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答案:
(1)加快粗盐溶解
(2)Na2SO4NaOH、Na2CO3(3)CaCO3、BaCO3
(4)会引进新的杂质KCl(5)不可以。
碳酸钠作用是既除去Ca2+,又除去多余的氯化钡
(6)除去多余的氢氧化钠和碳酸钠
同步练习:
(2014.广州)粗盐中除NaCl外还含有MgSO4以及泥沙等杂质。
初步提纯粗盐的实验流程如下:
(1)“滤渣”是粗盐中含有的。
(2)实验过程中四次用到玻璃棒,分别是:
第一次:
溶解时搅拌;
第二次:
;
第三次:
第四次:
将精盐从蒸发皿转移出来。
(3)本实验从滤液得到精盐,采用的是蒸发溶剂的方法而不用降低溶液温度的方法,参考溶解度曲线图分析的原因:
(4)看图可知,200C时NaCl的溶解度为g,本实验溶解3.6g的粗盐,蒸馏水的最佳使用量约为ml.增加蒸馏水的用量虽然能加快粗盐的溶解,但会引起的不良后果是。
⑴泥沙⑵过滤时引流蒸发时搅拌⑶氯化钠的溶解度受温度影响不大
⑷3610不利于后续蒸发溶剂,蒸发溶剂时间会大大延长,消耗燃料。
2.金属镁的冶炼
海水中含有丰富的氯化镁。
下图是从海水中提取镁的简单流程。
上述提取Mg的过程中,试剂A最好选用(从我市有丰富的石灰石资源考虑)。
沉淀B与试剂C发生的是中和反应,则沉淀B的化学式为 ,由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为 。
电解无水MgCl2的过程中能转化为能。
海水本身就是含有MgCl2的溶液,它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同:
。
2、Mg(OH)2MgCl2通电Mg+Cl2↑后者是经过富集和分离后的溶液(或海水中含有氯化钠等多种溶质,氯化镁的浓度很低)
3.氨碱工业
海水“制碱”。
下图是海水“制碱”的部分简单流程。
步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为:
、
制氨盐水的过程中要先通入氨气,再通入二氧化碳。
如果反过来,二氧化碳的吸收率会降低。
这是因为 。
(拓展)
△
已知有关物质重要反应的化学方程式如下:
2NH4Cl+X====2NH3↑+CaCl2+2H2ONH4Cl====NH3↑+HCl↑
根据以上信息回答下列问题。
(1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。
为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉积,可以向其一和加入过量纯碱.此时将混合液中不溶物除去的方法是;
溶液中多余的纯碱可以加试剂来除去。
(2)氨碱工业最关键的一步是:
在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通人二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。
试分析该流程需要加压条件的原因是:
_______________。
(3)在氨碱工业的历史上.如何处理流程中剩余的氯化铵溶液,出现了两种工艺:
一是“索尔维法”.即在氯化镀溶液中加入物质X(填化学式),产生了可循环使用的氢气和大量固体废弃物氯化钙;
二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”,即在氯化铵溶液中加入适量氯化钠晶体.降低了氯化氨的,使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品——氮肥.氯化钠溶液则可以循环利用。
(4)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时.为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体?
答:
3、NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑氨气溶于水形成碱性溶液,更易于吸收二氧化碳
(拓展)
(1)过滤盐酸
(2)促进更多CO2溶解反应充分(3)Ca(OH)2溶解度(4)氯化铵受热易分解
4侯氏制碱工艺
例3、(2013?
梅州)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,其生产纯碱的产品和副产品氯化铵的工艺流程如图所示:
(1)NH3溶于水得到氨水,将无色酚酞溶液滴入氨水中,溶液呈 _________ 色.
(2)写出反应I的化学方程式 _________ ;
该反应的基本类型为 _________ .
(3)操作a的过程是蒸发浓缩、 _________ 、过滤.
(4)上述工艺流程中可循环利用的物质是 _________ .
考点:
纯碱的制取;
酸碱指示剂及其性质;
反应类型的判定;
书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题:
压轴实验题;
常见的盐化学肥料.
分析:
(1)根据氨气的水溶液显碱性分析;
(2)根据反应写出反应的方程式,根据反应的特点分析反应的类型;
(3)观察分析工艺流程,找出可循环利用的物质.
解答:
解:
(1)NH3溶于水得到氨水,氨水显碱性,将无色酚酞溶液滴入氨水中,溶液呈红色;
(2)由工艺流程可知,碳酸氢铵受热分解生成了氨气、二氧化碳和水,反应的方程式是:
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑.该反应由一种物质生成了三种物质,属于分解反应;
(3)由工艺流程中可知,向饱和的食盐水中通入了二氧化碳,在加热碳酸氢钠时又生成了二氧化碳,所以,可循环利用的物质是CO2.
故答为:
(1)红;
(2)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,分解反应;
(3)CO2.
点评:
化学来源于生产、生活,又服务于生产、生活,本题很好的体现了这一理念;
该题涉及化学方程式的书写,反应类型的判断等知识,要根据相关知识细心分析解答.
(2008年镇江)某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。
【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl。
生产原理是:
将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物,
反应为:
NaCl(饱和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
分离出NaHCO3,加热制得纯碱。
【生产流程】
【相关资料】
⑴NH4Cl==NH3↑+HCl↑
⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
NH3
CO2
溶解度
36.0g
9.6g
37.2g
710
0.9
【问题讨论】:
⑴氨碱工业最关键的一步是:
在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠
晶体析出。
⑵反应①中发生了两个反应,写出其中的一个化学方程式:
⑶反应③中得到纯碱的化学方程式为:
⑷溶液B中的溶质有(至少写出两种)。
⑸上述生产流程中可循环使用的是(填序号)。
A.挥发性气体CB.溶液DC.氢氧化镁D.化肥NH4Cl
1)过滤
(2)NaOH+HCl==NaCl+H2O或
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
(3)2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑
(4)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3四种中的任意两种。
(5)A、B
(6)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时.为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体?
【组成确定】
⑴称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;
⑵另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色
沉淀。
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质(写化学式)。
(3)某研究性学习小组对刚生产出的纯碱产品进行检测。
取22克该样品于烧杯中,加水将其溶解,然后逐滴加入溶
质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡。
首先发生的反应是:
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;
然后发生的反应是:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示。
①请你根据图甲提供的信息,在图乙的坐标系中画出检测过程中产生CO2的质量随滴加盐酸质量的变化曲
线。
(标明二氧化碳质量的相应数值)
②计算该样品中纯碱的质量分数。
(计算结果用百分数表示,保留到小数点后一位)
二、传统能源工业(化石燃料的利用、及合成氨工业等)
1、煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 。
A.煤是复杂的混合物,主要含碳元素
B.由煤加工成焦炭发生的是物理变化
C.家用“液化石油气”就是煤隔绝空气加热得到的产品
D.煤燃烧排放的二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要物质
(2)煤的加工产品有很多用途,其中焦炭广泛应用于炼铁。
右图是高炉炼铁的示意图。
请根据图例回答:
①焦炭在炼铁过程中的主要作用是 ;
②请用化学方程式表示炼铁的原理 ;
③高炉炼铁会产生大量的高炉气体,其主要成分是高浓度的CO和氧化铁尘粒。
请你对高炉气体的处理提出合理化的建议 。
(3)化肥厂生产合成氨的原料是煤、空气、水。
生产简要流程如下:
煤气发生炉中主要反应:
①C+O2=CO2;
②C+H2O=CO+H2。
两个反应必须进行调控才能保持一定的炉温。
判断:
反应② (填“放出”或“吸收”)热量。
将合成的氨气部分通入碳化塔,既除去了二氧化碳又得到了化肥NH4HCO3,试写出该反应的化学方程式 。
(1)AD
(2)①制取CO、提供热量②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③回收利用
(3)吸收CO2+NH3+H2O=NH4HCO3
(2012?
佛山)合成氨是人类科学技术上得一项重大突破,对社会发展与进步做出了巨大贡献.合成氨的工艺流程图如下:
(1)合成氨需要的氮气来自空气,空气中氮气的体积分数约为 _________ .
(2)制取氢气的反应过程为:
C+H2O
CO+H2,CO+H2O
CO2+H2.上述两个化学方程式中表现氧化性的物质是 _________ (填化学式).
(3)原料中N2、H2中常含有CO2和水蒸气,反应前要净化.净化的过程是 _________ .
(4)写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式 _________ .
(5)将沸点不同的气体分离开来,常采用液化分离法.如,控制温度在﹣183℃时,可将空气中N2与O2分离.根据下表中物质的沸点判断,要将产物NH3与N2、H2分离开来,最适宜的温度应该控制在 _________ ℃.
H2
N2
O2
沸点
﹣252℃
﹣195.8℃
﹣183℃
﹣33.35℃
物质的相互转化和制备;
常见气体的检验与除杂方法;
空气的成分及各成分的体积分数;
物质的制备.
根据题目给出的信息可知:
合成氨需要的氮气来自空气,空气中氮气的体积分数约为78%或4/5;
水在上述两个化学方程式中,提供氧元素,表现为氧化性;
杂质CO2和水蒸气,分别用碱溶液和浓硫酸除去,要先除杂质再干燥;
N2、H2在高温高压的条件下反应生成NH3,配平即可;
根据表中物质的沸点判断,要将产物NH3与N2、H2分离开来,最适宜的温度应该控制在﹣33.35℃.
(1)合成氨需要的氮气来自空气,空气中氮气的体积分数约为78%或4/5;
故答案为:
78%(或4/5)
(2)水在上述两个化学方程式中,提供氧元素,表现为氧化性;
H2O
(3)杂质CO2和水蒸气,分别用碱溶液和浓硫酸除去,要先除杂质再干燥;
先把原料气通过NaOH溶液(或石灰水等碱液),再通过浓硫酸(或碱石灰等干燥剂)
(4)氮气和氢气在有催化剂和高温高压的条件下生成氨气,故答案为:
N2+3H2
2NH3
(5)根据表中物质的沸点判断,要将产物NH3与N2、H2分离开来,最适宜的温度应该控制在﹣33.35℃;
﹣33.35
本考点属于实验题中的物质的制备题,综合性比较强,需要掌握酸碱盐的性质,还要掌握相互之间的反应规律和反应的条件.还要注意根据题目给出的信息判断属于哪一种类型,各有什么注意事项,要把握好.本考点主要出现在实验题中.
三、石灰石工业
1、用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙可以用矿石A来制备,某化学兴趣小组设计了2种转化流程,如下图所示。
已知:
a.二氧化碳持续通入氢氧化钙溶液发生如下反应:
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2;
微热
b.碳酸氢钙微溶于水,微热易分解:
Ca(HCO3)2=====CaCO3↓+H2O+CO2↑;
c.生石灰与水充分反应后可得到颗粒非常细小的熟石灰浆。
(1)小王主张用流程①、②、④和操作Ⅱ的设计,认为其工艺简单。
请写出反应①和④的化学方程式:
①;
④;
操作Ⅱ包括等工序。
(2)制轻质碳酸钙时,D为(选填“悬浊液”或“溶液”或“乳浊液”),
理由是:
.
(3)小李认为流程①、②、③和操作I比小王的主张更好,其理由是:
_______________
;
操作I包括搅拌和微热等工序。
茂名)碳酸钙可用作补钙剂,以工业大理石(主要杂志是氧化铁)为原料提纯碳酸钙的流程如下:
回答下列问题:
(1)为加快反应I中的固体溶解,可采取的措施有 _________ (只写一点).
(2)写出反应Ⅱ中有沉淀生成的反应化学方程式 _________ .
(3)若将滤液b中的溶质回收再用,除了得到NaNO3外,还可能得到 _________ (填化学式);
其中NaNO3可用于补充植物养分,它属于化肥中的 _________ 肥.
(4)反应Ⅰ中不选用稀硫酸的原因是 _________ .
影响溶解快慢的因素;
酸的化学性质;
碱的化学性质;
盐的化学性质;
常见化肥的种类和作用;
加快反应I中的固体溶解,可采取的措施有:
把工业大理石研成粉末、搅拌等;
根据题目给出的流程图和信息:
反应Ⅱ中有沉淀生成的反应化学反应是,硝酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和硝酸钠,配平即可;
将滤液b中的溶质回收再用,除了得到NaNO3外,还可能得到反应Ⅱ中加入的氢氧化钠,反应Ⅲ中加入的碳酸钠;
NaNO3中含有氮元素属于氮肥.反应Ⅰ中不选用稀硫酸的原因是:
碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水.
(1)加快反应I中的固体溶解,可采取的措施有:
把工业大理石研成粉末
(2)反应Ⅱ中有沉淀生成的反应化学反应是,硝酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和硝酸钠,配平即可;
Fe(NO3)3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaNO3
(3)将滤液b中的溶质回收再用,除了得到NaNO3外,还可能得到反应Ⅱ中加入的氢氧化钠,反应Ⅲ中加入的碳酸钠;
NaNO3中含有氮元素属于氮肥.故答案为:
NaOH、Na2CO3;
氮
(4)反应Ⅰ中不选用稀硫酸的原因是:
碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,故答案为:
碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水
本考点属于物质的分离和提纯,还考查了混合物的分离方法,是中考的重点也是一个难点.本题利用流程图中的现象和实验方案的设计,考查同学们的判断能力,同学们只要认真分析,根据条件综合把握,问题就会迎刃而解.本考点主要出现在实验题中.
四、污水处理工业
1、有一种工业废水,其中含有大量的硫酸亚铁,少量的银离子以及污泥。
某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸亚铁晶体。
方案流程如下:
(1)步骤②中:
需加入的物质是,分离所得混合物的方法是。
(2)步骤③中:
需加入的物质是,发生反应的化学方程式是。
(3)某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银,不需要进行步骤③,你认为是否合理?
,理由是.
(4)步骤④的操作是,溶液2和溶液3为什么要混合?
.
(1).Fe过滤
(2).稀硫酸Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(3).不合理因为要使Ag+完全置换出来,必须加入过量的铁
(4).两种滤液中都含有硫酸亚铁,可得到更多的硫酸亚铁,综合利用
(其他合理答案也可)
(2014?
茂名)某沿海工业区排放的污水中含有少量的Fe2+,Na+,Ca2+,Cu2+,Cl﹣,为了达到零污染的目标,将污水进行如下工业流程处理:
(1)步骤Ⅰ的操作名称是 过滤 ,并写出步骤Ⅰ中的化学方程式 Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 .
(2)滤渣Ⅰ所含的物质是 Fe和Cu (填化学式).
(3)加入过量NaOH溶液的目的是 完全除去Fe2+ .
(4)在滤液Ⅲ中加入盐酸使得到的溶液呈中性,要使用 pH试纸 来测定溶液的酸碱度,确保盐酸不过量.
酸、碱性废水的处理;
过滤的原理、方法及其应用;
金属的化学性质;
化学与环境保护.
(1)根据分离固体和液体的方法以及金属活动顺序来分析解答;
(2)根据金属活动性顺序以及铁粉过量来分析;
(3)根据氢氧化钠溶液能与氯化亚铁溶液反应来分析;
(4)根据测定溶液pH的方法来分析.
(1)分离难溶性固体和液体应该采用过滤的方法;
因为在金属活动顺序中,铁排在铜的前面,因此可以置换出氯化铜中的铜;
故填:
过滤;
Fe+CuCl2=Cu+FeCl2;
(2)因为在步骤Ⅰ中加入的铁粉是过量的,所以滤渣Ⅰ是置换出来的铜与剩余的铁的混合物;
Fe和Cu;
(3)氢氧化钠溶液能与氯化亚铁溶液反应生成氯化钠和氢氧化亚铁沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液就可以将亚铁离子完全除去;
完全除去Fe2+;
(4)测定溶液的酸碱度,也就是pH,通常用pH试纸.故填:
pH试纸.
本题考查了金属活动性、化学方程式的书写、物质的分离等知识点,难度较大,注意会运用溶液的pH值对溶液中的离子进行分离,除杂的原则是:
除去杂质且不引进新的杂质.
2、自来水生产工艺
例6、(2008年无锡)(4分)人类的生活和工农业生产都离不开水。
下图是自来水厂净水过程示意图。
请根据图示回答下列问题:
⑴自来水厂生产自来水时,使用的净水方法有___________________;
A.沉淀B.过滤C.煮沸D.蒸馏E.吸附
⑵取水后加入絮凝剂(明矾)的作用是________________________________________;
⑶自来水厂常用二氧化氯进行投药消毒,二氧化氯的化学式为_________;
漂白粉(有效成分为次氯酸钙)也可用
为饮水消毒剂,次氯酸钙[Ca(ClO)2]中氯元素的化合价为_______。
五、金属回收工业
1、坐落于常熟的江苏常福电缆厂是一家以生产电缆类产品为主的企业.在电缆生产过程中,不可避免地会产生一定量的含铜废料(如:
零碎电缆).某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后,围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法.
甲同学根据已学知识,提出了一套回收方案:
乙同学在查阅资料后得知:
在通入空气并加热的务件下,铜可与稀硫酸在溶液中发生反应(方程式为:
2Cu+2H2SO4+O2
2CuSO4+2H2O),于是他提出了另一套方案:
(1)甲方案的②③三个步骤中,与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是:
②;
③.
(2)从环保角度对两套方案的不同部分进行比较,你认为(选填“甲”或“乙”)的方案更合理.理由是:
(3)丙认为,无论是甲还是乙的方案,在“加铁屑”这一步时,应该加入略过量的铁屑.你认为丙这么说的道理是:
丁又提出了疑问:
“如果铁过量,剩余的铁会混在红色粉末中,该用什么化学方法
处理?
”.请提出你的想法:
(4)最后,老师肯定了同学们的积极思考,但同时指出:
方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后,会得到一种俗称“绿矾”的工业产品,可增加经济效益.请写出使“绿矾”结晶的两种可能方法:
、(“绿矾”溶解度随温度升高而增大).
木炭还原氧化铜实验后的混合粉末中含有铜、氧化铜、木炭粉,某化学实验小组设计回收铜的方案如下:
(1)过滤操作中必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 _________ ,其中玻璃棒的作用是 _________ .
(2)反应①的化学方程式为 _________ .
(3)滤液Ⅱ中的溶质为 _________ .
(4)试剂A最好选用下列 _________ 溶液(填序号).
①H2SO4②CuSO4③MgSO4
(5)为了完善实验方案,可对滤渣Ⅰ中的 _________ 进行回收.
解析:
(1)根据过滤时所用仪器可知,必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,其中玻璃棒的作用是引流
(2)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,铜、木炭与硫酸不反应,化学方程式为:
H2SO4+CuO═CuSO4+H2O;
(3)反应①后,滤液1中的溶质是硫酸和硫酸铜,过滤后的滤液中加入过量铁粉,硫酸铜和铁粉反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为:
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,H2SO4+Fe═FeSO4+H2↑;
滤液Ⅱ中的溶质为硫酸亚铁;
(4)滤渣Ⅱ中含有剩余的铁粉,因此可加入硫酸除去;
(5)开始混合粉末中的铜没有和酸反应,进入滤渣Ⅰ中,为了回收更多的铜,可将滤渣Ⅰ中
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