2024年中考化学常考实验题《工业流程》含答案解析

实验专项16工业流程专题

一、工业流程题

1.过氧化镁(Mg。?)是一种镁精细化工产品，在医疗上可用来治疗消化不良、胃酸过多等疾

病，在环境保护方面，过氧化镁可用来处理地下水污染的土壤，某化学兴趣小组对过氧化镁的

性质和制备等进行了以下研究；

I.过氧化镁的性质

(1)过氧化镁是一种白色的粉末，其外观、物理性质与氧化镁相似，过氧化镁在常温下比较稳

定，但是加热时会分解生成氧化镁和一种单质，该反应的化学方程式为,过氧化镁易

溶于稀盐酸，发生反应的化学方程式为：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2；

II.过氧化镁的制备

图1是利用碱式碳酸镁【MgJOH)2co3］和30%的过氧化氢溶液来制取过氧化镁

图1

【资料】①碱式碳酸镁与碳酸镁有相似的化学性质，能与稀盐酸反应产生C0?；

②氧化镁与过氧化氢反应放出大量的热;

⑵检测煨烧过程碱式碳酸镁已完全分解的方法(写出具体的操作和现象);

(3)用上述碱式碳酸镁在550。。600。0650。。及700。(2下燃烧一定的时间生成氧化镁，再用上

述条件制备的氧化镁分别与30%双氧水反应生成过氧化镁的产率如图2和图3；碱式碳酸镁燃

烧的温度适宜控制在℃,煨烧时间适宜控制在h；

III.过氧化镁的纯度检测

（4）在生产过程中，过氧化镁中常常含有少量的氧化镁杂质（不考虑其他杂质），以下是该小组

进行纯度检测的实验装置（图4）和实验步骤；

步骤①：;

步骤②:装入药品（样品质量为0.7g）,调节刻度管使左右两边液面相平,刻度管读数为10.0mL；

步骤③：打开分液漏斗开关，特瓶中无气泡产生时，关闭开关；

步骤④：再次调节刻度管使左右两边液面相平，刻度管读数为122mL；

步骤⑤：数据处理；

（5）根据上面实验数据计算样品中过氧化铁的质量分数是（该实验条件下。2密度为

L429g/L）,请写出计算过程；

（6）该小组同学所测得质量分数比实际结果偏大，你觉得可能的原因是（填字母）；

A.生成的氧气有少量溶于水

B.未等装置冷却到室温就开始读数

C.滴入的稀盐酸占了一部分气体的体积

2.钙及钙的化合物，广泛应用于建筑、医学、工业等领域。某化学小组在老师指导下对“钙

家族”进行探究。

（一）金属钙

取一粒金属钙投入盛有50mL水的烧杯中，钙粒与水剧烈反应，四处游动，产生气泡，溶液出

现浑浊。用手触摸烧杯外壁，感觉发热。反应结束放置一段时间后，溶液变澄清，往烧杯中滴

入无色酚醐试液，溶液变红色，是因为生成一种碱。

（1）经进一步检验产生的气体能燃烧。写出钙跟水反应的化学方程式：。

（二）氢氧化钙

（2）小组同学欲探究氢氧化钙溶液和稀盐酸能否发生反应。用pH和温度传感器测定两者混合前

后烧杯内溶液的pH和温度的变化（如图1、图2）。实验过程中保温良好，热量散失忽略不计。

则X溶液为；根据图示能证明两者反应的依据是（合理即可）。

某工厂产生的废渣主要成分是含钙的化合物(杂质为FeA)。用该废渣制取CaCk晶体的某流程

如图3所示。已知：NH4cl溶液显酸性，且浓度越高酸性越强。

NH4cl溶液

废渣CaCl?晶体

NH3Fe2O3

图3

(3)XRD图谱可用于判断某固态物质是否存在。如图4为煨烧前后废渣的XRD图谱。写出燃烧

时发生的化学方程式:

△-Ca(OH)2«-CaOo-Fe203

衍

A股烧前

射

峰

强

••政烧后

度

.?ol•••

20406080100

2x衍射角/度

图4

(4)为了提高浸取率，可采取的措施有(任写一点)。写出产生氨气的化学方程式

(5)在其他条件相同的情况下，CaCL的产率随浸取温度的变化如图5所示。则宜选择的浸取温

度为℃左右。

1020304050

反应温度/七

图5

等杂质。

(6)若使用过量的高浓度MCI溶液，则所得CaCk溶液中会含有NH4CK

(7)待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2-3次，用冰水洗涤的目的是：I是除去晶体

表面的杂质；n是=

(四)羟基磷酸钙

(8)人体中骨骼与牙齿的重要成分是羟基磷酸钙，化学式为Cai°(P03(0H)2。其中钙、氧元素

的原子个数比为(最简比)。

3.CO,是最主要的温室气体，C0?的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。

CO2Ca(OH),«

图1

I.CO?的捕集：“双碱法”吸收(%,部分转化关系见图2。

(1)写出①过程中发生的反应方程式。

⑵由图2可知：饱和Ca(OH%溶液吸收CO2气体的效率低于饱和NaOH溶液，试分析原

因：O

(3)图1所示转化过程中可以循环利用的物质是0

(4)工业废碱渣(主要成分Na£0。吸收低浓度C02,反应过程中溶液组成的浓度变化如图3所示。

①吸收时反应的化学方程式为=

②反应结束，继续通入CO?弱碱性的NaHCO,溶液会慢慢呈中性，原因是o

③NaHCOs受热分解生成高浓度C02,该反应能说明Na2c的热稳定性NaHCOs(选填“大于”

或“小于”)

II.CO?的利用。C02经过固相催化剂吸附，可与Hz反应生成甲醇，反应的主要过程如图4所示。

反应相同时间，CO?的转化率及含碳产物中CH30H的含量及随温度的变化如图5所示。

转化率或含量/%

co亲化率

-痛

230240250260270280温度/℃

图5

(5)当温度在250℃〜280℃范围内。CO?的转化率升高但含碳产物中CH30H的含量却下降的原因

可能是o

⑹实际反应时可能会发生积炭，生成的碳会降低催化剂的活性，在高温条件下适当通入过量

二氧化碳可以有效缓解积炭，原因是(也可用化学方程式表示)。

4.菱镁矿中主要含MgCOs、FeCOs和SiOz。以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如下：

回答下列问题:

(1)操作1的名称是。

⑵写出菱镁矿中MgCOs与稀盐酸反应的化学方程式。

(3)溶液b转化为溶液c时，通入足量空气的目的是。

(4)物质沉淀的pH见表，则上述流程中调pH的范围应为

物质Mg(0H)2Fe(OH)3

开始沉淀的pH8.91.5

完全沉淀的pH10.92.8

(5)结合流程中的数据计算菱镁矿中镁元素的质量分数o(不考虑整个流程转化中

镁元素的损失)

5.某火力发电厂排放的烟气中含有SO?、C0?和N?等，SO,会污染空气。该厂引入新工艺消除烟

气中的S0”并制得石膏(CaS04-2H2)的主要流程如图所示。

喷

淋

吸

步

骤①co>NNaOH溶液

烟气22

收试剂X

清液

塔

石灰浆步骤③操作a

Na2s。3溶液CaCO

步骤②3

CaSCh浊液CaSO4-2H2O

(1)吸收塔中，氢氧化钠溶液采用喷淋方式进入的目的是=

(2)步骤②发生反应的化学方程式为o

(3)步骤③中，加入的试剂X是(填名称)，可除去清液中的Ca(OH),,防止其混入吸收

塔；操作a的名称为0

(4)下列关于该脱硫工艺的说法正确的是一(填字母)。

A.污染物SO2最终转化为CaSOj2HO可实现“变废为宝”

B.利用石灰浆使NaOH再生，可降低生产成本

C.整个生产中不需要持续添加NaOH溶液

6.铜铝双金属材料可用于降解含硝基苯的工业废水。制备该材料的流程如下：

CuSC>4溶液

铜铝双

废旧铝箔酸洗—水洗化学镀铜洗涤、干燥

金属材料

⑴流程中除铝箔表面氧化物的操作为,金属材料，“化学镀铜”过程固体的质量.

(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)硝基苯(C6H5。2)中氧、氢原子个数比为o

(3)废水初始pH对硝基苯降解的影响如图所示，pH为时效果显著。

一0o

</8o

建

陵6o

粮4o

地

造2on

o

234567892

r1

(4)铜铝双金属材料中铝能还原硝基苯。100g含铜量为3.2%的该材料作用于废水后，含铜量变

为32%,则反应消耗铝的质量为。

催化剂

（5）用员也可还原硝基苯为苯胺。肺），反应为3H?+C6H5NC）2^=C6H;N+2H2。。制得

100kg纯度为93%的苯胺，理论上消耗压的质量是多少？（写出计算过程）

7.纳米零价铁（nZVI）除废水中金属离子的性能优越，制备示意图为:

…聚集

船一…

Fe2+/Fe3+（离子）Fe（原子）团簇纳米零价铁

（1）“聚集”过程，铁元素化合价（填“升高”“降低”或“不变”）。

（2）“还原”过程，一定量焦炭与232gFe3（）4作用，生成C0”反应的化学方程式为,若

反应后所得固体中焦炭与铁的质量比为1:14,则加入焦炭的质量是o

（3）“雾化”过程，发生反应：FeCl3+3H2O=Fe（OH）3+3（补充完整该方程式）。

（4）nZVI用于去除废水中金属离子，根据金属活动性顺序可分三种途径（如图所示），第一类

是吸附捕捉（如Zn2+）,第二类是吸附捕捉再慢慢反应（如Pb"）,第三类是直接反应（如Cu2+）o

②若Cd?+属于第一类，则金属Cd比金属Ag的活动性（填“强”“弱”或“接近”

③废水中CuCb与nZVI发生的反应属于（填基本反应类型）。

8.某工厂的废气中含有N?、NO、CO、CO?及粉尘，用赤铁矿石（主要成分是FeQ3）石灰浆等

处理该废气的生产流程如下。

赤铁矿石石灰浆过量O?石灰浆

（1）步骤①：除尘器是利用带孔的滤筒除去悬浮在气体中的浮尘，该操作与（填一操作

名称）的原理类似。

（2）步骤②：在沸腾炉中可将C0除去，体现了C0具有性。

（3）步骤③：沉淀室中发生反应的化学方程式为。

(4)步骤④：该过程中发生的反应属于基本反应类型中的0

(5)步骤⑤：吸收塔中石灰浆从顶端喷淋注入，喷淋的目的是。

9.碳酸钾(LizCOs)是制备电池的重要原料。工业上用锂辉石精矿(主要成分为LiQ)为原

料制备Li2c的流程如图1所示。

过量H2s。4饱和K2c。3溶液

鬻屐寝栩"2s。4溶液.J反应器沉锂池悭道洗涤槽fLi2cO3

ffi句-----------------i-----------------------

I

图］滤液

(1)酸浸槽中发生反应的化学方程式为=

(2)为了探究酸浸槽中的最佳条件，技术人员做了4组实验,酸浸时间4h,其余相关数据见表。

1.本实验中(填组别序号)两组实验对比能说明温度对锂元素的浸出率有影响。

组别序号矿酸比硫酸浓度(酚温度.(℃)锂元素浸出率(盼

A1:19010070.34

B1:19810073.89

C1:19815078.24

D1:39820085.53

2.根据A组和B组实验对比，得出硫酸浓度对离没出率的影响是o

(3)反应器中加入饱和K£03溶液的目的是o

(4)沉锂池进行的操作若实验室进行需要到的玻璃仪器有。

(5)根据Li£()3的溶解度曲线图2,分析洗涤槽中应采用的试剂是(填“冰水”或“热

水

图2温度/℃

10.神州十七号飞行乘组已在轨工作生活接近6个月。

(1)飞船用钛银形状记忆合金制作卫星天线。资料显示，银(Ni)的金属活动性介于铁与铜之

间，为验证三种金属的活动性，下列选用的药品组合可行的是(填标号)。

A.FeCL溶液、Ni、CuCk溶液

B.FeCL溶液、Ni、Cu

C.Fe、NiCL溶液、Cu

(2)制造飞船运载火箭所需要的钢铁可通过低碳冶金技术制得。氢基熔融冶金技术是利用氢作

为还原剂代替碳还原剂，从而实现减少CO?排放的目的，实现低碳冶金，氢基熔融还原生产高

纯铸造生铁的主要流程如图：

高纯铁水炉渣

①燃烧区的作用是O

②还原区中还原FezOs的反应化学方程式是(写出其中一条即可)。

③从环境保护角度，与高炉炼铁技术相比，氢基熔融冶金技术的优点o

11.“老松烧尽结轻花，妙法来徙北李家”。苏轼的这两句诗描绘了制墨的一幅场景。墨作为文

房四宝之一，制作流程如下，请结合图文信息、分析思考，解决问题：

炼烟-------►和料------>制作------>晾干------►描金

(1)炼烟过程中松枝发生不完全燃烧而得到烟尘，此过程中过量的是。

(2)和料过程中需要充分搅拌，这样做的目的是0

(3)晾干过程中要严格控制温度和湿度，否则会使产品产生裂纹，在装修过程中墙壁涂刷石灰

浆后也要有类似过程，石灰浆暴露在空气中发生变化的化学方程式为«

(4)墨干燥后还要进行描金，描金是将墨面上的款式纹样做描金添彩处理，你认为这样做的目

的是o

(5)用墨书写的字画可以保存数百年之久，这体现出墨具有的性质是。

12.对工厂烟气进行脱硫处理，可减少二氧化硫和硫化氢等含硫化合物的污染。

I.用粉煤灰(主要含AI2O3、SiO?等)制备碱式硫酸铝【A12(S04)x(0H)J溶液，可用于烟气脱硫,

能有效减少二氧化硫的排放，其工艺流程如图所示。

H2sO4溶液CaCC)3粉末含SO2烟气

SiO2滤渣IIS02

(1)根据化合物中各元素化合价代数和为零的规律可知，A12(SOJx(0H)，中X和y的代数关系

式为。

(2)过滤I中滤渣主要为SiOz,说明SiO?是一种(选填“易溶”或“难溶”)于硫

酸溶液的固体。

(3)酸浸时A1Q发生反应的化学方程式为。

(4)调节pH约为3.6,目的是消耗溶液中过量的硫酸，滤渣II的主要成分是=

(5)若含SOZ烟气中存在经完全热分解放出的SO?量会小于吸收的SO?量,且溶液酸性变强。

其主要原因是。

n.H2s气体常用氯化铁溶液循环脱硫工艺进行处理。其物质转化过程如图所示。

S

2s

/*中*»

FeClXFeCl

\2:33

IH2O

o2

(6)由图可知，作为催化剂的FeCL(选填“有”或“没有”)参与反应过程。

⑺X物质的化学式可能是。

(8)写出该脱硫总反应的化学方程式：。

13.某兴趣小组从含有锌、铜、银三种金属的废旧电器中回收铜和银，设计了如图所示的物质

转化流程。

已知信息：①金属A和金属C都只有一种金属；②硫酸银(化学式NiSOl能溶于水

(1)上述过程中，粉碎废旧电器是为了增大反应物间的,加快反应速率。

⑵步骤①中得到的金属A是。

(3)溶液B中含有的溶质成分是(填化学式)。

(4)由上述过程可知，Zn、Cu、Ni三种金属活动性由强到弱的顺序为o

14.MgSO「7压0是一种重要的化工原料，某工厂以一种镁矿石(主要成分为SiOz和MgCOs,含

有少量FeCOs,其它成分忽略)为原料制备MgSO「7HQ的主要流程如图，请回答下列问题：

过lit稀/敏油液

加MgO

犊;/卢毕LA|澹液AI溶液B|照『叫

住■广|溶液斗MgSO17H0

♦

废渣X废清Y

查阅资料：①SiO,既不溶于水也不溶于稀硫酸。

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

「2+「3+

阳离子Mg2+FeFe

开始沉淀时的pH9.17.61.9

沉淀完全时的pH11.19.73.2

(DMgCOs与稀硫酸发生反应的化学方程式o

(2)为了让镁矿石与稀硫酸充分反应，提高原料利用率，可采取的措施为一(填字母)。

A.将镁矿石粉碎B.适当降低反应温度

C.用稀硫酸多次浸泡D.适当延长浸泡时间

(3)溶液A中所含阳离子有o溶液A中的硫酸亚铁、硫酸与压溶液会生成

Fez(SO。3,该反应的化学方程式为。

(4)选用MgO调节pH使Fb化为沉淀，而不选用NaOH的原因是。加氧化镁调节后，

溶液的pH范围是0(填选项)

A.9.IWpHWILlB.3.2WpHW9.1C.3.2WpHW7.6D.1.9WpHW9.7

⑸溶液C经加热浓缩、、过滤等步骤，最后低温干燥得到MgS04-7H20晶体。

低温干燥的目的是O

15.鸨(W)是一种重要的战略金属。，用黑鸨矿(主要含FeWOQ制得金属鸨(W)的主要工

艺流程如图：

Na2cO3溶液•

黑鸨矿粉末，

空气，

还原炉

已知：Na^WO,溶液为无色；HzWO,是一种不溶于水的黄色固体；WO3难溶于水。

(1)将黑鸨矿石碾成粉末，目的是。

高温

⑵压煮器中发生反应，4Na2C03+4FeW04+R4Na2W04+2Fe203+4C02,R的化学式为。

(3)酸浸槽中通过操作a得到X溶液，该操作的名称是o

(4)还原炉中，在高温条件下制得金属鸨(W)的化学方程式为,该反应中，发生

还原反应的物质是=

16.海洋是一个聚宝盆，我们应予以合理开发及综合利用。

(1)食用鱼虾等海鲜可为人体提供的主要营养素是。

(2)在人们担心化石能源将被耗尽的时候，科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”(主要成分

是甲烷)，甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式为：。

(3)海水晒盐得到的氯化钠可以做调味品，还是重要的工业原料。如图是利用海水提取粗盐的

过程：

①图中A为池(填“蒸发”或“冷却”)。

②粗盐中含多种可溶性杂质(MgCL、CaCL和Na2s04等)及不溶性杂质(泥沙)，为除去相应

杂质，将粗盐溶于水后再加入稍过量的①NaOH溶液②Na2c溶液，③BaCk溶液，加入试剂的

先后顺序不合理的是。

A.①②③B.②①③C.③②①D.③①②

17.粗盐常含有不溶性杂质和可溶性杂质(CaC%和MgCl?)。工业上提纯粗盐的流程如图所示:

加入过量的加入过量的

粗盐水

Ca(OH)2溶液Na2c。3溶液

（含MgCk

和CaCl?）

(1)步骤③操作a是

(2)写出步骤①中所发生的化学反应的化学方程式

(3)步骤②加入过量的碳酸钠溶液的目的是

⑷步骤④在滴加稀盐酸的同时不断检测溶液pH的变化。当pH时，说明滴加的稀盐酸

已适量。

(5)如果将步骤③和步骤④的顺序颠倒，最终制得的“精盐”中除NaCl以外，还会含有杂质_

(填化学式)o

18.稀土被称为“工业维生素”，能显著提升建造航母及舰载机的材料性能，含有稀土元素相

的氧化铝(丫2。3)被广泛应用于航空航天涂层材料，以富钮稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少

量的Fe?。爰CuO、Si。。等杂质)生产氧化忆的工艺流程如下，回答下列问题:

焙烧炉

(1)“酸溶”过程中，Fe2O3,XO3发生反应的化学方程式为；

(2)向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性，调节溶液的pH除去滤液I中杂质，滤液I一定

含有的离子是,气体X为沉淀H的主要成分是(填化学式)；

⑶沉淀池中“沉钮”过程有H。。等物质产生，“沉钮”的化学方程式；

19.由菱铁矿(主要成分为FeCOs,含少量SiOz等杂质)制备铁粉的一种流程如图所示:

SiO肖

(1)碳酸亚铁(FeCOs)中铁元素的化合价为o

(2)“酸浸”时，为使反应充分，可采取的一种措施是。“酸浸”后所得溶液中

含有的溶质有：o

(3)“沉铁”时，FeSO4转化为FeCOs沉淀，该反应的基本类型是。“焙烧”时,

在高温条件下，FeCOs与。2反应生成FezOs与C02的化学方程式为=

(4)“还原”时，在高温条件下，利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来；若向氧化铁与炭粉的

混合物中添加适量的CaCOs,更利于还原氧化铁，其原因是0

20.二氧化硅凝胶干水粉体的独特性质和优异性能使其在许多领域中表现出色，其生产流程示

意图如下、【原硅酸化学式为H4SiOC

商

速

静置_SiO2凝胶

水玻璃+去离子水产黑黑子,国产物叵回+|疏水性纳米SQ搅

拌^干水粉体

(1)水玻璃的化学式为Na^SiOs，其中硅元素的化合价为

(2)强酸性阳离子交换树脂在溶液中容易离解出氢离子，使树脂呈性。

(3)调节pH通常采用加入酸性或碱性溶液的方法，从微观角度看，酸碱中和的实质是。

(4)在pH约为6时，原硅酸分解为Si。?和一种常见氧化物，写出此反应的化学方程式。

(5)二氧化硅凝胶的声波传播速率低，据此写出二氧化硅凝胶可能的用途。(写出1点即

可)

21.工业上用优质石灰石(主要成分CaCOs,含少量SiOz)为原料制备纳米CaCOs的流程如图

所示。

回答下列问题:

(1)NH4C1中氮元素的化合价为o

(2)“酸浸”中使用的酸是(填字母序号)。

A.HC1B.H2sChC.Na2s。4

(3)步骤①发生反应的化学方程式是。

(4)实验室中进行过滤操作时，所用玻璃棒的作用是o

(5)为了提高步骤②的“转化”速率，可采取的措施有(填序号)。

a、搅拌溶液

b、适当增大通入气体的速率

c、加热溶液至100℃

22.2024年3月2日，东航第五架C919大飞机交付入列，彰显了中国从“大国制造”向“强

国创造”转变的坚定决心和实力。钢是制造C919飞机必不可少的材料，如图是我国工业炼供

炼钢和轧制钢材的主要流程。

铁矿石、焦炭和石灰石纯氧

高炉气体\.制

二炼铁高炉——＞生铁一＞炼钢炉一＞钢锭一-市一钢板

热空气-----T----------------------

炉渣

(1)用赤铁矿石炼铁的反应原理是(用化学方程式表示)。

(2)向炼铁高炉中加入石灰石的目的是,炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是。

(3)热空气和高炉气体的主要成分都是(填化学式)。

(4)将钢锭轧制成钢板属于变化。

23.无水氯化钙在工业上有广泛的用途。以石灰石矿粉(主要成分为CaCC)3,含有

SiO2,Fe2O3,MgSO,杂质)为原料，生产无水氯化钙的流程如下：

适量盐酸适帛BaJ溶液石灰乳

石灰石矿粉T需溶忤电H滤、1型曳｛滤件曳［赢邛叫~暹滤液产邑产品

滤渣1滤渣2滤渣3

(SiOJ

⑴从流程图中推知：SiO2(选填“能”或“不能”)和盐酸反应。

(2)石灰石矿粉中的杂质氧化铁与盐酸反应的化学方程式为。

(3)滤渣3中除有少量Ca(OH)2外，还含有的物质是(填化学式)。

(4)中性滤液蒸发得到产品的过程中需要用玻璃棒不断搅拌的目的是0

24.某工厂以废酸水(含CuC"、CuSO4,HC1、H2SO4)和铁屑等为原料，制备硫酸铜，变

废为宝。主要实验流程如下。请回答相关问题；

适量

(1)①②中含有相同的实验操作，其名称为

(2)溶液B中含有的溶质为(填化学式)。

⑶步骤②的目的是;

(4)步骤③中发生反应的化学方程式为；

25.下图是制取氯化镂的工艺流程图。请回答下列问题。

(1)饱和氨水的pH7(选填或“=”)。

(2)操作H的名称是,其中玻璃棒的作用是o

(3)步骤②中是氨气和水、二氧化碳化合反应生成((NHJzCOs的过程，其反应的化学方程式

是O

(4)步骤③发生的反应属于反应(填基本反应类型)o

实验专项16工业流程专题

一、工业流程题

1.过氧化镁(Mg。?)是一种镁精细化工产品，在医疗上可用来治疗消化不良、胃酸过多等疾

病，在环境保护方面，过氧化镁可用来处理地下水污染的土壤，某化学兴趣小组对过氧化镁的

性质和制备等进行了以下研究；

I.过氧化镁的性质

(1)过氧化镁是一种白色的粉末，其外观、物理性质与氧化镁相似，过氧化镁在常温下比较稳

定，但是加热时会分解生成氧化镁和一种单质，该反应的化学方程式为,过氧化镁易

溶于稀盐酸，发生反应的化学方程式为：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2；

II.过氧化镁的制备

图1是利用碱式碳酸镁【MgJOH)2co3］和30%的过氧化氢溶液来制取过氧化镁

图1

【资料】①碱式碳酸镁与碳酸镁有相似的化学性质，能与稀盐酸反应产生C0?；

②氧化镁与过氧化氢反应放出大量的热;

⑵检测煨烧过程碱式碳酸镁已完全分解的方法(写出具体的操作和现象);

(3)用上述碱式碳酸镁在550。。600。0650。。及700。(2下燃烧一定的时间生成氧化镁，再用上

述条件制备的氧化镁分别与30%双氧水反应生成过氧化镁的产率如图2和图3；碱式碳酸镁烟

烧的温度适宜控制在℃,煨烧时间适宜控制在h；

III.过氧化镁的纯度检测

(4)在生产过程中，过氧化镁中常常含有少量的氧化镁杂质(不考虑其他杂质)，以下是该小组

进行纯度检测的实验装置(图4)和实验步骤；

步骤①：;

步骤②:装入药品(样品质量为0.7g),调节刻度管使左右两边液面相平,刻度管读数为10.0mL；

步骤③：打开分液漏斗开关，特瓶中无气泡产生时，关闭开关；

步骤④：再次调节刻度管使左右两边液面相平，刻度管读数为122mL；

步骤⑤：数据处理；

(5)根据上面实验数据计算样品中过氧化铁的质量分数是(该实验条件下。2密度为

L429g/L),请写出计算过程；

(6)该小组同学所测得质量分数比实际结果偏大，你觉得可能的原因是(填字母)；

A.生成的氧气有少量溶于水

B.未等装置冷却到室温就开始读数

C.滴入的稀盐酸占了一部分气体的体积

A人

【答案】⑴2MgC)2=2MgO+O2T

(2)取样，加稀盐酸，不产生气泡

(3)6502

(4)检查气密性

MnO2

⑸根据转化关系：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2、2H2O22H2O+O2T可知，两份过氧化镁

最终可转化为一份氧气，生成氧气的条件为122mLi0mL=l12mL,则过氧化镁的质量为：

1.429g/Lx0.112Lx100%)«0.56g,则过氧化镁的质量分数为：之誉xl00%=80%

1120.7g

(6)B

【详解】(1)已知过氧化镁加热时会分解生成氧化镁和一种单质，根据化学反应前后原子的种

类和数目不变，过氧化镁中镁、氧原子个数比为1:1,氧化镁中镁氧原子个数比为1:1,所以

AA

单质中含有氧原子是氧气，所以反应的化学方程式为：2MgO2=2MgO+O2T;

（2）碱式碳酸镁与稀盐酸反应可生成二氧化碳，所以可取样加入稀盐酸，无气泡产生则碱式

碳酸镁以完全分解；

（3）图2可知碱式碳酸镁在650℃时，图3可知煨烧时间在2小时，产率最高，所以碱式碳

酸镁煨烧的温度适宜控制在650℃,煨烧的时间适宜控制在2小时；

（4）过氧化镁的纯度检测在利用图4进行，要测量气体体积，实验前需要检查装置气密性；

（5）解析见答案；

（6）实验结果偏大则是氧气测定量大于实量；A、生成的氧气有少量溶于水，则结果偏小，故

选项错误；B、未等装置冷却到室温就开始读数，因热胀冷缩影响氧气测定值偏大，故选项正

确；C、装置是连通的，所以滴入的稀盐酸占了一部分气体的体积，不影响实验结果，故选项

错误；故选：B„

2.钙及钙的化合物，广泛应用于建筑、医学、工业等领域。某化学小组在老师指导下对“钙

家族”进行探究。

（一）金属钙

取一粒金属钙投入盛有50mL水的烧杯中，钙粒与水剧烈反应，四处游动，产生气泡，溶液出

现浑浊。用手触摸烧杯外壁，感觉发热。反应结束放置一段时间后，溶液变澄清，往烧杯中滴

入无色酚酰;试液，溶液变红色，是因为生成一种碱。

（1）经进一步检验产生的气体能燃烧。写出钙跟水反应的化学方程式：o

（二）氢氧化钙

（2）小组同学欲探究氢氧化钙溶液和稀盐酸能否发生反应。用pH和温度传感器测定两者混合前

后烧杯内溶液的pH和温度的变化（如图1、图2）。实验过程中保温良好，热量散失忽略不计。

则X溶液为；根据图示能证明两者反应的依据是（合理即可）。

010203040506070时间左

图1图2

（三）氯化钙

某工厂产生的废渣主要成分是含钙的化合物(杂质为Fe2O3)。用该废渣制取CaCl2晶体的某流程

如图3所示。已知：NH4cl溶液显酸性，且浓度越高酸性越强。

NH4cl溶液

I

废渣f|上烧卜属最H过滤/CaCk溶液……—►CaCb晶体

丁丁

NH3Fe2O3

图3

(3)XRD图谱可用于判断某固态物质是否存在。如图4为煨烧前后废渣的XRD图谱。写出燃烧

时发生的化学方程式：。

△-Ca(OH)2*-CaO0—Fe2O3

衍

△股烧前

射

峰

强

政烧后

度••

.?1d•••

20406080100

2/衍射角/度

图4

(4)为了提高浸取率，可采取的措施有(任写一点)。写出产生氨气的化学方程式

(5)在其他条件相同的情况下，CaCb的产率随浸取温度的变化如图5所示。则宜选择的浸取温

度为℃左右。

1020304050

反应温度/七

图5

(6)若使用过量的高浓度NH£1溶液，则所得CaClz溶液中会含有NH£1、等杂质。

(7)待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2-3次，用冰水洗涤的目的是：I是除去晶体

表面的杂质；II是

(四)羟基磷酸钙

(8)人体中骨骼与牙齿的重要成分是羟基磷酸钙，化学式为Ca/POJKOH%。其中钙、氧元素

的原子个数比为(最简比)。

【答案】(1)Ca+2H2O^Ca(OH\+H2T

⑵稀盐酸温度逐渐升高(合理即可)

/、高温不

⑶Ca(OH),^CaO+H2。个

(4)用玻璃棒搅拌2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3T

(5)30

(6)FeCl3

(7)减少氯化钙溶解的量

(8)5:13

【详解】(1)钙粒与水剧烈反应，产生气泡，生成碱，根据质量守恒定律可知，生成气体为氢

气，碱为氢氧化钙，方程式为：Ca+2H2O=C«(OH)2+H2T；

(2)溶液初始pH>7,随着滴加X溶液pH逐渐减小最终小于7,说明是向碱溶液中加酸，故

X溶液为稀盐酸；

根据图像向氢氧化钙溶液中加入稀盐酸温度逐渐升高，能说明两者发生了反应，反应放出热量；

(合理即可)

(3)根据图4为煨烧前后废渣的XRD图谱可知，燃烧时发生的化学反应是氢氧化钙分解生成

氧化钙和水，化学方程式是Ca(OH)2=CaO+H2OT；

(4)浸取时可以用玻璃棒连续搅拌，可使氧化钙和水成分反应生成氢氧化钙，然后再与氯化

镂反应，从而提高浸取率；

浸取过程中生成的氢氧化钙与氯化镂反应生成氯化钙、水和氨气，方程式为：

2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3T；

(5)由图可知30℃左右氯化钙的产量最高，所以宜选择的浸取温度为30℃左右；

(6)NH£1溶液显酸性，且浓度越高酸性越强，若使用过量的高浓度NH£1溶液，产生酸与氧

化铁反应生成氯化铁，则杂质还可能有氯化铁，化学式为FeCh；

(7)用冰水洗涤既能除去晶体表面的杂质，此外冰水能降低氯化钙的溶解度减少洗涤过程中

氯化钙的溶解；

(8)由羟基磷酸钙的化学式为Ca10(P04)6(OH)z可知其中钙、氧元素的原子个数比为10:26=5:13。

3.CO?是最主要的温室气体，CO?的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。

CaO

CO2Ca(OH)2<

①②

>CaCCh

图1

「CO?的捕集：“双碱法”吸收CO?,部分转化关系见图2。

(1)写出①过程中发生的反应方程式.

⑵由图2可知：饱和Ca(OH)2溶液吸收CO2气体的效率低于饱和NaOH溶液，试分析原

因：o

(3)图1所示转化过程中可以循环利用的物质是。

(4)工业废碱渣(主要成分Na£0j吸收低浓度CO2,反应过程中溶液组成的浓度变化如图3所示。

①吸收时反应的化学方程式为

②反应结束，继续通入CO?弱碱性的NaHCOs溶液会慢慢呈中性，原因是。

③NaHCOs受热分解生成高浓度C02,该反应能说明Na2c的热稳定性NaHCOs(选填“大于”

或“小于”)

II.CO?的利用。CO,经过固相催化剂吸附，可与员反应生成甲醇，反应的主要过程如图4所示。

反应相同时间，CO2的转化率及含碳产物中CH3OH的含量及随温度的变化如图5所示。

转化率或含量/%

CO茶化率

-踞

230240250260270280温度/C

图5

(5)当温度在250℃〜280℃范围内。COz的转化率升高但含碳产物中CH30H的含量却下降的原因

可能是o

(6)实际反应时可能会发生积炭，生成的碳会降低催化剂的活性，在高温条件下适当通入过量

二氧化碳可以有效缓解积炭，原因是(也可用化学方程式表示)。

［答案】⑴2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

(2)氢氧化钙微溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳的吸收

⑶Na2c/碳酸钠

(4)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3碳酸氢钠溶液里可溶解少量的二氧化碳，二氧

化碳能与碳酸氢钠溶液中的水反应生成碳酸，碳酸显酸性大于

(5)CH3OH在该温度转化为其他物质

高温

(6)C+CO2^2CO

【详解】(1)①过程中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2Oo故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2Oo

(2)由于氢氧化钙微溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳

的吸收，所以饱和Ca(OH%溶液吸收CO2气体的效率低于饱和NaOH溶液。故填：氢氧化钙微

溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳的吸收。

(3)据图1可知，碳酸钠既是生成物，又是反应物，所以可以循环利用。故填：碳酸钠。

(4)①碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠，化学方程式

Na2CO3+CO,+H2O=1NaHCO3。故填：Na2CO3+CO,+H2O=2NaHCO3o

②由于碳酸氢钠溶液里可溶解少量的二氧化碳，二氧化碳能与碳酸氢钠溶液中的水反应生成碳

酸，碳酸显酸性，所以反应结束，继续通入COa弱碱性的NaHCOs溶液会慢慢呈中性