初中化学物质的相互转化和制备试题

国产航母"山东舰"威武入列，标志我国金属材料制造技术取得重大突破。

（1）"山东舰"是由多块巨大的特种钢板焊接而成。工业上用CO和赤铁矿（主要成分是Fe ₂O ₃）反应得到铁，反应的化学方程式是 　　。工人师傅常用氧炔焰焊接钢板，乙炔（C ₂H ₂）在氧气中完全燃烧的化学方程式是 　　。

（2）钛合金可用于制作舰载机的起落架，主要是利用了钛合金物理性质中的 　　。如图是以钛酸亚铁（FeTiO ₃）为原料制取钛（Ti）的部分流程示意图：

①FeTiO ₃中钛元素的化合价为 　　价。

②过程Ⅱ合成甲醇（CH ₃OH）时，按照绿色化学的原则，应调节原料中CO和H ₂的分子个数比是 　　。过程Ⅲ中，在800℃的条件下冶炼钛的化学方程式是 　　。

（3）金属防锈常用电镀的方法，电镀防锈的原理是 　　。某电镀厂的废液中含有硝酸银和硝酸铜，兴趣小组的同学在实验室探究回收该废液中的金属。将一定量铁粉加入到盛有一定量废液样品的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣A。向滤渣A中加入少量稀盐酸，有气泡产生，该反应的化学方程式是 　　。据此分析，滤渣A的成分是 　　（写化学式）。

航空航天技术是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。南京理工大学陈光教授团队研究成功的"PST高温TiAl合金单晶"大幅度提高了耐高温性能，显著改善了材料塑性，对于新型轻质高温结构材料的发展和应用具有非常重要的意义。"PST TiAl单晶"实现了高强高塑的优异结合，持久寿命优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1～2个数量级，有望将目前TiAl合金的使用温度从650～750℃提高到900℃以上，其抗压能力是第四代单晶合金的3倍，有了这种材料技术，中国也能够制造出世界一流的航空发动机。

（1）关于TiAl合金单晶的说法错误的是 　　。

A．TiAl合金属于单质

B．"PST TiAl单晶"密度小、耐高温、强度大、可塑性强

C．"PST TiAl单晶"持久寿命明显优于4822合金

D．钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，医疗上可用来制造人造骨等

（2）工业上常用铝土矿（主要成分为Al ₂O ₃，含Fe ₂O ₃杂质）为原料冶炼铝，工艺流程如图。请回答下列问题。

已知：氧化铝与酸、碱都能发生反应；

氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al ₂O ₃+2NaOH═2NaAlO ₂+H ₂O。

①试剂X是 　　（填"氢氧化钠溶液"或"盐酸"），反应Ⅰ后过滤所得的沉淀是 　　。

②Ⅱ中反应的化学方程式是 　　；

③列举产物NaHCO ₃的一种用途 　　；

④电解氧化铝的化学方程式是 　　。

无水氯化钙在工业上有广泛的用途。以石灰石矿粉（含有SiO ₂、Fe ₂O ₃、MgSO ₄等杂质）为原料，生产无水氯化钙的流程如图：

回答下列问题：

（1）从流程图中推知：SiO ₂具有的化学性质是 　　。

（2）氧化铁与盐酸反应的化学方程式为 　　。

（3）滤渣3中除有Ca（OH） ₂外，还有 　　（填化学式，下同）。

（4）产品中的杂质除极少量H ₂O外，最有可能含的是 　　。

2020年6月8日是第12个"世界海洋日"，海洋是巨大的资源宝库。某课题小组模拟工业海水提镁的流程，在实验室制取生产镁的原料﹣﹣氯化镁，设计方案如图：

【信息】1．海水和苦卤中都含有NaCl、Na ₂SO ₄、MgCl ₂、CaCl ₂、KCl等。

2．苦卤是海水晒盐后剩余的溶液。

3．下表是某品牌不同碱的价格。

试剂	NaOH	Ca（OH） 2	Ba（OH） 2	KOH
价格（元/吨）	2400	850	5300	5500

请分析与计算。

（1）海水和苦卤都可以作为制取氯化镁的原料，甲同学提出选择苦卤更好，小组同学一致同意他的观点，理由是 　　。

（2）在工业生产中为了降低成本，试剂X最好选择表格中的 　　。

（3）该方案制取氯化镁时，要经历步骤Ⅰ和步骤Ⅱ两步转化，其主要目的是 　　。

（4）小组同学按上述方案进行了实验，并制得19.0g干燥纯净的氯化镁固体。若步骤Ⅱ中溶质质量分数为10%的稀盐酸与氢氧化镁恰好完全反应，且步骤Ⅲ中氯化镁没有损失，求步骤Ⅱ中消耗稀盐酸的质量。（写出计算步骤）

回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO和CuO，某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。

【活动一】回收铜并制取氧化锌，实验方案如图：

（1）步骤Ⅰ所得滤液a中溶质的成分是 　　（填写化学式）。

（2）步骤Ⅲ加入试剂甲的名称是 　　。

（3）步骤Ⅳ加入适量NaOH溶液的目的是 　　。

【活动二】利用活动一回收的铜制取硫酸铜，设计方案如下：

方案A：Cu $\stackrel{O_2}{\underset{△}{\to }}$ CuO $\stackrel{\mathit{稀硫酸}}{\to }$ CuSO ₄

方案B：Cu $\stackrel{\mathit{浓硫酸}}{\underset{△}{\to }}$ CuSO ₄

【信息】Cu+2H ₂SO ₄（浓） $\frac{\underset{¯}{△}}{}$ CuSO ₄+SO ₂↑+2H ₂O

（4）方案A中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为 　 CuO+H ₂ SO ₄ ＝ CuSO ₄ +H ₂ O 　。

（5）小组同学从绿色化学的视角分析方案B不合理，理由是 　　（写出一条即可）。

工业上处理黄铜渣（Cu、Zn、ZnO、CuO和杂质）废料时，通常将其转化为硫酸锌和铜等有价产品。其主要流程如图所示（杂质不溶于水也不参与反应）：

资料：2Cu+2H ₂SO ₄+O ₂ $\frac{\underset{¯}{\mathit{加热}}}{}$ 2CuSO ₄+2H ₂O；ZnO+H ₂SO ₄═ZnSO ₄+H ₂O；CuO+H ₂SO ₄═CuSO ₄+H ₂O。

（1）物质B的化学式是 　　。

（2）过程Ⅱ中分离操作的名称是 　　，该操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 　　（填仪器名称）。

（3）过程Ⅲ中有气体产生，该反应的化学方程式是 　　。

镁及其合金是一种用途广泛的金属材料，大量的金属镁是从海水或卤水中提取的，其主要步骤见如图：

（1）为了使MgSO₄转化为Mg（OH）₂，试剂①可以选用　　；

（2）加入试剂①后，分离得到Mg（OH）₂沉淀的方法是　　；

（3）试剂②可以选用　　；

（4）通电后，MgCl₂分解生成Mg和Cl₂的化学反应方程式　　。

通过一步化学反应，不能实现下列物质间转化的是（　　）

A．C→COB．H₂O₂→O₂

C．BaCl₂→Ba（OH）₂D．NaCl→NaNO₃

人类常利用化学反应得到所需要的物质。如图是Mg（OH） ₂、MgCl ₂、Mg（NO ₃） ₂三种物质间的转化关系，根据所学知识判断，下列说法正确的是（　　）

A．	通过加入氯化铜溶液或稀盐酸可实现①的转化
B．	通过一步反应无法实现②的转化
C．	通过一步反应可实现Mg（NO 3） 2向MgCl 2的转化
D．	通过加入氢氧化钠等可溶性碱可实现③的转化

工业上以石灰石为原料制备碳酸钙的工艺流程如图1。

回答下列问题：

（1）石灰石粉末与稀盐酸反应的化学方程式是　　。实验室发生该反应时，发生装置（如图2）应选用　　（填字母序号，下空同），收集气体时应选用　　。

（2）操作Ⅰ和操作Ⅱ为同一操作，其名称是　　。该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和　　。

（3）溶液A中先通入NH₃的目的是提供碱性环境，增大CO₂的溶解量，促使反应进行。

①通CO₂时，在溶液B中生成CaCO₃，该反应的化学方程式是　　。

②为使溶液B中的物质顺利转化为CaCO₃，除了通NH₃外，还可加入　　（填字母序号）。

A．NaCl

B．NaOH

C．KOH

D．Ca（OH）₂

制造芯片的基材主要是高纯硅。如图是制备高纯硅的一种工艺流程：

回答下列问题：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是　　。

（2）过滤所得粗硅应充分洗涤，以除去表面可能吸附的HCl和　　（填化学式）。

（3）反应Ⅱ的基本类型属于　　；反应Ⅱ要在无氧气环境中进行，原因是　　（答出一种即可）。

（4）上述生产流程中，可以循环利用的物质是　　（填化学式）。

如图是某化工企业利用“侯氏制碱法”生产纯碱的部分工艺流程示意图：

查阅资料知：①NH₄Cl $\frac{\underset{¯}{△}}{}$NH₃↑+HCl↑；②氨气极易溶于水，氨水呈碱性。

（1）检验食盐水是否饱和的方法是　　。

（2）操作Ⅰ的名称是　　。实验室进行此操作时，玻璃棒的作用是　　。

（3）“侯氏制碱法”中，向饱和氨盐水中通入足量的CO₂，使氨气、水、NaCl和CO₂反应生成NaHCO₃等，该反应的化学方程式为　　；先通氨气形成饱和氨盐水，后加压通入二氧化碳，这样操作的目的是　　。

（4）处理含氯化铵混合溶液时，不直接加热蒸干得到氯化铵固体的原因是　　。

海水提取粗盐后的母液还可用来提取金属镁，其流程如图：

回答下列问题：

（1）如在实验室进行操作a，使用玻璃棒的目的是　　，沉淀A的化学式是　　。

（2）用贝壳生产石灰乳，发生反应的化学方程式有：　　、　　。

（3）由MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O晶体，需要进行的实验操作有：　　、　　、过滤、洗涤。

（4）用203t MgCl₂•6H₂O晶体最多能制备金属镁　　t。

无水氯化钙（CaCl ₂）是重要的干燥剂，CaCl ₂•6H ₂O与冰的混合物是实验室常用的制冷剂，将CaCl ₂•6H ₂O加热可得CaCl ₂．某工厂以石灰石为原料生产无水氯化钙的流程如图所示，原料石灰石中含有的杂质主要是MgCO ₃、MgSO ₄。

（1）过滤和蒸发均用到的玻璃仪器是 　　。

（2）石灰石溶解时，杂质MgCO ₃发生反应的化学方程式为 　　，该反应是 　　（填基本反应类型）

（3）加入BaCl ₂溶液除去的杂质离子是 　　，加入氢氧化钙溶液除杂的化学方程式为 　                           。

（4）由CaCl ₂•6H ₂O得到CaCl ₂是 　　变化（填"物理"或"化学"）。

回答下列问题。

（1）从硝酸钾、少量氯化钠和不溶性杂质（泥沙）的混合物中得到硝酸钾的流程如图：

①结合如表分析，趁热过滤的原因是　　。

温度/℃	0	20	40	60	80
溶解度/g	NaCl	35.7	36.0	36.6	37.3	38.4
	KNO3	13.3	31.6	63.9	110	169

②操作a的名称是　　。

③滤液2的溶质是　　。

（2）A～D为初中化学常见物质，A、D为金属，在常温下通过如图所示转化可获取硝酸钾。回答下列问题。

①反应Ⅰ能发生的原因是　　。

②若D为银白色贵重金属，则反应i的化学方程式是　　，基本反应类型是　　。

③一步实现反应Ⅱ，能否加入氯化钾？判断并说明理由　　。

④硝酸钾可作化肥，能供给作物两种养分，属于　　肥料。