初中化学物质的相互转化和制备解答题

利用废弃的黄铜（含铜、锌）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如图（反应条件已略去）：

已知：2Cu+2H₂SO₄+O₂ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$2CuSO₄+2H₂O

（1）过程Ⅱ中加入过量锌粉的目的是　　。

（2）过程Ⅲ中有气体产生，所选用的物质C是　　（填一种酸）。

海洋中蕴藏着丰富的化学资源，从海水中提取金属镁的主要步骤如图：

资料：海滩贝壳的主要成分是CaCO ₃

（1）为节约资源，试剂X常用海滩贝壳为原料制得，则试剂X为 　    （填化学式）；

（2）操作Y的名称为 　      ；

（3）在熔融状态下的MgCl ₂，通电后会生成镁与一种气体单质，该反应的化学方程式为 　                     。

（4）镁常用作合金，一般地合金相对于纯金属，具有的优良特性有 　   （填序号）。

A．硬度小

B．熔点高

C．抗腐蚀性强

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）

（2）“食盐水”中常含有NaCl、MgCl₂、CaCl₂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）

（4）氯碱工业生产的碱样品中常含有Na₂CO₃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%

①你认为碱样品中含有Na₂CO₃的原因是　　，检验碱样品中是否含有Na₂CO₃，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。

称取20.3g碱样品，加足量水溶解，再加入足量的氯化钡溶液，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液；将滤渣洗涤，干燥得到碳酸钡（BaCO₃）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．

自然界并不缺少镁，缺少的是发现镁的眼睛。某化学兴趣小组开启寻镁之旅，现邀请你参与并完成相关内容。

（1）第一站：初识金属镁。①金属镁的物理性质：　　（写一条）；②金属镁的化学性质：镁能与氧气反应，反应的化学方程式为　　。

（2）第二站：再遇金属镁。将打磨过的镁条放入稀盐酸中，反应现象是　　，化学方程式为　　。

（3）第三站：制备金属镁。小组同学模拟工业上从海水晒盐剩下的苦卤中提取镁，流程如下：

苦卤 $\stackrel{\mathit{加入NaOH溶液}}{\underset{\mathit{过滤}}{\to }}$Mg（OH）₂ $\stackrel{\mathit{加入X}}{\to }$MgCl₂ $\stackrel{\mathit{多步操作后通电}}{\to }$Mg，流程中X为　　。

（4）第四站：再探金属镁。

[提出问题]镁能否与热水反应？如果反应，产物是什么？

[相关信息]①Mg+2H₂O＝Mg（OH）₂+H₂↑；②氢氧化镁在热水中能部分溶解。

实验操作	实验现象	实验结论
①      ②	①    ②	镁能与热水反应，生成氢氧化镁和氢气

（5）上述寻镁之旅中你收获到镁的化学性质有　　。

氨气（NH ₃）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，氨水显碱性．实验室里加热氯化铵（NH ₄Cl）和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气，同时生成氯化钙和水．

（1）下列装置是实验室制取气体的一些发生装置，a仪器为 　 　，b仪器为 　 　．制取二氧化碳的发生装置是 　 　（填字母序号）；制取氨气的发生装置是 　 　（填字母序号），收集氨气的方法是 　 　．

（2）图1是氨气的喷泉实验装置．打开橡皮管上的夹子，将胶头滴管中的水挤入盛满干燥氨气的烧瓶中，因为氨气极易溶于水，烧瓶内的压强降低，烧杯中的水就会进入烧瓶，形成 　 　色的喷泉．

（3）当喷泉实验结束后，测烧瓶内溶液的pH．

步骤如下：

步骤一：用手撕一小段pH试纸，放到干净的玻璃片上．

步骤二：用蒸馏水润湿pH试纸．

步骤三：用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上．

步骤四：把试纸显示的颜色与标准比色卡对比，读取pH．

该实验步骤有几处错误？ 　 　处，请改正： 　 　．

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）： 　　。

硫酸亚锡（SnSO₄）广泛应用于电镀工业。该物质易与氧气反应而变质。实验室模拟工业上制取SnSO₄的一种实验方案如下：

（1）SnCl₂由Sn与盐酸反应制得，同时生成氢气，该反应的化学方程式为　↑　。

（2）Na₂CO₃俗称　　。

（3）过滤所得滤液中的溶质为　　（填化学式）。

（4）用已知质量分数和密度的浓硫酸配制质量分数为15%的稀硫酸，所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和　　。稀释浓硫酸的正确操作为　　。

（5）反应2属于基本反应类型中的　　反应。从反应2所得溶液中获得SnSO₄晶体的部分操作须在隔绝空气条件下进行的原因是　　。

回收利用是保护金属资源的一条有效途径，某工业废料含氧化铜和氧化铁，经过处理后可得到铜和硫酸亚铁溶液．主要流程如图：

已知：CuO+H ₂SO ₄═CuSO ₄+H ₂O   Fe+Fe ₂（SO ₄） ₃═3FeSO ₄

（1）流程Ⅰ中氧化铁发生反应的化学方程式是 　 　．

（2）流程Ⅲ充分反应后，还应有的实验操作是 　 　．

（3）A﹣E中，含有铁、铜两种元素的是 　 　（填字母）．

新冠肺炎疫情防控期间，湘潭市各学校开展全域喷洒低浓度“84”消毒液进行消毒。“84”消毒液的有效成分是NaClO（次氯酸钠），模拟制备“84”消毒液的流程如图所示，其中A是密度最小的气体，B俗称烧碱，Cl₂是一种黄绿色的有毒气体。请回答下列问题：

（1）A的化学式为　　，B的化学式为　　。

（2）溶解过程中玻璃棒的作用是　　，步骤Ⅰ中主要的操作名称是　　。

（3）步骤Ⅱ中，通常用碳酸钠来除去滤液中的氯化钙杂质，请写出有关反应的化学方程式　　，该反应属于　　反应（填基本反应类型）。

（4）电解水时，一般在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠的目的是　　，不能加入NaCl的原因是　　。

化学在改善人类生存环境，提高生活质量方面起着重要作用。

[改善环境]温室效应和酸雨会威胁珊瑚礁生存，我国开展了南海珊瑚礁生态修复工作。

（1）我们把pH　　（填“＞”、“＜”成“＝”）5.6的降雨称为酸雨。

（2）为改善生存环境，倡导“低碳”生活，建议使用清洁能源。写出一种常见的清洁能源　　。

[探测资源]近期，我国向月球背面成功发射一颗中继通信卫星，助力探测月球资源。

（1）月球上有丰富的核能原料He﹣3，He的原子结构示意图为　　 （填字母序号）

（2）月球土壤中有天然的铁、铅、银等金属颗粒。根据铁锈蚀的条件分析，铁在月球上不易锈蚀的原因可能是　　。

[研发材料]中国芯彰显中国“智”造，芯片的基材主要是高纯硅。

（1）硅元素在元素周期表中的信息如图2所示，据图可得到的信息是　　（填字母序号）

A．硅元素是非金属元素

B．硅元素的元素符号为Si

（2）如图是一种制备高纯硅的工艺流程图：

[查阅资料]常温下，氯化镁溶液呈中性。

①反应I的化学方程式：2Mg+SiO₂Si+2MgO，该反应属于　　反应（填基本反应类型）。反应Ⅱ要在无氧气环境中进行，原因是　　（答出一种即可）。

②操作I的名称是过滤，过滤时液面应　　（填“高于”或“低于”）滤纸边缘。所得粗硅应充分洗涤，以除去表面可能含有的盐酸、　　、（填化学式）。

③简要叙述检验盐酸已过量的方法　　。

④上述已知生产流程中，可以循环利用的物质是　　（填化学式）。

硅酸钠（Na₂SiO₃）是我国优先发展的精细化学品，用某种石英砂矿石（主要成分是SiO₂，还含有少量的CuO、Na₂SO₄、Na₂CO₃）制备硅酸钠（Na₂SiO₃）的流程如下：

资料：SiO₂既不溶于水，也不与盐酸反应。

请回答下列问题：

（1）“研磨”的目的是　　。

（2）检验“洗涤a”已洗净的方法是　　。

（3）“酸浸”的化学方程式为　　。

（4）“碱浸”的化学方程式为　　。

（5）“操作a”包含蒸发浓缩、　　、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。

海洋是人类宝贵的自然资源，海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧，请根据粗盐“制碱”的流程图（如图）回答问题：

（1）步骤Ⅰ除杂中，常见的方法有两种：一是物理方法，即用NaCl溶液浸洗粗盐，溶解除去其中的可溶性杂质，则浸洗溶液应选用NaCl的 　 　（填“饱和”或“不饱和”）溶液；二是化学方法，操作步骤依次为：加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸，以下试剂①②组合选用合理的是 　 　。

A．①Ca（OH）₂②Na₂CO₃

B．①Na₂CO₃②Ca（OH）₂

C．①KOH②Na₂CO₃

D．①NaOH②Na₂CO₃

（2）步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳，这样做的目的是 　                                                　，写出步骤Ⅲ反应的化学方程式 　                                     　。

（3）步骤Ⅳ发生的反应属于 　   　反应（填基本反应类型）。

（4）我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有 　 　。

A．无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl₂生成，有利于保护环境

B．大大提高了食盐的利用率，节约了成本

C．将“制碱”与制氨生产联合起来，同时析出的NH₄Cl晶体可用作复合肥

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。