初中化学物质的相互转化和制备解答题

海洋中蕴含丰富的资源。

（1）海水淡化是解决淡水资源不足的重要方法，下列方法中，可以使海水淡化的是　　（填字母序号）；

A．滤纸过滤    B．吸附    C．沉降    D．蒸馏

（2）从海水中提炼出来的重水（D₂O）可作原子能反应堆中的减速剂和传热介质，重水中重氢原子（D）的相对原子质量是2，则重水中氧元素的质量分数为　　；

（3）利用海水制取纯碱和金属镁的流程如图所示，试回答问题：

①1925年我国化学家　　创立了联合制碱法，促进了世界制碱技术的发展，其第Ⅲ步反应的化学方程式为　　；

②步骤Ⅴ中所加试剂是　　。

教育部从2018年开始，要求在学校普及垃圾分类回收处理的相关知识。某化学活动小组结合所学的知识对此进行一系列实践活动。

Ⅰ．活动探究

（1）学会识图分拣垃圾：下列垃圾应投入带有如图图标的垃圾箱内的是 　　（填字母序号）。

A．	塑料瓶
B．	果皮
C．	碎瓷片

（2）学会检验有害气体：含氯塑料焚烧时会产生氯化氢等气体。若要检验焚烧后的气体中有氯化氢，可将其通入 　　溶液中，有白色沉淀生成即可。

Ⅱ．实验探究：

[提出问题]如何回收处理废旧电池中的镉？

[查阅资料]

（1）废旧电池中含有镉、汞等元素，这些元素会危害人类健康。

（2）镉（Cd）从溶液中析出时呈海绵状固体。在化合物中通常表现为+2价。

（3）碳酸镉（CdCO ₃）、氢氧化镉[Cd（OH） ₂]都是白色固体、难溶于水。

[设计实验]先将废旧电池进行处理以制得硫酸镉（ CdSO ₄）溶液，用于以下实验。

实验设计	实验步骤	实验现象	实验结论
与金属反应	取少许溶液于试管中，加入足量的Zn粉，充分反应。		Zn可以置换出Cd
与碱反应	取少许溶液于试管中，加入足量的NaOH溶液，充分反应。	产生白色沉淀	用化学方程式表示为 　　。
与盐反应	取少许溶液于试管中，加入足量的 　　溶液，充分反应。	产生白色沉淀	可用该试剂除去CdSO 4．

[回收处理]

实验结束后，将反应后的混合物通过过滤、洗涤、加热，进而再制得镉。

[交流反思]

请同学们基于化学视角说明垃圾分类回收处理的重要意义 　　（答一点即可）。

为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵（不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水）的氯化钾提纯，并制得纯净的氯化钾溶液，某同学设计的实验流程如下

请根据以上流程图中的信息．回答下列问题：

（1）步骤①中除去碳酸氢铵的方法是　　；

（2）步骤④中加过量碳酸钾溶液的目的是　　；

（3）此设计方案是否严谨？并说明理由　　．

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。

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．

²⁺²⁺₄^2﹣₂₂₃₂₃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　　．

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）

某合金主要成分为Zn、Fe、Cu及这三种金属的少量氧化物。利用该合金制成的机械零件废弃物制取高纯度ZnO，其部分工艺流程如图所示。请回答：

已知：Zn（OH）₂溶于强碱形成可溶性盐。

（1）滤渣Ⅰ中一定有　　。

（2）加酸溶解废弃物时，需要通风并远离火源，其原因是　　。此过程中Zn还能起到除铜作用，除铜的化学方程式为　　，此反应属　　（填基本反应类型）。

（3）调节pH可用NaOH，但不能过量，其原因是　　。

（4）焙烧Zn（OH）₂发生分解反应的化学方程式为　　。

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　　。

某工厂产生的废水中含有硫酸锌和少量的硫酸铜以及污泥，为了变废为宝，利用废水制取七水硫酸锌（ ZnSO ₄•7H ₂O），其工艺流程图如下：

回答下列问题：

（1）步骤①的操作名称 　 　．

（2）步骤②需如入过量的物质是 　 　，目的是 　 　．

（3）步骤③需加入的溶液是 　 　．

（4）步骤④的操作是蒸发浓缩， 　 　，过滤．

（5）如果用ZnSO ₄•7H ₂O来配制100g 32.2%的硫酸锌溶液，需要 　 　g七水硫酸锌．

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）。

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　　。

某兴趣小组在实验室模拟水厂将浑浊的湘江水净化成自来水，并最终制成蒸馏水，其实验流程如图所示：

请回答下列问题：

（1）加入明矾的作用是 　　；操作1的名称是 　　。

（2）利用如图所示的装置进行操作2，此操作的作用是 　　待处理的水应该从 　　端通入（填"a"或"b"），理由是 　　。

（3）取少量的液体D于试管中，滴入肥皂水振荡，发现有较多的浮渣产生，说明此液体为 　　（填"软水"或"硬水"），生活中常用 　　的方法软化硬水。

（4）通过操作3可以得到净化程度较高的蒸馏水，操作3的名称是 　　。