初中化学物质的相互转化和制备解答题

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）

新冠肺炎疫情防控期间，湘潭市各学校开展全域喷洒低浓度“84”消毒液进行消毒。“84”消毒液的有效成分是NaClO（次氯酸钠），模拟制备“84”消毒液的流程如图所示，其中A是密度最小的气体，B俗称烧碱，Cl₂是一种黄绿色的有毒气体。请回答下列问题：

（1）A的化学式为　　，B的化学式为　　。

（2）溶解过程中玻璃棒的作用是　　，步骤Ⅰ中主要的操作名称是　　。

（3）步骤Ⅱ中，通常用碳酸钠来除去滤液中的氯化钙杂质，请写出有关反应的化学方程式　　，该反应属于　　反应（填基本反应类型）。

（4）电解水时，一般在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是　　，不能加入NaCl的原因是　　。

化学在改善人类生存环境，提高生活质量方面起着重要作用。

[改善环境]温室效应和酸雨会威胁珊瑚礁生存，我国开展了南海珊瑚礁生态修复工作。

（1）我们把pH　　（填“＞”、“＜”成“＝”）5.6的降雨称为酸雨。

（2）为改善生存环境，倡导“低碳”生活，建议使用清洁能源。写出一种常见的清洁能源　　。

[探测资源]近期，我国向月球背面成功发射一颗中继通信卫星，助力探测月球资源。

（1）月球上有丰富的核能原料He﹣3，He的原子结构示意图为　　 （填字母序号）

（2）月球土壤中有天然的铁、铅、银等金属颗粒。根据铁锈蚀的条件分析，铁在月球上不易锈蚀的原因可能是　　。

[研发材料]中国芯彰显中国“智”造，芯片的基材主要是高纯硅。

（1）硅元素在元素周期表中的信息如图2所示，据图可得到的信息是　　（填字母序号）

A．硅元素是非金属元素

B．硅元素的元素符号为Si

（2）如图是一种制备高纯硅的工艺流程图：

[查阅资料]常温下，氯化镁溶液呈中性。

①反应I的化学方程式：2Mg+SiO₂Si+2MgO，该反应属于　　反应（填基本反应类型）。反应Ⅱ要在无氧气环境中进行，原因是　　（答出一种即可）。

②操作I的名称是过滤，过滤时液面应　　（填“高于”或“低于”）滤纸边缘。所得粗硅应充分洗涤，以除去表面可能含有的盐酸、　　、（填化学式）。

③简要叙述检验盐酸已过量的方法　　。

④上述已知生产流程中，可以循环利用的物质是　　（填化学式）。

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）。

从大理石（主要杂质是氧化铁）中提纯碳酸钙的一种实验流程如下：

（1）反应池I中用硝酸不用稀硫酸的主要原因是　　。

（2）反应池Ⅱ中加入氨水的目的是　　。

（3）反应池Ⅲ用生成碳酸钙的化学方程式是　　。

（4）过滤Ⅱ中所得滤液在农业生产中的一种用途是　　。

内江拥有中国西南地区最大的再生资源基地，可回收处理大量废旧塑料电器及玻璃等，某品牌电器的废旧电路板中含有Fe、Cu、Ag、Ni（镍，银白色金属） 等金属，如下图是某车间回收部分金属的工艺流程。已知，2Cu+O₂+2H₂SO₄2CuSO₄+2H₂O。

回答下列问题。

（1）操作①中，使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需　　；

（2）滤渣③中含有的金属是　　；

（3）根据以上工艺流程图，可以得出Ni、Fe的金属活动性强弱顺序是Ni　　Fe（填“＞”或“＜”）。

（4）滤液③中加入足量铁粉的主要目的是　　，固体A除主要含有铜外，还含有一定量的铁，为了进一步提纯铜，可以向固体A中加入适量的稀硫酸，发生反应的化学方程式为　　；

（5）相比于直接焚烧废旧电路板回收金属，该工艺流程的主要优点是　　。

水是生命之源，水和溶液在日常生活、工农业生产中有着重要的意义。

（1）现有蒸馏水和硬水各一杯，区分两者应选用的试剂为　　。

（2）夏季空调冷气吹到的地方可以看到“冷气雾”。试从微观角度解释这一现象　　。

（3）某种水培植物所需营养液中含有K⁺、NH₄⁺、NO₃^﹣、PO₄^3﹣，若用两种溶质配制该营养液，可选用钾肥的化学式为　　（任填一种）。

（4）盐酸左氧氟沙星是常用抗菌药物，其注射液溶质质量分数不超过10%，若每瓶含盐酸左氧氟沙星固体0.4g，则使用时至少需加入生理盐水　　mL（密度约为1g/mL）。

（5）工业从卤水（海水晒盐后的母液，含有MgCl₂、NaCl、MgSO₄、KCl）中提取KCl的流程示意图如图1所示

根据图2溶解度曲线信息，晶体A中含有的物质化学式为　　和　　，用冷水冲洗晶体C的目的是除去　　（填化学式）。

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　　。

侯德榜是我国著名的化学家，发明了侯氏制碱法，为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献。工业上以半水煤气（主要成分是N₂、H₂、CO、CO₂和H₂O）、食盐等为原料制取纯碱的流程如下：

（1）流程中循环利用的物质有H₂O和　　。

（2）步骤Ⅰ中，在使用铜催化剂和加热条件下，半水煤气主要成分间发生反应实现了CO转化，化学方程式是　　。

（3）实验室从混合气体H₂、N₂、CO₂中分离出CO₂的实验装置如图所示。广口瓶和分液漏斗中盛放的药品分别是　　、　　。

（4）除去纯碱中少量碳酸氢钠杂质的方法是　　。

（5）纯碱用途广泛。工业上可用废碱渣（主要成分Na₂CO₃）吸收硫酸厂尾气中的SO₂制备无水Na₂SO₃，达到减少污染、节约资源的目的。反应过程中溶液组成变化如图3所示。

①吸收初期（图中A点以前）反应的化学方程式为　　。

②不断通入SO₂，最终产物是　　。

某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、锌、硫等单质。现欲回收铜和锌，并对硫进行环保处理，主要步骤如图所示：

已知：加热的条件下，Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。

（1）烟泥最初处理需要除油污，用洗涤剂除油污的过程中发生了　 　现象。步骤①产生的废气B中，一定含有的有害气体是　　   （填化学式）。环保处理最好釆用的试剂是　　（填字母序号）。

A、浓硫酸    B、食盐水    C、石灰乳

（2）写出步骤④中得到铜的化学方程式　　，它属于基本反应类型中的　　反应。

（3）步骤③和④中主要操作的名称是　　。

（4）我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合金，也就是黄铜，它的硬度比纯铜　　（填“高”或者“低”）。

（5）取少量的溶液C，往其中加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定没有　　（填字母序号）。

A、硫酸镁    B、硫酸锌    C、硫酸铜    D、硫酸铜和硫酸锌

海洋是人类宝贵的自然资源，海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧，请根据粗盐“制碱”的流程图（如图）回答问题：

（1）步骤Ⅰ除杂中，常见的方法有两种：一是物理方法，即用NaCl溶液浸洗粗盐，溶解除去其中的可溶性杂质，则浸洗溶液应选用NaCl的 　 　（填“饱和”或“不饱和”）溶液；二是化学方法，操作步骤依次为：加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸，以下试剂①②组合选用合理的是 　 　。

A．①Ca（OH）₂②Na₂CO₃

B．①Na₂CO₃②Ca（OH）₂

C．①KOH②Na₂CO₃

D．①NaOH②Na₂CO₃

（2）步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳，这样做的目的是 　                                                　，写出步骤Ⅲ反应的化学方程式 　                                     　。

（3）步骤Ⅳ发生的反应属于 　   　反应（填基本反应类型）。

（4）我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有 　 　。

A．无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl₂生成，有利于保护环境

B．大大提高了食盐的利用率，节约了成本

C．将“制碱”与制氨生产联合起来，同时析出的NH₄Cl晶体可用作复合肥

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　　。

覆铜板是制作印刷线路板的基本材料。覆铜板中的金属Sn占2﹣10%，Cu占90﹣98%．简易工艺流程如图：

（1）将废旧镀锡覆铜板粉碎后，通过步骤②可将其分离为有机树脂材料（固体）和铜锡粉。根据化学常识回答，此工艺利用的是　　的性质（填字母代号）。

a．溶解性不同

b．密度不同

c．沸点不同

（2）步骤④中涉及的分离操作是　　（填操作名称）。

（3）通过步骤⑤和⑥所得洗涤液的pH　　7（填“＞”、“＜”、“＝”）。

（4）设计步骤⑦的主要目的是　　。

（5）步骤⑨中涉及的主要化学方程式为　　。

某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A，其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜。老师将同学们分成甲乙两组，继续进行如下实验，请完成下列相关问题：

[甲组任务]将废液转化成硫酸亚铁晶体。实验流程如图

（1）滤液B中的溶质来自于哪几个部分？

（2）写出上述流程中的一个化学反应方程式：　　。

[乙组任务]利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如图：

（3）滤渣C中一定没有　　。

（4）滤液D中一定含有的溶质是　　（填化学式，下同），可能含有的溶质是　　。

我国古代曾用“地糠法”制取Cl₂，两用Cl₂与石灰乳反应生产漂白粉，流程如下：

已知：漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂，Ca（ClO）₂的化学名称叫做次氯酸钙。Ca（ClO）₂中，氯元素的化合价为+1价。请回答下列问题：

（1）HCl与O₂反应的化学方程式为　　，该反应所属的基本反应类型为　　。

（2）Ca（ClO）₂在物质的分类上属于　　。

A．氧化物      B．酸      C．碱      D．盐

（3）“84消毒液”（主要成分为次氯酸钠）与“洁厕灵”（主要成分为盐酸） 不能混合使用，否则会产生氯气使人中毒。请写出次氯酸钠的化学式　　。

（4）石灰乳　　（填“属于”或“不属于”）溶液。