初中化学物质的相互转化和制备解答题

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

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

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）

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　　。

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 　　。

汽车给人们的生活带来方便的同时，也带来节能和减排的问题。如图是某种汽车的燃料燃烧过程示意图

（1）从燃烧的条件看，火花塞的作用是　　。

（2）将汽油与空气的混合气充分压缩，有助于节省燃料，说明主要原因。

（3）乙醇的含碳量比汽油的低。分析在汽油中加入适量乙醇，对尾气中炭黑排放量的影响。

（4）利用催化净化装置，可使燃烧过程中产生的CO和NO在催化剂的作用下，转化为两种空气中常见的无害气体，该反应的化学方程式为　　。

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）。

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　　．

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　　。

日常生活中使用的干电池是一种锌锰电池，它的构造是：负极为锌做的圆筒，正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰，碳粉和氯化铵的混合剂所填充，其结构如图1所示。某学校化学兴趣小组的同学准备从废旧的干电池中分离出二氧化锰，并制备硫酸锌固体。

Ⅰ：设计回收二氧化锰的流程如图2所示：

（1）操作①和操作②的名称都是 　　，该操作中玻璃棒的作用是 　　。

（2）上述操作中灼烧滤渣的目的是 　　。

（3）为了有效回收、利用二氧化锰，小茗同学用回收的二氧化锰与双氧水来制取氧气，请你写出该反应的化学方程式 　　。

Ⅱ：制备硫酸锌固体的实验步骤：

①将剪碎后的锌皮放入烧杯中，加入足量的稀硫酸，充分反应

②将滤液加热浓缩，得到热的饱和溶液

③将上述反应后的混合物过滤

④降温结晶

⑤过滤，得到ZnSO ₄•7H ₂O晶体

（1）正确的实验操作顺序为（填序号） 　　。

（2）步骤①中反应的化学方程式 　　。

Ⅲ：废旧干电池随意丢弃会造成环境污染。请你指出对废旧干电池的处理意见（只填一条）： 　　。

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．

目前，农业上使用最多的氮肥主要有尿素、硝酸铵和碳酸氢铵等，其中硝酸铵的生产原理是利用氨催化氧化得到的硝酸，再跟氨反应生产硝酸铵，基本流程如下：

已知：①上述流程图中A、B、C均为气体，其中A、B为单质且A的相对分子质量为28，C为含有A组成元素的化合物；氨与氧气反应的条件是高温、催化剂。

②在化学反应中，只要有物质所含元素的化合价发生了变化的反应就是氧化还原反应。例如：2Na+2H ₂O═2NaOH+H ₂↑，反应前后，Na元素、H元素的化合价分别发生了变化，该反应是氧化还原反应。

请回答下列问题：

（1）写出A、C两种物质的化学式：A为 　　；C为 　　。

（2）NH ₃和O ₂反应的化学方程式为 　　

（3）上述流程图的5个反应中有 　　个属于氧化还原反应。

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）。

一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇﹣﹣水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，他设计的合成路线如图乙所示：

（1）溶液A中一定存在的溶质为　　。

（2）溶液B中含硫酸四氨合铜，“一系列操作”是指向溶液B中加入适量　　、过滤、洗涤、干燥等。

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　　。