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专题四:化学实验探究题2(工业流程图)
模块一:近两年真题再现
28.(2021·杭州)某种粗盐水中有少量含SO42-、K+的杂质,小金用这种粗盐水经过下列实验流程制取纯净氯化钠晶体。
(1)固体A是________。(填化学式)
(2)加碳酸钠溶液时发生反应的化学方程式________。
(3)若将溶液C蒸发至出现大量固体时停止加热,利用余热将溶液蒸干得到晶体,所得体仍不是纯净的氯化钠,理由是________。
29. (2020·杭州)一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示,MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式:________
(2)x=________
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是________。
(4)上述流程中若用下列物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是________
①盐酸 ②氯化钙 ③氨水 ④硫酸镁
模块三:典型针对练习
例1.以镁矿石(主要成分为MgCO3和SiO2,其中SiO2难溶于水和常见的酸)为原料生产MgO的工艺流程如图,回答问题:
⑴“沉镁”时MgSO4与NH3 H2O发生复分解反应。写出该反应的化学方程式:
MgSO4+2NH3 H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
。
⑵对过滤II所得沉淀进行洗涤,判断沉淀已洗涤干净的方法是:
。
例2. 医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等。生产医用的二水合氯化钙(CaCl2·2H2O)常以工业碳酸钙(含少量杂质铝离子、铁离子)为原料,主要经过溶解、除杂、过滤、酸化、蒸发结晶等过程,其工艺流程如图所示:
⑴在溶解和酸化的操作过程中,加入的酸是__________。
⑵除杂操作的方法是加入适量的氢氧化钙,然后将所得沉淀过滤,滤渣中一定含有的成分
是__________(填化学式)。
例3.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)。主要生产流程如图所示:(已知2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O)
2 若在实验室里分离“设备(I)”中的混合物,用到的操作的名称是 。
⑵“沉淀池”中的反应是在加压的条件下不断向食盐水和饱和氨水溶液中通入二氧化碳气体,试分析该流程需要加压条件的原因是: .
⑶对“设备(Ⅱ)”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)。
例4.要从含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁的某废液中,回收铜并得到铁红(主要成分Fe2O3),小金设计了如下图的实验方案,要求全过程不引入其他金属元素,请回答:
⑴步骤②中加入过量盐酸的目的是 。
⑵溶液丙中阴离子的符号是 。
例5. 一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇——水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室。以氧化铜为主要原料合成该物质,他设计的合成路线如图乙所示:
2 溶液 A 中一定存在的溶质为
⑵溶液B中含硫酸四氮合铜,"一系列操作"是指向溶液 B中加入适量 、过滤、洗涤、干燥等。
1.覆铜板是制作印刷线路板的基本材料。
覆铜板中的金属Sn占2-10%,Cu占90-98%。简易工艺流程如
⑴将废旧镀锡覆铜板粉碎后,通过步骤②可将其分离为有机树脂材料(固体)和铜锡粉。根据化学常识回答,此工艺利用的是______________的性质(填字母代号)。
a.溶解性不同 b.密度不同 c.沸点不同
⑵步骤④中涉及的分离操作是_______________(填操作名称)。
⑶通过步骤⑤和⑥所得洗涤液的pH____________7(填“>”、“<”、“=”)。
⑷设计步骤⑦的主要目的是_____ ___________ 。
⑸步骤⑨中涉及的主要化学方程式为_______ _________ 。
2.氧化锌软膏可用于急性或亚急性皮炎、湿疹、痱子及轻度、小面积的皮肤溃疡。闪锌矿(主要成分为ZnS)是含锌的主要矿物质之一,高温煅烧闪锌矿生成氧化锌和SO2,以氧化 锌产品为原料制备纯氧化锌的生产工艺流程如图:
⑴已知A为硫酸锌和硫酸钠的混合物,则滤渣2的化学式为 。
⑵上述步骤中,步骤⑥的操作是 (填操作名称)。
⑶在上述步骤中,步骤 发生的反应属于分解反应。
⑷步骤④中发生的反应化学方程式为 。
3.某化学活动小组在实验室以MnO2固体为原料制取少量MnCO3,基本流程如下:
已知:MnSO4与MnCl2都可溶于水;MnCO3难溶于水且在100℃时开始分解。
⑴反应①为化合反应,产物为MnSO4。该反应的化学方程式为 ,下列物质中不能与MnSO4反应的有_______。
A.稀硫酸 B.BaCl2 C.盐酸 D.Na2CO3
⑵操作a要用到的实验仪器中,除玻璃仪器外,还有 。
⑶产品MnCO3(Ⅱ) 比MnCO3(Ⅰ) 更纯净,原因是产品MnCO3(Ⅰ) 经过洗涤、烘干以后,表面附着的H2O及__________(填化学式)等杂质已被除去。
⑷为了获得纯净的MnCO3,烘干时需要控制的条件是 。
4.铝和铝合金是一类重要的金属材料、工业上用铝土矿(含有Al2O3和SiO2,不考虑其它杂志)制取金属铝的基本流程如下:
已知:铝盐与氨水反应,生成氢氧化铝沉淀和铵盐。
请回答下列问题:
⑴Al2O3与稀硫酸反应的化学方程式为______________________________。
⑵操作Ⅱ的名称是________。
⑶滤液Ⅱ中溶质的用途之一是____________________________。
⑷电解熔融的Al2O3,除得到金属铝之外,还可得到的气体产物是________(填化学式)。
⑸工业上电解熔融的Al2O3时,还加入了冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,其作用是降低Al2O3的熔点,冰晶石在物质中的分类属于________(填字母)。
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
5.镁是一种用途很广的金属,目前世界上60%的镁是从海水(主要含NaCl和MgCl2等)中提取的。主要步骤如下:
⑴上述步骤中试剂①应过量,理由是___________________________________。
⑵请写出Mg(OH)2沉淀与试剂②发生中和反应的化学方程式__________________。
⑶无水MgCl2在熔融状态下通电分解得到金属镁和物质A,氢气在物质A中化合生成物质B,则物质A和B的化学式分别为:A________,B________ 。
6.晶体硅在电子工业中有广泛的应用。工业上生产高纯硅的流程如下:
请回答下列问题:
⑴二氧化硅与焦炭发生置换反应的一种产物是一氧化碳。该反应的化学方程式为:
。
⑵蒸馏属于 变化(填“物理”或“化学”)。
⑶完成由下列纯SiHCl3制取高纯硅的化学方程式:
7.Ba(NO3)2可用于生产信号弹、炸药等。利用钡泥(主要含有BaCO3、BaSO3、Fe2O3)可制取Ba(NO3)2,其部分流程如图:
⑴过滤操作中使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需要_______________。
⑵BaCO3与稀HNO3反应的反应类型是____________;写出Fe2O3与稀HNO3反应的化学方程式:____________________________________。
⑶试剂Y为___________(填序号)。
①BaC12溶液 ②Ba(OH)2溶液 ③NaOH溶液
模块一:近两年真题再现参考答案
28.(2021·杭州)(1)BaSO4
(2)BaCl2 +Na2CO3=BaCO3↓ +2NaCI
(3)钾离子未除去
【解析】【分析】根据流程图中加氯化钡可除去硫酸根离子,加碳酸钠可除去钡离子分析。
【解答】(1)固体A是加入过量氯化钡产生的,为硫酸根与钡离子生成的硫酸钡;
(2)加碳酸钠可除去A中过量的氯化钡,反应方程式为 BaCl2 +Na2CO3=BaCO3↓ +2NaCI ;
(3)因整个过程中没有除去钾离子,所以所得晶体不是纯净氯化钠。
29. (2020·杭州)(1)MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl (2)280
(3)氯化钠(或NaCl) (4)③
【解析】【分析】(1)步骤C中,氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,据此写出反应的方程式;
(2)写出反应的化学方程式,根据氯化镁的质量计算出完全反应时氢氧化钠的质量即可;
(3)根据反应产物解答;
(4)氢氧化镁成碱性,因此替换它的溶液必须也成碱性。
【解答】(1) 步骤c中发生反应的化学方程式: MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl ;
(2)设参加反应的氢氧化钠的质量为x,
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl ;
95 80
332.5g x
;
解得:x=280g;
(3)该反应的产物为氢氧化镁沉淀和氯化钠,因此过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤 时主要除去的杂质是氯化钠(或NaCl)。
(4)在四种物质中,只有氨水溶液呈碱性,因此若用物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化 镁的是氨水,故选③。
模块三:典型针对练习参考答案
例1、⑴MgSO4+2NH3 H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4 ⑵取少量滤液于试管中,滴加氯化钡溶液,如果不产生白色沉淀,说明洗涤干净
例2、⑴盐酸 ⑵Al(OH)3 Fe(OH)3
例3、⑴过滤 ⑵增大气体的溶解,利于反应的进行 ⑶NH3、NaCl
解析:沉淀池中发生的反应是NH3+H2O+CO2+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl
在“设备(II)”中固体A与水反应的化学方程式是CaO+H2O═Ca(OH)2
生成物与母液反应的化学方程式是Ca(OH)2+2NH4Cl═CaCl2+2NH3↑+2H2O
该生产流程的优点是部分物质循环利用或原料便宜易得
例4、⑴除去过量的铁 ⑵Cl-、OH-
例5、⑴硫酸铜 ⑵乙醇
练1、⑴b ⑵过滤 ⑶< ⑷节约原料,循环使用 ⑸Sn(OH)4SnO2+2H2O↑
练2、⑴ZnCO3 ⑵过滤 ⑶⑦ ⑷ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O
练3、⑴MnO2+SO2═MnSO4 AC ⑵铁架台 ⑶Na2SO4 ⑷控制在100℃以下
练4、⑴Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O ⑵过滤 ⑶作氮肥 ⑷O2 ⑸C
练5、⑴使MgCl2完全转化为沉淀 ⑵Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O ⑶Cl2 HCl
练6、⑴SiO2+2CSi+2CO↑ ⑵物理 ⑶3HCl
练7、⑴漏斗 ⑵复分解反应 Fe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O ⑶②
模块二:复习策略(研读教材,并完成课本上的活动、课后练习、思考讨论等)认真阅读教材: 浙教版八年级上册P35—P38 ; 浙教版九年级上册P62---69。
镁矿石
酸浸
过滤I
沉镁
过滤II
洗涤
加热
稀硫酸
NH3 H2O(NH4OH)
滤渣
滤液
MgO
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