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文檔簡介
1、 .wd.無機(jī)化工生產(chǎn)流程專題【高考展望】一、考綱要求結(jié)合海水、金屬礦物等自然資源綜合利用的實例,了解運用物質(zhì)性質(zhì)和反響規(guī)律能實現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。認(rèn)識化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)中的重要作用。二、高考動向化工流程題關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境,它以化工流程為背景素材,將工業(yè)生產(chǎn)中的真實情況以信息的形式給出,運用中學(xué)化學(xué)中涉及到的元素化合物知識、化學(xué)反響原理、化學(xué)實驗技能、化學(xué)計算來解決化工生產(chǎn)實際問題的綜合類題型。與無機(jī)框圖推斷題不同,流程類試題摒棄虛擬的框圖,其優(yōu)點是:素材來源廣泛,工業(yè)流程、最新科技成果信手拈來;流程中超綱的可以不設(shè)問,提問靈活,不受素材限制,有些小問的答案設(shè)計為開放
2、或半開放也很方便;流程圖只提供一個素材背景,即使其中某些物質(zhì)推不出也不影響后面要答復(fù)的問題,減少了“連帶丟分,降低了猜題押題的風(fēng)險。流程類試題最早出現(xiàn)在上海高考試題中,隨后在江蘇和廣東乃至全國更多省市高考試題中相繼出現(xiàn)并逐步替代了無機(jī)框圖推斷題。 這些試題的出現(xiàn)是新課程改革催生的必然結(jié)果,試題一方面能夠凸現(xiàn)出新課程所強(qiáng)調(diào)的根底性、選擇性和時代性(STSE),能關(guān)注學(xué)生的個性開展,另一方面能夠突出對學(xué)生素質(zhì)的考察,表達(dá)高中化學(xué)新課程的根本理念。這些試題都有著共同的特性,即“以能力測試為主導(dǎo),考察考生對根底知識、根本技能和方法的掌握程度以及運用所學(xué)知識分析、解決化學(xué)具體問題的能力,重視理論聯(lián)系實際
3、。關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)開展,具有很高的區(qū)分度和很好的選拔功能。 【方法點撥】一、化工流程圖的一般模式工業(yè)流程題目在流程上一般分為三個過程:原料處理別離提純獲得產(chǎn)品要點詮釋:1、規(guī)律:主線主產(chǎn)品,分支副產(chǎn)品,回頭為循環(huán)。2、核心考點:物質(zhì)的別離操作、除雜試劑的選擇、生成條件的控制等。3、原料預(yù)處理(初步別離)(1)起到富集反響物的作用:在無機(jī)題中,原材料是一種混合物,可能是礦石、某工廠廢料或發(fā)生變質(zhì)的材料等,整個實驗過程或反響流程就是別離提純,想方法提取有效元素。(2)工業(yè)流程常見的操作與名詞:研礦:增大接觸面積,使反響充分,提高反響速率溶解:通常用酸溶,如用硫酸、
4、鹽酸、濃硫酸等(有時可用堿溶,如鋁礦溶解)。水浸:與水接觸反響或溶解。浸出:固體加水(酸)溶解得到離子浸出。浸出率:固體溶解后離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化) 。酸浸:在酸溶液中反響使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液,不溶物通過過濾除去的溶解過程。焙燒、灼燒或煅燒(構(gòu)造改變更易溶解浸出;使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解)吹出(利用空氣吹出溶液中的氣體)調(diào)pH值除雜:控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。4、中間產(chǎn)品、終極產(chǎn)品的別離提純 (1)物理方法:溶解過濾、水洗、結(jié)晶、蒸餾 、萃取分液、升華、液化、鹽析、滲析法 、電滲析、離子交換、吸附法、浮選法 (2)化學(xué)方法:熱分解法,酸、堿處理法,
5、沉淀法 ,氧化復(fù)原法、電解法 二、分析流程題需要的一般思路流程類試題的構(gòu)造分題頭、題干和題尾三局部。題頭一般是簡單介紹實驗?zāi)康暮驮砘蚬に嚿a(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干局部主要用框圖形式將操作或物質(zhì)轉(zhuǎn)換或原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來;題尾主要是根據(jù)流程中涉及到的化學(xué)知識設(shè)制成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。 解答流程題的一般思路是:瀏覽全題,確定該流程的目的,看懂生產(chǎn)流程圖;了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息,并在下一步分析和解題中隨時進(jìn)展聯(lián)系和調(diào)用;解析流程圖并思考從原料到產(chǎn)品依次進(jìn)展了什么反響,利用了什么原理。每一步操作進(jìn)展到什么程度最正
6、確,每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物,雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的等等。要抓住一個關(guān)鍵點:一切反響或操作都是為獲得產(chǎn)品而效勞。解答流程題要注意的問題是:注意化學(xué)方程式的書寫,反響物、產(chǎn)物的分子式書寫要正確;化學(xué)方程式要配平,電極反響式和化學(xué)方程式一定要書寫正確;等號或可逆符號不能少;沉淀、氣體、固態(tài)、水溶液等符號要標(biāo)明。注意評價或比擬實驗方案要全面,反響物種類多少、是否易得、是否對環(huán)境有污染;反響產(chǎn)物的種類多少,對目標(biāo)產(chǎn)物的別離和提純是否有影響;反響條件是否苛刻;儀器、設(shè)備是否要求高;工藝流程、實驗步驟的多少。注意描述語言的標(biāo)準(zhǔn)性和準(zhǔn)確性,從化學(xué)原理的角度、用化學(xué)語言作答;要抓住主要問題
7、,針對具體問題作具體分析;要看清題目要求,按要求答題。【典型例題】類型一、以礦石為原料的化工生產(chǎn)流程例1、硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅,菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3、MgO、CaO等,生產(chǎn)工藝流程示意如下:(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是_。(2)完成“氧化除鐵步驟中反響的離子方程式:Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +Cl-(3)針鐵礦(Goethite)是以德國詩人歌德(Goethe)名字命名的,組成元素是Fe、O和H,化學(xué)式量為89,化學(xué)式是_。(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)“濾液2的pH時,理論上可選用的最大區(qū)間為_。Mg
8、(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3開場沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0開場溶解的pH10.5Ksp5.6×10-126.8×10-62.8×10-9(5) 工業(yè)上從“濾液3制取MgO過程中,適宜的反響物是_(選填序號) a大理石粉 b石灰乳 c純堿溶液 d燒堿溶液(6)“濾液4之后的操作依次為_、_、過濾,洗滌,枯燥。(7)分析圖中數(shù)據(jù),菱鋅礦粉中ZnCO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于_?!敬鸢浮?1)增大反響物接觸面積或增加反響時的接觸面積,使反響更加充分。(2)(3)FeO(OH)(或其他合理答案)(4)8.0pH10.4(或其他合理答案)
9、(5)b或(b和d);d(6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(或其他合理答案)(7)(或其他合理答案)【解析】(1)將菱鋅礦研磨成粉可以增加反響時的接觸面積,使得反響更加充分(2)漂白粉的成分中含有次氯酸根,調(diào)節(jié)酸堿度后,具有較強(qiáng)的氧化性,能使+2價的鐵離子氧化成+3價,氧化亞鐵變成氧化鐵必須增加氫氧元素的量,可以推測出另一種反響物為水,清楚了反響物,一般可以順利地配平。(3)化學(xué)式量為89,組成元素是Fe、O、H,其中鐵的相對原子量為56,扣掉56剩下33,化學(xué)式中只能含有2個氧原子和1個氫原子,所以可能的組成為FeO(OH)。(4)pH=8.0 時Zn(OH)2完全沉淀,pH=10.5 開場溶解,而M
10、g(OH)2在pH=10.4的時候開場沉淀,為了使Zn(OH)2能完全析出不影響Mg(OH)2,溶液的酸堿度控制在8.0pH10.4范圍。(5)a大理石粉難溶于水,選擇熟石灰和燒堿溶液可以使溶液的堿性增強(qiáng),有利于鎂離子完全沉淀(6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶能使晶體盡快地析出(7)綜合計算(不展開)【總結(jié)升華】考綱明確要求以金屬礦物等自然資源綜合利用為實例,了解運用物質(zhì)性質(zhì)和反響規(guī)律能實現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。舉一反三:【變式1】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì),以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的過程如以下圖所示:NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解。Cr
11、2O72+ H2O2CrO42+2H+請答復(fù):(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合價是。(2)生成濾渣1中紅褐色物質(zhì)的反響的化學(xué)方程式是。濾液1的成分除Na2CrO4外,還含有(填化學(xué)式)。(3)利用濾渣2,可制得兩種氧化物,其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬,該電解反響的化學(xué)方程式是。(4)由濾液2轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7溶液應(yīng)采取的措施是。(5)向Na2Cr2O7溶液中參加KCl固體,獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是:加熱濃縮、過濾、洗滌、枯燥。(6)煅燒鉻鐵礦生成Na2CrO4和NaFeO2反響的化學(xué)方程式是?!敬鸢浮?1)+6(2)NaFeO2 + 2H2ONaOH + Fe(OH)3
12、NaAlO2、Na2SiO3和NaOH(3)2Al2O3(熔融)4Al + 3O2(4)加硫酸酸化(5)冷卻結(jié)晶 (6)4FeO·Cr2O3 + 7O2 + 20NaOH8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O 【變式2】碳酸錳(MnCO3)是理想的高性能強(qiáng)磁性材料,也是制備Mn2O3、MnO2等錳的氧化物的重要原料,廣泛用于電子、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。一種制備MnCO3的生產(chǎn)流程如以下圖所示。生成氫氧化物的pH和有關(guān)硫化物的Ksp如下表:物質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2開場沉淀pH2.77.68.3完全沉淀pH3.79.69.8物質(zhì)MnSCuSPbSKsp2.5
13、×10136.3×10368.0×1028軟錳礦主要成分為MnO2,其中含有鐵、鋁、硅的氧化物和少量重金屬化合物雜質(zhì),SO2來自工業(yè)廢氣。流程中主要發(fā)生的反響有:MnO2SO2=MnSO42Fe3+SO22H2O=2Fe2+SO424H+。(1) 流程中所得MnSO4溶液的pH比軟錳礦漿的pH(填“大或“小),該流程可與(填寫工業(yè)生產(chǎn)名稱)聯(lián)合,生產(chǎn)效益更高。(2)反響的目的是將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,其離子反響方程式為_,這樣設(shè)計的目的和原理是_。(3)反響中硫化鈉的作用是使重金屬離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀,碳酸鈣的作用是。(4)反響發(fā)生的化學(xué)反響為:MnSO
14、4 + 2NH4HCO3 = MnCO3+ (NH4)2SO4 + CO2 + H2O。反響中通常需參加稍過量的NH4HCO3 ,且控制溶液的pH為6.87.4。參加稍過量的NH4HCO3的目的是,溶液的pH不能過低的原因是。(5)軟錳礦中錳的浸出有兩種工藝:工藝A:軟錳礦漿與含SO2的工業(yè)廢氣反響 工藝B:軟錳礦與煤炭粉混合,焙燒后加稀硫酸溶解。其中工藝A的優(yōu)點是。(答對1個即可)【答案】(1)小,工業(yè)制備硫酸。(2)MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O。使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+,F(xiàn)e3+完全沉淀的pH較低(或Fe3+更易沉淀)。(3)與溶液中的酸
15、反響,使溶液中的Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。(4)使MnCO3沉淀完全。MnCO3沉淀量少,NH4HCO3與酸反響。(或MnCO3、NH4HCO3與酸反響溶解)(5)節(jié)約能源、治理含SO2的工業(yè)廢氣等(答對1個即可)。類型二、以廢料為原料的化工生產(chǎn)流程例2、 以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸鈉和氧化鐵紅顏料,原料的綜合利用率較高。其主要流程如下:(1)反響I前需在FeSO4溶液中參加_(填字母),以除去溶液中的Fe3。A鋅粉 B鐵屑 CKI溶液 DH2(2)反響需控制反響溫度低于35,其目的是_。(3)工業(yè)生產(chǎn)上常在反響的過程中參加一定量的醇類溶劑,其目的是
16、_。(4)反響常被用于電解生產(chǎn)(NH4)2S2O8(二硫酸銨)。電解時均用惰性電極,陽極發(fā)生的電極反響可表示為_?!敬鸢浮?1)B(2)防止NH4HCO3分解(或減少Fe2的水解)(3)降低K2SO4 的溶解度,有利于K2SO4 析出。(4)2SO42- -2e-S2O82-【解析】(1)在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3,最好選用鐵屑或鐵粉,比擬簡單。(2)如果溫度過高會導(dǎo)致NH4HCO3分解同樣也會加快Fe2的水解(溫度越高水解速率越快)這樣會使原料利用率降低。(3)由題目看出在III反響中生成的K2SO4 為固體,而K2SO4在無機(jī)溶劑中溶解度是比擬大的,要想使K2SO4析出,只能降低
17、其溶解度,所以參加醇類溶劑,目的是降低K2SO4的溶解度。(4)根據(jù)陰陽極反響原理陽極失電子發(fā)生氧化反響,此題實質(zhì)是電解硫酸銨溶液,在根據(jù)反響后的產(chǎn)物得出正確的答案?!究偨Y(jié)升華】此題為化工生產(chǎn)題型,主要考察了化合物性質(zhì),電極方程式書寫。做此類題要分析清楚每一個環(huán)節(jié)目的和結(jié)果是什么,這樣才能判斷各反響后的產(chǎn)物。舉一反三:【變式1】鋰電池消耗量巨大,這對不可再生的金屬資源的消耗是相當(dāng)大的。因此鋰離子電池回收具有重要意義,其中需要重點回收的是正極材料,其主要成分為鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電乙炔黑(一種炭黑)、鋁箔以及有機(jī)粘接劑。某回收工藝流程如下:(1)上述工藝回收到的產(chǎn)物有Al(OH)3、(填化
18、學(xué)式);其中生成Al(OH)3的離子方程式為。(2)廢舊電池可能由于放電不完全而殘留有原子態(tài)的鋰,為了平安,對拆解環(huán)境的要求是。(3)酸浸時如果用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能到達(dá)溶解的目的,但不利之處是。(4)生成Li2CO3的化學(xué)反響方程式為。Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小,所以在濃縮結(jié)晶后的操作是?!敬鸢浮?1)CoSO4、Li2CO3AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 或 Al(OH)4- + H+ = Al(OH)3 + H2O (2)隔絕空氣和水分(3)有氯氣生成,污染較大(4)Li2SO4Na2CO3 =Na2SO4Li2CO3;趁熱過
19、濾(答“過濾得一半分)例3、信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后,得到含70Cu、25Al、4Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:請答復(fù)以下問題:(1)第步Cu與酸反響的離子方程式為_;得到濾渣1的主要成分為_。(2)第步加H2O2的作用是_,使用H2O2的優(yōu)點是_;調(diào)溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO4·5H2O制備無水CuSO4的方法是_。(4)由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ,探究小組設(shè)計了三種方案:上述三種方案中,_方案不可行,
20、原因是_;從原子利用率角度考慮,_方案更合理。(5)探究小組用滴定法測定CuSO4·5H2O(Mr250)含量。取a g試樣配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干擾離子后,用c mol·L1 EDTA(H2Y2)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反響如下:Cu2+ + H2Y2 CuY2 + 2H+寫出計算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式 _ ;以下操作會導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測定結(jié)果偏高的是_。a未枯燥錐形瓶 b滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡 c未除凈可與EDTA反響的干擾離子【思路點撥】第步加稀硫酸、濃硝
21、酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反響生成Cu2+、Al3+、Fe2+。所以濾渣1的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+。【答案】(1)Cu + 4H+ + 2NOCu2+ + 2NO2+ 2H2O 或3Cu + 8H+ + 2NO3Cu2+ + 2NO+ 4H2O Au、Pt(2)將Fe2+氧化為Fe3+ 不引入雜質(zhì),對環(huán)境無污染 Fe3+、Al3+(3)加熱脫水(4)甲 所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO4)3雜質(zhì) 乙(5) c【解析】(1)第步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+,該氧化劑的優(yōu)點是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對環(huán)境無污染。調(diào)溶液pH的目的是使Fe3+和A
22、l3+形成沉淀。所以濾液2的成分是Cu2+,濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁。(3)第步由五水硫酸銅制備硫酸銅的方法應(yīng)是在坩堝中加熱脫水制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中,甲方案在濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì),方法不可行。乙和丙方法均可行。乙方案先在濾渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉,Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體。(4)丙方案先在濾渣中加NaOH,和Al(OH)3反響生成NaAlO2,再在濾液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸發(fā)、
23、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體。但從原子利用角度考慮方案乙更合理,因為丙加的NaOH和制備的Al2(SO4)3的原子組成沒有關(guān)系,造成原子浪費。(5)考察中和滴定的簡單計算和誤差的分析。,造成偏高的選c?!究偨Y(jié)升華】該實驗題是物質(zhì)制備的工藝流程式試題。在天津第一次以這種形式考察,全國各地已多年屢次出現(xiàn)。舉一反三:【變式1】鎳電池電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害,某興趣小組對該電池電極材料進(jìn)展資源回收研究,設(shè)計實驗流程如下:NiCl2易溶于水,F(xiàn)e3不能氧化Ni2。實驗溫度時的溶解度:NiC2O4NiC2O4·H2ONiC2O
24、4·2H2O某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示:M(OH)nKsp開場沉淀時pH沉淀完全時的pHAl(OH)31.9×10233.44.2Fe(OH)33.8×10382.52.9Ni(OH)21.6×10147.69.8答復(fù)以下問題:(1)用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH,依次析出沉淀和沉淀(填化學(xué)式)。(2)寫出參加Na2C2O4溶液的反響的化學(xué)方程式:。(3)寫出電解濾液的陰極電極反響式:。檢驗電解濾液時陽極產(chǎn)生的氣體的方法是:。(4)寫出“氧化反響的離子方程式:。(5)如何檢驗Ni(OH)3是否洗滌干凈??!敬鸢浮?1)Fe(OH)
25、3 Al(OH)3 (2)NiCl2Na2C2O42H2O=NiC2O4·2H2O2NaCl (3)2H+ + 2e=H2 用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗 (4)(OH)22OHCl2=2Ni(OH)32Cl (5)用小試管取少量洗滌液,滴加AgNO3溶液,假設(shè)沒有白色沉淀生成,那么說明Ni(OH)3已洗滌干凈;假設(shè)有白色沉淀生成,那么說明還未洗滌干凈。類型三、以海水為原料的化工生產(chǎn)流程例4、工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下:完成以下填空:(1)粗鹽水參加沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來源于石灰窯廠),寫出A、B的化學(xué)式。A _B _(2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為:取樣、_、沉淀、_
26、、_、冷卻結(jié)晶、_、烘干。(3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是_。碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體,其原因是_。(4)碳酸化后過濾,濾液D最主要的成分是_(填寫化學(xué)式),檢驗這一成分的陰離子的具體方法是:_。(5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液D參加石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反響的離子方程式為:_濾液D加石灰水前先要加熱,原因是_。(6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為:(注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號的含義)【思路點撥】解答實驗問題時,要首先理清實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?,從實驗的平安性、科學(xué)性和簡約型入
27、手進(jìn)展解答。對化學(xué)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)展處理時,要注意處理的合理性?!敬鸢浮?1)Ca(OH)2或CaO;Na2CO3;(2)(溶解;過濾;蒸發(fā);過濾;(3)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁);碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大;(4)NH4Cl;取樣,加硝酸酸化,加硝酸銀,有白色沉淀,該陰離子是氯離子;(5)NH4+OH-= NH3+H2O;防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀;(6)(加熱前純堿的質(zhì)量為m1,加熱后的質(zhì)量為m2)【解析】(1)沉淀劑A源于石灰窯,說明其是生石灰或熟石灰;粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去;(2)實驗室提純粗鹽的整個操作過程為:取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、烘干幾步;(3)純堿
28、生產(chǎn)中碳酸化時,會看到溶液中析出晶體,這是由于碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉;(4)根據(jù)操作過程,碳酸后溶液中主要是NH4Cl;檢驗其中的氯離子時,要經(jīng)過取樣,加硝酸酸化,加硝酸銀,有白色沉淀,該陰離子是氯離子;(5)濾液中主要含有的是氯化銨,其和石灰水反響時:NH4+OH-=NH3+H2O;由于濾液中還含有一定量的碳酸氫鈉,故此加石灰水前先加熱,是為防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀;(6)假設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m1,加熱后的質(zhì)量為m2,那么加熱損失的質(zhì)量為:m1-m2,那么純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為:84(m1-m2)/31;故純堿中含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:?!究偨Y(jié)升華】此題考察了物質(zhì)的提純、化學(xué)實
29、驗根本操作、實驗結(jié)果的處理等知識。舉一反三:【變式1】食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。(1)粗食鹽常含有少量K、Ca2、Mg2、Fe3、SO42等雜質(zhì)離子,實驗室提純NaCl的流程如下:提供的試劑:飽和Na2CO3溶液 飽和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2、Mg2、Fe3、SO42離子,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次是_只填化學(xué)式。洗滌除去NaCl晶體外表附帶的少量KCl,選用的試劑為_。(2)用提純的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液,所用儀器除藥匙、玻璃棒外
30、還有_(填儀器名稱)。(3)電解飽和食鹽水的裝置如下圖,假設(shè)收集的H2為2 L,那么同樣條件下收集的Cl2_(填“、“=或“)2 L,原因是_。裝置改良后可用于制備NaOH溶液,假設(shè)測定溶液中NaOH的濃度,常用的方法為_。(4)實驗室制備H2和Cl2通常采用以下反響:ZnH2SO4=ZnSO4H2MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O據(jù)此,從以下所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置_(填代號)和制備并收集枯燥、純潔Cl2的裝置_(填代號)??蛇x用制備氣體的裝置:【答案】(1) BaCl2、NaOH、Na2CO3錯選或多項選擇本小題不得分。NaOH溶液的參加順序及是否答NaOH不影響
31、得分 75乙醇(2)天平、燒杯、500 mL容量瓶、膠頭滴管(3) 電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反響 酸堿中和滴定(4)e d【解析】(1)要除去SO42,只有選BaCl2溶液,假設(shè)選用Ba(NO3)2,會引入新的離子NO3-,再選用NaOH溶液除去Mg2和Fe3溶液,最后選用Na2CO3溶液除去Ca2,此處不能選用K2CO3溶液,否那么會引入新的K,再用HCl除去過量的CO32。Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否那么會引入Ba2。除去NaCl晶體外表的少量的KCl,應(yīng)選用75%的乙醇,因為CCl4有毒,同時KCl也不會溶解在CCl4中。(3)2NaCl2H2O2NaOH
32、Cl2H2,在陰級區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的Cl2能與該區(qū)生成的NaOH反響NaCl、NaClO和H2O,使得局部的Cl2被消耗,所以同樣條件下收集到的Cl2小于2L。除雜原那么:(1)雜質(zhì)必須除凈,故所加除雜試劑須過量,(2)除雜不能引入新雜,過量試劑必須除去?!咀兪?】以食鹽為原料進(jìn)展生產(chǎn)并綜合利用的某些過程如以下圖所示。(1)除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+和SO42離子,參加以下沉淀劑的順序是(填序號)。aNa2CO3 bNaOH cBaCl2 (2)將濾液的pH調(diào)至酸性除去的離子是_。(3)電解飽和食鹽水反響的離子方程式是_。(4)假設(shè)向別離出NaHCO3晶體后的母液中參加過量生石灰,那么可獲得一種可
33、以循環(huán)使用的物質(zhì),其化學(xué)式是_。(5)純堿在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。純堿可用于除灶臺油污。其原因是結(jié)合離子方程式表述_。常溫下,向某pH=11的Na2CO3溶液中參加過量石灰乳,過濾后所得溶液pH=13。那么反響前的溶液中與反響后的濾液中水電離出的c(OH)的比值是_。工業(yè)上,可以用純堿代替燒堿生產(chǎn)某些化工產(chǎn)品。如用飽和純堿溶液與Cl2反響制取有效成分為NaClO的消毒液,其反響的離子方程式是_。(碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸)?!敬鸢浮?1) c a b 或者 c b a或者b c a(2)CO32-和OH-(3)2Cl-+ 2H2O 2OH-+ H2 + Cl2(4)NH3(5)CO32-水解顯堿
34、性:CO32-+ H2O HCO3-+ OH-,油污在堿性條件下水解,到達(dá)去污目的。1×10102CO32-+ Cl2 + H2O Cl + ClO + 2HCO3-例5、海水是巨大的資源寶庫,在海水淡化及綜合利用方面,天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下:(1)請列舉海水淡化的兩種方法:_、_。(2)將NaCl溶液進(jìn)展電解,在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、_、_、或H2、_。(3)步驟中已獲得Br2,步驟中又將Br2復(fù)原為Br,其目的為_。(4)步驟用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95,有關(guān)反響的離子方程式為_,由此反響可知,除環(huán)境保護(hù)外,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是_。(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料,Br2的沸點為59。微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后,設(shè)計了如下裝置簡圖:請你參與分析討論:圖中儀器B的名稱:_。整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因是_。實驗裝置氣密性良好,要到達(dá)提純溴的目的,操作中如何控制關(guān)鍵條件:_。C中液體產(chǎn)生顏色為_。為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2,可向其中參加NaBr溶液,充分反響后,再進(jìn)展
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