2021年中考化学压轴题专项练习05 化学工艺与流程图(含解析).docx
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- 2021年中考化学压轴题专项练习05 化学工艺与流程图含解析 2021 年中 化学 压轴 专项 练习 05 工艺 流程图 解析
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1、化学工艺与流程图【考点一】生产工艺流程图【要点梳理】该考点常以“先进生产工艺”为情境,将化工生产过程中的主要生产阶段以生产流程的形式呈现出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题,在解题过程中要掌握工业中主要物质的分类和性质。此类题主要流程分为以下几步:(1)原料处理:研磨:增大接触面积;浸出:通过酸或碱溶解成溶液;煅烧:高温加热。(2)除杂:试剂除杂:利用化学反应加入相应的试剂;氧化除杂:利用氧化剂;调剂pH除杂:利用酸碱性。(3)分离提纯:过滤、蒸发、结晶、洗涤和烘干等。【典型例题】某矿石主要成分是MgO,含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用
2、该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图如图:回答下列问题:(1)步骤和步骤均用到的操作是 。(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和 (填离子符号)。(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表:对应离子Fe3+Cu2+Mg2+开始沉淀时的pH1.94.29.1完全沉淀时的pH3.26.711.1步骤加入熟石灰,调节溶液的pH范围为 ,固体C中所含成分的化学式为 。(4)步骤制得Mg(OH)2的化学方程式为 。【答案】(1)过滤;(2)H+;(3)6.79.1,Cu(OH)2、Fe(OH)3;(4)MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2。【解答】
3、解:(1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,所以步骤和步骤均用到的操作是过滤;(2)盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,和氧化铜反应生成氯化铜和水,和氧化镁反应生成氯化镁和水以及盐酸是过量的,所以溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、Mg2+和H+;(3)由铁离子、铜离子沉淀时的pH值和镁离子开始沉淀的pH值可知,所以步骤加入熟石灰,调节溶液的pH范围为6.79.1,固体C中所含成分的化学式为Cu(OH)2、Fe(OH)3;(4)氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2。【变式训练】1氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应
4、用于化工领域,其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是 BaCO3)制备氯化钡晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程,设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案,实验流程如图所示。(该毒重石样品所含杂质难溶于水,不与酸反应。(1)步骤中发生反应的化学方程式为 。(2)滤液是 30时氯化钡的 溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。(3)关于上述实验方案的相关内容,下列说法不正确的是 (选填字母序号)。A、氯化钡是一种有毒的物质,使用时应注意安全B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料C、可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体D、步骤将滤渣进行水洗,既能提
5、高氯化钡晶体的产率,又能减少 Ba2+环境的污染(4)某同学提出,步骤将滤液浓缩时会产生气体污染物,其化学式为 。为防止污染,需要对滤液处理后再浓缩。简述处理滤液的方法: 。【答案】(1)BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2。(2)饱和。(3)C。(4)HCl 加入适量的碳酸钡。【解答】解:(1)步骤中发生反应是碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡和水以及二氧化碳,对应的化学方程式为 BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2。(2)滤液是过滤晶体得到,所以 30时氯化钡的 饱和溶液。(3)A、氯化钡是一种有毒的物质,使用时应注意安全。正确;B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工
6、原料。正确;C、由于硫酸钡不溶于水也不和酸反应,所以不可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体。错误;D、步骤将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少 Ba2+环境的污染。正确;故选:C。(4)某同学提出,步骤将滤液浓缩时会产生气体污染物,是因为盐酸过量,浓缩时挥发出氯化氢气体,其化学式为 HCl为防止污染,需要对滤液处理后再浓缩。为避免引入新的杂质,所以可以用适量的碳酸钡。处理滤液的方法:加入适量的碳酸钡。2金属钛被用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成份为FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如下:(1)反应的化学方程式为 。
7、(2)TiO2与焦炭(C)和Cl2在高温下反应,该反应中C和Cl2按质量比为12:71的比例参加反应,相应的化学方程式为 。(3)反应的产物除红色固体A外,还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体。则该反应的化学方程式为 。【答案】H2TiO3H2O+TiO2;TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。【解答】解:(1)反应中,H2TiO3分解生成水和二氧化钛,反应的化学方程式为:H2TiO3H2O+TiO2。故填:H2TiO3H2O+TiO2。(2)该反应中C和Cl2按质量比为12:71的比例参加反应,则碳和氯气的物质的量之比为:1:1,相应
8、的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。故填:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。(3)反应中的红色固体是氧化铁,两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体是二氧化硫和三氧化硫,则该反应的化学方程式为:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。故填:2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。【考点二】海水的综合利用工艺【要点梳理】主要包括海水中提取淡水、食盐、金属镁、溴等物质。1. 粗盐提纯:粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,以及可溶性杂质如:Ca2+、Mg2+、SO42-等可溶性杂质。不溶性杂质可以用过滤的方法除去,步骤为:溶解、过滤、蒸发;可溶性杂质中的Ca2+、Mg2
9、+、SO42-则可通过加入BaCl2、NaOH和Na2CO3溶液生成沉淀而除去,最后蒸发水分得到较纯净的精盐。提纯步骤如下:(1)溶解;(2)加入过量BaCl2溶液去除SO42;(3)加入过量NaOH溶液去除Mg2+;(4)加入过量Na2CO3溶液去除Ca2+及BaCl2中的钡离子(加入BaCl2溶液和Na2CO3溶液的顺序不能颠倒);(5)过滤;(6)向滤液中加入适量HCl除去过量NaOH、Na2CO3;(7)蒸发结晶。2.海水提镁Ca(OH)2的生成:CaCO3 = CaO +CO2 (分解反应)CaO + H2O = Ca(OH)2 (化合反应) MgCl2 + Ca(OH)2 =Mg(
10、OH)2 + CaCl2 (复分解反应)Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O (复分解反应)MgCl2通电Mg + Cl2 (分解反应)【典型例题】海洋是个巨大的宝藏。人类利用海洋化学资源大体上经历了如图1所示几个阶段。(1)海水经日晒蒸发水分,变为饱和溶液,再晒析出食盐,这一过程叫 ,这样得到的是“粗盐”,不仅含有泥沙,还含有Ca2+、SO42、Mg2+等为去除三种杂质离子,可向粗盐水中依大加入过量的 (填化学式),过滤去除沉淀后再加入适量盐酸,将溶液调至中性。(2)氯碱工业基本流程(图2):由图示可知工艺中可循环利用的物质是 。(3)海水提镁流程:,写出其中任一个反应
11、的化学方程式 ,提取氯化镁历经 a、b两步转换的目的是 。(4)下列方法中能淡化海水的是 (填字母)。A过滤法 B沉淀法 C多级闪急蒸馏法 D分解法【答案】(1)蒸发结晶;BaCl2、NaOH、Na2CO3;(2)NaCl;(3)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2;获得比较纯净的氧化镁;(4)C。【解答】解:(1)海水经日晒蒸发水分,变为饱和溶液,再晒析出食盐,这一过程是蒸发水分析出晶体,叫蒸发结晶,这样得到的是“粗盐”,含有Ca2+、SO42、Mg2+等为去除三种杂质离子,要除去这些杂质离子,加入的试剂要注意后加入的试剂需要把先加入的过量的试剂除去,故可向粗盐水中依大加入过
12、量的 BaCl2、NaOH、Na2CO3;过滤去除沉淀后再加入适量盐酸,将溶液调至中性。故填:蒸发结晶;BaCl2、NaOH、Na2CO3;(2)根据图示可以看出,该工艺中可循环利用的物质是氯化钠,故填:NaCl。(3)海水提镁中氯化镁能与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2,提取氯化镁历经 a、b两步转换是为了获得比较纯净的氧化镁,故填:MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2;获得比较纯净的氧化镁。(4)多级闪急蒸馏法能淡化海水,故填:C。【变式训练】从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、M
13、gCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图。有关该流程说法错误的是()A不溶性杂质主要是泥沙B过滤时玻璃棒的作用是搅拌,以便加快过滤速度C蒸发时,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干D操作依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液【答案】B【解答】解:A、由题意,粗盐中含有不溶性杂质(泥沙等),则不溶性杂质主要是泥沙,故选项说法正确。B、过滤时玻璃棒的作用是引流,故选项说法错误。C、蒸发时,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干,故选项说法正确。D、镁离子用氢氧根离
14、子沉淀,加入过量的氢氧化钠可溶液以将镁离子沉淀;硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀;至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都可以;钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入过量的碳酸钠溶液转化为沉淀,但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡;操作依次加入的试剂可以为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液,故选项说法正确。故选:B。【考点三】物质的提纯、除杂流程【要点梳理】1.分离与提纯的两种方法:物理方法主要有过滤法、结晶法、蒸馏法和吸附法等,对于结晶法主要有蒸发结晶(适用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠中含有少量硝酸钾时
15、提纯氯化钠用蒸发结晶法)、降温结晶(冷却热饱和溶液,适用于溶解度随温度降低而明显减小的物质,如硝酸钾中含有少量氯化钠时提纯硝酸钾可用降温结晶法)、升温结晶(适用于溶解度随温度升高而减小的物质,如从石灰水中分离出氢氧化钙)。化学方法主要有气化法、沉淀法、置换法、溶解法、加热法等。2.分离与提纯的两种操作:过滤和蒸发。【典型例题】为除去氯化钠中的泥沙和CaCl2、MgCl2、Na2SO4杂质,某化学兴趣小组的同学先将粗盐样品溶解、过滤,除去泥沙后,取粗盐水按以下流程进行实验探究。(1)溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是 。(2)写出一个加入Na2CO3溶液时所发生反应的化学方程式 。(
16、3)上述流程中,若将过滤和加盐酸的操作顺序颠倒,所得精盐产品中含哪些杂质?(BaSO4不溶于水,也不溶于酸)【答案】玻璃棒;Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl或BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaCl;氯化钙、氯化镁、氯化钡。【解答】解:(1)溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的一种玻璃仪器是玻璃棒。故填:玻璃棒。(2)加入Na2CO3溶液时,碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠,发生反应的化学方程式:Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl,BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaCl。故填:Na2CO3+CaCl2CaC
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