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备战中考化学与流程图有关的压轴题附答案解析

备战中考化学与流程图有关的压轴题附答案解析
备战中考化学与流程图有关的压轴题附答案解析

一、中考初中化学流程图

1.化学是认识、改造和应用物质的科学。从海水中提取镁、制“碱”,都体现了人类改造物质的智慧。结合下列流程图(其中部分操作和条件已略去),请回答相关问题:

(1)通过蒸发结晶从海水中获得粗盐写出一条利于海水“晒盐”的自然条件:_____。(2)提纯物质常用转化的方法,就是将杂质转化为沉淀或气体而除去。粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质,通过步骤I,再利用过滤操作进行除杂。

①步骤I加入下列三种溶液的先后顺序为_____(选填字母序号)

A 过量的Na2CO3溶液

B 过量的BaCl2溶液

C 过量的NaOH溶液

②步骤I中加入的三种除杂试剂需略过量的原因是_____。

(3)写出步骤Ⅲ加热分解碳酸氢钠的化学方程式_____。

(4)写出步骤V氢氧化镁生成氯化镁的的化学方程式_____。

【答案】风力大(阳光充沛等) BAC(或CBA或BCA)将杂质完全除去

2NaHCO3Δ

Na2CO3+H2O+CO2↑ Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

【解析】

【分析】

【详解】

(1)风力大、阳光充沛等都利于水分的蒸发,有利于“晒盐”;

(2)①粗盐水中主要含有MgCl2、Na2SO4和CaCl2等可溶性杂质,所加试剂的顺序是加入稍过量的BaCl2溶液除去Na2SO4,再加稍过量的Na2CO3溶液,除去CaCl2和过量的BaCl2,加稍过量的NaOH溶液,除去MgCl2,顺序不唯一,只要把稍过量的BaCl2溶液放在稍过量的Na2CO3溶液前面加入就行;故顺序为BAC(或CBA或BCA);

②该实验过程中,除杂试剂都要过量,原因是将杂质完全除去。

(3)碳酸氢钠在加热的条件下分解为碳酸钠、二氧化碳和水;化学方程式

2NaHCO3Δ

Na2CO3+H2O+CO2↑;

(4)氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水;化学方程式:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O。

2.黑白复印机用的墨粉中常添加Fe3O4粉末,Fe3O4是由Fe2+、Fe3+和O2-按1:2:4的个数比构成的。如图是氧化沉淀法生产复印用Fe3O4粉末的流程简图。已知第④步反应中各元素化合价保持不变。

(1)Fe3O4粉末在复印机的电磁场作用下能使墨粉形成字迹或图案,这不仅利用了Fe3O4有磁性,还利用了Fe3O4是______色。

(2)第②步加入试剂X,生成Fe(OH)2的反应方程式为______。

(3)在第③步反应中要控制通入O2的量,以使生成的Fe(OH)2和Fe(OH)3的质量比等于

______,才能确保最终生成Fe3O4,操作Y的名称为______。

【答案】黑 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 45:107 过滤

【解析】

【分析】

【详解】

(1)四氧化三铁是黑色的固体,而Fe3O4粉末在复印机的电磁场作用下能使墨粉形成黑色的字迹或图案,所以还利用了Fe3O4是黑色;

(2)通过题中的反应原理可以看出,硫酸亚铁和试剂X反应生成了氢氧化亚铁和硫酸钠溶液,结合复分解反应的原理可知,X是氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液和硫酸亚铁反应生成了硫酸钠和氢氧化亚铁沉淀,化学方程式为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;

(3)Fe3O4是由Fe2+、Fe3+和O2-按1:2:4的个数比构成的,依据质量守恒定律可知,通入氧气后生成的氢氧化亚铁和氢氧化铁的个数比是:1:2,所以生成的Fe(OH)2和Fe (OH)3的质量比等于:(56+17×2):2×(56+17×3)=45:107;经过操作Y后,得到了氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠溶液,所以操作Y的名称为:过滤。

故答案为:(1)黑;

(2)FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;

(3)45:107,过滤。

3.氯化钠具有广泛的应用。

(1)实验室配制50g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。

①用已调节平衡的托盘天平称取氯化钠时,发现指针偏左,接下来的操作是

____________。(填序号)

A 添加氯化钠

B 减少氯化钠

C 调节平衡螺母

D 添加砝码

②在量取水的体积时,若仰视读数,则会导致氯化钠溶液的溶质质量分数____________ (填>、=、<)15%。

(2)探究某氯化钠样品中杂质的成分。

某氯化钠样品中,可能含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙中的一种或几种杂质。甲同学的实验探究过程记录如下:

①根据以上实验信息,甲同学得出结论:此氯化钠样品中含有的杂质是____________。

②(实验分析)

a.步骤I中加入适量NaOH溶液的目的是____________。

b.乙同学认为步骤Ⅲ中不需要加入足量稀盐酸,你是否同意他的观点?____________ (选填“同意”或“不同意”),请说明原因____________。

【答案】B <硫酸钠检验溶液中是否含有氯化镁不同意需要先除去步骤Ⅱ加入的碳酸钠(目的是排除碳酸钠对硫酸钠检验的干扰),再用氯化钡检验硫酸钠是否存在

【解析】

【分析】

对甲同学的实验探究过程记录,分析如下:

步骤Ⅰ.样品中先加入适量氢氧化钠溶液,无明显现象,说明样品中没有氯化镁,因为氯化镁能与氢氧化钠反应产生氢氧化镁沉淀;

步骤Ⅱ.继续加入碳酸钠溶液,依然无明显现象,说明样品中没有氯化钙,因为氯化钙能与碳酸钠反应产生碳酸钙沉淀;

步骤Ⅲ.再加入足量的稀盐酸,将步骤Ⅱ加入的碳酸钠溶液全部反应,生成氯化钠、二氧化碳和水,最后加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明样品中有硫酸钠,因为硫酸钠能和氯化钡反应产生硫酸钡白色沉淀。

【详解】

(1)实验室配制50g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。

①用已调节平衡的托盘天平称取氯化钠时,发现指针偏左,说明药品质量偏大,接下来的操作是减少氯化钠的质量,使天平平衡。故选B。

②在量取水的体积时,若仰视读数,则实际量取水的体积偏大,溶剂质量偏大,溶质质量不变,则质量分数偏小,导致氯化钠溶液的溶质质量分数<15%;

(2)探究某氯化钠样品中杂质的成分。

①根据以上实验信息分析,甲同学得出结论:此氯化钠样品中没有氯化镁、氯化钙,含有的杂质是硫酸钠。

②实验分析:

a.步骤I中加入适量NaOH溶液的目的是:检验溶液中是否含有氯化镁。因为氯化镁能与氢氧化钠反应产生氢氧化镁沉淀。

b.乙同学认为步骤Ⅲ中不需要加入足量稀盐酸,他的观点是错误的,故不同意。其原因是:需要先除去步骤Ⅱ加入的碳酸钠(排除碳酸钠对硫酸钠检验的干扰,因为碳酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀),再用氯化钡检验硫酸钠是否存在。

4.氯是一种重要的“成盐元素”,在海水、盐湖和盐矿中广泛存在。

(1)如图是氯原子结构示意图,氯原子的最外层电子数是______;氯元素在元素周期表中位于第______周期。

(2)含氯元素的物质大多具有消毒杀菌功能。如:a 醋酸氯己定[C22H34C l2N10O2] b 氯化钠 c 二氧化氯[ClO2] d.次氯酸钠[NaClO]等。

①醋酸氯己定属于______(填“有机”或“无机”)化合物;1个醋酸氯己定分子由______个原子构成。

②b、d物质溶于水都能解离出钠离子,但阴离子不同。写出d中阴离子符号______。

(3)次氯酸钠是84消毒液的主要成分。其生产流程如图:

①X、Y都是气体单质,Y具有可燃性。步骤I发生反应的化学方程式为______。

②实现步骤Ⅱ的操作方法是______、过滤。

③步骤Ⅲ发生的反应可表示为:2NaOH+X=NaClO+NaCl+H2O.上述流程中可循环利用的物质有水和______。

④制取漂白粉[主要成分为次氯酸钙,化学式为:Ca(ClO)2]的原理与步骤Ⅲ相似,将气体X 通入石灰乳(主要成分熟石灰)中,发生反应的化学方程式为______。

⑤洁厕灵、84消毒液是两种常见的清洁消毒用品,混合使用时会发生如图反应,下列说法正确的是______。

a 二者混用易产生危险

b 反应前后离子种类不变

c 反应中只有氯元素的化合价发生改变

d 反应中氯元素全部变成了有毒气体

【答案】7 三有机 70 ClO- 2NaCl+2H2O 通电

2NaOH+H2↑+Cl2↑蒸发结晶氯化

钠、氯气 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ac

【解析】

【分析】

【详解】

(1)如图是氯原子结构示意图,氯原子的最外层电子数是7;氯元素原子核外电子层数是3,在元素周期表中位于第三周期,故填:7;三。

(2)①醋酸氯己定是含有碳元素的化合物,属于有机化合物;1个醋酸氯己定分子由:22+34+2+10+2=70个原子构成,故填:有机;70。

②d中阴离子是带1个单位负电荷的次氯酸根离子,可以表示为ClO-,故填:ClO-。

(3)①X、Y都是气体单质,Y具有可燃性,即Y是氢气,X是氯气,步骤I中,电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气,发生反应的化学方程式为:

2NaCl+2H2O 通电

2NaOH+H2↑+Cl2↑,故填:2NaCl+2H2O

通电

2NaOH+H2↑+Cl2↑。

②实现步骤Ⅱ的操作方法是蒸发结晶、过滤,故填:蒸发结晶。

③由2NaOH+X=NaClO+NaCl+H2O可知,反应前后钠原子都是2个,氧原子都是2个,氢原子都是2个,反应后氯原子是2个,反应前应该是2个,包含在X中,则X是氯气,因此上述流程中可循环利用的物质有水和氯化钠、氯气,故填:氯化钠、氯气。

④将气体氯气通入石灰乳(主要成分熟石灰)中,氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,发生反应的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

⑤a.二者混用产生有毒气体氯气,易产生危险,该选项说法正确。

b.反应前后离子种类改变,例如反应前有次氯酸根,反应后没有次氯酸根,该选项说法不正确。

c.反应中只有氯元素的化合价发生改变,例如反应前氯元素化合价是-1、+1,反应后是0、-1,该选项说法正确。

d.反应中氯元素部分变成了有毒气体,部分变成了氯化钠中的氯元素,该选项说法不正确。

故填:ac。

5.某化工厂用废硫酸制备K2SO4的流程如下:

(l)生产上将CaCO3研成粉末的目的是_____;写出反应①的化学方程式:_____,操作I的名称是_____。

(2)上述流程中,除可综合利用CO2外,还可循环使用的物质是_____(写化学式)。

(3)写出反应③的化学方程式:_____,反应③在常温下能实现的原因是_____。(反应③中相关物质的溶解度见下表)

物质KCl K2SO4NH4Cl(NH4)2SO4

溶解度/g(20℃)34.211.137.275.4

(4)洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是_____。

【答案】防止生成的微溶物CaSO4附着在CaCO3表面,增大接触面积,加快反应速率CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑过滤 CaCO3 (NH4)2SO4+2KCl==K2SO4↓+NH4Cl K2SO4在常温下溶解度最低,先从溶液中析出晶体防止K2SO4溶于水,损失样品

【解析】

【详解】

(l)生产上将CaCO3研成粉末的目的是防止生成的微溶物CaSO4附着在CaCO3表面,增大接触面积,加快反应速率;写出反应①的化学方程式:CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑,操作I的名称是过滤。

(2)上述流程中,除可综合利用CO2外,还可循环使用的物质是CaCO3。

(3)写出反应③的化学方程式:(NH4)2SO4+2KCl==K2SO4↓+NH4Cl,反应③在常温下能实现的原因是K2SO4在常温下溶解度最低,先从溶液中析出晶体。

(4)洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是防止K2SO4溶于水,损失样品。

6.某科研小组对废弃辉铜矿(主要含有Cu2S、ZnO及一些不溶性杂质)进行物质提纯以实现废物综合利用。部分实验流程如下:

请根据上述实验流程回答下列问题:

(1)“焙烧”(加热而又不使熔化)中生成CuO和SO2,该气体直接排放会使雨水pH小于_____,形成酸雨。

(2)“酸浸”时发生的反应属_____反应(填基本反应类型)。

(3)“置换”时发生的反应方程式为_____(写出一个即可),滤渣2的成分为_____(填

(4)“氧化”时高锰酸钾溶液和双氧水(过氧化氢溶液)都能将Fe 2+氧化为Fe 3+,从绿色化学角度考虑物质A 选用_____较合适。

【答案】5.6 复分解 44=Fe+CuSO FeSO +Cu 或2442=F Fe+H SO SO +H e ↑ Fe 、Cu 过氧化氢溶液

【解析】

【分析】

【详解】

(1)二氧化硫能与水反应生成亚硫酸,亚硫酸显酸性,能使雨水的pH <5.6,形成酸雨,故填:5.6;

(2)酸浸过程是氧化锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和水:2442=ZnO+H SO ZnSO +H O ,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水:2442=CuO+H SO CuSO +H O ,这两个反应均符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;

(3)“置换”时,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:44=Fe+CuSO FeSO +Cu ,同时铁也能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:2442=F Fe+H SO SO +H e ↑,

(4)铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁过量,故滤渣2为反应生成的铜和过量的铁,故填:Fe 、Cu ;

(5)“氧化”时高锰酸钾溶液和双氧水(过氧化氢溶液)都能将Fe 2+氧化为Fe 3+,但是从“绿色化学”的角度,双氧水氧化后,产物只有水,比较环保,故选用双氧水比较合适,故填:双氧水(或过氧化氢溶液)。

7.为了除去NaCl 溶液中含有少量的MgCl 2、CaCl 2和Na 2SO 4等杂质,某小组同学选用Na 2CO 3溶液、稀盐酸、Ba (OH )2溶液三种试剂,按一定的顺序进行如图所示的实验。

回答下列问题:

(1)实验Ⅰ中加入试剂A 除去的杂质是_________。

(2)实验Ⅱ中加入的试剂B 是_________溶液;加入过量B 的目的是__________。 (3)滤液②中除Na +和Cl -外,还含有的离子是__________(填离子符号)。

(4)实验Ⅲ中发生的中和反应的化学方程式__________。

(5)由所得NaCl 溶液制成氯化钠晶体,所需操作为_________。

【答案】MgCl 2和Na 2SO 4 Na 2CO 3 除去氯化钙和过量的氢氧化钡 CO 32-和OH -

NaOH+HCl=NaCl+H 2O 蒸发结晶

【解析】

【详解】

(1)实验Ⅰ中加入试剂A 是氢氧化钡溶液,除去的杂质是MgCl 2和Na 2SO 4,氯化镁和氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,硫酸钠和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠; (2)实验Ⅱ中加入的试剂B 是Na 2CO 3溶液,加入过量B 目的是除去氯化钙和过量的氢氧化钡,氯化钙和碳酸钠生成氯化钠和碳酸钙沉淀;氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠;

(3)滤液②中除Na +和Cl -外,还含有的离子是过量碳酸钠中的碳酸根离子(CO 32-)和反应生成氢氧化钠中的氢氧根离子(OH -);

(4)实验Ⅲ所加试剂C 是盐酸,发生的中和反应是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式:NaOH+HCl=NaCl+H 2O ;

(5)氯化钠的溶解度受温度影响较小,由所得NaCl 溶液制成氯化钠晶体,所需操作为蒸发结晶。

【点睛】

所加碳酸钠溶液的作用:除去溶液中的氯化钙以及过量的氢氧化钡,因此碳酸钠要在氢氧化钡之后滴加。

8.氯化亚铜(CuCl )是一种白色粉末,不溶于水、乙醇(标准状况下沸点是78.2℃)及稀硫酸,熔点422℃,沸点1366℃,在空气中迅速被氧化成绿色,常用于有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含氯化钙、硫酸镁等杂质)、Cu 、稀硫酸、SO 2等为原料合成CuCl 的工艺流程如下(其中①②③为依次加入):

⑴A 溶液中溶质的化学式是______________;

⑵写出反应III 的化学方程式_____________________________________________; ⑶反应VI 的化学方程式是:2NaCl+2CuSO 4+SO 2+2H 2O=2CuCl↓+2H 2SO 4+Na 2SO 4,反应中化合价升高的元素是____________________;

⑷本工艺中可循环利用的物质是________________________________________;

⑸反应VI 后,过滤得到的CuCl 沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀,在真空干燥机内于70℃干燥2小时,冷却密封包装即得产品。70℃真空干燥的目的是___________________。

【答案】23Na CO 222222NaCl H O NaOH H Cl ++↑+↑通电 S (或硫) NaOH

与24H SO 防止CuCl 被氧化,加快乙醇与水的蒸发(答不全不给分)

【解析】

(1)加入氯化钡溶液可以除去硫酸根离子,加入碳酸钠溶液可以除去钙离子和过量的钡离子,加入氢氧化钠溶液可以除去镁离子,因此A 溶液是碳酸钠溶液,碳酸钠的化学式是Na 2CO 3;(2)反应III 中,电解饱和食盐水时,氯化钠和水反应生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的化学方程式为:2222NaCl 2H O2NaOH H Cl ++↑+↑;(3)反应

2NaCl+2CuSO 4+SO 2+2H 2O=2CuCl↓+2H 2SO 4+Na 2SO 4中,氯化钠中钠元素的化合价是+1,氯元素的化合价都是?1,硫酸铜中铜元素的化合价是+2,硫元素的化合价是+6,氧元素的化合价是?2,二氧化硫中硫元素化合价是-4,氧元素化合价是?2,水中氢元素化合价是+1,氧元素化合价是?2,氯化亚铜中铜元素的化合价是+1,氯元素化合价是?1,硫酸中氢元素化合价是+1,硫元素的化合价是+6,氧元素的化合价是?2,硫酸钠中钠元素化合价是+1,硫元素的化合价是+6,氧元素的化合价是?2,因此反应中化合价升高的元素是硫元素,由+4变成+6,故反应中化合价升高的元素是S ;(4)本工艺中可循环利用的物质是

NaOH 、H 2SO 4,电解生成的氢氧化钠可应用于反应Ⅰ,反应VI 中生成的硫酸可应用于反应Ⅴ; (5)70℃真空干燥的目的是加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl 被空气氧化。

9.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做出了杰出贡献。工业上以半水煤气(主要成分是N 2、H 2、CO 2)、食盐等为原料制取纯碱,相关流程如下:

(1)流程中循环利用的物质有H 2O 和_____(写化学式)。

(2)请写出步骤Ⅴ中的化学反应方程式_____。

(3)已知A 为铵态氮肥,请推断该物质为_____(写化学式)。

(4)侯氏制碱法制取纯碱过程中部分物质的溶解度曲线如下,试回答下列问题:

①60℃时,27.6gNH 4Cl 完全溶解至少需要_____g 水。

②从图中可以看出温度高于60℃,NaHCO 3的溶解度曲线“消失”了,原因是_____。 ③结合上述化学反应方程式和物质的溶解度曲线回答,在氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵中,先结晶析出的物质是_____(填物质名称)。

【答案】CO 2 3

23222NaHCO Na CO +H O+CO Δ↑ NH 4Cl 50 高于60℃时,碳酸氢钠

将会分解 碳酸氢钠

【解析】

【分析】

【详解】

(1)从流程中可知,氨气和二氧化碳通入饱和的食盐水中生成氯化铵和碳酸氢钠,该反应需要水和二氧化碳做反应物,而步骤Ⅴ中的碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,故流程中可循环利用的物质有H 2O 和CO 2。

(2)步骤Ⅴ中发生的化学反应是碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,其化学方程式是:323222NaHCO Na CO +H O+CO Δ↑。

(3)因为氨气和二氧化碳通入饱和的食盐水中生成A 和碳酸氢钠,已知A 为铵态氮肥,根据化学反应前后元素种类不变,可推断该物质中一定含有氯离子,则A 为氯化铵,化学式是:NH 4Cl 。

(4)①根据侯氏制碱法制取纯碱过程中部分物质的溶解度曲线,60℃时,氯化铵的溶解度是55.2g ,故27.6gNH 4Cl 完全溶解至少需要50g 水。

②因为碳酸氢钠受热易分解,所以图中温度高于60℃时,NaHCO 3的溶解度曲线“消失”的原因是:高于60℃时,碳酸氢钠将会分解。

③从各物质的溶解度曲线中可以发现,在氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵中,图中温度范围内碳酸氢钠的溶解度小于氯化铵,故先结晶析出的物质是:碳酸氢钠。

【点睛】

本题的难点之一是:温度高于60℃,NaHCO 3的溶解度曲线“消失”的原因是什么?要根据碳酸氢钠受热易分解的性质进行分析。

10.以MnO 2为原料制备MnSO 4?H 2O 的工业流程如图。

已知:①沉淀时的化学方程式为7MnSO 4+7Na 2CO 3+11H 2O =MnCO 3?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。

【答案】烧杯温度计温度控制准确提高温度、搅拌(只需写一种)加快反应MnSO4引流 MnCO3?6Mn(OH)2?5H2O +7H2SO4═7MnSO4+18H2O+CO2↑加热浓缩乙醇洗涤

【解析】

【详解】

(1)溶解时,为控制80℃,根据水浴加热图可知,水浴加热需要的玻璃仪器有酒精灯、烧杯、温度计。水浴加热的优点有:温度控制准确。能加快溶解的方法有:提高温度、搅拌等(只需写一种)。

(2)除铁时需要搅拌,由于反应物之间接触越充分,反应越快,所以搅拌的作用是:加快反应。

(3)由于过滤I所得滤液后续用于制备硫酸锰,所以对应的溶质除了Na2SO4还一定含有:MnSO4。过滤时,玻璃棒的作用是:引流。

(4)酸溶时,MnCO3?6Mn(OH)2?5H2O与足量稀硫酸反应生成硫酸锰和水以及二氧化碳,对应的化学方程式为 MnCO3?6Mn(OH)2?5H2O+7H2SO4═7MnSO4+18H2O+CO2↑。

(5)因为在第一步溶解后的流程中,操作在常温下进行,同时由流程中“酸溶”所得MnSO4溶液浓度不是很高,所以由流程中“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,为了提高浓度必须先加热浓缩;因为高于40℃时析出的晶体才是MnSO4?H2O,所以必须在高于40℃时趁热过滤;因为MnSO4?H2O易溶于

水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤一方面减少因为水溶解造成的损失,另外一方面乙醇易挥发,以便后期干燥,所以趁热过滤后,进行乙醇洗涤;最后在100℃烘干得MnSO 4?H 2O 。

【点睛】

本题由流程中“酸溶”所得MnSO 4溶液制备MnSO 4?H 2O 的实验方案步骤的补充,需要认真分析试题提供的信息。比如MnSO 4?H 2O 易溶于水,难溶于乙醇。

11.某化学兴趣小组从某化工厂排污国取得有色废水样品A ,并通过如下实验回收处理。其中固体E 经测定是一种具有固定熔点和沸点的复合肥料。请根据图示回答:

(1)操作Ⅰ的实验步骤是______________,反应的化学方程式是__________。

(2)操作Ⅱ所需的仪器有_____________,得到的固体E 是___________。

(3)废水样品A 中一定含有的溶质是____________,可能含有的溶质有____________、____________、____________(至少写出三种),此时选择的试剂X 为____________。 (4)若X 选择其他试剂,操作流程和实验现象不变,实验后测得性溶液D 中含有两种不同的酸根离子,则此时选择的试剂X 为____________。

【答案】加稍过量的23K CO 溶液,充分反应后过滤,再加稀硝酸中和滤液成中性 ()233332K CO +Ba NO BaCO 2KNO =↓+、332HNO KOH KNO H O =++ 酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台 3KNO 4CuSO 24K SO ()32Cu NO 3KNO 、

4KHSO 、24H SO 、3HNO (写出六种中的三种即可) ()32Ba NO 溶液 2BaCl

【解析】

【分析】

滤液B 中加适量的氢氧化钾溶液得到氢氧化铜沉淀和无色滤液C ,说明滤液B 中一定含有铜离子,无色滤液C 一定含有钾离子。固体纯净物E 是一种复合肥料.所以E 中含有钾元素又是复合肥,所以E 为硝酸钾。无色滤液C 含有硝酸根离子,故滤液B 中也含有硝酸根离子,所以B 硝酸铜,A 是硫酸铜,X 为硝酸钡。

【详解】

(1)操作Ⅰ的实验步骤是加过量的23K CO 溶液,充分反应后过滤,再加稀硝酸中和滤液成中性,反应的化学方程式是

()233332K CO +Ba NO BaCO 2KNO =↓+332HNO KOH KNO H O =++。

(2)操作Ⅱ是蒸发结晶,所需的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台,得到的固体E 是3KNO 。

(3)废水样品A 中一定含有的溶质是4CuSO ,可能含有的溶质有24K SO 、

()32Cu NO 3KNO 等,此时选择的试剂X 为()32Ba NO 溶液。

(4)若X 选择其他试剂,操作流程和实验现象不变,实验后测得中性溶液D 中含有两种不同的酸根离子,则此时选择的试剂X 为2BaCl 。

12.我国某科研团队以软锰矿(主要成分是MnO 2,含有SiO 2、Fe 2O 3等少量杂质)为主要原料,制取高纯碳酸锰,工艺流程如下图:

已知:①SiO 2不溶于水,不与稀H 2SO 4、SO 2反应;②MnO 2能将Fe 2+氧化成Fe 3+;③溶液中的Fe 3+在 pH 大于或等于 3.2 时将完全转化为Fe(OH)3沉淀。

请回答:(1)滤渣Ⅰ、Ⅱ分别为_____、_____(写化学式) ;

(2)浸锰过程中发生了 2 个化学反应,其中一个为Fe 2O 3与SO 2反应,该反应的化学方 程式为Fe 2O 3+ SO 2+H 2SO 4=2FeSO 4+ H 2O ,另一个为MnO 2和SO 2按化学计量数为 1:1 发生化合反应,请写出该反应的化学方程式:_____, 该反应中共有_____种元素的化合价发生了改变。

(3)“沉锰”:加入NH 4HCO 3溶液后,生成了 4 种产物,其中含有MnCO 3沉淀和某种气 体,写出该反应的化学方程式:_____。

(4)取所得的高纯MnCO 311.7g 溶于足量的盐酸中,将产生的气体用足量的Ba(OH)2浓 溶液吸收,得到白色沉淀 19.7g ,则所得产品的纯度为_____%(保留一位小数)

(5)某研究小组用稀H 2SO 4与菱锰矿(含有MnCO 3)反应来浸出Mn 2+,该研究小组选 定两个因素作为研究条件进行对比实验,数据如下:

矿酸比 温度/(℃) 浸出率/(%) 1

1:0.5 60 80.2 2

1:0.5 80 83.8 3

1:0.6 60 X 4 1:0.6 80 91.8

表中 X 最有可能的数值为_____。

a .79.7

b .80.8

c .87.6

d .92.8

【答案】SiO 2 Fe(OH)3 MnO 2+SO 2=MnSO 4 2 MnSO 4+2NH 4HCO 3=MnCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ; 98.3 c

【解析】

【分析】

【详解】

(1)SiO 2不溶于水,不与稀H 2SO 4、SO 2反应,滤渣Ⅰ为二氧化硅,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,溶液中的Fe 3+在 pH 大于或等于 3.2 时将完全转化为Fe(OH)3沉淀,滤渣Ⅱ为氢氧化铁,故填:SiO 2;Fe(OH)3。

(2)MnO 2和SO 2按化学计量数为 1:1 发生化合反应,故化学方程式为

MnO 2+SO 2=MnSO 4,反应前锰元素+4价,硫元素+4价,反应后锰元素+2价,硫元素+6价,反应中共有两种元素化合价发生变化,故填:MnO 2+SO 2=MnSO 4;2。

(3)“沉锰”:加入NH 4HCO 3溶液后,生成了 4 种产物,碳酸锰、硫酸铵、二氧化碳、水,故化学方程式为MnSO 4+2NH 4HCO 3=MnCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ,故填:

MnSO 4+2NH 4HCO 3=MnCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O 。

(4)解:设碳酸锰生成二氧化碳质量为x 设碳酸锰质量为y 。

2232Ba(OH)CO =BaCO H O

44197

x 19.7g 44x =x=4.4g 19719.7g

+↓+,

324422MnCO H SO =MnSO CO H O

11544

y

4.4g 115y =y=11.5g 44 4.4g

++↑+,

则所得产品的纯度为: 11.5g 100%98.3%11.7g

?≈ 故填:98.3。

(5)从图表中可知,浸出率受矿酸比影响较大,受温度影响较小,故表中X 应该要明显大于80.2而小于91.8,故X 最可能的数值是87.6;故选:c 。

二、中考初中化学科学探究题

13.实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液(如下图),化学小组的同学经过询问老师后只知道是NaCl 、NaOH 、Na 2CO 3、NaHCO 3中的一种溶液,为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质,化学小组的同学进行了如下的探究活动:

(进行猜想)

猜想Ⅰ:原溶液的溶质是NaCl;

猜想Ⅱ:原溶液的溶质是NaOH;

猜想Ⅲ:原溶液的溶质是Na2CO3;

猜想Ⅳ:原溶液的溶质是NaHCO3。

(查阅资料)常温下,有关物质的相关信息如下表:

物质NaCl NaOH Na2CO3NaHCO3

常温下的溶解度/g3610921.59.6

常温下稀溶液的pH713119

从物质的相关信息可知,原溶液的溶质一定不是NaHCO3,因为__________________。(进行实验)

(1)取少量样品,测得溶液的pH大于7,则原溶液的溶质肯定不是________。

(2)同学们另取样品又进行了如下实验,实验过程如下:

①生成白色沉淀A的化学方程式:________________________。

②通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有________________。

(获得结论)实验完成后,最终得到的结论:原瓶中的溶质是________,且已变质。

【答案】在常温下,碳酸氢钠饱和溶液的质量分数达不到10% NaCl

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl Na2CO3、NaOH NaOH

【解析】

【分析】

【详解】

查阅资料:

根据题中表格提供的信息,20℃时碳酸氢钠的溶解度是9.6g,据此计算可以知道在20℃时

饱和碳酸氢钠的质量分数为:

9.6g

100%8.8%

9.6g+100g

?≈<10%,所以能够排除碳酸氢

钠。故原溶液的溶质一定不是NaHCO3的原因是:碳酸氢钠的饱和溶液溶质质量分数在该温度下不能达到10%;

进行实验:

(1)实验测定溶液的pH大于7,而氯化钠溶液呈中性,pH等于7,所以原溶液的溶质肯定不是氯化钠;

(2)①过量的氯化钙可以检验并除尽碳酸钠,碳酸钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,产生白色沉淀的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2N aCl;

②滤液中滴加无色酚酞,滤液变红,说明溶液呈碱性。因为氯化钙溶液呈中性,碳酸钠又已反应完,所以溶液中还有氢氧化钠。根据实验现象可以判断原无色溶液中含有的溶质有:NaOH、Na2CO3;

获得结论:

根据实验结果,无色溶液中含有的溶质有:NaOH、Na2CO3,而原瓶中是

NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液,根据资料和实验已经排除NaCl、NaHCO3;如果原瓶内是碳酸钠溶液,瓶盖没有完全密封的碳酸钠溶液在空气中不会变质生成氢氧化钠,故原瓶内不是碳酸钠溶液;因为氢氧化钠溶液在空气中会和二氧化碳反应生成碳酸钠,所以该瓶原来装的无色溶液中溶质是NaOH,并且部分变质。

14.小明在市场看到,鱼老板将一勺白色粉末加入水中,水中奄奄一息的鱼很快张开嘴,活蹦乱跳起来,小明对这种“白色粉末”很感兴趣,与小刚进行了相关探究.

(查阅资料)这种“白色粉末”的主要成分是过碳酸钠(化学式为Na2CO4),常温下,与水反应生成氧气.

(实验1)小明选用如图所示装置中的_______(选填序号)进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体,经检验该气体是氧气,检验方法是_____________

(提出问题)过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的成分是什么?

(作出猜想)根据过碳酸钠与水的组成作出三种猜想.

猜想一:Na2CO3;猜想二:NaOH;猜想三:Na2CO3和NaOH.

(实验2)小明取溶液M,滴加CaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,他认为白色沉淀是CaCO3,溶液中一定含有Na2CO3.小刚提出质疑,产生的白色沉淀不一定是CaCO3,他的理由是:____________.

(实验3)小刚取溶液M,滴加稀HCl,观察到_______________,证明溶液中一定含有Na2CO3,从而否定了猜想二.Na2CO3与稀HCl反应的化学方程式为_________________.(实验4)为进一步确定溶液M中是否含有NaOH,他们向溶质M中滴加CaCl2溶液至不

再产生沉淀为止,取上层溶液,加入______,无明显现象.证明溶液中无NaOH溶液,猜想一正确.该实验中用CaCl2溶液而不用饱和石灰水,原因是:

____________________________________.

(反思拓展)

(1)根据过碳酸钠的性质,保存时应注意防潮.

(2)检验A、B两种物质是否同时存在,一定要考虑二者性质的互相干扰问题.

【答案】B 将带火星的木条放入集气瓶内,木条复燃,证明是氧气氯化钙与氢氧化钠反应,生成微溶性的氢氧化钙有气泡产生 Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O 无色酚酞试液碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,无法证明原溶液中否含有氢氧化钠【解析】

【分析】

【详解】

(1)【实验1】过碳酸钠与水反应,属于固液常温型,小明选用如图所示装置中的B进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体;经检验该气体是氧气,检验方法是将带火星的木条放入集气瓶内,木条复燃,证明是氧气;

(2)【实验2】小明取溶液M,滴加CaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,他认为白色沉淀是CaCO3,溶液中一定含有Na2CO3.小刚提出质疑,产生的白色沉淀不一定是CaCO3,他的理由是:氯化钙与氢氧化钠反应,生成微溶性的氢氧化钙;

(3)【实验3】碳酸钠与盐酸反应,产生二氧化碳气体,小刚取溶液M,滴加稀HCl,观察到有气泡产生,证明溶液中一定含有Na2CO3,从而否定了猜想二.Na2CO3与稀HCl反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O.

(4)【实验4】为进一步确定溶液M中是否含有NaOH,他们向溶质M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止,取上层溶液,加入无色酚酞试液,无明显现象.证明溶液中无NaOH溶液,猜想一正确.该实验中用CaCl2溶液而不用饱和石灰水,原因是:碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,无法证明原溶液中否含有氢氧化钠。

15.某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣,他们根据自己所学知识进行如下探究:

[提出问题]该瓶药品的化学成分是什么?

[查阅资料](1)氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。

(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图:

[猜想假设]猜想一:Ca(OH)2

猜想二:__________

猜想三:CaCO3

[实验验证]

[得出结论]甲同学认为猜想二正确。

[反思交流]

(1)乙同学认为甲同学的结论不合理,他认为猜想_____也可能正确,原因是______。

(2)丙同学认为要想验证猜想二正确,还需做如下实验:取实验(1)中未溶解固体于试管中,向试管中滴加适量稀盐酸,如有_______,则猜想二正确。

[拓展提升]要想验证反应后物质的成分,除需验证有生成物以外,还应考虑反应物是否

________________。

【答案】 Ca(OH)2和CaCO3溶液由无色变成红色一氢氧化钙微溶于水,未溶解固体可能只含氢氧化钙气泡产生. 有剩余

【解析】

本题通过氢氧化钙变质探究实验考查了碱的性质,碳酸根离子的检验等。解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断得出正确的结论。

猜想假设:氢氧化钙能与空气中的二氧化碳生成碳酸钙和水。若没有变质,则固体成分是Ca(OH)2,部分变质固体成分是 Ca(OH)2和CaCO3的混合物,若完全变质固体成分是

CaCO3,所以猜想二是 Ca(OH)2和CaCO3;

实验验证:若样品中含有Ca(OH)2,Ca(OH)2溶液呈碱性,能使酚酞试液变红色,所以实验(2)的现象是溶液由无色变成红色;

反思交流:(1)根据氢氧化钙的溶解度曲线可知,氢氧化钙微溶于水。乙同学认为甲同学的结论不合理,他认为猜想一也可能正确,原因是氢氧化钙微溶于水,未溶解固体可能只含氢氧化钙;

(2)若猜想二正确,固体中含的碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,可用盐酸来检验。丙同学认为要想验证猜想二正确,还需做如下实验:取实验(1)中未溶解固体于试管中,向试管中滴加适量稀盐酸,如有气泡产生,则猜想二正确;

拓展提升:根据上述探究可知,要想验证反应后物质的成分,除需验证有生成物以外,还应考虑反应物是否有剩余。

16.某实验小组在探究碱的化学性质实验时,用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。

(1)甲同学不小心将这两种溶液混合在一起,结果产生__________的现象,说明氢氧化钠溶液变质了。写出变质时发生反应的化学方程式

____________________________________。

(2)同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣,进行如下探究:

(提出问题)氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么?

(做出猜想)猜想一:Na2CO3

猜想二:_________________(写化学式)

(进行讨论)甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸,有气泡产生。认为猜想一成立。乙同学不同意甲同学的观点,理由是_________________________________。

(设计实验)请你验证猜想二成立,并完成实验报。

(反思评价)在实验室中,氢氧化钠应_____________保存。

【答案】白色沉淀(白色浑浊;澄清的石灰水变浑浊) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3和NaOH (写名称不给分)猜想二中也含有碳酸钠,加入足量的盐酸也能产生气泡过量的氯化钙(或足量的氯化钙;过量或足量的氯化钡,过量或足量的硝酸钙等可溶性钙盐或钡盐,答化学式也给分,不写足量或过量不给分)产生白色沉淀(或产生白色浑浊);无色酚酞溶液变红密封

【解析】

【分析】

【详解】

(1)氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,故两种溶液混合在一起,若产生了白色沉淀,则说明氢氧化钠变质了;

氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的同时还生成了水,反应的化学方程式表示为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;

(2)氢氧化钠溶液可能全部变质也可能部分变质,故猜想二可能是Na2CO3和NaOH;

进行讨论:

只有溶液中含有碳酸钠,加入足量的稀盐酸一定会有气泡产生,故不能根据产生气泡的现象判断猜想一是否正确;

设计实验:

由于碳酸钠和氢氧化钠均呈碱性,故要先检验碳酸钠的存在,同时要将碳酸钠除去,然后通过滴加无色酚酞来检验氢氧化钠的存在,方法是:取一定量的待测液于试管中,加入过量的氯化钙(或足量的氯化钙;过量或足量的氯化钡,过量或足量的硝酸钙等可溶性钙盐或钡盐),产生白色沉淀,证明含有碳酸钠;充分反应后静置,取上层淸液加入无色酚酞溶液,无色酚酞溶液变红,证明含有氢氧化钠,那么猜想二正确。

反思评价:

根据在上分析可知,在实验室中,氢氧化钠应密封保存。

17.实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氧化钠固体的瓶口有白色粉末。在老师指导下,同学们对该白色粉末的成分进行了讨论。

(猜想与假设)猜想I:白色粉末是碳酸钠

猜想II:白色粉末是氢氧化钠

猜想III:白色粉末是_____________________

(查阅资料)CaCl2溶液,Ca(NO3)2溶液呈中性。

(实验探究)取白色粉末溶于水形成溶液A,设计如下实验:

(1)由上述实验可知,猜想_______肯定不成立。

(2)若操作①滴加过量稀盐酸有气体B产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体B产生。其可能的原因是:_____________(用化学方程式回答)。

(3)适合操作③的X溶液是_______(填字母序号)。

A.CaCl2溶液 B.Ca(OH)2溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.Ca(NO3)2溶液

(4)操作④需要用到的玻璃仪器是______________。

(5)请写出操作⑤的两种方案并得出结论。

方案一:________________________________________。

方案二:_________________。

【答案】碳酸钠和氢氧化钠Ⅱ 2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O AD 烧杯、漏斗、玻璃棒滴加酚酞试液,酚酞试液变红色,说明溶液A中含有氢氧化钠滴加氯化镁溶液,产生白色沉淀,说明溶液A中含有氢氧化钠

【解析】(1)该白色固体可能是碳酸钠、氢氧化钠,也可能是两者的混合物;操作①中加

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