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第06讲解密工艺流程题(原卷版)

班级:___________姓名:___________等级:___________

一、金属及金属矿物的利用

1.(2023·陕西延安·模拟预测)某品牌电器的废旧电路板中含有Fe、Cu、Ag、Ni(镍,银白色金属)等金

D

属,如图是某车间回收部分金属的工艺流程,已知:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。

回答下列问题:

(1)滤液②中金属离子的化学符号为___________。

(2)根据以上工艺流程图,可以得出Ni、Fe的金属活动性强弱顺序是Ni___________(填“>”或“<”)Fe。

(3)滤渣③回收的主要金属是___________。固体A除铜外,还含有一定量的铁,为进一步提纯铜,可以向

固体A中加入适量的稀硫酸,发生反应的化学方程式为___________。

2.(2023·陕西渭南·统考一模)某钣金厂废料中含有Cu、Fe、Au(金)等金属单质,欲回收Cu、Au并制

取铁红(Fe2O3)的工艺流程如图:

(1)步骤①中发生反应的化学方程式为______。

(2)步骤②中通入空气加热的目的是______。

(3)步骤④中X的化学式为______。

3.(2023春·陕西西安·九年级陕西师大附中校考期中)金属资源不可再生,弥足珍贵。为节约金属资源,从

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某固体废弃物(成分为Cu、CuO、Mg、Zn)中回收金属铜和锌并得到硫酸镁溶液,取样品进行如图实验。

(1)溶液甲中的溶质成分有______种。

(2)步骤B反应的实验现象是______。

(3)步骤D发生反应的化学方程式为______。

(4)取一定量回收到的铜和锌于烧杯中,不断滴加AgNO3溶液,充分振荡后过滤,滤液呈蓝色。则可推断,

滤液中的溶质一定有______(填化学式)。

4.(2023·山东泰安·统考二模)金属与人类的生产和生活密切相关。

(1)《梦溪笔谈》中:“古人以剂刚为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折。……….”,剂刚、柔铁均为铁的合金,

这主要因为合金比纯金属__________的优良性能。

(2)为探究银、铜、铁的活动性顺序,设计了四种方案,每种方案所用的试剂如下,其中你认为不可行的是

__________。

A.Fe、Ag、CuSO4溶液B.Fe、Cu、AgNO3溶液、稀盐酸

C.Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液D.Cu、Ag、Fe、稀盐酸

(3)在一定质量Cu(NO3)2、AgNO3、Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量Fe粉,充分反应后,过滤,得

到固体和滤液,且滤液为蓝色。滤液中一定含有的溶质是___________。

(4)某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO和CuO,下图是某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化

锌的流程图。请回答下列问题。

①步骤I所得滤液a中溶质的成分是____________(填写化学式)。

②步骤Ⅲ加入试剂甲的名称是___________。

③步骤IV加入适量NaOH溶液发生反应的化学方程式为___________(任写一个)。

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二、分离提纯类

5.(2023春·九年级课时练习)某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙,实验室提纯流程如图:

(1)加入过量氢氧化钠溶液是为了除尽粗盐中的_______(填化学式)。

(2)在过滤操作中,除用到带铁圈的铁架台、烧杯、玻璃棒外,还需要用到的玻璃仪器是___。

(3)滤液中所含的溶质除NaCl外,还有_______(填化学式)。

(4)操作A的名称为_______。

(5)已知样品中含80gNaCl,经提纯操作后,理论上最终所得NaCl固体的质量_______80g(填<或>或=),其

原因是_______(写出一个化学方程式即可)。

6.(2023·江苏徐州·校考一模)在抗击“新冠肺炎病毒”期间,消毒剂在公共场所进行卫生防疫时发挥着重要

作用。二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂。以粗盐水(含可溶性杂质MgSO4、

CaCl2)为原料,制取ClO2的工艺流程如图:

(1)试剂A为_____。

(2)加入过量Na2CO3溶液的作用是_____。

(3)步骤④中发生反应的化学方程式为_____。

(4)步骤⑤涉及的物质中含氯元素化合价最高的物质是_____。

(5)如图流程中可循环利用的物质有_____。

7.(2023·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测)利用海水(含NaCl、MgCl2)制取NaOH溶液,用来处理

含SO2的废气,同时得到副产品盐酸的实验流程如下图:(部分反应物、生成物和反应条件已省略)

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(1)沉淀B的成分为_____________(填名称),沉淀B需用蒸馏水多次洗涤,为了检验沉淀B是否洗涤

干净,可向最后一次洗涤液中加入某些试剂,下列方案可行的是_______(填序号);

A稀硝酸

BNa2CO3溶液

C氯化钠

DAgNO3和HNO3混合溶液

(2)反应②中反应物除了NaC1外,还有_______________(填化学式):下列有关电解后溶液的说法正确

的是_____________(填序号)。

A溶液的pH增大

B一定为氢氧化钠的饱和溶液

C溶液中钠元素的质量分数不变

(3)若将所得盐酸加入Na2SO3溶液中,可生成氯化钠、水和二氧化硫,则该反应的基本反应类型属于

_____________。已知:H2SO3与H2CO3的化学性质相似,都易分解。

8.(2023·江苏南京·模拟预测)浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源。海水晒盐的主要流程如图。

(1)海水属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。

(2)海水晒盐后的母液是氯化钠的_____(填“饱和”或“不饱和”)溶液。

(3)上述母液的主要溶质是氯化镁、氯化钠、硫酸镁和氯化钾,它们的溶解度曲线如图B。氯化钾是低钠

盐的主要添加剂,从上述母液中可以提取氯化钾,主要流程如图C。

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固体①的主要成分是氯化钠和硫酸镁,固体②的主要成分是氯化钾和氯化镁,则操作①和操作②依次为

________、________(此两空填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。用冷水或饱和_____溶液洗涤固体②,干燥后

可得到较纯净的氯化钾。

+2+2-2-

(4)经图C流程得到的氯化钾固体中含有少量杂质离子(如Na、Mg、SO4),请设计实验证明SO4

的存在,并完成实验报告。

实验步骤实验现象实验结论

________________________

9.(2023·重庆渝中·重庆巴蜀中学校考一模)铝是一种重要金属,从铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2

等)中冶炼A1的工业生产流程如下图所示:

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(1)操作I的名称是_______。

(2)溶液A中含有的阳离子为Al3+、Fe3+和_______。(填离子符号)

(3)电解氧化铝时还会生成一种气体,该反应的化学方程式为_______。

(4)溶液C中含有Na2CO3,则该生产流程中可循环使用的物质除NaOH外,还有_______、_______。

三、石灰石工业流程

10.(2023·广东广州·统考一模)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:氨水不稳定,易分解;

CaOH+2NHCl=CaCl+2NH×HO

②“浸取”时的主要反应为2232

③“碳化”时的主要反应为CaCl2+2NH3×H2O+CO2=CaCO3¯+2NH4Cl+H2O

(1)电石渣久置在空气中会产生一定量的碱式碳酸钙éCaOHCO],化学式中的n为______。

ë323n

(2)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)。

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(3)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2所示,CO2从______处通入(填

“A”或“B”),其目的是______。

(4)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>180

40℃120180

60℃150

80℃168

实际碳化反应的温度采用了______°C,温度不宜过高的原因可能是______、______。

(5)该工艺流程的核心反应在“浸取”和“碳化”这两步,结合制备方案判断可循环利用的物质为______。

11.(2023·江苏南通·统考一模)抗战时期,在将制碱厂从沿海城市天津迁至内地四川后。我国化工专家侯

德榜发明了“联合制碱法”,其简要流程如下图。

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试回答下列问题:

(1)常温下,氨气比二氧化碳更易溶于水,在沉淀池中应先通入的气体是______。

(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为______。煅烧炉里反应的基本类型为______。

(3)析出NaHCO3后的母液中含有的主要阳离子有______。

(4)上述流程中循环使用的物质有______。(至少写出2种)

(5)根据厂址的变化,分析“联合制碱法”中充分利用氯化钠的原因:______。

12.(2023·广东深圳·校联考二模)中国将在2030年前实现“碳达峰”:2060年前实现“碳中和”。为了实现“双

碳”目标,全社会各个领域开始行动起来。其中碳转化和碳封存是实现碳中和的主要途径之一

I、碳转化

(1)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。例如我国研发的“液态太阳燃料合成技术”,甲醇

(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。利用二氧化碳和氢气作为原料在纳米纤维催化剂的作用

下,生成甲醇(CH3OH)和水,请写出该反应的化学方程式______。

Ⅱ、碳封存

化学链燃烧技术是利用载氧体(金属氧化物)将空气中的氧传输至燃料的新技术,利用化学链燃烧技术捕

捉甲烷(CH4)燃烧所产生的CO2,再利用NaOH溶液喷淋捕捉CO2的工艺流程图如下:

(2)氧元素的质量分数:Cu2O______CuO(填“>”“<”或“=”)

(3)请写出空气反应器的物质在加热条件下的化学方程式:______该反应属于______(填基本反应类型)。

(4)操作I的名称是______,反应②中的化学方程式为______。

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(5)北京冬奥会速滑馆“冰丝带”制冰采用了世界上最先进的二氧化碳跨临界直冷制冰技术。固态二氧化碳的

俗称______。

三、热点新题材

13.(2023·广东揭阳·统考一模)我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇(CH3OH)的工艺流程

图。

已知:甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点一97.8℃,沸点64.7℃。

(1)实验室过滤操作中用到的玻璃棒,起______作用。

(2)请写出铁和水蒸气发生反应的化学方程式______。

催化剂

(3)CO2合成CH3OH的化学方程式:CO2+3H2CH3OH+X,物质X的化学式为______,该反应使用

氢气过量的原因是______。

(4)流程中“分离”出CH3OH的操作方法是______。

(5)流程中的铁粉能转为多种铁的化合物,下图为铁元素的价类转化二维图:

①F点物质的溶液颜色是______;E点物质的化学式是______。

②D→A为工业炼铁原理,其化学方程式为______。

14.(2023·四川泸州·统考二模)某学习小组利用锈蚀严重的废铜屑(铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2

(OH)2CO3])为原料回收铜,分别采用图1的两种方案。请回答下列问题。

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CuOHCO+2HSO=2CuSO+CO­+3HO

资料1:22324422

资料2:回收铜的两种实验方案。

(1)方案一中步骤Ⅱ生成的二氧化碳不能直接排放到空气中,需要将其回收后再与碳粉作用,又可以生成

CO,写出该过程的化学反应方程式:______。

(2)方案二中步骤Ⅲ、Ⅳ、V都涉及到的操作名称是______,该操作所需的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯和

______。

(3)方案二中步骤Ⅳ加入过量铁粉的目的是______,该反应是利用铁的金属活动性比铜的______(填“强”或

“弱”)。

(4)理论上等质量的废铜屑通过两种方案获得铜的质量比较:方案一______方案二(选填“>、=、<”)。

(5)图2为铜元素的价类转化二维图,写出D点对应物质的化学式______。步骤Ⅳ实现的是E→______点(填

字母)的转化。

(6)碱式碳酸铜和碳酸铜混合物11.8g,与100g9.8%的稀硫酸刚好完全反应,得到的溶液通过方案二中的步

骤IV和步骤V,最终能够得到铜______g(不需要写出计算过程)。

15.(2023·安徽滁州·校考二模)中国政府承诺:力争CO2的排放在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实

现“碳中和”。新能源的开发,CO2的“捕集”与利用成为当前研究的热点。下图是一种利用NaOH溶液“捕

集”CO2的主要技术流程。

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(1)CO2的性质:以化合价为纵坐标,物质的类别为横坐标所绘制的图像叫价类图,如上图为碳的价类图,

请根据图中信息填空:

①二氧化碳中碳元素的化合价对应的是图中的______(填字母)。写出A与CO2反应生成C的化学方程式

______。

②造成CO2排放过多的主要原因是煤、石油和______(填名称)等化石燃料的过度使用。

(2)“捕集”

①请写出“捕集室”中发生反应的化学方程式是______。该反应一般用于______(填“检验”或“吸收”)CO2。

②整个流程中,可以循环利用的物质是______(填化学式,写一种即可)。

(3)CO2的利用

①在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素[CO(NH2)2],同时生成水。尿素[CO(NH2)2]中氧元素和氢元素

的质量比是______。

②超临界CO2是指温度与压强达到一定时,CO2形成气态与液态交融在一起的流体。研究发现超临界CO2

流体和水相似,溶解能力强,被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法正确的是______(填

字母)。

A.它是混合物B.它的化学性质与普通二氧化碳相同

C.它的分子不再运动D.它可代替许多有毒、有害、易燃的溶剂

16.(2023春·广东深圳·九年级红岭中学校考阶段练习)某学习小组利用锈蚀严重的废铜屑(铜锈的主要成

分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]为原料回收铜,分别采用图1的两种方案。请回答下列问题。

资料①:Cu2(OH)CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2­;

资料②:无水硫酸铜是白色固体,吸收水分变为蓝色。

回收铜的两种实验方案:

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(1)方案二中步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都涉及到的操作名称是______,该操作所需的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯和

______。

(2)写出方案二中步骤Ⅳ涉及到的化学方程式______。

(3)方案一,步骤Ⅰ中碱式碳酸铜的受热易分解为黑色固体、使澄清石灰水变浑浊的气体,和能使无水硫酸铜

变蓝的物质,写出该过程的化学方程式:______。

(4)方案二比方案一更理想,原因是______。

(5)图2为铜元素的价类转化二维图,写出D点对应物质的化学式______。步骤Ⅳ实现的是E→______点(填

字母)的转化。

17.(2023·山东潍坊·统考一模)中国航天工业飞速发展,金属钛常被用于航空航天工业。下图是以钛铁矿

为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。

已知:钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。请回答下列问题。

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(1)FeTiO3中钛元素的化合价为___________;反应前需将钛铁矿粉碎的目的是___________。

(2)溶液Ⅰ中溶解度受温度影响较大的物质是___________;操作Ⅰ名称为___________。

高温

(3)TiO2、Cl2和焦炭发生反应TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2X,X的化学式为___________。

(4)反应②属于置换反应,反应的化学方程式为___________。

(5)反应②中,可用Na代替Mg制取Ti,其原因是___________。

18.(2023春·江苏南京·九年级校联考阶段练习)中国航天工业飞速发展,金属钛常被用于航空航天工业,

下图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:已知:①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3);

②钛酸(H2TiO3)是一种难溶于水的白色固体。请回答下列问题:

(1)FeTiO3中钛元素的化合价为______,钛铁矿溶浸在浓硫酸中发生反应,

FeTiO3+2H2SO4(浓)=TiOSO4+FeSO4+2H2O反应前需将钛铁矿粉碎的目的是______。

(2)溶液Ⅱ的主要溶质为TiOSO4,加热时和水发生反应生成钛酸,操作I的名称是______。

高温

(3)TiO2、Cl2和焦炭发生反应,TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2X,X的化学式为______。

(4)流程中,在氩气的保护和高温条件下,四氯化钛(TiCl4)与镁反应制得钛(Ti)的化学方程式为

___________。

19.(2023·广东广州·统考一模)碳捕集和碳的资源化利用是碳中和领域研究热点。

I、碳捕集:捕捉烟气中的CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下:

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已知:CaO+H2O=Ca(OH)2

(1)“颗粒反应室”中发生的反应为复分解反应,其化学方程式为______。

(2)上述流程中可循环使用的物质有2种,分别是______、______(填化学式)。

Ⅱ、碳的资源化利用:中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如下:

(3)绿色植物通过______作用实现将CO2转化为葡萄糖。

(4)阶段I反应的微观过程如图1所示。写出甲醇的化学式______。

(5)阶段II的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。

①推测分子中氢原子数目:甲醇______甲醛(填“>”、“<”或“=”)。

②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2,理论上需补充的H2O2与反应a中生成的H2O2的分子个

N(需补充HO)

数比:22³______。

N(反应a生成H2O2)

20.(2023·江苏无锡·统考一模)铁及其化合物在日常生活、工业生产中均发挥着重要的作用。

铁是人体中不可或缺的微量元素

(1)正常情况下,从食物中获取的铁就能满足人体对铁的需要。菠菜中的铁元素以草酸亚铁(FeC2O4,淡黄色

难溶于水的晶体)的形式存在。FeC2O4常用于照相显影剂和制药工业,常温下性质稳定,受热会生成三种常

2+2-2+

见的氧化物:Fe、C2O4都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。为了验证菠菜中Fe的存在,小明同学设计了如

下实验:

①预处理:灼烧菠菜,可能发生的化学反应是___________(用化学方程式表示)。

②酸浸:用硫酸浸泡,在浸泡时,加入足量___________脱色用于排除菠菜本身的颜色干扰。

③过滤:除去不溶物。

④检验:在滤液中加入酸性高锰酸钾溶液,若观察到___________,则菠菜中确实存在Fe2+。

(2)琥珀酸亚铁片是一种常见的补血剂,其说明书如图所示:

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名称:琥珀酸亚铁口服片主要成分的化学式:C4H4FeO4

含量:每片含琥珀酸亚铁0.1g

适应症:用于治疗缺铁性血治疗

用量:成人一日2—4片

儿童一日1—3片,分次服用

琥珀酸亚铁口服片说明书

①片剂表面通常包裹着用淀粉制作的糖衣,淀粉属于___________(填“无机物”或“有机物”),糖衣除了改善

药物口感外,另一个作用是___________。

②根据说明书计算,成人每天最多可补充铁元素质量为___________g(保留小数点后两位)。

铁是工业上一种用途广泛的金属材料

(3)铁红(主要成分Fe2O3)是一种红棕色粉末,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,用工业废料铁尾渣制备高品

质铁红的方法,为铁红涂料的制备提供了新途径。

①下列说法正确的是___________。

a.“酸溶”时,将铁尾渣加水调浆、升温至85—90℃,均有利于加快反应速率

b.加氨水调节pH时,将温度冷却至15℃,是为了减缓化学反应速率

c.催化剂仅能改变化学反应速率,对产率无影响

②根据下列信息,在还原步骤时,应选用较合适的还原剂种类和温度分别是___________。

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4FeSO+O+8NH×HO=4NHSO+2FeO+4HO

③在氧化步骤中发生的反应主要是:4232424232,最后获得的

Fe2O3固体需进行洗涤,判断洗净的方法是:取最后一次洗涤液,___________。

21.(2023·上海崇明·统考二模)化学实验是科学探究的主要手段。

(1)实验室废液桶中收集了含有较多FeSO4、CuSO4的废水,为防止废水造成污染和浪费。设计了回收硫酸

亚铁晶体和铜的实验方案。

I.实验过程中多次采用过滤,过滤中玻璃棒的作用是___________。

II.废水中加入过量的铁粉后,反应的化学方程式为___________。

III.理论上要得到较多量的铜,溶液X是___________。

(2)为认识酸、碱、盐的化学性

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