初中化学物质的相互转化和制备填空题

某兴趣小组查阅资料得知：氯酸钾（KClO₃） 在加热和二氧化锰做催化剂的条件下生成氯化钾和氧气。他们利用该原理制取氧气，并回收提纯氯化钾和二氧化锰，按以下流程图进行实验，按要求完成下列问题：

（1）步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为　　。

（2）步骤Ⅳ中操作Y的名称是　　。

（3）步骤Ⅲ中“洗涤”操作2次后，收集第3次的洗涤液并进行检验。取少量洗涤液于试管中，滴加　　溶液，有白色沉淀生成，说明还没有洗涤干净。

（4）实验结束后，理论上能够回收得到　　克二氧化锰。

“84消毒液”在抗击新冠病毒时可作环境消毒剂，其有效成分为次氯酸钠（NaClO）。如图为一种制取“84消毒液”的简化流程：

图中A、B气体均为单质，混合液、Ⅰ、Ⅱ的溶质均为NaOH和NaCl。

回答下列问题：

（1）B气体是一种新型能源，也可作燃料。与其它燃料相比，其优点有　　（写一点即可）。

（2）反应①的化学方程式为　　。

（3）混合液Ⅰ经蒸发浓缩、冷却结晶、　　后得到混合液Ⅱ和NaCl晶体。

（4）混合液Ⅱ中的NaOH与A气体发生反应②，产生NaClO、NaCl和H₂O，该反应的化学方程式为　　。

（5）“84消毒液”与洁厕灵混用时会产生有毒的Cl₂，其化学方程式为：NaClO+2HCl═NaCl+Cl₂↑+H₂O

对该反应的分析错误的是　　（填选项序号）。

a．NaClO、H₂O均为氧化物

b．不属于任何基本反应类型

c．只有氯元素的化合价发生了改变

广西蕴含丰富的铝土资源，铝工业是广西传统优势产业，某工厂用铝土矿（主要成分为Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等）提取Al₂O₃，提取流程如图所示：

已知Ⅰ．NaOH+Al（OH）₃═NaAlO₂+2H₂O

Ⅱ．NaAlO₂+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+NaHCO₃

（1）“酸浸”时，通常将铝土矿进行粉碎处理，“粉碎”的主要目的是　      　。

（2）经检验，滤渣Ⅰ的主要成分是SiO₂，由此推测SiO₂的性质有　　（填序号）。

A．难溶于水

B．化学性质很活泼

C．不能与盐酸反应

D．不能与NaOH溶液反应

（3）溶液Ⅱ中含有的溶质是　       　（用化学式表示）。

（4）滤渣Ⅲ加热时，生成Al₂O₃和一种常见的氧化物，请写出反应的化学方程式　   　，该反应属于　 　反应（填基本反应类型）。

碳酸钾广泛应用于玻璃、纺织印染和肥皂生产等领域。制取碳酸钾的工艺流程示意图如图：

温度/℃	0	10	20	30	40	60	80	100
K2CO3的溶解度/g	107.0	109.0	111.0	114.0	117.0	126.0	139.0	156.0

根据如图表信息，回答下列问题：

（1）生成碳酸钾的化学方程式为　               　。

（2）上述流程中可循环使用的物质是　　，NH₄Cl在农业上可用作　　。

（3）得到K₂CO₃晶浆的结晶方法是　　。

（4）上述流程中洗涤K₂CO₃晶体应选用　　（填序号）。

①NH₄Cl溶液

②热水

③饱和K₂CO₃溶液

某工厂生产硼砂产生的固体废料，主要含有MgCO₃、CaCO₃、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等，其中MgCO₃质量分数为63%．回收镁的工艺流程如图

（1）“酸浸”时MgCO₃发生反应的化学方程式为　　。

（2）“调pH”前滤液Ⅰ的pH　　7（填“＞”或“＜”）。

（3）滤液Ⅲ中可回收的主要物质　　（填化学式）。

（4）已知固体废料质量为m，理论上可生产Mg（OH）₂的质量为　　。

（5）某BaCO₃中混有SiO₂杂质，简述提纯该BaCO₃的实验操作：　　。

中国科学院张青莲院士对铟、铱、锗等的相对原子质量测定作出了杰出贡献。锗是重要的半导体材料，由锗精矿（含GeO₂、GeS₂、As₂O₃等）制备金属锗的步骤如下：

①焙烧，GeS₂转化为GeO₂，然后用盐酸溶解得到GeCl₄．②用Cl₂将杂质转化为不易挥发的H₃AsO₄．③加热混合溶液使GeCl₄气化，再冷凝为液态，经过一系列转化得到GeO₂．④用H₂将GeO₂还原为Ge，同时H₂转化为H₂O。

（1）步骤①盐酸溶解GeO₂的化学方程式为　　。

（2）完成步骤②除杂反应的化学方程式：AsCl₃+4H₂O+Cl₂═H₃AsO₄+5　　。

（3）步骤③分离GeCl₄的方法是　（填标号）。

A．过滤

B．蒸馏

C．升华

D．蒸发

（4）步骤④消耗H₂和生成Ge的质量之比为　　。

氯化钙（CaCl₂）可用作干燥剂、混凝土防冻剂等。实验室用工业大理石（含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制备氯化钙的主要流程如下：

请回答下列问题：

（1）配制31%的稀盐酸730g，需要36.5%的浓盐酸　　g。

（2）酸溶时碳酸钙参与反应的化学方程式为　　。

（3）滤渣I的成分为　　，滤渣II中含有Al（OH）₃和　　。

（4）过滤使用到的玻璃仪器有　　。操作I采用的方法是：蒸发浓缩、　　、　　、过滤。

（5）加入试剂a的目的是中和稍过量的石灰水，该反应的化学方程式为　　。

某矿石主要成分是MgO，含少量的Fe₂O₃、CuO和SiO₂杂质。用该矿石制备Mg（OH）₂的工艺流程简图如图：

回答下列问题：

（1）步骤①和步骤②均用到的操作是　　。

（2）溶液A中所含的阳离子有Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺和　　（填离子符号）。

（3）已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：

对应离子	Fe^3+	Cu^2+	Mg^2+
开始沉淀时的pH	1.9	4.2	9.1
完全沉淀时的pH	3.2	6.7	11.1

步骤②加入熟石灰，调节溶液的pH范围为　　，固体C中所含成分的化学式为　　。

（4）步骤③制得Mg（OH）₂的化学方程式为　　。

稀土元素被誉为“工业的维生素”，是不可再生资源，应用广泛。

①稀土元素与铝、钛等金属熔合，形成特种合金，其性能会有较大提高，强度更好，抗腐蚀性能更强。坦克、飞机、核潜艇等的制造都用到了特种合金。

②稀土元素在自然界中以化合物的形式存在。二氧化铈（CeO₂）是稀土氧化物中用途极广的一种材料，因为具有较为独特的萤石晶体结构，使得其具有特殊的性能。主要用于玻璃、原子能、电子管等工业。

③中国的稀土储量最多时占世界的71.1%，目前占比在23%以下。中国并非世界上唯一拥有稀土的国家，却在过去几十年承担了世界稀土供应的角色，结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。近几年，我国出台了一系列政策，采取了出口控制等措施，保护我国现有的稀土资源。

阅读以上材料，回答以下问题：

（Ⅰ）稀土元素铼与“太空金属”钛制成的钛铼合金，可用来制造核潜艇。请写出钛铼合金的优良性能（任写一点）　　。

（Ⅱ）关于稀土资源，下列说法正确的是　　（填序号）

A．稀土的开采与环境问题无关

B．稀土在材料工业方面发挥着重要作用，它是万能的

C．稀土元素化学性质稳定，在自然界中以单质形式存在

D．稀土不可再生，珍贵，保护稀土资源，是我们义不容辞的责任

（Ⅲ）某品牌平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂等物质）。以此粉末为原料进行资源回收，其工艺流程如图：

已知：2NaOH+SiO₂＝Na₂SiO₃+H₂O，Na₂SiO₃溶于水。

（1）第①步操作的名称是　　；

（2）第②步加入过量稀硫酸的目的是　　；

（3）洗涤滤渣B的目的是为了除去　　（填离子符号），提高产品的纯度；

（4）若第④步加的碱为NaOH，写出该反应的化学方程式　　。

用废铜屑生产硫酸铜晶体（CuSO₄•5H₂O）的流程如下：

（1）“溶解”时需要加热，但温度不宜过高，原因是　　。

（2）“系列操作”包括：除杂、蒸发浓缩、　　、过滤等。过滤时用到的玻璃仪器有烧杯，漏斗、　　。

（3）“洗涤”时为减少晶体损失，最好选用　　（选填序号）。

a．热水            b．冰水              c.95%的酒精溶液

实验室以某石灰石（含少量Fe₂O₃）为原料制备高纯CaCO₃的步骤如下。

溶解 向石灰石样品中加入适量盐酸，至反应完全。

除铁 加入氨水调节pH，然后加入适量Ca（OH）₂，充分反应后过滤。

沉淀 向滤液中补充氨水，通入CO₂，反应一段时间。

分离 过滤、洗涤、干燥得高纯CaCO₃。

（1）溶解时，CaCO₃、Fe₂O₃分别与盐酸反应的化学方程式为　　、　　。判断样品已完全反应的实验现象是　　。

（2）除铁时，选用Ca（OH）₂而不选用NaOH，其主要原因是Ca（OH）₂价格低且来源广、　　、　　；过滤所得滤渣的主要成分为　　。

（3）沉淀时，其他条件相同，反应温度对CaCO₃产率的影响如图。高于35℃时，CaCO₃产率下降的主要原因是　　、　（4）分离时，若向过滤所得滤液中加入　　 （填化学式）并加热，则可回收NH₃。

（5）该实验中可以循环利用的物质有H₂O和　　。

（6）石灰厂煅烧石灰石生产CaO，若要得到28t CaO，则至少需要含CaCO₃ 90%的石灰石多少吨？（写出计算过程，保留一位小数。）

以MnO₂为原料制备MnSO₄•H₂O的工业流程如图。

已知：①沉淀时的化学方程式为7MnSO₄+7Na₂CO₃+11H₂O＝MnCO₃•6Mn（OH）₂•5H₂O↓+7Na₂SO₄+6CO₂↑

②MnSO₄•H₂O和MnSO₄•5H₂O易溶于水，难溶于乙醇。

③MnSO₄的溶解度曲线如图1所示。

（1）溶解时，为控制80℃，在实验室可用水浴加热如图2．水浴加热需要的玻璃仪器有酒精灯、　　、　　。水浴加热的优点有　。能加快溶解的方法有　　（写一种）。

（2）除铁时需要搅拌，搅拌的作用是　　。

（3）过滤I所得滤液的溶质主要是Na₂SO₄和　　。过滤时，玻璃棒的作用是　　。

（4）酸溶时，MnCO₃•6Mn（OH）₂•5H₂O与足量稀硫酸反应的化学方程式为　　。

（5）请补充完整由流程中“酸溶”所得MnSO₄溶液制备MnSO₄•H₂O的实验方案：将MnSO₄溶液转移至蒸发皿中，　　，在高于40℃时趁热过滤，　　，100℃烘干得MnSO₄•H₂O。

由氯化钡废液（杂质为FeCl₃及微量NaCl）制备产品BaC1₂•2H₂O的流程如图。

（1）氯化钡废液属于　　（填“纯净物”或“混合物”）。FeCl₃中铁元素的化合价是　　。

（2）煅烧石灰石制取生石灰的化学方程式为　　，生石灰变成熟石灰的过程是　　过程（填“吸热”或“放热”），石灰水能使紫色石蕊试液变　　色。石灰石和熟石灰中常用于改良酸性土壤的是　　。

（3）用95%乙醇（C₂H₆O）洗涤滤渣可除微量NaCl．C₂H₆O由　　种元素组成，是　　化合物（填“有机”或“无机”）。C₂H₆O在O₂中完全燃烧生成CO₂和　　。2个CO₂分子可用化学符号表示为　　。煤、氢气、乙醇三种燃料中，最清洁的是　　。

（4）结合流程和表回答：工业上选择25℃而不选择5℃进行冷却结晶的主要原因是①滤液多次循环后，25℃与5℃结晶产品的总产率基本相同；②　　。

表：每次结晶时，温度对产品纯度和产率的影响

冷却结晶的温度/℃	产品的纯度/%	产品的产率/%
5	99	72
25	99	60

实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO₃、MgO和SiO₂）为原料制备MgCO₃•3H₂O．其主要实验过程如图：

已知：SiO₂不溶于水，常温下不与硫酸、碳酸钠反应。

（1）“酸溶”时发生反应的化学方程式为　　和　　。

（2）“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有　　（填离子符号）。

（3）“反应”步骤前后均有过滤，能否省去“过滤Ⅰ”只进行“过滤Ⅱ”。　　（填“能”或“否”），理由是　　。

（4）“酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是　　。

氧化镁在医药等行业应用广泛。实验室以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃等）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）为了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：适当升高温度、　　。MgCO₃与盐酸反应的化学方程式为　　。

（2）“氧化”过程中。FeCl₂转化为FeCl₃，该反应属于基本反应类型中的　　。

（3）“沉淀”时需严格控制NaOH溶液的用量，其目的是　　。

（4）“滤液”中的溶质主要是MgCl₂和　　。