高中化学---化学流程图专题分析(优秀) 22页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 化学流程图专题分析 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， 思维量大，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】重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途。我国 目前主要是以铬铁矿（主要成份为 FeO·Cr2O3，还含有 Al2O3、MgO、SiO2 等杂质） 为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 ①中涉及的主要反应有： 主反应：4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O2 8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2 副反应：SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑ 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH： 沉淀物 Al(OH )3 Fe(OH )3 Mg(OH )2 Cr(OH )3 完全沉淀时溶液 pH 4。7 3。7 11。2 5。6 试回答下列问题： ⑴ “①”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 ▲ 。 ⑵ “③”中调节 pH 至 4.7，目的是 ▲ 。 ⑶ “⑤”中加硫酸酸化的目的是使 CrO4 2－转化为 Cr2O7 2－，请写出该平衡转化 的离子方程式： ▲ 。 ⑷ “⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据是 ▲ 。 【解析】以红矾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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 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。由于这两个 副反应是在高温下才自发进行，所以必然是一个△S>0 的反应。③溶液中存在 的主要阴离子有 CrO4 2－、AlO2 —、SiO3 2—，pH 调至 4.7，是为了除去其中的 AlO2 —、SiO3 2—。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】⑴ 使反应物接触更充分，加快反应速率 △S＞0 ⑵除去溶液中 的 AlO2 —、SiO3 2— ⑶ 2CrO4 2－＋2H+ Cr2O7 2－＋H2O ⑷红矾钠的溶解度随温度的降低而减小 【小结】学生审题不清（采用冷却结晶的方法析出红矾钠，要回答的是依 据而不是原因、试题要求写出 CrO4 2－转化为 Cr2O7 2－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】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相 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： 根据上述图示，完成下列填空： (1）明矾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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 量取。 (2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除 K＋、SO4 2－外，还有大量的 NH4 ＋。检验 NH4 ＋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 K2SO4、(NH4)2SO4 中钾的含量，请完善下列步骤： ①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量______溶液，产生白色沉淀。② ___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)。③冷却、称 重。 (6）若试样为 mg，沉淀的物质的量为 n mol，则试样中 K2SO4 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：0.5L×39.2g/L＝v× 251.28g/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 ＋的检验方法是先将 NH4 ＋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 物质中含有铵根离子。 （3）Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4 ＋，根据题意明矾石中含有 Al2O3、Fe2O3， 所以沉淀物为 Al(OH)3、Al2O3 和 Fe2O3。 （4）由于明矾石的组成与明矾相似，所以滤液的成分中含有 K2SO4 和反应后生成 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 的(NH4)2SO4 以及水。 （5）混合肥料中含有 K2SO4 和(NH4)2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为 BaCl2 或 Ba(NO3)2 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(K2SO4)＋132n[(NH4)2SO4]=mg……①， 再由 SO 2 4 守恒得：n(K2SO4)＋n[(NH4)2SO4]=nmol… …②，n (K2SO4) ＝m－132n 42 mol。 【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。(3)Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2； 过滤；洗涤；干燥。(6)m－132n 42 mol。 【例 3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料， 利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下： 某软锰矿的主要成分为 MnO2，还含有 Si(16。27%)、Fe(5。86%)、Al(3。42%)、 Zn(2。68%)和 Cu（0。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 Al(OH )3 Fe(OH )3 Fe(OH )2 Mn(OH )2 Cu(OH )2 Zn(OH )2 CuS Zn S Mn S Fe S pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8.。0 ≥– ≥ ≥ ≥ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 0.42 2. 5 7 7 （1）FeSO4 在酸性条件下将 MnO2 还原为 MnSO4，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 锰 电 池 中 ， MnO2 参 与 的 电 极 反 应 方 程 式 为 。 （ 5 ） 从 废 旧 碱 性 锌 锰 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 氧化锰将 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(OH)3 和 Fe(OH)3 会完全沉淀，故滤渣 A 的主要成分是 Fe(OH)3 和 Al(OH)3。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＋。 【答 案】（1）MnO2 ＋2FeSO4 ＋ 2H2SO4 ＝MnSO4 ＋ Fe2(SO4)3 ＋2H2O （2 ） Fe(OH)3 Al(OH)3 （3）Cu2＋ Zn2＋（4）MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－（或 2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3 ＋2OH－） 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 （5）锌、二氧化锰 【例 4】将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）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。 （1）本工艺中所用的原料除 CaSO4·2H2O、KCl 外，还需要 等 原料 （2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵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(NH4)2SO4 溶液。检验滤液中含有 CO3 2－的方法是： 。 （5）已知不同温度下 K2SO4 在 100g 水中达到饱和时溶解的量如下表： 60℃时 K2SO4 的饱和 溶液 591g 冷却到 0 ℃，可析出 K2SO4 晶体 g （6）氯化钙结 晶 水 合 物 （CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29℃熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒 温度（℃） 0 20 60 K2SO4 溶解的量 (g) 7。4 11。 1 18。 2 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 （ 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 CaSO4·2H2O、 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铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，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℃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。 【答案】（1）CaCO3 NH3 H2O （2）CaSO4＋CO3 2－→CaCO3↓＋SO4 2－（3）CaSO4 （4）滤液中滴加盐酸产生气泡 （5）54g （6）a d （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 （CuSO4·5H2O）。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 回答下列问题： （1）配平在滤液（Ⅲ）中发生反应化学主程式： ____NOx+____H2O+____O2══____HNO3。 （ 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）请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。 【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，O2 中 O 化合价变化为 4，初步配平为 4NOx+H2O+（5-2x）O2→HNO3，再配平其他物质的 化学计量数得：4NOx+2H2O+（5-2x）O2══4HNO3；（2）发生的有关的化学方程式 为：（5-2x）Cu+（12-4x）HNO3══（5-2x）Cu(NO3)2+2NOx +（6-2x）H2O……①、 4NOx+2H2O+（5-2x）O2══4HNO3……②、 A (Cu、浓硫酸、浓硝酸) (水) (水、空气) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 Cu(NO3)2+H2SO4══CuSO4+2HNO3……③， ①+②÷2+③×（5-2x），得：（5-2x）Cu+ O2+（5-2x）H2SO4══（5-2x）CuSO4+ （5-2x）H2O， 化简得 2Cu+O2+2H2SO4══2CuSO4+2H2O； （3）要提供 O2，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 + 2H2SO4（浓） CuSO4 + SO2↑+ 2H2O Cu + 4HNO3（浓）== Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O SO2 + 2HNO3（浓）== H2SO4 + 2NO2 Cu(NO3)2 + H2SO4 == CuSO4↓ + 2HNO3 （应 用侯氏制碱法的生产原理）4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 把方程式进行加合，可 得总反应方程式：2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O 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 + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O （2）HNO3 （3）B、A。 【例 6】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业 上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 粉碎MnO2 熔融 KMnO4 K2CO3 MnO2 KOH H2O K2MnO4 CO2 操作Ⅰ KMnO4 K2CO3 操作Ⅱ 母液 KMnO4 粗晶体 干燥 KMnO4 晶体 石灰苛化 KOH 空气 ①KMnO4 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（NaClO 溶液） b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精 ②高锰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 ③上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学 式）。 ④若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则 1 mol MnO2 可制得 mol KMnO4。 ⑤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 HCl c. 稀 H2SO4 d. 纯碱 所需气体发生装置是_____________（选填代号）。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 ⑥操作Ⅰ的名称是 ；操作Ⅱ根据 KMnO4 和 K2CO3 两物质在 （填 性质）上的差异，采用 （填操作步骤）、趁热过滤得 到 KMnO4 粗晶体。 【解析】高锰酸钾又名灰锰氧，是+7 价锰最重要的化合物， 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锰酸钾为背景， 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)高锰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（NaClO 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，由于 K2MnO4 在酸性条件下易歧化为 MnO2 和 KMnO4，所 以 MnO2 可以部分循环；母液成分主要是 K2CO3，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 质的量的关系得出；另外，从流程中也可看出，Ｍｎ元素损失发生在 KMnO4 歧化 这一步，通过电子得失守恒，1molKMnO4 可制得 1/3molMnO2 和 2/3molKMnO4. 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 (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 MnO2，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 KMnO4 易受热分解， 要得到 KMnO4 粗晶体， 只能蒸发浓缩结晶。 【答案】（1）ab （2）d （3）MnO2；KOH （4）2/3 （5）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 KMnO4 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锰酸钾的工艺流程。 本专题考查考生将工艺流程与化学原理融合的能力。学生之所以怕无机化 工信息题往往是被陌生情景和专业术语吓倒，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，尽量弄懂流程图。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，不能答非所问，注意语言表达的科学性。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 练习 1．减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的 利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的SO2，制备 硫酸锰的生产流程如下： 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。 有关金属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pH Fe2＋ 74 7.6 9.7 →滤渣→ 阳离子吸附剂 ↓ MnSO4·H2O← → ↓ 滤渣 → 石灰浆 ↓ → MnO2 粉 ↓ →浸出液→软锰矿浆→ →SO2 ↓ 废渣→ 高温焙烧 浸出 氧化 调节 pH 静 置 过滤 操作 a 干燥 吸附 静置、过滤 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 已知PbO2的氧化性大于MnO2。请回答下列问题： ⑴ 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 ▲ 。 ⑵ 在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至 ▲ 。 ⑶ 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 ▲ （填写序号）。 a．溶液的pH b．金属离子的电荷 c．金属离子的半径 d．吸 附时间 ⑷ 操作a包括 ▲ 等过程。 2．重铬酸钾（K2Cr2O7）是工业生产和实验室的重要氧化剂。实验室模拟工业生 产重铬酸钾时用铬铁矿（主要成份为 FeO·Cr2O3）、纯碱、烧碱、氯酸钾等 为原料先制得铬酸钠（Na2CrO4），涉及的主要反应是 6FeO·Cr2O3 + 24NaOH +7KClO3 12Na2CrO4 + 3Fe2O3 +7KCl + 12H2O，然后将铬酸钠转化为 K2Cr2O7。 其主要工艺如下： Fe3＋ 64 2.7 3.7 Al3＋ 50 3.8 4.7 Mn2＋ 80 8.3 9.8 Pb2＋ 121 8.0 8.8 Ca2＋ 99 － － Pb2＋ Ca2＋ Fe2＋ Al3＋ Mn2＋、Fe3＋ 吸附率 1.00 0.75 0.50 0.25 0 2 4 6 8 吸附时间/h 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 16 试回答下列问题： （1）在反应器①中，有 Na2CrO4 生成，同时 Fe2O3 转变为 NaFeO2，杂质 SiO2、 Al2O3 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： 。 （2）NaFeO2 能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出该反应的化学方 程式： 。 （3）操作③的目的是什么，用简要的文字和化学方程式说明： 。 （4）操作④中，酸化时，CrO4 2－转化为 Cr2O7 2－,写出平衡转化的离子方程式： 。 （5）称取重铬酸钾试样 2.5000g 配成 250mL 溶液，取出 25.00mL 于碘量瓶 中，加入 10mL 2mol/LH2SO4 溶液和足量碘化钾(铬的还原产物为 Cr3+)， 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 17 放于暗处 5min，然后加入 100mL 水，加入 3mL 淀粉指示剂，用 0.1200mol/LNa2S2O3 标准溶液滴定（I2+2S2O3 2－=2I－+S4O6 2－）。 ①判断达到滴定终点的依据 是： ； ②若实验中共用去 Na2S2O3 标准溶液 40.00mL，则所得产品中的重铬酸钾的 纯度为 （设 K2Cr2O7 的摩尔质量为 294g·mol -1，整个过程中 其它杂质不参与反应）。 3、工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下： 请回答下列问题： （1）沉淀 C 的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，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 I、操作 II、操作 III 都是________________（填操作名称）， 实验室要洗涤 Al(OH)3 沉淀应该在________________装置中进行。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 18 （4）生产过程中，除 NaOH、H2O 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）。 （ 5 ） 写 出 Na2CO3 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 FeCl2 杂质的氯化铜晶体（CuCl2·2H2O），为制取纯净的 CuCl2·2H2O， 首先将其制成水溶液，然后按下图所示步骤进行提纯： 已知 H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7 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。请回答下列问题： （1）本实验最适合的氧化剂 X 是__________ A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4 （2）物质 Y 不可以是___________ A．CuO B．CuCl2 C．Cu（OH）2 D．CuCO3 （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 ____________________________________________________。 （5）最后能不能直接蒸发结晶得到 CuCl2·2H2O？__________（填“能”或“不 能 ”）。 如 不 能 ， 应 如 何 操 作 ？ （ 如 能 ， 此 空 不 填 ） 含杂质的 水溶液Ⅰ 溶液Ⅱ 溶液Ⅲ 沉淀 纯 CuCl2·2H2O 加入氧化剂 X 加入物质 Y 一定条件 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 19 ________________________________________________。 5．碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧 化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质 中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加 热至 560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学 方程式为： I2+KClO3+H2O--KH(IO3)2+KCl+Cl2 ↑（未配平） （1）已知步骤①反应器发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请配平 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ______________________________________________________________； （ 2 ） 步 骤 ② 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③要保持溶液微沸 1 小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为 ______ ______________________________________________________； 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 20 （4）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤 11 得到碘酸钾晶体，你建议的方法是 ______ 。 温度/℃ 0 10 20 40 60 80 KIO3g/100 g 水 4.6 0 6.2 7 8.0 8 12. 6 18. 3 24.8 6．（10 分）工业碳酸钠(纯度约为 98％)中含有 Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和 SO4 2－ 等杂质，提纯工艺线路如下： 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： Na2CO3·10H2O Na2CO3·7H2O Na2CO3·H2O 32 36 t（℃） Ⅱ、有关物质的溶度积如下： 物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 4.96×10 —9 6.82×10 —6 4.68×10 —6 5.61×10 —12 2.64×10 —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 。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 21 （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：Na2CO3·10 H2O(s)＝Na2CO3(s)＋10 H2O(l) △H= + 92.36 kJ·mol —1 Na2CO3·10 H2O(s)＝Na2CO3·H2O(s)＋9 H2O(g) △H= + 473.63 kJ·mol —1 又知：H2O(l)＝H2O(g) △H= + 44 kJ·mol—1 写 出 Na2CO3 · H2O 脱 水 生 成 气 态 水 的 热 化 学 方 程 式 。 参考答案 1．⑴ SO2＋MnO2＝MnSO4 2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O ⑵ 4.7～8.3 ⑶ b c d ⑷ 蒸发浓缩结晶 2．（1）Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑（2 分） （2）NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH（2 分） （3）由于硅酸钠和偏铝酸钠发生水解：SiO3 2-+2H2O H2SiO3+2OH-（或 SiO3 2-+H2O HSiO3 -+OH-，HSiO3 -+H2O H2SiO3+OH-， AlO2 -+H2O Al(OH)3+OH-），降低 pH 值有利于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）2CrO4 2－+2H+ Cr2O7 2－+H2O（1 分） （5）①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）； 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 22 ②94.08%（2 分）。 3（1）Fe2O3，颜料；（2）降低氧化铝的熔点；（3）过滤，过滤；（4）CaO 和 CO2， Fe2O3 和 O2；（5）CO3 2－＋CaO＋H2O＝CaCO3＋2OH－；（6）SiO2 4．(1)C (2)CuO、CuCO3、Cu(OH)2、CU2(OH)2CO3 (3)Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+、CuO+2H+=Cu2++H2O (4)将 Fe2+氧化成 Fe3+ (5)不能，蒸发浓缩，冷却结晶。 5、（1）6I2 + 11KClO3 + 3H2O = 6KH(IO3)2 + 5KCl + 3Cl2↑ （2 分） （2）促进氯气从反应混合物中逸出。（2 分）稀盐酸（1 分）盐酸能还原已 生成的碘酸氢钾 （3）Cl2 能将 KIO3 氧化成 KIO4 （2 分） （4）蒸发结晶（1 分） 6、（10 分）（1）Fe(OH)3 （1 分），MgCO3 +2OH－= Mg (OH) 2↓+CO3 2－（2 分）； （2）高于 36℃（2 分） （3）不可行（1 分）； 若“母液”循环使用，则溶液 c(Cl－)和 c(SO4 2－)增大，最 后所得产物 Na2CO3 混有杂质（2 分） （4）Na2CO3·H2O(s)＝Na2CO3(s) +H2O(g) △H=+58.73kJ·mol—1（2 分）