初中化学物质的相互转化和制备实验题

铝和铝合金是一类重要的金属材料、工业上用铝土矿（含有Al ₂O ₃和SiO ₂，不考虑其它杂质）制取金属铝的基本流程如下：

已知：①SiO ₂是一种难溶于水，也不与盐酸、硫酸反应的物质。

②铝盐与氨水反应，生成氢氧化铝沉淀和铵盐。

请回答下列问题：

（1）Al ₂O ₃与稀硫酸反应的化学方程式为 　　。

（2）操作Ⅱ的名称是 　　。

（3）滤液Ⅱ中溶质的用途之一是 　　。

（4）电解熔融的Al ₂O ₃，除得到金属铝之外，还可得到的气体产物是 　　（填化学式）。

工业上电解熔融的Al ₂O ₃时，还加入了冰晶石（Na ₃AlF ₆）作熔剂，其作用是降低Al ₂O ₃的熔点，冰晶石在物质中的分类属于 　　（填字母）。

A．酸B．碱C．盐D．氧化物

某兴趣小组的同学从实验收集到一桶含有FeSO ₄、CuSO ₄的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下操作方案，结合方案回答下列问题：

（1）固体A中含有 　　和 　　，无色气体X为 　 H ₂ 　（均填化学式）．

（2）步骤①中反应的化学方程式为 　　，该反应属于四种基本类型中的 　　反应．

（3）操作a的名称为 　　，在该操作中用到了玻璃棒其作用为 　　．

（4）理论上所得硫酸亚铁晶体的质量 　　（填"＞""＜"或"＝"）原废液中硫酸亚铁的质量．

氯化镁是一种重要的化工原料，同学们在实验室对其开展了系列研究．

课题1：选择制取氯化镁的原料

【查阅资料】

①全球海水中含有的盐类总质量为5亿吨，其中含有的各种离子占盐类总质量的百分含量如下表所示：

离子	Cl^﹣	Na^+	Mg^2+	Ca^2+	K^+	其他
含量	55.06%	30.61%	3.69%	1.15%	1.10%	…

②工业生产中海水或卤水（海水晒盐后的剩余溶液）都可以作为制取氯化镁的原料．

【交流讨论】

同学们经讨论，一致选择卤水用于实验室制取氯化镁．你认为他们的理由是　

　．

课题2：由卤水制取氯化镁

同学们设计如图所示方案，从卤水中制取氯化镁．

（1）溶液X的名称是　　．

（2）部分同学认为上述制取方案不够完善，在“过滤”操作后缺少“洗涤”操作，从而导致制取的氯化镁不纯，可能混有的杂质是　　．

课题3：测定氯化镁产品的纯度（氯化镁的质量分数）

同学们设计如下实验方案对制得的氯化镁进行纯度测定．

【实验步骤】

①称取9.5g氯化镁样品，放于烧杯中，加足量的水溶解，形成溶液；

②向上述溶液中加入90g质量分数为10%的氢氧化钠溶液；

③充分反应后，过滤；

④…

⑤向所得溶液中加入几滴无色酚酞试液，溶液变红，再逐滴加入10%稀硫酸（密度为1.07g•mL^﹣1），并　　，当观察到溶液恰好褪色且30s内红色不复现，停止加入稀硫酸；

⑥计算氯化镁样品的纯度．

【问题讨论】

（1）为计算出氯化镁样品的纯度，除上述数据外，实验还需测量的数据是　　．

（2）若缺少步骤④，则会导致氯化镁纯度测定不准确，步骤④的操作是　　．

工业上利用生产钛白的副产品硫酸亚铁制备还原铁粉的流程如图

（1）“转化”时在溶液中生成了FeCO₃沉淀，从四种基本反应类型来看，该反应的类型是　　；“过滤”后得到的滤液中的溶质有　　（填化学式）

（2）“干燥”过程中有少量的FeCO₃转化为FeOOH和CO₂，此时与FeCO₃反应的物质有　　（填化学式）；FeCO₃和FeOOH在空气中焙烧转化为Fe₂O₃，写出Fe₂O₃在高温条件下与C反应生成Fe和CO₂的化学方程式　　。

（3）制得的还原铁粉中含有Fe和少量Fe_xC．为确定Fe_xC的化学式，进行了如下实验：

①取14.06g还原铁粉在氧气流中充分加热，得到0.22g CO₂；

②另取相同质量的还原铁粉与足量稀硫酸充分反应（Fe_xC与稀硫酸不反应），得到0.48g H₂．Fe_xC的化学式是　　。

闪锌矿（主要成分为ZnS）经熔烧得锌熔砂，锌熔砂主要含ZnO、ZnFe ₃O ₄，以及少量FeO、CuO，工业上用其制备金属锌，具体过程如图所示。

（1）操作X的名称是 　　；

（2）进行反应①时，要将锌熔砂粉粹成细小颗粒，目的是 　　；

（3）ZnFe ₂O ₄可看作两种氧化物的结合，它与稀H ₂SO ₄反应生产两种盐，分别是ZnSO ₄和 　　（填化学式）。

（4）参加反应②的物质为ZnSO ₄和 　　（填化学式）；

（5）写出反应③的化学方程式： 　　。

我国古代以炉甘石（主要成分：ZnCO₃）、赤铜矿（主要成分：Cu₂O）和木炭粉为原料制得了黄铜（铜和锌的合金，外观似黄金），其生产流程如下：

回答下列问题：

（1）赤铜中铜元素的化合价　　

（2）黄铜的硬度比铜和锌都　　（填“大”或“小”）

（3）操作X的名称是　　

（4）加热时，发生的主要反应化学方程式为：①ZnCO₃ZnO+CO₂↑；②2ZnO+C2Zn+CO₂↑；③　　（赤铜和木炭粉反应）

（5）气体A中，除二氧化碳外还有另一种生成气体，它的化学式是　　，该气体的用途是　　（写一条）

（6）鉴别黄铜和黄金有多种方法，用灼烧法鉴别产生的现象及结论是　　。

某种手机电路板中含有Fe、Cu、Au、Ag、Ni（镍，银白色金属）等金属，如图是某工厂回收部分金属的流程图。已知：2Cu+O ₂+2H ₂SO ₄ 2CuSO ₄+2H ₂O

（1）操作①的名称是 　　。

（2）写出滤液②中金属阳离子符号 　　。

（3）写出滤液③和铁粉发生反应的一个化学方程式 　　。

（4）Cu、Ag、Ni在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是 　　。

某兴题小组用铝箔制备A1 ₂O ₃及明矾大晶体，具体流程如下：

已知：明矾在水中的溶解度随着温度的升高而增大，请回答下列问题：

（1）步骤II中发生反应的化学方程式为：NaAlO ₂+CO ₂+2H ₂O═Al（OH） ₃↓+X（方程式已配平）。X的化学式为 　　。

（2）步骤III中发生的反应，其基本反应类型为 　　。

（3）写出Al（OH） ₃与硫酸反应的化学方程式 　　。

（4）在培养明矾大晶体的过程中，其操作的先后顺序为 　　。

A．自然冷却至室温

B．选规则明矾小晶体，并用一根细线悬挂在溶液中央

C．配制45℃的明矾饱和溶液

（5）写出明矾的一种用途 　　。

今年春节期间播出的《舌尖3》，让籍籍无名的章丘铁锅名声大振，章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，其炉渣中主要含FeO、Fe₂O₃，还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾（FeSO₄•7H₂O）。请按要求回答问题：

查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。

（1）步骤一中，发生反应的化学方程式为　　、　　。

（2）步骤一中的操作名称是　　，为提高步骤一的反应速率，可采取的措施有增大硫酸的浓度，升高反应物的温度、还可以采取　　（写1条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”）。

（3）步骤二中无气体生成的化学反应方程式为　　，测得滤液2的pH明显大于滤液1，其原因是　　。

（4）滤液2得到绿矾可以采取的方法是　　。

（5）某化学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100g炉渣，得到干燥杂质5g，步骤二中加入15.6g铁粉，得到滤渣5.6g。要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是　　。

某废酸液主要含 H 2 SO 4 和 FeSO 4 ，研究人员利用 CaCO 3 消耗部分酸，再加入廉价的电石渣（主要成分为 CaO ），通过一系列操作可得到磁性铁，成本较低且有利于保护环境。工艺流程如图：

（1）该废酸液的pH 　　7（填"＜"或"＞"）。操作Ⅰ的名称为 　　。

（2）电石渣转化为石灰乳的过程会 　　（填"吸收"或"放出"）热量。

（3）"沉铁"过程中，溶液中的 FeSO 4 和石灰乳中的 Ca （ OH ） 2 发生复分解反应，生成的产物是 　　 和 　　 （填化学式）。

（4）磁性铁是铁的一种氧化物，且为磁铁矿的主要成分，其化学式为 　　。

（5）研究发现，"沉铁"后，溶液的pH对磁性铁产率的影响如下表。欲获得高的产率，最适宜的pH为 　　，pH较低时产率较低的主要原因是 　　。

溶液的pH	6.0	6.5	7.0	7.5	8.0	9.0
产物颜色	黄褐色	黄褐色	较黑	很黑	很黑	灰黑色
产率（%）	43.9	50.6	86.2	93.0	92.3	91.6