一、中考初中化学流程图
1.以下是两个常见的工业流程,
流程一:从只含有CuSO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,生产流程如下:
(1)加入过量的A物质,该A物质为______。操作a的名称是 _______,操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_________,操作a中玻璃棒的作用是 _______ 。 (2)写出流程图中的固体成分的化学式 ____ ,B的溶液中溶质的化学式 _______ 流程二:如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径(部分产物已略),请回答下列问题:
(1)CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是_______。
(2)已知原料NaOH的价格为2.9元/kg. 而Ca(OH)2的价格为0.36元/kg.两种工艺中,处理相同质量的SO2,双碱法所需的原料成本更低,其原因是______________。 【答案】 铁 过滤 漏斗 引流 Fe和Cu H2SO4 5:4 : 6 双碱法中通过反应II实现了NaOH的循环利用,减少了NaOH的用量 处理等量SO2,氢氧化钙用量更少且价格便宜,所以双碱法成本更低
【解析】流程一:只含有CuSO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,所所加试剂是过量的铁,反应方程式为Fe+CuSO4==FeSO4+Cu ,反应后得到是固体铜和铁,溶液硫酸亚铁溶液,过滤可将难溶固体与液体分离,所以应过滤,过滤用到的仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台,其中,玻璃棒的作用是引流;将铜和铁的混合物中的铁除掉,得硫酸亚铁和铜,所以应加入的试剂B为稀硫酸,因为.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,而铜和酸不反应;流程二:(1)化合物中元素的质量比=(相对原子质量×原子个数)之比,CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是40:32:3×16= 5:4 : 6;(2)Na2SO3 + Ca(OH)2 =
CaSO3↓+2NaOH , 2NaOH+ SO2 == Na2SO3+ H2O;因此用双碱法(氢氧化钙和氢氧化钠联合使用)实现了NaOH的循环利用,减少了NaOH的用量 处理等量SO2,氢氧化钙用量更少且价格便宜,所以双碱法成本更低。
2.硫铁矿烧渣(主要成份Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等,铁的氧化物均能与盐酸反应,SiO2不与酸反应)是工业生产硫酸的废渣,利用硫铁矿烧渣制备铁红(Fe2O3)等产品的部分流程如图所示:
(1)焙烧时C与O2不完全燃烧产生的气体都能将铁的多种氧化物还原成铁。试写出该气体与Fe3O4反应的化学方程式__________。
(2)酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是__________。(填化学式)
(3)在空气中煅烧FeCO3即FeCO3与空气中的O2反应生成Fe2O3和CO2,试写出该反应的化学反应方程式为:__________。
(4)若产品a的主要成分是K2SO4,得到产品a时加入的试剂X为__________。由此判断在此条件下K2SO4的溶解度__________NH4Cl的溶解度(选填“<”或“>”或“=”)。 (5)可选用下列__________(填字母)洗涤产品a。 A.KCl饱和溶液 B.水 C.饱和K2SO4溶液. 【答案】4CO + Fe3O4 < C 【解析】
(1)根据碳不完全燃烧产生的气体是一氧化碳,一氧化碳与四氧化三铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳解答;(2)根据酸浸后发生的反应考虑生成物;(3)根据书写方程式的原则书写;(4)根据反应流程分析解答;(5)根据产品a的主要成分是硫酸钾,所选试剂能溶解其他物质但不能溶解硫酸钾解答。(1)C与氧气不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳与Fe3O4反应生成物是铁和二氧化碳,化学方程式为Fe3O4+4CO
3Fe + 4 CO2 FeSO4 4FeCO3 + O2
2Fe2O 3 + 4CO2 KCl
高温3Fe+4CO2;(2)酸浸后发生的反应是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢
气,所以酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是硫酸亚铁(FeSO4);(3)在空气中煅烧FeCO3的反应物是FeCO3和氧气,生成物是Fe2O3与CO2,反应条件是高温,所以方程式为4FeCO3+O2
高温2Fe2O3+4CO2;(4)由流程图可以看出酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是
硫酸亚铁,硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁和硫酸铵,过滤后反应Ⅱ中硫酸铵与X反应生成硫酸钾和氯化铵,因此加入的X应为氯化钾(KCl),要过滤得到硫酸钾,说明在此条件下硫酸钾的溶解度小于氯化铵的溶解度;(5)产品a的主要成分是硫酸钾,所选试剂必须能溶解其他物质但不能溶解硫酸钾,故选C。
3.某干燥剂含有CaO、NaOH和CaCl2中的两种物质,为探究其成分,设计如图所示实验。依据实验流程回答相关问题。
(1)向溶液a中加入紫色石蕊试液,现象是__________________。 (2)白色固体b一定是_______________(填化学式)。 (3)加入过量稀HNO3的目的是_______________。
(4)现象c:①若无白色沉淀,干燥剂成分为_______________。 ②若有白色沉淀,写出产生此现象的化学方程式_______________。
【答案】溶液变蓝 CaCO3 完全除去NaOH、Na2CO3,以免干扰检验CaCl2 CaO和NaOH
NaCl + AgNO3=AgCl?? NaNO3
【解析】 【分析】 【详解】
(1)某干燥剂含有CaO 、NaOH和CaCl2中的两种物质,氧化钙遇水会反应生成氢氧化钙,加水后形成的溶液a(至少含有氢氧化钙或氢氧化钠中的一种)一定呈碱性,所以溶液a中加入紫色石蕊试液,溶液一定会是蓝色。故填:溶液变蓝。
(2)溶液a中加入过量碳酸钠后形成白色固体b,而干燥剂中含有CaO 、NaOH和CaCl2中的两种物质,氧化钙遇水反应生成氢氧化钙,所以白色固体b一定是碳酸钠与氢氧化钙或氯化钙反应生成的碳酸钙沉淀。故填:CaCO3。
(3)溶液a中加入过量碳酸钠后,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠,或是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠溶液,溶液中一定会有碳酸钠,可能含有氢氧化钠或氯化钠,向溶液中加入过量稀HNO3,再滴加硝酸银,硝酸银与氯化钠反应会生成氯化银白色沉淀,目的是想检验溶液中是否含有氯化钠,从而确定干燥剂中是否含有氯化钙,但是氢氧化钠和碳酸钠会对氯化钠的检验造成干扰,它们遇到硝酸银也会产生白色沉淀,为排除他们的干扰,所以加入过量稀硝酸,将氢氧化钠和碳酸钠都转化为硝酸钠和水及二氧化碳(逸散到空气中),所以加入过量稀HNO3的目的是完全除去NaOH、Na2CO3,以免干扰检验CaCl2。故填:完全除去NaOH、Na2CO3,以免干扰检验CaCl2。 (4)根据以上分析,加入过量稀硝酸,稀硝酸与氢氧化钠和碳酸钠分别反应后会生成硝酸钠、水和二氧化碳(跑走),若溶液中有氯化钠,硝酸银与氯化钠反应会生成氯化银白色沉淀,现象c:①若无白色沉淀,干燥剂中不含氯化钙,所以干燥剂的成分为CaO和NaOH。故填:CaO和NaOH。
②若有白色沉淀,硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,产生此现象的化学方程式NaCl + AgNO3=AgCl?? NaNO3。 【点睛】
根据氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠等知识进行分析解答。
4.如图是常见物质的转化关系图(个别产物可能略去).其中A、B常温下均为液态,且组成元素相同;F是大理石的主要成分.请回答:
(1)A的名称是_____,在反应①中,物质X起_____作用; (2)说出物质Z的一个用途_____; (3)反应②的化学方程式为_____; (4)反应⑥的化学方程式为_____;
(5)反应①﹣⑥涉及的基本反应类型有_____种.
【答案】双氧水或过氧化氢溶液 催化 做导线等 CaO+H2O = Ca(OH)2 CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓ 3种 【解析】 【分析】
已知F是大理石的主要成分,则F是碳酸钙,最后得到了蓝色沉淀,由此可以推出D为氢氧化钙,则可想到是生石灰和水化合生成了氢氧化钙,又因为已知A、B常温下均为液态,且组成元素相同,可以推知B是水,A是双氧水,双氧水在二氧化锰的催化作用下可生成水和氧气,所以X是二氧化锰,C是氧气,最后生成的蓝色沉淀是氢氧化铜,则往前推一下可知H是硫酸铜,再往前推测可知E是氧化铜,则Z是铜。 【详解】
(1)A的名称是过氧化氢溶液,在反应①中,二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂,物质X起催化作用;
(2)物质Z是铜,它的一个用途是做电线;
(3)反应②是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为CaO+H2O = Ca(OH)2; (4)反应⑥是氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2↓;
(5)反应①过氧化氢生成氧气和水是分解反应;反应②是氧化钙和水反应生成氢氧化钙、反应③是氧气和铜反应生成氧化铜都是化合反应,④⑤⑥都是复分解反应,涉及的基本反应类型有3种.
5.四氧化三铁通常用作颜料和抛光剂,也可用于制造录音磁带和电讯器材。以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,其他成分不考虑)为原料,生产四氧化三铁的工艺流程如下:
(资料: Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应生成溶于水的NaAlO2、Na2SiO3) 请回答下列问题:
(1)步骤1中矿石粉碎的目的是_________。
(2)步骤2中加入NaOH溶液,反应之一是2NaOH+ Al2O3=2NaAlO2+X,X是__。 (3)步骤3中得到的滤液溶质主要成分的化学式是______。
(4)步骤4中的滤渣中含有的大量Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下高温焙烧发生反应,反应的化学方程式为_______________。
【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分 H2O NaAlO2 、Na2SiO3
高温16Fe2O3+FeS211Fe3O4+2SO2?
【解析】 【分析】 【详解】
(1)步骤1中矿石粉碎,可以增大反应物之间的接触面积,从而加快反应速度,使反应更充分。故答案为:增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)步骤2中,根据质量守恒定律可知,反应前后原子的个数相同。则反应前有2个钠原子、5个氧原子、2个氢原子、2个铝原子,反应后有2个钠原子、2个铝原子、4个氧原子。相差了1个氧原子、2个氢原子,则X是H2O。故答案为:H2O。
(3)根据资料:Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应生成为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3知,步骤3发生的反应是氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠,则得到的滤液溶质主要成分化学式是NaAlO2 、Na2SiO3。故答案为:NaAlO2 、Na2SiO3。
(4)步骤4中的反应,通过题干可知,Fe2O3与FeS2在缺氧的条件下高温焙烧,通过图示可知,反应生成了二氧化硫气体和可以被磁选的四氧化三铁,则反应方程式为:
高温16Fe2O3+FeS211Fe3O4+2SO2?。故答案为:高温16Fe2O3+FeS211Fe3O4+2SO2?。