简答题集训之工艺流程（解析版）

简答题集训之工艺流程

1.孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu（OH）2及少量不溶性杂质（杂质不与酸反应），某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。

（1）白色沉淀的化学式为________。

（2）写出步骤③中发生反应的化学方程式________。

（3）蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是_____。

（4）若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液，其过程中溶质种数会发生变化，最多时可达____种。

【答案】    (1). CaCO3    (2). ， 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O    (3). H2O    (4). 3

【解析】

【详解】CuCO3·Cu(OH)2与过量稀硫酸反应方程式为，因此气体是CO2，溶液A的溶质是CuSO4和H2SO4；

（1）CO2遇澄清石灰水生成H2O和CaCO3，故白色沉淀是CaCO3；

（2）溶液A的溶质是CuSO4和H2SO4，CuSO4与NaOH反应生成硫酸钠和氢氧化铜，反应方程式为；硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为： 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O；

（3）经过③反应后，生成的蓝色沉淀是Cu(OH)2，Cu(OH)2加热会产生两种氧化物CuO和H2O，故填H2O；

（4）因①的操作加入了过量的稀硫酸，因此溶液A中有两种溶质CuSO4和H2SO4；在滴加NaOH很少时，H2SO4未反应完，此时溶质有CuSO4、Na2SO4和H2SO4，溶质为3种；当H2SO4反应完全至生成蓝色沉淀最多之前，溶液中只有Na2SO4和CuSO4，溶质只有2种；当NaOH滴加生成沉淀最多时，溶液中只有1种溶质Na2SO4；当NaOH过量时，溶液中有2种溶质Na2SO4和NaOH；综上所述，向A中加入NaOH溶液，其溶质最多时可达3种，故填3。

2.今后学习常见物质时会从“价”和“类”两个方面进行学习。下图表示铁元素的常见化合价与含铁物质类别的关系。

（1）X的物质类别是_____________。

（2）铁和稀硫酸反应生成的含铁化合物属于上图中的___________(填序号)。

（3）某同学想用物质a制取物质b,设计了以下实验步骤

①物质a与稀盐酸反应的化学反应方程式为____________________________。

②溶液乙中的溶质一定有____________________________。

③如果向盛有溶液甲的烧杯中滴加NaOH溶液至过量,下列图像能正确表示烧杯中溶液质量变化的是__________（填序号)。

A        B        C     D

【答案】    (1). 单质    (2). d    (3).     (4). NaCl    (5). D

【解析】

【详解】（1）X的物质化合价为0价，类别是单质。

（2）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，含铁化合物为硫酸亚铁，其中铁元素化合价为+2价，属于上图中的d。

（3）某同学想用物质a制取物质b，物质a为铁的氧化物，且铁元素化合价为+3价，故a为氧化铁，物质b为碱，且铁元素化合价为+3价，故b为氢氧化铁；

①物质a与稀盐酸反应，即氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学反应方程式为 。

②溶液甲中含有剩余的稀盐酸，加入氢氧化钠溶液后反应生成氯化钠，氢氧化钠与氯化铁反应也生成氯化钠，故溶液乙中的溶质一定有NaCl。

③溶液甲中含有氯化铁、盐酸，如果向盛有溶液甲的烧杯中滴加NaOH溶液至过量，氢氧化钠先与盐酸反应，生成氯化钠和水；盐酸完全反应后，氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠。

可知此过程中增加了氢氧化钠溶液的质量，溶液质量增大；

此过程加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀，溶液增加质量为二者的差，由化学方程式可知，溶液质量仍然增大，但幅度减小；继续滴加氢氧化钠溶液，溶质质量增加，增大幅度变大；观察选项，D选项符合题意；

故填：D。

3.工业上利用氟碳铈矿（主要成分为CeFCO3）提取CeCl3的一种工艺流程如下：

（1）流程中Ce（BF4）3转化成KBF4的基本反应类型是________________________。

（2）在足量氧气中高温焙烧CeFCO3，化学方程式为_______________________。

（3）流程涉及的化合物中，铈元素的化合价为______________________价。

（4）酸浸过程中，CeO2与盐酸反应有刺激性气味的气体单质生成，且化学方程式中CeO2与盐酸的化学计量数之比为1:4，则化学方程式为_______________________。

【答案】    (1). 复分解反应    (2).     (3). +3、+4    (4).

【解析】

【详解】（1）由图可知，Ce（BF4）3和KCl反应生成KBF4和CeCl3，该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应，属于复分解反应；

（2）由图可知，在足量氧气中高温焙烧CeFCO3生成CeO2、CeF4，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Ce、F、C、O，生成物中含Ce、O、F，故生成物中还应含碳，在足量氧气中焙烧，故应有二氧化碳生成，该反应的化学方程式为：；

（3）CeFCO3：氟元素通常显-1价，碳酸根离子通常显-2价，设铈元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：x+（-1）+（-2）=0，x=+3；

CeO2：氧元素通常显-2价，设铈元素的化合价为y，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：y+（-2）×2=0，y=+4；

CeF4：氟元素通常显-1价，设铈元素的化合价为z，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：z+（-1）×4=0，z=+4；

Ce(BF4)3：氟元素通常显-1价，硼元素通常显+3价，设铈元素的化合价为m，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：m+[(+3)+(-1)×4]×3=0，m=+3；

CeCl3：氯元素通常显-1价，设铈元素的化合价为n，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：n+（-1）×3=0，n=+3。

故流程涉及的化合物中，铈元素的化合价为+3、+4价；

（4）酸浸过程中，CeO2与盐酸反应有刺激性气味的气体单质生成，且化学方程式中CeO2与盐酸的化学计量数之比为1:4，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Ce、O、H、Cl，故生成物中也应含Ce、O、H、Cl，故生成的刺激性气味的气体是氯气，生成物中含氢元素，故还有水生成，该反应的化学方程式为：。

4.镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料。大量的镁是从海水蒸发结晶得到粗盐后的苦卤水中提取的。根据下列工业制镁的主要生产步骤回答问题：

（1）操作X的名称是_____。

（2）试剂②可选用_________。

（3）MgCl2在熔融状态下，通电后会产生金属镁和氯气（Cl2），该反应的化学方程式为________。

【答案】    (1). 过滤    (2). 稀盐酸    (3).

【解析】

【详解】（1）由图可知，操作X实现了固液分离，故操作X的名称是：过滤；

（2）由图可知，加入试剂②，氢氧化镁转化为氯化镁，故试剂②可选用稀盐酸：氢氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水；

（3）MgCl2在熔融状态下，通电后会产生金属镁和氯气（Cl2），该反应的化学方程式为：。

5.从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属，并得到硫酸铜溶液。其工艺流程如图所示:

（1）图中“操作”的名称是_____ 。

（2）写出所得贵重金属中任意一种成分的化学式________。

（3）写出①中发生的化学反应方程式_______ （ 任写一种）；该反应的基本类型为__ 。

（4）写出②中发生的化学反应方程式_______________ 。

【答案】    (1). 过滤    (2). Au（或Pt）    (3). （或）    (4). 置换反应    (5).

【解析】

【详解】（1）图中“操作”的名称是过滤，通过过滤能够除去不溶于水的物质。

（2）所得贵重金属金、铂，化学式分别是Au、Pt；

（3）①中稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，和铝反应生成硫酸铝和氢气，发生的化学反应方程式：、，它们都是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，置换反应；

（4）②中加热条件下稀硫酸和铜、氧气反应生成硫酸铜和水，发生的化学反应方程式：。

【点睛】主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。

6.工业上以石灰石为原料制备碳酸钙的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）石灰石粉末与稀盐酸反应的化学方程式是__________。实验室发生该反应时，发生装置应选_________（填字母序号，下空同），收集气体时应选用_________。

（2）操作Ⅰ和操作Ⅱ为同一操作，其名称是_________，该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_________。

（3）溶液A中先通入NH3的目的是提供碱性环境，增大CO2的溶解量，促使反应进行。

①通CO2时，在溶液B中生成CaCO3，该反应的化学方程式是_________。

②为使溶液B中的物质顺利转化为CaCO3，除了通NH3外，还可加入_________（填字母序号）。

ANaCl     BNaOH      CKOH     D Ca（OH）2

【答案】    (1).     (2). A    (3). D    (4). 过滤    (5). 漏斗    (6). CaCl2+H2O+CO2+2NH3=CaCO3↓+2NH4Cl    (7). BC

【解析】

【详解】（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；

该反应属于固液不加热反应，发生装置应选A；

二氧化碳溶于水，且密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置应选D；

（2）操作Ⅰ和操作Ⅱ都实现了固液分离，是过滤，过滤需要的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；

（3））①通CO2时，在溶液B中生成CaCO3，即氯化钙和水、氨气、二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵，该反应的化学方程式是：CaCl2+H2O+CO2+2NH3=CaCO3↓+2NH4Cl；

②为使溶液B中的物质顺利转化为CaCO3，除了通NH3外，还可加入氢氧化钠、氢氧化钾，是因为氢氧化钠和氢氧化钾都是碱，能够使溶液B中的物质顺利转化为CaCO3，不能用氢氧化钙，是因为氢氧化钙微溶于水，不能使溶液B中的物质顺利转化为CaCO3。

故选BC。

7.高锰酸钾是一种重要的化工产品，在化学、生产、生活等场境中都有重要的用途。某工厂生产高锰酸钾的流程如下图所示。

请回答下列问题：

（1）写出高锰酸钾的一种用途___________。

（2）“I混合加热”发生的主要是___________（填“物理”或“化学”）变化。

（3）请将“Ⅱ氧化反应”发生反应的化学方程式补充完整（在横线上填化学式）。

_______+2MnO2+4KOH2K2MnO4+2____

（4）“Ⅲ电解”反应中，反应前后化合价发生变化的元素有____________（写元素符号）。

（5）生产流程中可循环利用的物质是___________（写化学式）。

【答案】    (1). 实验室制氧气（或医疗上可用作消毒、杀菌剂等）    (2). 物理    (3). O2    (4). H2O    (5). Mn、H    (6). KOH

【解析】

【分析】

根据实验室常用高锰酸钾制氧气、医疗上可用作消毒、杀菌剂；物理变化没有产生新物质；质量守恒定律反应前后原子的数目种类不变、利用化学式计算化合价等分析作答。

【详解】（1）高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，医疗上可用作消毒、杀菌剂，实验室制氧气等；

（2）“I混合加热”开始时是MnO2、KOH的固体混合物，加热后是MnO2、KOH的融化的混合物，没有新物质产生，发生的主要是物理变化；

（3）根据“Ⅱ氧化反应”反应物是MnO2、KOH和通入的空气，从图知道最后排出的气体是氮气等，生成了K2MnO4和H2O，所以参加反应的还有O2；反应物中有Mn、O、K、H四种元素，而生成物只有Mn、O、K三种元素，所以生成物中还有含有H元素的物质，反应前后Mn、K原子的数目相等，反应前有4个H原子，反应后也有4个H原子，含在2个未知分子中，所以每个未知分子含有2个H原子，O原子反应前有10个，反应后2个K2MnO4中含有8个氧原子，还有2个氧原子含在2个未知分子中，所以每个未知分子含有1个氧原子，则生成物补充H2O；

（4）“Ⅲ电解”反应中，反应物是K2MnO4和H2O，各元素的化合价是K：+1价，Mn：+6价，O：-2价，H：+1价；生成物是KMnO4、KOH和 H2，各元素的化合价是K：+1价，Mn：+7价，O：-2价，KOH中的H：+1价，H2中的H：0价；反应前后化合价发生变化的元素有Mn、H；

（5）根据生产高锰酸钾的流程图，流程中可循环利用的物质是KOH。

8.根据已有研究成果表明：全世界每年向大气中排放二氧化碳340亿吨以上，其中海洋生态系统吸收约20亿吨，陆地生态系统吸收约7亿吨，而人工利用量不足10亿吨。在此背景下，实现二氧化碳减排已成为行业共识。国际能源署（IEA）曾表示，要实现升温不超过2℃的目标，碳捕获和利用（CCUS）技术需要在2015-2020年贡献全球碳减排总量的13%。图1是报道的主要CCUS技术的示意图，包括CO2捕获、储存、利用（直接使用）和转化为化学品或燃料。

中国科学家提出，利用我国丰富的镁矿资源将CO2吸收转变成重要的化工原料碳酸镁，生产示意图如下：

国内外利用CO2跟氢气在特殊催化剂作用下合成甲醇（CH3OH），同时生成水。

该反应已经在工厂规模化生产，实现减排同时又合成重要化工原料。

请回答下列问题：

（1）“IEA”的中文含义是________。人类活动排放CO2的主要途径有农场、工业__________（回答一种即可）

（2）为控制空气中CO2的含量，以下建议不可行的是___________（填字母序号）

A 开发新能源

B 禁止使用化石燃料

C 大力植树造林

D 发展公共交通

E 以CO2等为原料，生产碳酸镁、甲醇等产品

（3）写出图2中“CO2矿化”的化学方程式____________。

（4）利用CO2合成甲醇（CH3OH）的化学方程式___________。

【答案】    (1). 国际能源署    (2). 车辆（或发电等）    (3). B    (4).     (5).

【解析】

【分析】

从文章中获得信息，“IEA”的中文含义是国际能源署；图1主要CCUS技术的示意图，人类活动排放CO2的主要途径有农场、工业、车辆或发电等。减少二氧化碳的排放。利用信息书写化学方程式，注意反应物、反应条件和生成物。

【详解】（1）从文章中知道“IEA”的中文含义是国际能源署；从图1主要CCUS技术的示意图，二氧化碳来源部分知道，人类活动排放CO2的主要途径有农场、工业、车辆或发电等；

（2）A、开发新能源，减少二氧化碳的排放，不符合题意；

B、禁止使用化石燃料，不可行，虽然使用化石燃料能够产生大量的温室气体--二氧化碳，但是在当前条件下禁止使用化石燃料是不现实的，因为当前开发利用的新能源较少，不能满足人们的能量需求，所以当前仍然以化石燃料为主要能源，符合题意；

C、大力植树造林，增大对二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的排放，不符合题意；

D、发展公共交通，减少私家车的出行，就减少了燃油消耗，减少了二氧化碳的排放，不符合题意；

E、以CO2等为原料，生产碳酸镁、甲醇等产品，消耗了二氧化碳，减少二氧化碳的排放，不符合题意。故选B。

（3）写出图2中“CO2矿化”的反应物是氢氧化镁和二氧化碳，生成物是碳酸氢镁，所以反应的化学方程式是；；

（4）利用CO2合成甲醇（CH3OH）的反应是CO2跟氢气在特殊催化剂作用下合成甲醇（CH3OH），同时生成水，其化学方程式为。

9.“久大盐化”是四川遂宁重点企业，其生产的食盐是重要的调味品。绿色应用是化工生产的发展方向。为了除去NaCl溶液中含有的少量MgC12、CaCl2和Na2SO4，某小组同学选用Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba（OH）2溶液三种试剂，按一定顺序进行如图所示的实验。回答下列问题：

（1）操作a的名称是____________。

（2）实验I中加入的试剂B是____________。（填序号）

①稀盐酸        ②碳酸钠溶液               ③氢氧化钡溶液

（3）实验Ⅱ中发生中和反应的化学方程式是__________。

【答案】    (1). 过滤    (2). ②    (3). NaOH+HCl =NaCl+H2O

【解析】

【详解】（1）操作a是将固体和液体分离的步骤，是过滤操作，故填：过滤。

（2）除去NaCl溶液中含有的少量MgC12、CaCl2和Na2SO4，应该先加入过量的氢氧化钡，除去氯化镁，和硫酸钠，再加入过量的碳酸钠除去氯化钙和过量氢氧化钡，最后用稀盐酸除去氢氧化钠和碳酸钠，获得氯化钠溶液。故选②。

（3）实验Ⅱ中发生的中和反应是生成的氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应的方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H2O。

10.下图是某化工企业利用“侯氏制碱法”生产纯碱的部分工艺流程示意图：

查阅资料知：① ；②氨气极易溶于水，氨水呈碱性。

（1）检验食盐水是否饱和的方法是__________。

（2）操作Ⅰ的名称是____________。实验室进行此操作时，玻璃棒的作用是____________。

（3）“候氏制碱法”中，向饱和氨盐水中通入足量的CO2，使氨气、水、NaCl和CO2反应生成NaHCO3等，该反应的化学方程式为_______________；先通氨气形成饱和氨盐水，后加压通入二氧化碳，这样操作的目的是_____________。

（4）处理含氯化铵混合溶液时，不直接加热蒸干得到氯化铵固体的原因是_________________。

【答案】    (1). 向该溶液中加入少量NaCl固体，充分搅拌，不会溶解，说明溶液已饱和    (2). 过滤    (3). 引流    (4).     (5). 有利于二氧化碳的吸收，加速NaHCO3的生成    (6). NH4C1加热易分解

【解析】

【详解】（1）饱和食盐水不能继续溶解氯化钠固体，故检验食盐水是否饱和的方法是：向该溶液中加入少量NaCl固体，充分搅拌，不再溶解，说明溶液已饱和；

（2）操作Ⅰ实现了固液分离，是过滤；

过滤时，玻璃棒的作用是：引流；

（3）向饱和氨盐水中通入足量的CO2，使氨气、水、NaCl和CO2反应生成NaHCO3和氯化铵，该反应的化学方程式为：；

先通氨气形成饱和氨盐水，形成碱性环境，后加压通入二氧化碳，这样操作的目的是：有利于二氧化碳的吸收，加速NaHCO3的生成；

（4）氯化铵固体受热易分解成氨气和我氯化氢气体。 处理含氯化铵混合溶液时，不直接加热蒸干得到氯化铵固体，是因为NH4C1加热易分解。