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2021中考化学分类汇编(精简版)——专题20 流程图题
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这是一份2021中考化学分类汇编(精简版)——专题20 流程图题,共17页。试卷主要包含了回答问题,“垃圾是放错的资源”,是一种重要的战略资源,单质的部分流程如下图所示等内容,欢迎下载使用。
分析该流程图,下列说法错误的是( )
A.操作Ⅰ,操作Ⅲ都需用到的玻璃仪器是玻璃棒
B.固体B是Mg(OH)2,试剂X是盐酸
C.加入NaOH溶液应过量,其目的是使MgCl2完全反应
D.处理等量海水,若将NaOH溶液换成石灰乳,既能节约成本又能提高镁的产量
【答案】D
【详解】
A、过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,蒸发可以将溶液中的固体结晶出来,所以操作Ⅰ是过滤,操作Ⅲ是蒸发,都需用到的玻璃仪器是玻璃棒,故A正确;
B、氢氧化钠和氯化镁反应会生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,固体B是Mg(OH)2,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,试剂X是盐酸,故B正确;
C、氢氧化钠和氯化镁反应会生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,加入NaOH溶液应过量,其目的是使MgCl2完全反应,故C正确;
D、无论氯化镁与氢氧化钠反应,还是与氢氧化钙反应,根据反应前后镁元素质量守恒,只要参加反应的氯化镁质量相等,最终生成的氢氧化镁的质量一定相等,但是使用氢氧化钙比氢氧化钠节约成本,故D错误。故选D。
2.(2021·江苏连云港)回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜,部分实验流程如下:
注:灼烧后得到黑色固体和残留物,残留物不溶于水和稀硫酸。
下列关于该流程的说法,错误的是
A.“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuOB.滤液X中的溶质为FeSO4
C.“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应D.将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中,充分反应后过滤得Cu
【答案】C
【详解】
A、“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO,故选项正确;
B、铁和硫酸反应生成FeSO4,滤液X中的溶质为FeSO4,故选项正确;
C、“酸溶”是氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,属于复分解反应,“还原”是稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气属于置换反应,故选项错误;
D、将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不和稀硫酸反,过滤得Cu,故选项正确。
故选:C。
3.(2021·四川德阳)碳酸氢钠(NaHCO3)是发酵粉的主要成分,常用于制作糕点、馒头的发泡剂。某同学为探究发酵粉样品中NaHCO3的质量分数,他取样品20.0g,进行如下实验探究:
假设样品中除NaHCO3之外的其他成分加热不发生变化,也不与盐酸反应,直接进入固体B中。下列判断正确的是
A.加热产生CO2的质量为3.1g
B.固体A中含有Na2CO3的质量为7.5g
C.蒸发结晶得到的固体B中含有剩余的HCl
D.原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为84.0%
【答案】D
【详解】
A、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,样品20.0g加热后剩余固体质量为16.9g,根据质量守恒定律可知同,生成二氧化碳和水的质量和为3.1g,说法错误;
B、样品20.0g加热后剩余固体质量为16.9g,生成二氧化碳和水的质量和为3.1g,根据可知,生成二氧化碳和水的质量比为44:18,则生成固体A过程,生成二氧化碳和水的质量分别为2.2g、0.9g,设固体A中含有Na2CO3的质量为x,则
解得x=5.3g,说法错误;
C、盐酸具有挥发性,蒸发结晶得到的固体B中不会含有剩余的HCl,说法错误;
D、根据钠元素守恒,设原发酵粉样品中的NaHCO3的质量为y,则
解得y=16.8g;
原发酵粉样品中的NaHCO3的质量分数为,说法正确;
故选:D。
4.(2021·山东东营)海洋是人类宝贵的自然资源,海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧,请根据粗盐“制碱”的流程图(如下图)回答问题:
(1)步骤Ⅰ除杂中,常见的方法有两种:一是物理方法,即用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解除去其中的可溶性杂质,则浸洗溶液应选用NaCl的______(填“饱和”或“不饱和”)溶液;二是化学方法,操作步骤依次为:加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸,以下试剂①②组合选用合理的是______。
A.①Ca(OH)2 ②Na2CO3 B.①Na2CO3 ②Ca(OH)2
C.①KOH ②Na2CO3 D.①NaOH ②Na2CO3
(2)步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,这样做的目的是______,写出步骤Ⅲ反应的化学方程式______。
(3)步骤Ⅳ发生的反应属于______反应(填基本反应类型)。
(4)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有______。
A.无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境
B.大大提高了食盐的利用率,节约了成本
C.将“制碱”与制氨生产联合起来,同时析出的NH4Cl晶体可用作复合肥
【答案】饱和 AD 有利于吸收二氧化碳或吸收尽可能多的二氧化碳(其他说法合理即可) 分解 AB
【详解】
(1)饱和氯化钠溶液不再溶解氯化钠,则浸洗溶液应选用NaCl的饱和溶液,减少损失。
A.过量①Ca(OH)2 除去氯化镁,过量②Na2CO3除去氯化钙和氢氧化钙,过滤除去固体,滤液加适量盐酸得到氯化钠,正确;
B.先①Na2CO3 ,再加②Ca(OH)2会引入钙离子杂质,错误;
C.加入①KOH会引入钾离子杂质,错误;
D.过量①NaOH除去氯化镁,过量②Na2CO3除去氯化钙,过滤除去固体,滤液加适量盐酸得到氯化钠,正确;
故选AD。
(2)氨气极易溶于水,水溶液显碱性,可以和二氧化碳反应利于吸收更多二氧化碳气体,故步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,目的是吸收尽可能多的二氧化碳(其他说法合理即可);步骤Ⅲ中氨气、水、二氧化碳、氯化钠反应生成碳酸氢钠和氯化铵,。
(3)步骤Ⅳ发生的反应为碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳,符合一变多特点,属于分解反应。
(4)A.无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境,正确;
B.大大提高了食盐的利用率,节约了成本,正确;
C. NH4Cl中含有植物所需的氮元素,属于氮肥,错误。
故选AB。
5.(2021·云南)“垃圾是放错的资源”。碘循环工艺不仅能吸收SO2,减少环境污染,而且还可以得到仅含一种元素的化工原料X,流程如下:
(1)流程中可循环利用的物质是___________。
(2)膜反应器中发生的是分解反应,X的化学式是___________。
(3)反应器中发生反应的化学方程式为___________。
【答案】I2 H2
【详解】
(1)在膜反应器后,HI高温下会分解为氢气和碘蒸汽,而在反应器阶段需要重新加入碘单质,因此流程中可循环利用的物质是I2;
(2)碘化氢受热分解为氢气和碘单质,其化学方程式为:,因此X是氢气,化学式为H2 ;
(3)其反应就是二氧化硫、碘单质和水反应生成硫酸和碘化氢,其化学方程式为:。
6.(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:
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246 t MgSO4·7H2O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。
7.(2021·江西)江西赣州被誉为“世界钨都”,钨(W)是一种重要的战略资源。下图是一种生产钨的工业流程:
已知:白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4),还含有CaO、SiO2等;碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
(1)操作1 中粉碎白钨矿的目的是______。
(2)操作2 所得滤液中一定含有的阳离子是______、。
(3)流程中氨水(NH3•H2O)和H2WO4反应生成(NH4)2WO4的化学方程式为______。
(4)用氢气还原WO3可获得高纯度的钨,此处不宜用焦炭代替氢气的原因是______。
【答案】增大反应物接触面积,加快反应速率 如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨,用氢气作还原剂可避免产生以上问题
【详解】
(1)反应物浓度越大、温度越高、接触面积越大,反应速率越快,操作1 中粉碎白钨矿的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率。
(2)白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4),还含有CaO、SiO2等,加入稀盐酸,根据流程图可知,钨酸钙(CaWO4)与稀盐酸反应生成H2WO4和氯化钙,氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水,操作2 所得滤液中一定含有的阳离子是钙离子和剩余的氢离子,符号为。
(3)流程中氨水(NH3•H2O)和H2WO4 反应生成(NH4)2WO4和水,反应的化学方程式为。
(4)用氢气还原WO3可获得高纯度的钨,此处不宜用焦炭代替氢气的原因是如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨,用氢气作还原剂可避免产生以上问题。
8.(2021·山东济宁)铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在,铝土矿的主要成分为A12O3(含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)。工业上冶炼铝的工艺流程见图:
(1)铝土矿中的SiO2不溶于水,也不与盐酸反应,操作①的目的是______。
(2)操作③得到的 受热分解生成Al2O3,该反应的化学方程式为______,铝土矿经过操作①~④的目的是______。
(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解A12O3得到金属铝,该反应的化学方程式为______。
【答案】除去SiO2 得到纯净的Al2O3
【详解】
(1)铝土矿中的SiO2不溶于水,也不与盐酸反应,加入盐酸后仍为固体状态;操作①的目的是分离固液操作,除去SiO2。
(2)反应前后元素种类不变;操作③得到的 受热分解生成Al2O3,此外还生成水,该反应的化学方程式为;
铝土矿中除了氧化铝还含有氧化铁、二氧化硅等杂质,操作①,加入稀盐酸,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,二氧化硅与酸不反应,可除去二氧化硅,操作②加入氢氧化钠,氢氧化钠和氯化铁反应生成氢氧化铁,氢氧化钠和氯化铝反应生成氢氧化铝和氯化钠,氢氧化铝和过量的氢氧化钠会反应生成偏铝酸钠和水,过滤,可除去氢氧化铁,通入二氧化碳,过滤,得到氢氧化铝和碳酸氢钠,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,故操作经过操作①~④除去了杂质,得到纯净的Al2O3。
(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解A12O3得到金属铝,该反应的化学方程式为
9.(2021·安徽)某燃煤电厂产生的固体废弃物粉煤灰中含有较多的氧化铝。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图。
(1)“酸浸”中使用的酸是______(填字母序号)。
AHCl BH2SO4 CNa2SO4
(2)流程中涉及到的氧化物有______(写出1种即可)。
(3)“煅烧”过程发生反应的化学方程式为______,反应类型是______。
(4)该工艺的价值在于______。
【答案】B A12O3(或H2O) 分解反应 废物再利用(其他合理答案均可)
【详解】
(1)由图可知,“酸浸”后得到硫酸铝,故使用的酸是硫酸,氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水。
故选B;
(2)氧化铝是由铝、氧元素组成的化合物,属于氧化物,水是由H、O元素组成的化合物,属于氧化物,故填:Al2O3、H2O;
(3)“煅烧”过程发生反应为氢氧化铝在高温下反应生成氧化铝和水蒸气,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(4)该工艺可以废物再利用,节约资源,减少污染。
10.(2021·山东潍坊)氮化硼(BN)陶瓷基复合材料在航天领域应用广泛。硼单质是制备氮化硼(BN)的原料之一,某工厂利用硼砂(主要成分为Na2B4O7·10H2O,杂质中含少量Fe3+)制备硼(B)单质的部分流程如下图所示:
请完成下列问题:
(1)粉碎硼砂的目的是______。
(2)操作A的名称是______。
(3)滤渣的成分为______(填化学式)。
(4)写出H3BO3加热分解的化学方程式______。
(5)“制硼”反应的化学方程式为______。
【答案】增大反应物之间的接触面积,使反应更充分 过滤 Fe(OH)3
【详解】
(1)粉碎硼砂,可以增大反应物之间的接触面积,使反应更充分;
(2)操作A实现了固液分离,是过滤;
(3)硼砂中含有少量铁离子,加入氢氧化钠铁离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化铁,故滤渣为:Fe(OH)3;
(4)由图可知,H3BO3受热分解生成水和B2O3,该反应的化学方程式为:;
(5)“制硼”反应为镁和B2O3在850℃条件下反应生成硼和氧化镁,该反应的化学方程式为:。
11.(2021·山东泰安)某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁。某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红(主要成分Fe2O3),要求全过程不引入其他金属元素。设计实验方案如下图所示:
请回答下列问题:
(1)工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为___________。
(2)用化学式表示固体甲的成分___________。
(3)溶液甲中的金属离子是___________(用离子符号表示)。
(4)完成步骤④的化学方程式:2___________。
【答案】 Fe、Cu Na+、Fe2+ H2O
【详解】
(1)因为金属活动性顺序中铁排在铜前面,加入过量的铁可以将氯化铜中的铜置换出来,同时生成氯化亚铁,没有带进新的金属,所以A是铁,铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,反应的化学方程式为:。
(2)因为铁和氯化铜反应生成铜,又因为铁过量,所以固体甲的成分是铜和铁,用化学式表示为:Fe、Cu。
(3)溶液甲是加入过量的铁充分反应后得到的,铁将氯化铜全部反应生成铜和氯化亚铁,铁不能和氯化钠反应,因此溶液中不含氯化铜,含有氯化亚铁和氯化钠。氯化亚铁中含有的亚铁离子和氯化钠中含有的钠离子是金属离子,故溶液甲中的金属离子是:Na+、Fe2+。
(4)从提供的化学方程式中可知,反应后Fe、O、H三种原子的个数分别是:4、12、12,反应前已知物质中Fe、O、H三种原子的个数分别是:4、10、8,因为化学反应前后原子的种类和数目都不变,所以未知物质的2个分子中含有O、H两种原子的个数分别是:2、4,因此该物质的一个分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,故填:H2O。
12.(2021·四川乐山)纳米碳酸钡是一种重要的无机化工产品,某工厂用含SiO2杂质的BaCO3为原料制备纳米碳酸钡的工艺流程如图所示:
已知:SiO2难溶于水,且不与常见的酸发生反应,回答下列问题:
(1)操作A的名称为____________。SiO2性质稳定,但常温下易与氢氟酸反应,该反应的化学方程式为:SiO2+4HF= X+2H2O,则X的化学式为______________。
(2)流程中加入盐酸时发生反应的化学方程式_______________。
(3)写出副产品的用途____________。(写一条即可)
【答案】过滤 SiF4 BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O 氮肥
【详解】
(1)固液分离操作是过滤,SiO2+4HF= X+2H2O,反应前Si、4H、4F、2O反应后4H、2O、X,根据质量守恒反应前后原子种类数目不变,X含有4H、Si为SiF4,故填:过滤;SiF4。
(2)流程中加入盐酸时,碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡二氧化碳和水,故填:BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O。
(3)氯化钡和碳酸铵生成碳酸钡沉淀和氯化铵,副产品是氯化铵可作氮肥,故填:氮肥。
13.(2021·四川德阳)“绿色化学”是化工产生中的重要理念。下图为利用尿素工厂废气和磷酸工厂废渣(液)联合生产硫酸钙的工艺流程。
回答下列问题:
(1)副产品的化学式为______。
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为_____________。
(3)工艺流程中体现“绿色化学”理念的设计有_________(答一点即可)。
【答案】CaO CO2循环利用,减少温室气体的排放等
【详解】
(1)由流程图可知,副产品为碳酸钙在煅烧炉中煅烧得到,煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳,则副产品化学式为CaO。
(2)沉淀池中硫酸钙、水、二氧化碳和氨气反应生成碳酸钙和硫酸铵,化学方程式为。
(3)工艺流程中,需要消耗二氧化碳,且二氧化碳能循环使用,体现“绿色化学”理念的设计有CO2循环利用,减少温室气体的排放等。
14.(2021·四川自贡)自贡市素有“盐都”美誉,盐化工比较发达,烧碱、纯碱、氯化铵等为其主要产品。某化工厂使用食盐和其它原料、采用侯德榜先生的联合制碱法生成纯碱。其主要化工流程如下图:
(1)操作Ⅰ的名称是___________。
(2)反应②的化学方程式为___________。
(3)从上述化工流程中看出可以循环使用的物质是___________(填化学式)。
【答案】过滤 CO2
【详解】
(1)由图可知,操作Ⅰ实现了固液分离,名称是过滤;
(2)反应②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:;
(3)由图可知,CO2既是反应物,又是生成物,可以循环利用。
15.(2021·重庆)重庆多地曾出现过盐井,从天然盐井中获取粗盐(含泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质)为了除去以上杂质得到精盐,小明设计如下实验。
(提示)杂质含量较少,不考虑微溶物形成沉淀
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______。
(2)沉淀b所含物质为 Mg(OH)2和______。
(3)物质X是______。
(4)滤液c中加入稀盐酸后发生中和反应的化学方程式为______。
(5)为了证明滴加的 Ba(OH)2溶液已过量,取少许上层清液于试管中加入一种试剂即可。下列物质的溶液能达到实验目的的有______。
A.Ba(OH)2 B.K2CO3 C、Na2SO4 D.KCl
【答案】漏斗 BaSO4 Na2CO3 C
【详解】
(1)过滤中用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)粗盐中含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸钠等杂质,加足量水溶解,过滤,除去泥沙,滴加足量的氢氧化钡,氢氧化钡和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钡,氢氧化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和氢氧化钠,故沉淀b为氢氧化镁和BaSO4;
(3)滤液b中含氯化钙、反应生成的氯化钡、过量的氢氧化钡等杂质,要想除去这些杂质,可加入过量的碳酸钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氢氧化钠,氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,故物质X是Na2CO3;
(4)中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应,滤液c中含反应生成的氢氧化钠和过量的碳酸钠杂质,其中氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,属于中和反应,该反应的化学方程式为:;
(5)为了证明滴加的氢氧化钡过量,可取上层清液,加入硫酸钠,硫酸钠能与氢氧化钡反应生成硫酸钡,产生白色沉淀,说明氢氧化钡过量,碳酸钾也能与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,但是上层清液中含有氯化钙,氯化钙也能与碳酸钾反应生成碳酸钙白色沉淀,故加入碳酸钾,产生白色沉淀,不能说明氢氧化钡过量,氯化钾与氢氧化钡不反应。故选C。
16.(2021·重庆)某兴趣小组利用废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图(小部分产物略去)。
查阅资料:a.H2O2溶液可将Fe2+转化为Fe3+。
b.Fe3+ 、Ni2+转化为对应的氢氧化物沉淀时,溶液pH如图
(1)步骤Ⅰ的操作为______。
(2)滤渣①的成分为______。
(3)单质Fe参与反应的化学方程式为______。(任写一个)
(4)滤液②中有Ni2+、无Fe3+,则滤液②pH可能为______ (填序号)。
A.pH=1 B.pH=2 C.pH=6 D.pH=10
(5)Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为______。
【答案】过滤 Ag C Fe>Ni>Ag
【分析】
废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)经过步骤Ⅰ加入过量稀硫酸,Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,Ag与稀硫酸不反应,由图可知,滤液①的溶质为NiSO4、FeSO4和H2SO4,滤渣①成分为Ag。步骤Ⅱ在滤液①中加入H2O2溶液,由查阅资料可得,H2O2溶液将FeSO4转化为Fe2(SO4)3,后溶液溶质为NiSO4、Fe2(SO4)3和H2SO4。步骤Ⅲ中加入NaOH溶液,H2SO4与NaOH溶液先反应,根据流程图可知,NaOH只将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3沉淀,而NiSO4不会沉淀,所以滤液②的溶质为NiSO4。向滤液②中加入铁粉即可回收镍,可知铁与NiSO4可发生置换反应。
【详解】
(1)步骤Ⅰ将溶液和固体沉淀分离,操作为过滤。
(2)根据上述分析,滤渣①的成分为Ag。
(3)Fe参与的反应为步骤①中Fe与稀硫酸的反应,生成硫酸亚铁和氢气,反应方程式为。
(4)滤液②中有Ni2+、无Fe3+,NaOH只将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3沉淀,Ni2+不会沉淀,故pH范围应使Fe3+完全沉淀,且Ni2+不会沉淀,由查阅资料可得,pH的取值范围为3.2-7.2,故选C。
(5)Ni、Fe、Ag中Ag最不活泼。向滤液②中加入铁粉即可回收镍,可知铁与NiSO4可发生置换反应,故活泼性为Fe>Ni>Ag。
【点睛】
根据已经学过的金属活动性和题目给出的信息进行结合使解题关键。
温度/℃
-3.9-1.8
1.8-48.1
48.1-67.5
67.5-200
析出晶体
MgSO4·12H2O
MgSO4·7H2O
MgSO4·6H2O
MgSO4·H2O等
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