初中化学物质的相互转化和制备解答题

MgSO₄•7H₂O是一种重要的化工原料，某工厂以一种镁矿石（主要成分为SiO₂和MgCO₃，还含有少量FeCO₃）为原料制备MgSO₄•7H₂O的主要流程如图：

已知：SiO₂既不溶于水也不溶于稀硫酸。请回答下列问题：

（1）“操作a”的名称是　　。

（2）“废渣Y”中含有少量的 FeOOH，其中铁元素的化合价是　　。

（3）MgCO₃溶于稀硫酸的化学方程式为　　。

（4）“溶液A”中加入H₂O₂溶液会生成Fe₂（SO₄）₃，该反应的化学方程式为　　。

（5）选用MgO调节pH使Fe³⁺转化为沉淀，而不选用NaOH的原因是　　。

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　　。

氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域，其水溶液呈中性。工业上用毒重石（主要成分是 BaCO₃）制备氯化钡晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程，设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案，实验流程如图所示。（该毒重石样品所含杂质难溶于水，不与酸反应。

（1）步骤①中发生反应的化学方程式为　　。

（2）滤液Ⅱ是 30℃时氯化钡的　　溶液（选填“饱和”或“不饱和”）。

（3）关于上述实验方案的相关内容，下列说法不正确的是　　（选填字母序号）。

A、氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全

B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料

C、可用重晶石（主要成分是硫酸钡）代替该实验流程中的毒重石，制备氯化钡晶体

D、步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少 Ba²⁺环境的污染

（4）某同学提出，步骤③将滤液Ⅰ浓缩时会产生气体污染物，其化学式为　　。为防止污染，需要对滤液Ⅰ处理后再浓缩。简述处理滤液Ⅰ的方法：　　。

镁元素广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业，被称为“国防元素”。如图1所示为制取单质镁的转化过程，试回答下列问题：

如图转化过程中发生的化学反应主要有：

MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂

Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O，MgCl₂ $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$Mg+Cl₂↑

（1）在过程①中，所加石灰乳的主要成分是　　（填写化学式）。

（2）过程②所发生的反应属于　　（填“化合”“分解”“置换”或“复分解”）反应。

（3）下列有关过程③中能量转化的说法，正确的是　　（填选项序号）。

A．电能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．潮汐能转化为化学能

（4）海水或卤水中本来就含有氯化镁，还需要过程①②的原因是　　（选项序号）。

A．将氯化镁富集提纯 B．生成更多氯化镁 C．使石灰乳和稀盐酸反应

（5）某化学兴趣小组欲测定某氯化镁样品中MgCl₂的含量（杂质为NaCl），称取10g该样品将其置于干净的烧杯中，加入适量水，使固体样品完全溶解。向所得溶液中逐滴加入溶质质量分数为10%的NaOH溶液，生成沉淀的质量与滴入NaOH溶液的质量关系如图所示。试回答下列问题：

①当滴入NaOH溶液120g时（即图中B点），烧杯中溶液里含有的溶质为　　（写化学式）。

②当滴入10%的NaOH溶液80g时（即图中A点），恰好完全反应，试通过计算，求10g此氯化镁样品中MgCl₂的质量。（计算结果精确至0.1g）

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）。

某课外研究小组，用废弃的黄铜（铜锌合金），通过两种途径制取硫酸铜晶体。实验流程如图所示：

（1）操作a为　　，该操作中用到的玻璃仪器有烧杯、　　、玻璃棒。

（2）浓硫酸是化学实验室里一种常见的酸。

①实验室稀释浓硫酸的操作是：将　　，并用玻璃棒不断搅拌。

②化学实验应高度关注安全问题。若不慎将少量浓硫酸沾到皮肤上，应先用大量水冲洗，再涂　　溶液。

（3）如图2是实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置。

①主要实验操作步骤有：

a．收集气体 b．检查装置气密性 c．将二氧化锰放入锥形瓶中 d．从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液

正确的操作顺序是　　（写字母序号）。

②在实验过程中，某同学因加入的药品量不足，致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加药品的前提下，请帮他想出种解决的方法　　。

（4）操作b的顺序为蒸发浓缩、　　 过滤、干燥。

（5）下列测定稀硫酸pH的操作正确的是　　 （写字母序号）。

A．将pH试纸直接插入稀硫酸中

B．先将pH试纸用蒸馏水润湿

C．用玻璃棒蘸取少量稀硫酸，滴在pH试纸上

D．根据试纸显示的颜色估算出溶液的pH

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　　。

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）

₂₂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）

₂₃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%

₂₃的原因是　　₂₃，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。

₃）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）

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。

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 　　。

工业上用闪锌矿（主要含ZnS，还有PbS等杂质）制备Zn，并将产生的废气转换成工业原料，设计流程如图（部分产物略去）。

（1）X的化学式　　，图中用过量空气的目的是　　；

（2）①～ ④中属于化合反应的是　　；

（3）Zn　　（填“能”或“不能”）与氯化铅（PbCl₂）溶液反应；

（4）写出③中生成ZnO的化学方程式　　，产生的工业废气SO₂在一定条件下与氧气化合生成的Z物质是　　（填化学式）。

工业上生产纯碱的部分工艺如下：

反应原理是①NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NH₄Cl+NaHCO₃↓

②2NaHCO₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

某兴趣小组设计了如下装置在实验室模拟该制碱过程，分析并回答问题。

（1）装置C中发生反应的化学方程式是　　。

（2）B中导气管的作用是　　。

（3）反应原理②的实验可在　　（填字母）装置中进行。

（4）反应过程中的副产品NH₄Cl是农业上常用的　　（填肥料种类）。

据统计，我国每年报废的手机超过1亿部，若不进行有效回收利用，会造成巨大的浪费和污染。某种手机电路板中含有以下金属：Sn、Pb、Fe、Cu、Au、Ag、Ni（镍，银白色）、Pd（钯，银白色）。如图是某工厂回收其中部分金属的流程图。（假设流程图中各反应均恰好完全反应。已知：2Cu+O₂+2H₂SO₄2CuSO₄+2H₂O）

（1）步骤②中产生的气体是　　。

（2）滤渣2中含有的金属是　　。

（3）步骤⑤反应的化学方程式　　。

（4）步骤⑥回收的纯净物B是　　（写化学式）。

（5）金属Fe、Ni、Pd在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是　　。

氧化锌广泛用于皮肤病的治疗，工业氧化锌常含有少量杂质（CuO、FeO、SiO₂等）不能直接使用。提纯、净化氧化锌的简易流程如图所示：

参考资料：SiO₂既不溶于水也不与酸反应

（1）反应器Ⅰ中加入足量稀硫酸，充分反应后，生成硫酸盐的化学式为　　；

（2）残渣中除金属锌外，还有　　；

（3）操作一、操作二和操作三采用的分离方法是　　；

（4）操作四发生反应的化学方程式为　　。

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　　。