反应速度越快。酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率。②由已知信息知，酸浸时会生成硅酸沉淀，经常用氢氧化钠溶液清洗过滤装置，是为了除去硅酸，原理是氢氧化钠和硅酸生成硅酸钠和水，化学方程式为H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，反应前铁、硫、氧、氢的原子个数分别为2、3、14、4，反应后铁、硫、氧、氢的原子个数分别为0、0、2、4，R中含有2个铁原子、3个硫原子、12个氧原子，则R的化学式为Fe2(SO4)3。（3）酸浸时，氧化锌、硅酸锌和硫酸生成硫酸锌，碳酸亚铁和硫酸生成硫酸亚铁，氧化铜和硫酸生成硫酸铜，加入过氧化氢和氧化锌后硫酸亚铁变为硫酸铁，调pH时，加入ZnO，生成氢氧化铁沉淀，加入锌粉后，硫酸铜和锌粉生成硫酸锌和铜，锌粉应是过量的，故步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是Cu、Zn。（4）所得晶体含有结晶水，则使用降温结晶的方法获得。将步骤Ⅲ所得的滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O。10．（2023·江苏苏州·二模）某火电厂收捕到的粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3、MgO等。研究小组对其进行综合处理的流程如下：资料1：SiO2、Al2O3溶于浓氢氧化钠溶液。资料2：MgCl2溶液加热容易水解生成Mg(OH)2。

(1)碱浸溶解SiO2的化学反应方程式为。(2)粉煤灰碱浸需在较高温度下