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文檔簡(jiǎn)介
1、專題1919工藝流程題1.【2018新課標(biāo)1卷】焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)生產(chǎn)Na2s2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2s2O5的工藝為:pH=4.1時(shí),I中為溶液(寫化學(xué)式)。工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是。(3)制備Na2s2O5也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和NazSO3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為。電解后,室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水,可得到Na2s2O5。(4)Na2s
2、2O5可用作食品的抗氧化劑。在測(cè)定某葡萄酒中Na2s2O5殘留量時(shí),取50.00mL葡萄酒樣品,用0.01000molL-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗10.00mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為,該樣品中Na2s2O5的殘留量為gL-1(以sO2計(jì))?!敬鸢浮?NaHsO3=Na2s2O5+H2ONaHsO3得至UNaHsO3過飽和溶液2H2。4e=4H+22Tas2O52+2I2+3H2O=2sO42+4I+6H+0.128【解析】精準(zhǔn)分析:(D亞硫酸氨鈉過飽和溶液脫水生成焦亞硫酸鈉,根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的方程式為2NaHSOsuNkSjOs十H:OF(2)碳酸鈉飽和溶液吸收sO2后的溶液顯酸性,
3、說明生成物是酸式鹽,即I中為NaHsO3;I II IpH-KpHpH-KpHII稀H3H3口;S S。,挺吸收液要制備焦亞硫酸鈉,需要制備亞硫酸氫鈉過飽和溶液,因此工藝中加入碳酸鈉固體、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3過飽和溶液;(3)陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),陽(yáng)極區(qū)是稀硫酸,氫氧根放電,則電極反應(yīng)式為2H2。一4鼠=4H+O2T。陽(yáng)極區(qū)氫離子增大,通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室與亞硫酸鈉結(jié)合生成亞硫酸鈉。陰極是氫離子放電,氫氧根濃度增大,與亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉,所以電解后a室中亞硫酸氫鈉的濃度增大。(4)單質(zhì)碘具有氧化性,能把焦亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,反應(yīng)的方程式為S2O52+2
4、I2+3H2O=2SO42+4I+6H十;消耗碘的物質(zhì)的量是0.0001mol,所以焦亞硫酸鈉的殘留量(以SO2計(jì))是考點(diǎn)定位:考查物質(zhì)制備、元素及其化合物性質(zhì)、對(duì)流程的分析、電解原理的應(yīng)用以及定量分析等【試題點(diǎn)評(píng)】本題以焦亞硫酸鈉的制備、應(yīng)用為載體考查學(xué)生對(duì)流程的分析、電解原理的應(yīng)用以及定量分析等,題目難度中等。難點(diǎn)是電解池的分析與判斷,注意結(jié)合電解原理、交換膜的作用、離子的移動(dòng)方向分析電極反應(yīng)、亞硫酸氫鈉濃度的變化。易錯(cuò)點(diǎn)是最后一問,注意計(jì)算殘留量時(shí)應(yīng)該以二氧化硫計(jì),而不是焦亞硫酸鈉。2.12018新課標(biāo)2卷】我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家,一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO2和少量
5、FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:稀兼酸0,、打1。鋅粉LJTI浮選赭培鹿商品 f 瓦屯函記fI立吊底雜 f 迪波 T 電解一鋅氣體濾超1濾渣 2濾渣3相關(guān)金屬離子C0(Mn+)=0.1molL-1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問題:(1)焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有;氧化除雜工序中ZnO的作用是,若不通入氧氣,其后果是。(3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為。(4)電解
6、硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為;沉積鋅后的電解液可返回0.0001mol64g/mol0.0001mol64g/mol0.05L0.05L= =0.128g/L0.128g/L。工序繼續(xù)使用。才主I卜期【答案】ZnS+2O2ZnO+SO2PbSO調(diào)節(jié)溶液的pH無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+Zn+Cd2+Zn2+CdZn2+2eZn溶浸【解析】精準(zhǔn)分析:焙燒時(shí)硫元素轉(zhuǎn)化為56,然后用稀疏酸溶漫,生成硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸鎘,二氧化51與稀硫酸不反應(yīng)轉(zhuǎn)化為源查,由于疏酸鉛不溶于水,因此濾渣1中還含有疏酸鉛小由于沉淀亞鐵離子的pH較大,需要將其氧化為鐵離子,通過控制pH得到氫氧化鐵沉淀三濾酒中加入
7、鋅粉置換出Cd,最后將濾港電解得到金屬鋅。則(1)由于閃鋅礦的主要成分是ZnS,因此焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為才吾,堯2ZnS+3O22ZnO+2SO2。(2)由于硫酸鉛不溶于水,因此濾渣1的主要成分除SiO2外還有PbSO4;要測(cè)定鐵離子,需要調(diào)節(jié)溶液的pH,又因?yàn)椴荒芤胄码s質(zhì),所以需要利用氧化鋅調(diào)節(jié)pH,即氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的一2+pH。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知沉淀亞鐵離子的pH較大,所以若不通入氧氣,其后果是無(wú)法除去雜質(zhì)Fe。(3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cd2+=Zn2+Cd。(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí),陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),
8、因此陰極是鋅離子放電,則陰極的電極反應(yīng)式為Zn2+2e=Zn;陽(yáng)極是氫氧根放電,破壞水的電離平衡,產(chǎn)生氫離子,所以電解后還有硫酸產(chǎn)生,因此沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序繼續(xù)使用??键c(diǎn)定位:本題主要是考查物質(zhì)制備的工藝流程分析,涉及方程式書寫、濾渣成分判斷、試劑作用分析、電解原理的應(yīng)用等知識(shí)。【試題點(diǎn)評(píng)】無(wú)機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景,體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想,能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。解決本類題目的關(guān)鍵是分析流程中的每一步驟,可從以下幾個(gè)方面了解流程:反應(yīng)物是什么;發(fā)生了什么反應(yīng);該反應(yīng)造成了什么后果,對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用
9、。即抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)的。另外本題中呈現(xiàn)的內(nèi)容展示了中華優(yōu)秀科技成果對(duì)人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn),可以引導(dǎo)學(xué)生自覺傳承我國(guó)科學(xué)文化,弘揚(yáng)科學(xué)精神。3.【2018新課標(biāo)3卷】KIO3是一種重要的無(wú)機(jī)化合物,可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑。回答下列問題:(1)KIO3的化學(xué)名稱是。(2)利用“KCIO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示:【解析】精準(zhǔn)分析:根據(jù)氯酸鉀(KClOi)可以推測(cè)KIO二為碘酸鉀。(2)將溶解在溶液中的氣體排出的一般方法是將溶液加熟,原因是氣體的溶解度是隨溫度上升而下項(xiàng)小,第一步反應(yīng)得到的產(chǎn)品中氯氣在“逐C:產(chǎn)時(shí)除去,根據(jù)圖示,碘酸鉀在最后得到,所以
10、過濾時(shí)KHto):應(yīng)該在濾渣中,所以濾液中主要為KC:。 調(diào)pH”的主要目的是將KHU5卜轉(zhuǎn)化為KIO”所以方程式為:KH(IOs)2+KOH=2KIOa+H:Oo(3)由圖示,陰極為氫氧化鉀溶液,所以反應(yīng)為水電離的氫離子得電子,反應(yīng)為2H2O+2e=2OH-+H2T。電解時(shí),溶液中的陽(yáng)離子應(yīng)該向陰極遷移,明顯是溶液中大量存在的鉀離子遷移,方向?yàn)橛勺笙蛴?,即由a到boKC1O3氧化法的最大不足之處在于,生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氯氣??键c(diǎn)定位:本題考查的是化學(xué)工業(yè)以及電化學(xué)的相關(guān)知識(shí),涉及物質(zhì)名稱、流程分析、反應(yīng)條件控制、電極反應(yīng)式、交換膜作用分析以及實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)等?!八峄磻?yīng)”所得產(chǎn)物有KH(I
11、O3)2、CI2和KCl0“逐C12”采用的方法是O“濾液”中的溶質(zhì)主?!罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式,其遷移方向是(寫出一點(diǎn))。KIO3+H2O)K+a到b產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等港油KKhKKh電解過程中通過陽(yáng)離子交換膜的離子主要為2KIO3+H2O或(HIO3+KOH2H2O+2e2OH+H2T【試題點(diǎn)評(píng)】題目的電解過程,可以理解為:陽(yáng)極區(qū)的單質(zhì)碘和氫氧化鉀反應(yīng):+3H2O,生成的碘離子在陽(yáng)極失電子再轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘,單質(zhì)碘再與氫氧化鉀反應(yīng),以上反應(yīng)反復(fù)循環(huán)最終將所有的碘都轉(zhuǎn)化為碘酸鉀。陰極區(qū)得到的氫氧化鉀可以循
12、環(huán)使用。4.12018北京卷】磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:已知:磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機(jī)碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“磷精礦粉研磨心。必酸浸)精制磷酸,磷石膏(主要成分為CaS04CaS04- -0.5H0.5H? ?O O) )70【答案】研磨、加熱 v 核電荷數(shù)PvS,原子半徑PS,得電子能力2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=10CaSO4-0.5H2O+6H3PO4+2HFT80C后,著降低CaSO4微溶BaCO3+SO2-+2H3P04BaSO4+CO2T+&O+2H2PO4【解析】精
13、準(zhǔn)分析二(1)研磨能增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,加熱,升高溫度加快反應(yīng)速率3流程中能加快反應(yīng)速率的措施有: 研磨, 加熱(?)依據(jù)反應(yīng)方程式, 根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,酸性:HaPO+H: SO4.用元素周期律解蟀酸性:KPCLH:50QP和5電子層翻相同,核電荷翻PS,得電子置昉PS,非金屬性PSc(3)根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,包(P0.)sF與HiSQ反應(yīng)生成HF、磷石膏和磷酸,生成HF的化學(xué)方程式為2Cas(Pd)3F+10H2SO4+5H2O=10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HFT。(4)圖示是相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間,不同溫度下的有機(jī)碳脫除率
14、,80c前溫度升高反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)有機(jī)碳脫除率增大;80c后溫度升高,H2O2分解速率大,”。2濃度顯著降低,反應(yīng)速率減慢,相同條件下有機(jī)碳脫除率減小。過量,充分反應(yīng)后仍有SO42一殘留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可進(jìn)一步提高硫的脫除率,因?yàn)锽aSO4難溶于水,其中SO42-與BaCO3生成更難溶的BaSO4和CO32-,H3P。4的酸性強(qiáng)于H2CO3,在粗磷酸中CO32-轉(zhuǎn)化成H2O和CO2,反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2,+2H2PO4-+H2O。(6)1滴7E終點(diǎn)生成Na2HPO4,則消耗的H3PO4與NaOH物質(zhì)的重之
15、比為1:2,n(H3P。4)=-n(NaOH)2=Mbmol/LMcM103L=mol,m(H3PO4)=molx98g/mol=-g=0.049bcg,精制磷酸中H3P。42200020001000一0049bc的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。a考點(diǎn)定位:考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、元素周期律、化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)?!驹囶}點(diǎn)評(píng)】易錯(cuò)提醒:學(xué)生對(duì)(5)的第二空的作答無(wú)從下手,根據(jù)信息,脫硫時(shí),反應(yīng)后仍有SO42,加入BaCO3可進(jìn)一步提高硫的脫除率,因?yàn)锽aSO4比BaCO3更難溶,因此發(fā)生BaCO3+SO42=BaSO4+CO32,磷酸是中強(qiáng)酸,碳酸是弱酸,生成碳酸量少,因此此離子反應(yīng)方程式為
16、BaCO3+SO4-+2H3PO4BaSO4+CO2T+H2O+2H2Po4。5.12018江蘇卷】以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3Fe2O3、SiO2,少量Fe0和金屬硫酸鹽)為原料,生soso? ?P及賽7套為SO2+OH=HSO3。除的硫元素主要來(lái)源于Fe8。添加CaO,CaO起固硫作用,添加CaO發(fā)生的反應(yīng)為2CaO+2SO2+O2=2CaSO4,根據(jù)硫去除率的計(jì)算公式及其含義可知,不添加CaO的礦粉硫去除率較高,因此,700c焙燒時(shí),添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低的原因是:硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4留在礦粉中。(3)“堿浸”時(shí)Al2O3、 $。2轉(zhuǎn)化為溶于水
17、的NaAlO2、Na2siO3,向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2,CO2與NaAlO2反應(yīng)生成NaHCO3和Al(OH)3,反應(yīng)的離子方程式為CO2+AIO2-+2H2O=Al(OH)3J+HCO3,即Al元素存在的形式由NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。(4)Fe2O3與Fe&混合后在缺氧條件下焙燒生成FesO4和SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+16Fe2O叁塞11Fe3O4+2SO22,理論上完全反應(yīng)消耗的n(Fe&):n(Fe2O3)=1:16。考點(diǎn)定位:本題以高硫鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁和Fe3O4的流程為載體,考查流程的分析,F(xiàn)e、Al、S元素及其化合物的性質(zhì),
18、圖像的分析,獲取新信息的能力,指定情境下化學(xué)方程式的書寫及氧化還原反應(yīng)的綜合分析能力?!驹囶}點(diǎn)評(píng)】易錯(cuò)提醒:(1)需注意反應(yīng)物及用量的不同對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,如NaOH溶液吸收少量SO2時(shí),產(chǎn)物為SO32,吸收過量SO2則產(chǎn)物為HSO3-;Fe2O3與Fe&混合后在缺氧條件下焙燒時(shí),沒有氧氣作氧化劑。(2)正確理解去硫率的含義,防止把去硫率當(dāng)成固硫率,不添加CaO的礦粉硫去除率高,是因?yàn)槠渲械牧蛞邹D(zhuǎn)化為SO2氣體。6.12018江蘇卷】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4H2O(水合朋9和無(wú)水Na2SO3,其主要實(shí)驗(yàn)流程如下:NKHINKHI溶液OSO
19、TOSOTI I1 11 1I I飛-T 彳囑H H步驟1111 H H5 5騁卜一-Nago-Nago;巾璐1Y1Y卜_.、的SOSO米臺(tái)腓濯灌已知:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O是放熱反應(yīng)。N2H4。H2O沸點(diǎn)約118C,具有強(qiáng)還原性,能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。(1)步驟I制備NaClO溶液時(shí),若溫度超過40C,Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl,其離子方程式為;實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外,還需采取的措施是(2)步驟H合成N2H4H2O的裝置如題19圖-1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40C以下反應(yīng)一段時(shí)間后,再迅速升溫至110C繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通
20、過滴液漏斗滴加的溶液是;使用冷凝管的目的是(2)根據(jù)題給已知,多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600C,不添加CaO的礦粉低于500c焙燒時(shí),去攪拌器題19圖 T(3)步驟IV用步驟出得到的副產(chǎn)品W2CO3制備無(wú)水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HS3隨pH的分邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實(shí)驗(yàn)中確定何時(shí)停止通SO2的實(shí)驗(yàn)操作為請(qǐng)補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無(wú)水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案:,用少量無(wú)水乙醇洗滌,干燥,密封包裝?!敬鸢浮?1)3CI2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O緩慢通入C12(2)NaClO堿性溶液減少水合隊(duì)的揮發(fā)(3)測(cè)量溶液的pH,若pH
21、約為4,停止通SO2邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,測(cè)量溶液pH,pH約為10時(shí),停止滴加NaOH溶液,加熱濃縮溶液至有大量晶體析出,在高于34c條件下趁熱過濾布如題19圖-2所示,Na2SO3的溶解度曲線如題19圖-3所示)。簿會(huì)長(zhǎng)生MSSU U0 0ooOooO5 54 4y yT茫M解【解析】精準(zhǔn)分析:步驟I中Ch與NaOH溶液反應(yīng)制備XaC: Oj步驟II中的反應(yīng)為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應(yīng)制備水合鵬燈步驟III分離出水合脫溶海;步驟1寸由5。二與NMC6反應(yīng)制備Na:SO:o(1)溫度超過40C,C12與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaClOs、NaCl和O,反
22、應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O,離子方程式為3C12+6OH-W5C1-+C1O3-+3H2O。由于Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)為放熱反應(yīng),為了減少NaClO3的生成,應(yīng)控制溫度不超過40C、減慢反應(yīng)速率;實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外,還需采取的措施是:緩慢通入Cl2。(2)步驟II中的反應(yīng)為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應(yīng)制備水合腫,由于水合隊(duì)具有強(qiáng)還原性、能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2,為了防止水合腫被氧化,應(yīng)逐滴滴加NaClO堿性溶液,所以通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在110c繼續(xù)反應(yīng),N2H4H2O沸點(diǎn)
23、約118C,使用冷凝管的目的:減少水合隊(duì)的揮發(fā)。(3)向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液,根據(jù)圖示溶液pH約為4時(shí),HSO3-的摩爾分?jǐn)?shù)最大,則溶液的pH約為4時(shí)停止通入SO2;實(shí)驗(yàn)中確定何時(shí)停止通入SO2的實(shí)驗(yàn)操作為:測(cè)量溶液的pH,若pH約為4,停止通SO2。由NaHSO3溶液制備無(wú)水Na2SO3,首先要加入NaOH將NaHSO3轉(zhuǎn)化為NazSO3,根據(jù)含硫微粒與pH的關(guān)系,加入NaOH應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH約為10;根據(jù)Na2SO3的溶解度曲線,溫度高于34c析出Na2SO3,低于34c析出Na2SO3-7H2O,所以從Na2SO3溶液中獲得無(wú)水Na2SO3應(yīng)控制溫度高于34C
24、。由NaHSO3溶液制備無(wú)水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案為:邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,測(cè)量溶液pH,pH約為10時(shí),停止滴加NaOH溶液,加熱濃縮溶液至有大量晶體析出,在高于34c條件下趁熱過濾,用少量無(wú)水乙醇洗滌,干燥,密封包裝??键c(diǎn)定位:本題以制備水合腫和無(wú)水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)流程為載體,考查實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)加料的方式、實(shí)驗(yàn)原理的理解和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、對(duì)圖表等信息的獲取和處理應(yīng)用能力?!驹囶}點(diǎn)評(píng)】思路點(diǎn)撥:(1)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)要注重對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)原理的理解;(2)仔細(xì)分析含硫微粒的摩爾分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系,確定應(yīng)該控制的pH范圍;(3)關(guān)注題中的新信息的處理、遷移應(yīng)用;(
25、4)仔細(xì)分析溶解度曲線,確定合適的結(jié)晶和分離方法以及實(shí)驗(yàn)條件的控制。7.【2017新課標(biāo)1卷】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量Mg。、SiO2等雜質(zhì))來(lái)制備,工藝流程如下:一TiTi。.HQHQ雙氧水一廠Z ZHL1OHHL1OHLiJiLiJis sO O(s sLGCO3LGCO3-r后mF.mF.廠 dLilLilJ11c11c鹽酸水解沉淀氨水過/鈦鐵礦T 酸漫 1 濾液二H意過濾L濾液鬻圾翼.濾渣磷酸認(rèn)住回答卜列問題:(1)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中,鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為件為。加品高溫殿燒.L
26、kCOvH2CALiFePO.高溫燃燒70%寸,所采用的實(shí)驗(yàn)條100100(2)“酸浸”后,鈦主要以TiQCl:一形式存在,寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式(3)TiQ2-XH2Q沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:溫度/C3035404550TiQ2XDQ轉(zhuǎn)化率%9295979388分析40C時(shí)TiQ2-XH2Q轉(zhuǎn)化率最高的原因。(4)Li2Ti5Qi5中Ti的化合價(jià)為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為。(5)若“濾液”中 c(Mgc(Mg2424)=0.02molL)=0.02molL,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3十恰好沉淀完全即溶液中 c(Fec(Fe3434)=1
27、.0Ml0,molL)=1.0Ml0,molL,此時(shí)是否有Mg3(PQ4)2沉淀生成?(列式計(jì)算)。FePQ4、Mg3(PQ4)2的Ksp分別為1.3黑102、1.0父100。(6)寫出“高溫煨燒中由FePQ4制備LiFePQ4的化學(xué)方程式?!敬鸢浮?1)100C、2h,90C,5h(2)FeTiQ3+4H+4Cl-=Fe2+TiQCl4+2H2Q(3)低于40C,TiQ2XH2Q轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過40C,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiQ2,XH2Q轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)422(5) Fe3+恰好沉淀完全時(shí),c(PQ3)=1.310mol-L-1=1.3x1017molL-1,c
28、3(Mg2+)xc2(PQ:)=1.0101.010(0.01)3X(1.3X1017)2=1.7X104vKspMg3(PQ4)2,因此不會(huì)生成Mg3(PQ4)2沉淀。(6)2FePQ4+U2CQ3+H2C2Q4圖溫2LiFePQ4+H2Qf+3CQ2T【解析】3)由圖示可知j酸浸”時(shí)鐵的凈出率為7。湖寸,貝監(jiān)選擇在100七、疝,兜七,5h下曲力(2)“酸浸時(shí)用鹽酸溶解FmTQ生成 TiOC 才時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FE5+41T+4C1-=FWTiQCl2-+2H2。;(3)溫度是影響速率的主要因素,但H2Q2在高溫下易分解、氨水易揮發(fā),即原因是低于40C,TiQ2-XH2Q轉(zhuǎn)化反應(yīng)速
29、率隨溫度升高而增加;超過40C,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2XH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降;(4)Li2Ti5Oi5中Li為+1價(jià),O 為-2價(jià),Ti為+4價(jià),過氧根(02r中氧元素顯-1價(jià),設(shè)過氧鍵的數(shù)目為X,根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,可知(+1)X2+(+4)X5+(-2)X(15-2x)+(-1)X2x=0,解彳導(dǎo):x=4;=c3(Mg2+)xc2(PO;0=(0.01)3x(1.3x1017)2=1.69x1040v1.0 x1024,則無(wú)沉淀。(6)高溫下FePO4與Li2CO3和H2c2。4混合加熱可得LiFePO4,根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FePO4+U2C
30、O3+H2C2O4局溫2LiFePO4+H2OT+3CO2T?!久麕燑c(diǎn)睛】工藝流程題,就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái),并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析日要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮;解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法
31、”:本題改變了什么條件(或是什么條件)一根據(jù)什么理論一所以有什么變化一結(jié)論。8.12017新課標(biāo)3卷】重銘酸鉀是一種重要的化工原料,一般由銘鐵礦制備,銘鐵礦的主要成分為FeOCr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:回答下列問題:(1)步驟的主要反應(yīng)為:FeO-Cr2O3+Na2co3+NaNO3一型 tNa2crO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是。(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是,濾渣2的主要成分是及含硅雜質(zhì)。(3)步驟調(diào)濾液2的pH使之變(填“大”或“小”),原因是(用離子方程式表不)。(4)有
32、關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。(5)KspFePO4=c(Fe3+)xc(PO:1=1.3X102,則c(PO、=3V=1.3X1017cFemol/L,QcMg3(PO4)240040032032024024016016080804040。02。4060Ho】00a.80cb.60cc.40cd.10c步驟的反應(yīng)類型是。(5)某工廠用mikg銘鐵礦粉(含C2O340%)制備&52。7,最終得到產(chǎn)品m2kg,產(chǎn)率為?!敬鸢浮?1)2:7陶瓷在高溫下會(huì)與W2CO3反應(yīng)
33、(2)鐵Al(OH)3(3)小2CrO4r2H+COO;+”O(jiān)(4)d復(fù)分解反應(yīng)(5)19處x100%147ml【解析】(1)FeO-C門 6 是還原劑,氧化產(chǎn)物為亞00+和F之O”每摩轉(zhuǎn)移7mol電子,而是氧化劑,還原產(chǎn)物為NaNS,每摩轉(zhuǎn)移2m0電子根據(jù)電子守恒可知.FeO-CnS和NaN6的系數(shù)比為2:7f陶姿在高溫下會(huì)與NHCS反應(yīng),則熔融時(shí)不能使用陶裔容器。(2)熔塊中氧化鐵不溶于水,過濾后進(jìn)入漉渣1,則濾渣1中含量最多的金屬元素是鐵:濾流1中含有AlQf、SQF-及調(diào)節(jié)溶液pH并過濾后得濾渣2為Al(OHM及含睢雜質(zhì)(3)濾液2調(diào)節(jié)pH的目的是提高溶液的酸性,pH變?。灰?yàn)槿芤褐写?/p>
34、在2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,增大溶液中H+濃度,可促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高溶液中Cr2O72-的濃度。(4)由圖示可知,在10C左右時(shí),得到K2Cr2O7的固體最多;2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7(+2NaCl的反應(yīng)類型為復(fù)分解反應(yīng)。294(5)樣品中Cr2O3的質(zhì)重為mX40%kg,則生成K2Cr2O7的理論質(zhì)重為mX40%kgx,則所得廣品的152產(chǎn)率為m2kg-(m1x40%kgx-294)x100%=190m2x100%152147ml【名師點(diǎn)睛】考查無(wú)機(jī)制備的工藝流程,涉及氧化還原反應(yīng)、離子方程式配平、鹽類水解的應(yīng)用及混合物的分離與提純等,解題時(shí)要求對(duì)
35、整個(gè)流程進(jìn)行認(rèn)識(shí)分析,對(duì)流程中每一個(gè)反應(yīng)的原理和操作的目的要理解清楚。9.12017北京卷】TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiC的流程示意圖如下:oxMal9庖曜留N N的CrCr曲2分KC1NaQ資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸點(diǎn)/c58136181(升華)3161412熔點(diǎn)/c-69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶微溶難溶(1)氯化過程:TiO2與C12難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。1已知:TiO2(s)+2C12(g)=TiCl4(g)+
36、O2(g)AH1=+175.4kJmol12C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=-220.9kJ-mol沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:。氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的小0(填“”“V3氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是。4氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有。物質(zhì)a是,T2應(yīng)控制在【答案】(1)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)H=-45.5kJ/mol鈦精礦氯化過理沸疆爐粗TiC
37、L精制過程,蒸饋塔純TiCL或“=”),判斷依據(jù):(2)精制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸儲(chǔ)得純TiCl4。示意圖如下:控制溫度為控制溫度 4隨溫度升高,CO含量增大,說明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液MgCl?、AlCl3、FeClg(2)SiCl4高于136C,低于181ct解析】(1)生成TiCk和CO的反M程式為TiO:+2C:i+2OFCU+2co,根據(jù)蓋斯定律,兩式相加,得至ijTiO:Cs)+2Ck(g)+2CCs)=Tia0.尾氣中的HC:經(jīng)水吸收可得到粗鹽酸,然后再將Ch通入FeCh溶液中,最后用氫氧化鈉溶液吸收剩余酸性氣體。 資料中已經(jīng)給出“TiC
38、U及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)”一覽表, 因此氧化過程中生成的MgCh、AlCb、FeCl三只有少量溶解在淋態(tài)TiCh中,而SiCU完全溶解在TiCU中,因此過謔得到粗TiCU混合淵寸漉查中含有上述難溶物和微溶物口潴渣應(yīng)為MgCh、A1CU、FeChc(2)根據(jù)資料,SiCU的沸點(diǎn)最低,先蒸倭出來(lái)?因此物質(zhì)a為SiC:”根據(jù)流程目的,為了得到燉凈的TiCL,后續(xù)溫度需控制在稍微大于136七,但小于1&1七?!久麕燑c(diǎn)睛】本題以鈦精礦制備純TiCl4的流程為素材,主要考查蓋斯定律和熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡移動(dòng)、HCl及Cl2尾氣的利用和吸收、制備流程中物質(zhì)關(guān)系、過濾、蒸儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí),考查考
39、生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和對(duì)已知信息的綜合應(yīng)用能力。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析時(shí)要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮;解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”:本題改變了什么條件(或是什么條件)一根據(jù)什么理論一所以有什么變化一結(jié)論。另外需要注意題干信息的提取和篩選,例如本題中:溶解性決定溶液中溶質(zhì)及沉淀的成分,表格中信息
40、則可以得到TiCl4液體中溶解的溶質(zhì)及同時(shí)存在的沉淀成分。工業(yè)過程中有毒、有污染的尾氣都需要進(jìn)行處理防止污染。(1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。10.12017江蘇卷】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下:NaOHNaOHNaHCONaHCO3 3鋁土礦Al注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(2)向“過濾I”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH(填“增大”、“不變”或“減小”)。(3)“電解I”是電解熔融Al2。3,電解過程中作陽(yáng)極的石墨易消耗,原因是。(4)“電解H”是電解Na2CO3溶液,
41、原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。(5)鋁粉在1000c時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4CI固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是【答案】(1)Al2O3+2OH-=2AlO2+H2O(2)減小(3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的。2氧化2-(5) 4CO32+2H2O-4e-=4HCO3+O2TH2(6)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜【解析】結(jié)合流程及題中信息可知鋁土礦在通溶時(shí),其中的氧化鋁和二氧化殍可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)過涯后,浪液中偏鋁酸鈉與碳酸氯鈉反應(yīng)生成氮氧化鋁沉淀和碳酸鈉,氮氧化鋁經(jīng)灼燒后分解為氧化鋁-最后電解熔融
42、的氧化鋁得到鋁。碳酸鈉溶液經(jīng)電解后可以再生成碳酸氫鈉和氫氧化節(jié)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用.(1)氧化鋁為兩性氧化物,可溶于強(qiáng)堿溶液生成偏鋁酸鈉和水,離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2+H2OO(2)為了提高鋁土礦的浸取率,氫氧化鈉溶液必須過量,所以過濾I所得濾液中含有氫氧化鈉,加入碳酸氫鈉溶液后,氫氧化鈉與碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和水,所以溶液的pH減小。(3)電解I過程中,石墨陽(yáng)極上氧離子被氧化為氧氣,在高溫下,氧氣與石墨發(fā)生反應(yīng)生成氣體,所以,石墨電極易消耗的原因是被陽(yáng)極上產(chǎn)生的氧氣氧化。(4)由圖中信息可知,生成氧氣的為陽(yáng)極室,溶液中水電離的OH-放電生成氧氣,破壞了水的電離平衡,碳酸根
43、結(jié)合H+轉(zhuǎn)化為HCO3,所以電極反應(yīng)式為4CO3+2H2O-4e-=4HCO3-+。22,陰極室氫氧化鈉溶液濃度變大,說明水電離的H+放電生成氫氣而破壞水的電離平衡,所以陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A為H2。(5)鋁在常溫下就容易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化膜。氯化錢受熱分解產(chǎn)生的氯化氫能夠破壞鋁表面的氧化鋁薄膜,所以加入少量的氯化錢有利于AlN的制備。【名師點(diǎn)睛】本題通過化工流程考查了課本上學(xué)過的從鋁土礦提取鋁的元素化合物的知識(shí),在問題中又結(jié)合原料的循環(huán)利用考查了電解原理。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操彳的目標(biāo)、任務(wù)上,分析
44、時(shí)要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮;解答時(shí)要先看框內(nèi),后看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”:本題改變了什么條件(或是什么條件)一根據(jù)什么理論或性質(zhì)一所以有什么變化一結(jié)論,如本題最后一個(gè)問題,只要注意了鋁表面易生成氧化膜和氯化錢受熱易分解這兩條性質(zhì),即可想到分解產(chǎn)物對(duì)氧化膜的作用,所以備考時(shí),要多看課本上元素化合物方面內(nèi)容,知道學(xué)了哪些,大多數(shù)的試題的根都在課本上。11.12017江蘇卷】某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量
45、Ag(金屬層中其他金屬含量過低,對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。15%15%NaCIONaCIO溶液(過量)10%10%氮水已知:NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解,如:3NaClO2NaCl+NaClO3AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3 H2OAg(NH3)2+Cl-+2H2O常溫時(shí)N2H4H2O(水合朋:)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+:4Ag(NH3)2+N2H4。O4AgJ+N2T+4NH4+4NH3f+&O(1)“氧化”階段需在80c條件下進(jìn)行,適宜的加熱方式為。(2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和。2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。HNO3也能氧化Ag,
46、從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是。(3)為提高Ag的回收率,需對(duì)“過濾H”的濾渣進(jìn)行洗滌,并。(4)若省略“過濾I”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3H2O反應(yīng)外(該條彳下NaClO3與NH3H2O不反應(yīng)),還因?yàn)?。?)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾H”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案:(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:2molL-1水合腫溶液,1molL-1H2so4)。【答案】(1)水浴加熱(2)4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2T會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、NO2),造成環(huán)境污染(3)將洗滌后的濾液合并入過濾n
47、的濾液中(4)未過濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水反應(yīng)預(yù)處理后的光盤呼片氧化NaOHNaOH溶液調(diào)pHpH濾液濾渣(5)向?yàn)V液中滴加2molL-1水合腫溶液,攪拌使其充分反應(yīng),同時(shí)用1molL-1H2sO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3,待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥?!窘馕觥糠治鲱}中的實(shí)驗(yàn)流程可知,第一步氧化是為了把光盤中的少量銀專秘為氯化銀,氯化銀難溶于水,過漉后存在于濾渣中:第三步溶解時(shí),氨水把氧化銀溶解轉(zhuǎn)化為銀氨配離子,最后經(jīng)一系列操作還原為銀。(1)“氧化”階段需在初七條件下進(jìn)行,由于加熱溫度低于水的沸點(diǎn),所以適宜的加熱方
48、式為水浴加熱。;3也能氧化Ag,硝酸做氧化劑時(shí)通常被還原為有毒的氤的氧化物而污染環(huán)攢,所以以HNOM弋替丫式:0的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、MS3造成環(huán)境污染。(3)為提高Ag的回收率,需對(duì)“過濾H”的濾渣進(jìn)行洗滌,洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來(lái),并將洗滌后的濾液合并入過濾n的濾液中。(4)若省略“過濾I”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3-H2O反應(yīng)外,還因?yàn)槲催^濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水,氨水的濃度變小,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水發(fā)生AgCl+2NH3-H2O-Ag(NH3)2+Cl-+
49、2H2O反應(yīng),使得銀的回收率變小。(5)“過濾n”后的濾液含有銀氨配離子,根據(jù)題中信息常溫時(shí)N2H4H2O(水合隊(duì))在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+:4Ag(NH3)2+N2H4H2O=4AgJ+N2T+4NH4+4NH3T+H2O,所以首先向該濾液中加入水合隊(duì)把銀氨配離子充分還原, 由于該反應(yīng)產(chǎn)生所氣體中含有氨氣,氨氣有強(qiáng)烈的刺激性氣味會(huì)污染空氣,所以要設(shè)計(jì)尾氣處理措施,可以用題中提供的、要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應(yīng)混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收的銀。具體方案如下:向?yàn)V液中滴加2molL-1水合腫溶液,攪拌使其充分反應(yīng),同時(shí)用1mol-L-1H2SO4溶
50、液吸收反應(yīng)中放出的NH3,待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥?!久麕燑c(diǎn)睛】本題以回收一種光盤金屬層中的少量Ag的實(shí)驗(yàn)流程為載體,將實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)試劑和儀器的選用、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等融為一體,重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程的理解、實(shí)驗(yàn)裝置的觀察、信息的加工、實(shí)驗(yàn)原理和方法運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)等能力,也考查學(xué)生運(yùn)用比較、分析等科學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力和邏輯思維的嚴(yán)密性。解題的關(guān)鍵是能讀懂實(shí)驗(yàn)流程,分析實(shí)驗(yàn)各步驟的原理、目的、實(shí)驗(yàn)條件等。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),根據(jù)限定必須使用的試劑,結(jié)合題中所給信息,注意反應(yīng)條件的控制以及實(shí)驗(yàn)試劑的量的控制,按照“核心轉(zhuǎn)
51、化一尾氣處理一產(chǎn)品分離一產(chǎn)品提純”思路,對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行耐心的優(yōu)化,直至得到完美方案。12.12016新課標(biāo)1卷】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來(lái)漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:回答下列問題:(1)NaClO2中Cl的化合價(jià)為。(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成C1O2的化學(xué)方程式。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去Mg2RCa2+,要加入的試劑分別為?!半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量C1O2O此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是。(5)“有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含
52、氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克C12的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))【答案】(1)+3;(2)2NaClO3+SO2+H2so4=2ClO2+2NaHSO4;(3)NaOH溶液;Na2cO3溶液;ClO2-(或NaClO2);(4)2:1;O2;(5)1.57?!窘馕觥吭囶}分析:(1)在NaQS中Na為+1價(jià),。為 7 價(jià),根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為01可得Q的化合價(jià)為+3,C)NaCIS和86在坨*6酸化條件下生成其中NaCQ:是氧化劑,還原產(chǎn)物為NaCl,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2XaC:O吠SO+H:$OA2C16+2NaH6dM3)
53、食鹽溶液中混有Mg二-和CF,可利用過量NaOH溶液除去Mg-利用過量NazCO二溶液除去向Nad溶液中力味C16,進(jìn)行電解,陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)2Cl-2e=Cl:3反應(yīng)產(chǎn)生C12,陰極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生YaClS,可見我電解”中陽(yáng)極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NaClO2;(4)根據(jù)圖示可知: 利用含有過氧化氫的NaOH溶液吸收ClO2氣體,產(chǎn)物為NaClO2,則此吸收反應(yīng)中,氧化劑為ClO2,還原產(chǎn)物為NaClO2,還原劑是H2O2,氧化產(chǎn)物是。2,每1mol的H2O2轉(zhuǎn)移2mol電子,反應(yīng)方程式是:2NaOH+2clO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1,該反應(yīng)
54、中氧化產(chǎn)物為O2。(5)每克NaClO2的物質(zhì)的量n(NaClO2)=1g-90.5g/mol=mol,其獲得電子的物質(zhì)的量是n(e-)=-1-molx4=4/90.5mol,1molCl2獲得電子的物質(zhì)90.590.5的量是2mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,可知其相對(duì)于氯氣的物質(zhì)的量為n=-molX4+2=mol,則90.590.52氯氣的質(zhì)重為molX71g/mol=1.57g。90.5【考點(diǎn)定位】考查混合物的分離與提純、氧化還原反應(yīng)的分析及電解原理的應(yīng)用等知識(shí)?!久麕燑c(diǎn)睛】化合價(jià)是元素形成化合物時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì),在任何化合物中,所有元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和等于0,掌握常見元素的化合價(jià), 并根
55、據(jù)元素吸引電子能力大小及化合物中所有元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和等于0的原則判斷元素的化合價(jià)。有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),元素化合價(jià)升高,失去電子,該物質(zhì)作還原劑,變?yōu)檠趸a(chǎn)物;元素化合價(jià)降低,獲得電子,該物質(zhì)作氧化劑,變?yōu)檫€原產(chǎn)物,元素化合價(jià)升降總數(shù)等于反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目;可利用最小公倍數(shù)法配平氧化還原反應(yīng)方程式,對(duì)于離子反應(yīng),同時(shí)還要符合電荷守恒及原子守恒。13.【2016新課標(biāo)3卷】以硅藻土為載體的五氧化二銳(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢鈕催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢鈕催化劑的主要成分為:物質(zhì)V2O5V2。4K2SO4SiO2Fe2O3
56、Al2O3質(zhì)里分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.12228606512V1以下是一種廢銳催化劑回收工藝路線:廢渣】底渣2 2濫出通回答下列問題:(1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+,反應(yīng)的離子方程式為,同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)成VO2+?!皬U渣1”的主要成分是。(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+變?yōu)閂O2+,則需要氧化劑KC1O3至少為mol。(3)“中和”作用之一是使鈕以V4O124-形式存在于溶液中?!皬U渣2”中含有。(4)離子交換和洗脫可簡(jiǎn)單表本為:4ROH+V4O124-F=R4V4O12+4OH-(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率,淋洗液應(yīng)該呈性(填“酸”、“堿”或“中”)。
57、(5)“流出液”中陽(yáng)離子最多的是。(6)“沉鈕”得到偏鈕酸錢(NH4VO3)沉淀,寫出“煨燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?!敬鸢浮?1)V2O5+2H+=2VO2+H2O;SiO2;(2)0.5;(3)Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)堿;(5)K+;(6)高溫.人2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3T?!窘馕觥吭囶}分析:(1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+,V元素化合價(jià)不變,說明不是氧化還原反應(yīng),根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為V2O5+2H+=2VO2+H2O;二氧化硅與酸不反應(yīng),則“廢渣1”的主要成分是二氧化硅。(2)“氧優(yōu)申欲使3mol的VC噎為V元素化合價(jià)從+4價(jià)升高到+5價(jià)
58、,而氧化劑KC1Q沖氯元素化合價(jià)從+5價(jià)降低到 T 價(jià),則根據(jù)電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質(zhì)的量為3mo-6=0.(3)“中和”作用之一是使釧以*0二人形式存在于溶液中,同時(shí)生成氫氧化鐵“氫氧化鋁沉淀,則“廢渣產(chǎn)中含有Fe(OHhAl(OH)jo(4)根據(jù)方程式可知為了提高洗脫效率,反應(yīng)應(yīng)該向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,因此淋洗液應(yīng)該呈堿性。(5)由于前面加入了氯酸鉀和氫氧化鉀,則“流出液”中陽(yáng)離子最多的是鉀離子。(6)根據(jù)原子守恒可知偏鋰酸錢(NH4VO3)“煨燒”生成五氧化二鈕、氨氣和水,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程高溫式為2NH4VO3=V2O5+H2O+2NH3f?!究键c(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備工藝流程圖分析【
59、名師點(diǎn)睛】本題是工藝流程問題,涉及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、步驟的分析、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、元素及其化合物的性質(zhì)等知識(shí),旨在發(fā)揮理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用,將其應(yīng)用于實(shí)踐來(lái)解決實(shí)際問題,達(dá)到學(xué)以致用的目的。本題充分體現(xiàn)了“源于教材又不拘泥于教材”的指導(dǎo)思想,在一定程度上考查了學(xué)生的知識(shí)的靈活運(yùn)用能力和分析問題解決問題的能力。書寫離子反應(yīng)方程式,首先找出反應(yīng)物和生成物,然后判斷此反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng),最后根據(jù)原子守恒、反應(yīng)前后電荷守恒配平其他。工藝流程中充分把握題目所給數(shù)據(jù),如本題中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%-65%因此濾渣1的主要成分是SiO2,因?yàn)镾iO2屬于酸性氧化物,不與硫酸反應(yīng)。氧化還原
60、反應(yīng)實(shí)質(zhì)是電子的得失或偏移,即得失電子數(shù)目守恒,氧化還原反應(yīng)的計(jì)算常常采用得失電子數(shù)目守恒進(jìn)行計(jì)算,即氧化劑的物質(zhì)的量x變價(jià)原子個(gè)數(shù)x化合價(jià)的變化值也原劑的物質(zhì)的量x變價(jià)原子個(gè)數(shù)x化合價(jià)的變化值,本題是3X1x1=n(KClO3)x1X6,解得x=0.5mol;化學(xué)平衡原理適用于任何化學(xué)平衡,如果改變影響平衡的一個(gè)條件,化學(xué)平衡會(huì)向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。本題難度適中。14.12016北京卷】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,制備高純PbO,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下:油液在532+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是(2)過程I中,F(xiàn)e2催化過程可表不為:i
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