2026年九年级 中考化学专项练习:工艺流程图题(解析版)

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2026年九年级 中考化学专项练习:工艺流程图题(解析版)

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中考化学专项练习:工艺流程图题
题●型●解●码
题型概述 广东省中考化学的综合能力题中经常出现工艺流程类题型,以最新的国家先进工艺流程为情境素材,全面考查学生的关键能力和核心素养。对比近3年广东省的综合能力题,虽然难度者有所降低,但紧密联系实际生活,考查学生的科学思维和解决问题的综合能力。工艺流程类题型经常结合坐标图像,表格考查,须具备从题干提供的信息中获取解题信息的能力,还须具备低碳,环保意识。
考向分类 考向01 物质的制备、生产考向02 分离和提纯类
技巧点拨 工艺流程路线示意图审→拆→答 三步解题法审:审题干找出目的,划出关键词,知道做什么。明确原料成分(反应物);明确流程的目的(产品,产物)拆:结合考点,拆解各环节根据框图对比操作前后的变化,判断反应物,生成物。1、关注"箭头":箭头进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产物和副产物).2、关注"三线":出线和进线表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环利用(有些循环物质没有可逆线,但前后均出现物质的名称或化学式).3、看问题明确答什么,先完成与题干无关的简单问题。答的问题与哪步流程有关,考查了什么知识等。4、整合信息根据与流程有关的问题整合答题所需信息,如试剂用量(若试剂过量就会有剩余);时刻关注"查阅资料";除杂试剂要"足量".答:精准作答,对应设问类型操作名称、试剂选择、目的作用、方程式书写、评价等。
考●向●破●译
考向01 物质的制备、生产
典例引领
【典例01】(2025·广东省·中考真题)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍合金器件的主要工序如图。
(1)原料制备
ⅰ.制铁粉:,则X为__________,参加反应的与的质量比为__________。
ⅱ.制纯镍粉:(气态),示意图如图,则温度较高的是__________(填“a”或“b”)区。
ⅲ.将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合,制成原料颗粒。
(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是__________。
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是___________。与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有__________(写一条)。
(4)渗碳:通过渗碳技术可优化产品性能。对比图中不同温度下含碳量随渗层深度变化的曲线,可得出的结论是__________(写一条)。某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量为0.6%的要求,图中三个温度中最适合的是__________℃。
方法透视
解题思路 第一步,读题干,抓核心:先快速浏览题干,明确两个关键点:原料是什么 最终要得到什么产品 这帮你建立解题的大方向。第二步,审流程,理主线:仔细看流程图,顺着箭头方向,把整个流程分成几个步骤。重点关注"进线"(反应物)和"出线"(生成物),搞清楚每一步发生了什么操作和反应。第三步,看问题,定目标:通读所有问题,有些问题可能和流程图关系不大(比如问玻璃棒作用),可以先解决掉,减轻做题压力。第四步,整合信息,精准作答:结合题干信息,流程图和问题,带着目的去分析。
解题模型 原料预处理 1、粉碎(研磨)增大反应物之间的接触面积,加快反应速率或使反应更充分。2、提高温度升高温度,加快反应速率搅拌使反应物充分接触,加快反应速率灼烧(煅烧)使物质高温下反应或分解5、浸出使原料中的物质溶解(或与浸取液接触反应),可溶性离子进入溶液,不溶物过滤除去。(1)水浸:使可溶物溶解,与不溶物分离。(2)酸浸:溶解金属,金属氧化物,难溶性碱或碳酸盐等。(3)碱浸:除去与碱反应的物质,或者使可溶性金属离子进入溶液等。
核心反应 通过调控反应的条件,进行多步反应,尽可能将有用物质转化为产品,同时进一步进行除杂。分析流程中各物质组成(分辨有用物质及杂质)熟练地掌握核心反应中物质的转化;(2)生成物一定存在;(3)注意反应物中"过量"等字眼;(4)注意原料中是否有未参加反应的物质;(5)注意被分离出去的物质。2、如何选择加入核心反应的试剂(1)能使主要物质转化,进一步除杂,最终不引入新的杂质;(2)加入试剂调节溶液的pH,使反应发生(如生成沉淀除去某离子)或避免某反应。
分离与提纯 过滤:固、液分离。蒸馏:液、液分离。结晶(1)蒸发结晶:提取的物质溶解度随温度变化影响不大。(2)降温结晶:提取的物质溶解度随温度降低而大幅度减小。(3)溶液中结晶的后续操作为:过滤,洗涤,干燥。(4)洗涤液要选择不溶解晶体(有用物质),只溶解杂质的试剂,且本身不会成为杂质的试剂。
分析物质的组成,判断循环利用的物质 可循环利用的物质是指作为反应物参与流程反应,又在后面的反应中生成的物质,流程图中头回转指向前面方框的即是可循环利用的物质。可循环利用的物质不一定都有箭头显示,需根据具体反应判断。
化学方程式的书写 1、根据箭头方向判断反应物和生成物。2、根据质量守恒定律,判断没有给出的其他反应物或生成物。
工艺评价 回收金属,提高资源利用率;无有害废水排放,环保;使用廉价原材料(如铁粉),降低成本
变式演练
【变式01】(2023·广东·中考真题)电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和   (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于   反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价   (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为   。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。    ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为    。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有   (写两条)。
【变式02】(2024·广东广州·中考真题)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有________(填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有________。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是________。
(4)“滤液2”显________性(填“酸”、“中”或“碱”)。
(5)结合下图分析:
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为________。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是________。
(6)“滤液3”一定是________(填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为________。
考向02 分离和提纯类
典例引领
【典例01】(2023·广东广州·中考真题)制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,某小组从中获取NaCl和Na2SO4的主要过程如下:
(1)“除杂1”应依次加入的两种试剂是______、______,“除杂2”应加入的试剂是______。(除杂限选试剂:HCl、HNO3、Na2CO3、Ca(OH)2)
(2)将“溶液A”在80℃蒸发浓缩,至有少量固体析出。
①该小组分析溶解度曲线,推测析出的少量固体是NaCl,但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释:______。
②该小组停止蒸发浓缩,经______、过滤得到大量Na2SO4固体及母液;将母液中的NaCl分离出来,操作是______。
(3)设计由硫磺(单质硫)生产Na2SO4的转化路径,依次写出反应的化学方程式:______。(提示:常见+4价硫的化合物可与O2化合为+6价硫的化合物)
方法透视
解题思路 第一步,读题干,抓核心:先快速浏览题干,明确两个关键点:原料是什么 最终要得到什么产品 这帮你建立解题的大方向。第二步,审流程,理主线:仔细看流程图,顺着箭头方向,把整个流程分成几个步骤。重点关注"进线"(反应物)和"出线"(生成物),搞清楚每一步发生了什么操作和反应。第三步,看问题,定目标:通读所有问题,有些问题可能和流程图关系不大(比如问玻璃棒作用),可以先解决掉,减轻做题压力。第四步,整合信息,精准作答:结合题干信息,流程图和问题,带着目的去分析。
解题模型 原料预处理 1、粉碎(研磨)增大反应物之间的接触面积,加快反应速率或使反应更充分。2、提高温度升高温度,加快反应速率搅拌使反应物充分接触,加快反应速率灼烧(煅烧)使物质高温下反应或分解5、浸出使原料中的物质溶解(或与浸取液接触反应),可溶性离子进入溶液,不溶物过滤除去。(1)水浸:使可溶物溶解,与不溶物分离。(2)酸浸:溶解金属,金属氧化物,难溶性碱或碳酸盐等。(3)碱浸:除去与碱反应的物质,或者使可溶性金属离子进入溶液等。
核心反应 通过调控反应的条件,进行多步反应,尽可能将有用物质转化为产品,同时进一步进行除杂。分析流程中各物质组成(分辨有用物质及杂质)熟练地掌握核心反应中物质的转化;(2)生成物一定存在;(3)注意反应物中"过量"等字眼;(4)注意原料中是否有未参加反应的物质;(5)注意被分离出去的物质。2、如何选择加入核心反应的试剂(1)能使主要物质转化,进一步除杂,最终不引入新的杂质;(2)加入试剂调节溶液的pH,使反应发生(如生成沉淀除去某离子)或避免某反应。
分离与提纯 过滤:固、液分离。蒸馏:液、液分离。结晶(1)蒸发结晶:提取的物质溶解度随温度变化影响不大。(2)降温结晶:提取的物质溶解度随温度降低而大幅度减小。(3)溶液中结晶的后续操作为:过滤,洗涤,干燥。(4)洗涤液要选择不溶解晶体(有用物质),只溶解杂质的试剂,且本身不会成为杂质的试剂。
分析物质的组成,判断循环利用的物质 可循环利用的物质是指作为反应物参与流程反应,又在后面的反应中生成的物质,流程图中头回转指向前面方框的即是可循环利用的物质。可循环利用的物质不一定都有箭头显示,需根据具体反应判断。
化学方程式的书写 1、根据箭头方向判断反应物和生成物。2、根据质量守恒定律,判断没有给出的其他反应物或生成物。
工艺评价 回收金属,提高资源利用率;无有害废水排放,环保;使用廉价原材料(如铁粉),降低成本
变式演练
【变式01】(2025·广东广州·模拟)我国运城盐湖(湖水富含、)地区是世界上最早采用人工治畦、利用日光晒盐的地方。当地开创的“垦畦浇晒”产盐法,发展成熟于隋唐时期,至今仍在沿用。“垦畦浇晒”的工艺流程见图1,和的溶解度曲线见图2。
Ⅰ.古法制盐分析
(1)古代劳动人民利用盐湖水“晒”盐的原理是   结晶。
(2)当蒸发畦中的盐湖水变得“模糊”时,工人将盐湖水经沟渠引入结晶畦,为防止泥沙等杂质进入结晶畦,工人会在沟渠不同位置设置多个表面带有许多小孔的盐板,这一过程称为“过箩”除杂,“过箩”除杂与实验室中的   操作原理相似。
(3)该工艺最终所得卤水中一定含有的阴离子为   (写离子符号)。
(4)当气温较低时,所制得的粗盐中含量较高,这是因为   。为除去粗盐中的,可使用   溶液对粗盐进行淋洗。
Ⅱ.实验室制盐
化学实践小组的同学们取某区域的盐湖水样品(主要含、及少量和),他们从中获取和的主要过程如下:
(5)除Mg2+、Ca2+所用的试剂分别为   、   。
(6)将“溶液A”在80℃蒸发浓缩,至有少量固体析出。小华同学分析溶解度曲线,推测析出的少量固体是,但检验后却发现是。请作出合理解释   。
(7)小华同学停止蒸发浓缩,经   、过滤得到大量固体及母液。后续从母液中获取固体。
【变式02】(2025·广东省·模拟)以钛石膏为主要原料制备碳酸钙粉体和硫酸铵,为钛石膏的综合利用提供了一条新途径,生产工艺流程简图如图所示。钛石膏浆液的主要成分为CaSO4、氨水(NH3·H2O)。
(1)操作Ⅰ的名称是   。
(2)在钛石膏浆液中加入碳酸氢铵,主要发生了下面两个反应,请补充完整化学方程式并回答问题:
a.   
b.   ,此反应属于   (填基本反应类型)。
(3)根据流程图可判断硫酸铵的溶解度随温度的升高而   (填“增大”或“减小”),请写出硫酸铵的一种用途:   。
(4)根据实验可得碳酸钙和硫酸铵的产率随反应温度、反应时间的变化如图所示,则制备碳酸钙和硫酸铵的最佳条件是   。
题●型●训●练
1.(2024·广东·中考真题)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
图1
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是______。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于______(填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为______。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2X,X的化学式为_______。物质X可用于______和______工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在______内(填字母)。
a.45~49℃ b.50~52℃ c.53~55℃ d.56~60℃
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为______。
2.(2023·广东深圳·中考真题)(2023·深圳)某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备(Au)和Cu的流程如图所示:
琴琴同学查阅资料已知:
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。
(1)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致   。
(2)“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是   。
(3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是   ,加入过量稀硫酸的目的是   。
(4)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为   ,该反应属于   反应(填写基本反应类型)。
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O的化学方程式为   。
3.(2024·广东深圳·中考真题) 铁黄(FeOOH)是一种颜料,以某硫铁矿废渣(主要成分,含有少量的,其余成分不考虑)为原料,制取铁黄,以下是制取工艺流程。
注:铁黄不与水反应,不与水和反应
(1)过程Ⅰ的化学方程式为   ,滤渣Ⅰ中的物质有   (填化学式);
(2)过程Ⅱ的操作名称为   ;
(3)过程Ⅲ中的化学方程式为,该反应属于   反应(填基本反应类型);
(4)①FeOOH随着温度的升高,可以加热分解成,写出其反应的化学方程式   ;
②温度不同时,生成的颜色如下表:
温度/℃ 400 700 750 800
颜色 橘红 鲜红 鲜红 暗红
如果思考乐希希同学想获得鲜红的,应把温度控制在   。
4.(2025·广东深圳·中考真题)铜具有重要战略价值。古代以黄铜矿(其主要成分为)为原料,运用火法炼铜工艺得到铜。现代在火法炼铜工艺的基础上发展出闪速炼铜工艺。思考乐永浩同学对比二者原理如图:
(1)“闪速炼铜”速率远快于“火法炼铜”,思考乐科科同学由此可知,___________炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细。
(2)火法炼铜中,思考乐林达同学发现持续向中鼓入空气并维持高温状态,这说明反应是___________(吸收/放出)热量,反应的化学方程式___________。
(3)反应生成的可用于工业制造一种酸,请帮助思考乐嘉煜同学写出这种酸___________(化学式);可被石灰乳吸收,请说明其吸收效果优于石灰水的原因:___________。
(4)火法炼铜中,炉渣是由2种物质化合生成的,请帮助俊基同学写出沙子提供的物质___________(填化学式)。
(5)对比火法炼铜,思考乐怡妍同学发现闪速炼铜的优势有___________(填序号)。
a.高温更少,节约能源 b.原料更少,节省成本 c.无污染
5.(2025·广东南山·模拟)兴趣小组对劳动课上使用的锄头产生了兴趣,进行探究。回答下列问题:
(1)“锄头”的制作过程
[查阅资料]锄头由生铁锻造制成。
①过程Ⅰ中的化学方程式可表示为,X的化学式是   。
②过程Ⅱ表示工业高炉炼铁,其中焦炭除了提供能量外还能产生CO,写出CO炼铁的化学方程式   。
(2)“锄头”的除锈翻新
长期使用的锄头表面有锈迹和油污,同学们按以下流程进行除锈翻新。
①根据实验目的,一定浓度的甲溶液可能为   (填“稀盐酸”或“NaOH溶液”)。
②若“除锈”前无“水洗”步骤,除锈液(含盐酸)的使用量将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
③写出除锈液(含盐酸)“除锈”的主要化学方程式   “除锈”后仍需“水洗”的目的是   。
④锄头翻新后仍要进行防锈处理,写出一条生活中的防锈方法   。
6.(2025·广东高州·模拟)《天工开物·彰施·蓝淀》中记载:“凡造淀,叶与茎多者入窖,少者入桶与缸,水浸七日,其汁自来。每水浆一石下石灰五升,搅冲数十下,淀信即结。水性定时,淀沉于底”。靛蓝的制作工艺如图1所示,使用的原材料为蓝草、水、石灰、微生物,蓝草主要有菘蓝、蓼蓝和马蓝。
(1)原料需经过研碎处理,研碎蓼蓝茎叶的目的是   ,“操作1”的主要目的是从吲羟浊液中得到吲羟溶液,该操作名称是   。
(2)蓝染工艺中,从蓼蓝等植物中提取靛蓝染料的过程涉及到复杂的化学变化,吲哚酮溶液在空气中氧化的化学方程式为2C16H12O2N2+O2=2C16H10O2N2↓+2Y,则的分子式为   。
(3)“每水浆一石下石灰五升,搅冲数十下,淀信即结”。“石灰”指的是熟石灰,通过生石灰与水反应制得,该反应的化学方程式为   ,属于   反应(基填本反应类型)。
(4)加石灰是调节环境的pH,为靛蓝染料还原反应创造有利的环境。要使还原剂的有效性好且可溶性隐色体的转化率高,据图2可知,pH应控制在   内(填字母)。
a.6~7 b.7~8 c.8~9 c.9~10
(5)实验后的废液呈碱性,可以加入适量   (填名称)处理后再排放。
7.(2025·广东佛山·模拟)中科大团队设计了一种新型回收装置(如图1),能绿色回收废旧电池中的锂,同时捕获废气,并产生可观的电能。
(1)任务一:认识装置
碳布用作电极是利用其   性。碳布还可捕获废气中的   (填化学式)并将其转化为离子,该过程   电子(填“失去”或“得到”)。
(2)任务二:揭秘原理
第一步:   。
第二步:在空气中变为更稳定的。两种盐中锂元素质量分数更大的是   。
两步反应中氮元素化合价的变化情况为   。
(3)任务三:知识拓展
i.未被捕获的废气在实验室中可用   溶液除去。
ii.本方法与另两种传统锂回收方法的能耗及利润如图,分析本方法的突出优势为   ______(写两点)。
9.(2025·广东福田·模拟)某工厂利用某含锌废料(主要含ZnO、SiO2和CuO等)制备锌和氧化锌的工艺流程如图。请回答下列问题:
资料:①SiO2难溶于水,也难溶于酸。
②《天工开物》记载的“火法炼锌”的原理:。
(1)过程I中,该过程涉及的反应的化学方程式为   。加入足量稀硫酸的目的是   。
(2)过程II中,加入Zn后观察到有气泡产生,该现象对应的反应属于   (填基本反应类型)。溶液2中一定含有的溶质是   。
(3)过程III中,高温时Zn2(OH)2CO3可分解生成ZnO、CO2和H2O,该反应的化学方程式为   。
(4)过程IV中,将溶液2电解后可得到Zn。与“火法炼锌”相比,该方法的优点有   (写一条)。
10.(2025·广东四会·模拟)某种手机电路板主要含有Fe、Cu、Ag、Ni(镍)等金属及非金属基材,某工厂回收金属铜的工艺流程图如图所示。
已知:
(1)电路板热风处理的目的   。
(2)操作①的名称是   。
(3)滤液①中主要含有的金属阳离子有 Ni2+和   (填离子符号)。
(4)生成滤渣 Ni的化学反应方程为   。
(5)滤液②中滴加NaOH,请写出其化学方程式   。
(6)滤液③中的溶质是   。
(7)滤液④中的溶质为   。
(8)最后步骤⑤中如何分离滤渣 Cu、Fe    。
11.(2025·广东新兴·模拟)钼(Mo)是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿(主要成分为MoS2及少量的Fe2O3)为原料制备金属钼的主要流程如图所示。回答下列问题。
(1)在焙烧炉中,为了增大反应物的接触面积,使反应更充分,矿石要经过   处理并从上部加入。炉内主要反应为2MoS2+7O22MoO3+4X,废气X大量排放会造成空气污染,形成   。
(2)反应器1中浓氨水可以溶解粗产品MoS2搅拌器相当于实验室中的   (填一种仪器名称)。要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是   (填操作名称)。
(3)反应器2中发生复分解反应,Y溶液中溶质的主要成分为   (填化学式)。
(4)(NH4)2MoO4中Mo元素的化合价为   。
(5)写出钼酸沉淀高温煅烧发生反应的化学方程式:   ,反应器3中发生反应的基本反应类型为   。
12.(2025·广西·中考真题)废旧电池的回收利用可有效避免环境污染和资源浪费。从废锌镍电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸溶”前,将负极片变成固体粉末的目的是 。
(2)铜块能制成铜网是利用了铜的 (填“延展性”或“导热性”)。
(3)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是 。
(4)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是Na2CO3+ZnCl2=ZnCO3↓+2NaCl,该反应属于___________(填字母序号)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(5)若过滤后未洗涤沉淀,沉淀表面会附着杂质,杂质的主要成分是 。
(6)铜的金属活动性比锌的 (填“强”或“弱”),结合流程说明依据: 。
13.(2025·广东梅州·模拟)“竖炉绿电绿氢冶金”的流程如图1所示,根据题中信息回答问题:
(1)将铁矿石粉碎的目的是   。
(2)下列属于可再生能源的是   (多选,填字母)。
a.风能 b.地热能 c.石油 d.生物质能
(3)利用绿电制“绿氢”的反应化学方程式为   。“绿氢”和其他制氢方式的成本和碳排放情况如图2所示,请分析,绿氢的优点   。
(4)竖炉中冶铁的反应属于   (填基本反应类型)。
(5)高炉炼铁与绿氢冶铁的部分参数如下表,分析两者产物不同的原因   。
冶炼方式 高炉炼铁 绿氢冶铁
原料 焦炭、石灰石、空气、铁矿石 铁矿石、氢气、石灰石
反应温度 (熔融态) 800-1200℃(固态还原)
产物 液态生铁 固体海绵铁
(6)固体海绵铁暴露于空气中易自燃,保存海绵铁的方法:   (写一条)。
14.(2025·广东潮南·模拟)将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一。甲醇()可在常温常压下运输和使用,具有安全高效、排放相对清洁的特点。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成甲醇的工艺流程图。
【查阅资料】:甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(1)进行过滤操作中玻璃棒的作用是   ,过滤后滤液仍然浑浊的原因可能是   (写一点)。
(2)请写出铁和水蒸气发生反应的化学方程式   ,该反应属于   反应(填基本反应类型)。
(3)合成的化学方程式:。选用甲醇作为燃料的优点有   (写一条)。
(4)在分离时,应控制温度为_____。(填序号)
A.低于-97.8℃ B.-97.8℃~64.7℃
C.64.7℃~100℃ D.高于100℃
(5)大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是   ,下列措施中不能促进“碳中和”的是   (填字母)。
A.大力推广使用脱硫煤
B.研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
C.大规模开采可燃冰作为新能源
D.加快煤的开采与使用,大力发展经济
15.(2025·广东增城·模拟)我国盐湖蕴含丰富的矿产资源。从盐湖提取的矿物中还含有少量、和杂质,提纯晶体的工艺流程如下:
【资料】1.碳酸钙的溶解度随温度的升高而减小。
2.晶体易吸附。
3.的溶解度曲线如图所示。
(1)“滤液1”中含有的阴离子主要是:和   (填离子符号)。“滤渣1”的成分是   (填化学式)。
(2)加入溶液的目的是   。操作2是“加热至沸腾并趁热过滤”的原因是   
(3)滤液3加入盐酸发生反应的化学方程式为   (写一个)。
(4)通过“操作3”提取晶体的具体操作是   。
(5)①在农业上可用作   。
②40℃时,配制700g饱和营养液,需要称量   g。
16.(2025·广东南山·三模)工艺流程题
稀土被称为“工业维生素”,我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,帮助国家在国际贸易争端中取得主导地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是国防、高科技发展的关键支撑,能显著提升建造航母及舰载机的材料性能,含有稀土元素钯的氧化钇(Y2O3)被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)生产氧化钇的工艺流程如图,回答下列问题:
(1)富钇稀土矿酸洗前要研磨粉碎,目的是   。操作Ⅰ的名称是   。
(2)“酸溶”过程中,Y2O3发生反应的化学方程式为   。
(3)流程中可循环使用的物质为   。反应釜3发生的基本反应类型   。
(4)反应釜2中通气体X调节溶液的pH,将滤液Ⅰ中杂质转化为沉淀Ⅱ,沉淀Ⅱ的主要成分是   (填化学式)。
(5)写出烘焙炉中高温生成Y2O3的化学方程式   。
答案和解析
题●型●解●码
题型概述 广东省中考化学的综合能力题中经常出现工艺流程类题型,以最新的国家先进工艺流程为情境素材,全面考查学生的关键能力和核心素养。对比近3年广东省的综合能力题,虽然难度者有所降低,但紧密联系实际生活,考查学生的科学思维和解决问题的综合能力。工艺流程类题型经常结合坐标图像,表格考查,须具备从题干提供的信息中获取解题信息的能力,还须具备低碳,环保意识。
考向分类 考向01 物质的制备、生产考向02 分离和提纯类
技巧点拨 工艺流程路线示意图审→拆→答 三步解题法审:审题干找出目的,划出关键词,知道做什么。明确原料成分(反应物);明确流程的目的(产品,产物)拆:结合考点,拆解各环节根据框图对比操作前后的变化,判断反应物,生成物。1、关注"箭头":箭头进入的是反应物,出去的是生成物(包括主产物和副产物).2、关注"三线":出线和进线表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环利用(有些循环物质没有可逆线,但前后均出现物质的名称或化学式).3、看问题明确答什么,先完成与题干无关的简单问题。答的问题与哪步流程有关,考查了什么知识等。4、整合信息根据与流程有关的问题整合答题所需信息,如试剂用量(若试剂过量就会有剩余);时刻关注"查阅资料";除杂试剂要"足量".答:精准作答,对应设问类型操作名称、试剂选择、目的作用、方程式书写、评价等。
考●向●破●译
考向01 物质的制备、生产
典例引领
【典例01】(2025·广东省·中考真题)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍合金器件的主要工序如图。
(1)原料制备
ⅰ.制铁粉:,则X为__________,参加反应的与的质量比为__________。
ⅱ.制纯镍粉:(气态),示意图如图,则温度较高的是__________(填“a”或“b”)区。
ⅲ.将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合,制成原料颗粒。
(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是__________。
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是___________。与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有__________(写一条)。
(4)渗碳:通过渗碳技术可优化产品性能。对比图中不同温度下含碳量随渗层深度变化的曲线,可得出的结论是__________(写一条)。某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量为0.6%的要求,图中三个温度中最适合的是__________℃。
【答案】(1) ①. ②. 3∶80 ③. a
(2)适当升高温度或搅拌
(3) ①. 作保护气,防止在烧结时,Fe、Ni被氧气氧化 ②. 硬度大(或强度大或耐腐蚀)
(4) ①. 温度相同时,渗层深度越大,含碳量越低(或渗层深度相同时,温度越高,含碳量越高) ②. 1000
【详解】
(1)ⅰ.根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中含H、Fe、O的个数分别是6、2、3,生成物中含H、Fe、O的个数分别是0、2、0,故生成物中还应含6个H、3个O,故X的化学式为:H2O;
参加反应的氢气和氧化铁的质量比为:():160=3:80;
ⅱ.由图可知,a区转化为Ni,则a区温度较高;
(2)若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是适当升高温度,或是搅拌,增大石蜡与溶剂的接触面积;
(3)铁、镍高温下能与氧气反应,而氮气化学性质稳定,可作保护气,故需在氮气环境下进行的原因是:作保护气,防止在烧结时,Fe、Ni被氧气氧化;
合金比组成它的纯金属硬度大、耐腐蚀,故与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有:硬度大、耐腐蚀;
(4)由图可知,温度相同时,渗层深度越大,含碳量越低(或渗层深度相同时,温度越高,含碳量越高);
某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量为0.6%的要求,由图可知,图中三个温度中最适合的是1000℃。
方法透视
解题思路 第一步,读题干,抓核心:先快速浏览题干,明确两个关键点:原料是什么 最终要得到什么产品 这帮你建立解题的大方向。第二步,审流程,理主线:仔细看流程图,顺着箭头方向,把整个流程分成几个步骤。重点关注"进线"(反应物)和"出线"(生成物),搞清楚每一步发生了什么操作和反应。第三步,看问题,定目标:通读所有问题,有些问题可能和流程图关系不大(比如问玻璃棒作用),可以先解决掉,减轻做题压力。第四步,整合信息,精准作答:结合题干信息,流程图和问题,带着目的去分析。
解题模型 原料预处理 1、粉碎(研磨)增大反应物之间的接触面积,加快反应速率或使反应更充分。2、提高温度升高温度,加快反应速率搅拌使反应物充分接触,加快反应速率灼烧(煅烧)使物质高温下反应或分解5、浸出使原料中的物质溶解(或与浸取液接触反应),可溶性离子进入溶液,不溶物过滤除去。(1)水浸:使可溶物溶解,与不溶物分离。(2)酸浸:溶解金属,金属氧化物,难溶性碱或碳酸盐等。(3)碱浸:除去与碱反应的物质,或者使可溶性金属离子进入溶液等。
核心反应 通过调控反应的条件,进行多步反应,尽可能将有用物质转化为产品,同时进一步进行除杂。分析流程中各物质组成(分辨有用物质及杂质)熟练地掌握核心反应中物质的转化;(2)生成物一定存在;(3)注意反应物中"过量"等字眼;(4)注意原料中是否有未参加反应的物质;(5)注意被分离出去的物质。2、如何选择加入核心反应的试剂(1)能使主要物质转化,进一步除杂,最终不引入新的杂质;(2)加入试剂调节溶液的pH,使反应发生(如生成沉淀除去某离子)或避免某反应。
分离与提纯 过滤:固、液分离。蒸馏:液、液分离。结晶(1)蒸发结晶:提取的物质溶解度随温度变化影响不大。(2)降温结晶:提取的物质溶解度随温度降低而大幅度减小。(3)溶液中结晶的后续操作为:过滤,洗涤,干燥。(4)洗涤液要选择不溶解晶体(有用物质),只溶解杂质的试剂,且本身不会成为杂质的试剂。
分析物质的组成,判断循环利用的物质 可循环利用的物质是指作为反应物参与流程反应,又在后面的反应中生成的物质,流程图中头回转指向前面方框的即是可循环利用的物质。可循环利用的物质不一定都有箭头显示,需根据具体反应判断。
化学方程式的书写 1、根据箭头方向判断反应物和生成物。2、根据质量守恒定律,判断没有给出的其他反应物或生成物。
工艺评价 回收金属,提高资源利用率;无有害废水排放,环保;使用廉价原材料(如铁粉),降低成本
变式演练
【变式01】(2023·广东·中考真题)电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和   (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于   反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价   (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为   。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。    ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为    。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有   (写两条)。
【答案】(1)CO2
(2)分解;降低;1:1;750;
(3)①减少二氧化碳排放,缓解温室效应;②节约能源
【详解】(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和CO2。
(2)i.电解水生成氢气和氧气,属于分解反应,水中氢元素的化合价显+1价,氢气中氢元素显0价,反应前后氢元素的化合价降低。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。化学方程式为,CO与H2O的分子个数比为1:1。
CaCO3还可以直接分解生成 CaO 和CO2。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。750 ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有①减少二氧化碳排放,缓解温室效应;②节约能源等。
【变式02】(2024·广东广州·中考真题)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2)制备Li2CO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有________(填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有________。
(3)“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是________。
(4)“滤液2”显________性(填“酸”、“中”或“碱”)。
(5)结合下图分析:
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为________。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是________。
(6)“滤液3”一定是________(填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为________。
【答案】(1)Na+、Mg2+
(2)Mg(OH)2 (3)除去“除杂1”中加入过量的Ca(OH)2
(4)碱 (5) ①. 过滤 ②. 溶液中含OH-(LiOH),LiOH溶解度小于NaCl溶解度
(6)NaCl (7)
【详解】
(1)浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li2SO4和MgCl2),故浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li+外,还有Na+、Mg2+;
(2)Ca(OH)2还能与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀,故“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO4外,还有Mg(OH)2;
(3)过滤后,由CaCO3产生,故“除杂2”中加入Na2CO3溶液的目的是除去“除杂1”中加入过量的Ca(OH)2;
(4)Na2CO3溶液与过量的Ca(OH)2生成CaCO3沉淀和NaOH溶液,过滤,得到“滤液2”, “滤液2”中含NaOH,故“滤液2”显碱性;
(5)①“操作1”后分离出NaCl固体和滤液3,则“操作1”为固液分离,是过滤操作;
②若未加盐酸“调pH”,则溶液中含OH-(LiOH),根据图示可知,LiOH溶解度小于NaCl溶解度,则直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH;
(6)“滤液3”是析出NaCl固体后所得溶液,故“滤液3”一定是NaCl的饱和溶液;
(7)加盐酸“调pH”后,溶液中阴离子只有Cl-,则“沉锂”时,加入的饱和Na2CO3溶液和LiCl反应生成Li2CO3固体和NaCl,化学方程式为。
考向02 分离和提纯类
典例引领
【典例01】(2023·广东广州·中考真题)制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,某小组从中获取NaCl和Na2SO4的主要过程如下:
(1)“除杂1”应依次加入的两种试剂是______、______,“除杂2”应加入的试剂是______。(除杂限选试剂:HCl、HNO3、Na2CO3、Ca(OH)2)
(2)将“溶液A”在80℃蒸发浓缩,至有少量固体析出。
①该小组分析溶解度曲线,推测析出的少量固体是NaCl,但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释:______。
②该小组停止蒸发浓缩,经______、过滤得到大量Na2SO4固体及母液;将母液中的NaCl分离出来,操作是______。
(3)设计由硫磺(单质硫)生产Na2SO4的转化路径,依次写出反应的化学方程式:______。(提示:常见+4价硫的化合物可与O2化合为+6价硫的化合物)
【答案】(1) ①. 氢氧化钙##Ca(OH)2 ②. 碳酸钠##Na2CO3
③. HCl
(2) ①. 溶液中硫酸钠的含量比氯化钠高,硫酸钠先达到饱和析出 ②. 降温结晶
③. 加热蒸发溶剂至有较多晶体析出,趁热过滤,洗涤,干燥
(3)、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O、2Na2SO3+O2=2Na2SO4
【详解】
(1)样品中含有的杂质是硫酸镁和硫酸钙,可将硫酸镁或硫酸钙转化为氯化钠和硫酸钠。从杂质含有硫酸根离子可知,转化为硫酸钠较为容易,只需除去镁离子和钙离子,引入钠离子即可。根据给出药品,可以先加入过量氢氧化钙,氢氧化钙和硫酸镁反应生成硫酸钙和氢氧化镁沉淀,之后加入碳酸钠,碳酸钠和硫酸钙反应生成碳酸钙沉淀和硫酸钠,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。过滤滤液中有氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠。杂质碳酸钠、氢氧化钠可以加入盐酸转化为氯化钠,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水。
(2)①80℃硫酸钠的溶解度大于氯化钠的溶解度,如氯化钠和硫酸钠的质量相等则氯化钠先析出,但硫酸钠先析出,则说明溶液中硫酸钠的含量比氯化钠高,硫酸钠先达到饱和析出。
②硫酸钠的溶解度随温度变化较大,40℃后随温度的降低溶解度降低较多,氯化钠的溶解度随温度的变化改变较小。所以开始经降温结晶,过滤得到大量硫酸钠固体与母液。然后可以通过蒸发结晶的方法从母液中将氯化钠分离出来,操作时加热蒸发溶剂至有较多晶体析出(温度较高时硫酸钠的溶解度又升高,不会因为低温时饱和蒸发水而析出),趁热过滤,洗涤,干燥。
(3)使用硫单质生产硫酸钠,初中常见的硫单质的反应是硫和氧气点燃生成二氧化硫,化学方程式为。根据碱的通性,氢氧化钠可以和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为。根据提示常见+4价硫的化合物可与O2化合为+6价硫的化合物,则亚硫酸钠和氧气反应可生成硫酸钠,。其他路径合理即可。
方法透视
解题思路 第一步,读题干,抓核心:先快速浏览题干,明确两个关键点:原料是什么 最终要得到什么产品 这帮你建立解题的大方向。第二步,审流程,理主线:仔细看流程图,顺着箭头方向,把整个流程分成几个步骤。重点关注"进线"(反应物)和"出线"(生成物),搞清楚每一步发生了什么操作和反应。第三步,看问题,定目标:通读所有问题,有些问题可能和流程图关系不大(比如问玻璃棒作用),可以先解决掉,减轻做题压力。第四步,整合信息,精准作答:结合题干信息,流程图和问题,带着目的去分析。
解题模型 原料预处理 1、粉碎(研磨)增大反应物之间的接触面积,加快反应速率或使反应更充分。2、提高温度升高温度,加快反应速率搅拌使反应物充分接触,加快反应速率灼烧(煅烧)使物质高温下反应或分解5、浸出使原料中的物质溶解(或与浸取液接触反应),可溶性离子进入溶液,不溶物过滤除去。(1)水浸:使可溶物溶解,与不溶物分离。(2)酸浸:溶解金属,金属氧化物,难溶性碱或碳酸盐等。(3)碱浸:除去与碱反应的物质,或者使可溶性金属离子进入溶液等。
核心反应 通过调控反应的条件,进行多步反应,尽可能将有用物质转化为产品,同时进一步进行除杂。分析流程中各物质组成(分辨有用物质及杂质)熟练地掌握核心反应中物质的转化;(2)生成物一定存在;(3)注意反应物中"过量"等字眼;(4)注意原料中是否有未参加反应的物质;(5)注意被分离出去的物质。2、如何选择加入核心反应的试剂(1)能使主要物质转化,进一步除杂,最终不引入新的杂质;(2)加入试剂调节溶液的pH,使反应发生(如生成沉淀除去某离子)或避免某反应。
分离与提纯 过滤:固、液分离。蒸馏:液、液分离。结晶(1)蒸发结晶:提取的物质溶解度随温度变化影响不大。(2)降温结晶:提取的物质溶解度随温度降低而大幅度减小。(3)溶液中结晶的后续操作为:过滤,洗涤,干燥。(4)洗涤液要选择不溶解晶体(有用物质),只溶解杂质的试剂,且本身不会成为杂质的试剂。
分析物质的组成,判断循环利用的物质 可循环利用的物质是指作为反应物参与流程反应,又在后面的反应中生成的物质,流程图中头回转指向前面方框的即是可循环利用的物质。可循环利用的物质不一定都有箭头显示,需根据具体反应判断。
化学方程式的书写 1、根据箭头方向判断反应物和生成物。2、根据质量守恒定律,判断没有给出的其他反应物或生成物。
工艺评价 回收金属,提高资源利用率;无有害废水排放,环保;使用廉价原材料(如铁粉),降低成本
变式演练
【变式01】(2025·广东广州·模拟)我国运城盐湖(湖水富含、)地区是世界上最早采用人工治畦、利用日光晒盐的地方。当地开创的“垦畦浇晒”产盐法,发展成熟于隋唐时期,至今仍在沿用。“垦畦浇晒”的工艺流程见图1,和的溶解度曲线见图2。
Ⅰ.古法制盐分析
(1)古代劳动人民利用盐湖水“晒”盐的原理是   结晶。
(2)当蒸发畦中的盐湖水变得“模糊”时,工人将盐湖水经沟渠引入结晶畦,为防止泥沙等杂质进入结晶畦,工人会在沟渠不同位置设置多个表面带有许多小孔的盐板,这一过程称为“过箩”除杂,“过箩”除杂与实验室中的   操作原理相似。
(3)该工艺最终所得卤水中一定含有的阴离子为   (写离子符号)。
(4)当气温较低时,所制得的粗盐中含量较高,这是因为   。为除去粗盐中的,可使用   溶液对粗盐进行淋洗。
Ⅱ.实验室制盐
化学实践小组的同学们取某区域的盐湖水样品(主要含、及少量和),他们从中获取和的主要过程如下:
(5)除Mg2+、Ca2+所用的试剂分别为   、   。
(6)将“溶液A”在80℃蒸发浓缩,至有少量固体析出。小华同学分析溶解度曲线,推测析出的少量固体是,但检验后却发现是。请作出合理解释   。
(7)小华同学停止蒸发浓缩,经   、过滤得到大量固体及母液。后续从母液中获取固体。
【答案】(1)蒸发;(2)过滤;(3)Cl-和;(4)硫酸钠的溶解度随温度降低而减小;饱和氯化钠;(5)NaOH溶液;Na2CO3溶液;(6)(溶液中硫酸钠的浓度较高,优先达到饱和析出;(7)降温结晶
【详解】(1)日光晒盐实质是不断蒸发水分,使溶液变得过饱和而析出晶体,古代劳动人民利用盐湖水“晒”盐的原理是蒸发结晶;
(2)“过箩”实则利用多孔板滤除泥沙,原理与实验室过滤除去不溶性杂质相同;
(3)盐湖湖水富含NaCl、Na2SO4,经过一系列操作后NaCl、Na2SO4不会完全转化为沉淀等而除去,所以该工艺最终所得卤水中一定含有的阴离子为Cl-和;
(4)由NaCl和Na2SO4的溶解度曲线可知,当气温较低时,Na2SO4的溶解度随温度降低而减小且变化较大,容易结晶析出,所以所制得的粗盐中Na2SO4含量较高;饱和氯化钠溶液能溶解硫酸钠,不能溶解氯化钠,为除去粗盐中的Na2SO4,用饱和氯化钠溶液对粗盐进行淋洗;
(5)氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,镁离子可用氢氧根离子沉淀;氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙)沉淀和氯化钠,钙离子可用碳酸根离子沉淀;除Mg2+、Ca2+所用的试剂分别为NaOH溶液、Na2CO3溶液;
(6)溶液中硫酸钠的浓度较高,溶液A中Na2SO4的浓度已经先达到饱和,所以最先析出的少量固体是Na2SO4;
(7)Na2SO4的溶解度随温度降低变化较大,降温可使更多Na2SO4结晶析出,为了从溶液中分离出Na2SO4,可采用降温结晶的方法、过滤得到大量固体及母液。后续从母液中获取固体。
【变式02】(2025·广东省·模拟)以钛石膏为主要原料制备碳酸钙粉体和硫酸铵,为钛石膏的综合利用提供了一条新途径,生产工艺流程简图如图所示。钛石膏浆液的主要成分为CaSO4、氨水(NH3·H2O)。
(1)操作Ⅰ的名称是   。
(2)在钛石膏浆液中加入碳酸氢铵,主要发生了下面两个反应,请补充完整化学方程式并回答问题:
a.   
b.   ,此反应属于   (填基本反应类型)。
(3)根据流程图可判断硫酸铵的溶解度随温度的升高而   (填“增大”或“减小”),请写出硫酸铵的一种用途:   。
(4)根据实验可得碳酸钙和硫酸铵的产率随反应温度、反应时间的变化如图所示,则制备碳酸钙和硫酸铵的最佳条件是   。
【答案】(1)过滤
(2);;复分解反应
(3)增大;作氮肥
(4)温度为,反应时间为40min
【详解】(1)由图可知,操作Ⅰ将难溶性固体与液体进行了分离,其名称是过滤,故填过滤。
(2)a、由化学方程式可知反应前后原子的种类、数目和质量不变,故该反应前出现了2个氮原子、10个氢原子、1个碳原子和4个氧原子,反应后出现了2个氮原子、8个氢原子、1个碳原子和3个氧原子,则反应后商榷的2个氢原子和1个氧原子存在于(  )中,则该物质的化学式为H2O。
b、根据化学变化中元素守恒,原子的种类、数目和质量不变来分析可知,碳酸铵和硫酸钙反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵,该反应的化学方程式为:(NH4)2CO3+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4;
复分解反应的概念是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应,而该反应符合复分解反应的特点,属于复分解反应。
(3)根据流程图可知,硫酸铵溶液发生冷却结晶形成硫酸铵晶体,说明硫酸铵的溶解度随温度的升高而增大;化学肥料有氮肥、钾肥和磷肥,而硫酸铵中含有氮、磷钾中的氮元素,属于氮肥。
(4)由图可知,当温度为60℃时碳酸钙和硫酸铵的产率最高,当反应时间为40min时,碳酸钙和硫酸铵的产率最高,所以制备碳酸钙和硫酸铵的最佳条件是温度为60℃,反应时间为40min。
题●型●训●练
1.(2024·广东·中考真题)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
图1
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是______。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于______(填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为______。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2X,X的化学式为_______。物质X可用于______和______工序。
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在______内(填字母)。
a.45~49℃ b.50~52℃ c.53~55℃ d.56~60℃
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为______。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2) ①. 化合反应 ②. 过滤
(3) ①. H2SO4 ②. 溶铜 ③. 酸洗
(4)c (5)
【详解】
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,则该操作实现了固液分离,名称为过滤;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、2、10、4,生成物中含Cu、S、O、H的个数分别是2、0、2、0,故生成物中还应含2个S、8个O、4个H,故X的化学式为:H2SO4;
溶铜过程中,铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,且由图可知,酸洗过程中,也用到硫酸,故物质X可用于溶铜和酸洗工序;
(4)由图可知,“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,故需要温度控制在53~55℃ 。
故选c;
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应为氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为:。
2.(2023·广东深圳·中考真题)(2023·深圳)某同学以金泥(含有Au、CuS、ZnS等)为原料制备(Au)和Cu的流程如图所示:
琴琴同学查阅资料已知:
①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。
②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物,并完全分离出ZnO烟尘。
(1)“预处理”中会产生SO2,若SO2直接排放会导致   。
(2)“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是   。
(3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是   ,加入过量稀硫酸的目的是   。
(4)“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉,这一步生成气体的化学方程式为   ,该反应属于   反应(填写基本反应类型)。
(5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收,该反应生成偏锌酸钠(Na2ZnO2)和H2O的化学方程式为   。
【答案】(1)酸雨
(2)金/Au
(3)过滤;将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率
(4);置换
(5)
【详解】(1) SO2直接排放会导致酸雨,污染环境;
(2)金化学性质稳定,在热空气流充分加热的条件下不反应,仍然以固体形式存在,“过程Ⅱ”产生的固体a中,除CuO外一定还有的物质是金;
(3)将固体、液体分离的操作为过滤;加入过量稀硫酸的目的是将氧化铜完全转化为硫酸铜,提高铜的产率 ;
(4)滤液中含有剩余的稀硫酸,铁与稀硫酸发生反应生成硫酸亚铁和氢气,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是置换反应;
(5)书写方程式注意配平。
3.(2024·广东深圳·中考真题) 铁黄(FeOOH)是一种颜料,以某硫铁矿废渣(主要成分,含有少量的,其余成分不考虑)为原料,制取铁黄,以下是制取工艺流程。
注:铁黄不与水反应,不与水和反应
(1)过程Ⅰ的化学方程式为   ,滤渣Ⅰ中的物质有   (填化学式);
(2)过程Ⅱ的操作名称为   ;
(3)过程Ⅲ中的化学方程式为,该反应属于   反应(填基本反应类型);
(4)①FeOOH随着温度的升高,可以加热分解成,写出其反应的化学方程式   ;
②温度不同时,生成的颜色如下表:
温度/℃ 400 700 750 800
颜色 橘红 鲜红 鲜红 暗红
如果思考乐希希同学想获得鲜红的,应把温度控制在   。
【答案】(1)2;SiO2
(2)过滤
(3)复分解
(4);700℃~750℃
【详解】(1) 过程Ⅰ加入过量硫酸,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为,滤渣Ⅰ中的物质为未反应的 SiO2 。
(2) 过程Ⅱ分离出滤液和滤渣,操作名称为过滤。
(3)所给反应为盐和碱的反应,属于复分解反应。
(4) ① FeOOH随着温度的升高,可以加热分解成, 同时生成水,反应方程式为 。 ② 由表中数据可知,要想获得鲜红的,应把温度控制 700℃~750℃ 。
4.(2025·广东深圳·中考真题)铜具有重要战略价值。古代以黄铜矿(其主要成分为)为原料,运用火法炼铜工艺得到铜。现代在火法炼铜工艺的基础上发展出闪速炼铜工艺。思考乐永浩同学对比二者原理如图:
(1)“闪速炼铜”速率远快于“火法炼铜”,思考乐科科同学由此可知,___________炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细。
(2)火法炼铜中,思考乐林达同学发现持续向中鼓入空气并维持高温状态,这说明反应是___________(吸收/放出)热量,反应的化学方程式___________。
(3)反应生成的可用于工业制造一种酸,请帮助思考乐嘉煜同学写出这种酸___________(化学式);可被石灰乳吸收,请说明其吸收效果优于石灰水的原因:___________。
(4)火法炼铜中,炉渣是由2种物质化合生成的,请帮助俊基同学写出沙子提供的物质___________(填化学式)。
(5)对比火法炼铜,思考乐怡妍同学发现闪速炼铜的优势有___________(填序号)。
a.高温更少,节约能源 b.原料更少,节省成本 c.无污染
【答案】(1)闪速 (2) ①. 吸收 ②.
(3) ①. ②. 石灰乳中的浓度更大,能吸收更多
(4)
(5)ab
【详解】
(1)“闪速炼铜” 速率远快于 “火法炼铜”,要加快反应速率,可通过增大反应物接触面积实现,所以闪速炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细,以增大与空气的接触面积。
(2)持续向中鼓入空气并维持高温状态,说明该反应需要不断吸收热量来维持反应进行,所以反应是吸收热量;
Cu2S与氧气在高温下反应生成铜和二氧化硫,化学方程式为。
(3)SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸可通过进一步反应生成硫酸,所以SO2可用于工业制造硫酸(H2SO4);
氢氧化钙微溶于水,石灰乳是氢氧化钙的悬浊液,石灰水是氢氧化钙的稀溶液,石灰乳中氢氧化钙浓度更大,能与更多的SO2发生反应,所以石灰乳的吸收效果优于石灰水。
(4)炉渣FeSiO3由铁、硅、氧元素组成,根据流程图,在火法炼铜中,铁元素来自FeO,沙子提供含硅元素的物质,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和个数不变,FeO中Fe、O的原子个数比为1∶1,而FeSiO3中Fe、O的原子个数比为1∶3,可知沙子提供的物质是SiO2。
(5)a、从工艺流程看,闪速炼铜步骤相对火法炼铜更简洁,高温环节可能更少,能节约能源,该选项正确;
b、火法炼铜需要使用沙子,而闪速炼铜不需要使用沙子,因此原料更少,能节省成本 ,该选项正确;
c、闪速炼铜过程也会产生SO2等污染物,并非无污染,该选项错误。
故选ab。
5.(2025·广东南山·模拟)兴趣小组对劳动课上使用的锄头产生了兴趣,进行探究。回答下列问题:
(1)“锄头”的制作过程
[查阅资料]锄头由生铁锻造制成。
①过程Ⅰ中的化学方程式可表示为,X的化学式是   。
②过程Ⅱ表示工业高炉炼铁,其中焦炭除了提供能量外还能产生CO,写出CO炼铁的化学方程式   。
(2)“锄头”的除锈翻新
长期使用的锄头表面有锈迹和油污,同学们按以下流程进行除锈翻新。
①根据实验目的,一定浓度的甲溶液可能为   (填“稀盐酸”或“NaOH溶液”)。
②若“除锈”前无“水洗”步骤,除锈液(含盐酸)的使用量将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
③写出除锈液(含盐酸)“除锈”的主要化学方程式   “除锈”后仍需“水洗”的目的是   。
④锄头翻新后仍要进行防锈处理,写出一条生活中的防锈方法   。
【答案】(1)SO2;
(2)NaOH溶液;增大;;除去除锈液(含盐酸);保持表面洁净和干燥等(合理即可)
【详解】(1)①根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变。反应中,反应前有4个Fe、8个S、22个O;反应后有4个Fe、6个O,则8X含8个S、16个O,故X为SO2;
②CO炼铁是CO还原Fe2O3,高温下生成Fe和CO2,方程式为 ;
(2)①除油需用碱性溶液(油脂在碱性条件下水解 ),稀盐酸不能除油,NaOH溶液可除油,故甲溶液为NaOH溶液;
②若不水洗,除油后的NaOH会与除锈盐酸反应,消耗盐酸,所以除锈液用量增大;
③铁锈(Fe2O3)与盐酸反应:Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O;水洗是为除残留除锈液,防腐蚀或影响防锈;
④生活中防锈可涂油(隔绝氧气、水 ),或刷漆等,写涂油;
6.(2025·广东高州·模拟)《天工开物·彰施·蓝淀》中记载:“凡造淀,叶与茎多者入窖,少者入桶与缸,水浸七日,其汁自来。每水浆一石下石灰五升,搅冲数十下,淀信即结。水性定时,淀沉于底”。靛蓝的制作工艺如图1所示,使用的原材料为蓝草、水、石灰、微生物,蓝草主要有菘蓝、蓼蓝和马蓝。
(1)原料需经过研碎处理,研碎蓼蓝茎叶的目的是   ,“操作1”的主要目的是从吲羟浊液中得到吲羟溶液,该操作名称是   。
(2)蓝染工艺中,从蓼蓝等植物中提取靛蓝染料的过程涉及到复杂的化学变化,吲哚酮溶液在空气中氧化的化学方程式为2C16H12O2N2+O2=2C16H10O2N2↓+2Y,则的分子式为   。
(3)“每水浆一石下石灰五升,搅冲数十下,淀信即结”。“石灰”指的是熟石灰,通过生石灰与水反应制得,该反应的化学方程式为   ,属于   反应(基填本反应类型)。
(4)加石灰是调节环境的pH,为靛蓝染料还原反应创造有利的环境。要使还原剂的有效性好且可溶性隐色体的转化率高,据图2可知,pH应控制在   内(填字母)。
a.6~7 b.7~8 c.8~9 c.9~10
(5)实验后的废液呈碱性,可以加入适量   (填名称)处理后再排放。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;过滤
(2)H2O
(3);化合反应
(4)b
(5)稀盐酸
【详解】(1)原料需经过研碎处理,研碎蓼蓝茎叶的目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
过滤可分离难溶性固体和液体,“操作1”的主要目的是从吲羟浊液中得到吲羟溶液,该操作名称是过滤;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和个数不变,反应前有32个C、24个H、6个O、4个N,反应后由32个C、20个H、4个O、4个N,则2Y中含有4个H和2个O,Y中含有2个H和1个O,化学式为;
(3)通过生石灰与水反应制得熟石灰,该反应为氧化钙和水反应生成氢氧化钙,化学方程式为,该反应是两种物质生成一种物质,属于化合反应;
(4)根据图2可知,要使还原剂的有效性好(不低于80%),应控制在4~8;要使可溶性隐色体的转化率高(不低于),应控制在7~10;要使还原剂的有效性好且可溶性隐色体的转化率高,应控制在7~8内;故选b;
(5)根据“绿色化学”的理念,实验后的废液呈碱性,可以加入适量稀盐酸处理后再排放。
7.(2025·广东佛山·模拟)中科大团队设计了一种新型回收装置(如图1),能绿色回收废旧电池中的锂,同时捕获废气,并产生可观的电能。
(1)任务一:认识装置
碳布用作电极是利用其   性。碳布还可捕获废气中的   (填化学式)并将其转化为离子,该过程   电子(填“失去”或“得到”)。
(2)任务二:揭秘原理
第一步:   。
第二步:在空气中变为更稳定的。两种盐中锂元素质量分数更大的是   。
两步反应中氮元素化合价的变化情况为   。
(3)任务三:知识拓展
i.未被捕获的废气在实验室中可用   溶液除去。
ii.本方法与另两种传统锂回收方法的能耗及利润如图,分析本方法的突出优势为   _______________________________________(写两点)。
【答案】(1)导电;;得到
(2);;先降低后升高
(3)氢氧化钠;能耗低,利润高
【详解】(1)任务一:碳布用作电极主要是利用其导电性;由图可知,碳布还可捕获废气中的NO2并将其转化为离子,NO2转化为离子的过程中,由中性微粒转化为带负电的微粒,NO2得到电子;
(2)任务二:根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,方程式左边:Li、Fe、P、O、N的原子数分别为1、1、1、6、1,右边:Li、Fe、P、O、N的原子数分别为1、1、1、6、1,所以空格处为FePO4;
LiNO2 中锂元素质量分数为;LiNO3 中锂元素质量分数为,因为,两种盐中锂元素质量分数更大的是LiNO2;
第一步:NO2中氧元素显-2价,根据化合物中元素的化合价代数和为零,则N的化合价为+4价;在化合物中,锂(Li)元素通常显+1价,氧(O)元素通常显 2价,设LiNO2中氮(N)元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则,则有:(+1)+x+( 2)×2=0,解得x=+3;氮元素化合价的变化情况为从+4降至+3;
在化合物中,锂(Li)元素通常显+1价,氧(O)元素通常显 2价,设LiNO3中氮(N)元素的化合价为y,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则,则有:(+1)+y+( 2)×3=0,解得y=+5;
第二步:LiNO2中N的化合价从+3升至+5。氮元素化合价变化:总变化为先降低后升高;
(3)任务三:i.碱溶液能与非金属氧化物反应生成盐和水,未被捕获的废气主要是NO2、SO2 ,这两种气体都能与氢氧化钠溶液反应生成,因此可用氢氧化钠(NaOH)溶液除去;
ⅱ.根据图示信息和题干描述,可以分析得出本方法的两个突出优势:1.能耗低:相较于传统方法,本装置在回收过程中能耗显著降低。2.利润高:由于能够同时捕获废气并产生电能,本方法在经济上更具优势,利润更高。
9.(2025·广东福田·模拟)某工厂利用某含锌废料(主要含ZnO、SiO2和CuO等)制备锌和氧化锌的工艺流程如图。请回答下列问题:
资料:①SiO2难溶于水,也难溶于酸。
②《天工开物》记载的“火法炼锌”的原理:。
(1)过程I中,该过程涉及的反应的化学方程式为   。加入足量稀硫酸的目的是   。
(2)过程II中,加入Zn后观察到有气泡产生,该现象对应的反应属于   (填基本反应类型)。溶液2中一定含有的溶质是   。
(3)过程III中,高温时Zn2(OH)2CO3可分解生成ZnO、CO2和H2O,该反应的化学方程式为   。
(4)过程IV中,将溶液2电解后可得到Zn。与“火法炼锌”相比,该方法的优点有   (写一条)。
【答案】(1)、;使固体中的金属氧化物完全溶解,转化为对应的硫酸盐(合理即可)
(2)置换反应;硫酸锌
(3)
(4)更环保(合理即可)
【详解】(1)氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:、;
金属氧化物能与硫酸反应,故加入过量稀硫酸的目的应是使固体中的金属氧化物完全溶解,转化为对应的硫酸盐;
(2)过程II中,加入Zn后观察到有气泡产生,是因为锌和剩余的稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;
溶液1中有:硫酸锌、硫酸铜、硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,所以溶液2中一定含有的溶质是:硫酸锌;
(3)高温时Zn2(OH)2CO3可分解生成ZnO、CO2和H2O,该反应的化学方程式为:;
(4)电解法不涉及高温燃烧,减少了二氧化碳和其他有害气体的排放,对环境影响较小,可以得到纯度较高的锌。
10.(2025·广东四会·模拟)某种手机电路板主要含有Fe、Cu、Ag、Ni(镍)等金属及非金属基材,某工厂回收金属铜的工艺流程图如图所示。
已知:
(1)电路板热风处理的目的   。
(2)操作①的名称是   。
(3)滤液①中主要含有的金属阳离子有 Ni2+和   (填离子符号)。
(4)生成滤渣 Ni的化学反应方程为   。
(5)滤液②中滴加NaOH,请写出其化学方程式   。
(6)滤液③中的溶质是   。
(7)滤液④中的溶质为   。
(8)最后步骤⑤中如何分离滤渣 Cu、Fe    。
【答案】(1)去除电路板表面涂层,分离金属板与非金属基材
(2)过滤
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)硫酸亚铁
(8)加入过量的稀硫酸溶液,充分反应后,过滤
【详解】(1)电路板热风处理的目的是去除电路板表面涂层,分离金属板与非金属基材;
(2)操作①是分离固液的过滤操作;
(3)金属板中主要含有Fe、Cu、Ag、Ni(镍)等金属,向金属板中加入足量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜、银与稀硫酸不反应,则充分反应后过滤得到的滤液①中含硫酸亚铁、硫酸,向滤液①中加入过量铁粉,得到的滤渣中含镍、铁,说明滤液①中还含硫酸镍,铁能将镍从硫酸镍中置换出来,则步骤①中镍与稀硫酸反应生成了硫酸镍,故滤液①中含硫酸亚铁、硫酸镍和硫酸,则主要含有的金属阳离子有;
(4)由第(3)小问分析可知,铁能将镍从硫酸镍中置换出来,即铁与硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁,化学方程式为;
(5)由第(3)小问分析可知,滤液①中含硫酸亚铁、硫酸镍和硫酸,向滤液①中加入过量铁粉,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁,则充分反应后过滤得到的滤液②中含硫酸亚铁,向滤液②中滴加NaOH,硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠,化学方程式为;
(6)由第(3)小问分析可知,铜、银与稀硫酸不反应,则滤渣①中含铜、银,向滤渣①中加入稀硫酸、氧气并控制一定温度加热,铜与稀硫酸、氧气在加热条件下反应生成硫酸铜,银不参与反应,由于不确定稀硫酸是否过量,所以充分反应后过滤得到的滤液③中的溶质是硫酸铜;
(7)由第(6)小问分析可知,滤液③中含硫酸铜,向滤液③中加入过量铁粉,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则充分反应后过滤得到的滤液④中的溶质为硫酸亚铁;
(8)铜与稀硫酸不反应,铁能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁,则步骤⑤中分离滤渣 Cu、Fe的方法可以是:加入过量的稀硫酸溶液,充分反应后,过滤。
11.(2025·广东新兴·模拟)钼(Mo)是制作特种钢的重要添加剂。工业以辉钼矿(主要成分为MoS2及少量的Fe2O3)为原料制备金属钼的主要流程如图所示。回答下列问题。
(1)在焙烧炉中,为了增大反应物的接触面积,使反应更充分,矿石要经过   处理并从上部加入。炉内主要反应为2MoS2+7O22MoO3+4X,废气X大量排放会造成空气污染,形成   。
(2)反应器1中浓氨水可以溶解粗产品MoS2搅拌器相当于实验室中的   (填一种仪器名称)。要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是   (填操作名称)。
(3)反应器2中发生复分解反应,Y溶液中溶质的主要成分为   (填化学式)。
(4)(NH4)2MoO4中Mo元素的化合价为   。
(5)写出钼酸沉淀高温煅烧发生反应的化学方程式:   ,反应器3中发生反应的基本反应类型为   。
【答案】(1)粉碎;酸雨
(2)玻璃棒;过滤
(3)NH4Cl
(4)+6
(5)H2MoO4MoO3+H2O↑;置换反应
【详解】(1)在焙烧炉中,为增大反应物接触面积,使反应更充分,矿石要经过粉碎处理并从上部加入;
根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应2MoS2+7O22MoO3+4X中,反应前Mo、S、O原子个数分别为2、4、14,反应后Mo、S、O原子个数分别为2、0、6,则X的化学式为SO2,SO2在空气中易形成亚硫酸,大量排放会造成空气污染,形成酸雨;
(2)反应器 1 中浓氨水可以溶解粗产品MoO3,搅拌器相当于实验室中的玻璃棒(用于搅拌,加速溶解);要实现废渣和溶液的分离,需要进行的主要操作是过滤(用于分离不溶性固体和液体);
(3)复分解反应是指两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物;钼酸铵与盐酸反应生成氯化铵和钼酸,则Y溶液中溶质的主要成分为NH4Cl;
(4)在(NH4)2MoO4中,铵根()显+1价,氧元素(O)显 2价,设Mo元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,则(+1)×2+x+( 2)×4=0,解得x=+6价;
(5)根据流程可知,钼酸沉淀高温煅烧生成MoO3,根据质量守恒定律可知还应同时生成H2O,化学方程式为H2MoO4MoO3+H2O↑;根据流程和氢气具有还原性可知,反应器 3 中是MoO3与H2反应生成Mo和H2O,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,基本反应类型为置换反应。
12.(2025·广西·中考真题)废旧电池的回收利用可有效避免环境污染和资源浪费。从废锌镍电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸溶”前,将负极片变成固体粉末的目的是 。
(2)铜块能制成铜网是利用了铜的 (填“延展性”或“导热性”)。
(3)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是 。
(4)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是Na2CO3+ZnCl2=ZnCO3↓+2NaCl,该反应属于___________(填字母序号)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(5)若过滤后未洗涤沉淀,沉淀表面会附着杂质,杂质的主要成分是 。
(6)铜的金属活动性比锌的 (填“强”或“弱”),结合流程说明依据: 。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)延展性
(3)提高锌元素的利用率
(4)D
(5)NaCl
(6) 弱 “酸洗”时铜网表面的粉末(含Zn等)中锌能反应而铜不反应(或流程中锌能溶解在酸中,铜不能等合理依据)
【详解】(1)将负极片变成固体粉末可以增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)金属具有延展性,可以被加工成各种形状,铜块能制成铜网是利用了铜的延展性;
(3) “酸洗”和“酸溶”后的溶液中都含有锌元素相关的物质,将二者混合的目的是使锌元素充分回收利用,提高锌元素的利用率;
(4)碳酸钠和氯化锌两种化合物互相交换成分生成碳酸锌沉淀和氯化钠,符合复分解反应的特征,所以该反应属于复分解反应,故选D;
(5)根据“沉锌”时的反应:,过滤后碳酸锌沉淀表面会附着反应生成的氯化钠溶液,所以杂质的主要成分是NaCl;
(6)铜的金属活动性比锌的弱;依据流程,在“酸溶”过程中,固体粉末中的锌能与酸反应,而铜网不与酸反应(铜网在酸洗和整个流程中化学性质稳定,不与酸和其他物质发生反应从而分离出来),说明铜的金属活动性比锌弱。
13.(2025·广东梅州·模拟)“竖炉绿电绿氢冶金”的流程如图1所示,根据题中信息回答问题:
(1)将铁矿石粉碎的目的是   。
(2)下列属于可再生能源的是   (多选,填字母)。
a.风能 b.地热能 c.石油 d.生物质能
(3)利用绿电制“绿氢”的反应化学方程式为   。“绿氢”和其他制氢方式的成本和碳排放情况如图2所示,请分析,绿氢的优点   。
(4)竖炉中冶铁的反应属于   (填基本反应类型)。
(5)高炉炼铁与绿氢冶铁的部分参数如下表,分析两者产物不同的原因   。
冶炼方式 高炉炼铁 绿氢冶铁
原料 焦炭、石灰石、空气、铁矿石 铁矿石、氢气、石灰石
反应温度 (熔融态) 800-1200℃(固态还原)
产物 液态生铁 固体海绵铁
(6)固体海绵铁暴露于空气中易自燃,保存海绵铁的方法:   (写一条)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)abd
(3);零碳排放、制取成本低
(4)置换反应
(5)反应物不同、反应温度不同
(6)隔绝空气(或密封保存,或控制环境温度等)
【详解】(1)反应物接触面积越大,反应速率越快,因此将铁矿石粉碎的目的是为了增大反应物的接触面积,使反应更充分,故答案为:增大反应物的接触面积,使反应更充分;(2)风能、地热能、生物质能的形成不需要经历很长时间的沉淀和积累,来源不断,容易再生,均属于可再生能源,而石油是古代生物的遗骸经由一系列复杂的变化形成的,形成时间久,短期不能再生,属于不可再生能源,故答案为:abd;
(3)绿电制“绿氢”是指通过电解水来制取氢气,其化学方程式为;由图2数据可知,制取“绿氢”成本低而且没有碳排放,故答案为:;零碳排放、制取成本低;
(4)竖炉中是氢气和铁矿石(主要成分是铁的氧化物,如Fe2 O3 等 )发生反应,以Fe2 O3 为例,反应方程式为,是一种单质(H2 )和一种化合物(Fe2 O3 )反应生成另一种单质(Fe)和另一种化合物(H2 O),符合置换反应的特征,所以属于置换反应,故答案为:置换反应;
(5)从表格中可知,高炉炼铁的原料是焦炭、石灰石、空气、铁矿石,绿氢冶铁原料是铁矿石、氢气、石灰石,反应物有差异;高炉炼铁反应温度>1500℃(熔融态),绿氢冶铁反应温度800-1200℃(固态还原),反应温度也不同,这些因素导致两者产物不同,故答案为:反应物不同、反应温度不同;
(6)固体海绵铁暴露于空气中易自燃,燃烧是与空气中氧气发生反应,因此固体海绵铁保存时要注意隔绝空气,密封保存等,故答案为:隔绝空气(合理即可)。
14.(2025·广东潮南·模拟)将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一。甲醇()可在常温常压下运输和使用,具有安全高效、排放相对清洁的特点。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成甲醇的工艺流程图。
【查阅资料】:甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(1)进行过滤操作中玻璃棒的作用是   ,过滤后滤液仍然浑浊的原因可能是   (写一点)。
(2)请写出铁和水蒸气发生反应的化学方程式   ,该反应属于   反应(填基本反应类型)。
(3)合成的化学方程式:。选用甲醇作为燃料的优点有   (写一条)。
(4)在分离时,应控制温度为_____。(填序号)
A.低于-97.8℃ B.-97.8℃~64.7℃
C.64.7℃~100℃ D.高于100℃
(5)大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是   ,下列措施中不能促进“碳中和”的是   (填字母)。
A.大力推广使用脱硫煤
B.研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
C.大规模开采可燃冰作为新能源
D.加快煤的开采与使用,大力发展经济
【答案】(1)引流;滤纸破损(合理即可)
(2);置换
(3)安全高效、排放相对清洁等
(4)C
(5)温室效应加剧;ACD
【详解】(1)过滤操作中玻璃棒的作用是引流,防止液体洒出;
过滤后滤液仍然浑浊的原因可能是滤纸破损(会使液体未经滤纸过滤直接流下),或漏斗内液面高于滤纸边缘(液体也会从滤纸与漏斗壁的缝隙流下,导致滤液浑浊),或仪器不干净等(本身带有杂质也会使滤液浑浊)。
(2)根据流程图可知,铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为; 该反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应。
(3)由资料可知甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点 97.8℃,沸点64.7℃,且可在常温常压下运输和使用,具有安全高效、排放相对清洁的特点。所以选用甲醇作为燃料的优点有 安全高效、排放相对清洁等。
(4)因为甲醇沸点64.7℃,水的沸点100℃,要分离出甲醇,应控制温度使甲醇变为气态分离出来,而水仍为液态,所以应控制温度为64.7℃ 100℃。
故答案为:C。
(5)大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是加剧温室效应;
A、大力推广使用脱硫煤,只能减少二氧化硫等污染物的排放,但煤燃烧仍会产生大量二氧化碳,不能促进 “碳中和”,故符合题意;
B、研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品,可减少二氧化碳排放,能促进 “碳中和”,故不符合题意;
C、大规模开采可燃冰作为新能源,可燃冰主要成分是甲烷水合物,燃烧也会产生二氧化碳,不能有效促进 “碳中和”,且大规模开采可燃冰还可能带来其他环境问题,故符合题意;
D、加快煤的开采与使用,煤燃烧会产生大量二氧化碳,大力发展经济但会增加碳排放,不能促进 “碳中和”,故符合题意。
故答案为:ACD。
15.(2025·广东增城·模拟)我国盐湖蕴含丰富的矿产资源。从盐湖提取的矿物中还含有少量、和杂质,提纯晶体的工艺流程如下:
【资料】1.碳酸钙的溶解度随温度的升高而减小。
2.晶体易吸附。
3.的溶解度曲线如图所示。
(1)“滤液1”中含有的阴离子主要是:和   (填离子符号)。“滤渣1”的成分是   (填化学式)。
(2)加入溶液的目的是   。操作2是“加热至沸腾并趁热过滤”的原因是   
(3)滤液3加入盐酸发生反应的化学方程式为   (写一个)。
(4)通过“操作3”提取晶体的具体操作是   。
(5)①在农业上可用作   。
②40℃时,配制700g饱和营养液,需要称量   g。
【答案】(1)Cl-;Mg(OH)2、BaSO4
(2)除去滤液 2 中的Ca2+和过量的Ba2+;碳酸钙溶解度随温度升高而减小,趁热过滤可防止碳酸钙析出,减少KCl晶体吸附Ca2+
(3)
(4)蒸发结晶
(5)钾肥;200
【详解】(1)KCl矿物加水,SiO2不溶,过滤后滤液 1 含KCl、MgSO4、CaCl2,阴离子主要是和Cl-;
加过量Ba(OH)2溶液,MgSO4与之反应生成Mg(OH)2和BaSO4沉淀,即,所以滤渣 1 成分是Mg(OH)2、BaSO4。
(2)加入K2CO3溶液,CaCl2与之反应生成CaCO3沉淀,即,过量的Ba(OH)2与之反应生成BaCO3沉淀,即,目的是除去滤液 2 中的Ca2+和过量的Ba2+;
依据资料,碳酸钙溶解度随温度升高而减小,趁热过滤防止碳酸钙析出,又因KCl晶体易吸附Ca2+,这样可减少KCl晶体吸附Ca2+。
(3)滤液 3 含KCl及K2CO3、KOH,加盐酸时,发生反应、,写出其中一个反应方程式即可。
(4)KCl溶解度受温度影响较小,蒸发过程HCl变为气态逸散到空气中,所以从滤液 3 中提取KCl晶体通常采用蒸发结晶的方法。
(5)①KCl含钾元素,在农业上用作钾肥。
②40℃时KCl溶解度是 40g,则100g水中最多可溶解40g KCl,设配制 700g 饱和KCl营养液需KCl质量为x,则 ,解得x=200g。
16.(2025·广东南山·三模)工艺流程题
稀土被称为“工业维生素”,我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,帮助国家在国际贸易争端中取得主导地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是国防、高科技发展的关键支撑,能显著提升建造航母及舰载机的材料性能,含有稀土元素钯的氧化钇(Y2O3)被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)生产氧化钇的工艺流程如图,回答下列问题:
(1)富钇稀土矿酸洗前要研磨粉碎,目的是   。操作Ⅰ的名称是   。
(2)“酸溶”过程中,Y2O3发生反应的化学方程式为   。
(3)流程中可循环使用的物质为   。反应釜3发生的基本反应类型   。
(4)反应釜2中通气体X调节溶液的pH,将滤液Ⅰ中杂质转化为沉淀Ⅱ,沉淀Ⅱ的主要成分是   (填化学式)。
(5)写出烘焙炉中高温生成Y2O3的化学方程式   。
【答案】(1)使反应物更充分接触,加快反应速率;过滤
(2)Y2O3+6HCl=2YCl3+3H2O
(3)NH3;复分解反应
(4)Fe(OH)3、Cu(OH)2
(5)
【详解】(1) 研磨粉碎的目的是使反应物更充分接触,加快反应速率;操作Ⅱ实现了液体与沉淀的分离,所以操作Ⅱ为过滤;
(2)由题意知, 氧化钇 与盐酸反应生成YCl3和水,所以化学方程式为Y2O3+6HCl=2YCl3+3H2O;
(3)氯化铵与氢氧化钙可以产生氨气、水和氯化钙,所以循环利用的物质为气体X,即NH3;反应类型为复分解反应;
(4)由题意知,通入气体X(氨气)前,溶液中存在着Y3+、Fe3+与Cu2+,通入氨气后溶液pH增大,所以Fe3+与Cu2+转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铜沉淀;
(5)由流程图知, Y2O3的在高温下生成Y2O3和CO2,所以化学方程式为
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