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BCDF;
⑤根据铜的质量全部来自氧化铜,若最后得到铜128克,则原工业废料中含氧化铜的质量是
。
2.高炉炼铁所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等,其过程可用下图简要表示:
已知气体①、气体②和固体③均属于氧化物。
(1)气体②的化学式为_____。
根据氧化物的性质推测炉渣的主要成分为_____(填化学式)。
(2)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣(如图2所示)。
能实现渣铁分离的原因是是因为炉渣具有_____、_____的性质。
(3)反应Ⅰ~Ⅴ中属于化合反应的有_____个,属于分解反应的有_____个,属于置换反应的有_____个。
(4)高炉气体中含有多种成分,其中含量最高(占55%~60%)的是_____(填化学式),此外还含有25~30%的可燃性气体_____(填化学式),以及9~12%左右的_____(填化学式)。
【答案】COCaSiO3熔点高密度比铁水小310N2COCO2
【分析】
【详解】
(1)碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳,所以气体②的化学式为CO,化学反应前后,元素种类不变,所以依据氧化物的性质推测炉渣的主要成分为:
CaSiO3;
(2)炉渣的出口在上方,铁水的出口在下方,所以炉渣具有熔点高、密度比铁水小的性质;
(3)Ⅰ是碳和氧气反应生成二氧化碳,属于化合反应,Ⅱ是二氧化碳和碳高温生成一氧化碳,属于化合反应,Ⅲ是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,不属于基本反应类型,Ⅳ是氧化钙、二氧化硅反应生成硅酸钙,属于化合反应,Ⅴ是碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳,属于分解反应,所以反应Ⅰ~Ⅴ中属于化合反应的有3个,属于分解反应的有1个,属于置换反应的有0个;
(4)空气中含量最高的是氮气,所以高炉气中含有多种成分,其中含量最高(占55~60%)的是N2,此外还含有25~30%的可燃性气体CO,以及9~12%左右的CO2。
3.硫铁矿烧渣(主要成份Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等,铁的氧化物均能与盐酸反应,SiO2不与酸反应)是工业生产硫酸的废渣,利用硫铁矿烧渣制备铁红(Fe2O3)等产品的部分流程如图所示:
(1)焙烧时C与O2不完全燃烧产生的气体都能将铁的多种氧化物还原成铁。
试写出该气体与Fe3O4反应的化学方程式__________。
(2)酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是__________。
(填化学式)
(3)在空气中煅烧FeCO3即FeCO3与空气中的O2反应生成Fe2O3和CO2,试写出该反应的化学反应方程式为:
__________。
(4)若产品a的主要成分是K2SO4,得到产品a时加入的试剂X为__________。
由此判断在此条件下K2SO4的溶解度__________NH4Cl的溶解度(选填“<”或“>”或“=”)。
(5)可选用下列__________(填字母)洗涤产品a。
A.KCl饱和溶液B.水C.饱和K2SO4溶液.
【答案】4CO+Fe3O4
3Fe+4CO2FeSO44FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2KCl<C
(1)根据碳不完全燃烧产生的气体是一氧化碳,一氧化碳与四氧化三铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳解答;
(2)根据酸浸后发生的反应考虑生成物;
(3)根据书写方程式的原则书写;
(4)根据反应流程分析解答;
(5)根据产品a的主要成分是硫酸钾,所选试剂能溶解其他物质但不能溶解硫酸钾解答。
(1)C与氧气不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳与Fe3O4反应生成物是铁和二氧化碳,化学方程式为Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2;
(2)酸浸后发生的反应是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是硫酸亚铁(FeSO4);
(3)在空气中煅烧FeCO3的反应物是FeCO3和氧气,生成物是Fe2O3与CO2,反应条件是高温,所以方程式为4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2;
(4)由流程图可以看出酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是硫酸亚铁,硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁和硫酸铵,过滤后反应Ⅱ中硫酸铵与X反应生成硫酸钾和氯化铵,因此加入的X应为氯化钾(KCl),要过滤得到硫酸钾,说明在此条件下硫酸钾的溶解度小于氯化铵的溶解度;
(5)产品a的主要成分是硫酸钾,所选试剂必须能溶解其他物质但不能溶解硫酸钾,故选C。
4.化学兴趣小组同学,在实验后欲对无色澄清的废液进行检验并回收利用。
已知该无色废液中可能含有硫酸、盐酸、氯化镁、氯化钡中的一种或几种,他们的检验和回收流程如下:
完成填空:
①操作Ⅰ、操作Ⅱ的名称是________;
②生成白色沉淀A的基本反应类型是__________;
③无色溶液2中加入足量稀盐酸的现象为__________;
④由实验可知,废液中一定含有的溶质是________,用化学方程式解释一定不存在的物质的原因______
【答案】过滤复分解反应有气泡产生氯化镁、氯化钡
已知该无色废液中可能含有硫酸、盐酸、氯化镁、氯化钡中的一种或几种,加入氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,氯化镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀,故一定含氯化镁,向白色沉淀A中加足量稀盐酸,氢氧化镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和水,蒸发可得氯化镁固体,向无色溶液1中加入过量碳酸钠溶液,产生白色沉淀B,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀,故废液中一定含有氯化钡,由于氯化钡能与硫酸反应生成硫酸钡沉淀,故废液中一定不含硫酸,碳酸钠过量,故无色溶液2中一定含有碳酸钠,加入足量稀盐酸,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,蒸发,可得氯化钠。
①操作Ⅰ、操作Ⅱ实现了固液分离,是过滤;
②加入氢氧化钠溶液,氯化镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,该反应是由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;
③无色溶液2中一定含有碳酸钠,加入足量稀盐酸,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故实验现象为:
有气泡产生;
④由分析可知,废液中一定含有氯化镁、氯化钡,一定不含硫酸,因为氯化钡能与硫酸反应生成硫酸钡和盐酸,该反应的化学方程式为:
5.某化工厂用废硫酸制备K2SO4的流程如下:
(l)生产上将CaCO3研成粉末的目的是_____;
写出反应①的化学方程式:
_____,操作I的名称是_____。
(2)上述流程中,除可综合利用CO2外,还可循环使用的物质是_____(写化学式)。
(3)写出反应③的化学方程式:
_____,反应③在常温下能实现的原因是_____。
(反应③中相关物质的溶解度见下表)
物质
KCl
K2SO4
NH4Cl
(NH4)2SO4
溶解度/g(20℃)
34.2
11.1
37.2
75.4
(4)洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是_____。
【答案】防止生成的微溶物CaSO4附着在CaCO3表面,增大接触面积,加快反应速率CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑过滤CaCO3(NH4)2SO4+2KCl==K2SO4↓+NH4ClK2SO4在常温下溶解度最低,先从溶液中析出晶体防止K2SO4溶于水,损失样品
(l)生产上将CaCO3研成粉末的目的是防止生成的微溶物CaSO4附着在CaCO3表面,增大接触面积,加快反应速率;
CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑,操作I的名称是过滤。
(2)上述流程中,除可综合利用CO2外,还可循环使用的物质是CaCO3。
(NH4)2SO4+2KCl==K2SO4↓+NH4Cl,反应③在常温下能实现的原因是K2SO4在常温下溶解度最低,先从溶液中析出晶体。
(4)洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是防止K2SO4溶于水,损失样品。
6.硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。
用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如图所示:
提示信息:
Ⅰ.加入H2O2的目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+
Ⅱ.SiO2不与硫酸反应
Ⅲ.已知某些金属阳离子在溶液中生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示,当溶液的pH达到完全沉淀值时,可以认为金属阳离子已完全沉淀。
氢氧化物
完全沉淀时的pH
Mg(OH)2
10.8
Fe(OH)2
9.6
Fe(OH)3
3.7
Al(OH)3
4.7
(1)写出加热溶解中发生反应的其中一个化学方程式:
____。
(2)滤液2中大量存在的金属离子是___。
(3)调节两次pH值的原因是___。
(4)利用Mg(OH)2与含SO2和O2的烟气反应生成MgSO4和另一种无污染的化合物,可以使烟气脱硫,请问另一种产物的化学式为___。
【答案】
Na+、Mg2+先使Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀再使Mg2+完全转化为Mg(OH)2H2O
(1)硫酸能与氧化镁反应生成硫酸镁和水,与氧化铁反应生成硫酸铁和水,能与氧化亚铁反应生成硫酸亚铁和水,能与氧化铝反应生成硫酸铝和水,反应的方程式分别为:
,3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O,H2SO4+FeO=FeSO4+H2O,3H2SO4+Al2O3=Al2(SO4)3+3H2O。
故填:
(或3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O或H2SO4+FeO=FeSO4+H2O或,3H2SO4+Al2O3=Al2(SO4)3+3H2O)。
(2)滤液1中加入H2O2的目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,再加入氢氧化钠,溶液pH升高,调PH=6.0,铁离子全部转化为氢氧化铁沉淀,铝离子和氢氧根离子形成氢氧化铝沉淀,过滤除去氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,由于氢氧化钠中含有钠离子,所以滤液2中大量存在的金属离子是Na+、Mg2+。
Na+、Mg2+。
(3)调节两次pH值的原因是:
先使Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,再使Mg2+完全转化为Mg(OH)2,从而将氢氧化镁与氢氧化铁、氢氧化铝分离。
故填:
先使Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,再使Mg2+完全转化为Mg(OH)2。
(4)根据质量守恒定律,反应物为Mg(OH)2、SO2和水,产物为MgSO4,另一种无污染的化合物,所以该生成物为H2O。
H2O。
7.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
(1)上述生产纯碱的方法称_____,副产品的一种用途为_____。
(2)向沉淀池中通入两种气体,先通入的是_____(填“NH3”或“CO2”),沉淀池发生的化学反应方程式是_____。
(3)写出上述流程中X物质的化学式_____。
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了_____(填“循环Ⅰ”或“循环Ⅱ”)。
从沉淀池中取NaHCO3沉淀的操作是_____。
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,先滴加足量的_____,排除Na2CO3的干扰,再滴加_____。
【答案】联合制碱法作化肥NH3
循环Ⅰ过滤硝酸硝酸银
联合法制碱是以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料,制取纯碱,副产氯化铵的过程,煅烧碳酸氢钠时生成二氧化碳,氯化钠和硝酸银反应生成氯化银和硝酸钠,氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵。
(1)联合法制碱是以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料,制取纯碱,副产氯化铵的过程,故上述生产纯碱的方法称联合制碱法,副产品是氯化铵,用途为作化肥。
(2)二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,应该先通氨气有利于吸收二氧化碳,故向沉淀池中通入两种气体,先通入的是NH3,沉淀池发生的反应是氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学反应方程式是
(3)煅烧碳酸氢钠时生成二氧化碳、二氧化碳能循环利用,故上述流程中X物质的化学式为
(4)循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中,氯化钠最后剩余在母液中,故使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环Ⅰ。
过滤可以将固体和液体分离,故从沉淀池中取NaHCO3沉淀的操作是过滤。
(5)氯离子能和硝酸酸化的硝酸银反应生成白色沉淀,为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,先滴加足量的稀硝酸,排除Na2CO3的干扰,再滴加硝酸银溶液,有白色沉淀说明含有氯化钠,否则,没有氯化钠。
【点睛】
二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气极易溶于水,应该先通氨气有利于吸收二氧化碳,氯离子能和硝酸酸化的硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀。
8.海洋是人类宝贵的自然资源,海水“制盐”体现了人类利用化学科学征服和改造自然的智慧。
通过晾晒海水,可以得到粗盐,担盐中含有不溶性杂质(如泥沙等)和可溶性杂质(如MgCl2、CaC12等),工业上以粗盐为原料制取精盐,其生产流程如图所示
请回答下列问题:
(1)操作b中玻璃棒的作用是_____。
(2)加入Na2CO3溶液除去的离子是_____(填离子符号),加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为_____;
(3)滤液中溶质的主要成分是_____(填化学式),加入足量稀盐酸的目的是_____。
(4)如果称量Ⅰ中称得粗盐的质量为3g,称量Ⅱ中称得精盐的质量为3.1g,则下列分析正确的是_____(填字母)
A精盐的产率为103.3%
B蒸发操作中可能有水分没有蒸干
C除杂过程中有NaCl生成
D溶解操作中粗盐没有完全溶解
【答案】引流Ca2+MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓NaCl、NaOH、Na2CO3除去过量的氢氧化钠和碳酸钠BC
(1)操作b是过滤,玻璃棒的作用是引流。
引流。
(2)加入Na2CO3溶液除去的离子是Ca2+,加入NaOH溶液,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式为:
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓。
Ca2+;
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
(3)滤液中溶质的主要成分是NaCl、NaOH、Na2CO3,加入足量稀盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。
NaCl、NaOH、Na2CO3;
除去过量的氢氧化钠和碳酸钠
(4)A、精盐的产率不可能为103.3%,该选项说法不正确;
B、蒸发操作中可能有水分没有蒸干,该选项说法正确;
C、除杂过程中有NaCl生成,该选项说法正确;
D、溶解操作中粗盐没有完全溶解,会导致精盐质量偏小,该选项说法不正确。
BC
9.食盐是一种重要的化工原料。
请回答下列问题。
⑴请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤。
①操作Ⅰ的名称________________
②在过滤操作中,用到的玻璃仪器有:
烧杯,玻璃棒和___________________.ƒ如果实验获得的精盐是潮湿的,则实验产率_______________(“偏大”或“偏小”或“无影响”)
⑵由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质,不能满足化工生产的要求,因此必须将粗盐进行精制。
流程如下图。
①加入盐酸调节滤液的pH=7目的是恰好除去过量的碳酸钠和____________,写出有气体产生的反应方程式______________________________________
②通过操作Ⅲ所得沉淀有:
氢氧化镁,硫酸钡,碳酸钙和________________。
ƒ如果稍过量的试剂加入的顺序依次为:
Na2CO3,NaOH,BaCl2和盐酸,则最后得到的氯化钠溶液中一定含有杂质____.
操作Ⅳ的方法可以是:
先在滤液中滴入酚酞溶液,再逐滴滴入盐酸直到滤液的pH=7的依据的现象是溶液由______色变为______色(或恰好无气体产生)。
【答案】蒸发(或蒸发结晶)‚漏斗ƒ偏大?
氢氧化钠(NaOH)Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O‚碳酸钡(BaCO3)ƒ氯化钡(BaCl2)„红,无;
(1)①去除泥沙的步骤是:
溶解、过滤、蒸发结晶;
②该过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒和漏斗等,如果实验获得的精盐是潮湿的,则实验产率会偏大;
(2)①
加入盐酸调节滤液的pH=7目的是恰好除去过量的碳酸钠和氢氧化钠(NaOH);
碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O;
氢氧化镁,硫酸钡,碳酸钙和碳酸钡(BaCO3),如果稍过量的试剂加入的顺序依次为:
Na2CO3,NaOH,BaCl2和盐酸,则最后得到的氯化钠溶液中一定含有杂质是氯化钡(BaCl2),因为盐酸与氯化钡不反应;
碳酸钠和氢氧化钠溶液显碱性,加入无色酚酞,溶液变红,盐酸和氯化钠遇到酚酞不变色,故操作Ⅳ的方法可以是:
先在滤液中滴入酚酞溶液,再逐滴滴入盐酸直到滤液的pH=7的依据的现象是溶液由红色变为无色(或恰好无气体产生)。
10.下图是用绿色粉末A制取红色金属H的两种流程,其中白色固体F是一种常见的建筑材料,固体乙是目前用途最广、产量最高的金属。
⑴写出有关物质的化学式:
B____;
乙____。
⑵写出转化①的化学方程式______________________,F的其他用途有_______。
⑶转化②的过程中生成红色固体H的化学方程式为__________________;
如果在转化②中同时产生气体,则原因是(用化学方程式说明)_____________________。
⑷转化③发生的反应方程式为_________________。
⑸如果在实验室中由物质A制取H,上述两种流程中,操作比较简便的是流程______。
【答案】CuOFeCaCO3
CaO+CO2↑干燥剂Fe+CuCl2===Cu+FeCl2Fe+2HCl==FeCl2+H2↑CuO+CO
Cu+CO2↑一
(1)绿色粉末A制取红色金属H,实际是碱式碳酸铜制取铜的过程;
碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和水和二氧化碳,因此黑色固体B是氧化铜;
固体乙是目前用途最广、产量最高的金属,因此乙是铁;
CuO、Fe;
(2)碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,化学方程式为:
CaCO3
CaO+CO2↑;
因此E是碳酸钙,F是氧化钙,D是二氧化碳,氧化钙可以做干燥剂,也可以用来做消毒剂等;
(3)铁与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,如果在转化②中同时产生气体,则说明盐酸过量,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:
Fe+CuCl2═Cu+FeCl2;
Fe+2HCl═H2↑+FeCl2;
(4)一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,化学方程式为:
CO+CuO
Cu+CO2;
(5)如果在实验室中由物质A制取H,操作一比较简便。
11.己知某粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质。
实验室提纯流程如下:
(1)第④步操作发生反应的化学方程式是______________________________。
(2)第⑤步操作的目的是__________________________________。
(3)现用质量分数为12%的氯化钠溶液(密度约为1.09g/cm3),配制20g质量分数为6%的氯化钠溶液:
①需要质量分数为12%的氯化钠溶液_________mL(计算结果精确到0.1),需要水____________mL(水的密度为1g/cm3)。
②该溶液配制过程中用到的仪器除了量筒、烧杯、玻璃棒外,还需要____________。
量取所需要的12%的氯化钠溶液时,应选用________(填“10mL”或“20mL”或.“50mL”)规格的量筒。
【答案】MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl29.210胶头滴管10mL
(1).加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去氯化镁,发生反应的化学方程式是MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl;
(2)加入过量的碳酸钠溶液的目的除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2;
因为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠;
和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠;
(3)设配制20g质量分数为6%的氯化钠溶液,需要质量分数为12%的氯化钠溶液xml,20g×
6%=12%×
x×
1g/cm3,x=9.2ml;
②量取液体时应先倾倒至接近刻度,然后用胶头滴管滴加至刻度线,所以还需要胶头滴管。
选取量筒的原则是量筒的量程和被量的液体体积接近,同时一定一次量完,所以量取9.2ml的12%的氯化钠溶液时,应选用10mL的量筒。
12.已知某工业废水中含有大量FeSO4较多的CuSO4少量的Na2SO4以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·
7H2O晶体及金属Cu。
(1)步骤1、步骤2、步骤3的主要操作是相同的,需用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外还有_____。
(2)步骤2中发生反应的化学方程式为_____。
(3)步骤3中发生反应的化学方程式为_____。
(4)步骤4中涉及的操作是:
蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、烘干,过