講練測(cè)2019年高考化學(xué)三輪復(fù)習(xí)核心熱點(diǎn)總動(dòng)員專題11化學(xué)流程無機(jī)物的推斷及綜合應(yīng)用含解析.doc

《講練測(cè)2019年高考化學(xué)三輪復(fù)習(xí)核心熱點(diǎn)總動(dòng)員專題11化學(xué)流程無機(jī)物的推斷及綜合應(yīng)用含解析.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《講練測(cè)2019年高考化學(xué)三輪復(fù)習(xí)核心熱點(diǎn)總動(dòng)員專題11化學(xué)流程無機(jī)物的推斷及綜合應(yīng)用含解析.doc（47頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

化學(xué)流程、無機(jī)物的推斷及綜合應(yīng)用 【名師精講指南篇】 【高考真題再現(xiàn)】 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： ①pH=4.1時(shí)，Ⅰ中為__________溶液（寫化學(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Na2SO3。陽極的電極反應(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）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_____________，該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________gL?1（以SO2計(jì)）。 【答案】 2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a S2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋ 0.128 【解析】分析：（1）根據(jù)原子守恒書寫方程式； （2）①根據(jù)溶液顯酸性判斷產(chǎn)物； ②要制備焦亞硫酸鈉，需要制備亞硫酸氫鈉過飽和溶液，據(jù)此判斷； （3）根據(jù)陽極氫氧根放電，陰極氫離子放電，結(jié)合陽離子交換膜的作用解答； （4）焦亞硫酸鈉與單質(zhì)碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)，據(jù)此書寫方程式；根據(jù)方程式計(jì)算殘留量。 詳解：（1）亞硫酸氫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2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O； （2）①碳酸鈉飽和溶液吸收SO2后的溶液顯酸性，說明生成物是酸式鹽，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）陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陽極區(qū)是稀硫酸，氫氧根放電，則電極反應(yīng)式為2H2O－4e－＝4H＋+O2↑。陽極區(qū)氫離子增大，通過陽離子交換膜進(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，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．【2018新課標(biāo)2卷】我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，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_______工序繼續(xù)使用。 【答案】 ZnS+O2ZnO+SO2 PbSO4 調(diào)節(jié)溶液的pH 無法除去雜質(zhì)Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e－Zn 溶浸 【解析】分析：焙燒時(shí)硫元素轉(zhuǎn)化為SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸鎘，二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)轉(zhuǎn)化為濾渣，由于硫酸鉛不溶于水，因此濾渣1中還含有硫酸鉛。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；濾液中加入鋅粉置換出Cd，最后將濾液電解得到金屬鋅，據(jù)此將解答。 詳解：（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：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是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉栴}： （1）KIO3的化學(xué)名稱是_______。 （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_______。“調(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。 ①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式______。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________，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，就可以順利解決問題。 詳解：（1）根據(jù)氯酸鉀（KClO3）可以推測(cè)KIO3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熱，原因是氣體的溶解度是隨溫度上升而下減小。第一步反應(yīng)得到的產(chǎn)品中氯氣在“逐Cl2”時(shí)除去，根據(jù)圖示，碘酸鉀在最后得到，所以過濾時(shí)KH(IO3)2應(yīng)該在濾渣中，所以濾液中主要為KCl?！罢{(diào)pH”的主要目的是將KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，所以方程式為：KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O。 （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：題目的電解過程，可以理解為：陽極區(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。 4．【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，以百里香酚酞作指示劑，用b 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 【解析】分析：磷精礦粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏，粗磷酸經(jīng)過脫有機(jī)碳、脫硫等步驟獲得精制磷酸。 （1）根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析，流程中能加快反應(yīng)速率的措施有：研磨、加熱。 （2）①根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律，酸性：H3PO4H2SO4。 ②用元素周期律解釋，P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。 詳解：（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；流程中能加快反應(yīng)速率的措施有：研磨、加熱。 （2）①根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律，酸性：H3PO4H2SO4。 ②用元素周期律解釋酸性：H3PO4H2SO4，P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，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寫、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）問中H3PO4與NaOH物質(zhì)的量之比的確定等。 5.【2018江蘇卷】以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下： （1）焙燒過程均會(huì)產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________________。 （2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如題16圖所示。 已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ℃ 硫去除率=（1—）100% ①不添加CaO的礦粉在低于500 ℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來源于__________________。 ②700℃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，其主要原因是______________________________________________________。 （3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_______________（填化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為_______________（填化學(xué)式）。 （4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=__________________。 【答案】（1）SO2+OH?HSO3? （2）①FeS2 ②硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 （3）NaAlO2 Al(OH)3 （4）1∶16 【解析】分析：根據(jù)流程，礦粉焙燒時(shí)FeS2與O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2，在空氣中CaO可將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4；“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2， （1）過量SO2與NaOH反應(yīng)生成NaHSO3和H2O。 （2）①根據(jù)題給已知，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600℃，不添加CaO的礦粉低于500℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來源于FeS2。 ②添加CaO，CaO起固硫作用，根據(jù)硫去除率的含義，700℃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。 （3）“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的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。 （4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑。 詳解：（1）過量SO2與NaOH反應(yīng)生成NaHSO3和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+NaOH=NaHSO3，離子方程式為SO2+OH-=HSO3-。 （2）①根據(jù)題給已知，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600℃，不添加CaO的礦粉低于500℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來源于FeS2。 ②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)硫去除率的含義，700℃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、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的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+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，即Al元素存在的形式由NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al（OH）3。 （4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。 點(diǎn)睛：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)，圖像的分析，獲取新信息的能力，指定情境下方程式的書寫。如NaOH溶液吸收過量SO2則產(chǎn)物為HSO3?，F(xiàn)e2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒則沒有氧氣作氧化劑等需注意反應(yīng)物及用量的不同。 6.【2018江蘇卷】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4H2O（水合肼）和無水Na2SO3，其主要實(shí)驗(yàn)流程如下： 已知：①Cl2+2OH?ClO?+Cl?+H2O是放熱反應(yīng)。 ②N2H4H2O沸點(diǎn)約118 ℃，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40 ℃，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Ⅱ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40 ℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再迅速升溫至110 ℃繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________；使用冷凝管的目的是_________________________________。 （3）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、、隨pH的分布如題19圖?2所示，Na2SO3的溶解度曲線如題19圖?3所示）。 ①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_________________。 ②請(qǐng)補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案： _______________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。 【答案】（1）3Cl2+6OH?5Cl?+ClO3?+3H2O 緩慢通入Cl2 （2）NaClO堿性溶液 減少水合肼的揮發(fā) （3）①測(cè)量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2 ②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34℃條件下趁熱過濾 【解析】分析：步驟I中Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制備NaClO；步驟II中的反應(yīng)為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應(yīng)制備水合肼，；步驟III分離出水合肼溶液；步驟IV由SO2與Na2CO3反應(yīng)制備Na2SO3。 （1）溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaClO3、NaCl和H2O。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40℃、減慢反應(yīng)速率。 （2）步驟II中的反應(yīng)為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應(yīng)制備水合肼，由于水合肼具有強(qiáng)還原性、能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2，為了防止水合肼被氧化，應(yīng)逐滴滴加NaClO堿性溶液。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在110℃繼續(xù)反應(yīng)，N2H4H2O沸點(diǎn)約118 ℃，使用冷凝管的目的：減少水合肼的揮發(fā)。 （3）①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。 ②由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，首先要加入NaOH將NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3，根據(jù)含硫微粒與pH的關(guān)系控制pH；根據(jù)Na2SO3的溶解度曲線，確定分離Na2SO3的方法。 詳解：（1）溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaClO3、NaCl和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O，離子方程式為3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+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40℃、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)制備水合肼，由于水合肼具有強(qiáng)還原性、能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2，為了防止水合肼被氧化，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110℃繼續(xù)反應(yīng)，N2H4H2O沸點(diǎn)約118 ℃，使用冷凝管的目的：減少水合肼的揮發(fā)。 （3）①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。 ②由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，首先要加入NaOH將NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3，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34℃析出Na2SO3，低于34℃析出Na2SO37H2O，所以從Na2SO3溶液中獲得無水Na2SO3應(yīng)控制溫度高于34℃。由NaHSO3溶液制備無水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34℃條件下趁熱過濾，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。 點(diǎn)睛：本題以制備水合肼和無水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。難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，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，結(jié)合圖表等信息細(xì)心分析答題要點(diǎn)。 7．【2017新課標(biāo)1卷】（14分） 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MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下： 回答下列問題： （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70%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為___________________。 （2）“酸浸”后，鈦主要以形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。 （3）TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示： 溫度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率% 92 95 97 93 88 分析40 ℃時(shí)TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。 （4）Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為__________________。 （5）若“濾液②”中，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式計(jì)算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為。 （6）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式 。 【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl? = Fe2++ + 2H2O （3）低于40℃，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，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）4 （5）Fe3+恰好沉淀完全時(shí)，c()=molL?1=1.310–17 molL?1，c3(Mg2+)c2()＝(0.01)3(1.310–17)2=1.710–40＜Ksp [Mg3(PO4)2]，因此不會(huì)生成Mg3(PO4)2沉淀。 （6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑ 【解析】（1）由圖示可知，“酸浸”時(shí)鐵的凈出率為70%時(shí)，則應(yīng)選擇在100℃、2h，90℃，5h下進(jìn)行； （2）“酸浸”時(shí)用鹽酸溶解FeTiO3生成時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H++4Cl?＝Fe2++ + 2H2O； （3）溫度是影響速率的主要因素，但H2O2在高溫下易分解、氨水易揮發(fā)，即原因是低于40℃，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，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）Li2Ti5O15中Li為+1價(jià)，O為–2價(jià)，Ti為+4價(jià)，過氧根()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)2+(+4)5+(–2)(15–2x)+(–1)2x=0，解得：x=4； （5）Ksp[FePO4]=c(Fe3+)c()=1.310–2，則c()＝＝1.310–17 mol/L，Qc[Mg3(PO4)2]＝c3(Mg2+)c2()＝(0.01)3(1.310–17)2=1.6910–40＜1.010–24，則無沉淀。 （6）高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4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 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。 【名師點(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，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)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論。 8．【2017新課標(biāo)3卷】（15分） 重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為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①的主要反應(yīng)為：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ 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④調(diào)濾液2的pH使之變____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用離子方程式表示）。 （4）有關(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。 a．80℃ b．60℃ c．40℃ d．10℃ 步驟⑤的反應(yīng)類型是___________________。 （5）某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品 m2 kg，產(chǎn)率為_____________。 【答案】（1）2∶7 陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng) （2）鐵 Al(OH)3 （3）小 2+2H++H2O （4）d 復(fù)分解反應(yīng) （5）100% 【解析】（1）FeOCr2O3是還原劑，氧化產(chǎn)物為Na2CrO4和Fe2O3，每摩轉(zhuǎn)移7 mol電子，而NaNO3是氧化劑，還原產(chǎn)物為NaNO2，每摩轉(zhuǎn)移2 mol電子，根據(jù)電子守恒可知，F(xiàn)eOCr2O3和NaNO3的系數(shù)比為2∶7；陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng)，則熔融時(shí)不能使用陶瓷容器。 （2）熔塊中氧化鐵不溶于水，過濾后進(jìn)入濾渣1，則濾渣1中含量最多的金屬元素是鐵；濾液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，調(diào)節(jié)溶液pH并過濾后得濾渣2為Al(OH)3及含硅雜質(zhì)。 （3）濾液2調(diào)節(jié)pH的目的是提高溶液的酸性，pH變小；因?yàn)槿芤褐写嬖?CrO42-+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10 ℃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)。 （5）樣品中Cr2O3的質(zhì)量為m140% kg，則生成K2Cr2O7的理論質(zhì)量為m140% kg，則所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為m2 kg（m140% kg）100%=100%。 【名師點(diǎn)睛】考查無機(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)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．【2017北京卷】（13分）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TiCl4的流程示意圖如下： 資料：TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點(diǎn)/℃ 58 136 181（升華） 316 1412 熔點(diǎn)/℃ ?69 ?25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 難溶 （1）氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。 已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJmol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJmol-1 ① 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式：_______________________。 ② 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ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判斷依據(jù)：_______________。 ③ 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_____________。 （2）精制過程：粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下： 物質(zhì)a是______________，T2應(yīng)控制在_________。 【答案】（1）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5 kJ/mol ②> 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) ③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3 （2）SiCl4 高于136℃，低于181℃ 【解析】（1）①生成TiCl4和CO的反應(yīng)方程式為TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根據(jù)蓋斯定律，兩式相加，得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=ΔH1+ΔH2=（-220.9 kJmol-1）+（+175.4 kJmol-1）=-45.5kJmol－1。②根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，CO的濃度增加，CO2濃度降低，說明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H>0。③尾氣中的HCl經(jīng)水吸收可得到粗鹽酸，然后再將Cl2通入FeCl2溶液中，最后用氫氧化鈉溶液吸收剩余酸性氣體。④資料中已經(jīng)給出“TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)”一覽表，因此氯化過程中生成的MgCl2、AlCl3、FeCl3只有少量溶解在液態(tài)TiCl4中，而SiCl4完全溶解在TiCl4中，因此過濾得到粗TiCl4混合液時(shí)濾渣中含有上述難溶物和微溶物。濾渣應(yīng)為MgCl2、AlCl3、FeCl3。（2）根據(jù)資料，SiCl4的沸點(diǎn)最低，先蒸餾出來，因此物質(zhì)a為SiCl4，根據(jù)流程目的，為了得到純凈的TiCl4，后續(xù)溫度需控制在稍微大于136℃，但小于181℃。 【名師點(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、蒸餾實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)，考查考生對(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)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論。另外需要注意題干信息的提取和篩選，例如本題中：①溶解性決定溶液中溶質(zhì)及沉淀的成分，表格中信息則可以得到TiCl4液體中溶解的溶質(zhì)及同時(shí)存在的沉淀成分。②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。 10．【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_____________________。 （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Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，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?。?）石墨電極被陽極上產(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 【解析】結(jié)合流程及題中信息可知，鋁土礦在堿溶時(shí)，其中的氧化鋁和二氧化硅可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，過濾后，濾液中偏鋁酸鈉與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，氫氧化鋁經(jīng)灼燒后分解為氧化鋁，最后電解熔融的氧化鋁得到鋁。碳酸鈉溶液經(jīng)電解后可以再生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉進(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－+H2O。 （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，碳酸根結(jié)合H+轉(zhuǎn)化為HCO3－，所以電極反應(yīng)式為4CO32－+2H2O?4e?=4HCO3－+O2↑，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。氯化銨受熱分解產(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銨有利于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，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)→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。 11．【2017江蘇卷】(15分)某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量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)。 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__________________。 （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________________。 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)“過濾Ⅱ”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(該條件下NaClO3與NH3H2O不反應(yīng))，還因?yàn)開____________________。 （5）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾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濾Ⅱ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) （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，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。 【解析】分析題中的實(shí)驗(yàn)流程可知，第一步氧化是為了把光盤中的少量銀轉(zhuǎn)化為氯化銀，氯化銀難溶于水，過濾后存在于濾渣中；第三步溶解時(shí)，氨水把氯化銀溶解轉(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 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，并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ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NH3H2O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+2NH3H2OAg(NH3) 2++ Cl? +2H2O反應(yīng) ，使得銀的回收率變小。 （5）“過濾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 ，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。 【名師點(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)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。 【考點(diǎn)深度剖析】 一、無機(jī)物的推斷 1．無機(jī)框圖推斷題解題策略 無論推斷題屬于哪種形式，均遵循這樣的推斷思路：迅速瀏覽、整體掃描、產(chǎn)生印象、尋找“突破口”，突破點(diǎn)由點(diǎn)到面、隨時(shí)檢驗(yàn)，注意聯(lián)系、大膽假設(shè)、全面分析(正推或逆推)，驗(yàn)證確認(rèn)。解題的關(guān)鍵是仔細(xì)審題，依物質(zhì)的特性或特征轉(zhuǎn)化來確定“突破口”，順藤摸瓜，進(jìn)而完成全部未知物的推斷。我們可以將推斷題的解題方法及推理過程表示如下： 推斷題結(jié)論―→驗(yàn)證 2．注意反應(yīng)形式與物質(zhì)的關(guān)系，特別是置換反應(yīng) (1)金屬―→金屬：金屬＋鹽―→鹽＋金屬，鋁熱反應(yīng)。 (2)金屬―→非金屬：活潑金屬＋H2O(或H＋)―→H2,2Mg＋CO22MgO＋C。 (3)非金屬―→非金屬：2F2＋2H2O===4HF＋O2,2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓。 (4)非金屬―→金屬，用H2、C冶煉金屬。 通過反應(yīng)形式梳理化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)歸納、整理的能力。 3．抓住化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系 多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要一定條件，條件不同化學(xué)反應(yīng)也不同。 (1)“催化劑”，無機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同，但是根據(jù)“催化劑”這一條件，可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨氣催化氧化聯(lián)系起來，形成知識(shí)鏈。 (2)“通電”或“電解”，可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽等溶液，熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內(nèi)。 (3)“高溫”，常見的有碳酸鈣分解、SiO2和C的置換反應(yīng)、制造普通玻璃的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。 4．抓住特征顏色和特殊狀態(tài) (1)(淡)黃(棕)色固體：Na2O2、S、FeCl3；黑色固體：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固體：KMnO4、I2；紅色固體：Cu；綠色固體：Cu2(OH)2CO3。 (2)有色氣體：NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色)；無色刺激性氣味氣體：SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I)；無色無味氣體：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。 (3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì)：Br2(非金屬單質(zhì))、Hg(金屬單質(zhì))、H2O、H2O2等。 (4)易升華的物質(zhì)：I2。 (5)溶液中的有色離子：Cu2＋(藍(lán)色)、Fe2＋(淺綠色)、Fe3＋(黃色)、MnO[紫(紅)色]。 (6)Br2在水中顯黃(橙)色，在有機(jī)溶劑中顯橙(紅)色；I2在水中顯黃(褐)色，在有機(jī)溶劑中顯紫(紅)色。 (7)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；②(淡)黃色沉淀：AgBr、AgI、S；③紅褐色沉淀：Fe(OH)3；④藍(lán)色沉淀：Cu(OH)2；⑤磚紅色沉淀：Cu2O。 5．抓住特征反應(yīng)現(xiàn)象 (1)燃燒：H2＋Cl2(蒼白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑煙)，Al＋O2(耀眼白光)，Mg＋O