中考化学总复习专题3工艺流程优化训练

这是一份中考化学总复习专题3工艺流程优化训练，共8页。试卷主要包含了二氧化氯可用于自来水消毒，我国每年报废的手机超过1亿部等内容，欢迎下载使用。

1．(2018南宁)碳酸钡是一种重要的化工产品，某厂用含二氧化硅杂质的碳酸钡原料生产碳酸钡产品，采用了以下的工艺流程：
(1)为节约成本，过程中的生成物可直接应用于流程的是________________，加入过量的盐酸的目的是____________________________________。
(2)向氯化钡溶液中加入过量的氢氧化钾并通入二氧化碳，其中一种产物是碳酸钡，写出该反应的化学方程式：____________________________________________。
(3)溶液A中溶质的成分，可能的组合有________________________________。
(4)操作3包括的两个操作是____________________。
2．(2017南通)实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的流程如下：
已知：①反应Ⅰ的化学方程式：MnO2＋SO2=== MnSO4；
②MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水，MnCO3在100 ℃时开始分解。
(1)反应Ⅰ属于基本反应类型中的____________反应。
(2)流程中“操作”的名称为____________，所需要的主要玻璃仪器有_______________________________________________________________________。
(3)反应Ⅱ的化学方程式为_____________________________________________，该反应需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，MnCO3粗产品中将混有______________(填化学式)。
(4)验证MnCO3粗产品表面附着有Na2SO4杂质：取样品少许，向其中加入水，搅拌、过滤，向滤液中加入适量的______________(填化学式)溶液，有白色沉淀产生。
(5)为获得高纯MnCO3，需选择“低温”干燥的原因是_______________________________________________________________。
3．二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括：①粗盐精制；②特殊条件下电解NaCl溶液制NaClO3和氢气；③ClO2的制取。工艺流程如下，其中反应Ⅲ制取ClO2的化学方程式为2NaClO3＋4HCl=== 2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。
(1)加入过量氢氧化钠的目的是__________________________；过量的试剂X是____________(填化学式)。
(2)操作A中用到的玻璃棒的作用是______________。
(3)加入适量HCl至酸性的过程中，发生的中和反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(4)分析完成反应Ⅱ的化学方程式：______________________________________。
(5)该流程中可循环利用的物质是水和________________。
4．某科研小组设计了利用稀H2SO4浸取某废弃氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO，其余成分既不与酸反应，也不溶解于水)的方案。部分实验流程如下：
已知：①H2O2、KMnO4是常见的氧化剂；
②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。
请根据上述实验流程回答下列问题：
(1)在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是____________________，写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式：_______________________。
(2)“操作1”所需要的主要玻璃仪器有__________________________________，固体1的成分是__________________。
(3)“氧化”的目的是将Fe2＋反应生成Fe3＋，以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去。从产品纯度的角度分析，氧化剂最好选用________________(填“H2O2”或“KMnO4”)。
(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH，使Fe3＋沉淀而Zn2＋不沉淀，pH应控制在________________范围之间。
(5)某温度下，Fe(OH)3分解得到一种铁、氧质量比为21∶8的氧化物，该氧化物的化学式为________________________________________________________________________。
5．(2017陕西改编)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，化学兴趣小组为回收其中的铜，设计并进行了如下实验：
已知：Cu＋H2O2＋H2SO4=== CuSO4＋2H2O；不考虑金、银发生类似反应。
(1)将电路板粉碎成粉末的目的是__________________________________。
(2)步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外，还有________________________。
(3)步骤②中的实验现象：固体部分溶解，________________________。
(4)步骤④中反应的化学方程式是______________________________。
(5)对废旧手机中的金属加以回收的意义是__________________________(写一条)。
6．(2018恩施)今年春节期间播出的《舌尖3》，让籍籍无名的章丘铁锅名声大振，章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，其炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾(FeSO4·7H2O)。请按要求回答问题：
查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)步骤一中，发生反应的化学方程式为__________________________________、____________________________________。
(2)步骤一中的操作名称是__________，为提高步骤一的反应速率，可采取的措施有增大硫酸的浓度、升高反应物的温度、还可以________________(写一条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。
(3)步骤二中无气体生成的化学反应方程式为________________________________，测得滤液2的pH明显大于滤液1，其原因是__________________________________________。
(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是__________________。
(5)某化学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100 g炉渣，得到干燥的杂质5 g，步骤二中加入15.6 g铁粉，得到滤渣5.6 g。要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是________________________________________________________________________。
7．硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工业生产硫酸的废渣，利用硫铁矿烧渣制备铁红(氧化铁)等产品的部分流程如图所示：
提示：碳酸氢铵性质不稳定，36 ℃以上开始分解为二氧化碳、氨气和水。
(1)硫铁矿是______________(填“纯净”或“混合”)物。
(2)写出C与Fe3O4反应的化学方程式：__________________________________。
(3)酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是______________。
(4)反应Ⅰ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是__________________________。
(5)在空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和另一种氧化物，写出该反应的化学方程式：____________________________________________。
8．(2017烟台改编)十三五期间，烟台将建设大型海水淡化厂。绿色生态、综合利用海洋资源将是设计的重点。如图是某设计院设计的综合利用海水的流程图。据图回答问题：
(1)反渗透膜法与滤纸过滤法在原理上都是利用混合体系中各物质的________________不同进行分离的方法。
(2)过程③是氨碱法制纯碱的一个流程，需要向饱和食盐水中先后加入NH3和CO2，产物除NaHCO3外，还有一种氮肥，写出该反应的化学方程式：____________________________。
(3)过程④采用蒸发结晶的方法，而不采用冷却热饱和溶液的方法，原因是____________________________________________。
(4)如果要充分利用海边贝壳资源，过程⑤生成氢氧化镁的化学方程式是______________________________________________。
(5)浓海水中Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)、Ca2＋可用离子交换膜直接除去，若用化学沉淀法依次除去Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)、Ca2＋，需要的三种离子分别是__________________________(写离子符号)。
(6)离子交换膜是对特定离子的选择性透过膜，可以使带特定电量的离子透过。过程②中“某种离子交换膜”选择透过的离子特点是________________________________。
类型2 分离提纯
9．(2018乌鲁木齐)CaCl2应用广泛，以石灰石(杂质主要是Fe2O3、MgSO4)为原料生产CaCl2的流程如下：
(1)氧化铁和盐酸反应的化学方程式为______________________________________。
(2)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______________。
(3)滤液1中的溶质有HCl、FeCl3、MgSO4和______________。
(4)写出滤液1中加入BaCl2发生的化学反应方程式：_______________________。
(5)滤液2中加入Ca(OH)2可以除去HCl、MgCl2和______________。
(6)滤液3呈碱性，为使溶液pH降低，可加入适量的______________。
10．(2017长沙改编)为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水)的氯化钾提纯，并制得纯净的氯化钾溶液，某同学设计的实验流程如下：
(1)步骤①中除去碳酸氢铵的方法是______________。
(2)步骤③中加入过量氯化钡的目的是_______________________(用化学方程式表示)。
(3)步骤④中加过量碳酸钾溶液的目的是__________________________。
(4)此设计方案是否严谨？并说明理由：___________________________。若不严谨，如何改进？____________________________________。
(5)若要得到KCl晶体，可采用蒸发结晶的方法，蒸发过程中除用到酒精灯、蒸发皿外，还要用到的一种玻璃仪器是______________，其作用是____________________。
类型3 其他类
11．(2018宜宾)“绿水青山就是金山银山”。废旧干电池中有锌皮、铜帽(含金属Cu和Zn)、石墨、MnO2、NH4Cl等，若将生活中废旧干电池随意丢弃会造成水和土壤污染，因此将废旧干电池进行回收利用尤为重要。如图是回收废旧干电池成分的主要流程图(部分物质已略去)。
已知：2Cu＋O2＋2H2SO4=== 2CuSO4＋2H2O，回答下列问题：
(1)从设备Ⅰ中回收得到的非金属单质是____________(填物质名称)。
(2)取少量回收得到的NH4Cl溶液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，现象是____________________。
(3)流程中B溶液的溶质有H2SO4、______________和______________。
(4)写出设备Ⅲ中发生反应的化学方程式：______________________________________。
12．研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”，实验中，先一次性分别在相应装置中加入水和铁，然后连续通入CO2、SO2和O2的混合气体，反应液多次循环，但过量的铁仍在反应装置中与循环进入的反应液不断反应，经过多次循环以后，导出的反应液可用于制备FeSO4·7H2O。
(1)吸收装置的温度不宜过高，原因是__________________________；该装置中总反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)反应装置的温度控制在40 ℃左右，其中的化学反应方程式为______________，此时欲加快该反应速率可采取的措施有_____________________(写出一种即可)。
(3)实验中，对第一次循环中反应液的pH在A、B、D三点进行跟踪监测，A、B、D三点pH由小到大的顺序为____________，若忽略循环中的热量散失，C、D两点中温度高的是________点。
(4)经过多次循环以后导出反应液，经过______________、__________、洗净晶体和干燥即可制得FeSO4·7H2O。
(5)上述流程中有两处可改进，一是________________，二是可利用尾气1和尾气2在一定条件下催化合成甲醇CH4O(同时有H2O生成)，该反应的化学方程式为________________。
参考答案
1．(1)二氧化碳 使碳酸钡完全转化为氯化钡
(2)BaCl2＋2KOH＋CO2=== BaCO3↓＋2KCl＋H2O
(3)KOH、KCl、BaCl2；KOH、KCl；KOH、KCl、K2CO3
(4)洗涤、干燥
2．(1)化合 (2)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)MnSO4＋2NaHCO3=== Na2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
Mn(OH)2 (4)BaCl2 (5)MnCO3的分解温度为100 ℃，为防止MnCO3高温分解，影响高纯MnCO3的纯度
3．(1)除尽粗盐水中MgCl2 Na2CO3 (2)引流
(3)NaOH＋HCl=== NaCl＋H2O
(4)NaCl＋3H2Oeq \(=====,\s\up7(通电)) NaClO3＋3H2↑ (5)氯化钠
4．(1)适当升高温度 ZnO＋H2SO4=== ZnSO4＋H2O
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯 铁、铜
(3)H2O2 (4)3.2～6.2 (5)Fe3O4
5．(1)增大反应物接触面积，加快反应速率
(2)硫酸铝、硫酸亚铁[或Al2(SO4)3、FeSO4]
(3)溶液由无色变成蓝色 (4)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑
(5)节约金属资源(或减少对环境的污染等)
6．(1)FeO＋H2SO4=== FeSO4＋H2O Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O (2)过滤 将炉渣粉碎
(3)Fe＋Fe2(SO4)3=== 3FeSO4 铁消耗过量的硫酸，溶液的酸性减弱 (4)蒸发溶剂 (5)氢气的质量
7．(1)混合 (2)2C＋Fe3O4eq \(=====,\s\up7(高温)) 3Fe＋2CO2↑ (3)FeSO4
(4)防止NH4HCO3分解 (5)4FeCO3＋O2eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe2O3＋4CO2
8．(1)颗粒大小
(2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=== NaHCO3↓＋NH4Cl
(3)氯化钠的溶解度受温度的影响较小
(4)MgCl2＋Ca(OH)2=== CaCl2＋Mg(OH)2↓[或MgSO4＋Ca(OH)2=== CaSO4＋Mg(OH)2↓] (5)OH－、Ba2＋、COeq \\al(2－,3)
(6)带有一个单位电荷的离子
9．(1)Fe2O3＋6HCl=== 2FeCl3＋3H2O (2)漏斗 (3)CaCl2 (4)BaCl2＋MgSO4=== BaSO4↓＋MgCl2 (5)FeCl3 (6)HCl
10．(1)加热 (2)K2SO4＋BaCl2=== BaSO4↓＋2KCl
(3)除去氯化钙和过量的氯化钡
(4)不严谨；反应后剩余的碳酸钾没有除去 在滤液中加入过量的盐酸 (5)玻璃棒 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
11．(1)石墨 (2)产生白色沉淀
(3)CuSO4 ZnSO4 (4)Zn＋CuSO4=== ZnSO4＋Cu
12．(1)温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行 2SO2＋2H2O＋O2=== 2H2SO4 (2)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑ 搅拌(或采用更细的铁粉) (3)BDA D (4)冷却结晶 过滤
(5)废热利用 CO2＋3H2eq \(=====,\s\up7(催化剂)) CH4O＋H2O
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3＋
1.48
3.2
Zn2＋
6.2
8.0