武汉各区2023-2024学年九下化学四调压轴题分类汇编-第11题工艺流程题

第第页工艺流程题（第11题）1．（2024春•江汉区校级月考）无水氯化钙的用途广泛。以石灰石矿粉（含有MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质）为原料，生产无水氯化钙的流程如图：（1）过滤和蒸发操作中都需要用到的玻璃仪器是。（2）滤液1中所含阳离子有（填离子符号）。（3）写出生成滤渣2所发生反应的化学方程式。（4）滤渣3中的固体除有Ca（OH）2外，还有（写化学式）。（5）滤液3蒸发前需调节溶液pH，可加入适量的（填序号）。A.NaCl溶液B.NaOH溶液C.稀盐酸2．（2023•汉阳区模拟）用蛋壳（主要含CaCO3，还有少量MgCO3和有机物）为原料通过如图步骤制取补钙剂醋酸钙[（CH3COO）2Ca]。已知：①醋酸钙易溶于水，高于160℃时发生分解；②醋酸（CH3COOH）易挥发；③碳酸镁与碳酸钙性质相似。（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，CaCO3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（填“CaCO3”、MgCO3”或“有机物”）。（2）酸溶。①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。②为提高“酸溶”步骤的反应速率，可采取的具体措施有（写1条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”）。（3）除镁。在酸溶后的溶液中加入Ca（OH）2至碱性，将（CH3COO）2Mg转化为Mg（OH）2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Ca（OH）2转化为（CH3COO）2Ca；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（CH3COO）2Ca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（CH3COO）2Ca高温¯CaO+C3H6O↑+CO2②（CH3COO）2Ca的相对分子质量为158。3．（2024•江岸区校级模拟）硫酸铜用途广泛，比如在渔业上用作杀虫剂、杀菌剂。由废铜料（含锌）生产硫酸铜的工艺流程如图所示。回答下列问题：（1）分离固体与浸取液的操作为。（2）“酸浸”中发生反应的化学方程式为。（3）“固体乙”为。（4）工业上还可以用固体甲与浓硫酸在加热下，反应生成硫酸铜、水和一种会造成酸雨的气体，该气体中各元素的质量比为。（5）硫酸铜还对过氧化氢分解具有催化作用，为证明硫酸铜在反应前后质量不变，兴趣小组向3mL5%的过氧化氢溶液中滴入mg10%的硫酸铜溶液，充分反应后，按如图所示步骤进行实验。当m＝时，证明硫酸铜在反应前后质量不变。4．（2024•江汉区一模）MgSO4•7H2O是一种重要的化工原料，某工厂以一种镁矿石（主要成分为SiO2和MgCO3，还含有少量FeCO3，其它成分忽略）为原料制备MgSO4•7H2O的主要流程如图：查阅资料：①SiO2既不溶于水也不溶于稀硫酸。②部分离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示：离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe3+2.73.7Mg2+8.010.1③硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶，可得到结晶水含量不同的晶体：温度/℃﹣3.9～1.81.8～48.148.1～67.567.5～200析出晶体MgSO4•12H2OMgSO4•7H2OMgSO4•6H2OMgSO4•H2O等请回答下列问题：（1）为了提高“酸溶“速率，可采取的措施有：适当升高温度、（写一种）。（2）MgCO3溶于稀硫酸的化学方程式为。（3）“氧化”过程发生反应：H2O2+2FeSO4+H2SO4═Fe2（SO4）3+2H2O，保持温度不变情况下，随着Fe2（SO4）3的生成，一段时间后观察到溶液中急速产生大量气泡，其可能原因是。（4）“调节pH”选用MgO使Fe3+转化为沉淀，调节时应控制溶液的pH范围是（填序号）。A.2.7﹣10.1B.2.7～8.0C.3.7～8.0D.3.7～10.1（5）“操作a”的具体操作是：蒸发浓缩溶液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已饱和）、、过滤、95%的乙醇洗涤、低温干燥。5．（2024•江岸区校级模拟）稀土被称为“工业维生素”，能显著提升建造航母及舰载机的材料性能，含有稀土元素钯的氧化钇（Y2O3）被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿（主要成分为Y2O3，含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质）生产氧化钇的工艺流程如图，回答下列问题：（1）操作Ⅰ的名称是。（2）“酸溶”过程中，Y2O3发生反应的化学方程式为。（3）反应釜3发生的基本反应类型。（4）流程中可循环使用的物质为（填化学式）。（5）向反应釜2中通入气体X用来调节溶液的pH除去滤液Ⅰ中杂质，沉淀Ⅱ的主要成分是（填化学式）。6．（2024•东西湖区模拟）某工厂生产硼砂产生的固体废料中，主要含有MgCO3、CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3等，其中MgCO3质量分数为84%，SiO2既不溶于水也不与酸反应。用该固体废料回收镁的工艺流程如图，请回答下列问题：（1）操作1的名称是。（2）“酸浸”时，发生反应的化学方程式是（写一个即可）。（3）滤液a中，除含少量Ca2+外，还含有的离子是。（4）若流程中镁的总损耗为10%，则100t的固体废料可回收镁的质量是。7．（2024•蔡甸区校级模拟）为缓减全球变暖趋势，中国向世界庄严承诺：“力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”。其中碳捕集是实现“碳中和”的措施之一，新兴碳捕集技术的工艺流程如图所示。（1）二氧化碳气体可以被压缩的原因是。（2）从反应①的混合物中分离出CaCO3沉淀的操作是。反应②的化学方程式为。（3）整个流程中可以循环使用的物质有。8．（2024•汉阳区校级模拟）三星堆青铜器见证了中华文明的多元灿烂。生活中铜制品长期露置在潮湿空气中会锈蚀，生成“铜绿”[化学式为Cu2（OH）2CO3]。【查阅资料】铜绿能与稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳。【工艺流程】为从某锈蚀的铜样品中回收铜并制得硫酸锌，“取该铜样品（除含有铜、锌和铜绿外，不含其它物质），进行如图操作：请回答下列问题：（1）操作Ⅰ的名称是。（2）气体a中含有（填化学式）。（3）溶液A中的溶质有。（4）写出步骤②的一个化学方程式。（5）步骤③中加入适量稀硫酸的作用是。9．（2024•武汉模拟）过氧化钙（CaO2）是一种常用的杀菌剂和防腐剂。CaO2在常温下稳定，350℃时迅速分解生成CaO和O2。某工厂以石灰石为原料生产CaO2的工艺流程如图所示。回答下列问题：（1）“煅烧”时发生的反应属于（填基本反应类型）。（2）“水溶”时发生反应的化学方程式为。（3）“沉淀”时加入过氧化氢溶液，发生化合反应。“调pH”得到的溶液中存在的离子有。（4）CaO2样品纯度的测定。如图为测定样品中CaO2质量分数的装置（夹持装置省略，杂质不参加反应）。①检查该装置气密性的方法是。②若所取样品质量是mg，充分加热后测得生成气体体积为VmL（密度为ρg/L），则样品中CaO2的质量分数为（用代数式表示）。10．（2024•江岸区校级模拟）蛇纹石矿可以看做由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图1所示：查阅资料：A．几种物质沉淀和溶解时的pH如坐标图像所示；B．难溶性碱加热会生成两种氧化物，各元素化合价都不变。（1）操作a名称。（2）在环节Ⅰ中产生的红褐色沉淀的反应方程式是。（3）进行环节Ⅰ时，需控制溶液pH＝6～7（有关沉淀与溶液pH的关系见如图2），此时没有产生沉淀的离子是（写离子符号）。Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量，可能导致（填化学式，下同）溶解和产生另一种沉淀。（4）从沉淀混合物A中经过一些操作可提取红色氧化物作颜料，具体操作是：先向沉淀物A中加入氢氧化钠溶液调节pH＞13，经过一系列操作后灼烧，得到氧化物（填化学式）做颜料。参考答案及解析1．【解答】解：（1）根据过滤和蒸发操作中可知，需要用到的玻璃仪器是玻璃棒；（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，所以滤液1中含有的所有金属阳离子的符号是：Mg2+、Fe3+、Ca2+、H+；（3）滤液1中含有氯化铁、硫酸镁和氯化钙，加入氯化钡后，氯化钡和硫酸镁反应生成了硫酸钡和氯化镁，化学方程式为BaCl2+MgSO4＝MgCl2+BaSO4↓；（4）铁离子和氢氧根离子反应会生成氢氧化铁沉淀，和镁离子反应会生成氢氧化镁沉淀，所以滤渣3中的固体除有Ca（OH）2外，还有Mg（OH）2、Fe（OH）3；（5）滤液3中含有氯化钙和氢氧化钙，最后得到的是氯化钙，所以加入盐酸调节pH值，故选：C故答案为：（1）玻璃棒；（2）Mg2+、Fe3+、Ca2+、H+；（3）BaCl2+MgSO4＝MgCl2+BaSO4↓；（4）Mg（OH）2、Fe（OH）3；（5）C。2．【解答】解：（1）①碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3高温¯CaO+CO2②焙烧过程中，产生烧焦羽毛的气味，说明蛋壳中含有蛋白质，蛋白质属于有机物；（2）①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：焙烧后的固体为氧化钙，若向氧化钙固体中加入醋酸，氧化钙与水反应放热，会加速醋酸的挥发；②为提高“浸取”步骤的反应速率，可采取的具体措施有：增大硫酸的浓度，升高温度，将烧渣粉碎等；（3）醋酸镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和醋酸钙，该反应属于复分解反应；（4）在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7。其目的有：①将溶液中的少量Ca（OH）2转化为（CH3COO）2Ca；②调节溶液的pH防止溶液吸收空气中的二氧化碳；（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：醋酸钙易溶于水，高于160℃时发生分解；（6）设分解得到CaO的质量为x。（CH3COO）2Ca高温¯CaO+C3H6O↑+CO21585694.8%×50.0gx156x＝16.8g答：分解得到CaO的质量是16.8g。故答案为：（1）①CaCO3高温¯CaO+CO2②有机物；（2）①焙烧后的固体为氧化钙，若向氧化钙固体中加入醋酸，氧化钙与水反应放热，会加速醋酸的挥发；②增大硫酸的浓度（或升高温度，将烧渣粉碎等）；（3）复分解；（4）防止溶液吸收空气中的二氧化碳；（5）醋酸钙易溶于水，高于160℃时发生分解；（6）16.8g。3．【解答】解：（1）分离固体与浸取液的操作为过滤。（2）“酸浸”中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。（3）“固体乙”为铜和氧气反应生成的氧化铜。（4）铜和浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜、水和一种会造成酸雨的气体（由质量守恒定律：反应前后元素种类不变，该气体是二氧化硫），二氧化硫气体中各元素的质量比为32：（16×2）＝1：1；（5）反应的化学方程式及其质量关系：CuSO4+Ba（OH）2═BaSO4↓+Cu（OH）2↓160233980.1mg根据题意有23.3160m=1600n当m1600n331故答案为：（1）过滤；（2）Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（3）CuO；（4）1：1；（5）1600n3314．【解答】解：（1）为了提高“酸溶“速率，可采取的措施除适当升高温度外，还可以将镁矿石粉碎，增大反应物的接触面积，故答案为：将镁矿石粉碎；（2）碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：MgCO3+H2SO4＝MgSO4+H2O+CO2↑；故答案为：MgCO3+H2SO4＝MgSO4+H2O+CO2↑；（3）实验中有过氧化氢参加反应，生成的硫酸铁作催化剂，加快过氧化氢分解的速率，产生氧气，故答案为：生成的硫酸铁作催化剂，加快过氧化氢分解的速率，产生氧气；（4）由图可知，铁离子开始沉淀的pH为2.7，完全沉淀时的pH为3.7，镁离子开始沉淀的pH为8.0，完全沉淀时的pH为10.1，选用氧化镁调节pH使铁离子转化为沉淀，应控制溶液的pH范围为3.7～8.0，避免镁离子沉淀，故答案为：C；（5）由图可知，在溶液的温度为1.8℃～48.1℃时形成的晶体是MgSO4•7H2O，所以操作a的具体操作是蒸发浓缩溶液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已饱和）、降温至1.8℃～48.1℃结晶、过滤、95%的乙醇洗涤、低温干燥，故答案为：降温至1.8℃～48.1℃结晶。5．【解答】解：（1）经过操作Ⅰ，难溶性固体和液体分离，所以操作Ⅰ是过滤；（2）盐酸能与金属氧化物反应生成盐和水，酸溶中Y2O3发生反应的化学方程式为：Y2O3+6HCl＝2YCl3+3H2O；（3）由图可知，反应釜3中氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气，属于复分解反应；（4）反应釜3中氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气，反应釜2中又需要通入氨气，所以该流程中可循环使用的物质为NH3；（5）由图可知，反应釜1中氧化钇和盐酸反应生成氯化钇和水，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性，且气体X由氯化铵和熟石灰反应生成，则气体X为氨气；气体X为氨气，溶于水后形成氨水，氨水与滤液Ⅰ中的氯化铁反应生成氯化铵和氢氧化铁沉淀，氨水与氯化铜反应生成氯化铵和氢氧化铜沉淀，则沉淀Ⅱ的主要成分是Fe（OH）3和Cu（OH）2。故答案为：（1）过滤；（2）Y2O3+6HCl＝2YCl3+3H2O；（3）复分解反应；（4）NH3；（5）Fe（OH）3和Cu（OH）2。6．【解答】解：（1）操作Ⅰ将固体和液体分离，固液分离的操作是过滤；（2）由流程图“酸浸”时生成硫酸钙，故试剂A是硫酸，硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，碳酸镁和稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水，Al2O3和Fe2O3也会和硫酸反应生成硫酸盐和水，反应的化学方程式分别为：CaCO3+H2SO4＝CaSO4+H2O+CO2↑、MgCO3+H2SO4＝MgSO4+H2O+CO2↑；Al2O3+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2O；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；（3）硫酸钙微溶于水，碳酸镁与硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸过量，故滤液a中的阳离子是Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、H+；（4）根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，故回收镁的质量是即为固体废料中镁元素质量＝100t×84%×24故答案为：（1）过滤；（2）CaCO3+H2SO4＝CaSO4+H2O+CO2↑[或MgCO3+H2SO4＝MgSO4+H2O+CO2↑；Al2O3+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2O；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O]；（3）Mg2+、Al3+、Fe3+、H+；（4）21.6t。7．【解答】解：（1）二氧化碳能被压缩是因为分子之间有间隔，加压情况下，间隔减小。（2）碳酸钠和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤能将固体和液体分离，则操作为过滤；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3高温¯CaO+CO2（3）由图可知，过程中既有氢氧化钠、氢氧化钙的生成，同时流程还需要氢氧化钠和氢氧化钙，则可循环使用的物质有氢氧化钠、氢氧化钙。故答案为：（1）分子间有间隔；（2）过滤；CaCO3高温¯CaO+CO2（3）NaOH、Ca（OH）2。8．【解答】解：（1）操作Ⅰ的名称是过滤。故答案为：过滤。（2）气体a中含有锌和稀硫酸反应生成的氢气、稀硫酸和碱式碳酸铜反应生成的二氧化碳。故答案为：H2、CO2。（3）溶液A中的溶质有碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成的硫酸铜、锌和稀硫酸反应生成的硫酸锌、过量的硫酸。故答案为：硫酸铜、硫酸锌、硫酸。（4）步骤②中，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，反应的化学方程式是Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑、Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu。故答案为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑或Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu。（5）步骤③中加入适量稀硫酸的作用是把锌恰好完全转化成硫酸锌。故答案为：把锌恰好完全转化成硫酸锌。9．【解答】解：（1）“煅烧”时碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；（2）“水溶”时氧化钙和水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：CaO+H2O＝Ca（OH）2；（3）“沉淀”时加入过氧化氢溶液，发生化合反应（符合“多变一”的特点），得到CaO2•8H2O，根据反应前后元素种类不变，说明是氢氧化钙和过氧化氢发生反应，根据反应前后原子种类和数目不变，则有水参与反应，化学方程式即为Ca（OH）2+H2O2+6H2O＝CaO2•8H2O；说明“调pH”得到的溶液中含有氢氧化钙，显碱性，盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，则存在的离子有钙离子、氢氧根离子、氯离子；（4）①检查该装置气密性的方法是：向右拉动注射器活塞，松手后，活塞恢复至原位，说明该