类型一有关混合物的工艺流程
1．某废酸液主要含H2SO4和FeSO4，研究人员利用CaCO3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。工艺流程如下：
（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FeSO4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 | 930 | 92.3 | 91.6 |
1【答案】（1）＜ ；过滤；（2）放出；（3） CaSO4；Fe(OH)2 ；（4）Fe3O4 ；（5）7.5；pH较低时，磁性铁会与酸反应被消耗，产率较低
【解析】（1）该废酸液含有硫酸，所以pH＜7；操作Ⅰ将溶液和滤渣分离开，故操作Ⅰ为过滤。（2）电石渣中的主要成分为氧化钙，转化为石灰乳的过程为氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该过程放出热量。（3）“沉铁”过程中，溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2发生复分解反应，生成的产物为硫酸钙和氢氧化亚铁，故填CaSO4、Fe(OH)2。（4）磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，故填Fe3O4。（5）从表中可以看出，pH为7.5时，产率最高，故最适pH为7.5；pH较低时产率较低的主要原因是pH较低时，磁性铁会与酸反应被消耗，导致产率较低。
2．硫酸亚铁晶体是重要的化学试剂。传统制备方法是用铁屑与稀硫酸反应，因铁屑中含有硫、磷等杂质，与稀硫酸反应会产生刺鼻、呛人的有毒气体。某科技小组改用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁晶体，流程如下：
（1）步骤①中反应的化学方程式为___________。
（2）操作Ⅰ的名称是_______。步骤②涉及到蒸发，蒸发时必需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、玻璃棒、_______。
（3）用硫酸铜溶液代替稀硫酸制备硫酸亚铁晶体，优点是________。
2【答案】（1）；（2）过滤 ；蒸发皿；（3）不产生有毒气体，安全环保
【解析】（1）铁和硫酸铜反应会生成硫酸亚铁和铜，方程式为；（2）经过操作一后得到溶液和固体，分离液体和固体的操作是过滤，故填：过滤；蒸发中除用铁架台、酒精灯、玻璃棒，还需要蒸发皿，故填：蒸发皿；（3）从题目中可了解到“铁屑中含有硫、磷等杂质，与稀硫酸反应会产生刺鼻、呛人的有毒气体”，而使用硫酸铜时，硫酸铜不与硫或磷反应，因此不会有有毒气体产生，安全环保，故填：不产生有毒气体，安全环保；答案为：；过滤；蒸发皿；不产生有毒气体，安全环保。
3．孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu（OH）2及少量不溶性杂质（杂质不与酸反应），某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。
（1）白色沉淀的化学式为________。
（2）写出步骤③中发生反应的化学方程式________。
（3）蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是_ ____。
（4）若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液，其过程中溶质种数会发生变化，最多时可达____种。
3【答案】（1） CaCO3；（2）， 2NaOH H2SO4=Na2SO4 2H2O ；（3）H2O ；（4）3
【解析】CuCO3·Cu(OH)2与过量稀硫酸反应方程式为
，因此气体是CO2，溶液A的溶质是CuSO4和H2SO4；（1）CO2遇澄清石灰水生成H2O和CaCO3，故白色沉淀是CaCO3；（2）溶液A的溶质是CuSO4和H2SO4，CuSO4与NaOH反应生成硫酸钠和氢氧化铜，反应方程式为；硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为： 2NaOH H2SO4=Na2SO4 2H2O；（3）经过③反应后，生成的蓝色沉淀是Cu(OH)2，Cu(OH)2加热会产生两种氧化物CuO和H2O，故填H2O；（4）因①的操作加入了过量的稀硫酸，因此溶液A中有两种溶质CuSO4和H2SO4；在滴加NaOH很少时，H2SO4未反应完，此时溶质有CuSO4、Na2SO4和H2SO4，溶质为3种；当H2SO4反应完全至生成蓝色沉淀最多之前，溶液中只有Na2SO4和CuSO4，溶质只有2种；当NaOH滴加生成沉淀最多时，溶液中只有1种溶质Na2SO4；当NaOH过量时，溶液中有2种溶质Na2SO4和NaOH；综上所述，向A中加入NaOH溶液，其溶质最多时可达3种，故填3。
4．某工厂生产硼砂产生的固体废料，主要含有MgCO3、CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3等，其中MgCO3质量分数为63%。回收镁的工艺流程如下：
（1）“酸浸”时MgCO3发生反应的化学方程式为_________。
（2）“调pH”前滤液I的pH________7（填“>”或“<”）。
（3）滤液Ⅲ中可回收的主要物质________（填化学式）。
（4）已知固体废料质量为m，理论上可生产Mg（OH）2的质量为______。
（5）某BaCO3中混有SiO2杂质，简述提纯该BaCO3的实验操作：___________。
5【答案】（1）；（2） < ；（3） ；（4）；（5）向样品中加入适量盐酸至不再产生气泡，过滤除去固体杂质SiO2，向滤液中加入适量的碳酸钠溶液至刚好不再产生沉淀，过滤，洗涤固体，烘干，得到碳酸钡固体
【解析】（1）“酸浸”时MgCO3和硫酸发生反应，其化学方程式为；
（2）“调pH”前滤液I是酸浸之后产生的，会有硫酸，所以pH<7；（3）酸浸之后，滤液I中的溶质有硫酸、硫酸镁、硫酸铝和硫酸铁，硫酸先和氢氧化钠反应产生水和硫酸钠；硫酸铝和硫酸铁和氢氧化钠反应产生氢氧化铝沉淀、氢氧化铁沉淀和硫酸钠；然后是硫酸镁和氢氧化钠反应产生氢氧化镁沉淀和硫酸钠，所以滤液Ⅲ中可回收的主要物质是硫酸钠，其化学式为；（4）固体废料中MgCO3质量分数为63%；根据质量守恒定律，碳酸镁中的镁元素全部转化为Mg（OH）2；设可生产Mg（OH）2的质量为x，则：
，解得；
（5）从流程图中知道，SiO2不能和酸反应，BaCO3中和硫酸会产生难溶于酸的硫酸钡，BaCO3与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，所以用盐酸进行反应。提纯该BaCO3的实验操作：向样品中加入适量盐酸至不再产生气泡，过滤除去固体杂质SiO2，向滤液中加入适量的碳酸钠溶液至刚好不再产生沉淀，过滤，洗涤固体，烘干，得到碳酸钡固体。
5．菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2。以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如下。
回答下列问题：
（1）菱镁矿属于________（选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）流程中滤渣a主要成分是_________。
（3）写出菱镁矿中MgCO3与稀HC1反应的化学方程式_________。
（4）溶液b→溶液c反应的化学方程式为：（补充完方程式）_________。
（5）溶液c调pH使Fe2 完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2 分离，则调pH的范围应为2.8-__。
已知：物质沉淀的pH见下表：
物质 | Mg（OH）2 | Fe（OH）3 |
开始沉淀的pH | 8.9 | 1.5 |
完全沉淀的pH | 10.9 | 2.8 |
（6）结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为_____（不考虑整个流程转化中的损失）。
②MgCl2通电制得的气体的质量____（写出计算过程）。
5【答案】（1）混合物；（2）SiO2；（3） ；（4） ；（5）8.9 ；（6）①24% ；②21.3t
【解析】（1）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2，所以菱镁矿属于混合物；（2）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3都能与盐酸反应，而SiO2与稀盐酸不反应，所以流程中滤渣a主要成分是SiO2； （3）菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应生成氯化镁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目保持不变，反应前有：4个铁原子、12个氯原子和4个氢原子；反应后有：4个铁原子、12个氯原子、4个氢原子和2个氧原子，所以空格处应填写；
（5）由表格中的数据可知，溶液c调pH使Fe3 完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2 分离，则调pH的范围应为2.8～8.9； （6）①菱铁矿中镁元素的质量分数为；②设制得气体的质量为x，则：
x=21.3t；答：MgCl2通电制得的气体的质量为21.3t。
6.牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂。利用石灰石（杂质不溶于水和酸）制备纯净碳酸钙的一种方法如图。
（1）反应①的化学方程式为___________；操作Ⅰ的名称是___________。
（2）反应②的化学方程式为___________，该反应属于___________反应（填基本反应类型）。
（3）该方法中，用稀硫酸代替稀盐酸对制备碳酸钙是否有影响？判断并简述理由___________。
（4）大气中CO2含量不断上升，会导致___________。我国在联合国大会上提出：努力争取2060年前实现“碳中和”，请提出一条实现“碳中和”的措施___________。
6【答案】（1）CaCO3CaO CO2↑ 过滤
（2）Na2CO3 CaCl2=CaCO3↓ 2NaCl 复分解
（3）有影响，硫酸钙微溶于水，会附着在固体表面阻止反应进行
（4）温室效应 植树造林
【解析】
（1）石灰石高温分解生成氧化钙和二氧化碳，固体A是氧化钙和杂质，固液分离操作是过滤，故填：CaCO3CaO CO2↑；过滤 。
（2）固体A是氧化钙和杂质，固体A加稀盐酸生成氯化钙和水，溶液B是氯化钙溶液，氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液C是碳酸钠溶液，化学方程式Na2CO3 CaCl2=CaCO3↓ 2NaCl，该反应双交换价不变，属于复分解反应，故填：Na2CO3 CaCl2=CaCO3↓ 2NaCl；复分解反应。
（3）该方法中，不能用稀硫酸代替稀盐酸，影响，硫酸钙微溶于水，会附着在固体表面阻止反应进行，故填：有影响，硫酸钙微溶于水，会附着在固体表面阻止反应进行。
（4）大气中CO2含量不断上升，会导致温室效应。我国在联合国大会上提出：努力争取2060年前实现“碳中和”，碳中和”的措施植树造林，故填：温室效应；植树造林。
7.早在战国时期，《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取KOH以漂洗丝帛的工艺。大意是：先将干燥的木头烧成灰(含K2CO3)，用其灰汁浸泡丝帛，再加入石灰即可。下图为模拟该法制取KOH的工艺流程。请回答有关问题。
(1)桂林有丰富的石灰石资源，石灰石的主要成分是__________。
(2)实验室里进行操作②、操作③均用到的玻璃仪器是__________。
(3)“反应池”中发生主要反应的化学方程式是__________。
(4)“制浆”中发生反应的基本反应类型是__________。
(5)流程中可循环使用的物质是__________。
(6)“燃烧窑”中产生的热量可供煅烧和操作__________(填“①”、“②”或“③”)利用。
7【答案】（1）碳酸钙
（2）玻璃棒
（3）
（4）化合反应
（5）碳酸钙和水
（6）③
【解析】
（1）石灰石的主要成分是碳酸钙；
（2）操作②实现了固液分离，是过滤，操作③将溶液变为固体，是蒸发，过滤所需的玻璃仪器是：烧杯、漏斗、玻璃棒，蒸发所需的玻璃仪器是玻璃棒，故操作②、操作③均用到的玻璃仪器是玻璃棒；
（3）反应池”中发生主要反应为碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钾，该反应的化学方程式为：；
（4）“制浆”中发生反应为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
（5）由图可知，碳酸钙和水既是反应物，又是生成物，可以循环利用，；
（6）“燃烧窑”中产生的热量可供煅烧和操作③利用，操作③是蒸发，需要加热，操作①②是过滤，无需加热。
