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高考化学工业流程题基础练习【例l】某固体混合物可能由Al、CNH4)2S04、MgCl2、AlCl3、FeCl2中的一种或几种组成,现对该混合物作如下实验,所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积):碱石灰11.2L气体工体积不变-6.72L气体@过量浓NaOH,/).久置28.lg固体白色沉淀5.80g_.无明显变化。@稀盐酸过谥稀盐酸无色溶液::r白色沉淀卫'无色溶液@@回答下列问题:(1)混合物中是否存在FeCl2___(填“是”或“否“);(2)混合物中是否存在(NH4)2S04~(填“是”或“否"),你的判断依据是(3)写出反应@的离子方程式:(4)请根据计算结果判断混合物中是否含有AlCl3(说出你的计算依据,不要求写计算过程)(5)把AlCh溶液中加热浓缩蒸干,不能得到AlCh-6比0晶体,请你设计一个可行的简易实验方案,怎样从溶液中得到较纯的A1Ch·6H心晶体答案.(l)否;(2)是,气体通过浓硫酸减少4.48L。(3)AI02-+H++H20==AJ(OH)中(4)由题中信息可推得一定含有Al、(NH4)2S04和MgCl2三种物质,而计算出这三种物质的质量之和刚好等于28.lg,所以一定没有AlCl扣(5)往氯化铝溶液中加入一定量的浓盐酸,蒸发浓缩,降溫结晶,过滤。【例2】碳酸理广泛应用千陶瓷和医药等领域。以f3-悝辉石(主要成分为LhO·Al心3·4Si02)为原材料制备压C03的工艺流程如下:埴碱飞”卢心一叶浸取代它浸出及一工]滤浪一E五嚷酸钗浸出渣飞:"舟液mll已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;压S04、LiOH和LhC03在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g.(1)步骤I前,j3-锥辉石要粉碎成细颗粒的目的是(2)步骤I中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO广,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg气Ca2+、N旷等杂质,需在搅拌下加入(填“石灰石”、"氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0-6.5,沉淀部分杂质离子如,然后分离得到浸出液。
1(3)步骤II中,将适量的压02溶液、石灰乳和Na2C03溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金屈离子有(4)步骤III中,生成沉淀的离子方程式为(5)母液中的主要溶质有答案(1)加快反应速率(2)石灰石,AI3+、Fe3+(3)Fe3+、Mg2+、Ca2+(4)2Lt+co_t=Li2Cq-l,(5)NaOH、Na2SO心【例3】科学家预测"氢能“将是未来最理想的新能源。请回答下列问题:(1)实验测得,lg氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为(2)利用水分解制备H2,某化学家设计了下列化学反应步骤:0(反应条件750°C)®2HBr+HgJ如立-HgBr2+H2T@HgBr2+CaO立竺钮gO+CaBr@2Hg0严?Hg+O汀反应O可表示为(3)下图是某国正在研究中的一种流程(硫—V典热循环法制氢气),其中用了过量的磺。水.[三1巨三可用硫—f典热循环法制氢气总化学反应方程式:。用硫—磺热循环法制取氢最大的优点是(写出2点)和。(4)2007年9月12日新浪科技网报道:美国科学家宣称盐水在无线电作用下可以燃烧,这一发现很可能是21世纪人类最大发现之一,这样可以解决氢能源问题。无线电频率可以降低盐水中所有元素之间的“结合力”,释放出氢原子,一旦点火,氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是()A.离子键B.共价键C.氢键D.范德华力答案(1)H2(g)+1/202(g)呈竺庄0Cl);6.H=-298.4kJ/mol(2)CaBr2+H心飞G亡2HBr+CaO(3)H2。圣1/202i+H汀;生成的S02和I2可以循环使用,其它产物对环境无污染;利用核能提供了所需的大部分能量,需要额外消耗的能量较小(4)B【解析】(1)根据lg氢气燃烧放出的热量,计算出lmol氢气燃烧放出的热量是149.2kJX2=298.4kJ,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+1/202Cg)皇室比0(I);6.H=-298.4kJ/mol(2)根据题意可知反应的整个过程总的化学方程式为H20=H汀+1/20汀@,观察题给3个化学方程式,可以得出CD=@-@-@-1/2@,则@的反应的化学方程式为:CaBr2+比0血2HBr+CaO(3)观察图示的转化关系,可知在整个过程中发生的反应主要有以下几个:2比O+S02+h础2S04+2HI(D;比S04今比0+S02j+l/202j@;
22HI垒J2+H2@;三个方程式相加可得比0至生-1/20叮+H计。观察整个过程,可知反应过程中利用核能提供了所需的大部分能量,需要额外消耗的能量较小,因此,生成的S02和I2可以循环使用,其它产物对环境无污染,耗能低是本方法的最大的优点。(4)从盐水中释放出氢原子,关键破坏的是0-H键,即破坏的是共价键。【例4】铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温缎烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是;X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为。(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四种离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高溫灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是,A.Mg2+B.Fe2+C.A13+D.Cu2+(3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:稍过量的N比HC03溶液心溶液稀硫酸l铁屑三一五三荨气[滤滤/渣滤eCo3液沉淀琶叠酰艺回答下列问题:G)操作I的名称是;操作II的方法为。@Na2C03溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示)@请完成生成FeC03沉淀的离子方程式。(4)有些同学认为KMn04溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2++Mn0"4+8H+====5Fe3++Mn2++4比O)O实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMn04溶液2501nL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需。@该实验中的KMn04溶液需要酸化,用千酸化的酸是。A.稀硝酸B.稀盐酸C.稀硫酸D.浓硝酸©某同学设计的下列滴定方式,最合理的是。(夹持部分略去)(填字母序号)试样丛试样么K缸)abC答案.(1)Fe2+、Fe3+、H飞Fe(N03)3;(2)BC(3)O过滤;;在漏斗中加入适量蒸熘水,浸没过沉淀,让蒸熘水自然流下,重复数次。@co勹+H心===HC0-3+0ff@Fe2++2HC0-3===FeCO礼+co叶+H心(4)(D250mL容量瓶@C@b【例5】某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矶。其设计的实验过程为:
3浓硫酸,加热途径l三三压寸CuS,L5H20途径IIt稀硫酸,加热,通氧气(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷玵祸置于上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用玵涡应使用,灼烧后的玵涡应放在上冷却,不能直接放在桌面上。所用仪器:a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角d.表面皿e.玵涡钳f.试管夹(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矶。灼烧后含有少量铜的可能原因是a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分铜未被完全氧化c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径II实现用粗制氧化铜制取胆矶,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、、冷却结晶、、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矶,与途径I相比,途径II有明显的两个优点是:(5)在测定所得胆矶(CuS04·xH心)中结晶水x值的实验中,若测定结果x值偏高,可能的原因是。a.加热温度过高b.胆矶晶体的颗粒较大C.加热后放在空气中冷却d.胆矶晶体部分风化答案.(1)C;e;b。(2)a;b。(3)蒸发;过滤。(4)产生等量胆矶途径II消耗硫酸少;途径II不会产生污染大气的气体。(5)a【例6】硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下(1)以沁和H2为原料合成氨气反应N2(g)+3H2(g)~卧旧3(g)6H
4c.在t3~h时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态d.在t5时,容器内N02的体积分数是整个过程中的最大值(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气m催化还原法:催化剂存在时用庄将N02还原为N2,已知:2H2(g)+02Cg)=2H心(g)6.H=-483.6kJ/molN2(g)+202(g)=2N02(g)6H=+67.7kJ/mol则H2还原N02生成水蒸气反应的热化学方程式是@碱液吸收法:用Na2C03溶液吸收N02生成CO2若每9.2gN02和Na2FC03溶液反应时转移电子数为O.lmol,则反应的离子方程式是答案.(16分)(1)be(2分),@12.5%,>(2)CD4NH3+5Wt.1ft4N0+6H20,@ab(3)O4H2(g;譬。22-(g)+4H20(g);AH=—10349kJ/mol@NaN032NO叶C03—N03-+N02-+CO2沁心:出【例7】随着工业的迅速发展,产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度;当溶液中金属离子浓度小千10·5mol·尸时通常认为该离子沉淀完全)。金属离子KsppH(lo-1mol-L-1)pH(lo-5mol·L-1)Fe3+4.0xlQ-382.73.7Cr3+6.0xl0-314.35.6Cu2+2.2x10-204.76.7Ca2+4.0xl0-512.314.3(1)某厂排出的废水中含有Cu2+和Fe3+,测得其浓度均小于0.lmolL1。为除去其中的Fe3+,回收铜,需控制的pH范围是。(2)为了处理含有Cr20产酸性溶液的工业废水,采用如下方法:向废水中加人适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OHh和Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铭含置低于排放标准。句Cr20产转变为C产的离子方程式为。@pH对废水中Cr20产去除率的影响如右图。电解过程中溶液的pH取乏IOO谪值在范围内对降低废水中的铭含噩最有利,诸说明理由:总劝它。8心勾[注:去除率(%)=[(co-c)/c。]xIOO%,。。2```-pH式中:c。—处理前废水中Cr20产的浓度,c—处理后废水中Cr20产的浓度]答案.(1)3.7三pH<4.7或3.7三pH三4.7(2)(DCr20产+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H心
5@4.3~5.6(或5~6)pH越小,Cr20产的去除率越大,但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离;pH越大,Cr20产的去除率越小(3)3.25x103【例8】FeC13可通过多种途径转化成FeC12o(1)在FeC13溶液中加入适量氢磺酸,发生反应的离子方程式为(2)工业上常将无水FeC13在氮气做保护气下加热至3oo·c-3so·c,通入干燥H2,而制得FeC12。该反应的化学方程式为(3)工业上另一种制备FeC12的方法是:将无水的FeC13与适量氯苯(C6H5Cl),在13o•c持续加热约3小时,可发生如下反应:2FeCl3+C6H5Cl竺芒2FeCl2+C6H4Cl2+HCI根据有机反应规律,该反应中氯苯发生的是(填有机反应类型)。(4)分析上述三个反应,下列有关说法正确的是(填序号)。O反应(1)中,氢磺酸既表现了酸性,又表现了还原性@反应(3)中,HCl为氧化产物©上述三个反应中,FeC12均为还原产物(5)请另写一个FeC13转化成FeC12的化学方程式:答案.Cl)2Fe3++2「=2Fe2++h(2)2FeCh+H2~2FeCh+2HC1(3)取代反应(4)@(5)2FeCh+Fe=3FeCh或2FeC13+H2S=2FeCh+2HC1+St【例9】CoCh·6H心是一种饲料营养强化剂。以含钻废料(含少晕Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6比0的一种新工艺流程如下图:盐隙过赁化氢碳竣钠含钻废料调节pII和曰过滤I-滤治CoCl2·6庄0调节pH至2~31--盐隙已知:O钻与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCh+H汀@CoCh·6H心熔点86°C,易溶千水、乙醋等常温下稳定无毒,加热至110-12o·c时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钻。@部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
6Co(OH)沉淀物Fe(OH)3Fe(OHhAl(OH)32开始沉淀2.37.57.63.4完全沉淀4.19.79.25.2请回答下列问题:(1)在上述新工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸“直接溶解含钻废料,其主要优点为(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是。(3)操作I包含3个基本实验操作,它们是和过滤。(4)制得的C0Ch·6H20需减压烘干的原因是(5)为测定产品中CoCl2·6H20含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgN03溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H心的质屈分数大于100%,其原因可能是(6)在实验室中,为了从上述产品中获得纯净的C0Ch-6H20,采用的方法是答案..(l)减少有毒气体的排放,防止大气污染;防止产品中混有硝酸盐(2)5.2,..___,7.6(3)蒸发浓缩、冷却结晶(4)降低烘干温度,防止产品分解(5)样品中含有NaCl杂质:烘干时失去了部分结晶水(6)将产品溶于乙酪过滤后,再蒸熘【例10】某工厂用CaS04、NH3、CO2制备(NH心S04,其工艺流程如下。.三三回答下列问题:(1)硫酸按在农业生产中的用途是(一种即可),写出利用该流程制备(NH心S04的总化学方程式:(2)a和b分别是(填序号)。A.足量CO2、适量NH3B.足最NH3、适量CO2C.适量CO2、足量NH3D.适量NH3、足量CO2
7(3)上述流程中,可以循环使用的物质有(写化学式)。(4)从滤液中获得(NH心S04晶体,必要的操作步骤是(5)上述流程中,有关N压作用的说法正确的是A.提供制备所需的氮元素B.增大co了的浓度促进反应发生c.作反应的催化剂D.生产lmol(NH心S04,至少消耗2molNH3答案(l)化肥CaS04+2NH3+CO计比O=CaC03t+(NH心S04(2)B(3)CO2、NH3(4)蒸发浓缩冷却结晶过滤(5)ABD【例11】医用氯化钙可用千生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、A13+、F古等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCh·2比0的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:盐酸氢氧化钙盐酸iii工业CaC03-匝亘]一匾互l一国亘l一屋匡]—>尸尽巨晶i滤渣CaCb·2H20(I)除杂操作是加入Ca(OH)2,调节溶液pH为8.0~8.5,以除去溶液中的少量Al3+、Fe气检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:CD防止Ca2+在蒸发时水解;@)(3)测定样品中Cl含量的方法是:a称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c用0.05000mol•L-1AgN03溶液滴定至终点,消耗AgN03溶液体积的平均值为20.39mL。@上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有@计算上述样品中CaCl2·2比0的质量分数为@若用上述方法测定的样品中CaCh·2H心的质噩分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有答案.(1)取上层清液,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明Fe(OHh沉淀完全(2)中和Ca(OH)2;防止溶液吸收空气中的CO2(3)CD酸式滴定管@99.9%@样品中存在少量的NaCl;少量CaCl2·2H心失水【例12】海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和淏的过程如下:(1)从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、so2-4及泥沙,可将粗盐溶千水,然后进行下列五项操作:CD过滤,@加过量NaOH溶液,@加适量盐酸,@加过量NaC03溶液,@加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是
8.@@@@@B.@0@@@c.@@@0@D.@@恁)0@(2)请写出氯碱工业的核心反应的化学方程式(3)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br一,其目的为(4)步骤II用S02水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是(5)某化学研究性学习小组为了解从工业澳中提温农计}下纯淏的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59°C。微溶千水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程虹计..后,绘制了如右装置简图,请你参与分析讨论:O整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡辽滇N.OH浓涫瀛r}胶管,其原因是。@实验装置气密性良好,要达到提纯澳的目的,操作中如何控制关键条件:@C中液体产生颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是答案(1)C(2)2NaCl+2比0=2Na0H+H汀+Cl2r(3)富集澳元素(4)Br2+S02+2H20=4Ir+2Br·+sO勹强酸对设备的严重腐蚀(5)CDBr2腐蚀橡胶@控制温度计b的温度,并收集59°C时的熘分@深红棕色分液(或蒸熘)【例13】某厂排放的废液含有大量的K+、Cl.、Br一,少量的Ca2+、Mg2+、so2五。某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳,他们设计了如下流程:操作0r深红椋色液体I尸尸_二品
9可供试剂a、b、c选择的试剂:饱和Na2C03溶液、饱和K长03溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba(NO迈溶液、苯、CCl4、H心2溶液、KMn04(H+)溶液。根据以上流程回答相关问题:(1)试剂a、b分别是(2)操作Q、@、©、@的名称是(填字母序号)a过滤、分液、过滤、蒸发结晶b分液、蒸熘、过滤、蒸发结晶c分液、过滤、过滤、蒸发结晶d分渣、分液、过滤、蒸发结晶(3)除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO为离子,选出e所代表的试剂,按滴加顺序依次是(只填化学式)。(4)调节pH的作用是;操作方法是(5)操作@中用到的瓷质仪器名称是。答案(1)试剂a是H:O.溶液试剂bCCl(每空1分,共2分)(2)b(2分)(3)BaCl:、KOH、民COJ或KOH、BaCk、民COJ(其它答案合理给分)(2分)加盐酸后,取一小片评试纸放于玻琼片上,.用颇有待测泪液的玻瑕棒点在试纸中鹅然后与标准比色卡比较来测定滔液的pH值(答出带点的部分给分)(2分)(5)蒸发皿(1分)【例14】高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用,高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下:Fe(NO`).`溶液NaOH溶液搅拌1~2h反应器|徊合液操作。慢慢滴加用异丙醇洗涤,DH饱和溶在70气、80kPa下下燥,得纯品试回答下列问题(1)操作CD搅拌的目的是:(2)操作@与操作@相同,该操作名称是:(3)反应器中,NaOH、NaCIO及Fe(NO心反应的离子方程式为:(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一1环铁酸钾的产率/%定影响,当高铁酸钾产率最高时,NaCIO40的物质的量浓度约为。(计算铁纥网石墨结果保留一位小数)30(5)从环境保护的角度看,制备中间产20物Na2Fe04较好的方法为电化学法,其10装置如图乙所示,则阳极的电极反应式oli;;;:为15020025027029031012mol·L一1NaOH溶液NaC10的质扭浓度g·L-1甲乙
10答案(l)为了加速反应物之间的接触,加快化学反应速率。(2)过滤(3)2Fe3++3C10二100ft==2Fe0广+3CI-+SH心(4)3.6mol/L;(5)Fe+80lt-6e-==FeO广+4H20【例15】某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用,在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矶晶体(FeS04-7H心)和胆矶晶体。其实验方案如下:臣兰三@)-恒气一回三`►匡亘]仁_心二气一严(1)所加试剂(D、@分别是(2)从滤液E中得到绿矶晶体的实验操作是从滤渣F制取胆矶的第一步操作最好采用(3)上述实验方案中,有一步设计明显不合理,请你予以指出,并说明理由答案(l)NaOH溶液和稀硫酸(2)在隔绝空气的条件下,蒸发浓缩、冷却结晶将滤渣F在空气中灼烧(3)由滤液A制得氯化铝溶液不合理,所得氯化铝溶液中含有大量NaCl杂质【例16】随着人类社会的发展,氮氧化物CNOx)已成为大气中的主要气态污染物之一。(1)超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的机理为:光(1)03一0+02®NO+03--+N02+02@NO,+O一NO+O,上述反应的总反应式为,其中是催化剂。(2)汽车尾气中含有NOx、co和碳氢化合物等。@汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。亨芷]N尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为@NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产1'o.s生二次污染物的现象,称为“光化学烟雾“。有学者对某二卢0.4城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定,实验结果烂如图所示。由图象可知,二次污染物有等,艺。3汇醉和03的峰值出现在14:00左右的主要原因0.2是0.1@测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3%的H心2溶液吸收尾气中的NOx生成HN03,再用NaOH标准溶液0:004:008:0012:0016:0020:00盯问某城市光化学烟雾日变化曲线滴定HN03。若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数,所需的数据有(选填序号)。A.所测尾气的总体积B.两种氮氧化物的体积比C.NaOH标准溶液的物质的量浓度D.所消耗NaOH标准溶液的体积E.从滴定开始到指示剂变色所需的时间
11(3)硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:2N02+Na2C03==二NaN02+NaN03+CO2NO+N02+Na1C01=2NaN02+CO2现用O.5L2mol•L一1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx,吸收液质量增加44g(设CO2全部排出)。则N02和NO的体积比为。【解析】(2)@因NO,转化为HN03后再用NaOH标准溶液滴定,由N元素守恒知n(NOx)=n(HN03),所以要测尾气中NOx的体积分数,需要所测尾气的总体积、滴定消耗NaOH标准溶液的体积及其物质的量浓度。(3)结合反应方程式知吸收NOx的物质的量为2mol(形成的钠盐中Na~N),同时产生1molCO2,由质量变化可推知2molNOx的质量为88g,故可求出尾气中N02与NO的体积比为7:1。【答案】(1)203=302NO(2)。吓0+02+4CO巠坚LN2+4CO2@酸与03此时日光照射较强,光化学反应速率较快@ACD(3)7:1【例17】氢淏酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢澳酸粗品并精制流程:S02Br2Na2S03少量Ba(OHh精制的氢澳酸BaS04混合溶液根据上述流程回答下列问题:(1)混合Q中发生反应的化学方程式为。(2)混合O中使用冰水的目的是(3)操作II和操作III的名称分别是、。操作田一般适用千分离混合物。(选填编号)a.固体和液体b.固体和固体c.互不相溶的液体d.互溶的液体(4)混合@中加入Na2S03的目的是。(5)纯净的氢澳酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢澳酸(工业氢淏酸)带有淡淡的黄色。千是甲乙两同学设计了简单实验加以探究:甲同学假设工业氢澳酸呈淡黄色是因为含Fe3+,则用千证明该假设所用的试剂为,若假设成立可观察到的现象为乙同学假设工业氢澳酸呈淡黄色是因为,其用千证明该假设所用的试剂为答案.(1)S02+Br2+2H心==2HBr+H2S04_(2)降低体系温度,防止澳蒸发,使反应完全。(3)过滤、蒸熘d(4)除去粗品中未反应完的澳(5)KSCN溶液溶液变成血红色含有Br2CCl4【例18】烟气的脱硫(除S02)技术和脱硝(除NOx)技术都是环境科学研究的热点。Cl)选择性催化还原法的脱硝原理为:6NO产4xNH3世(3+2.x)N叶6xH心
12O上述反应中每转移3mol电子,生成标准状况下凡的体积为L。@已知:2H2(g)+02(g)=2H心(g)t::,.H=-483.6kJ.mor1N忒g)+3H2(g)=2NH3(g)t::,.H=-92.4kJ-mor1N忒g)+02(g)=2NO(g)t::,.H=-180.5kJ-mor1则反应6NO(g)+4NH3(g)=SN2(g)+6H心(g)的t::,.H=。(2)目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(ND)原理,其脱硝机理示意图如下图1,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。10080负载率比0、CO2、N2求a0.5%'----60b3.0%卧C5.0%尽40d8.0%`勹220cu+(N02)cu飞02)<乏这2乙7。2oo·c300令C400'Csoo·cGoo·c图l图2@)出该脱硝原理总反应的化学方程式:@为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是16.8+ll.2x答案.(l)@@-724.5kJ·mol•X催化剂(2)(D6N0+30叶2C扎3N叶4CO计4H心@约为350'C、负载率3.0%高考化学工艺流程题一、探究解题思路呈现形式:流程图、表格、图像设问方式:措施、成分、物质、原因能力考查:获取信息的能力、分解间题的能力、表达能力知识落点:基本理论、元素化合物、实验无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题指导思想,能够综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。【例题】某工厂生产绷砂过程中产生的固体废料,主要含有MgC03、MgSi03、CaMg(C03)z、Al203和Fe203等,回收其中镁的工艺流程如下:
13I预处理II分离提纯叩及III---滤液滤沧II谥出—滤液II|ll...Mg(OHI➔➔M氐lII分离提纯田还原原料:矿石(固体)预处理:酸溶解(表述:“浸出“)除杂:控制溶液酸缄性使金屈离子形成沉淀核心化学反应是:控制条件,调节PH,使Mg2+全部沉淀1.解题思路明确整个流程及每一部分的目的一仔细分析每步发生的反应及得到的产物一结合基础理论与实际间题思考一注意答题的模式与要点在解这类题目时:首先,要粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。其次,再精读试题,根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三,要看清所问题,个能答非所问,并注意语言表达的科学性在答题时应注意:前一问回答不了,并不一定会影响回答后面的问题。分析流程图需要掌握的技巧是:【例IO】浏览全题,确定该流程的目的-由何原料获得何产物(副产物),对比原料和产物;【例11】了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用:【例12】解析流程图并思考:从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?)。每一步橾作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?无机化工题:要学会看生产流程图,对千比较陌牛且复杂的流程图,宏观把握整个流程,不必要把每个环节的原理都搞清楚,针对问题分析细节。考察内容1要有:1)、原料预处理2)、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择)3)、反应原理(离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物队的分离与提纯)4)、绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)5)、化工安全(防爆、防污染、防中毒)等。2、规律主线主产品分支副产品回头为循环核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯3.工业生产流程主线与核心
14原料预归\尸-所斋产品无机矿物一4七学核心反应巨排放物的无,►害化处理,原料循环利用4.熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理CD溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等@灼烧如从海带中提取磺@缎烧如缎烧高岭土改变结构,使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解@研磨适用千有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。控制反应条件的方法@控制溶液的酸碱性使其某些金屈离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OHh2.73.7Fe(OH)i7.69.6Mn(OH)28.39.8间题:若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?调节pH所需的物质一般应满足两点:0、能与H十反应,使溶液pH值增大;@、不引入新杂质。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OHh、Cu2(0H)2C03等物质来调节溶液的pH值@蒸发、反应时的气体氛围@加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动@降温反应的目的防止某物质在高溫时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动@趁热过滤防止某物质降温时会析出@冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗物质的分离和提纯的方法@结晶一固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)@过滤固、液分离@蒸熘-液、液分离@分液一互不相溶的液体间的分离@萃取一用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
15@升华将可直接气化的固体分离出来。©盐析一—加无机盐使溶质的溶解度降低而析出常见名词浸出:固体加水(酸)溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含僵的多少酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗:通常为除去水溶性杂质水浸:与水接触反应或溶解高考新题型《工艺流程题解题》1化学工艺流程题近几年是高考的热点,所占的分值也相当重,但由千此类试题陌生度高,对学生的能力要求也大,加上有的试题文字量大,学生在没做之前往往就会产生畏惧感,所以这类题的得分不是很理想。2要解好这一类题,学生最重要的是要克服畏惧心理,认真审题,找到该实验的目的。一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质。一、对千实验目的为一的题目,其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时,要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶。蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大,如N出N03、KN03等物质,在蒸发过程中比较难析出来,所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小,如Nae|、KCI等,有少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl和KN03混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,母液中是KN03和少量NaCl。如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KN03,母液中是NaCl和少量KN03。如果是除杂,杂质所含的量比较少,一般是让主要物质析出来。如KN03溶液中含少量NaCl,常用升温冷却结晶法,再经过过滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同),就可得到KN03固体了。如果NaCl溶液中含少量KN03,则用蒸发浓缩结晶法,这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质,主要原因是如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来。二、对于目的为制备某一物质的流程题,要求学生注意以下几个方面:1、明确题目目的是制什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。只有知道了实验目的,才能非常清楚的知道整个流程的意义所在,题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断),则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况:(1)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯德榜制碱中的NaHC03;还有如H202、Ca(HC03)、KMn04、AgN03、HN03(浓)等物质。(2)如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性的酸产生时,则要加相对应的酸来防止水解。如:制备FeCl3、AICl3、MgCl2、Cu(N03)2等物质时,要蒸干其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解,否则得到的产物分别是Fe203、Al203、MgO、CuO;而像Al2(S04)3、NaAl02、Na2C03等盐溶液虽然也发生水解,但产物中Al(OH)3、H2S04、NaHC03、NaOH都不是挥发性
16物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。(3)如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂,则要防止它们发生氧化还原的物质,如:含Fe2+、SO广等离子的物质,则要防止与氧化性强的物质接触。(4)如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等物质),则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去,也要防止空气中的CO2或水进入装置中。(5)如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况,根据它们的不同变化,找出合适的分离方法。2、寻找在制备过程中所需的原料,写出主要的化学反应文程式或制备原理,从中了解流程图。从近几年的高考题目中会发现,大多数题目都会给出制备物质时所需的原料,但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后,再写出主要的反应方程式,观察有没有副产品,如果有,剩余的步骤就是分离提纯了。工艺流程题解题技巧无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是:@从题干中获取有用信息,了解生产的产品。@分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A、反应物是什么B、发生了什么反应C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。@从问题中获取信息,帮助解题。了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:1、对反应速率有何影响?2、对平衡转化率有何影响?3、对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。常见文字叙述套路:1、洗涤沉淀:往涌斗中加入蒸馆水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。2、从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-(洗涤)。注意:@在写某一步骤是为了除杂是,应该注明”是为了除去丛:杂质”,只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。@看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平。2009-2010学年高考新题型工艺流程题1、泭水的综合利用可以制备金屈镁,其流程如下图所示:耟15%点僖少量甜杜CaC03归灼廿在4.2"-4j曰軞肆0'伈lOO飞尸Al1(OH)凡-n(1)若在空气中加热MgCl2•6H20生成的是Mg(OH)CI或MgO,写出相应反应的化学方程
17式;用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。写出用电解法制取金属镁的化学方程式(2)Mg(OHh沉淀中混有Ca(OHh应怎样除去?写出实验步骤。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的:溶解时:过滤时:蒸发时:1、(1)MgCl2-6比0尘=Mg(OH)Cl+HCIt+SH20tMgC12·6H20尘=Mg0+2HCIt+SH20f通电或Mg(OH)CI尘::::::MgO+HCIt;MgCl2~g+Cl2t(2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用蒸馈水水洗涤。(3)搅拌,加速溶解:仗待滤液休沿玻璃棒流入漏斗,防l卜外洒;搅拌,防止因局部过热液滴或品体飞溅。2、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:Na2CO~Cl2}{2NaCl晶体50%N的团容液依据上图,完成下列填空:(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为与电源负极相连的电极附近,溶液PI-I(选填:不变、升高或下降)。(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为:(3)如果精盐中SO,「含旮较高,必须添加钡试剂除去SO广,该钡试剂可以是(选填:a、b、c);a.Ba(OH)2b.Ba(N03)2c.BaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO:加入试剂的合理顺序为(选填:a、b、c);a.先加NaOH,后加NaCOJ,再加钡试剂b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2C03c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2C03(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过、冷却、(填操作名称)除去NaCl。(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaCIO和H2,相应的化学方程式为2、Cl)2Cl"-2e-=Cltt升高(2)CaCa2++C0产CaC03I,Mt'"+20H-=Mg(0Hht(3)a、c(4)b、C(5)然发;过滤电解(6)2NaCI+2H20~aOH+H2t+Cl2tCl2+2NaOH=2NaCIO+H2t
183、(2006广东卷20)氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:(1)制备氧化铜IIIIII工业CuS04----------Cu504溶液一----cuS04.SH20一一……一----cuoG)步骤l的目的是除不溶性杂质,操作是:@步骤II的目的是除铁,操作是:滴加出02溶液,稍加热;当Fe2+完全转化后,慢慢加入Cu2(0H)iC03粉末,搅拌,以控制pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是:@步骤III的目的是得到Cu504•5比0固体,操作是:、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是:(2)探究氧化铜的性质0取A、B两支试管,往A中加入适址的CuO粉末,再分别向A和B加入等体积3%H202溶液,只观察到A中有大量气泡,结论是:@为探究试管A中的反应速率,收集气体并测定其体积必需的实验仪器有:3、(I)CD称址、浴解、过滤@促进Fe}轧化Fe(OHh沉淀,以防止cu2+的水解。@蒸发浓缩,冷却结晶,可以控制加热温度,且温度不超过100°C,加热均匀。(2)(DCuO对比02的分解有催化作用。@闷筒、水槽、秒表、导忤。4、(2006广东卷22)往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其使用范围。例如,在某聚乙烯树脂中加入等质扯由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OHh,树脂可燃性大大降低,该Mg(OH)i的生产工艺如下:石灰乳精制卤水}一合成一水热处理一过滤一水洗一表面处理一过滤水洗一干燥(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OHh-nCln•mH20],反应的化学方程式为(2)合成反应后,继续在393K~523K下水热处理8h,发生发应:Mg(OH)2-nC|n•m比O=(1-n/2.)Mg(OH)i+n/2.MgCb+mH20水热处理后,过滤、水洗水洗的目的是(3)阻燃型Mg(OH)i具有品粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是(4)已知热化学方程式:Mg(OH)i(s)=MgO(s)+H心(g);t.H1=+8l.5kJ/molAl{OHh(s)=1/2Al203(s)+3/2H20(g);t.H2=+87.7k」/mol@Mg(OH)2和Al(OHb起阻燃作用的主要原因是@等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果最好的是原因是(5)常用阻燃剂主要有三类:A.卤系,如四澳乙烧;8.磷系,如磷酸三苯酷;C.无机类,主要是Mg(OH)i和Al(OHh。从环保的角度考虑,应用时较理想的阻燃剂是(填代号),理由是4、(1)2MgCl2+(2-n)Ca(OH)i+2mH20=2Mg(OH)in•Cln•m比0+(2-n)CaCl2(2)除去附若在Mg(OHh表面的含等杂质MgCl2的滤液。
19(3)“水热处理”、”表面处押"。(4)@分斛时吸收大晋的热僭。@Mg(OHh,等质址的Mg(OHh分解时吸收的热沁比Al(OHh大(5)C;A会破坏臭氧层,B中的P元素会造成藻类生物的大散繁殖。5、(2007广东卷21)以氛化钠和硫酸按为原料制各氯化较及副产品硫酸钠,工艺流程如下:80/OOV::-.70r.z迦滥…'v父廿-,.茫60-Na2S04冷却-Z'50/L尸`-噤份41内::尸滤液一旦40Z/30/NHll谑液}产品-·回一回<-NH4Cl勹寸亘202030405060708090100温度I°C氯化铁和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:(1)欲制备10.7gNH心l,理论上需NaCl_g。(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。(3)“冷却结晶“过程中,析出NH肛晶体的合适温度为_(4)不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是(5)若NH1Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是。5、(1)11.7(2)蒸发皿(3)35·c(33·c-40·c均可得分)。(4)加热法;取少屈氯化按产品丁试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化按产品纯净。(5)重结品。6、(2008广东19)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、C「和SO42等杂质,提纯工艺路线如下:尸工业碳酸钠一尸一尸f-尸三三]气:=-1蒸发浓缩结品趁热过滤->{母液Na2C03•H20-三-+[试剂级Na2C03一二60”9}-9沺P3己l已知碳酸钠的溶解度(5)随温度变化的:….曲线如下图所示:::且Na,co,·历0JOR10回答下列问题:甘且(1)滤渣的主要成分为甘27331(2)“趁热过滤"的原因是333353373(3)若在实验室进行“趁热过滤",可采取的措施是(写出1种)。(4)若“母液"循环使用,可能出现的问题及其原因是(5)已知:Na2C03•10H20(s)=Na2C03(s)+10H心(g)t,H1=+532.36kJ•mol-1Na2C03•lOH20(s)=Na2C03•H20(s)+9H20(g)AH2:::+473.63kJ•mol1
20写出Na2C03•H20脱水反应的热化学方程式6、(1)滤渣的主婓成分为Mg(OH)i、Fe(OH)3、CaCO扣(2)使析出的品体为Na2C03灼O,防止囚温度过低而析出Na2C03·10历0晶体,令后续的加热脱水耗时长。(3)用已预热的布氏沥斗趁热抽滤。(4)溶解时有大散沉淀生成,使Na2C03损耗且产物Na2C03混有杂质;原因:“母液”中,含有的离子有Ca“,Na+,C|_,SO42-,0H,co广,当多次循环兀,使用离了浓度不断增大,溶解时会生成caso心Ca(OH)2,CaC03等沉淀。(5)Na2C03•H20CS)=Na2C03Cs)+H20Cg)/':,.H=+58.73kJ/mol7、(2008广东23)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烧(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:三三号二三三CD写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式@整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H心03、HCI和另一种物质,写出配平的化学反应方程式;H2还原SiHCl3过程中若混02,可能引起的后果是(2)下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。A、碳化硅化学性质稳定,可用千生产耐高温水泥B、氮化硅硬度大、熔点高,可用千制作高温陶瓷和轴承C、高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料-光导纤维D、普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高E、盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化按浴液,振荡。写出实验现象并给予解释7、(l)Q)SiHCl3+H2~i+3HCI@3SiHCl3+3H20=H心03+H2个+3HC|;高温下,H2遇02发生爆炸。(2)ABCD(3)生成白色絮状沉淀,有剌激性气味的气体生成;SiO广与NH/发生双水解反应,SiOt+2NH/+2H20=2NH3忱0+H2Si03i8、(2008江苏17)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:巨产物某研究小组在实验室用鱼晶石(主要成分BaS04)对工业过程进行模拟实验。查表得:商温BaS04(S)+4C(s):;::—广4CO(g)+BaS(s)6H1=+571.2kJ•mol-1(D高温,BaS04(S)+2C(s):;::—2C02(g)+BaS(s)6H2=+226.2kJ•mol1®
21(1)气体用过矗NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为:(2)向BaCh溶液中加入AgN03和KBr,当两种沉淀共存时,c(Br-)=c(Cr)[Ksp(AgBr)=5.4X10一lJ,Ksp(AgCl)=2.0X10一lO]离温下(3)反应C(s)+C02(g)~2CO(g)的丛H=_kJ•mol飞(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是8、(1)$l-+比0~HS-+OH-:HS-+H2。二比S+OH一;(2)2.7X10-3;(3)+172.5:(4)使BaS04得到充分的还原(或提高Bas的产旦);0@为吸热反应,炭和氧气反应放热维待反应所衙高温。9、(2008年上海高考27)明矶石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矶石的组成和明矶相似,此外还含有氧化铝和少批氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:明矶石芦嘉滤~1蒸发滤液I氢氧化铝根据上述图示,完成下列天空:(1)明矶石焙烧后用稀氨水浸出。配制500ml稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有250.28g氨)mL,用规格为mL址筒量取。(2)氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K+、5042一外,还有大量的NH4十。检验NH4十的方法是(3)写出沉淀物中所有物质的化学式(4)滤液I的成分是水和(5)为初定混合肥料K2S04、(NH4)z504中钾的含量,完善下列步骤:(D称取钾氮肥试样并溶千水,加入足址溶液,产生白色沉淀。@(依次填写实验操作名称)。@冷却、称重。(6)若试样为mg,沉淀的物质的最为nmol,则试样中K2S04的物质的量为:mol(用含m、n的代数式表示)。9、(1)78.0100(2)取滤液少许,加入NaOH溶液后加热,牛成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。(3)Al(OHhAl203Fe203(4)K2S04(NH4)iS04(m-132n)(S)BaCl2过滤洗涤干燥(6)4210、(08深圳宝安区一模)锅是银白色或有蓝色光泽的软质金属,具延展性,密度:8.642克/厘米30熔点:320.9'C。沸点765·c。常见化合价为+2价。不溶于水,溶于大多数酸中。在元素周期表中,锌(30Zn)、锅(48Cd)、采(80Hg)同屈于锌族,锌和采在自然界中常共生,锅的金属活动性介千锌和采之间。湿法炼锌过程中产生的铜镐渣中含有Cu、Cd、Zn等多种金屈,可用于生产金属镐。锅的主要用途可以用作锐一锅电池,以及用千颜料生产,锅化合物还在PVC稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用。锅的生产流程如图示意如下:三三@
22请回答下列问题:(1)写出步骤O反应的离子方程式(2)步骤@所加入的金屈的名称是,为了实现绿色化学的目标,应如何处理”溶液l"?(3)步骤@用“溶液2"作电解液,镐在极析出,该电极反应式是(4)“电解废液”中含有镐,不能直接作为污水排放。目前含镐的废水处理的方式有两种,一种是在含锅污水中加入硫化钠沉淀锅离子,另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝沉淀锅离子。写出加入硫化钠溶液沉淀锅离子的离子方程式10、(1)Zn+2H+=Zn2++H2tCd+2H+=Cd2++H2t(2)锌,电解l司收金屈Zn(或者加入适址的生石灰,过滤;或者加入适址的氢氧化钡,过滤)(3)阴极Cd2++2e·=Cd(4)Cd2++S2-=CdSI11、(08广东六校第三次模拟)某化学兴趣小组全体同学进入一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查,工厂负责人向同学们展示两个处理方案,并向同学们提出下列问题:方案甲:三在空气中灼烧►I黑色固体及残留物1足赘稀硫酸、加执►I蓝色溶液及不溶物1©@二主f五]二型41浅绿色溶液及红色沉淀物1~巨五回《日@方案乙:三竺1碎铜、碎电缆皮、其他杂质I~::叶蓝色溶液及不溶物1一旦士已三I浅绿色溶液及红色沉淀物l~G五五五](1)两个方案哪个符合当前生产的绿色理念,为什么?(2)写出方案甲中的@@步骤反应的离子方程式:(3)工厂负责人指出,无论是甲还是乙的方案,在“加铁屑”这一步时,应该加入略过量的铁屑,你认为这么说的道理是:(4)用简便方法检验红色粉末中是否含有过世的铁屑,如果有,请你提出合理的处理方案(5)为了增加经济效益,该工厂把最后一步所得浅绿色滤液通过、冷却结晶、、洗涤、自然干燥得到一种俗称“绿矶"的工业产品。11、(1)乙;甲方案第一步"灼烧”会产生污染窄气的气体、粉尘、烟雾。(2)CuO+2H+=Cu2•+H20Fe+Cu2•=Fe2•+Cu(3)确保Cu完全笠换出来(4)可用磁铁检验是否含铁屑(或取样品加入盐酸石有没有气泡产生);将所得铜粉用稀盐酸或稀硫酸沽洗后再洗涤、干燥。(5)蒸发浓缩、过滤12、(2008年广州调研测试题)实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下:i-:二冒一过滤滤渣巴勹-三KNO,产品勹一`'`土、叶
23gl芭需KN03200NaN03硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。回答下列问题:100KCI(1)为了加速固体溶解,可采取的措施是:NaCl(2)实验室进行蒸发浓缩操作时,将蒸发皿置千。20406080100温度/,C铁圈上,用酒精灯加热。取用蒸发皿应使用(填仪器的名称),为了防止液滴飞溅,进行的操作是(3)“趁热过滤“操作中,滤渣的主要成分是(埴化学式)(4)“趁热过滤”后,有时先往滤液中加入少扯水,加热至沸,然后再“冷却结晶",目的是(5)制得的KN03产品中常含NaCl,进一步提纯的方法是解析:该题可以说得上是流程题中的经典题目,它很好的考察了物质的分离与提纯中的一些基本操作,也考察了不同性质的物质在分离提纯时所采取的不同方法,特别是考察了温度这一外界因素在制备产品时所起的关键作用,通过前面的分析,我们很快可以得出正确的答案:12、(1)搅拌、加热;(2)玵坝钳,用玻琅棒不断搅拌滤液;(3)NaCl;(4)稀释溶液,防.1+降温过程中NaCl析出,提高产品的纯度;(S)重结晶13、(2009年广州调研测试题)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下:(粗盐中杂质离子为:5042-、Mg2+、Ca2+)粗盐r·rH,O-rcBaCl2NaOH·-T··-,-rNa2C03HCn!I10%NilOH勹一1精制1-E匣]一[巴丿亡]16%NaCI溶液lN延l品体沉渣SO¾NaOH溶液(1)精制过程中反应的离子方程式为(2)电解过程的总反应方程式为(3)电解梢阳极产物可用千(至少写出两种用途)。(4)已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表:芒笠[石I:分13:108313:\I1::6131:7073133:00081立103413:分13:9勹根据上述数据,脱盐的主要工序应为。脱盐后的缄液含NaOH约50%,含NaCl仅约2%左右,NaCl能够从溶液中大量析出的原因是13、(1)Ba2++so/-=Basa心Mg2++20H-=Mg(OH)沙Ca2++C032=CaCO妙Ba2++co/-=BaCO沙电解(2)2NaCI+2H20~2NaOH+H2t+Cl2t
24(3)制漂白粉、牛产盐酸、自来水消谔、制商纯硅、合成塑料等(任写2种)(4)然发浓缩过滤蒸发过程中溶剂(水)大兑减少,N旷浓度显著增加促进NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动(或:Na十浓度显著增加抑I卜了NaCl的溶解)14、(09杭州儒林育英高复学校第三次)现有含Nae|、Na2S04、NaN03的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现C|-、SO42-、N03一的相互分离。相应的实验过程可用下列流程图表示:三.三(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称:试剂1试剂2试剂4(2)恰当地控制试剂4的加入量的方法是(3)加入过谥试剂3的目的是(4)在加入试剂4后,获得固体D的实验操作@是(填操作名称)。14、(1)氯化钡溶液或硝酸钡溶液;硝酸银溶液;硝酸溶液(2)测定溶液的pH(或加入HNO.j后不再产生气泡)(3)除去溶液中过微的Ba2+、Ag+(1)i点发、冷却结晶15、(2009年高考广东22)某工厂生产淜砂过程中产生的固体废料,主要含有MgC03、MgSi03、CaMg(C03}i、Al203和Fe20置,回枚其中镁的工艺流程如下:硫酸滤液三:滤沿l五OH溶液滤液DM队OH〉广卡➔MgCl1沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OHhPH3.25.212.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:(1)"浸出“步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出两条)。(2)滤渣l的主要成分有(3)从滤渣II中可回收利用的主要物质有(4)Mg(CI03)z在农业上可用作脱叶剂、己250催熟剂,可采用复分解反应制备:;;;200MgCl2+2NaCI03:Mg(CI03)i+2NaCI150iaCIO,巳知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)100变化曲线如下图所示:`KC1,50@将反应物按化学反应方程式计械数比混合N.CI。制备Mg(CI03)z。简述可制备Mg(CIO中的原因:2-8030032O34-0360380TIK
25@按@中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(CI03h过程中,常伴有NaCl析出,原因是:。除去产品中该杂质的方法是:15、(1)适当提高反应温度、培加浸出时1、II」(或其他合理答案)(2)Fe(Oll)JAl(Ol1)3(3)Na2S01(4)(D在某-温度时,NaCl蚊先达到饱和析出:Mg(ClO汃的溶解度随温度变化的蚊大:NaCl的溶解度与具他物顶的溶解度有一定的差别。@降温前,溶液中NaCl已达饱和:降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少址析出。重结品。【考点分析】对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握,以及对离子反应实质的认识。考查考生运用某础知识解决简单化学问题的能力,以及对图表观察分析能力。16、(2009年高考江苏15)医用氯化钙可用千生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少谥Na+、Al3+、Fe3+等杂志)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2•2H20的质谥分数为97.0%-103.0%)的主要流程如下:工业CaC0一:尸勹开五勹盐酸氢氝化钙盐酸一蒸发结晶(160C)滤渣CaCl2•2H心(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的PH为8.0-8.5,以出去溶液中的少址Al3+、Fe3+。检验Fe(OHh是否沉淀完全的试验操作是(2)酸化操作是加入盐酸,调节浴液的PH约为4.0,其目的有:@将溶液中的少量Ca(OHh转化为CaCl2;@防止Ca2+在蒸发时水解;@(3)测定样品中C「含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液千锥形瓶中:c.用0.05000mol/LAgN03溶液滴定至终点,消耗AgN03溶液体积的平均值为20.39ml。0上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有@计算上述样品中CaCl2•2比0的质量分数为@若用上述办法测定的样品中CaCl2•2比0的质量分数偏高(割定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有16、(1)取少扯卜层消液,滴加KSCN浴液,,若不出现血红色,则表明Fe(OHh沉淀完全。(2)防止溶液吸收空气中CO2(3)@酸式滴定管@99.9%@杆品中存在少址的NaCl:少址的CaCl2•2H20失水。17、(2009年高考上间27)实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:硝酸iA(NH4)iC03大理石一三日—十三勹一勹厂一勹三三勹丿-CaCO3Fe(OHh滤液B(1)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是(2)操作II的目的是,溶液A(溶质是共价化合物)是
26(3)写出检验滤液中是否含铁离子的方法:(4)写出加入碳酸较所发生反应的离子方程式:写出滤液B的一种用途:(S)Ca02中一般含Cao。试按下列提示完成Ca02含堂分析的实验设计。试剂:氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚猷仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤:(D_;@加入;©加入酚猷,用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00ml恰好完全反应,实际操作中过晕半滴(1ml溶液为25滴),则相对误差为17、(l)硫酸钙微溶于水(2)除上溶液巾Fe3+,氨水(3)取少噩滤液,向其中加入硫讯化钾溶液,溶液不变红色,说叭滤液中不含Fe3+;或取少扯滤液,向其中加入硫饥化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3•(4)Ca2++CO广=CaC03+作化肥(合理即给分)(5)称址过扭的标准盐酸(6)0.1%18、(2009年高考福建24)从铝土矿(主要成分是Al203,含Si02、Fe203、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:通人过量CO2诸回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成A户的离子方程式为(2)流程乙加入烧碱后生成SIO32一的离子方程式为(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成份是(填化学式),写出该溶液的一种用途(5)已知298K时,Mg(OH)i的容度积常数KsP=5.6X1012,取适虽的滤液B,加入一定虽的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的:C(Mg2•)=18、(1)Al心+6H-=2Al3++3H20(2)Si02+20H-=SiO~+出O(3)硫氝化钾(或硫氝酸钾、苯酚浴液等合理答案)(1)NaHC03;制纯碱或做发酵粉等合理答案。(5)5.6Xl0-10mol/L19、(2009年高山考天津9)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和浪的过程如下:三三:三:的H;r:物卢干气亘匼(1)请列举海水淡化的两种方法:
27(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H心、,或H公(3)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br一,其目的为(4)步骤II用S02水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为:,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是(S)某化学研究性学习小组为了解从工业淏中提纯浪的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59°C。微溶千水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:诮你参与分析讨论:@图中仪器B的名称:@整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是温度计a@实验装置气密性良好,要达到提纯浪的目的,操作中如何控制工业漠关键条件:NaOH浓溶液AcD@c中液体产生颜色为_。为除去该产物中仍残留的少世Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是19、(1)蒸饿法,电渗析法,离千交换法等。(2)Cl2NaOH,NaCIO(3)宫栠浪元素(4)S02+Br2+2比o=4H++2Br-+so/强酸对设备的严黯腐蚀。(S)@冷凝管@Br2腐蚀橡胶@控制温度计b的温度,并收媒s9•c时的馈分。@深红棕色:分液(或蒸馈)化学实验与工业流程相结合导学案【知识积累一】化工生产主要解决六方面问题:【例13】解决将原料转化为产品的生产原理;【例14】除去所有杂质并分离提纯产品;【例15】提高产量与产率;【例16】减少污朵,考虑“绿色化学“生产;【例17】原料的来源既要考虑丰富,还要考虑成本问题;【例18】生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题化学工艺流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。。要准确、顺利解答工艺流程题,学生除了必须要準握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。【知识积累二】常见与工业生产有关的化学反应--传统工业不能丢G)工业制粗硅@制漂白粉@工业制硫酸
28@合成氨工业©工业制硝酸@氯碱工业@工业制玻璃@工业制纯碱【知识积累三】常见与生产生活相关的物质相关物质化学式或名称加碳食盐中含殃物质KI03半导体材料SiGeSe光导纤维Si02硅酸盐工业玻璃、水泥、陶瓷饮用水净水剂明矶饮用水消毒剂Cl2、Cl02、漂白粉、03、H202、NaClO常用漂白剂活性炭、SO,、HClO、H,O,、Na202、o,大气污染物r.oSO^、NO^NO【知识积累四】工业流程题中常用的关键词原材料:矿样(明矶石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锥辉石、黄铜矿、铝矿、高岭土,烧渣),合金(含铁废铜),药片(补血剂),海水(污水)灼烧(缎烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质:如海带中提取磺酸:溶解、去氧化物(膜)、调节PH促进水解(沉淀)碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节PH促进水解(沉淀)氧化剂:氧化某物质,转化为易千被除去(沉淀)的离子氧化物:调节PH促进水解(沉淀)控制PH值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气趁热过滤:减少结品损失;提高纯度解题方法:(首尾分析法)流程图的呈现特点:主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原籵转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答【练习l】聚合氯化铝是一种新型、高效絮疑剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝Ah(OH).,Cl6-n]本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al心(25%~34%)、沁02(40%~50%)、Fe心(0.5%~3.0%)以及少谥杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:嵩岭土15%盐酸少匮铝粉适怔CaC03卢蒸发浓缩9o·c~10o·c|—►A~(OH)p6一,I
29根据流程图回答下列问题:(1)”缎烧”的目的是(2)配制质矗分数15%的盐酸需要200mL30%的浓盐酸(密度约为1.15g•cm-3)和g蒸熘水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、(3)"溶解“过程中发生反应的离子方程式为(4)加少址铝粉的主要作用是(5)“调节溶液pH在4.2~4.5"的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是"蒸发浓缩”需保持温度在90~100'C,控制温度的实验方法是。解析:对比脉料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将Al心利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析,除铁用铝置换后过滤,高岭土中的Al心不溶于酸,必须经缎烧改变结构。该题经这样分析,题设的所有问题的答案并在分析之中。参考答案:(I)改变高岭土的结构,使其能溶千酸。(2)230;量筒。(3)Al,0,+61f==2Al3'+3H,OFe心+6H'=2Fe''+3I七0(4)除去溶液中的铁离子;(5)pH计(或精密pH试纸);水浴加热[点评]首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法,这种方法的特点:简单、直观,很容易抓住鲜题的关键,用起来方便有效。使用这一方法解题,关键在千认真对比分析原材料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了,围绕生产主线所设计的系列问题,也就可解答了。【练习2】(07上海).将磷肥生产中形成的副产物石音(CaSO"•2比0)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。CaS0,·2H20三二卢言CaCQ芯豆平二-过滤NH3n声-小SO4Cl三;:三三::言:;;;。。三三有三呈式(填化学式)等::/}质该固体可用作生产(4)过滤l操作所得滤液是(NH心SO,1溶液。检验滤液中含有CO32一的方法是:(5)已知不同温度下K心04在100g水中达到饱和时溶解的量如下表:温度(°C)K2S仇溶解的垃(g):41::lI::260°C时K2SO,的饱和溶液591g冷却到0°C,可析出K2S04晶体g(6)氯化钙结晶水合物(CaCL•6比0)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是_a熔点较低(29飞熔化)b能导电c能制冷d无毒(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:
30答案:(1)CaC03NH3比0:(2)CaS04+CO厂-CaCOJI+SO尸C3)CaS04(4)滤液中滴加盐酸产生气泡;(5)54g;(6)ad(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)解析:此题是一道以工业生产为背景的实验题,考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出,所需原料除CaS04•2比0、KCl外,还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的,碳酸钙是难溶的,因此石膏悬浊液中加入碳酸桉溶液后生成了碳酸钙和硫酸较,生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法,若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不不变,查表可知不同温度下的溶解度,先求出591饱和液中含有的水是500g,在o·c可溶解硫酸钾37g,所以析出晶体54g。作为储热材料,要求能在室温左右的温度下工作,且对人体无害,故选ad;绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物,原子利用率高,因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用【知识积累五】化工生产的主要操作:过滤、结晶、重结晶、洗涤`干燥、灼烧、分液`重复操作2-3次等。其中结晶应注意:(1)当溶液是单一溶质时@所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNOJ):蒸发、结晶©所得晶体带结晶水(如CuSO..5比0、摩尔盐即硫酸亚铁钦[(NH412S04·FeS04·6H20]):蒸发农缩(至有晶膜出现),冷却结晶,过滤(2)当溶液中有两种或以上溶质时要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶),趁热过滤要得到谷解度受温度影响大的:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤绿色化学理念:(1)环境污朵问题;(2)原子的经济性;(3)节约能源(包括使用催化剂);(4)原料应是可再生的(或者可循环使用);(5)工艺的安全性【练习3】胆矶是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矶。有人设计了如下流程:+A+H202_+Cu2(0H)2C03III加热煮沸|尸…-D1-厂勹II-三三尸三三H值完全沉淀时的pH值三
31I氢氧化铜15.2]6.4请根据上述流程回答下列问题:Cl)A物质可选用(填字母)。a.稀比S04b.浓l七S04/ti.c.浓FeC13溶液d.浓I-IN03(2)I中加H心的目的(3)II中加Cu2COH)2C03的目的是其优点是(4)III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为(5)V中加比SO1调节pH=l是为了(6)V到VI的操作是(7)某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想,需作改进,其理由是。如何改进答案:.(1)b;(2)将亚铁离子氧化为铁离子;(3)中和过械的硫酸,调节溶液的pH,使Fe3+水解完全而沉淀;不引入新的杂质;(4)Fe3++3H20=Fe(OH)3!+3H+;(条件:加热)(5)抑制Cu2+的水解(6)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤(7)产生污染环埮的二氧化硫,硫酸利用率低;加热,并在稀硫酸中通入氧气。(其它合理答案,酌情给分)【课后巩固】1.明矶石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矶石的组成和明矶相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:罩习;嘉一巨尸呾巨:二氢氧化铝根据上述图示,完成下列填空:(1)明矶石焙烧后用稀氨水浸出。配制500ml稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)mL,用规格为mL嚣筒星取。(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、so/一外,还有大谥的NH广。检验NH广的方法是(3)写出沉淀物中所有物质的化学式(4)滤液I的成分是水和(5)为测定混合肥料k2SO,I、(NH1)2S01中钾的含量,请完善下列步骤:O称取钾氮肥试样并溶千水,加入足矗溶液,产生白色沉淀。@、、(依次填写实验操作名称)。@冷却、称重。(6)若试样为mg,沉淀的物质的旮为nmol,则试样中凡S01的物质的谥为:mol(用含有m、n的代数式表示)。2.(09年上海化学•27)实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧
32化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:A硝酸大理石CaC03Fe(OHh滤液B(l)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是_(2)操作lI的目的是,溶液A(溶质是共价化合物)是(3)写出检验滤液中是否含铁离子方程式:(4)写出加入碳酸桉所发生反应的离子方程式:写出滤液B的一种用途:(5)Ca02中一般含CaO。试按下列提示完成Ca02含昼分析的实验设计。试剂:氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚猷仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤:CD;@加入;©加入酚猷,用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应,实际操作中过晕半滴(lmL溶液为25滴),则相对误差为3亚氯酸钠(NaClO分是一种鱼要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:160g/L稀NaCHH22Soo4-I03-r=::7_言尸五三-占上-玉-玉S02和气混合气NaHHO2]一NaClO2·3H20已知:@NaCl02的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaCl02•3比0。@Cl02的沸点为283K,纯Cl0,易分解爆炸,常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解@I-1Cl02在25°C时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当,可视为强酸。(1)160g•L-tNaOH溶液的物质的量浓度为。若要计算该溶液的质量分数,还需要的一个数据是(2)Cl也发生器中所发生反应的化学方程式为。发生器中鼓入空气的作用可能是(选填序号)。(a)将S02氧化成S03,增强酸性;(b)稀释Cl02以防止爆炸;(c)将NaC103氧化成Cl02(3)吸收塔中为防止产生NaC风被继续还原成NaCL所用还原剂的还原性应适中。除H心处,还可以选择的还原剂是(填序号)A.Na202B.Na心C.FeCl2D.KMn04(4)在碱性溶液中NaCl02比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是(5)从滤液中得到NaClO心比0粗晶体的实验操作依次是(选填序号)。A.蒸熘B.蒸发C.灼烧D.过滤E.冷却结晶(6)从滤液中得到NaCl02•3比0晶体还必须进行的操作是(填操作名称)。2、(1)4mol·L-1;溶液的密度;(2)2NaCI03+S02+H2S04一2CI02+2NaHS04或2NaCI03+S02=2CI02+Na2S04(2分)b;(3)A;(4)定吸收塔内溶液的pH:(S)BED或ED;(6)重结晶4.蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe心、Al心、Si02组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:
33HCIC改油,Ca(O印,蛇纹石卢I式碳酸淇ISi02l,.;i攻肛♦仄泛响B也(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了M旷外,还含有的金屈离子是(2)进行I操作时,控制溶液pH=7~8(有关氢氧化物沉淀的pH见右表),Ca(OH)2不能过扯,若Ca(OH)2过鼓氢氧化物IFe(OH)31Al(OH)31Mg(OH)2可能会导致溶解、沉淀。开始沉淀pHI1.5I3.3I9.4(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入(填入物质的化学式),然后(依次填写实验操作名称)。(4)物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是(填写物质化学式)。(5)现设计一个实验,确定产品圳gC03•浏g(OH)2•C比0中a、b、c的值,请完善下列实验步骤(可用试剂:浓硫酸、碱石灰):©样品称谥@高温分解@@@MgO称品(6)18.2g产品完全分解后,产生6.6gC心和8.0gMgO,由此可知,产品的化学式中:a=_,b=,c=5.回收的废旧锌猛于电池经过处理后得到猛粉(含Mn02、Mn(OH)2、Fe、乙块和黑炭等),由猛粉制取Mn02的步骤如下图所示。浓盐酸固体烘千得Mno2渣回收一渣滤液处理后作洗液根据上图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题。生皮氢氧化物沉淀的pH(1)在加热条件下用浓盐酸浸取猛粉,所得溶液中含物质1开始沉淀1沉淀完全有h[n”、Fe2'等。N[n02与浓盐酸反应的离子方程式3.7芯::3,I:::9.6为如(OH)温8.39.8(2)盓粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足量比心溶液,其作用是(3)过滤I所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是(4)过滤II所得滤液加入足量H心溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使M矿氧化得到Mn02,反应的离千方程式为(5)实验室进行过滤操作时需要用到的玻瑞仪器有6以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质沁0分为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐4CuFeS2+2比S01+l702=4CuS04+2Fe2(SO山+2比0某工厂运用该原理生产铜和绿巩的工艺如下:
341黄铜矿桃浸泡于稀硫酸,细菌压(S04hCuSO」加入过虽CuOI-~立二止兰凶4回不断通入氧气数天后过滤混合溶液反应I—-反应II....勹二试剂a石古fl/操作I玉<—心“°反应V回答下列问题:(1)固体A的成分为(写化学式);(2)写出反应III的化学方程式(3)i式齐ija为,试剂b为(4)欲从溶液中获得绿矶晶体,分离操作I应为、答案:1【解析】(1)根据稀释前后溶质质量不变得:0.5Lx39.2g/L=vx251.28g/L,v=0.078L=78ml。为了减少误差,最好选用与氨水的实际体积稍大一点的晕简即可。(2)NH4十的检验方法是先将NH4十中加入强缄,使之转化为NH3,然后检验NH3:用润湿的红色石蕊试纸放在向移的试管口,试纸变蓝色,说明有氨气放出,原物质中含有按根离子。(3)AIH+3NH3忱0错误!未找到引用源。Al(OH)妙+3NH4十,根据题意明矶石中含有Al203、Fe203,所以沉淀物为Al(OHh、Al203和Fe20扣(4)由千明矶石的组成与明矶相似,所以滤液的成分中含有K2S04和反应后生成的(NH4)i504以及水。(5)混合肥料中含有K2S04和(NH小$04,要产生白色沉淀,加入的溶液为BaCl2或Ba(NO扣溶液,以后的操作为:先将混合液过滤,然后洗涤,最后干燥,冷却后称量。(6)根据题意有:174n(K2S04)+132n[(NH小S04]=mg...…CD,m-132n再由soi-守恒得:n(K2S04)+n[(NH心S04)=nmol……@,n(K2S04)=~mo|。42【答案】(1)78;100。(2)取滤液少许,加入NaOH,加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。m—132n(3)Al(OHb;Al203;压03。(4)K2S04;(NH山S04。(S)BaCl2;过滤;洗涤;干燥。(6~mol。422解析:(l)比S01与CaC03反应生成CaS01,CaS0,1微溶千水,附着在CaCO3的表面,阻止反应进一步发生。(2)溶液A应呈碱性且溶质为共价化合物,故溶液A是氨水,目的是除去Fe3+0(3)Fe3十能与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3,用此反应物质来检验Fe3十的存在。(4)滤液B的主要成分是NH4N03,可用于制造化肥。(5)首先称量固体的质量,再加入过量的盐酸标准溶液,过量的盐酸再用NaOH标准溶液滴定。lmL11(6)半滴溶液的体积为飞了也产丽nL,则相对误差为(点mL/20.001nL)X100%=0.1%。答案:(1)硫酸钙微溶千水(2)除去溶液中Fe3+氨水(3)取少扯滤液,向其中加入硫氧化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少扯滤液,向其中加入硫讯化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+(4)Ca2++co『=CaC03+作化肥(5)称蜇过量的标准盐酸(6)0.1%3、(1)4mol·L一1;溶液的密度;(2)2NaCIO计SO汁H2S04一2C|O汁2NaHS04或2NaCIO汁502一2(102+Na2S04(2分)b;(3)A;(4)定吸收塔内溶液的pH;(S)BED或ED;(6)重结晶生(l)Fe3+、A13+;(2)Al(OH)3,Mg(OH)i;(3)NaOH,过滤、洗涤、灼烧;(4)C02;(5)@测出CO2的质揽;@测出水蒸气的质亚;(6)3、l、3。解析(1)蛇纹石矿被盐酸溶解(Si02不与盐酸反应。以固体形式先被除去,这时溶液中的Fe3+、A广是杂质。且该溶液呈强酸性。需除去Fe”、Al3'、H厂(2)从流程图中可看出是将Fe3•、A广转变成Fe(OH)3、(OH)3
35沉淀。但除Fe3+、AI3•的过程中一定不能损失Mg2.为达到这个目的。题示应用的原理是水解,只要加入一种能消耗H的物质,就能使上述水解平衡向水解方向移动.题给方案是加Ca(OH)2的方法,先加入适世的Ca(OH)2,将Fe“沉淀,要求pH<3.3,这时可以得到Fe(OH)(即沉淀物A,其中含少臣氢氧化铝沉淀),过滤后再继续加Ca(OH)2,使A广转变为Al(OH)3沉淀(即沉淀物B)。这一步加入的Ca(Ol-1)2不能太多。需将溶液的pl-I控制在7~8以内.若pH小于7,则AP不能完全沉淀;若pH过高。则将导致生成的Al(OH)3又溶解。同时M庐也会转化为沉淀而损失掉.最后先将M汒转化成Mg(HC03)2。再在控制加热的条件下利用水解原理生成碱式碳酸镁。在此过程中~是可重复使用的.(3)制纯净的o3时应将其中含有的少量(OH)3除去.除(OH)3的方法是利用它能溶解在强诚中。而Fe(OH)3不溶的性质.(OH)3溶解后的操作是过滤、洗涤、灼烧.(5)是确定碱式碳酸镁组成的实验方案,原理是口~INXh.bMg(OH)2.cH2o塑(n+6)MgO+aCCh++(b+c)H20需测定的数据有:@样品的质量,@MgO的质量,@生成的032的质晕(或体积),@生成的水的质谥.(6)rt-t(样品)=18.2gm(o32)=6.6gm(Met3):8.Ogm(H20)=18.2g-6.6g-8.Og=3.6gn(Mg0):潞=0.2moln(CCh)=潞6.6:0.15mol(H20)砸3.60.2mol从而得a:b:c=O.15:0.05:0.15=3:l:3。即a=3。b:1。c=3.I)MnO门-,t.f-1++2c1-_f_~MnH-+心2t+zH心(2)将Fe妇转化为Fe”(3)使F矿完全转变为Fe(OH)3沉淀,并防止Mn•+变成Mn(OH>z沉淀(4)Mn~++Hz()2+20H一一Mn()it+2H2{)旦(5)漏斗、玻瑞棒、烧杯6.(共9分)(1)Fe(OHh、CuO(2分)(2)CuS04+Fe=Cu+FeS04(2分)(3)稀H2S04,铁粉(2分)(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3分)高考新题型《工艺流程题解题技巧点拨》化学工艺流程题近几年是高考的热点,所占的分值也相当重,但由于此类试题陌生度高,对学生的能力要求也大,加上有的试题文字量大,学生在没做之前往往就会产生畏惧感,所以这类题的得分不是很理想。要解好这一类题,学生最噩要的是要克服畏惧心理,认真审题,找到该实验的目的。一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质。一、对千实验目的为一的题目,其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时,要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶。蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法主要取决于溶质的溶解度。有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大,如N出N03、KN03等物质,在蒸发过程中比较难析出来,所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小,如NaC|、KCI等,有少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl和KN03混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,母液中是KN03和少量NaCl。如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KN03,母液中是NaCl和少量KN03。如果是除
36杂,杂质所含的做比较少,一般是让主要物质析出来。如KN03溶液中含少楹NaCl,常用升温冷却结晶法,再经过过滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同),就可得到KN03固体了。如果NaCl溶液中含少撼KN03,则用蒸发浓缩结晶法.,这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质,主要原因是如果温度下降,杂质也会以品体的形式析出来。二、对于目的为制备某一物质的流程题,要求学生注意以下几个方面:1、明确题目目的是制什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。只有知道了实验目的,才能非常清楚的知道整个流程的意义所在,题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断),则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况:(l)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯德榜制碱中的NaHC03;还有如H202、Ca(HCO立KMn04、AgN03、HN03(浓)等物质。(2)如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性的酸产生时,则要加相对应的酸来防止水解。如:制备FeCl3、AICl3、MgCl2、Cu(N03)2等物质时,要蒸干其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解,否则得到的产物分别是Fe203、Al203、MgO、CuO;而像Al2(S04)3、NaAl02、Na2C03等盐溶液虽然也发生水解,但产物中Al(OH)3、H2S04、NaHC03、NaOH都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。(3)如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂,则要防止它们发生氧化还原的物质,如:含Fe2+、SO广等离子的物质,则要防止与氧化性强的物质接触。(4)如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等物质),则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去,也要防止空气中的CO2或水进入装置中。(5)如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况,根据它们的不同变化,找出合适的分离方法。2、寻找在制备过程中所需的原料,写出主要的化学反应文程式或制备原理,从中了解流程图。从近几年的高考题目中会发现,大多数题目都会给出制备物质时所需的原料,但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后,再写出主要的反应方程式,观察有没有副产品,如果有,剩余的步骤就是分离提纯了。工艺流程题解题技巧无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是:CD从题干中获取有用信息,了解生产的产品。@分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A、反应物是什么B、发生了什么反应C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。@从问题中获取信息,帮助解题。了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:1、对反应速率有何影响?2、对平衡转化率有何影响?3、对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。常见文字叙述套路:1、洗涤沉淀:往淜斗中加入蒸熘水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。
372、从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-(洗涤)。注意:@在写某一步骤是为了除杂是,应该注明”是为了除去丛赁足质”,只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。@看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平。2009-2010学年高考新题型工艺流程题1、海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:妞立竺竺巳精盐湾水互母液Mg(OH)l~巴竺竺心氏凶邸覂垄叩l2竺Mg丁贝壳缆竺O0卒石灰乳(1)若在空气中加热MgCl2•6比0生成的是Mg(OH)CI或MgO,写出相应反应的化学方程式;用电解法制取金屈镁时,需要无水氯化镁。写出用电解法制取金屈镁的化学方程式(2)Mg(OHh沉淀中混有Ca(OHh应怎样除去?写出实验步骤。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的:溶解时:过滤时:蒸发时:1、(1)MgCl2·6H20尘=Mg(OH)Cl+HCIt+SH20tMgCl2·6H20尘=Mg0+2HCIt+SH20t通电或Mg(OH)CI兰兰MgO+HCIt;MgCl2———Mg+Cl2t(2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用蒸馈水水洗涤。(3)搅拌,加速溶解;仗待滤液休沿玻璃棒流入漏斗,防仆外洒;搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。2、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:Na2CO~Cl2比10劝aOH、16邓&Cl溶液NaCl晶体50邓aO沁容液
38依据上图,完成下列填空:(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为;与电源负极相连的电极附近,溶液PH(选填:不变、升高或下降)。(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为:(3)如果精盐中so/-含量较高,必须添加钡试剂除去SO广,该钡试剂可以是(选填:a、b、c);a.Ba(OH)2b.Ba(NOJ2c.BaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、so/加入试剂的合理顺序为(选填:a、b、c);a.先加NaOH,后加NaCQ3,再加钡试剂b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2C03c.先加钡试剂,后加NaOJ-I,再加Na2C03(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过、冷却、(填操作名称)除去NaCl。(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaCIO和H2,相应的化学方程式为2、(1)2Cl"-2e-=Cl2t升高(2)Ca2++CO{=CaC03I,Mg2++20ff=Mg(OH)iI(3)a、c(4)b、C(5)蒸发;过滤电解(6)2NaCI+2H20======::z:t,laOH+H2t+Cl2tCl2+2NaOH=2NaCIO+H2t3、(2006广东卷20)氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:(1)制备氧化铜·IIIIII工业CuS04----CuS04溶液一-cuS04•s比0一一……一-cuoCD步骤I的目的是除不溶性杂质,操作是:@步骤II的目的是除铁,操作是:滴加比02溶液,稍加热;当Fe2+完全转化后,慢慢加入Cu2(0H)iC03粉末,搅拌,以控制pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是:@步骤III的目的是得到CuS04•5比0固体,操作是:、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是:(2)探究氧化铜的性质CD取A、B两支试管,往A中加入适址的CuO粉末,再分别向A和B加入等体积3%H202溶液,只观察到A中有大量气泡,结论是:@为探究试管A中的反应速率,收集气体并测定其体积必需的实验仪器有:3、(!)(D称旦、i和解、过滤@促进Fe“转化Fe(OHb沉淀,以防止Cu2+的水解。@蒸发浓缩,冷却结晶,可以控制加热温度,且温度不超过100°C,加热均匀。(2)(DCuO对H202的分解有催化作用。@扯筒、水槽、秒表、导管。4、(2006广东卷22)往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其使用范围。例如,在某聚乙烯树脂中加入等质扯由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OHh,树脂可燃性大大降低,该Mg(OH)i的生产工艺如下:石灰乳精制卤水}一合成一水热处理一过滤一水洗一表面处理一过滤水洗一干燥(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)亡nCln•mH心],反应的化学方程式
39为(2)合成反应后,继续在393K~523K下水热处理8h,发生发应:Mg(OHh-nCln•mH20=(l-n/l.)Mg(OH)z+n/l.MgCl2+mH20水热处理后,过滤、水洗水洗的目的是(3)阻燃型Mg(OH)i具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是(4)已知热化学方程式:Mg(OH)i(s)=MgO(s)+H心(g);t,H1=+81.5kJ/molAl(OHb(s)=1/2Al203(s)+边H20(g);t,H2=+87.7k」/molG)Mg(OH)i和Al(OHh起阻燃作用的主要原因是@等质址Mg(OH)2和Al(OH汃相比,阻燃效果最好的是原因是(5)常用阻燃剂主要有三类:A.卤系,如四浪乙烧;B.磷系,如磷酸三苯酕;C.无机类,主要是Mg(OH)i和Al(OHh。从环保的角度考虑,应用时较理想的阻燃剂是(填代号),理由是4、(1)2MgCl2+(2-n)Ca(OH)i+2mH20=2Mg(OHh-n•Cln•m比o+(2-n)CaCl2(2)除去附右在Mg(OH)i表面的含等杂质MgCl2的滤液。(3)“水热处理”、”表面处理”。(4)CD分解时吸收大羁的热显。@Mg(OHh,等质亚的Mg(OH)i分解时吸收的热兄比Al(OHh大(5)C;A会破坏臭氧层,B中的P元素会造成藻类生物的大屈繁殖。5、(2007广东卷21)以氛化钠和硫酸桉为原料制备氯化按及副产品硫酸钠,工艺流程如下:80/)v~70/'陟rk言60~'"--Z`氯化f/k2尸千一茄芬内硫酸桉暑匡寸巨h言°;三::r/滤液L30I穹气司一回-NH4Cl王回202030405060708090JOO温度I°C氯化按和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:(1)欲制备10.7gNH忒l,理论上需NaCl_g。(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。(3)“冷却结晶“过程中,析出NH忒1晶体的合适温度为_(4)不用其它试剂,检查NH心l产品是否纯净的方法及橾作是(5)若NH-1Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是5、(1)11.7(2)蒸发皿(3)35·c(33·c-40·c均可得分)。(4)加热法;取少蜇氯化按产品千试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铣产品纯诤。(5)重结品。6、(2008广东19)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg“、Fe“、C「和SO42等杂质,提纯工艺路线如下:工业碳酸钠一勹/一尸三尸三口气~::一三一一一尸趁热过滤一{母液Na2C03•H2。一___.I试剂级Na2C03一二
40。三IN“立·711已知碳酸钠的溶解度(5)随温度变化的勺父曲线如下图所示:Na2C03•H20回答下列问题:(1)滤渣的主要成分为己(2)"趁热过滤"的原因是乃3353373(3)若在实验室进行“趁热过滤",可采取的措施是(写出1种)。(4)若“母液"循环使用,可能出现的问题及其原因是(S)已知:Na2C03.lOH20(s)=Na2C03(S)+lOH20(g)l:i.H1=+532.36kJ•mol一lNa2C03•10H20(s)=Na2C03•H20(s)+9H20(g)l:i.H2=+473.63kJ•mol-1写出Na2C03•比0脱水反应的热化学方程式6、(1)滤涾的主要成分为Mg(OH)i、Fe(OH)3、CaCO扣(2)使析出的品体为Na2C03忱0,防止因温度过低而析出Na2C03·lO比0品体,令后续的加热脱水耗时长。(3)用已预热的布氏沥斗趁热抽滤。(4)溶解时有大倍沉淀生成,使Na2C03损耗且产物Na2C03混有杂顶;原因:“母液”中,含有的离子有Ca2+,Na+,C|,SO42”,OH,CO32雪,当多次循坏后,使用离子浓度不断增大,溶解时会生成caso心Ca(OH)2,CaC03等沉淀。(5)Na2C03•H20CS)=Na2C03Cs)+H20Cg)f:,H=+58.73kJ/mol7、(2008广东23)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅炕(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:三号ISIHCI3(粗)卢斗ISiHCl3(纯)三CD写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。@整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H心03、HCI和另一种物质,写出配平的化学反应方程式;H2还原SiHCl3过程中若混02,可能引起的后果是(2)下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母)。A、碳化硅化学性质稳定,可用千生产耐高温水泥B、氮化硅硬度大、熔点高,可用千制作高温陶瓷和轴承C、高纯度二氧化硅可用千制造高性能通讯材料—光导纤维D、普通玻璃是由纯碱、石灰石和右英砂制成的,其熔点很高E、盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单品硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化桉溶液,振荡。写出实验现象并给予解释
417、(1)(DSiHCl3+H2~i+3HCI@3SiHCl3+3H20=H心03+H2个+3HCI:高温下,H2遇02发生爆炸。(2)ABCD(3)生成白色絮状沉淀,有刺激性气味的气体生成;SiO;与NH;发生双水解反应,SiO/'+2NH/+2H20=2NH3·比0+H2Si03i8、(2008江苏17)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:三产物巳某研究小组在实验室用重品石(主要成分BaS04)对工业过程进行模拟实验。查表得:高温下BaS04(S)+4C(s):;;:—4CO(g)+BaS(s)心H1=+571.2kJ•mol-1CD商温FBaS04(s)+2C(s):;;:—2C02(g)+BaS(s)6H2=+226.2kJ•mol-1@(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为:c(B{)(2)向BaCb溶液中加入AgN03和KBr,当两种沉淀共存时,一一一=c(Cr)[K,p(AgBr)=5.4X10-13,Ksp(AgCl)=2.0X10-10]产·1日叫皿广(3)反应C(s)+C02(g)一一一2CO(g)的LH=_kJ•mol-10(4)实际生产中必须加入过拯的炭,同时还要通入空气,其目的是8、(1)S2-+H20;;:::兰HS-+OH-;HS-+比0;;:::兰庄S+OH一;(2)2.7Xl0';(3)+172.5;(4)使BaS04得到允分的还原(或提高Bas的产昼);0@为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温。9、(2008年上海高考27)明矶石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矶石的组成和明矶相似,此外还含有氧化铝和少监氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:明矶石芦邕滤~1蒸发滤液I氢氧化铝根据上述图示,完成下列天空:(1)明矶石焙烧后用稀氨水浸出。配制500ml稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有250.28g氨)mL,用规格为ml量筒量取。(2)氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42一外,还有大量的NH4十。检验NH4十的方法是(3)写出沉淀物中所有物质的化学式
42(4)滤液I的成分是水和(5)为测定混合肥料K2S0小(NH心S04中钾的含量,完善下列步骤:CD称取钾氮肥试样并溶千水,加入足蜇溶液,产生白色沉淀。@(依次填写实验操作名称)。©冷却、称重。(6)若试样为mg,沉淀的物质的批为nmol,则试样中K2S04的物质的量为:mol(用含M、n的代数式表示)。9、(1)78.0100(2)取滤液少许,加入NaOH浴液后加热,牛成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。(3)Al(OHhAl203Fe203(4)K2S04(NH4)iS04(m-132n)(S)BaCl2过滤洗涤干燥(6)4210、(08深圳宝安区一模)令员是银白色或有蓝色光泽的软质金属,具延展性,密度:8.642克/厘米30熔点:320.g·c。沸点76s·c。常见化合价为+2价。不溶千水,溶于大多数酸中。在元素周期表中,锌(30Zn)、锅(48Cd)、采(80Hg)同属千锌族,锌和采在自然界中常共生,令员的金属活动性介千锌和采之间。湿法炼锌过程中产生的铜镐渣中含有Cu、Cd、Zn等多种金屈,可用于生产金屈镐。镐的主要用途可以用作锦—锅电池,以及用千颜料生产,锅化合物还在PVC稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用。铩的生产流程如图示意如下:请回答下列问题:(1)写出步骤O反应的离子方程式(2)步骤@所加入的金屎的名称是,为了实现绿色化学的目标,应如何处理”溶液1"?(3)步骤@用“溶液2"作电解液,锅在极析出,该电极反应式是(4)“电解废液”中含有锅,不能直接作为污水排放。目前含锅的废水处理的方式有两种,一种是在含锅污水中加入硫化钠沉淀锅离子,另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝沉淀锅离子。写出加入硫化钠溶液沉淀锅离子的离子方程式10、(I)Zn+2H+=zn2·+H2tCd+2H+=Cd2·+H2t(2)锌,电解回收金屈Zn(或者加入适噩的生石灰,过滤;或者加入适篮的氢氧化钡,过滤)(3)阴极Cd2++2e·=Cd(4)Cd2++52=CdSi11、(08广东六校第三次模拟)某化学兴趣小组全体同学进入一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查,工厂负责人向同学们展示两个处理方案,并向同学们提出下列词题:方案甲:三在空气中灼烧叶甲色固体及残留物1足量稀硫酸、加热►I苀色溶液及不溶物1©@三压二斐已1浅绿色溶液及红色沉淀物I~口五5三三|@方案乙:五皇1碎铜、碎电缆皮、其他杂质l~I蓝色溶液及不浴物1三五丿三1浅绿色溶液及红色沉淀物1会~丿:三五三]
43(1)两个方案哪个符合当前生产的绿色理念,为什么?(2)写出方案甲中的@@步骤反应的离子方程式:(3)工厂负责人指出,无论是甲还是乙的方案,在“加铁屑“这一步时,应该加入略过谥的铁屑,你认为这么说的道理是:(4)用简便方法检验红色粉末中是否含有过械的铁屑,如果有,请你提出合理的处理方案(5)为了增加经济效益,该工厂把最后一步所得浅绿色滤液通过、冷却结品、、洗涤、自然干燥得到一种俗称“绿矶”的工业产品。11、(1)乙;甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气休、粉半、烟雾。(2)CuO+2H+=Cu2•+H20Fe+Cu2•=Fe2•+Cu(3)确保Cu完全悝换出来(4)可用磁铁检验是否含铁屑(或取样品加入盐酸看有没有气泡产生);将所得铜粉用稀盐酸或稀硫酸清洗后再洗涤、干燥。(5)热发浓缩、过滤12、(2008年广州调研测试题)实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下:i品立巴飞吕杂滤液200滤渣NaN03硝酸钾等匹种物质的溶解度随温度变化如右图所示。回答下列问题:100KCI(1)为了加速固体溶解,可采取的措施是:NaCl(2)实验室进行蒸发浓缩操作时,将蒸发皿置千020406080100温度/·c铁圈上,用酒精灯加热。取用蒸发皿应使用(填仪器的名称),为了防止液滴飞溅,进行的操作是(3)"趁热过滤"操作中,滤渣的主要成分是(填化学式)(4)"趁热过滤”后,有时先往滤液中加入少量水,加热至沸,然后再“冷却结晶",目的是(5)制得的KNO,产品中常含NaCl,进一步提纯的方法是解析:该题可以说得上是流程题中的经典题目,它很好的考察了物质的分离与提纯中的一些基本操作,也考察了不同性质的物质在分离提纯时所采取的不同方法,特别是考察了温度这一外界因素在制备产品时所起的关键作用,通过前面的分析,我们很快可以得出正确的答案:12、(1)搅拌、加热;(2)玵祸钳,用玻璃棒不断搅拌滤液;(3)NaCl;(4)稀释溶液,防止降温过程中NaCl析出,提岛产品的纯度:(S)重结品13、(2009年广州调研测试题)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下:(粗盐中杂质离子为:5042-、Mg2+、Ca2+)粗盐r·rH,O--rBaCl2·NaOH·-T·Na·-,-2C0l3H『10%NilOH卫-L卫市1J]一匠可一口16%NaCI溶液卢NaCl晶体50%NaOH溶液
44(1)精制过程中反应的离子方程式为(2)电解过程的总反应方程式为。(3)电解槽阳极产物可用千(至少写出两种用途)。(4)已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表:,温度/°cI20|30|40|50|60708090100NaOH/g109118129146177300313318337NaCl/g3636.336.63737.337.838.43939.8根据上述数据,脱盐的主要工序应为、。脱盐后的碱液含NaOH约so%,含NaCl仅约2%左右,NaCl能够从溶液中大量析出的原因是13、(1)Ba2++SO广=BaSO心Mg2++20H-=Mg(OH)沙ca2++co/=caco妙Ba2++C032=BaCO纱电解(2)2NaCI+2H20~2NaOH+H2f+Cl2t(3)制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等(任写2种)(4)蒸发浓缩过滤蒸发过程中溶剂(水)大量减少,Na十浓度显著增加促进NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动(或:Na十浓度显著增加抑止了NaCl的浴解)14、(09杭州儒林育英高复学校第三次)现有含Nae|、Na2S04、NaN03的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现C|-、SO42-、N03一的相互分离。相应的实验过程可用下列流程图表示:压三三三操作@(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称:试剂1试剂2试剂4(2)恰当地控制试剂4的加入量的方法是(3)加入过量试剂3的目的是(4)在加入试剂4后,获得固体D的实验操作@是——(填操作名称)。14、(1)氯化钡溶液或硝酸钡溶液;硝酸银溶液;硝酸溶液(2)测定溶液的pH(或加入HN03后不再产生气泡)(3)除去溶液中过扯的Bd2+、Ag+(4)蒸发、冷却结品15、(2009年高考广东22)某工厂生产绷砂过程中产生的固体废料,主要含有MgC03、MgSi03、CaMg(CO成Al203和Fe203等,回收其中镁的工艺流程如下:
45硫酸滤液澄一滤沿l滤济凶OH溶液滤液DM,I.OH)i➔...-MgCll沉淀物Fe(OH)3Al(OHbMg(OH)iPH3.25.212.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,诸回答下列问题:(1)"浸出“步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出两条)。(2)滤渣I的主要成分有(3)从滤渣11中可回收利用的主要物质有(4)Mg(CI03}z在农业上可用作脱叶剂、_己250催熟剂,可采用复分解反应制备:"200MgCl2+2NaCI03:Mg(CIO如2NaCI150laCIO•已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)100变化曲线如下图所示:`KC1,50O将反应物按化学反应方程式计量数比混合N.Cl。制备Mg(CIO北。简述可制备Mg(CI03lz的原因:211030032034D360380TIK@按@中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(CIO出过程中,常伴有NaCl析出,原因是:。除去产品中该杂质的方法是:15、(1)适当提席反应温度、增加浸出时1间(或其他合理答案)(2)Fe(OHLAl(OHL(3)Na2SO~(4)(D在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO山的溶解度随温度变化的蔽大;NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。@降温前,溶液中NaCl已达饱和;降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少歌析出。噩结晶。【考点分析】对常见金屈元素及其化合物主要性顶的掌握,以及对离子反应实队的认识。考查考生运用基础知识解决简单化学问题的能力,以及对图衣观察分析能力。16、(2009年高考江苏15)医用氯化钙可用千生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少懿Na+、Al3+、Fe3+等杂志)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2•2H20的质量分数为97.0%-103.0%)的主要流程如下:工业CaC0-三卢勹尸了氢氧化钙-卢盐酸1蒸发结晶(160°C)滤渣CaCl2•2H心(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的PH为8.0-8.5,以出去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OHh是否沉淀完全的试验操作是(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的PH约为4.0,其目的有:CD将溶液中的少矗Ca(OHh转化为
46CaCl2;@防止c砍在蒸发时水解;毯)(3)测定样品中C「含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250ml容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液千锥形瓶中;c.用0.05000mol/LAgN03溶液滴定至终点,消耗AgN03溶液体积的平均值为20.39ml。G)上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有@计算上述样品中CaCl2•2H20的质量分数为@若用上述办法测定的样品中CaCl2•2H20的质趾分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有16、(1)取少拭上层消液,滴加KSCN溶液,,若不出现血红色,则表明Fe(OHb沉淀完全。(2)防止溶液吸收空气中CO2{3)(D酸式滴定管@99.9%@杆品中存在少拭的NaCl;少址的CaCl2•2H20失水。17、(2009年高考上海27)实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:硝酸iA(NH小C03大理石一三已—尸一勹厂一勹三三勹尸CaCO3Fe(OHh滤液B(1)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是(2)操作II的目的是,溶液A(溶质是共价化合物)是(3)写出检验滤液中是否含铁离子的方法:(4)写出加入碳酸桉所发生反应的离子方程式:写出滤液B的一种用途:(5)Ca02中一般含Cao。试按下列提示完成Ca02含量分析的实验设计。试剂:氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚猷仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤:0;@加入;©加入酚猷,用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00ml恰好完全反应,实际操作中过量半滴(1ml溶液为25滴),则相对误差为17、(1)硫酸钙微溶丁水(2)除去溶液中Fe3+,氨水(3)取少扯滤液,向其中加入硫氮化钾浴液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少篮滤液,向具中加入硫氝化钾溶液,溶液变红色,说叭滤液中含Fe3+(4)ca2•+co/·=CaC03i作化肥(合理即给分)(5)称蜇过星的标准盐酸(6)0.1%18、(2009年高考福建24)从铝土矿(主要成分是Al203,含Si02、Fe203、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:通人过量co,
47请回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成A户的离子方程式为(2)流程乙加入烧碱后生成Sl032一的离子方程式为(3)验证滤液B含Fe3\可取少量滤液并加入—(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成份是(填化学式),写出该溶液的一种用途(5)已知298K时,Mg(OHh的容度积常数Ksp=5.6X10-12,取适虽的滤液B,加入一定最的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的:c(Mg2+)=18、(I)Al心+6H+=2Al3++3H20(2)Si02+20H-=Si0尸比0(3)硫氧化钾(或硫氝酸钾、苯酚浴液等合理答案)(1)NaHC03;制纯碱或做发酵粉等合理答案。(5)5.6Xl0-10mol/L19、(2009年高山考天津9)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和浪的过程如下:上通入空气吹出Br2,II斗让已Im匼(1)诸列举海水淡化的两种方法:(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H心、,或H公(3)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br一,其目的为(4)步骤II用S02水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为:,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是(5)某化学研究性学习小组为了解从工业浪中提纯澳的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59°C。微溶千水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:请你参与分析讨论:CD图中仪器B的名称:@整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是温度计a@实验装置气密性良好,要达到提纯浪的目的,操作中如何控制工业没关键条件:NaOH浓溶液AcD@c中液体产生颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是19、(1)蒸馈法,电渗析法,离子交换法等。(2)CliNaOH,NaCIO(3)富某浪元素(4)S02+Br2+2H20=4H++2Br+so/强酸对设各的严重腐蚀。(5)CD冷凝管@Br2腐蚀橡胶@控制温度计b的温度,并收块59°C时的熘分。@深红棕色;分液(或蒸馈)
4820、(2009年高考山东30)孔雀石主要含Cu2(0H)iC03,还含少谥Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuS04•SH20及CaC03,步骤如下:Fe(OH)3孔雀石竺压笠E兑A竺巠旦溶液BCuO02-溶液C-CuS04•5H20iCaCl2溶液一CaC03fNH3•H20请回答下列问题:(1)溶液A的金屈离子有Cu2+、Fe2+、Fe气从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂CD为(填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为(填代号)。a、KMn04b、(NH4)2Sc、历02d、KSCN(2)由溶液C获得CuS01•5比o,摇要经过加热蒸发、一、过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是(3)制备CaC03时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入)(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出,应选用下列装置回收(填代号)。』』上多孔球泡凡bdC(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应一,直到:用KMn04标准溶液滴定时应选用滴定管(填“酸式”或“碱式”)。20、(l)c,d(2)冷却结品,引流(3)NH?(或NH:i·比0),bd(4)注视凹液面的最低处与刻度线,凹液面的最低处与刻度线相平;酸式化学实验与工业流程相结合导学案【知识积累一】化工生产主要解决六方面问题:【例19】解决将原料转化为产品的生产原理;【例20】除去所有杂质并分离提纯产品;【例21】提高产量与产率;【例22】减少污朵,考虑“绿色化学“生产;【例23】原料的来源既要考虑丰富,还要考虑成本问题;【例24】生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题化学工艺流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。。要准确、顺利解答工艺流程题,学生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。【知识积累二】常见与工业生产有关的化学反应--传统工业不能丢(i)工业制粗硅
49@制漂白粉@工业制硫酸@合成氨工业@工业制硝酸@氯碱工业©工业制玻璃@工业制纯碱【知识积累三】常见与生产生活相关的物质相关物质化学式或名称加碳食盐中含殡物质KI03半导体材料SiGeSe光导纤维Si02硅酸盐工业玻璃、水泥、陶瓷饮用水净水剂明矶饮用水消毒剂Cl2、Cl02、漂白粉、03、H202、NaClO常用漂白剂活性炭、SO,、HClO、H20.、Na,O.,、0勺大气污染物co、cn、NO、Nn【知识积累四】工业流程题中常用的关键词原材料:矿样(明矶石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锥辉石、黄铜矿、猛矿、高岭土,烧渣),合金(含铁废铜),药片(补血剂),海水(污水)灼烧(缎烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质:如海带中提取磺酸:溶解、去氧化物(膜)、调节PH促进水解(沉淀)碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节PH促进水解(沉淀)氧化剂:氧化某物质,转化为易千被除去(沉淀)的离子氧化物:调节PH促进水解(沉淀)控制PH值:促进某离子水解,使其沉淀,利千过滤分离煮沸:促进水解,聚沉后利千过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气趁热过滤:减少结晶损失;提高纯度解题方法:(首尾分析法)流程图的呈现特点:主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答.【练习l】聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式颌化铝Al2(OH).,Cl仓n]本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al心(25%~34%)、S戍(40%~50%)、Fe心(0.5%~3.0%)以及少杂杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶千酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
50高岭土15%盐酸少矗铝粉适显CaC03卢}调节溶液pH在4.2~4.5蒸发浓缩90°C~I00°C1-----A½{OH)p尸根据流程图回答下列问题:(1)"缎烧"的目的是(2)配制质量分数15%的盐酸需要200mL30%的浓盐酸(密度约为1.15g•cm-3)和g蒸熘水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃样、(3)“溶解“过程中发生反应的离子方程式为(4)加少量铝粉的主要作用是(5)“调节溶液pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是“蒸发浓缩"需保持温度在90~1oo·c,控制温度的实验方法是。解析:对比原料与产品可知,该生产的生要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将Al心利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析,除铁用铝置换后过滤,高岭土中的Al心不溶千酸,必须经缎烧改变结构。该题经这样分析,题设的所有问题的答案并在分析之中。参考答案:(1)改变高岭土的结构,使其能溶千酸。(2)230:蜇简。(3)Al,0,+6+「==2Al''+3H,0Fe心+6H'==2Fe''+3比0(4)除去溶液中的铁离子:(5)pH计(或精密pH试纸);水浴加热[点评]首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法,这种方法的特点:简单、直观,很容易抓住解题的关键,用起来方便有效。使用这一方法解题,关键在千认真对比分析原材料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄涾楚了,围绕生产主线所设计的系列问题,也就可解答了。【练习2】(07上海).将磷肥生产中形成的副产物石膏CCaS0,1•2比0)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石衬转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。CaS0,·2H20v二$二平二三三王c=芯主丁二-了王立-NH3皿)iS04C1caCl2.6H20k2SO4(1)本工艺中所用的原料除CaS04•2比0、KCl外,还需要等原料(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸按溶液后发生反应的离子方程式:(3)过滤I操作所得固体中,除CaCO3外还含有(填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。(4)过滤I操作所得滤液是(NH心S0,1溶液。检验滤液中含有CO32一的方法是:(5)已知不同温度下凡so在100g水中达到饱和时溶解的扯如下表:温度c·c)IoI20I60IK2SO4浴解的量~ll.1I18.260°C时凡S04的饱和溶液591g冷却到0°C,可析出K2S01晶体g
51(6)氯化钙结晶水合物CCaCl2•6比0)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是_a熔点较低(29°C熔化)b能导电c能制冷d无毒(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:答案:(1)CaC03NHJ比0;(2)CaSO汁co厂---CaCOJI+SO/-,C3)CaSO"(4)滤液中滴加盐酸产生气泡;(5)54g;(6)ad(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)解析:此题是一道以工业生产为背景的实验题,考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出,所需原料除CaS04•2比0、KCl外,还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的,碳酸钙是难溶的,因此石膏悬浊液中加入碳酸桉溶液后生成了碳酸钙和硫酸按,生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法,若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不不变,查表可知不同温度下的溶解度,先求出591饱和液中含有的水是500g,在o·c可溶解硫酸钾37g,所以析出晶体54g。作为储热材料,要求能在室温左右的温度下工作,且对人体无害,故选ad;绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物,原子利用率高,因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用【知识积累五】化工生产的主要操作:过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。其中结晶应注意:(1)当溶液是单一溶质时@所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3):蒸发、结晶@所得晶体带结晶水(如CuSO..5比0、摩尔盐即硫酸亚铁钦[(NH4i2504·Fe504·6H心]):蒸发农缩(至有晶膜出现),冷却结晶,过滤(2)当溶仗中有两种或以上溶质时要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶),趁热过滤要得到溶解度受温度影响大的:蒸发浓缩,冷却结晶,过戎绿色化学理念:(1)环境污染问题;(2)原子的经济性;(3)节约能源(包括使用催化剂);(4)原料应是可再生的(或者可循环使用);(5)工艺的安全性【练习3】胆矶是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矶。有人设计了如下流程:+A+H心2+Cu2(OH)2co31II加热煮沸I…-丿一二一三三二二勹三一pH值控制可参考下列数据
52物质开始沉淀时的pH值完全沉淀时的pH值氢氧化铁2.73.7氢氧化亚铁7.69.6氢氧化铜5.26.4诮根据上述流程回答下列问题:(1)A物质可选用(项字母)。a.稀H2SO,.b.浓比SO4/Ac.浓FeClJ溶液d.浓HNO,(2)I中加H心的目的(3)II中加Cu2(OH)2C03的目的是其优点是(4)III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为(5)V中加比S04调节pH=l是为了(6)V到VI的操作是(7)某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想,需作改进,其理由是。如何改进答案:.(1)b;(2)将亚铁离子氧化为铁离子;(3)中和过量的硫酸,调节溶液的pH,使Fe3+水解完全而沉淀;不引入新的杂质;(4)Fe3++3H20=Fe(OH)3!+3H+;(条件:加热)(5)抑制Cu2+的水解(6)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤(7)产生污染环境的二氧化硫,硫酸利用率低;加热,并在稀硫酸中通入氧气。(其它合理答案,酌悄给分)【课后巩固】1.明矶石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矶石的组成和明矶相似,此外还含有氧化铝和少址氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:滤液一蒸发三混::料结晶过滤过滤1滤液1氢氧化铝根据上述图示,完成下列填空:(1)明矶石焙烧后用稀氨水浸出。配制500rnL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)mL,用规格为mL晕筒谥取。(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、SO尸外,还有大量的NH广。检验NH广的方法是(3)写出沉淀物中所有物质的化学式(4)滤液I的成分是水和(5)为测定混合肥料K2S01、(NH山so,,中钾的含址,诸完善下列步骤:CD称取钾氮肥试样并溶千水,加入足量溶液,产生白色沉淀。@、、(依次填写实验操作名称)。@冷却、称重。
53(6)若试样为mg,沉淀的物质的记为nmol,则试样中KzS仇的物质的品为:mol(用含有m、n的代数式表示)。2.(09年上海化学•27)实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:A硝酸大理石CaC03Fe(OH>J滤液B(1)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是(2)操作II的目的是,溶液A(溶质是共价化合物)是(3)写出检验滤液中是否含铁离子方程式:_(4)写出加入碳酸较所发生反应的离子方程式:写出滤液B的一种用途:(5)Ca02中一般含CaO。试按下列提示完成Ca02含量分析的实验设计。试剂:氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚猷仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤:CD;@加入;@加入酚猷,用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00rnL恰好完全反应,实际操作中过量半滴(lmL溶液为25滴),则相对误差为3.亚氯酸钠(NaCl02)是一种重要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:160g/L稀NaCHH22SI03-r=-:::7。。二:丿苍妇S02和气混合气-N三-回一五-aHHO2NaClO2·3H20已知:(I)NaC凡的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO口3比0。@ClO2的沸点为283K,纯C顶易分解爆炸,常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解@I-ICl也在25°C时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当,可视为强酸。C1)160g•L一1NaOH溶液的物质的趾浓度为。若要计算该溶液的质量分数,还需要的一个数据是(2)Cl02发生器中所发生反应的化学方程式为。发生器中鼓入空气的作用可能是(选填序号)。(a)将S02氧化成S03,增强酸性;(b)稀释Cl02以防止爆炸;(c)将NaCl仇氧化成Cl02(3)吸收塔中为防止产生NaCl伪被继续还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H心处,还可以选择的还原剂是(填序号)A.Na2028.Na2SC.FeCl2D.KMn0,1(4)在碱性溶液中NaCl02比较稳定,所以吸收塔中应维待NaOI-!稍过量,判断NaOI-!是否过量的简单实验方法是(5)从滤液中得到NaClO心比0粗晶体的实验操作依次是(选填序号)。A.蒸馆B.蒸发C.灼烧D.过滤E.冷却结晶(6)从滤液中得到NaCl02•3比0晶体还必须进行的操作是(填操作名称)。
542、(1)4mol·L-1;溶液的密度;(2)2NaCIO计SO汁H2S04=2CIO计2NaHS04或2NaCIO计502=2(102+Na2504(2分)b;(3)A;(4)定吸收塔内溶液的pH;(5)BED或ED;(6)重结晶4蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe心、Al心、Si02组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:HClCa~u),。(o印,蛇纹石卢式碳酸慎♦仄泛汾B00,(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了M矿外,还含有的金属离子是(2)进行I操作时,控制溶液pH=7~8(有关氢氧化物沉淀的pH见右表),Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量氢氧化物IFe(OH)11Al(OH)31Mg(OH)2可能会导致溶解、沉淀。开始沉淀pHI1.5I3.3I9.4(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入(填入物质的化学式),然后(依次填写实验操作名称)。(4)物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是(填写物质化学式)。(5)现设计一个实验,确定产品划gC03•浏g(OH)2•c比0中a、b、e的值,请完善下列实验步骤(可用试剂:浓硫酸、碱石灰):CD样品称量@高温分解@@@MgO称量(6)18.2g产品完全分解后,产生6.6gC心和8.0gMgO,由此可知,产品的化学式中:a=———畸'b=,c=5.回收的废旧锌猛千电池经过处理后得到猛粉(含Mn02、Mn(OH)2、Fe、乙炊和黑炭等),由猛粉制取Mn02的步骤如下图所示。浓盐瘦HO2NaOHNaOH固体烘干得Mno2渣回收渣.滤液处理后作洗液根据上图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题。生成氢氧化物沉淀的pH(1)在加热条件下用浓盐酸浸取铝粉,所得溶液中含物质l开始沉淀,沉淀完全有Mn“、Fe2+等。Mn02与浓盐酸反应的离子方程式FdOH)$2.73.7Fo(OH),1.69.6为Mn(OH)`8.39.8(2)猛粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足臣H心溶液,其作用是(3)过滤I所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是(4)过滤II所得滤液加入足量H心溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使M矿氧化得到Mn02,反应的离于方程式为(5)实验室进行过滤操作时.简要用到的玻璃仪器有6以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少世杂质Si心)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2S01+l702=4CuS0"+2Fe2(S01)3+2比0
55某工厂运用该原理生产铜和绿矶的工艺如下:浸泡千稀硫酸,细菌2(SO心CuSO」加入过呈CuOI~兰立二巴兰~~[豆1黄铜矿剔不断通入筑气,数天后过滤混合溶液反应I—-反应II----------..-下试剂aF由I\I操作I三<—心U心反应V回答下列问题:(1)固体A的成分为(写化学式);(2)写出反应ll1的化学方程式(3)试剂a为,试剂b为(4)欲从溶液中获得绿矶品体,分离操作I应为、、答案:1【解析】(1)根据稀释前后溶质质世不变得:0.5Lx39.2g/L=vx251.28g/L,v=0.078L=78ml。为了减少误差,最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。(2)NH4十的检验方法是先将NH4十中加入强碱,使之转化为NH3,然后检验NH3:用润湿的红色石蕊试纸放在向移的试管口,试纸变蓝色,说明有氨气放出,原物质中含有按根离子。(3)Al3++3NH3•比0错误!未找到引用源。Al(OH)妙+3NH4十,根据题意明矶石中含有Al203、Fe203,所以沉淀物为Al(OHh、Al203和Fe20扣(4)由于明矶石的组成与明矶相似,所以滤液的成分中含有K2S04和反应后生成的(NH小S04以及水。(S)混合肥料中含有K2S04和(NH心S04,要产生臼色沉淀,加入的浴液为BaCl2或Ba(NO扣溶液,以后的操作为:先将混合液过滤,然后洗涤,最后干燥,冷却后称噩。(6)根据题意有:174n(K2S04)+132n[(NH小S04]=mg......CD,m—132n再由soi-守恒得:n(K2504)+n[(NH4)i504]=nmol…...@,n(K2S04)=~mol。42【答案】(1)78:100。(2)取滤液少许,加入NaOH,加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。m-132n(3)Al(OHb;Al203:Fe203.(4)K2S04;(NH4)iS040(S)BaCl2;过滤洗涤:干燥。(6~mol。422解析:(1)1七so4与CaC03反应生成CaS04,CaSO-t微溶于水,附着在CaC03的表面,阻止反应进一步发生。(2)溶液A应呈碱性且溶质为共价化合物,故溶液A是氨水,目的是除去Fe3+0(3)Fe3十能与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3,用此反应物质来检验Fe3十的存在。(4)滤液B的主要成分是皿N03,可用于制造化肥。(5)首先称蜇固体的质橇,再加入过蜇的盐酸标准溶液,过谥的盐酸再用NaOH标准溶液滴定。1mL11(6)半滴溶液的体积为下宁丽nL,则相对误差为(点mL/20.00mL)x100%=0.1%。答案:(l)硫酸钙微溶千水(2)除去溶液中Fe3十氨水(3)取少量滤液,向其中加入硫氧化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少量滤液,向其中加入硫氮化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+(4)Ca2++co;-=CaC03+作化肥(5)称量过址的标准盐酸(6)0.1%3、(1)4mol·L-1;溶液的密度;(2)2NaCIO计SO汁H2S04一2CIO计2NaHS04或2NaCIO计S02=2CI02+Na2S04(2分)b;(3)A:(4)定吸收塔内溶液的pH;(S)BED或ED;(6)重结晶4、(l)Fe3+、Al3\(2)Al(OH)3,Mg(OH)2:(3)Na0H,过滤、洗涤、灼烧;(4)C02;(5)@测出CO2的质量;@测出水蒸气的质最;(6)3、I、3。解析(1)蛇纹石矿被盐酸溶解(沁02不与盐酸反应。以固体形式先被除去,这时溶液中的、Fe3+、A广是杂质。
56且该溶液呈强酸性。需除去Fe3'、Al3+、H勹(2)从流程图中可看出是将Fe3+、Al“转变成Fe(OH)3、(OH)3沉淀。但除Fe3+、A广的过程中一定不能损失Mg2.为达到这个目的。题示应用的原理是水解,只要加入一种能消耗H的物质,就能使上述水解平衡向水解方向移动.题给方案是加Ca(OH)2的方法,先加入适量的Ca(Ol-1)2,将Fe3十沉淀,要求pl·l<3.3,这时可以得到Fe(OH)(即沉淀物A,其中含少量氢氧化铝沉淀),过滤后再继续加Ca(Ol-1)2,使Al“转变为Al(OH)3沉淀(即沉淀物B)。这一步加入的Ca(OH)2不能太多。需将溶液的pl-I控制在7~8以内.若pH小千7,则AP不能完全沉淀;若pH过高。则将导致生成的Al(OH)3又溶解。同时M贮也会转化为沉淀而损失掉.最后先将M忒转化成Mg(HC03)2。再在控制加热的条件下利用水解原理生成缄式碳酸镁。在此过程中00是可重复使用的.(3)制纯净的o3时应将其中含有的少最(OH)3除去.除(OH)3的方法是利用它能溶解在强碱中。而Fe(OH)3不溶的性质(OH)3溶解后的操作是过滤、洗涤、灼烧.(5)是确定碱式碳酸镁组成的实验方案,原理是口仙欢h.6Mg(OH)2.cH2o塑(n+6)MgO+aCCh++(b+c)H20需测定的数据有:@样品的质扯,@MgO的质址,@生成的032的质量(或体积),@生成的水的质量.(6)rt-t(样品)=18.2grn(032)=6.6gm(Met3):8.Ogrn(H20)=18.2g-6.6g-8.Og=3.6gn(Mg0):潞=0.2moln(CCh)=潞6.6:0.15mol(H20)砸3.60.2mol从而得a:b:c=O.15:0.05:0.15=3:l:3。即a=3。b:1。c=3..I)Mn02·t-,i.f-I++2c1-_!__~Mnz+丑沁^+2H心(2)将Fe妇转化为Fe”(3)使F心完全转变为Fe(OH)3沉淀,并防止Mn2+变成Mn(OH)2沉淀(4)Mnt++H20产·20H—一一小心(一)zt+2H205(5)漏斗、玻璃棒、烧杯6.(共9分)(1)Fe(OHh、CuO(2分)(2)CuS04+Fe=Cu+FeS04(2分)(3)稀H2S04,铁粉(2分)(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3分)化学流程图专题分析江苏省前黄高级中学随着新课改的进行,在高考化学试题中化工题逐渐成为一类热门的主流题型'它将高中化学与某些化工生产很好地融合在一起,题目情景新颖,综合性强,思维痲大,具有挑战性。一些专家预测,在新课改背景下,无机化工题可能会逐渐取代以往高考化学试题中的无机框图型推断题,2007年广东、山东、上海高考化学试题中均考查了化工题,江苏省十三大市化学试题中几乎都设置了化工题。化工题是以某个具体的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践!环境保护!化学计算等考查同学们应用所学知识探究解决生产实际问题的能力,对综合能力要求很高”化工题的特点表现为:题目多以流程图的形式出现;题目所涉及的情景新颖;在题目中还时常出现一些化工术语(酸浸!水洗!水热处理表面处理等);题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论!晶体结构知识!物质制备和分离(提纯)知识、绿色化学观点、安全生产思想及从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力为了能够从容应答这类试题,考得理想的分数,下面我通过一个例题来分析解答化工题的一般思路和主要策略,希望大家多提宝贵意见。【例1】重铭酸钠(Na2年07·2比0)俗称红矶钠,在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铭铁矿(主要成份为FeO·Cr203,还含有Al203、MgO、S心等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:
57辂铁矿纯碗滤渣l}芦三稀释、煮沸调pH@@@@1-@红矶钠硫酸钠晶体@中涉及的主要反应有:主反应:4FeO·Cr20计8Na2CO计702兰兰8Na2Cr0计2Fe20计8C02副反应:Si02+Na2C03兰兰Na心03+C02个、Al20汁Na2C034::2NaAI02+CO21'部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:沉淀物~IFe(OHhIMg(OHhICr(OHh完全沉淀时溶液pH4。73。711。25。6试回答下列问题:(l)灯)”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是~两个副反应均为吸热反应,但在高温下均能自发进行,其原因是...0(2)”@“中调节pH至4.7,目的是...0(3)"@“中加硫酸酸化的目的是使CrO42一转化为Cr2072一,请写出该平衡转化的离子方程式:~。(4)'包)”中采用冷却结品的方法析出红矶钠,依据是^。【解析】以红矶钠的工业制备为背景考察化学原理部分的知识,过程中考察了条件的控制、化学反应方向的判断、溶度积常数的表达式和控制pH的应用。搅拌的目的是增大反应物的接触机会,从而加快反应速率。由千这两个副反应是在高温下才自发进行,所以必然是一个65>0的反应。@溶液中存在的主要阴离子有CrO42-、AI02-、SiO/-,pH调至4.7,是为了除去其中的AI02-、Si032-。硫酸钠的溶解度随温度的升高,先增大后减小,这一点较特殊,设问较困难。若给出其溶解度曲线,则可以帮助理解最后两步工艺。【答案】(1)使反应物接触更充分,加快反应速率65>0(2)除去溶液中的AI02-、Si032-(3)2Cro/-+2H+~Cr20/-+H20(4)红矶钠的溶解度随温度的降低而减小【小结】学生审题不消(采用冷却结晶的方法析出红矶钠,要回答的是依据而不是原因、试题要求写出Cr042一转化为Cr2012一的平衡转化离子方程式,但很多学生不用可逆符号而用等号),概念混淆(不断搅拌、增大反应物的接触面积能提高反应速率,能不能使平衡移动、不能增大反应物的转化率),思考问题的指向不正确(讨论反应能否自发进行应从什么角度思考?部分学生还不知道),分析问题能力差,化学原理不清,不能正确分析流程图中所包含的化学反应。【例2】明矶石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矶石的组成和明矶相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:
58`-``习芦曰亏飞了二沉淀物一斗溶解|一习过滤十一斗水解仁斗过滤仁>氢圾化铝根据上述图示,完成下列填空:(1)明矶石焙烧后用稀氨水浸出。配制500ml稀氨水(每升含有39。20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)ml,用规格为ml量筒量取。(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42一外,还有大琵的NH4十。检验NH4十的方法是(3)写出沉淀物中所有物质的化学式(4)滤液I的成分是水和(5)为测定混合肥料K2S04、(NH小S04中钾的含拯,请宪善下列步骤:@称取钾氮肥试样并溶千水,加入足扯溶液,产生白色沉淀。@(依次填写实验操作名称)。@)冷却、称重。(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmo|,则试样中K2S04的物质的量为:mol(用含有m、n的代数式表示)。【解析】(1)根据稀释前后溶质质量不变得:0.5Lx39.2g/L=vx251.28g/L,v=0.078L=78ml。为了减少误差,最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。(2)NH4十的检验方法是先将NH4十中加入强碱,使之转化为NH3,然后检验NH3:用润湿的红色石蕊试纸放在向移的试管口,试纸变蓝色,说明有氨气放出,原物质中含有按根离子。(3)Al3++3NH3灼0错误!未找到引用源。Al(OH)妙+3NH4十,根据题意明矶石中含有Al203、Fe203,所以沉淀物为Al(OHh、Al203和Fe20扣(4)由于明矶石的组成与明矶相似,所以滤液的成分中含有K2S04和反应后生成的(NH小S04以及水。(S)混合肥料中含有K2S04和(NH心S04,要产生白色沉淀,加入的溶液为BaCl2或Ba(N03)i溶液,以后的操作为:先将混合液过滤,然后洗涤,最后干燥,冷却后称量。(6)根据题意有:174n(K2S04)+132n[(NH小S04]=mg......(D,m-132n再由soi-守恒得:n(K2504)+n[(NH小504)=nmol..…@,n(K2504)=~mol。42【答案】(1)78;100。(2)取滤液少许,加入NaOH,加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。m—132n(3)Al(OHh;Al203;Fe2030(4)K2S04;(NH山S04o(S)BaCl2;过滤;洗涤;干燥。(6~mol。
59【例3】二氧化猛是制造锌镐干电池的基本材料。工业上以软钰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化猛的流程如下:I+·泥洹委水软猛矿-----1酸浸1节鹉曰泥液-西一气”AMnS洈洹泥液一泥液-…-画纯Mn01某软猛矿的主要成分为Mn02,还含有Si(16。27%)、Fe(S。86%)、Al(3。42%)、Zn(2。68%)和Cu(O。86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:沉淀物从l(OHhIFe(OHhJFe(OHhIMn(OHhlcu(OHh忆n(OHhlcusIZnS]MnSIFeSlpH13.2110.4!6.7(1)FeS04在酸性条件下将Mn02还原为MnS04,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为(2)滤渣A的主要成分是(3)加入MnS的目的是除去杂质。(4)碱性锌猛电池中,Mn02参与的电极反应方程式为(S)从废旧碱性锌猛电池中可以回收利用的物质有(写两种)。【解析】考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中,准确地提取实质内容,并与已有知识模块整合,重组为新知识模块的能力。由反应流程可知:在酸性条件下二氧化猛将Fe2+氧化为Fe3+,将Cu氧化成Cu2+,此外溶液中的还有Zn2+和Al3+,当调pH至5。4时,只有Al(O叽和Fe(OH}3会完全沉淀,故滤渣A的主要成分是Fe(OHh和Al(OHh。加入MnS后因为酸性条件下CuS、ZnS更难溶所以会转化为CuS、ZnS沉淀而除去Cu2+Zn2+0【答案】(1)MnO计2FeSO汁2H2S04=MnS04+Fe2(SO心+2比O(2)Fe(OHhAl(OHh(3)Cu2+Zn2+(4)Mn02+H20+e-=MnOOH+OH-(或2Mn0汁比0+2e-=Mn20计20H-)(5)锌、二氧化猛【例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaS04·2H20)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。CaS0,·2H20v二平二三二三CaCQ骂气三荨玉炉-NH3吨hSO4ClCaC12·6H20K2S0,(1)本工艺中所用的原料除Caso平比0、KCI外,还衙要等原料(2)写出石音悬浊液中加入碳酸铁溶液后发生反应的离子方程式:(3)过滤I操作所得固体中,除CaC03外还含有(填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。
60(4)过滤I操作所得滤液是(NH4)iS04溶液。检验滤液中含有CO32一的方法是:(S)已知不同温度下K2S04在100g水中达到饱和时溶解的蜇如下表:温度(·c)IoI20I60K2S04溶解的量(g)I7。4111。1I18。260°C时K2S04的饱和溶液591g冷却到o·c,可析出K2S04晶体g(6)氯化钙结品水合物(CaC12·6比0)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是a熔点较低(29•c熔化)b能导电c能制冷d无毒(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:【解析】此题是一道以工业生产为背景的实验题,考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出,所需原料除CaS04·2H20、KCI外,还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的,碳酸钙是难溶的,因此石膏悬浊液中加入碳酸较溶液后生成了碳酸钙和硫酸较,生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法,若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不变,查表可知不同温度下的溶解度,先求出591饱和液中含有的水是500g,在0°C可溶解硫酸钾37g,所以析出晶体54g。作为储热材料,要求能在室温左右的温度下工作,且对人体无害,故选ad;绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物,原子利用率高,因此生产流程中碳酸钙用千制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用。【答案】(1)CaC03NH3比o(2)Caso汁C032-➔caco3,,I,,+so/-(3)CaS04(4)滤液中滴加盐酸产生气泡(5)54g(6)ad(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)【小结】工业生产流程的设计和实验方案设计原理相似,只是在工业生产中对经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求,解题时应在实验室原理的基础上结合实际因素,充分读懂工业流程的每一个步骤的意义。【例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜(CuS04·SH20)。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。回答下列问题:(1)配平在滤液(III)中发生反应化学主程式:—NOx+—H20+—02——HN030(2)写出制取硫酸铜的总反应方程式(3)在上述生产过程中,被循环使用的物质是(4)诣你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。七八]玉^心靡D
61(Cu、浓硫;飞面面尸(水)三【解析】(1)NOx中N的化合价为2x,反应前后N化合价变化为5-2x,02中0化合价变化为4,初步配平为4NO汁比0+(5-2x)02➔HN03,再配平其他物质的化学计量数得:4N0x+2比0+(5-2x)02——4HN03;(2)发生的有关的化学方程式为:(5-2x)Cu+02-4x)HN03一一(5-2x)Cu(NO扣+2NOx+(6-2x)H20......@、4N0.+2H20+(5-2x)02-4HN03……@)、Cu(NO扣+H2S04—Cu504+2HN03……@),(D+Q)-;-2+@x(5-2x),得:(5-2x)Cu+02+(5-2x)H2504一(S-2x)Cu504+(S-2x)出o,化简得2Cu+02+2H2504-2Cu504+2H20;(3)要提供02,可用排空气法,即用A装置通过从分液漏斗中加水排出空气;消除氮的氧化物用B装置,一个导气管通氮的氧化物,一个导气管通空气,另一个导气管导出多余的空气。由实验室用浓硫酸和金属铜制硫酸铜,拓展到用稀硫酸、金属铜、通入氧气制硫酸铜,延伸到化工生产硫酸铜,再回归到实验室模拟化工生产过程。Cu+2H2S04(浓)兰兰Cu504+SO汗+2H20Cu+4HN03(浓)==Cu(NO击+2NO分+2H20502+2HN03(浓)==H2504+2N02Cu(NO扣+H2504==CuSO心+2HN03(应用侯氏制碱法的生产原理)4N02+02+2H20==4HN03把方程式进行加合,可得总反应方程式:2Cu+02+2H2S04兰兰2Cu504+2比0在模拟化工生产过程时,又把通入空气和水回归为制取氧气通入水中。答案:(1)2cu+02+2H2SO仁~兰2CuS04+2H20(2)HN03(3)B、A。【例6】工业制备高猛酸钾是猛的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软猛矿制备高猛酸钾的一种工艺流程。空气CO2Mn02KOH石灰苛化尸(DKMn04稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是(填代号)。a.84消毒液(NaCIO溶液)b.双氧水C.苯酚d.75%酒精
62@高猛酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是___(填代号)。a.浓硝酸b.硝酸银C.氯水d.烧碱@)上述流程中可以循环使用的物质有(写化学式)。@若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1molMn02可制得molKMn040@该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2,所需试剂最好选择(选填代号)。a.石灰石b.稀HCIC.稀H2S04d.纯碱所需气体发生装置是(选填代号)。ABC苞)操作l的名称是;操作II根据KMn04和K2C03两物质在(填性质)上的差异,采用(填操作步骤)、趁热过滤得到KMn04粗品体。【解析】高猛酸钾又名灰猛氧,是+7价猛最重要的化合物,也是最重要和最常用的氧化剂之一。本题以液相氧化法制备高猛酸钾为背景,着重考察了基本化学实验知识,本题可很好地巩固试剂保存、分离提纯操作、有关气体制取实验原理和装置知识等。(1)高猛酸钾的消毒机理主要是靠其氧化性氧化微生物而杀灭微生物,它通过氧化细菌体内的活性基团而发挥作用,类似84消毒液(NaCIO溶液)、双氧水,而苯酚、酒精消毒机理主要是使蛋白质75%凝固。(2)试剂保存方法源于试剂的性质,见光易分解的物质通常保存在棕色试剂瓶中。浓硝酸、硝酸银、氯水等试剂都是中学阶段常用试剂,都保存在棕色试剂瓶中。(3从流程图中不难发现,由千K2Mn04在酸性条件下易歧化为Mn02和KMn04,所以Mn02可以部分循环;母液成分主要是K2C03,通过加入石灰,产生KOH也可以循环利用。(4)本小题考察学生对制备原理的理解。一种方法是写出各步反应,通过物质的显的关系得出;另外,从流程中也可看出,Mn元素损失发生在KMn04歧化这一步,通过电子得失守恒,lmolKMn04可制得l/3mo1Mn02和2/3molKMn04(5)本题主要考察有关气体制取实验原理和装置,气体发生装置取决于气体制备原理。题目中关键词“纯净",所以要选用纯碱和稀硫酸,发生装置就只能相应选择A。(6)主要考察制备过程中分离提纯的基本操作。操作I是分离不溶物Mn02,所以是过滤;操作II从两物质性质上分析,都可溶,故是利用两者溶解度的不同而采用结晶方法分离,但考虑到KMn04易受热分解,要得到KMn04粗晶体,只能蒸发浓缩结品。【答案】(1)ab(2)d(3)Mn02;KOH(4)2/3(S)cd;A;(6)过滤溶解度;浓缩结晶[小结]结合本题系统复习拓展介绍KMn04作为氧化剂在不同介质条件下被还原的产物,也可以拓展到电解法制备高猛酸钾的工艺流程。本专题考查考生将工艺流程与化学原理酌合的能力。学生之所以怕无机化工信息题往往是被陌生情果和专业术语吓倒,或者是因不能完全理解流程图的含义而无从下手。解题时首先要粗读试题,尽世弄懂
63流程图。图中一般会出现超纲知识,但题目中蕴涵了提示或者提问时不涉及,所以一定要关注题目的每一-个字眼,尽量弄懂流程图但不必要将每一个物质都推出,问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有联带效应,即前一问不能回答没关系,不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃,以免影响其他问题的作答。最后,作答时一定要看清所提问题,不能答非所间,注意语言表达的科学性。
64练习1.减少502的排放、回收利用502成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软猛矿浆(主要成分是Mn02)吸收废渣高温焙烧产生的502,制备硫酸猛的生产流程如下:三玉02MnO凇/二山吸附剂1➔浸出液勹:节p;,三三1静置、过滤h总查滤渣浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金属离子。有关金屈离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表,阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH1.00L吸附率Pb2+Fe2+747.69.7Fe3+642.73.70.75Al3+503.84.70.50Mn2+808.39.80.25亿Mn2+、Fe3+Pb2+1218.08.8Al3+.....Ca2+99。2468吸附时间/h已知Pb02的策化性大千Mn02。请回答下列问题:(I)写出浸出过程中主要反应的化学方程式..'氧化过程中主要反应的离子方程式~。(Z)在氧化后的液体中加入石灰浆,用千调节pH,pH应调节至^。(3)阳离子吸附剂用千除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是~(填写序号)。a.溶液的pHb.金屈离子的电荷c.金属离子的半径d.吸附时间(4)操作a包括^等过程。2.重铭酸钾CK2Cr201)是工业生产和实验室的重要氧化剂。实验室模拟工业生产重铭酸钾时用铭铁矿(主要成份为FeO·Cr203)、纯碱、烧碱、氯酸钾等为原料先制得铭酸钠(Na2Cr04),涉及的主要反应是6Fe0窃03+24Na0H+7KCI03上12Na2Cr04+3Fe203+7KCI+12压o,然后将铭酸钠转化为k凸07。其主要工艺如下:I纯昧固体f氧化钠氢酸钾1三[反应器]一三-三KC!。@l重铅酸钾-巴巴旦虑、凉诧液(Na2Cr04)调节pH=7~8@@@试回答下列问题:(1)在反应器@中,有Na2Cr04生成,同时Fe203转变为NaFe02,杂质Si02、Ah03与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:
65(2)NaFe02能强烈水解,在操作@生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:(3)操作@的目的是什么,用简要的文字和化学方程式说明:(4)操作@中,酸化时,CrO产转化为Cr20产,写出平衡转化的离子方程式:(5)称取重铭酸钾试样2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于磺扯瓶中,加入10mL2mol/LH2S04溶液和足量磺化钾(铭的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入lOOmL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S203标准溶液滴定CI2+2S20/-=2C+S40/-)。CD判断达到滴定终点的依据是:@若实验中共用去Na2S203标准溶液40.00mL,则所得产品中的重铭酸钾的纯度为(设氐Cr207的摩尔质量为294g·mo!-I,整个过程中其它杂质不参与反应)。3、工业上用铝土矿(含氧j化铝、氧化铁)制取铝的过程如下:广包沁OH遏co,三厂t溶掖B砩作II医巴请回答下列问题:(1)沉淀C的化学式为,该物质除了用千金属冶炼以外,还可用作(2)电解熔融的氧化铝时,加入冰晶石的作用是(3)操作1、操作II、操作Ill都是(填操作名称),实验室要洗涤Al(OHb沉淀应该在装置中进行。(4)生产过程中,除NaOH、比0可以循环使用外,还可以循环使用的物质有(填化学式)。用此法制取铝的副产品是(填化学式)。(S)写出Na2C03溶液与cao反应离子方程式:。(6)若铝土矿中还含有二氧化硅,此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质:(填化学式)。4.现有含FeC'2杂质的氯化铜晶体(CuC'2·2比0),为制取纯净的CuC'2·2比o,首先将其制成水溶液,然后按下图所示步骤进行提纯:加入氧化剂X1、一、~`••1加入物质Y纯CuCl2•2比0已知比02、KMn04、NaCIO、K2Cr心均具有强氧化性,要将溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物,需溶液的pH分别为6.4、6.4、3.7。诸回答下列问题:(1)本实验最适合的氧化剂X是A.K2Cr207B.NaCIOC.比02D.KMn04
66(2)物质Y不可以是A.CuOB.CuCbC.Cu(OH)2D.CuC03(3)除去Fe3+的有关离子方程式是(物质Y在(2)中选择合适的选项)(4)加入氧化剂的目的是(S)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2比O?(填“能”或“不能”)。如不能,应如何操作?(如能,此空不填)5.磺酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下磺酸钾是一种较强的氧化剂,与氢磺酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碳,在碱性介质中,碳酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高磺酸钾。磺酸钾在常温下稳定,加热至s6o·c开始分解。工业生产磺酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:12+KCI03+比O--KH(I03)i+KCl+Cl2个(未配平)殃、氯酸钾、水硝酸旧热到和七-叨七一巨叶-IKH(IO必晶产上@©@@氢氧化钾(1)已知步骤@反应器发生的反应中,两种还原产物所得电子数相同,诸配平该反应的化学方程式:(2)步骤@)中,用稀酸酸化的作用是;在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是:,其原因是(3)步骤@)要保持溶液微沸1小时以宪全排出氯气,排出氯气的原因为(4)参照下表碳酸钾的溶解度,步骤11得到碳酸钾晶体,你建议的方法是。温度/·c1020406080KIO3g/100g水1460|627|808|12.6|183|2486.(10分)工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、C厂和SO42一等杂质,提纯工艺线路如下:水NaOH工业碳酸钠一口卢]L巳亘]一泥液一巨旦5三f.一一一..一.........一.......少.~母液i试剂级Na2co3亡E三仁-Na2co3·H20:『巨三I、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
67Na2C03·lOH20Na2C03·7H20Na2C03·比0、丿II、有关物质的溶度积如下:物质~MgC03Ca(OH)zMg(OH)zFe(OHbKsp4.96x10—96.82x10—64.68x10—65.61x10—12I2.64x10—39回答下列问题:(1)加入NaOH溶液时,首先生成的沉淀是(填化学式);生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为(2)"趁热过滤'时的温度应控制在(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液"沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行,并说明理由(4)已知:Na2C03·10H20(s)=Na2C03(s)+10H20(1)/'J.H=+92.36kJ·mol-1Na2C03·10H心(s)=Na2C03忱O(s)+9出O(g)/'J.H=+473.63kJ·mol一1又知:比0(1)=比O(g)/'J.H=+44kJ·mol一1写出Na2C03·比0脱水生成气态水的热化学方程式参考答案1.(l)S02+Mn02=MnS042Fe2++MnO产4H+=2Fe3++Mn2++2比0(2)4.7~8.3(3)bcd(4)蒸发浓缩结晶2.C1)A]z03+Na2C03A2NaA102+CO汀(2分)(2)NaFeO计2庄O=Fe(OHh!+NaOH(2分)(3)由于硅酸钠和偏铝酸钠发生水解:Si0/+2比O~H心03+20ff(或SiO/+H20~HSi03·+off,HSiO卢比0~比Si03+0ff,AIO卢庄O~Al(OH)3+0ff),降低pH值有利千平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解完全(2分)(4)2Cr0/-+2H+~Cr20产+比0(I分)(5)CD当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液蓝色褪去,半分钟内不变色(2分);®94.08%(2分)。3(1)Fe203,颜料;(2)降低氧化铝的熔点;(3)过滤,过滤;(4)Cao和CO2,Fe203和02;Cs)co;•+Cao+H20=CaC03+20H飞(6)Si024.(l)C(2)Cu0、CuC03、Cu(OHh、CU2(0H)iC03(3)Fe3++3H20~Fe(OH)妙+3H+、Cu0+2H+=Cu2++H20(4)将Fe2+氧化成Fe3+(5)不能,蒸发浓缩,冷却结晶。5、(1)612+11KCI03+3H20=6KH(I03h+SKCI+3Cl2个(2分)(2)促进氯气从反应混合物中逸出。(2分)稀盐酸(1分)盐酸能还原己生成的碳酸氢钾(3)Cl2能将KI03氧化成KI04(2分)(4)蒸发结品(1分)6、(10分)(1)Fe(OHh(1分),MgC03+20H-=Mg(OH)2.J,+co/-(2分);(2)高千36°C(2分)(3)不可行(1分);若“母液循环使用,则溶液c(C|-)和c(S042-)增大,最后所得产物Na2C03混有杂质(2分)
68(4)Na2C03·比O(s)=Na2C03(S)+比O(g)tJ..H=+S8.73kJ·mol-1(2分)
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