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2019届中考化学总复习冲刺考点专题工业流程题(含解析)

工业流程题
1、实验结束时,同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里,如果将废液直接排放就会造成水污染.于是几位同学利用课余处理废液,回收工业重要原料硫酸锌和有关金属.实验过程如下:
 
请回答:
(1)操作1是          ,固体A的成分              ,
(2)固体C是             .滤液1和滤液2中溶质相同,该溶质是             .
(3)写出加入过量锌粉的其中一个反应的化学方程式               ;
加入足量稀硫酸发生反应的化学方程式                    .
【答案】
解:(1)操作1把混合物分离成固体和滤液,所以,操作1为过滤操作;根据金属活动性锌>铁>铜,向含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液加入过量的锌粉,铁、铜被置换出来,因此过滤后所得固体A中含有铁、铜和未反应的锌;
故答案为:过滤;Cu、Zn、Fe;
(2)利用磁铁可以吸引铁的特点,可判断固体B、C为铁粉或铜粉与锌粉的混合物之一;由于固体B能与足量稀硫酸反应后可得到铜粉,可确定固体B为铜粉与锌粉的混合物,而固体C为铁粉;
故答案为:Fe;
根据金属的活动性锌>铁>氢>铜,向CuSO4、ZnSO4、FeSO4混合溶液中加入过量锌粉后过滤,所得滤液为ZnSO4溶液;把铜粉与锌粉的混合物放入足量稀硫酸中充分反应后过滤,所得滤液为ZnSO4溶液;
故答案为:ZnSO4;
(3)过量的锌粉与混合溶液中的硫酸铜反应,可置换出铜同时生成硫酸锌;与混合溶液中的硫酸亚铁反应,可置换出铁同时生成硫酸锌;铜粉与锌粉的混合物中的锌粉能与稀硫酸发生置换反应生成硫酸锌和氢气;
故答案为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu(或Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe);Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑.
2、某实验结束时,同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里,如果将废液直接排放就会造成水污染。于是几位同学利用课余处理废液,回收工业重要原料硫酸锌和有关金属。实验过程如下:
 
请回答:
(1)步骤①④的操作名称是              ;用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯,还有           ;固体A中含               种物质。
(2)写出步骤①其中一个反应的化学方程式为                       ;步骤④发生反应的化学方程式为                  。
(3)检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是                 。
【答案】
解:(1)由实验过程图可判断,操作1和操作4完成后原混合物分成了固体和滤液两部分;利用这一特点可判断操作1和操作4为过滤操,用的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、漏斗;混合溶液为含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液,向混合溶液中加入过量的锌粉,锌可与硫酸铜、硫酸亚铁发生置换反应生成铁、铜和硫酸锌,所以固体A中含有生成的铁、铜及未反应完的锌;(2)过量锌粉与CuSO4、ZnSO4、FeSO4混合溶液中的CuSO4、FeSO4都可以发生置换反应,反应的化学方程式为:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4(或Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4);加入足量稀硫酸,金属混合粉末中的锌粉可与稀硫酸发生置换反应,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(3)固体C为锌、铜混合物加入的稀硫酸与锌反应而得到纯净的固体,因此,取反应后所得固体铜加入稀硫酸观察是否有气泡可检验向固体C中加入的稀硫酸是否足量,其操作的方法为:取滤渣于试管中加入少量稀硫酸,若有气泡产生则酸不足量,若无气泡产生则酸已足量;故答案为:(1)过滤  漏斗  3;(2)①Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4(或Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4)   ④Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;(3)取滤渣于试管中加入少量稀硫酸,若有气泡产生则酸不足量,若无气泡产生则酸已足量。
3、有一种工业废水,其中含有大量的硫酸亚铁,少量的硫酸铜以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收铜和硫酸亚铁晶体。方案流程如下:
 
查阅资料得知硫酸亚铁晶体化学式为:FeSO4•7H2O,该物质受热易失去结晶水。请回答:
(1)步骤①②③中最后都需进行的实验操作是            ;
(2)步骤②中需加入的物质是                    ,发生反应的化学方程式是                 ,固体的成分是                      ;
(3)步骤③中需加入稀硫酸,发生反应的化学方程式是                     ;
(4)步骤④的操作是                        。
【答案】
解:(1)步骤①是将污泥与溶液分离,所以可用过滤,步骤②③都将固液分离,所以可用过滤;
(2)要将硫酸铜与硫酸亚铁的混合溶液中回收铜,同时得到硫酸亚铁溶液,只能加入过量的铁置换硫酸铜溶液中的铜,化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,因此经过步骤②之后得到的固体中含有生成的铜和剩余的铁;
(3)步骤③中加入适量稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁,化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
(4)将溶液2和3合在一起进行蒸发结晶即可得到硫酸亚铁晶体。
故答案为:(1)过滤
(2)铁粉     Fe+CuSO4═FeSO4+Cu     Fe和Cu
(3)Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
(4)蒸发。
4、分子筛(又称为沸石,主要成分为水和硅铝酸钠)可作为催化剂或吸附剂等,以高岭土[主要成分为Al2(Si2O5](OH)4].烧碱等为主要原料生产分子筛的工艺流程如图:
 
(1)步骤①所得烧渣中主要含有两种固体氧化物,分别为SiO2和             (写化学式)
(2)步骤②加入NaOH溶液前需将烧渣粉碎,其目的是                。
(3)步骤③发生的反应之一是Na2SiO3溶液和通入的CO2气体生成偏硅酸(H2SiO3)沉淀和碳酸氢钠,该反应的化学方程式为                     。
(4)上述流程中可以循环利用的物质(水除外)是                  。
【答案】
解:(1)高岭土受热能分解生成二氧化硅和氧化铝、以及水,故填:Al2O3;
(2)加入NaOH溶液前需将烧渣粉碎,可以增大反应接触面积,加快反应速率,使反应更充分,故填:增大反应接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(3)Na2SiO3和CO2气体反应生成偏硅酸沉淀和碳酸氢钠,故填:Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3;
(4)根据流程图可以看出,二氧化碳是可以循环利用的物质,故填:CO2。
5、我国化学家侯德榜发明的联合制碱法能制得产品纯碱和副产品氯化铵.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).主要生产流程如下:
 
(已知2NH4CI+Ca(OH)2→CaCl2+2NH3↑+2H2O)
①“煅烧炉”中发生反应的化学方程式是                 .
②若在化学实验室里分离“设备(I)”中的混合物,用到的操作名称是                 .操作过程中需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、                .
③在“设备(Ⅱ)”中固体A与水反应的化学方程式是                .该反应属于              反应(填写基本反应类型).
④除水以外可在本流程中可循环利用的物质有                (填写化学式).
⑤举出副产品NH4Cl的一种用途               .
【答案】
解:①“煅烧炉”中,高温条件下,碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3 CaO+CO2↑.
故填:CaCO3 CaO+CO2↑.
②若在化学实验室里分离“设备(I)”中的混合物,用到的操作名称是过滤,操作过程中需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗.
故填:过滤;漏斗.
③在“设备(Ⅱ)”中,固体A中的氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为:CaO+H2O═Ca(OH)2,该反应属于化合反应.
故填:CaO+H2O═Ca(OH)2;化合.
④除水以外可在本流程中可循环利用的物质有氯化铵和氢氧化钙反应生成的氨气和碳酸氢钠分解生成的二氧化碳.
故填:NH3、CO2.
⑤副产品NH4Cl的一种用途是用作氮肥.
故填:用作氮肥.
6、工业上用闪锌矿(主要含ZnS,还含PbS等杂质)制备锌的流程如图1(部分产物略去):
 
(1)X的化学式是              ,图1中用过量空气的目的是               。
(2)①~④中属于化合反应的是               。
(3)Zn          (填“能”或“不能”)与PbCl2溶被反应。
(4)写出反应③中生成ZnO的化学方程式           。
(5)结合下表数据设计:从粗锌中分离出纯锌的方案是             ℃             。
物质    Zn    Pb    C
沸点℃    907    1749    4827
(6)反应②中固体质量随反应时间的变化图示如图,计算产生Y的质量。(写出必要的计算过程)
 
【答案】
解:(1)焦炭在氧气充足时燃烧生成二氧化碳,图1中用过量空气是为了保证让碳完全反应,故填:CO2;使焦炭完全反应;
(2)反应①是碳和氧气点燃生成二氧化碳,属于化合反应,反应②是碳和二氧化碳高温反应生成一氧化碳,属于化合反应,反应③是硫化锌与氧气高温反应生成氧化锌和二氧化硫,不是化合反应,反应④是氧化锌和一氧化碳反应生成锌和二氧化碳,不是化合反应,故填:①②;
(3)锌的活动性强于铅,故锌能与氯化铅溶液反应,故填:能;
(4)反应③中硫化锌与氧气高温反应生成氧化锌和二氧化硫,故填:2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2;
(5)根据表格提供的数据可以看出,锌的沸点比铅低,故可以将粗锌放在一容器中,保持温度907-1749℃,收集的锌蒸气,冷却后可得纯净的锌,故填:将粗锌放在一容器中,保持温度907-1749;收集的锌蒸气,冷却后可得纯净的锌;
(6)设生成Y的质量为x
C+CO2  2CO
12     56
30g     x
 
x=140g
答:产生Y的质量为140g。
7、工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如图:
 
(1)炉渣中含有硅酸钙(CaSiO3),其中硅元素的化合价是                    ,在高炉中加入石灰石的目的是除去脉石(SiO2)生成炉渣CaSiO3,除去脉石的反应化学方程式是                      。
(2)反应:①Fe2O3 +3C 2Fe+3CO↑,②Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2,用于高炉炼铁的原理是              ,属于置换反应的是                        (填序号)。
(3)炼铁时将铁矿石粉碎的目的                 。
(4)炼钢就是将生铁“降碳除杂(硫、磷等)”,写出炼钢炉中降碳的反应化学方程式              。
(5)轧制过程是             变化(填“物理”或“化学”)。
【答案】
解:
(1)钙元素显+2价,氧元素显-2价,设硅元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+2)+x+(-2)×3=0,则x=+4价;在高温下碳酸钙发生分解生成氧化钙和二氧化碳,然后氧化钙与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钙;
(2)高炉炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,置换反应的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物;
(3)炼铁的固体原料需经过粉碎,粉碎的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率;
(4)碳与氧气在点燃下反应生成二氧化碳,从而降低了生铁中的含碳量;
(5)轧制过程中只是钢的形状发生改变,没有新的物质生成,属于物理变化。
答案为:(1)+4; CaCO3 CaO+CO2↑,CaO+SiO2 CaSiO3  。
(2)②;①;
(3)增大反应物接触面积,加快反应速率(合理即可);
(4)C+O2   CO2;
(5)物理。
8、某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙。某同学设计了以下提纯方案
 
(1)若方案中先除去的是氯化镁,接着除去氯化钙,回答:试剂a的化学式是               ,b的化学式是                     。加入过量试剂b后过滤所得滤液的溶质                 。
(2)写出甲试剂a中发生反应的主要化学方程式                ;加适量稀盐酸的作用是         。
(3)若所取粗盐样品中实际含氯化钠的质量为mg,除杂后所得精盐的质量为ng,则m与n的关系是m
                 n(填“>”“=”或“≤”),原因是                    。
【答案】
解:(1)某粗盐样品中含有杂质氯化镁、氯化钙,方案中加入的过量试剂a若为氢氧化钠溶液,氯化镁能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠;然后再加入过量的碳酸钠除去其中的氯化钙,生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,加入过量试剂b后过滤所得滤液的溶质有氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠;故填:NaOH;Na2CO3;氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠;
(2)氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,盐酸可以与过量的氢氧化钠反应生成氯化钠和水,和过量的碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳;故填:MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl;除去前面加入的过量氢氧化钠和碳酸钠;
(3)提纯过程中,加入的氢氧化钠、碳酸钠溶液能与稀盐酸反应生成氯化钠,则经上述提纯后得到的氯化钠比原来样品中的氯化钠的质量增多;故填:<;最后的精盐包括了过量的氢氧化钠、碳酸钠和盐酸反应生成的氯化钠。
9、钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,他们具有很多优良性能,如熔点高、密度小、可塑性好等。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,同时含有少量的Fe2O3、FeO 等) 为原料制TiO2,再由TiO2,制金属Ti 的L艺流程如下:
 
【查阅资料】钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应。
(1)生产生活中,钛和钛合金常见的用途为                       (写一种即可)。
(2)操作2 的名称是                    。
(3)工艺流程中,水解属于                  变化(填“物理变化”或“化学变化”)。
(4)工业上常在高温和氩气氛围中,用金属镁和TiCl4,反应的方法制备Ti,氩气的作用是          。
(5)写出工艺流程中生成硫酸铁的化学方程式                          。
【答案】
解:(1)生产生活中,钛和钛合金常用于制造人造骨、用于航空航天等;故填:制造人造骨、用于航空航天等;
(2)操作2是分离固体与液体的方法,是过滤操作;故填:过滤;
(3)工艺流程中,水解过程中生成了新物质,发生的属于化学变化;故填:化学;
(4)氩气是一种稀有气体,化学性质稳定,该反应在氩气的环境中进行就是利用了其化学性质稳定,防止了钛、镁在高温时被氧化;故填:防止钛、镁在高温时被氧化;
(5)氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水;故填:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O。
10、某课外研究小组,用废弃的黄铜(铜锌合金),通过两种途径制取硫酸铜晶体。实验流程如图所示:
 
(1)操作a为                   ,该操作中用到的玻璃仪器有烧杯、            、玻璃棒。
(2)浓硫酸是化学实验室里一种常见的酸。
①实验室稀释浓硫酸的操作是:将                ,并用玻璃棒不断搅拌。
②化学实验应高度关注安全问题。若不慎将少量浓硫酸沾到皮肤上,应先用大量水冲洗,再涂       溶液。
(3)如图2是实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置。
 
①主要实验操作步骤有:
a.收集气体 b.检查装置气密性 c.将二氧化锰放入锥形瓶中 d.从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液
正确的操作顺序是               (写字母序号)。
②在实验过程中,某同学因加入的药品量不足,致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气,在不拆卸装置和不添加药品的前提下,请帮他想出种解决的方法                    。
(4)操作b的顺序为蒸发浓缩、                过滤、干燥。
(5)下列测定稀硫酸pH的操作正确的是           (写字母序号)。
A.将pH试纸直接插入稀硫酸中
B.先将pH试纸用蒸馏水润湿
C.用玻璃棒蘸取少量稀硫酸,滴在pH试纸上
D.根据试纸显示的颜色估算出溶液的pH
【答案】
解:(1)操作a得到的是固体和液体,为过滤操作,该操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故填:过滤;漏斗。
(2)①实验室稀释浓硫酸时是将 浓硫酸沿器壁慢慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。故填:浓硫酸沿器壁慢慢倒入水中;
②若不慎将少量浓硫酸沾到皮肤上,应先用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。故填:3%~5%的碳酸氢钠;
(3)①实验室制取氧气的主要实验操作步骤是检查装置气密性、将二氧化锰放入锥形瓶中、从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液、收集气体,故正确的操作顺序是 bcda,故填:bcda;
②要想集满这瓶氧气,在不拆卸装置和不添加药品的前提下,可以通过长颈漏斗向锥形瓶内加水将氧气赶到集气瓶中,故填:通过长颈漏斗向锥形瓶内加水将氧气赶到集气瓶中。
(4)操作b的顺序为蒸发浓缩、降温结晶 过滤、干燥,故填:降温结晶。
(5)测定稀硫酸pH的操作正确的是用玻璃棒蘸取少量稀硫酸,滴在pH试纸上,故填:C。
11、某校化学兴趣小组的同学用废弃的黄铜(铜锌合金),通过两种途径制取硫酸铜晶体。实验流程如图所示:
 
(1)操作a为             。
(2)浓硫酸是化学实验室里一种常见的酸。实验室稀释浓硫酸的操作是:将             ,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)滤液A中的溶质是                。
(4)铜在空气中灼烧的反应方程式                 。
(5)兴趣小组的同学通过查资料获悉,铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的方程式是:Cu+2H2SO4 (浓)
    CuSO4+2H2O+SO2↑,以上两种途径,哪种途径制取硫酸铜晶体更好?请说明理由。         (答一点理由即可)。
【答案】
解:
(1)操作a得到固体和液体,所以为过滤。
(2)浓硫酸是化学实验室里一种常见的酸。由于硫酸溶解于水放热且本身的密度比水大,所以实验室稀释浓硫酸的操作是:将 浓硫酸沿烧杯壁缓缓注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)由于是黄铜和过量的硫酸反应,所以生成硫酸锌的同时还有剩余的硫酸,所以滤液A中的溶质是 硫酸锌和硫酸(或H2SO4和 ZnSO4)。
(4)铜在空气中灼烧是铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜,对应的反应方程式 2Cu+O2 2CuO。
(5)兴趣小组的同学通过查资料获悉,铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的方程式是:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑,以上两种途径,途径Ⅱ途径制取硫酸铜晶体更好。途径Ⅱ不生成二氧化硫,更环保或制取相同质量的硫酸铜晶体,途径Ⅱ消耗的硫酸少,原料利用率高(答一点理由即可)。
故答案为:
(1)过滤;
(2)浓硫酸沿烧杯壁缓缓注入水中;
(3)硫酸锌和硫酸(或H2SO4和 ZnSO4);
  (4)2Cu+O2  2CuO;
(5)途径Ⅱ途径Ⅱ不生成二氧化硫,更环保或制取相同质量的硫酸铜晶体,途径Ⅱ消耗的硫酸少,原料利用率高。

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