初中化学物质的相互转化和制备试题

2021年6月8日是第13个“世界海洋日”。烟台有漫长的海岸线，蕴藏着丰富的海洋资源。某兴趣小组设计的综合利用海水的部分流程图如图。据如图回答：

（1）海水制镁，步骤①②③是利用母液制镁的流程，该流程中发生中和反应的化学方程式是 　                           　。步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳，而不是向海水中直接加入石灰乳，原因是 　                   　。

（2）海水晒盐。通常采用 　   　（填“降温”或“蒸发”）结晶的方法使海水中的氯化钠析出。通过步骤④除去粗盐溶液中含有的MgCl₂、Na₂SO₄、CaCl₂等可溶性杂质，需要依次加入过量的BaCl₂溶液、过量的Na₂CO₃溶液、过量的NaOH溶液，然后过滤，在滤液中加入适量的稀盐酸。其中加入过量的Na₂CO₃溶液的目的是 　       　。

（3）海水制碱。步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程，步骤⑧中需要向NaCl饱和溶液中先后加入的两种物质是 　   　（写化学式）。步骤⑨中发生反应的化学方程式是 　                 　。

（4）步骤⑥是电解NaCl饱和溶液制取烧碱，该反应中的反应物是 　          　。

（5）步骤⑦用烧碱低温制取次氯酸钠的反应原理为：Cl₂+2NaOH═X+NaClO+H₂O，则X的化学式是 　   　。

海水晒盐得到粗盐，剩余的母液称为苦卤，粗盐和苦卤用途广泛．

（1）为了除去粗盐溶液中的Ca ²⁺、Mg ²⁺、SO ₄ ^2﹣，可按照下列实验步骤进行：①加过量BaCl ₂溶液②加过量NaOH溶液③加过量Na ₂CO ₃溶液④过滤⑤加入适量盐酸．其中步骤③加过量Na ₂CO ₃溶液的目的是 　　．

（2）利用苦卤制取镁，主要流程如图：

步骤Ⅱ中的试剂a是 　　．步骤Ⅰ中反应的化学方程式是 　．

（3）采用氨碱法生产纯碱，主要流程如图：

①上述Ⅰ、Ⅱ两个步骤总反应的化学方程式是 　　．

②从步骤Ⅱ过滤后的滤液中可获得铵态氮肥．检验铵态氮肥的方法是 　　．

在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（　　）

A．O₂ $\stackrel{\mathit{Fe}}{\underset{\mathit{点燃}}{\to }}$Fe₃O₄ $\stackrel{\mathit{CO}}{\underset{\mathit{高温}}{\to }}$Fe

B．H₂O₂ $\stackrel{\mathit{Mn}{O}_2}{\to }$H₂ $\stackrel{O_2}{\underset{\mathit{点燃}}{\to }}$H₂O

C．Ca（OH）₂溶液 $\stackrel{C{O}_2}{\to }$CaCO₃ $\stackrel{\mathit{NaCl溶液}}{\to }$Na₂CO₃

D．CO₂ $\stackrel{C}{\underset{\mathit{高温}}{\to }}$CO $\stackrel{H_{2}O}{\to }$H₂CO₃

21世纪是钛的世纪，利用钛白粉（TiO₂）生产海绵钛（Ti）的工艺流程如图所示。下列叙述不正确的是（　　）

A．反应I除生成TiCl₄以外，还生成一种可燃性气体，该气体应该是CO

B．反应II的原理是TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂

C．反应II需在氩气环境中进行，目的是防止镁被氧化，不能用氮气来代替氩气

D．该工艺流程中可以循环使用的物质为氯气

某工厂生产高锰酸钾的流程如图所示，请回答下列问题：

（1）“混合加热室”发生的主要是 　   　（填“物理变化”或“化学变化”）。

（2）“电解室”反应中，反应前后化合价发生变化的元素有 　   　（写元素符号）。

（3）生产流程中可循环利用的物质是 　   　（写化学式）。

（4）写出氧化室中发生反应的化学方程式：　                    　。

（5）取47.4g高锰酸钾，加热一段时间后停止，共收集到3.2g氧气，计算剩余固体中氧元素的质量分数是 　    　（计算结果保留到0.1%）。

氯化钠是重要的化工原料，氯碱工业生产的一种流程如图：

（1）从“海水→粗盐→精盐”的过程包括溶解、过滤、蒸发等实验操作，实验室中上述3种操作都需要使用的仪器是　　（填名称）

（2）“食盐水”中常含有NaCl、MgCl₂、CaCl₂等物质，“精制”过程中加入NaOH的目的是　　。

（3）写出“电解槽“中发生反应的化学方程式　　，流程中可以循环使用的物质有　　（填化学式）

（4）氯碱工业生产的碱样品中常含有Na₂CO₃和NaCl等杂质，用“离子交换膜法”生产的碱样品质量主要标准如下表所示

等级	氢氧化钠含量	碳酸钠含量
优等品	≥99.0%	≤0.5%
一等品	≥98.5%	≤0.8%
合格品	≥98.0%	≤1.0%

①你认为碱样品中含有Na₂CO₃的原因是　　，检验碱样品中是否含有Na₂CO₃，下列试剂中可选择使用的是　  

a．酚酞 b．稀盐酸c。澄清石灰水

②李老师设计和完成了如下实验来判断碱样品的等级。

称取20.3g碱样品，加足量水溶解，再加入足量的氯化钡溶液，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液；将滤渣洗涤，干燥得到碳酸钡（BaCO₃）固体0.197g；向滤液中加入几滴酚酞，再逐滴加入稀盐酸至恰好完全反应，共消耗溶质质量分数为5%的稀盐酸365g。该碱样品的等级是　　（不考虑其他杂质参加反应）

2020年6月23日，我国长征五号B运载火箭搭载第55颗北斗导航卫星发射成功，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

Ⅰ．火箭中液氢燃料通过氢泵涡轮高速输送到发动机燃烧室，与液氧混合燃烧产生推动力。该反应的化学方程式为　　。

Ⅱ．人造地球卫星的结构材料常用镁合金等，金属镁可从海水中提取，工艺流程如图：

（1）粗盐经过溶解、过滤、蒸发后得到的精盐是　　（选填“纯净物”或“混合物”）。

（2）反应②的过程是　　（选填“放热”或“吸热”）过程。

（3）“母液”中含MgCl₂，以上①～④步化学反应中未涉及的反应类型是　　。

a．化合反应

b．分解反应

c．复分解反应

d．置换反应

（4）已知某海域海水中总的含盐量约为3.5%，盐中镁元素的质量分数约为3.7%，则海水中镁元素的质量分数约为　　（保留两位有效数字），由此可知，用海水晒盐后剩余的“母液”来提取镁，而不直接用海水的主要原因是　　。

海洋是一个巨大的资源宝库。海水资源综合利用的部分途径如图。

已知：粗盐中的杂质有泥沙、MgCl₂、CaCl₂，流程中部分操作及试剂已省略。

（1）试剂X的作用是除去粗盐中的Ca²⁺，则试剂X为 　   　（填化学式）。

（2）“操作1”中玻璃棒的作用是 　   　，“操作2”的名称为 　   　。

（3）滤渣中除泥沙外，还含有 　                 　。

（4）实际生产中，步骤1常选用 　       　作为沉淀剂。

（5）步骤2需电解 　 　状态的MgCl₂以获得金属镁。

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　　。

胆矾（CuSO₄•5H₂O）在工农业生产中有广泛的用途。实验室利用废旧电池的铜帽（主要含铜和锌）为原料制备胆矾。实验流程如图所示：

查阅资料：氧化锌能溶于氢氧化钠溶液。

（1）废旧电池铜帽的表面常有油污，可用洗洁精预先除去，洗洁精在除去油污的过程中起　　作用。

（2）“碱溶”步骤中，为加快反应速率可采取多种措施，如搅拌、　　等。

（3）“酸溶”时，发生反应的化学方程式是　　。

（4）“灼烧”完全（已充分反应）的判断依据是　　。