1 [2024重庆中考A卷]CaCl₂可用于食品加工,制药等领域。某工厂就地取用矿石(主要含石灰石和氧化铜)制取CaCl₂,其主要流程如下图所示。
(1)粉碎机和搅拌器所起的作用是__________。
(2)反应器中生成的气体的化学式为________,流程中X可以为________(填字母)。
A. 稀盐酸
B. 氢氧化钠
C. 生石灰
D. 氢氧化钙
(3)写出生成沉淀的化学方程式:____________。
(4)该流程存在缺陷,请提出改进措施:______________________________。
(1)粉碎机和搅拌器所起的作用是__________。
(2)反应器中生成的气体的化学式为________,流程中X可以为________(填字母)。
A. 稀盐酸
B. 氢氧化钠
C. 生石灰
D. 氢氧化钙
(3)写出生成沉淀的化学方程式:____________。
(4)该流程存在缺陷,请提出改进措施:______________________________。
答案:
(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快和更彻底
(2)$CO_2$ CD
(3)$CuCl_2 + Ca(OH)_2 \xlongequal{\;\;} CaCl_2 + Cu(OH)_2 \downarrow$
(4)在溶液中加入适量或过量的盐酸(或过量X改为适量X)
【解析】分析题给流程图:
矿石经粉碎机粉碎后与稀盐酸在反应器中反应,反应式为$CaCO_3 + 2HCl \xlongequal{\;\;} CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$、$CuO + 2HCl \xlongequal{\;\;} CuCl_2 + H_2O$,反应后加入过量X,经过滤,沉淀中含有铜元素,溶液经蒸发、灼烧得到$CaCl_2$。
(1)粉碎机可以将大颗粒固体变为小颗粒固体,搅拌器可以使反应物充分接触。反应物接触越充分,反应越快越彻底。
(2)X能与$CuCl_2$反应生成沉淀,且加入后不会引入其他杂质离子,所以X不能是稀盐酸(不与$CuCl_2$反应)和氢氧化钠(会引入钠离子),可以是氧化钙或氢氧化钙。
(4)加入过量的X(氧化钙或氢氧化钙),反应后溶液中会有过量的氢氧化钙,使制取的$CaCl_2$不纯,所以改进措施为在溶液中加入适量或过量的盐酸,$HCl$在蒸发时挥发,或者将过量X改为适量X。
(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快和更彻底
(2)$CO_2$ CD
(3)$CuCl_2 + Ca(OH)_2 \xlongequal{\;\;} CaCl_2 + Cu(OH)_2 \downarrow$
(4)在溶液中加入适量或过量的盐酸(或过量X改为适量X)
【解析】分析题给流程图:
矿石经粉碎机粉碎后与稀盐酸在反应器中反应,反应式为$CaCO_3 + 2HCl \xlongequal{\;\;} CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$、$CuO + 2HCl \xlongequal{\;\;} CuCl_2 + H_2O$,反应后加入过量X,经过滤,沉淀中含有铜元素,溶液经蒸发、灼烧得到$CaCl_2$。
(1)粉碎机可以将大颗粒固体变为小颗粒固体,搅拌器可以使反应物充分接触。反应物接触越充分,反应越快越彻底。
(2)X能与$CuCl_2$反应生成沉淀,且加入后不会引入其他杂质离子,所以X不能是稀盐酸(不与$CuCl_2$反应)和氢氧化钠(会引入钠离子),可以是氧化钙或氢氧化钙。
(4)加入过量的X(氧化钙或氢氧化钙),反应后溶液中会有过量的氢氧化钙,使制取的$CaCl_2$不纯,所以改进措施为在溶液中加入适量或过量的盐酸,$HCl$在蒸发时挥发,或者将过量X改为适量X。
2 [2024安徽中考]碳酸锂(Li₂CO₃)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质,一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如图:
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式为________。
(2)步骤②操作a的名称是________。
(3)步骤③中加入草酸钠,其中草酸根(C₂O₄²⁻)的化合价是 - 2,则草酸钠的化学式为________。
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li₂CO₃的反应类型是______________。
(5)该工艺中用到的氧化物有________(写1种即可)。
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式为________。
(2)步骤②操作a的名称是________。
(3)步骤③中加入草酸钠,其中草酸根(C₂O₄²⁻)的化合价是 - 2,则草酸钠的化学式为________。
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li₂CO₃的反应类型是______________。
(5)该工艺中用到的氧化物有________(写1种即可)。
答案:
(1)$CaO + H_2O \xlongequal{\;\;} Ca(OH)_2$
(2)过滤
(3)$Na_2C_2O_4$
(4)复分解反应
(5)$CaO$(或$H_2O$)
【解析】题中流程分析如下:
$CaSO_4 + Na_2C_2O_4 \xlongequal{\;\;} CaC_2O_4 \downarrow + Na_2SO_4$,复分解反应;$CaO + H_2O \xlongequal{\;\;} Ca(OH)_2$,化合反应。生石灰加水生成石灰乳,石灰乳与卤水反应,经过操作a过滤,得到$Mg(OH)_2$等沉淀和滤液1($LiCl$、$NaCl$、$CaSO_4$),滤液1中加入草酸钠得到草酸钙,草酸钙再转化为草酸钠,草酸钠与$Li_2CO_3$反应生成$LiCl$、$NaCl$、$Na_2SO_4$,$2LiCl + Na_2CO_3 \xlongequal{\;\;} Li_2CO_3 \downarrow + 2NaCl$,复分解反应。
(1)$CaO + H_2O \xlongequal{\;\;} Ca(OH)_2$
(2)过滤
(3)$Na_2C_2O_4$
(4)复分解反应
(5)$CaO$(或$H_2O$)
【解析】题中流程分析如下:
$CaSO_4 + Na_2C_2O_4 \xlongequal{\;\;} CaC_2O_4 \downarrow + Na_2SO_4$,复分解反应;$CaO + H_2O \xlongequal{\;\;} Ca(OH)_2$,化合反应。生石灰加水生成石灰乳,石灰乳与卤水反应,经过操作a过滤,得到$Mg(OH)_2$等沉淀和滤液1($LiCl$、$NaCl$、$CaSO_4$),滤液1中加入草酸钠得到草酸钙,草酸钙再转化为草酸钠,草酸钠与$Li_2CO_3$反应生成$LiCl$、$NaCl$、$Na_2SO_4$,$2LiCl + Na_2CO_3 \xlongequal{\;\;} Li_2CO_3 \downarrow + 2NaCl$,复分解反应。
3 [2024江西中考]研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含Cu、Cu₂O、CuO和C)为原料制备胆矾(硫酸铜晶体),操作流程如图:
资料:Cu₂O + H₂SO₄ == CuSO₄ + Cu + H₂O
(1)步骤①中进行反应时用玻璃棒搅拌的目的是____________________。
(2)步骤②中反应的化学方程式为Cu + H₂SO₄ + H₂O₂ == CuSO₄ + 2X,则X的化学式为________。
(3)步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为____________________。
(4)下列分析不正确的是________(填字母,双选)。
A. 操作1和操作2的名称是过滤
B. 固体N的成分是炭粉
C. 步骤④中加入的溶液丙是Na₂SO₄溶液
D. “一系列操作”中包含降温结晶,说明硫酸铜的溶解度随温度的升高而减小
资料:Cu₂O + H₂SO₄ == CuSO₄ + Cu + H₂O
(1)步骤①中进行反应时用玻璃棒搅拌的目的是____________________。
(2)步骤②中反应的化学方程式为Cu + H₂SO₄ + H₂O₂ == CuSO₄ + 2X,则X的化学式为________。
(3)步骤③中生成蓝色沉淀的化学方程式为____________________。
(4)下列分析不正确的是________(填字母,双选)。
A. 操作1和操作2的名称是过滤
B. 固体N的成分是炭粉
C. 步骤④中加入的溶液丙是Na₂SO₄溶液
D. “一系列操作”中包含降温结晶,说明硫酸铜的溶解度随温度的升高而减小
答案:
(1)加快化学反应速率(或使反应更充分等)
(2)$H_2O$
(3)$CuSO_4 + 2NaOH \xlongequal{\;\;} Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$
(4)CD
【解析】结合流程图分析如下:
剩余固体加入过量稀硫酸,操作1过滤后得到固体M($Cu$、$C$)和硫酸铜溶液,相关反应式为$CuO + H_2SO_4 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + H_2O$、$Cu_2O + H_2SO_4 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + Cu + H_2O$、$Cu + H_2SO_4 + H_2O_2 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + 2H_2O$。固体M加入过量$H_2O_2$溶液和过量稀硫酸,操作2过滤后得到固体N和溶液甲($CuSO_4$、$H_2SO_4$、$H_2O_2$),溶液甲加入适量溶液丙得到蓝色沉淀$Cu(OH)_2$,蓝色沉淀加入过量氢氧化钠溶液得到溶液乙,相关反应式为$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + 2H_2O$、$CuSO_4 + 2NaOH \xlongequal{\;\;} Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$、$H_2SO_4 + 2NaOH \xlongequal{\;\;} Na_2SO_4 + 2H_2O$。
(1)加快化学反应速率(或使反应更充分等)
(2)$H_2O$
(3)$CuSO_4 + 2NaOH \xlongequal{\;\;} Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$
(4)CD
【解析】结合流程图分析如下:
剩余固体加入过量稀硫酸,操作1过滤后得到固体M($Cu$、$C$)和硫酸铜溶液,相关反应式为$CuO + H_2SO_4 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + H_2O$、$Cu_2O + H_2SO_4 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + Cu + H_2O$、$Cu + H_2SO_4 + H_2O_2 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + 2H_2O$。固体M加入过量$H_2O_2$溶液和过量稀硫酸,操作2过滤后得到固体N和溶液甲($CuSO_4$、$H_2SO_4$、$H_2O_2$),溶液甲加入适量溶液丙得到蓝色沉淀$Cu(OH)_2$,蓝色沉淀加入过量氢氧化钠溶液得到溶液乙,相关反应式为$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \xlongequal{\;\;} CuSO_4 + 2H_2O$、$CuSO_4 + 2NaOH \xlongequal{\;\;} Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$、$H_2SO_4 + 2NaOH \xlongequal{\;\;} Na_2SO_4 + 2H_2O$。
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