登录
1. (2025·济宁中考)碳酸镁广泛应用于医药、食品等领域。某小组利用废渣(含$\ce{MgCO_{3}}$、$\ce{MgO}$和$\ce{SiO_{2}}$)制备碳酸镁固体的流程如图。请据图回答下列问题：
(1)“酸溶”过程中稀硫酸应过量的目的是
(2)滤渣的成分为$\ce{SiO_{2}}$,由此推测该物质具有的一条性质：
(3)写出“转化”过程中生成碳酸镁的化学方程式：
(4)“洗涤”时检验碳酸镁固体已洗净的方法:取少许最后一次洗涤液,向其中滴加
(1)“酸溶”过程中稀硫酸应过量的目的是
使碳酸镁和氧化镁完全反应
。(2)滤渣的成分为$\ce{SiO_{2}}$,由此推测该物质具有的一条性质：
难溶于水(或不能和稀硫酸反应)
。(3)写出“转化”过程中生成碳酸镁的化学方程式：
$\ce{Na_{2}CO_{3} + MgSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + MgCO_{3}\downarrow}$
。(4)“洗涤”时检验碳酸镁固体已洗净的方法:取少许最后一次洗涤液,向其中滴加
$\ce{BaCl_{2}}$
(填化学式)溶液,无现象。答案
1. (1)使碳酸镁和氧化镁完全反应 (2)难溶于水(或不能和稀硫酸反应) (3)$\ce{Na_{2}CO_{3} + MgSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + MgCO_{3}\downarrow}$ (4)$\ce{BaCl_{2}}$
解析
【分析】
本题围绕废渣制备碳酸镁的流程，需结合各物质的化学性质分析每一步操作的目的与反应。
(1)“酸溶”时，废渣中的$\ce{MgCO_{3}}$、$\ce{MgO}$可与稀硫酸反应，$\ce{SiO_{2}}$不反应，过量稀硫酸能保证$\ce{MgCO_{3}}$和$\ce{MgO}$完全反应，使镁元素充分进入后续步骤；
(2)滤渣为$\ce{SiO_{2}}$，说明$\ce{SiO_{2}}$在酸溶过程中未溶解，推测其难溶于水、不与稀硫酸反应的性质；
(3)“转化”时，酸溶后的滤液含$\ce{MgSO_{4}}$，与加入的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$发生复分解反应生成$\ce{MgCO_{3}}$沉淀；
(4)洗涤的目的是除去碳酸镁表面的可溶性杂质（如$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、过量的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$），检验洗净需检测洗涤液中是否存在$\ce{SO^{2-}_{4}}$或$\ce{CO^{2-}_{3}}$，选择$\ce{BaCl_{2}}$溶液可与这两种离子反应生成沉淀，若无现象则说明洗净。
【解析】
(1) 酸溶过程中，$\ce{MgCO_{3} + H_{2}SO_{4} = MgSO_{4} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$、$\ce{MgO + H_{2}SO_{4} = MgSO_{4} + H_{2}O}$，过量稀硫酸能让这两个反应完全进行，确保$\ce{MgCO_{3}}$和$\ce{MgO}$全部转化为$\ce{MgSO_{4}}$，故目的是使碳酸镁和氧化镁完全反应；
(2) 酸溶后过滤得到$\ce{SiO_{2}}$滤渣，说明$\ce{SiO_{2}}$在稀硫酸中不溶解，也不与稀硫酸反应，因此其性质为难溶于水（或不能和稀硫酸反应）；
(3) 转化时，滤液中的$\ce{MgSO_{4}}$与加入的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$反应，化学方程式为：$\ce{Na_{2}CO_{3} + MgSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + MgCO_{3}\downarrow}$；
(4) 碳酸镁表面的杂质有$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、过量的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$，检验洗涤液中是否含$\ce{SO^{2-}_{4}}$或$\ce{CO^{2-}_{3}}$，滴加$\ce{BaCl_{2}}$溶液，若没有白色沉淀生成，说明杂质已除尽，故填$\ce{BaCl_{2}}$。
【答案】
(1) 使碳酸镁和氧化镁完全反应
(2) 难溶于水(或不能和稀硫酸反应)
(3) $\ce{Na_{2}CO_{3} + MgSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + MgCO_{3}\downarrow}$
(4) $\ce{BaCl_{2}}$
【知识点】
酸的化学性质、盐的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题以工业废渣制备碳酸镁为背景，考查物质的分离与提纯，需结合酸碱盐的反应规律分析流程，重点在于理解每一步操作的目的，是中考常见的中等难度题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕废渣制备碳酸镁的流程，需结合各物质的化学性质分析每一步操作的目的与反应。
(1)“酸溶”时，废渣中的$\ce{MgCO_{3}}$、$\ce{MgO}$可与稀硫酸反应，$\ce{SiO_{2}}$不反应，过量稀硫酸能保证$\ce{MgCO_{3}}$和$\ce{MgO}$完全反应，使镁元素充分进入后续步骤；
(2)滤渣为$\ce{SiO_{2}}$，说明$\ce{SiO_{2}}$在酸溶过程中未溶解，推测其难溶于水、不与稀硫酸反应的性质；
(3)“转化”时，酸溶后的滤液含$\ce{MgSO_{4}}$，与加入的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$发生复分解反应生成$\ce{MgCO_{3}}$沉淀；
(4)洗涤的目的是除去碳酸镁表面的可溶性杂质（如$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、过量的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$），检验洗净需检测洗涤液中是否存在$\ce{SO^{2-}_{4}}$或$\ce{CO^{2-}_{3}}$，选择$\ce{BaCl_{2}}$溶液可与这两种离子反应生成沉淀，若无现象则说明洗净。
【解析】
(1) 酸溶过程中，$\ce{MgCO_{3} + H_{2}SO_{4} = MgSO_{4} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$、$\ce{MgO + H_{2}SO_{4} = MgSO_{4} + H_{2}O}$，过量稀硫酸能让这两个反应完全进行，确保$\ce{MgCO_{3}}$和$\ce{MgO}$全部转化为$\ce{MgSO_{4}}$，故目的是使碳酸镁和氧化镁完全反应；
(2) 酸溶后过滤得到$\ce{SiO_{2}}$滤渣，说明$\ce{SiO_{2}}$在稀硫酸中不溶解，也不与稀硫酸反应，因此其性质为难溶于水（或不能和稀硫酸反应）；
(3) 转化时，滤液中的$\ce{MgSO_{4}}$与加入的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$反应，化学方程式为：$\ce{Na_{2}CO_{3} + MgSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + MgCO_{3}\downarrow}$；
(4) 碳酸镁表面的杂质有$\ce{Na_{2}SO_{4}}$、过量的$\ce{Na_{2}CO_{3}}$，检验洗涤液中是否含$\ce{SO^{2-}_{4}}$或$\ce{CO^{2-}_{3}}$，滴加$\ce{BaCl_{2}}$溶液，若没有白色沉淀生成，说明杂质已除尽，故填$\ce{BaCl_{2}}$。
【答案】
(1) 使碳酸镁和氧化镁完全反应
(2) 难溶于水(或不能和稀硫酸反应)
(3) $\ce{Na_{2}CO_{3} + MgSO_{4} = Na_{2}SO_{4} + MgCO_{3}\downarrow}$
(4) $\ce{BaCl_{2}}$
【知识点】
酸的化学性质、盐的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题以工业废渣制备碳酸镁为背景，考查物质的分离与提纯，需结合酸碱盐的反应规律分析流程，重点在于理解每一步操作的目的，是中考常见的中等难度题型。
【难度系数】
0.5
2. (2025·苏州中考)以闪锌矿[主要成分为ZnS,少量FeS、CdS(硫化镉)]为原料制备硫酸锌的流程如下：
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和SO₂。写出ZnS与O₂高温反应的化学方程式：
(2)①“酸浸”时发生反应的基本类型为
②“酸浸”所得滤液中阳离子有Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和
(3)“除铁”时发生反应：
反应Ⅰ $4FeSO_4 + O_2 + 4H_2O \xlongequal{170° C} 2Fe_2O_3 \downarrow +4H_2SO_4$
反应Ⅱ $Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O \xlongequal{170° C} Fe_2O_3 \downarrow +3H_2SO_4$
①除铁所得“滤渣2”的用途有
②铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为
A.升高、降低 B.升高、不变
C.不变、降低 D.降低、升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中CdSO₄浓度,计算所需锌粉质量的理论值[$m_{理论}(Zn)$]。如图所示的是实际参加反应锌的质量与理论值之比$[\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}]$分别为1.2和1.0时,除镉率随时间的变化。
①金属活动性:Zn
②除镉率接近100%时,$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$的原因是
(1)“焙烧”时,金属硫化物(ZnS、FeS和CdS)与氧气反应均转化为金属氧化物和SO₂。写出ZnS与O₂高温反应的化学方程式：
$\ce{2ZnS + 3O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO + 2SO_{2}}$
(2)①“酸浸”时发生反应的基本类型为
复分解反应
。②“酸浸”所得滤液中阳离子有Cd²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和
$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$
(填离子符号)。(3)“除铁”时发生反应：
反应Ⅰ $4FeSO_4 + O_2 + 4H_2O \xlongequal{170° C} 2Fe_2O_3 \downarrow +4H_2SO_4$
反应Ⅱ $Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O \xlongequal{170° C} Fe_2O_3 \downarrow +3H_2SO_4$
①除铁所得“滤渣2”的用途有
作炼铁原料(或红色颜料等,合理即可)
(任写一种)。②铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别为
B
(填字母)。A.升高、降低 B.升高、不变
C.不变、降低 D.降低、升高
(4)“除镉过滤”前需先测定溶液中CdSO₄浓度,计算所需锌粉质量的理论值[$m_{理论}(Zn)$]。如图所示的是实际参加反应锌的质量与理论值之比$[\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}]$分别为1.2和1.0时,除镉率随时间的变化。
①金属活动性:Zn
＞
(填“＞”或“＜”)Cd。②除镉率接近100%时,$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$的原因是
溶液中的硫酸消耗锌
。答案
2. (1)$\ce{2ZnS + 3O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO + 2SO_{2}}$ (2)①复分解反应 ②$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$ (3)①作炼铁原料(或红色颜料等,合理即可) ②B (4)①＞ ②溶液中的硫酸消耗锌
解析:(1)根据题目信息,“焙烧”时金属硫化物与氧气反应转化为金属氧化物和$\ce{SO_{2}}$,则ZnS与$\ce{O_{2}}$在高温下反应生成氧化锌和二氧化硫,据此书写反应的化学方程式。
(2)①“酸浸”时,金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水,是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;②“酸浸”时,金属氧化物与硫酸反应生成对应的硫酸盐,加入了过量的稀硫酸,所以“酸浸”所得滤液中阳离子有$\ce{Cd^{2+}}$、$\ce{Fe^{2+}}$、$\ce{Fe^{3+}}$和$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$。(3)①由题中信息可知,除铁所得“滤渣2”的主要成分是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$,$\ce{Fe_{2}O_{3}}$可以作为炼铁原料,也可以用作红色颜料;②在反应Ⅰ中,铁元素从$\ce{FeSO_{4}}$中的+2价变为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的+3价,化合价升高,在反应Ⅱ中,铁元素从$\ce{Fe_{2}(SO_{4})_{3}}$中的+3价变为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的+3价,化合价不变,所以铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别是升高、不变。(4)①在金属与盐溶液的反应中,通常活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,锌能参与除去溶液中的镉(通过置换反应等方式),说明锌的金属活动性比镉强。②从图像看到除镉率接近100%时,$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$,原因是溶液中的硫酸消耗锌,这就导致消耗的锌的实际质量比仅与镉离子反应所需的理论质量要多,故$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$。
解析:(1)根据题目信息,“焙烧”时金属硫化物与氧气反应转化为金属氧化物和$\ce{SO_{2}}$,则ZnS与$\ce{O_{2}}$在高温下反应生成氧化锌和二氧化硫,据此书写反应的化学方程式。
(2)①“酸浸”时,金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水,是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;②“酸浸”时,金属氧化物与硫酸反应生成对应的硫酸盐,加入了过量的稀硫酸,所以“酸浸”所得滤液中阳离子有$\ce{Cd^{2+}}$、$\ce{Fe^{2+}}$、$\ce{Fe^{3+}}$和$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$。(3)①由题中信息可知,除铁所得“滤渣2”的主要成分是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$,$\ce{Fe_{2}O_{3}}$可以作为炼铁原料,也可以用作红色颜料;②在反应Ⅰ中,铁元素从$\ce{FeSO_{4}}$中的+2价变为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的+3价,化合价升高,在反应Ⅱ中,铁元素从$\ce{Fe_{2}(SO_{4})_{3}}$中的+3价变为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的+3价,化合价不变,所以铁元素化合价在反应Ⅰ和反应Ⅱ前后的变化情况分别是升高、不变。(4)①在金属与盐溶液的反应中,通常活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,锌能参与除去溶液中的镉(通过置换反应等方式),说明锌的金属活动性比镉强。②从图像看到除镉率接近100%时,$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$,原因是溶液中的硫酸消耗锌,这就导致消耗的锌的实际质量比仅与镉离子反应所需的理论质量要多,故$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$。
解析
【分析】
本题是化工流程类化学题，需结合题目给出的流程信息和化学反应规律逐一分析各小问：
1. 第(1)问，根据题目明确的“焙烧时金属硫化物与氧气反应转化为金属氧化物和SO₂”，确定ZnS与O₂高温反应的产物为ZnO和SO₂，再配平化学方程式即可。
2. 第(2)问①，酸浸时金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水，符合复分解反应“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的特征；②酸浸时，ZnS、FeS、CdS焙烧后的氧化物与硫酸反应生成对应的硫酸盐，且酸浸时加入过量稀硫酸，因此滤液中除题目给出的离子外，还有生成的Zn²+和过量的H+。
3. 第(3)问①，除铁反应生成Fe₂O₃，Fe₂O₃的常见用途有炼铁原料、红色颜料等；②反应Ⅰ中FeSO₄里Fe为+2价，生成Fe₂O₃中Fe为+3价，化合价升高；反应Ⅱ中Fe₂(SO₄)₃和Fe₂O₃里Fe均为+3价，化合价不变，据此判断。
4. 第(4)问①，根据金属活动性顺序，活动性强的金属能置换出活动性弱的金属，锌可用于除镉，说明Zn活动性强于Cd；②实际锌用量比理论值多，是因为溶液中过量的硫酸也会与锌反应，消耗了额外的锌。
【解析】
(1) 由题意，ZnS与O₂在高温下反应生成ZnO和SO₂，配平后化学方程式为：$\ce{2ZnS + 3O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO + 2SO_{2}}$。
(2) ①酸浸时，金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水，属于复分解反应；②酸浸时，ZnO与硫酸反应生成ZnSO₄，Fe的氧化物反应生成FeSO₄、Fe₂(SO₄)₃，Cd的氧化物反应生成CdSO₄，且稀硫酸过量，因此滤液中阳离子还有$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$。
(3) ①除铁所得滤渣2主要成分为Fe₂O₃，可作炼铁原料（或红色颜料等，合理即可）；②反应Ⅰ中Fe元素化合价从+2→+3（升高），反应Ⅱ中Fe元素化合价始终为+3（不变），故选B。
(4) ①锌能置换出镉，说明金属活动性Zn＞Cd；②除镉时，溶液中过量的硫酸会与锌反应，导致实际消耗锌的质量比仅与Cd²+反应的理论值多，因此$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$。
【答案】
(1)$\ce{2ZnS + 3O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO + 2SO_{2}}$
(2)①复分解反应；②$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$
(3)①作炼铁原料（合理即可）；②B
(4)①＞；②溶液中的硫酸消耗锌
【知识点】
化学方程式书写、复分解反应判断、金属活动性顺序应用
【点评】
本题以闪锌矿制备硫酸锌的工艺流程为载体，综合考查了化学用语、反应类型、离子种类、化合价变化、金属活动性等核心知识点，需要学生结合流程信息和化学反应规律分析解答，是中考常见的化工流程类题型。
【难度系数】
0.6
本题是化工流程类化学题，需结合题目给出的流程信息和化学反应规律逐一分析各小问：
1. 第(1)问，根据题目明确的“焙烧时金属硫化物与氧气反应转化为金属氧化物和SO₂”，确定ZnS与O₂高温反应的产物为ZnO和SO₂，再配平化学方程式即可。
2. 第(2)问①，酸浸时金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水，符合复分解反应“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的特征；②酸浸时，ZnS、FeS、CdS焙烧后的氧化物与硫酸反应生成对应的硫酸盐，且酸浸时加入过量稀硫酸，因此滤液中除题目给出的离子外，还有生成的Zn²+和过量的H+。
3. 第(3)问①，除铁反应生成Fe₂O₃，Fe₂O₃的常见用途有炼铁原料、红色颜料等；②反应Ⅰ中FeSO₄里Fe为+2价，生成Fe₂O₃中Fe为+3价，化合价升高；反应Ⅱ中Fe₂(SO₄)₃和Fe₂O₃里Fe均为+3价，化合价不变，据此判断。
4. 第(4)问①，根据金属活动性顺序，活动性强的金属能置换出活动性弱的金属，锌可用于除镉，说明Zn活动性强于Cd；②实际锌用量比理论值多，是因为溶液中过量的硫酸也会与锌反应，消耗了额外的锌。
【解析】
(1) 由题意，ZnS与O₂在高温下反应生成ZnO和SO₂，配平后化学方程式为：$\ce{2ZnS + 3O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO + 2SO_{2}}$。
(2) ①酸浸时，金属氧化物与稀硫酸反应生成盐和水，属于复分解反应；②酸浸时，ZnO与硫酸反应生成ZnSO₄，Fe的氧化物反应生成FeSO₄、Fe₂(SO₄)₃，Cd的氧化物反应生成CdSO₄，且稀硫酸过量，因此滤液中阳离子还有$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$。
(3) ①除铁所得滤渣2主要成分为Fe₂O₃，可作炼铁原料（或红色颜料等，合理即可）；②反应Ⅰ中Fe元素化合价从+2→+3（升高），反应Ⅱ中Fe元素化合价始终为+3（不变），故选B。
(4) ①锌能置换出镉，说明金属活动性Zn＞Cd；②除镉时，溶液中过量的硫酸会与锌反应，导致实际消耗锌的质量比仅与Cd²+反应的理论值多，因此$\dfrac{m_{实际}(Zn)}{m_{理论}(Zn)}＞1$。
【答案】
(1)$\ce{2ZnS + 3O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO + 2SO_{2}}$
(2)①复分解反应；②$\ce{H^{+}}$、$\ce{Zn^{2+}}$
(3)①作炼铁原料（合理即可）；②B
(4)①＞；②溶液中的硫酸消耗锌
【知识点】
化学方程式书写、复分解反应判断、金属活动性顺序应用
【点评】
本题以闪锌矿制备硫酸锌的工艺流程为载体，综合考查了化学用语、反应类型、离子种类、化合价变化、金属活动性等核心知识点，需要学生结合流程信息和化学反应规律分析解答，是中考常见的化工流程类题型。
【难度系数】
0.6
