2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 核心考點(diǎn)總動(dòng)員 專(zhuān)題09 元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及綜合推斷（含解析）.doc

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元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及綜合推斷 【母題再現(xiàn)】 題型介紹： 元素及化合物綜合應(yīng)用型試題在高考中為必考題型，在考查形式上通常以工藝流程題，物質(zhì)制備、性質(zhì)探究類(lèi)試題，綜合推斷試題（少數(shù)省市，逐漸淡化），還有結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行推斷等。元素及化合物知識(shí)，在考查中與基本概念、基本理論、實(shí)驗(yàn)等知識(shí)融入越來(lái)越深，這也就要求我們隊(duì)元素及化合物知識(shí)不再是單純的記和背了，而是從原理的角度進(jìn)行掌握，進(jìn)行整體分析，通過(guò)聯(lián)系、對(duì)比、歸納等方法進(jìn)行解決。 高考選題： 【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。回答下列問(wèn)題： （1）生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過(guò)飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫(xiě)出該過(guò)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： ①pH=4.1時(shí)，Ⅰ中為_(kāi)_________溶液（寫(xiě)化學(xué)式）。 ②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。 （3）制備N(xiāo)a2S2O5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Na2SO3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________。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）Na2S2O5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50.00 mL葡萄酒樣品，用0.01000 molL?1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________，該樣品中Na2S2O5的殘留量為_(kāi)___________gL?1（以SO2計(jì)）。 【答案】 2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過(guò)飽和溶液 2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a S2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋ 0.128 詳解：（1）亞硫酸氫鈉過(guò)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2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O； （2）①碳酸鈉飽和溶液吸收SO2后的溶液顯酸性，說(shuō)明生成物是酸式鹽，即Ⅰ中為NaHSO3； ②要制備焦亞硫酸鈉，需要制備亞硫酸氫鈉過(guò)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(guò)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2H2O－4e－＝4H＋+O2↑。陽(yáng)極區(qū)氫離子增大，通過(guò)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－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋；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。 點(diǎn)睛：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(wèn)，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。 （3）根據(jù)流程，濾液1中含有鐵元素和鋰元素等雜質(zhì)，濾液2中除去Li＋，則濾液1中加入NaClO3將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入Na2CO3溶液，調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀；“鈷渣”操作步驟中加入Na2S2O3是過(guò)量，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，同時(shí)濾液1中含有Co2＋，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色； （4）①提高浸取率的采取措施有粉碎、攪拌、升高溫度、適當(dāng)提高硫酸的濃度等； ②Co3＋的氧化性強(qiáng)于Cl2，用鹽酸浸取，LiCoO2將鹽酸中Cl元素氧化成Cl2，Cl2有毒，污染環(huán)境； （5）根據(jù)題意，濃硫酸吸收產(chǎn)生H2O，即n(H2O)=0.54g/18gmol－1=0.03mol，堿石灰的作用是吸收CO2，即n(CO2)=0.88g/44gmol－1=0.02mol，因此有5.17g/M[CoCO3 yCo(OH)2]gmol－1=0.02mol，解得y=3/2，即“鈷沉淀”的化學(xué)式為2CoCO33Co(OH)2。 【 名師揭秘】這類(lèi)探究題以元素及化合物知識(shí)為基礎(chǔ)，源與課本，但又高于課本；是在課本知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理的遷移和應(yīng)用。在解題過(guò)程中，通過(guò)課本知識(shí)，結(jié)合基本理論進(jìn)行分析，最后得出結(jié)論。試題中通常還會(huì)出現(xiàn)物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別，實(shí)質(zhì)上考查物質(zhì)的性質(zhì)。 高頻考點(diǎn)三：以物質(zhì)制備考查元素及化合物知識(shí) 【典例】【揚(yáng)州市2019屆高三上學(xué)期期末】以高鈦渣(主要成分為T(mén)i3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)為原料制備白色顏料TiO2的一種工藝流程如下： 已知：Na2TiO3難溶于堿性溶液；H2TiO3中的雜質(zhì)Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去。 (1)熔鹽: ①為加快反應(yīng)速率，在維持反應(yīng)物顆粒大小、反應(yīng)溫度一定的條件下，可采取的措施是__________。 ②NaOH固體與Ti3O5在空氣中加熱至500～550 ℃時(shí)生成Na2TiO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________。 (2)過(guò)濾: ①“濾液”中主要溶質(zhì)為NaOH，還含有少量________(填化學(xué)式)。 ②除雜后的濾液中獲得的NaOH可循環(huán)利用，則“水浸”時(shí)，用水量不宜過(guò)大的主要原因是_________。 (3)水解:“酸溶”后獲得的TiOSO4經(jīng)加熱煮沸，生成難溶于水的H2TiO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____。 (4)脫色:H2TiO3中因存在少量Fe(OH)3而影響TiO2產(chǎn)品的顏色，“脫色”步驟中Ti2(SO4)3的作用是_________。 【答案】攪拌 12NaOH＋2Ti3O5＋O26Na2TiO3＋6H2O Na2SiO3 用水量過(guò)大，導(dǎo)致濾液濃度過(guò)低，蒸發(fā)濃縮時(shí)能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時(shí)間過(guò)長(zhǎng)) TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4 將溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，以便除去雜質(zhì)鐵，提高H2TiO3的純度 【解析】(1)①為加快反應(yīng)速率，在維持反應(yīng)物顆粒大小、反應(yīng)溫度一定的條件下，可適當(dāng)攪拌，因?yàn)閿嚢杩墒狗磻?yīng)物混合均勻,增加反應(yīng)物的接觸機(jī)會(huì),從而達(dá)到加快反應(yīng)速率的目的，故答案為：攪拌； (2) ①熔鹽時(shí)加入的氫氧化鈉會(huì)與少量雜質(zhì)SiO2反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：2NaOH＋SiO2 = Na2SiO3＋H2O，生成的硅酸鈉易溶于水，則“濾液”中含有少量Na2SiO3，故答案為：Na2SiO3； ②“水浸”時(shí)，用水量過(guò)大，導(dǎo)致濾液濃度過(guò)低，蒸發(fā)濃縮時(shí)能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時(shí)間過(guò)長(zhǎng))，故答案為：用水量過(guò)大，導(dǎo)致濾液濃度過(guò)低，蒸發(fā)濃縮時(shí)能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時(shí)間過(guò)長(zhǎng))； (3)“酸溶”后獲得的TiOSO4會(huì)發(fā)生水解，經(jīng)加熱煮沸生成難溶于水的H2TiO3，其化學(xué)方程式為：TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4，故答案為：TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4； （4）根據(jù)給定信息易知，“脫色”步驟中加入還原性的Ti2(SO4)3，是為了將溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，以便除去雜質(zhì)鐵，提高H2TiO3的純度，且不引入新的雜質(zhì)，故答案為：將溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，以便除去雜質(zhì)鐵，提高H2TiO3的純度。 【 名師揭秘】這類(lèi)試題以元素及化合物轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)。在解題過(guò)程中要抓住題眼（突破口），使用發(fā)散思維，從不同的多個(gè)角度去思考問(wèn)題。在高考題，這類(lèi)試題的開(kāi)發(fā)度越來(lái)越高。 【直擊高考】 1．【2018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FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 molL-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 開(kāi)始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問(wèn)題： （1）焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。 （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_(kāi)________________。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________；沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續(xù)使用。 【答案】 ZnS+O2ZnO+SO2 PbSO4 調(diào)節(jié)溶液的pH 無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e－Zn 溶浸 詳解：（1）由于閃鋅礦的主要成分是ZnS，因此焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為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)Fe2+。 （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)，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。 點(diǎn)睛：無(wú)機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(wèn)題的能力。解決本類(lèi)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：①反應(yīng)物是什么；②發(fā)生了什么反應(yīng)；③該反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。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(lèi)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)，可以引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)傳承我國(guó)科學(xué)文化，弘揚(yáng)科學(xué)精神。 2．【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?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）KIO3的化學(xué)名稱(chēng)是_______。 （2）利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示： “酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是________?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是_______?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________。 （3）KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。 ①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式______。 ②電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為_(kāi)________，其遷移方向是_____________。 ③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有______________（寫(xiě)出一點(diǎn)）。 【答案】 碘酸鉀 加熱 KCl KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O或（HIO3+KOHKIO3+H2O） 2H2O+2e－2OH－+H2↑ K+ a到b 產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等 【解析】分析：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)。應(yīng)該從題目的化工流程入手，判斷每步流程操作的目的，就可以順利解決問(wèn)題。 （3）①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- + H2↑。 ②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b。 ③KClO3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。 點(diǎn)睛：題目的電解過(guò)程，可以理解為：陽(yáng)極區(qū)的單質(zhì)碘和氫氧化鉀反應(yīng)：3I2 + 6KOH = KIO3 + 5KI + 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環(huán)使用。 3．【2018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“<”）。 ②結(jié)合元素周期律解釋①中結(jié)論：P和S電子層數(shù)相同，__________。 （3）酸浸時(shí)，磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。寫(xiě)出生成HF的化學(xué)方程式：__________。 （4）H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO2脫除，同時(shí)自身也會(huì)發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間，不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖所示。80℃后脫除率變化的原因：____________________。 （5）脫硫時(shí)，CaCO3稍過(guò)量，充分反應(yīng)后仍有SO42?殘留，原因是__________；加入BaCO3可進(jìn)一步提高硫的脫除率，其離子方程式是____________________。 （6）取a g所得精制磷酸，加適量水稀釋?zhuān)园倮锵惴犹髦甘緞胋 molL?1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c mL，精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。（已知：H3PO4摩爾質(zhì)量為98 gmol?1） 【答案】 研磨、加熱 ＜ 核電荷數(shù)P＜S，原子半徑P＞S，得電子能力P＜S，非金屬性P＜S 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF↑ 80 ℃后，H2O2分解速率大，濃度顯著降低 CaSO4微溶 BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2 ②用元素周期律解釋?zhuān)琍和S電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)PS，原子半徑PS，得電子能力PS，非金屬性PS。 （3）根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律，Ca5（PO4）3F與H2SO4反應(yīng)生成HF、磷石膏和磷酸。 （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，80℃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；80℃后溫度升高，H2O2分解速率大，H2O2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。 （5）脫硫時(shí)，CaCO3稍過(guò)量，充分反應(yīng)后仍有SO42-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，反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。 （6）根據(jù)題意關(guān)系式為H3PO4~2NaOH，由消耗的NaOH計(jì)算H3PO4。 （3）根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律，Ca5（PO4）3F與H2SO4反應(yīng)生成HF、磷石膏和磷酸，生成HF的化學(xué)方程式為2Ca5（PO4）3F+10H2SO4+5H2O10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF↑。 （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，80℃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；80℃后溫度升高，H2O2分解速率大，H2O2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。 （5）脫硫時(shí)，CaCO3稍過(guò)量，充分反應(yīng)后仍有SO42-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-，H3PO4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）滴定終點(diǎn)生成Na2HPO4，則消耗的H3PO4與NaOH物質(zhì)的量之比為1：2，n（H3PO4）=n（NaOH）=bmol/Lc10-3L=mol，m（H3PO4）=mol98g/mol=g=0.049bcg，精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。 點(diǎn)睛：本題以磷精礦濕法制備磷酸的工藝流程為載體，考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律、元素周期律、指定情境下方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)含量的計(jì)算等。解題時(shí)必須利用所學(xué)知識(shí)結(jié)合流程分析，如第（5）問(wèn)注意脫硫的反應(yīng)是在粗磷酸中進(jìn)行的，BaCO3或CaCO3中碳元素最終變?yōu)镃O2；第（6）問(wèn)中H3PO4與NaOH物質(zhì)的量之比的確定等。 9．【2017江蘇卷】(12分)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： 注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。 （1）“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_(kāi)____________________。 （2）向“過(guò)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Al2O3，電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是___________。 （4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_(kāi)___________。 （5）鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl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O2氧化 （4）4CO32－+2H2O?4e?=4HCO3－+O2↑ H2 （5）NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜 （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－+H2O。 （2）為了提高鋁土礦的浸取率，氫氧化鈉溶液必須過(guò)量，所以過(guò)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(guò)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。 【名師點(diǎn)睛】本題通過(guò)化工流程考查了課本上學(xué)過(guò)的從鋁土礦提取鋁的元素化合物的知識(shí)，在問(wèn)題中又結(jié)合原料的循環(huán)利用考查了電解原理。制備類(lèi)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(pán)，逐步深入。而且還要看清問(wèn)題，不能答非所問(wèn)。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)→根據(jù)什么理論或性質(zhì)→所以有什么變化→結(jié)論，如本題最后一個(gè)問(wèn)題，只要注意了鋁表面易生成氧化膜和氯化銨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。 10．【2017江蘇卷】(15分)某科研小組采用如下方案回收一種光盤(pán)金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過(guò)低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。 已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3 ②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3H2O Ag(NH3) 2++ Cl? +2H2O ③常溫時(shí)N2H4H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+： 4Ag(NH3) 2++N2H4H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O （1）“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為_(kāi)_________________。 （2）NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。 HNO3也能氧化Ag，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(guò)濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，并_______________________。 （4）若省略“過(guò)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(guò)量NaClO與NH3H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3H2O不反應(yīng))，還因?yàn)開(kāi)____________________。 （5）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過(guò)濾Ⅱ”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：2 molL?1水合肼溶液，1 molL?1H2SO4)。 【答案】（1）水浴加熱 （2）4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑ 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(guò)濾Ⅱ的濾液中 （4）未過(guò)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) （5）向?yàn)V液中滴加2 molL?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1 molL?1 H2SO4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(guò)濾、洗滌，干燥。 （1）“氧化”階段需在 80℃條件下進(jìn)行，由于加熱溫度低于水的沸點(diǎn)，所以適宜的加熱方式為水浴加熱。 （2）因?yàn)橐阎狽aClO 溶液與 Ag 反應(yīng)的產(chǎn)物為 AgCl、NaOH 和 O2 ，用化合價(jià)升降法即可配平，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化劑時(shí)通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環(huán)境，所以以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 )，造成環(huán)境污染。 （3）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過(guò)濾Ⅱ”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(guò)濾Ⅱ的濾液中。 （4）若省略“過(guò)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(guò)量NaClO與NH3H2O反應(yīng)外，還因?yàn)槲催^(guò)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+2NH3H2OAg(NH3) 2++ Cl? +2H2O反應(yīng) ，使得銀的回收率變小。 （5）“過(guò)濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據(jù)題中信息常溫時(shí) N2H4H2O(水合肼)在堿性條件下能還原 Ag(NH3) 2+ ：4 Ag(NH3) 2++N2H4H2O＝4Ag↓+ N2↑+ 4NH4＋+ 4NH3↑+H2O ，所以首先向該濾液中加入水合肼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(guò)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水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1 molL?1 H2SO4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(guò)濾、洗滌，干燥。 【名師點(diǎn)睛】本題以回收一種光盤(pán)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(wèn)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)化→尾氣處理→產(chǎn)品分離→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。 11．【2016年高考新課標(biāo)Ⅲ卷】（14分） 以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為： 物質(zhì) V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1 以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： 回答下列問(wèn)題： （1）“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________，同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)成VO2+?！皬U渣1”的主要成分是__________________。 （2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)閂O2+，則需要氧化劑KClO3至少為_(kāi)_____mol。 （3）“中和”作用之一是使釩以V4O124?形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有_______。 （4）“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為：4ROH+ V4O124? R4V4O12+4OH?（以ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈_____性（填“酸”“堿”“中”）。 （5）“流出液”中陽(yáng)離子最多的是________。 （6）“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫(xiě)出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。 【答案】（1）V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；SiO2；（2）0.5；（3）Fe(OH)3、Al(OH)3；（4）堿；（5）K＋ ；（6）2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。 【解析】 （3）“中和”作用之一是使釩以V4O124?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2”中含有Fe(OH)3、Al(OH)3。 （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)原子守恒可知偏釩酸銨（NH4VO3 “煅燒”生成七氧化二釩、氨氣和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。 【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備工藝流程圖分析 【名師點(diǎn)睛】本題是工藝流程問(wèn)題，涉及氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、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)，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(wèn)題，達(dá)到學(xué)以致用的目的。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(wèn)題解決問(wèn)題的能力。書(shū)寫(xiě)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)的量變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)的變化值=還原劑的物質(zhì)的量變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)的變化值，本題是311=n(KClO3)16，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。 12．【2016年高考新課標(biāo)Ⅲ卷】（14分）過(guò)氧化鈣微溶于水，溶于酸，可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過(guò)氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法。回答下列問(wèn)題： （一）碳酸鈣的制備 （1）步驟①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長(zhǎng)大，有利于____。 （2）右圖是某學(xué)生的過(guò)濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是______（填標(biāo)號(hào)）。 a． 漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．將濾紙濕潤(rùn)，使其緊貼漏斗壁 d．濾紙邊緣高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動(dòng)以加快過(guò)濾速度 (二)過(guò)氧化鈣的制備 CaCO3濾液 白色晶體 （3）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時(shí)溶液呈____性（填“酸”、“堿”或“中”。將溶液煮沸，趁熱過(guò)濾。將溶液煮沸的作用是___________。 （4）步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是_________。 （5）將過(guò)濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是_______。 （6）制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是______，產(chǎn)品的缺點(diǎn)是_______。 【答案】（1）調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀；過(guò)濾分離；（2）ade ；（3）酸；除去溶液中溶解的CO2； （4）CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O；溫度過(guò)高時(shí)過(guò)氧化氫分解；（5）去除結(jié)晶表面水分；（6）工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單；純度較低。 （3）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，溶液中有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性。容易含有二氧化碳，而過(guò)氧化鈣能與酸反應(yīng)，因此將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。 （4）根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)中還有氯化銨和水生成，則步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O；雙氧水不穩(wěn)定，受熱易分解，因此該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行的原因是防止過(guò)氧化氫分解。 【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 【名師點(diǎn)睛】本試題考查物質(zhì)的制備、實(shí)驗(yàn)基本操作、鹽類(lèi)水解、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、元素及其化合物的性質(zhì)等知識(shí)，這些問(wèn)題屬于基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，考查考生的知識(shí)運(yùn)用能力，同時(shí)注意信息的運(yùn)用。制備碳酸鈣，需要除去石灰石中的雜質(zhì)，鐵的氧化物和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生鐵離子，然后利用過(guò)氧化氫，把Fe2＋氧化成Fe3＋，利用氫氧化鐵在pH=2出現(xiàn)沉淀，當(dāng)pH=3.7時(shí)沉淀完全，加入氨水調(diào)節(jié)pH，讓Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3，然后進(jìn)行過(guò)濾，除去雜質(zhì)，做題過(guò)程中注意題目中信息，信息會(huì)告訴你解題的思路，“沉淀顆粒長(zhǎng)大”，便于得到沉淀，便于過(guò)濾分離；實(shí)驗(yàn)操作中實(shí)驗(yàn)獲得成功，一定要注意操作的規(guī)范性， 如過(guò)濾的注意事項(xiàng)：“一貼”“二低”“三靠”；物質(zhì)的制備為了得到純凈的物質(zhì)，一定要把雜質(zhì)除去，但不能引入新的雜質(zhì)，把有可能引入雜質(zhì)的情況考慮進(jìn)去，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，但CO2能溶于水，會(huì)有一部分CO2溶解，加入氨水時(shí)會(huì)產(chǎn)生(NH4)2CO3，制備的過(guò)氧化鈣不純凈，需要除去溶解CO2，加熱煮沸，除去溶解CO2；在實(shí)驗(yàn)題目中往往以元素及其化合物的性質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行考查，過(guò)氧化氫不穩(wěn)定受熱易分解，在冰浴中進(jìn)行，為防止過(guò)氧化氫的分解；在物質(zhì)的制備中也要注意題給信息，因?yàn)檫@往往解某題的關(guān)鍵，過(guò)氧化鈣微溶于水，用蒸餾水洗滌中會(huì)有部分溶解，為了減少溶解，利用過(guò)氧化鈣難溶于乙醇進(jìn)行洗滌，本試題難度適中。 3．【陜西省渭南中學(xué)2019屆高三第五次質(zhì)檢】X、Y、Z、W四種物質(zhì)有如下相互轉(zhuǎn)化關(guān)系（其中X、W為單質(zhì)，Y、Z為化合物，未列出反應(yīng)條件）：X+Y=Z+W。 （1）若W能使帶火星的木條復(fù)燃，Z可用于雕刻玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為：________________。 （2）若W是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料且X、W同主族，則Z的名稱(chēng)為：____________。 （3）若X是工業(yè)上用量最大的金屬單質(zhì)，Z是一種具有磁性的黑色晶體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_____。 （4）若X位于周期表的第IIA族，Z可作為耐火材料，則Y的電子式為_(kāi)______，其屬于含有_____（填“極性”、“非極性”）共價(jià)鍵的分子。 （5）若為鋁熱反應(yīng)，下列能代替KClO3和鎂帶而引發(fā)鋁熱反應(yīng)的是（_____） A、直接用酒精燈加熱 B、KMnO4、鋁條 C、火柴頭、濃鹽酸 D、KMnO4、鞭炮引線 【答案】2F2 + 2H2O =4HF + O2 一氧化碳 3Fe+4H2O Fe3O4++4H2 極性鍵 D (3)根據(jù)題中信息“X是工業(yè)上用量最大的金屬單質(zhì)，Z是一種具有磁性的黑色晶體”可知X為Fe，Z為Fe3O4，X+Y=Z+W的化學(xué)反應(yīng)方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2。本小題答案為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2。 (4)根據(jù)題干信息“X位于周期表的第IIA族，Z可作為耐火材料”Z為MgO，則X為Mg，W為C，發(fā)生的反應(yīng)為：2Mg+CO22MgO+C，則Y為CO2，Y的電子式為：，屬于含有極性共價(jià)鍵的分子。本小題答案為：；極性。 (5)黑火藥燃燒時(shí)約2200度與鎂相當(dāng)，則能代替KClO3和鎂帶引發(fā)鋁熱反應(yīng)的可以是KMnO4、鞭炮引線，故答案選D。本小題答案為：D。 能力拓展： 4．【江西九江市同文中學(xué)2019屆高三上學(xué)期期中】A、B、C、X是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)物質(zhì)，均由短周期元素組成，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。請(qǐng)針對(duì)以下三種不同情況回答： (1)若A、B、C均為化合物且焰色反應(yīng)均為黃色，水溶液均為堿性。則C物質(zhì)的化學(xué)式是_____________。 (2)若A、B、C中均含同一種常見(jiàn)金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，將A、C的水溶液混合可得B的白色膠狀沉淀。 ①A中含有的金屬元素為_(kāi)__________。(寫(xiě)元素符號(hào)) ②該金屬元素的單質(zhì)與某紅棕色粉末在高溫下反應(yīng)，可用于焊接鐵軌，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________。 若A為固態(tài)非金屬單質(zhì)，A與X同周期，常溫常壓下C為白色固體，B分子中各原子最外層均為8e-結(jié)構(gòu)。C與水劇烈反應(yīng)，生成兩種常見(jiàn)酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。 【答案】NaHCO3 Al 2A1+Fe2O3A12O3+2Fe PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl ②Al與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌及定向爆破，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，本小題答案為：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。 （3）若A為固態(tài)非金屬單質(zhì)，A與X為同周期，常溫常壓下C為白色固體，B分子中各原子最外層均為8e?結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A為磷，B為三氯化磷，C為五氯化磷，X為氯氣。C與水劇烈反應(yīng)，生成兩種常見(jiàn)酸，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。本小題答案為：PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。 5．【廈門(mén)市啟悟中學(xué)2019屆高三上學(xué)期期中】有一溶液，其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4＋、K+、CO32－、SO42－、Br－ 等離子的幾種，為分析其成分，取此溶液分別進(jìn)行了四個(gè)實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)現(xiàn)象如圖所示： 請(qǐng)你根據(jù)上圖推斷： （1）實(shí)驗(yàn)①、②能確定原溶液中一定存在________和_______(填離子符號(hào)）； （2）實(shí)驗(yàn)⑤中所發(fā)生的氧化還原的離子方程式為_(kāi)_________________________________。 （3）實(shí)驗(yàn)④中產(chǎn)生的刺激性氣味的氣體，工人常利用該物質(zhì)的濃溶液檢查氯氣管道是否漏氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________ （4）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)④中，由A→B過(guò)程中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________。 【答案】K+ Br- 2Fe2+ +Cl2=2Fe3++2Cl- 8NH3 + 3Cl2 =6NH4Cl + N2 Al(OH)3 + OH- =[Al(OH)4]- （3）實(shí)驗(yàn)④中產(chǎn)生的刺激性氣味的氣體為氨氣，工人常利用該物質(zhì)的濃溶液即氨水，檢查氯氣管道是否漏氣，若漏氣，漏氣位置產(chǎn)生大量氯化銨白煙，反應(yīng)的化學(xué)方程式是8NH3 + 3Cl2 =6NH4Cl + N2； （4）實(shí)驗(yàn)④中，隨著氫氧化鈉的含量不斷增加，沉淀開(kāi)始部分溶解，說(shuō)明沉淀中有氫氧化鋁，由A→B過(guò)程中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Al(OH)3 + OH- =[Al(OH)4]-或Al(OH)3 + OH- =AlO2-+2H2O。 6．【甘肅武威一中2019屆高三上學(xué)期期末】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集強(qiáng)氧化性、吸附、絮凝于一體的新型多功能處理劑，其生產(chǎn)工藝如圖所示： 　　 已知K2FeO4具有下列性質(zhì)： ①可溶于水、微溶于濃KOH溶液 ②在0～5 ℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定 ③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解 ④在酸性至堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2 請(qǐng)完成下列填空： (1)已知Cl2與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，生產(chǎn)KClO應(yīng)在溫度___________的情況下進(jìn)行(填“較高”或“較低”)。 (2)生產(chǎn)K2FeO4的反應(yīng)原理是：Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____________。 (3)K2FeO4在弱堿性條件下能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。 (4)在“反應(yīng)液Ⅰ”中加KOH固體的目的是___________。 A．為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物 B．與“反應(yīng)液Ⅰ”中過(guò)量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO C．KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率 D．使副產(chǎn)物KClO3轉(zhuǎn)化為KCl (5)制備K2FeO4時(shí)，須將90%的Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到堿性的KClO濃溶液中，并且不斷攪拌。采用這種混合方式的原因是_______________________ (答出1條即可)。 (6)從“反應(yīng)液Ⅱ”中分離出K2FeO4晶體后，可以得到的副產(chǎn)品有________ (寫(xiě)化學(xué)式)。 (7)工業(yè)上常用“間接碘量法”測(cè)定高鐵酸鉀樣品中高鐵酸鉀的含量，其方法是：用堿性的碘化鉀溶液(pH為11～12)溶解3.96 g高鐵酸鉀樣品，調(diào)節(jié)pH為1，避光放置40分鐘至反應(yīng)完全(高鐵酸根離子全部被還原成鐵離子)，再調(diào)節(jié)pH為3～4(弱酸性)。以1.0 mol/L的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液為滴定劑進(jìn)行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，用去硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00 mL，則原高鐵酸鉀樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____________。 【答案】較低 3∶2 4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑ AB 減少K2FeO4在過(guò)量Fe3+作用下的分解(或K2FeO4在低溫、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定) KNO3、KCl 25% (1)由工藝流程可知，利用Fe(OH)3與KClO制備K2FeO4，由信息可知溫度較高KOH與Cl2反應(yīng)生成的是KClO3，在低溫下KOH與Cl2反應(yīng)生成的是KClO，所以應(yīng)選擇低溫較低； (2)生產(chǎn)K2FeO4的反應(yīng)原理是：Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)，F(xiàn)e(NO3)3為還原劑，KClO為氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可知，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2； (3)K2FeO4在弱堿性條件下能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4K2FeO4+10H2O=8KOH+4 Fe(OH)3↓+3O2↑； (4)A．Fe(NO3)3與KClO反應(yīng)時(shí)，要消耗KOH，A正確； B．根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖可知，第①步Cl2過(guò)量，加入KOH固體后會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生成KClO，B正確； C．因溫度較高時(shí)KOH 與Cl2反應(yīng)生成的是KClO3，而不是KClO，C錯(cuò)誤； D．KClO3轉(zhuǎn)化為 KCl，化合價(jià)只降低不升高，不符合氧化還原反應(yīng)原理，D錯(cuò)誤； (5)信息可知，K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解，將90%的Fe(NO3)3溶液緩慢滴加到堿性的KClO濃溶液中，并且不斷攪拌，可以減少K2FeO4在過(guò)量Fe3+作用下的分解； (6)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程圖，利用元素守恒可知，硝酸鐵與次氯酸鉀在堿性條件下反應(yīng)得溶液II中含有高鐵酸鉀、硝酸鉀和氯化鉀，所以從溶液II中分離出K2FeO4后，同時(shí)得到副產(chǎn)品有KCl、KNO3； (7)用堿性的碘化鉀溶液溶解高鐵酸鉀樣品，調(diào)節(jié)pH為1，高鐵酸根與碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高鐵酸根離子全部被還原成鐵離子，碘離子被氧化成碘，根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系2FeO42-～3I2，再根據(jù)反應(yīng)2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，得關(guān)系式2FeO42-～3I2～6Na2S2O3，所以高鐵酸鉀的質(zhì)量為1.0mol/L0.015L198g/mol=0.99g，則原高鐵酸鉀樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=25%。 自我提升： 7．【銀川市長(zhǎng)慶高級(jí)中學(xué)2019屆高三第四次月考】已知A、E為金屬單質(zhì)，B是淡黃色粉末且常用于防毒面具中，回答下題。 (1)實(shí)驗(yàn)室中A常常保存在盛放_(tái)_________的廣口瓶中。 (2)寫(xiě)出B轉(zhuǎn)變成C的化學(xué)方程式_________________。0.1molB參與該反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為_(kāi)________ 。 (3)用化學(xué)方程式表示沉淀G顏色發(fā)生變化的原因：________________________。 (4)從A、B、C、D、E、G、H選出試劑可制備F，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)離子方程式：__________。 (5)直接向F溶液中加入B固體，寫(xiě)出可能出現(xiàn)的現(xiàn)象：__________________________。 (6)將H溶液滴加到淀粉碘化鉀試液中觀察到的現(xiàn)象是____________________，用離子方程式解釋原因_______ ； 【答案】煤油 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 0.1NA 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe3++Fe=3Fe2+ 有無(wú)色氣體生成，產(chǎn)生紅褐色沉淀 溶液變藍(lán)； 2Fe3++2I-= 2Fe2++I2。 （2）B轉(zhuǎn)變成C的化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，根據(jù)方程式可知，每2molNa2O2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，0.1mol Na2O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為0.1NA,故答案為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；0.1NA。 （3）沉淀G顏色發(fā)生變化的原因是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 （4）Fe和FeCl3反應(yīng)可以制備FeCl2，離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案為：2Fe3++Fe=3Fe2+。 （5）直接向F溶液中加入B固體，會(huì)產(chǎn)生無(wú)色氣體，產(chǎn)生紅褐色沉淀，故答案為：有無(wú)色氣體生成，產(chǎn)生紅褐色沉淀。 （6）H是FeCl3，滴加到淀粉碘化鉀試液中觀察到的現(xiàn)象是溶液變藍(lán)，離子方程式為：2Fe3++2I-= 2Fe2++I2，故答案為：溶液變藍(lán)；2Fe3++2I-= 2Fe2++I2。學(xué)@科網(wǎng) 8．【西藏林芝市一中2019屆高三第三次月考】回答下列問(wèn)題： （1）若金屬鈉等活潑金屬著火時(shí)，應(yīng)該用_______________來(lái)滅火。將一小塊鈉投入盛有飽和石灰水的燒杯中，不可能觀察到的現(xiàn)象是________。 a．有氣體生成 b．鈉熔化成小球并在液面上游動(dòng) c．燒杯底部有銀白色的金屬鈣生成 d．溶液變渾濁 （2）Na2CO3和NaHCO3是兩種常見(jiàn)的鈉鹽。下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的說(shuō)法中，正確的是______________。 a．常溫下，Na2CO3在水中的溶解度比NaHCO3小 b．相同質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生CO2前者多 c．可用Ca(OH)2溶液鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 d． NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質(zhì)可通入足量CO2除雜 （3）過(guò)氧化鈉、過(guò)氧化鎂都是重要的過(guò)氧化物。過(guò)氧化鎂不溶于水，但易溶于稀酸，廣泛用作胃藥，治療胃酸過(guò)多。試寫(xiě)出過(guò)氧化鎂與胃酸反應(yīng)的離子方程式：_____________。 （4）某無(wú)色稀溶液X中，可能含有Al3＋、Cl－、Fe3＋、Mg2＋、NH4＋中的某幾種，向其中加入NaOH溶液時(shí)產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入NaOH溶液體積(V)的關(guān)系如下圖所示。 則X中一定含有的陽(yáng)離子是_________，bc段反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。 （5）在1L某酸性溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表 離子 Mg2＋ Al3＋ SO42? Cl? c/（mol/L） 0.510?2 1.010?2 0.510?2 3.010?2 向該溶液中逐滴加入0.5 mol?L-1NaOH溶液至沉淀恰好不再溶解時(shí)，消耗NaOH體積為_(kāi)____mL。 【答案】干沙土 c d 2MgO2+4H+=2Mg2++2H2O+O2↑ Al3＋、Mg2＋、NH4＋ Al(OH)3＋OH-=AlO2-＋2H2O 100 （2）a．常溫下，Na2CO3在水中的溶解度比NaHCO3大，故a錯(cuò)誤；b．相同質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，相對(duì)分子質(zhì)量NaHCO3小于Na2CO3，所以等質(zhì)量的NaHCO3、Na2CO3的物質(zhì)的量n (NaHCO3)＞n (Na2CO3)，即在相同條件下產(chǎn)生CO2的體積NaHCO3多，故b錯(cuò)誤；c.Ca(OH)2溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，Ca(OH)2溶液與和NaHCO3溶液反應(yīng)也產(chǎn)生白色沉淀，故無(wú)法鑒別，c錯(cuò)誤；d.CO2與Na2CO3和水反應(yīng)生成NaHCO3，故NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質(zhì)可通入足量CO2，d正確；綜上，本題選d。 （5）Mg2＋最終存在形式為Mg(OH) 2，Al3＋最終存在形式為AlO2-，1L溶液中含有Mg2＋0.005mol，Al3＋0.01mol。Mg2＋消耗OH- 0.01mol，Al3＋消耗OH- 0.04mol，共消耗NaOH溶液0.05mol，V[NaOH(aq)]=n/c=0.05mol/0.5 mol?L-1=0.1L=100mL，故消耗NaOH體積為100 mL。 9．【山東榮成市六中2019屆高三1