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2020年6月8日是第12个“世界海洋日”,海洋是巨大的资源宝库。某课题小组模拟...

202068日是第12个“世界海洋日”,海洋是巨大的资源宝库。某课题小组模拟工业海水提镁的流程,在实验室制取生产镁的原料——氯化镁,设计方案如下:


 

(信息)

1)海水和苦卤中都含有NaClNa2SO4MgCl2CaCl2KCl等。

2)苦卤是海水晒盐后剩余的溶液。

3)如下表是某品牌不同碱的价格。

试剂

NaOH

Ca(OH)2

Ba(OH)2

KOH

价格(元/吨)

2400

850

5300

5500

 

请分析与计算。

1)海水和苦卤都可以作为制取氯化镁的原料,甲同学提出选择苦卤更好,小组同学一致同意他的观点,理由是______

2)在工业生产中为了降低成本,试剂X最好选择表格中的______

3)该方案制取氯化镁时,要经历步骤I和步骤II两步转化,其主要目的是____

4)小组同学按上述方案进行了实验,并制得19.0g干燥纯净的氯化镁固体。若步骤Ⅱ中溶质质量分数为10%的稀盐酸与氢氧化镁恰好完全反应,且步骤III中氯化镁没有损失,求步骤II中消耗稀盐酸的质量___。(写出计算步骤)

 

海水中Mg2+的浓度很小,生产成本非常高,而苦卤中Mg2+的浓度高,生产成本低,同时还实现了资源的综合利用 Ca(OH)2 得到纯净的氯化镁溶液 146.0g 【解析】 (1)海水和苦卤中都含有MgCl2,都可以作为制取氯化镁的原料,甲同学提出选择苦卤更好,小组同学一致同意他的观点,这是因为海水中Mg2+的浓度很小,如果直接取海水加入碱使Mg2+转化成氢氧化镁沉淀,将消耗大量碱,生产成本非常高,生产效率非常低,而苦卤是海水晒盐后剩余的溶液,由于水分的大量蒸发,苦卤中Mg2+的浓度大大提高,使苦卤中的Mg2+转化成氢氧化镁沉淀所需要的碱将大大减少,降低了生产成本,提高了生产效率,同时还实现了资源的综合利用。故填理由是:海水中Mg2+的浓度很小,生产成本非常高,而苦卤中Mg2+的浓度高,生产成本低,同时还实现了资源的综合利用。 (2)在工业生产中为了降低成本,必须选择既符合生产要求,又总价低的试剂。假设生产同样多的氢氧化镁比如58吨,根据四种碱与氯化镁反应生成氢氧化镁的关系:2NaOH~Mg(OH)2,Ca(OH)2~Mg(OH)2,Ba(OH)2~Mg(OH)2,2KOH~Mg(OH)2,计算可知,需要:氢氧化钠80吨,总价192000元;氢氧化钙74吨,总价62900元;氢氧化钡171吨,总价906300元;氢氧化钾112吨,总价616000元,因此试剂X最好选择表格中的Ca(OH)2。 (3)该方案制取氯化镁时,要经历步骤I和步骤II两步转化,步骤I是加入足量的氢氧化钙,将苦卤中的Mg2+转化为氢氧化镁沉淀(此时其他离子不能生成沉淀),经过过滤、洗涤得到纯净的氢氧化镁固体;步骤II向氢氧化镁中加入适量10%的稀盐酸,氢氧化镁与盐酸完全反应生成氯化镁。通过步骤I和步骤II两步转化,除去了苦卤中原来跟Mg2+混杂在一起的其他离子,得到纯净的氯化镁溶液。因此经历步骤I和步骤II两步转化的主要目的是:得到纯净的氯化镁溶液。 (4)【解析】 设步骤II中消耗稀盐酸的质量为x 解得x=146.0g 答:步骤II中消耗稀盐酸的质量为146.0g。  
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考点分析:
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回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是 ZnCuZnO CuO,某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。

(活动一)回收铜并制取氧化锌,实验方案如下:

1)步骤 I 所得滤液 a 中溶质的成分是____(填写化学式)。

2)步骤 III 加入试剂甲的名称是______

3)步骤 IV 加入适量 NaOH 溶液的目的是________

(活动二)利用活动一回收的铜制取硫酸铜,设计方案如下:

方案 A

方案 B

(信息)

4)方案 A 中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为____

5)小组同学从绿色化学的视角分析方案 B 不合理,理由是____(写出一条即可)。

 

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化学课堂上,同学们分小组合作探究碳酸钠的性质,请你参与探究并填空。

(实验记录与分析)

 

实验一

实验二

实验三

实验四

实验操作


 


 


 


 

实验现象

溶液由无色变为红色

_______

生成白色沉淀

生成白色沉淀

实验结论

碳酸钠溶液显____

碳酸钠能与盐酸发生反应

碳酸钠能与氢氧化钙发生反应

______

 

 

(反思与拓展)

1)甲同学分析实验一得出:盐溶液____(选填“一定”或“不一定”)显中性。

2)乙同学用稀硫酸代替实验二中的稀盐酸进行探究,发现实验现象相同。从微观角度分析,这是因为稀盐酸和稀硫酸中都含有_____

3)丙同学对比实验三和实验四的现象,从微观角度分析,两个反应的实质相同,溶液中相互结合的离子都是_______

 

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实验室制取气体时需要的部分装置如下图所示,请回答下列问题。

(信息)二氧化碳不易溶于饱和碳酸氢钠溶液。

1)实验室中可用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式为_____,应选用的发生装置是_____(选填装置字母序号)。

2)实验室中用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体,所选装置的连接顺序为:气体发生装置___________→D(选填装置字母序号)。

3)确定实验室制取气体的反应原理时,下列因素中不需要考虑的是___(选填字母序号)。

A 药品容易获得,能生成所要制取的气体

B 反应条件易于控制,反应速率适中

C 操作简便易行,安全可靠,节能环保

D 所要制取气体的颜色和气味

 

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验是进行科学探究的重要方式。同学们设计实验探究二氧化碳的性质,请你参与探究并填空。

(实验记录与分析)

 

实验一

实验二

实验三

实验操作


 


 


 

实验现象

蜡烛火焰________

软塑料瓶变瘪程度较大的是 _____(选填

干石蕊纸花不变色,湿石蕊纸花变红色

实验结论

①二氧化碳的密度比空气大;

②二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧

二氧化碳能与氢氧化钠发生反应

________

 

 

(反思与拓展)

1)依据实验一的结论,写出二氧化碳的一条重要用途_____

2)由实验二的结论分析得出:实验室中保存氢氧化钠要注意_____

3)在设计上述三组对比实验时,都只改变一个影响因素,保持其他因素不变,这是运用了科学探究中的方法_____

 

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近年来,我国高铁飞速发展,已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。

 

实验一

实验二

实验三

实验操作


 


 


 

实验现象

蜡烛火焰___

软塑料瓶变瘪程度较大的是_(选填

干石蕊纸花不变色,

湿石蕊纸花变红色

实验结论

①二氧化碳的密度比空气大;

②二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧

二氧化碳能与氢氧化钠发生反应

_____

 

 

1)制造高铁列车使用了多种材料。下列高铁列车的部件中,其主要材料属于金属材料的是_____(选填字母序号)。

A、玻璃车窗    B、镁铝合金车体

C、塑料小桌板    D、涤纶座套

2)高铁电路多用铜质导线,这是利用了铜的延展性和__性。

3)高铁刹车片由合金锻钢制作,时速300公里以上的列车紧急制动时,轮毂盘面和刹车片的温度瞬间达到 700℃以上,合金锻钢应该具备耐磨和__等特性。

4)建造高铁需要消耗大量的铝、铁等金属。工业炼铁的原理是氧化铁(Fe2O3)和一氧 化碳在高温条件下反应,其化学方程式为_______

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6)目前世界上已有 50%以上的铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的社会意义是_____(写出一条即可)。

 

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