一、中考初中化学流程图1.工业上采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)来制取绿矾(FeSO4·7H2O),实现变废为宝,减少环境污染。
简易流程如下:(1)反应①和反应③都要进行的操作是_______________;(2)写出反应②中发生反应的化学方程式为_______________;(3)用NaOH溶液控制pH的目的是___________________________________。
【答案】过滤Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4使Al3+完全转化为Al(OH)3沉淀【解析】(1)反应①和反应③后都是生成难溶性物质和可溶性物质,所以要进行过滤操作,以便将两者分离开来;(2)由于前面加入的硫酸是过量的,且和矿石反应生成了硫酸铝和硫酸铁,铁能够和剩余的硫酸以及生成的硫酸铁反应都生成硫酸亚铁。
所以反应②中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;(3)由于溶液中既有亚铁离子也有铝离子,这两者遇到氢氧根离子都会反应生成沉淀,所以要通过加入氢氧化钠溶液控制溶液的pH来实现只让铝离子沉淀,而不让亚铁离子沉淀。
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.“绿水青山就是金山银山”,增强环保意识,倡导垃圾分类,已逐渐被大众接受。
某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程如图:资料 1:垃圾焚烧产生的烟气中含有 SO2 等有害气体。
资料 2:FeSO4容易被空气中的 O2氧化。
回答下列问题:(1)焚烧垃圾发电是将垃圾焚烧后产生的___________能转换为电能。
(2)石灰浆吸收 SO2(性质与 CO2相似)的化学反应方程式为_____________。
(3)溶解步骤中同时发生的三个化学反应方程式为:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4、____________________、___________________。
(4)将所得 FeSO4溶液在氮气环境中蒸发浓缩、___________、过滤,得到 FeSO4晶体,其中氮气的作用是_______。
(5)请你就东莞市生活垃圾处理提一条建议:____________________。
【答案】热 SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 降温结晶做保护气,防止 FeSO4被空气中的 O2 氧化。
生活垃圾分类回收(合理均可)【解析】【分析】【详解】(1)发电厂是利用垃圾焚烧产生的热能转变为电能;故填:热;(2)石灰浆显碱性,能够吸收酸性气体,氢氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。
故填:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O;(3)溶解步骤中,硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸和铁锈的主要成分氧化铁反应生成硫酸铁和水。
故填:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;(4)从硫酸亚铁溶液中得到硫酸亚铁铵晶体,基本操作步骤:加热浓缩、然后冷却结晶、再过滤、最后洗涤干燥,得到硫酸亚铁晶体;由资料2可知硫酸亚铁易被空气中的氧气氧化,故氮气的作用是作保护气,避免+2价的铁元素被空气中的氧气氧化;故填:降温结晶;做保护气,防止FeSO4被空气中的O2 氧化;(5)就东莞市生活垃圾处理的建议是:生活垃圾分类回收等。
故填:生活垃圾分类回收。
4.亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用。
某研究小组采用如图实验流程用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3。
反应I中随着SO2的增加,依次发生如下化学反应:SO2+H2O+2Na2CO3=Na2SO3+2NaHCO3SO2+2NaHCO3=Na2SO3+2CO2↑+H2OSO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3(1)H2SO3的名称为亚硫酸,则Na2SO3的名称为_____。
(2)常用蒸发结晶的方法分离混合溶液得到Na2SO3,由此可知,Na2SO3的溶解度曲线是与题图2中的_____(填A或B)物质的溶解度曲线相似。
(3)操作2得到的滤液中一定含有的溶质的化学式为_____。
(4)查阅资料可知,向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中,溶液中有关组分的质量分数变化如图2所示。
则线1表示_____(填化学式,下同)的质量分数的变化情况,线2表示_____的质量分数的变化情况。
(5)实验时,“反应Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是将反应1中生成的 NaHSO3转化为Na2SO3,则该化学反应方程式为_____。
(6)实验后,将Na2SO3样品放置在烧杯中,一段时间后,检测发现样品中出现Na2SO4杂质,且放置时间越长产生的Na2SO4越多,则Na2SO3样品变质为Na2SO4的化学反应方程式为_____。
【答案】亚硫酸钠 B Na2SO3 Na2CO3 Na2SO3 NaOH+NaHSO3=H2O+Na2SO3O2+2Na2SO3=2Na2SO4【解析】【分析】根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题,或者直接分析每个问题,从给出的信息中找对应的信息。
【详解】(1)由于H2SO3的名称为亚硫酸,所以Na2SO3的是亚硫酸对应的钠盐,所以名称为亚硫酸钠。
故填:亚硫酸钠(2)常用蒸发结晶的方法分离混合溶液得到Na2SO3,说明亚硫酸钠的溶解度随温度变化不大,所以Na2SO3的溶解度曲线是与题图2中的B物质的溶解度曲线相似。
故填:B (3)操作2是晶体析出过滤,所以得到的滤液是亚硫酸钠的饱和溶液,所以一定含有的溶质的化学式为 Na2SO3。
故填:Na2SO3(4)向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中,碳酸钠应该越来越少,所以线1表示 Na2CO3的质量分数的变化情况,而线2表示 Na2SO3的质量分数的变化情况,最终亚硫酸钠转化为亚硫酸氢钠,所以线2是亚硫酸钠。
故填:Na2CO3;Na2SO3(5)实验时,“反应Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是将反应1中生成的 NaHSO3转化为Na2SO3,是氢氧化钠和亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠和水,对应的化学反应方程式为NaOH+NaHSO3=H2O+Na2SO3。
故填:NaOH+NaHSO3=H2O+Na2SO3(6)实验后,将Na2SO3样品放置在烧杯中,一段时间后,检测发现样品中出现Na2SO4杂质,且放置时间越长产生的Na2SO4越多,是亚硫酸钠和空气中的氧气反应生成硫酸铵,对应的化学反应方程式为O2+2Na2SO3=2Na2SO4。
故填:O2+2Na2SO3=2Na2SO4【点睛】读图,从中获得解答题目所需的信息,所以在解答题目时先看解答的问题是什么,然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息,这样提高了信息捕捉的有效性。
解答的问题实际上与复杂的转化图相比,其实很简单很基础,或者可以说转化图提供的是情境,考查基本知识。
5.四氧化三铁通常用作颜料和抛光剂,也可用于制造录音磁带和电讯器材。
以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,其他成分不考虑)为原料,生产四氧化三铁的工艺流程如下:(资料: Al 2O 3、SiO 2与NaOH 溶液反应生成溶于水的NaAlO 2、Na 2SiO 3)请回答下列问题:(1)步骤1中矿石粉碎的目的是_________。
(2)步骤2中加入NaOH 溶液,反应之一是2NaOH+ Al 2O 3=2NaAlO 2+X ,X 是__。
(3)步骤3中得到的滤液溶质主要成分的化学式是______。
(4)步骤4中的滤渣中含有的大量Fe 2O 3与FeS 2混合后在缺氧条件下高温焙烧发生反应,反应的化学方程式为_______________。
【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分 H 2O NaAlO 2 、Na 2SiO 323234216Fe O +FeS 11Fe O +2SO ↑高温【解析】【分析】【详解】(1)步骤1中矿石粉碎,可以增大反应物之间的接触面积,从而加快反应速度,使反应更充分。
故答案为:增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;(2)步骤2中,根据质量守恒定律可知,反应前后原子的个数相同。
则反应前有2个钠原子、5个氧原子、2个氢原子、2个铝原子,反应后有2个钠原子、2个铝原子、4个氧原子。
相差了1个氧原子、2个氢原子,则X 是H 2O 。
故答案为:H 2O 。
(3)根据资料:Al 2O 3、SiO 2与NaOH 溶液反应生成为溶于水的NaAlO 2、Na 2SiO 3知,步骤3发生的反应是氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠,则得到的滤液溶质主要成分化学式是NaAlO 2 、Na 2SiO 3。