初中化学中考复习 专题05 工业废物的利用-备战2020年中考化学工艺流程题型特训（解析版）

这是一份初中化学中考复习 专题05 工业废物的利用-备战2020年中考化学工艺流程题型特训（解析版），共11页。试卷主要包含了某工厂废液中含有氯化钠等内容，欢迎下载使用。
专题5 工业废物的利用
1．碲（Te）广泛用于彩色玻璃和陶瓷工艺。用某工业废渣（主要含有TeO2、少量Ag、Au）为原料制备碲的一种工艺流程如图：

回答下列问题：
（1）类比CO2与NaOH的反应，写出“碱浸”时发生反应的化学方程式　 　。
（2）滤液1中的两种溶质是H2SO4和　 　（填化学式）。
（3）上述工艺流程中设计“废渣→…→TeO2”的目的是　 　。
（4）“酸溶”后，在TeCl4溶液中通入SO2，反应生成碲和初中化学中两种常见的酸，则该反应的化学方程式是　 　。
【答案】（1）TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O （2）Na2SO4 （3）提纯TeO2或除去Ag、Au
（4）2SO2+TeCl4+4H2O=4HCl+2H2SO4+Te↓
【解析】根据题意和流程图分析转化过程，结合酸碱盐的反应进行解答，书写化学方程式。
（1）由二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，“碱浸”时发生反应的化学方程式为TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。
（2）滤液1中的两种溶质是过量的H2SO4和生成的硫酸钠。
（3）废渣中有杂质，工艺流程中设计“废渣→……→TeO2”的目的是提纯TeO2或除去Ag、Au。
（4）在TeCl4溶液中通入SO2，反应生成碲和盐酸、硫酸，化学方程式为2SO2+TeCl4+4H2O=4HCl+2H2SO4+Te↓。
2．黄铜是以Zn为主要添加元素的铜合金。黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下（杂质不溶于水、也不参与反应）：
已知：ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O

（1）步骤Ⅰ中产生气体的化学方程式　 　。
（2）溶液A中的金属阳离子有　 　（填化学用语）。
（3）步骤Ⅰ、Ⅱ中均包含的操作名称为　 　。
（4）溶液A　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）溶液C的质量。
【答案】（1）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；（2）Zn2+、Cu2+； （3）过滤；（4）小于。
【解析】（1）步骤Ⅰ是以Zn为主要添加元素的铜合金和过量稀硫酸反应，能发生的反应有三个，而其中产生气体是锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，对应的化学方程式 Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑。
（2）由于黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，加入过量稀硫酸时，锌、氧化锌以及氧化铜都和稀硫酸反应，生成了硫酸锌和硫酸铜，所以对应的溶液A中的金属阳离子有 Zn2+、Cu2+。
（3）步骤Ⅰ、Ⅱ都是固体和溶液分离的操作，为过滤。
（4）溶液A 到溶液C，是硫酸、硫酸锌和硫酸铜的混合物溶液和锌反应反应。
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ 溶液质量变化
65 2 增加65﹣2＝63
Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu 溶液质量变化
65 64 增加65﹣64＝1
两者反应好、过程中溶液质量都是增加，所以溶液A 小于溶液C的质量。
3．回收利用是保护金属资源的一条有效途径．某工业废料含碱式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】和氧化铁，经过处理后可得到铜和硫酸亚铁溶液，主要流程如下．

已知：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4＝2CuSO4+3H2O+CO2↑ Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4
（1）过程Ⅰ中加入过量A的目的是　 　。
（2）过程Ⅱ中发生的置换反应是　 　，充分反应后，还应有的实验操作　 　。
（3）过程Ⅲ加入适量A的作用是　 　。
【答案】（1）使固体完全溶解
（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 过滤
（3）除去铁，且使溶液F不引入杂质．
【解析】（1）过程Ⅰ中加入过量稀硫酸的目的是使固体完全溶解；故填：使固体完全溶解。
（2）加入铁粉后，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，这两个反应是置换反应；铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，该反应是化合反应，过程Ⅱ充分反应后，要得到固体和溶液，需要经过过滤操作；故填：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑，过滤。
（3）加入适量的稀硫酸，加到不再产生气泡为止，其中的铁充分反映，故填：除去铁，且使溶液F不引入杂质。
4．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．设计实验方案如图所示，

回答下列问题．
（1）固体甲　 　，操作a的名称是　 　。
（2）工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为　 　。
（3）溶液甲中的金属离子是　 　（写离子符号）。
（4）步骤①②③中所发生的化学反应，其中属于置换反应的是　 　（填序号）。
【答案】（1）Fe、Cu 过滤
（2）Fe+CuCl2＝FeCl2+Cu
（3）Na+、Fe2+
（4）①②
【解析】废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁，由于目的是获得铜和铁红，所以需要在过程中铜离子转化为铜单质，根据流程可以看成铜应该出现在固体甲中，所以A就是转化铜离子用的铁粉，为使铜离子彻底转化，所以应该加入过量的铁粉．这样导致固体甲为生成的铜和剩余的铁粉．当加入过量盐酸时，使铁粉完全从铜粉中除掉，所以固体乙是纯净的铜粉，溶液乙为生成的氯化亚铁和剩余的盐酸，而溶液甲为氯化钠和生成的氯化亚铁，溶液甲和乙加入过量的B后生成氢氧化亚铁，说明B为氢氧化钠等可溶性碱。
（1）根据分析，固体甲Fe、Cu，操作a的名称是过滤。
（2）加入过量的A是铁与氯化铜反应故填：Fe+CuCl2＝FeCl2+Cu。
（3）溶液甲中含有溶质氯化亚铁和不参加反应的氯化钠；故填Na+、Fe2+。
（4）步骤①②③中①是铁和氯化铜反应；②是铁和盐酸反应；③中发生两个反应；氯化亚铁和氢氧化钠反应；盐酸和氢氧化钠反应这两个反应都属于复分解反应，①②中金属与酸、金属与盐的反应都是置换反应。
5．工业上利用某废渣【含FeSO4、Fe2（SO4）3及少量CaO和MgO】制备高档颜料铁红（主要成分为Fe2O3）和回收（NH4）2SO4．具体生产流程如下：

【背景信息】
a．氧化还原反应中，会有元素化合价发生变化。
b．3Fe2(SO4)3+12NH3•H2O＝(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓（铵黄铁矾晶体）+5(NH4)2SO4
（1）步骤③中操作Y的名称是　 　。
（2）加入物质X溶解废渣，X应选用　 　（填序号）。
A．盐酸 B．硫酸 C．氨水 D．氢氧化钠
步骤①酸浸时，生成盐的化学方程式为　 　（任写一个）。
（3）步骤②通入氧气氧化的目的是　 　；工业上对该操作控制在4小时左右为宜，根据如图有关数据分析，影响Fe2+氧化率的变化规律：　 　。

【答案】（1）过滤 （2）B MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O
（3）将亚铁离子氧化成三价铁离子；温度越高，pH越小，三价铁离子氧化率越高
【解析】（1）过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以步骤③中操作Y的名称是过滤；
（2）加入的物质既需要可以溶解金属氧化物，又不能引入新的杂质，所以加入物质X溶解废渣，X应选用硫酸，故选B；
氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水，化学方程式为：MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O；
（3）该反应过程中制取的是高档颜料铁红氧化铁，所以步骤②通入氧气氧化的目的是：将硫酸亚铁转化成的硫酸铁，通过分析图象中的数据可知，影响Fe2+氧化率的变化规律是：将亚铁离子氧化成三价铁离子；温度越高，pH越小，三价铁离子氧化率越高。
6．某工厂产生的废渣主要成分是含钙的化合物（杂质为Fe2O3）。用该废渣制取CaCl2晶体（CaCl2•xH2O）并进行组成测定，其制取的流程如图1所示：

已知：NH4Cl溶液显酸性，且浓度越高酸性越强
（1）XRD图谱可用于判断某固态物质是否存在。图2为煅烧前后废渣的XRD图谱。写出煅烧时发生的化学反应方程式　 　。

（2）浸取时需连续搅拌，其目的是　 　；生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变　 　色。
（3）在其它条件相同的情况下，CaCl2的产率随浸取温度的变化如图3所示。则宜选择的浸取温度为　 　℃左右。
（4）若使用过量浓度较高的NH4Cl溶液，则所得CaCl2溶液中会含有NH4Cl、　 　（填化学式）等杂质。
（5）过滤得到的Fe2O3在高温下可与CO反应，写出该反应的化学方程式　 　。
（6）测定晶体（CaCl2•xH2O）的组成：
a．称取14.7000g CaCl2晶体于锥形瓶内，加入适量蒸馏水。使其全部溶解。
b．再向其中加入足量的Na2CO3溶液，静置。
C．过滤、洗涤、干燥、称量，得到10.0000g固体。
①通过计算，确定x的值（写出计算过程）。
②判断步骤b中沉淀完全的方法是：静置，向上层清液中滴加　 　，则说明已沉淀完全；若沉淀不完全，则测得的x值比实际值　 　（填“偏大”、“偏小”或“不变”。
【答案】（1）Ca（OH）2CaO+H2O↑
（2）使氧化钙与水充分反应生成氢氧化钙，再与氯化铵反应；蓝
（3）30
（4）FeCl3
（5）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（6）①设生成10.00g沉淀需要氯化钙的质量为x则：
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 10g
根据：解得x＝11.1g，所以结晶水的质量为：14.7000g﹣11.1g＝3.6g，所以即14.7g×＝3.6g，解得x＝2；
②碳酸钠，没有沉淀产生 偏大
【解析】（1）氢氧化钙高温煅烧生成氧化钙与水蒸气，所以方程式是：Ca（OH）2CaO+H2O↑；
（2）浸取时需连续搅拌，其目的是使氧化钙与水充分反应生成氢氧化钙，再与氯化铵反应；氨气溶于水形成氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；
（3）由图示可知30℃左右CaCl2的产率最高；
（4）NH4Cl溶液显酸性，且浓度越高酸性越强酸与氧化铁反应生成氯化铁，杂质是氯化铁：FeCl3；
（5）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（6）①设生成10.00g沉淀需要氯化钙的质量为x则：
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 10g
根据：解得x＝11.1g，所以结晶水的质量为：14.7000g﹣11.1g＝3.6g，所以即14.7g×＝3.6g，解得x＝2：
②沉淀完全说明溶液中不含有氯化钙，如果向上层清液中滴加碳酸钠，没有沉淀产生，说明已沉淀完全，若沉淀不完全，计算的氯化钙质量小，水的质量多，所以x值偏大。
7．炼铁产生的废渣中含有大量CuS及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如下：

（1）操作1把废渣粉碎的目的是　 　。
（2）在废渣粉末中加入NaCl和O2的目的是：CuS、NaCl和O2在高温条件下反应生成CuCl2和Na2SO4，写出该反应的化学方程式　 　。
（3）【查阅资料】：不同金属氢氧化物可以在不同的pH范围内从溶液中沉淀析出，工业上利用调节溶液pH的方法，使金属氢氧化物依次沉淀，结合过滤等操作，进行物质分离。
下表是氢氧化铁与氢氧化铜开始沉淀与沉淀完全的pH

Fe（OH）3
Cu（OH）2
开始沉淀的pH
1.9
4.7
沉淀完全的pH
3.2
6.7
操作3的名称是　 　，其中用到玻璃棒的作用是　 　。在此操作之前，为了使溶液中的Fe3+变成Fe（OH）3沉淀而除去，你认为调节溶液的pH到　 　（填数值范围）比较合适。
（4）流程图中能循环利用的物质是　 　和水．
【答案】（1）增大接触面积，使反应充分
（2）CuS+2NaCl+2O2CuCl2+Na2SO4
（3）过滤 引流 3.2～4.7
（4）氯化钠
【解析】（1）粉碎的目的是增大反应物的接触面积、使反应充分。
（2）高温条件下，通入空气，CuS和NaCl反应生成了CuCl2和Na2SO4，化学方程式为：CuS+2NaCl+2O2CuCl2+Na2SO4。
（3）操作x是分离沉淀和溶液的方法，是过滤，过滤时玻璃棒的作用是引流；根据实验目的可知，要让Fe3+沉淀完全，Cu2+不能形成沉淀，氢氧化铁沉淀完全的pH为3.2，氢氧化铜开始沉淀时的pH为4.7，要让Fe3+沉淀完全，Cu2+不形成沉淀，溶液的pH应保持在3.2～4.7之间的范围。
（4）由流程图中物质的反应和生成可知，能循环利用的物质是氯化钠和水。
8．FeSO4•7H2O是一种重要的食品和饲料添加剂．某工业废渣主要成分是Fe2O3，还含有CaCO3和SiO2（既不溶于水也不溶于稀硫酸），实验室用此废渣制备FeSO4•7H2O的流程如图1：

请根据流程图回答下列问题：
（1）将废渣研磨的目的是　 　，稀硫酸与粉末中的氧化铁反应的化学方程式为　 　。
（2）操作②的名称是　 　，所需要的玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒和　 　。
（3）经测定，滤渣中只含有CaSO4和SiO2，你认为废渣中的碳酸钙　 　（填“能”或者“不能”）和稀硫酸反应。
（4）Fe与Fe2（SO4）3反应的化学方程式为　 　。
（5）硫酸亚铁的溶解度曲线如图2．待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2﹣3次．用冰水洗涤的目的是：Ⅰ除去晶体表面附着的杂质；Ⅱ　 　。【答案】（1）增大与稀硫酸的接触面积，使反应更充分 Fe2O3+2H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O
（2）过滤，漏斗 （3）能 （4）Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4
（5）用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗
【解析】（1）将废渣研磨的目的是：增大与稀硫酸的接触面积，使反应更充分，稀硫酸与粉末中的氧化铁反应，生成硫酸铁和水，化学方程式为：Fe2O3+2H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）由题目中图可以看出步骤②用来分离固体和液体，获得滤液和滤渣，所以这个步骤是过滤；过滤时需用到的仪器有：烧杯、玻璃棒和漏斗；
（3）工业废渣主要成分是Fe2O3，还含有CaCO3和SiO2（既不溶于水也不溶于稀硫酸），加入稀硫酸后，题目中指出：“经测定，滤渣中只含有CaSO4和SiO2；”说明废渣中的碳酸钙已经完全和稀硫酸反应，生成了二氧化碳气体；
（4）由图可知：Fe与Fe2（SO4）3反应生成FeSO4，反应物是Fe和Fe2（SO4）3，生成物是FeSO4，故反应的化学方程式为：Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4；
（5）硫酸亚铁的溶解度曲线如图1可以看出：硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而增大，用冰水洗涤的目的是一、除去晶体表面附着的溶于水杂质，二、冰水的温度低，硫酸亚铁在低温下的溶解度小，可降低洗涤过程中绿矾的溶解而造成的损失．
9．含锌废渣和各种锌矿（如菱锌矿）都有着重要的用途
I．以含锌废渣（主要成分为ZnO，杂质为FeO、CuO）为原料制备七水硫酸锌 （ZnSO4•7H2O）流程如下。

（1）粉碎的目的是　 　。
（2）若实验室用质量分数为98%的硫酸配制200g25%的硫酸，需要的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、　 　和　 　，此处玻璃棒的作用是　 　。
（3）物质X是　 　，滤渣中含有的金属单质有　 　，除铜时发生的反应属于　 　反应（填基本反应类型）。
（4）流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是　 　。冷却结晶、　 　洗涤和低温烘干。
（5）某温度下，Fe（OH）3分解得到一种铁、氧质量比21：8的氧化物，该氧化物的化学式　 　。
（6）除铁过程中，温度pH对除铁效果的影响分别对如图所示．由图可知，除铁时温度应控制在　 　℃为宜，pH应控制在　 　为宜。

Ⅱ．以某菱锌矿（ZnCO3含量为62.5%）为原料制备锌的原理如下（假设杂质不参加反应）：
ZnCO3ZnO+CO2↑ ZnO+COZn+CO2↑
则100吨这样的菱锌矿理论上最多制得锌多少吨？（写出计算过程）
【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率
（2）烧杯；量筒；搅拌加快散热
（3）锌；锌、铜；置换
（4）加热浓缩；过滤 （5）Fe3O4
（6）83±1 3.5±0.1；Ⅱ．设100吨这样的菱锌矿理论上最多可制得锌的质量为x，
100t这样的菱锌矿中，碳酸锌的质量为：100t×62.5%＝62.5t，
由ZnCO3ZnO+CO2↑，ZnO+COZn+CO2可知，ZnCO3～Zn，
ZnCO3～Zn，
125 65
62.5t x

x＝32.5t，
答：100t这样的菱锌矿理论上最多可制得锌32.5t。
【解析】（1）粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率。
（2）若实验室用质量分数为98%的硫酸配制200g 25%的硫酸，需要的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、烧杯和量筒，此处玻璃棒的作用是搅拌加快散热。
（3）物质X是锌，锌能和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，可以把硫酸铜除去，滤渣中含有金属单质有过量的锌和反应生成的铜，除铜时发生的反应方程式为：Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu，属于置换反应。
（4）流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是加热条件下制成硫酸锌的饱和溶液、冷却结晶、过滤、洗涤和低温烘干。
（5）设铁的氧化物的化学式是FexOy，根据题意有：，，该氧化物的化学式是Fe3O4。
（6）除铁过程中，温度、pH对除铁效果的影响分别对如图所示．由图2可知，除铁时温度应控制在 83±1℃为宜，pH应控制在 3.5±0.1为宜（此处数据偏差不超过上下限即可）。
Ⅱ．设100吨这样的菱锌矿理论上最多可制得锌的质量为x，
100t这样的菱锌矿中，碳酸锌的质量为：100t×62.5%＝62.5t，
由ZnCO3ZnO+CO2↑，ZnO+COZn+CO2可知，ZnCO3～Zn，
ZnCO3～Zn
125 65
62.5t x

x＝32.5t
答：100t这样的菱锌矿理论上最多可制得锌32.5t。