初中化学物质的相互转化和制备试题

某种手机电路板主要含有Fe、Cu、Ag（银）、Ni（镍）等金属及非金属基材，如图是某工厂回收金属铜的工艺流程图。已知：2Cu+O₂+2H₂SO₄ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$2CuSO₄+2H₂O。

（1）电路板不直接焚烧而采取热风处理的主要目的是　　。

（2）操作①的名称是　　。

（3）写出滤液③与铁粉反应的化学方程式　　。

（4）Fe、Cu、Ag、Ni在溶液中的金属活动性顺序由强到弱依次为　　。

（5）写出⑤得到纯铜的一种方法　　。

在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是（　　）

A．	Cu CuO CuSO 4溶液
B．	S SO 2 H 2SO 4溶液
C．	Fe 3O 4 Fe FeCl 3溶液
D．	NaOH溶液 Na 2CO 3溶液 NaCl溶液

工业上利用赤铁矿石（主要成分是Fe₂O₃，还含少量SiO₂等杂质）冶炼生铁的过程如图所示：

下列说法不正确的是（　　）

A．CaSiO₃中硅元素显+4价

B．高炉气体中SO₂会形成酸雨，不能直接排放到空气中

C．原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO

D．高炉炼铁的原理是3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$2Fe+3CO₂，该反应属于置换反应

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 　　。

甲、乙、丙三种物质的转化关系为，下表中不符合该转化关系的一组物质是（　　）

选项	甲	乙	丙
A	C	CO	CO2
B	H2O2	O2	H2O
C	H2O	H2	O2
D	CuSO4	Cu	Cu（NO3）2

A．AB．BC．CD．D

海水是一种重要资源，利用海水可制取镁等物质，某化学兴趣小组的同学设计了如下实验流程进行实验：

分析该流程图，下列说法错误的是（　　）

A．操作Ⅰ，操作Ⅲ都需用到的玻璃仪器是玻璃棒

B．固体B是Mg（OH． ₂，试剂X是盐酸

C．加入NaOH溶液应过量，其目的是使MgCl ₂完全反应

D．处理等量海水，若将NaOH溶液换成石灰乳，既能节约成本又能提高镁的产量

氢能是绿色的能源，如图是制取与贮存氢气的一种方法。下列说法正确的是（　　）

资料：①Mg₂Cu是一种贮氢合金，吸氢后生成MgH₂和MgCu₂合金

②MgH₂和HCl反应的化学方程式为：MgH₂+2HCl═MgCl₂+2H₂↑

A．反应3的基本类型是置换反应

B．循环制氢反应中需要不断加入ZnO和Fe₃O₄

C．反应3中氩气作保护气，防止金属镁、铜在高温下与氧气反应

D．反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气和反应2产生的氢气质量相等

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）。

在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。

（1）“焦炭炼钢”是先将铁精矿（Fe₂O₃）和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得到生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。

①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，　 　夺取了Fe₂O₃里的氧将铁还原出来。

②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO₂，则该钢铁厂每年排放CO₂的质量为 　 　万吨。

（2）为了实现CO₂的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂（含NaFe₃O₄），能将CO₂转化为汽油，转化步骤如下：

CO₂CO（CH₂）_n汽油

①步骤Ⅰ除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是 　 　。

②下列说法错误的是 　   　（填字母）。

a.所得汽油中含有C、H两种元素

b.NaFe₃O₄中O为﹣2价，Fe为+3价

c.上述转化不仅有利于CO₂减排，还可以减轻人类对化石能源的需求

（3）一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。

①高温下，用H₂炼铁时反应的化学方程式为 　                              　。

②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有 　                     　。

③从物质组成的角度，说明向炼钢炉中加入废钢的目的：　                   　。

绘制知识网络是化学学习的一种有效方法，元素单质及其化合物的“价态—类别”二维图就是其中的网络图之一。如图是铁及其化合物的“价态—类别”二维图，下列有关说法或方程式正确的是（　　）

A．物质A的名称是氧化铁

B．①反应可能是Fe₂O₃+3Al3AlO+2Fe

C．⑤反应可能是FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl

D．⑤～⑨全部是复分解反应

古诗《石灰吟》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。”中蕴含了如图所示三种物质间的相互转化关系，下列说法不正确的是（　　）

A．CaO俗名叫生石灰，是一种氧化物

B．“烈火焚烧若等闲”描述的是反应①的变化

C．反应②发生时，会放出热量

D．反应③是改良酸性土壤的原理

电子工业上制造铜电路板，常用30%的FeCl₃溶液腐蚀镀铜电路板上的铜箔（Cu），如图是某兴趣小组设计的处理该生产过程中产生废液的流程图，据如图回答下列问题：

查阅资料：2Cu+2H₂SO₄+O₂2CuSO₄+2H₂O；2FeCl₃+Fe═3FeCl₂

（1）步骤①所得的废液中只含有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂三种溶质，据此可判断步骤①中铜与FeCl₃反应生成的两种产物是 　   　（写化学式）。

（2）步骤②中加入的铁粉与氯化铜发生反应的化学方程式是 　             　，步骤②还需要进行的实验操作是 　 　。

（3）步骤③加入适量稀盐酸充分反应。当观察到 　             　现象时，说明滤液中只剩下铜。

（4）步骤②③所得FeCl₂可与一种气体单质发生化合反应生成FeCl₃，实现循环使用，根据质量守恒定律可推测该单质是 　 　。

（5）溶液B中含有的溶质是 　          　。

人类常利用化学反应得到所需要的物质。如图是X、Y、Z、W四种物质的转化关系（都能通过一步反应实现），则X、Y、Z、W依次可能是（　　）

A．C、CO、CO₂、H₂CO₃

B．H₂O₂、O₂、H₂O、H₂

C．CaO、Ca（OH）₂、CaCl₂、CaCO₃

D．Cu、CuO、Cu（OH）₂、CuSO₄

氯化亚铜CuCl是一种难溶于水和乙醇且在潮湿空气中易变质的物质，广泛应用于冶金、电镀、医药等行业、CuCl的制备流程如图：

（1）"操作Y"名称是 　　。

（2）CuCl中铜元素的化合价为 　　。

（3）请配平"反应Ⅱ"的化学方程式： 　                         。

（4）在"滤液Ⅱ"中可以循环利用的物质（水除外）是 　　。（填化学式）

（5）"醇洗"的目的是 　    ，防止后续过程中氯化亚铜变质。

2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究作出贡献的三位科学家。如图是从钴酸锂废极片[主要成分为钴酸锂（LiCoO₂）]中回收得到Co₂O₃和Li₂CO₃的一种工艺流程。

（1）操作1中，粉碎废极片的目的是　　；

（2）实验室中完成操作2时，需用到的玻璃仪器是　　（填一种即可）；

（3）操作4中，在高温条件下，CoC₂O₄在空气中反应生成Co₂O₃和二氧化碳，化学方程式为　　；

（4）操作5中，Li₂CO₃晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少，说明Li₂CO₃的溶解度随温度升高而　　。