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文档介绍
2020届二轮复习元素及其化合物学案(江苏专用)
[考纲要求] 1.理解并能应用常见金属的活动顺序。2.了解常见金属(如Na、Al、Fe、Cu等)及其重要化合物的主要性质和重要应用。3.了解常见非金属(如H、C、N、O、S、Si、Cl等)及其重要化合物的主要性质和重要应用。4.认识化学在海水、金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。5.了解金属材料在生产和生活中的重要应用。认识常见无机物在生产中的应用和对生态环境的影响。 考点一 元素化合物基础知识及简单应用 (一)钠及其化合物 钠是“极其活泼”金属的代表,学习钠的性质可类比知道第ⅠA族、第ⅡA族活泼金属的一般性质,复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题 (1)实验室怎样处理钠屑? 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。 (2)写出Na与CuSO4溶液反应的离子方程式。 2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。 (3)怎样将Na2CO3溶液转化为NaOH溶液(用化学方程式表示)。 Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。 (4)向NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,发生反应的离子方程式。 OH-+H+===H2O;CO+H+===HCO; HCO+H+===H2O+CO2↑。 (5)怎样除去CO2中的SO2气体(用离子方程式表示)。 SO2+2HCO===2CO2↑+SO+H2O。 (6)怎样除去Na2CO3溶液中的NaHCO3(用离子方程式表示)。 HCO+OH-===CO+H2O。 (7)怎样除去NaHCO3溶液中的Na2CO3(用离子方程式表示)。 CO+H2O+CO2===2HCO。 (8)用化学方程式表示呼吸面具中产生O2的原理。 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑; 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。 (二)铝及其化合物 铝是“氢前”且氧化物、氢氧化物均具有两性的金属代表,它是典型的轻金属。学习铝的性质可类比知道铍、锌等元素的一般性质,复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Al→Al2O3←Al(OH)3→ (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题 (1)用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。 (2)用离子方程式表示除去Fe2O3中的Al2O3。 Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。 (3)用离子方程式表示除去Mg(OH)2中的Al(OH)3。 Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。 (4)现有AlCl3溶液、氨水、NaOH溶液,制备Al(OH)3的最佳方案是(用化学方程式表示): AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl。 (5)现有NaAlO2溶液、CO2、盐酸,制备Al(OH)3的最佳方案是(用离子方程式表示): 2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO (或AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO)。 (6)用离子方程式表示泡沫灭火器的原理。 Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。 (7)用离子方程式分别表示 ①Al3+、AlO;②AlO、HCO不能大量共存的原理。 ①Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓; ②AlO+H2O+HCO===Al(OH)3↓+CO。 (8)用离子方程式表示KAl(SO4)2和Ba(OH)2的反应。 ①沉淀的物质的量最大;②沉淀的质量最大。 ①2Al3++3SO+6OH-+3Ba2+===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓; ②Al3++2SO+2Ba2++4OH-===AlO+2H2O+2BaSO4↓。 (9)铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是常见的食品添加剂,用于焙烤食品,向铵明矾溶液中逐滴滴入NaOH溶液,试写出反应的离子方程式。 Al3++3OH-===Al(OH)3↓; NH+OH-===NH3·H2O; Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。 (三)铁及其重要化合物 铁是“氢前”且是“变价”金属的代表,它是典型的黑色金属,也是工农业生产中用途最广的金属。复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Fe→→→ (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题 (1)高温下铁和H2O(g)的反应。 4H2O(g)+3FeFe3O4+4H2。 (2)用离子方程式表示将铁粉逐渐加入稀HNO3中的反应过程。 Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O; 2Fe3++Fe===3Fe2+。 (3)用离子方程式表示FeO、Fe3O4与稀HNO3的反应。 3FeO+10H++NO===3Fe3++NO↑+5H2O; 3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O。 (4)用离子方程式表示 ①Fe(OH)2与稀HNO3反应; 3Fe(OH)2+10H++NO===3Fe3++NO↑+8H2O; ②Fe(OH)3与氢碘酸反应。 2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+6H2O。 (5)用化学方程式表示铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程。 负极:2Fe-4e-===2Fe2+, 正极:O2+4e-+2H2O===4OH-, Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓, 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3, Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O。 (6)怎样除去Fe2(SO4)3中的FeSO4(用适当的文字和离子方程式说明)。 答案 加入H2SO4酸化的H2O2, 2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O。 (7)怎样检验Fe2O3中的FeO(用适当的文字和离子方程式说明)。 答案 ①取少量样品于试管中,加稀H2SO4使其溶解,离子方程式为 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O, FeO+2H+===Fe2++H2O。 ②再加入少量酸性KMnO4溶液,若紫红色褪去,证明溶液中含有Fe2+,原样品中含有FeO,离子方程式为 5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。 (四)铜及其重要化合物 铜是“氢后”且是“变价”金属的代表,它是典型的有色金属,也是典型的重金属。复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Cu→←Cu(OH)2→ (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题 (1)用两组方程式表示Cl2的氧化性大于S。 ①2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS。 ②Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S。 (2)铜在潮湿的空气中生锈。 2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3。 (3)将Cu和浓H2SO4混合加热。 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。 (4)Cu和稀HNO3反应的离子方程式。 3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。 (5)常用FeCl3溶液腐蚀铜板(用离子方程式表示)。 Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。 (6)用离子方程式表示将氨水逐滴滴入到CuSO4溶液的反应过程。 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH; Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。 (7)用惰性电极电解CuSO4溶液(用化学方程式表示)。 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。 (8)用Cu作电极电解H2SO4溶液(用离子方程式表示)。 Cu+2H+Cu2++H2↑。 (五)碳、硅及其重要化合物 硅元素的非金属性不强,但其具有“亲氧”特性,使硅元素在自然界中没有游离态,只有化合态,其主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。对于碳、硅两元素,复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 H4―→O―→O2 H4―→O2(H2O3) (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题。 (1)Mg在CO2中燃烧。 2Mg+CO22MgO+C。 (2)“水滴石穿”的反应原理(用离子方程式表示)。 CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO。 (3)“钟乳石”的形成过程(用化学方程式表示)。 CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2, Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O。 (4)向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2的离子方程式。 2Na++CO+CO2+H2O===2NaHCO3↓。 (5)氢氟酸不能用玻璃瓶盛放,其原因是(用化学方程式表示)。 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。 (6)盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,其原因是(用离子方程式表示)。 SiO2+2OH-===SiO+H2O。 (7)侯氏制碱法的原理(用化学方程式表示)。 CO2+NH3+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。 (六)卤素及其重要化合物 “氯”是典型的活泼非金属元素,在自然界中以化合态形式存在,复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 ―→2―→ ―→O2―→O3―→O4 (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题。 (1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的化学方程式。 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。 (2)将浓盐酸滴到KMnO4固体上(用离子方程式表示)。 2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 (3)将Cl2通入石灰乳中(用化学方程式表示)。 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 (4)在空气中漂白粉漂白的原理(用离子方程式表示)。 Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。 (5)向FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式。 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 (6)向FeBr2溶液中通入等物质的量Cl2的离子方程式。 2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-。 (7)向FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式。 2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。 (8)将SO2和Cl2混合,漂白性减弱的原因(用离子方程式表示)。 SO2+Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-。 (七)硫及其重要化合物 硫是与化工生产、生活和生态环境密切相关的元素,在自然界中既可以以化合态存在,又可以以游离态存在。复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 H2 ―→ ―→O2―→O3(H2O4) (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题。 (1)热的烧碱溶液可以除硫,其原因是(用离子方程式表示)。 3S+6OH-2S2-+SO+3H2O。 (2)将SO2气体通入到FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,其原因是(用离子方程式表示)。 SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+。 (3)S2-和SO可以大量共存,但加入H2SO4后,则不能大量共存,其原因是(用离子方程式表示)。 2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O。 (4)将SO2通入到BaCl2溶液中无明显现象,若加入KNO3则有白色沉淀生成,其原因是(用离子方程式表示)。 3SO2+3Ba2++2NO+2H2O===3BaSO4↓+2NO↑+4H+。 (5)书写下列反应的化学方程式。 ①将H2S气体通入到CuSO4溶液中。 H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4。 ②将SO2通入H2S溶液中。 2H2S+SO2===3S↓+2H2O。 ③Cu和浓H2SO4混合加热。 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。 ④C和浓H2SO4混合加热。 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。 ⑤实验室利用Na2SO3和浓H2SO4制SO2。 Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑。 (八)氮及其重要化合物 “氮”是与化工生产、生活和生态环境密切相关的另一重要元素,在自然界中既可以以游离态存在,又可以以化合态存在。复习时应从以下几个方面掌握: 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 H3―→ ―→2O―→O―→O2―→HO3 (2)形成网络构建 2.重要反应规范书写 用方程式回答下列问题。 (1)书写离子方程式。 ①将NH3通入到AlCl3溶液中。 3NH3+3H2O+Al3+===Al(OH)3↓+3NH。 ②将NO2通入到NaOH溶液中。 2NO2+2OH-===NO+NO+H2O。 ③将炽热的炭放入浓HNO3中。 C+4H++4NOCO2↑+4NO2↑+2H2O。 (2)书写化学方程式。 ①实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制氨气。 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。 ②将NH3通到灼热的CuO中,固体由黑色变红色。 2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O。 ③用NH3可以检验Cl2管道是否漏气,若漏气则有白烟生成。 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl。 ④制硝基苯。 。 (九)物质的特殊转化关系 1.直线型转化 ABC (1)X为O2 Na―→Na2O―→Na2O2 N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2 S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3 C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2 醇―→醛―→羧酸 (2)X为CO2 NaOHNa2CO3NaHCO3 (3)X为强酸,如HCl NaAlO2Al(OH)3AlCl3 Na2CO3NaHCO3CO2 (4)X为强碱,如NaOH AlCl3Al(OH)3NaAlO2 2.交叉型转化 3.三角型转化 4.注意反应形式与物质的关系,特别是置换反应 (1)金属―→金属:金属+盐―→盐+金属,铝热反应。 (2)金属―→非金属:活泼金属+H2O(或H+)―→H2,2Mg+CO22MgO+C。 (3)非金属―→非金属:2F2+2H2O===4HF+O2,2C+SiO2Si+2CO↑,C+H2O(g)CO+H2,X2+H2S===2HX+S↓。 (4)非金属―→金属,用H2、C冶炼金属。 (十)物质推断中的“三大”特征 1.化学反应与反应条件 多数化学反应需要一定条件,条件不同化学反应也不同。 (1)“催化剂”:无机化学反应需要的催化剂不同,但是根据“催化剂”这一条件,可将氯酸钾分解、双氧水分解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化联系起来,形成知识链。 (2)“通电”或“电解”:可以锁定在电解水、氯化钠、氯化镁、氯化铜、硫酸铜、硝酸盐等溶液,熔融氯化钠和氧化铝范围内。 (3)“高温”:常见的有碳酸钙分解、SiO2和C的置换反应、制造普通玻璃的反应、铝热反应等。 2.物质特征颜色和特殊状态 (1)(淡)黄(棕)色固体:Na2O2、S、FeCl3;黑色固体:MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫(黑)色固体:KMnO4、I2;红色固体:Cu;绿色固体:Cu2(OH)2CO3。 (2)有色气体:NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色);无色刺激性气味气体:SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I);无色无味气体:H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。 (3)常温下呈液态的特殊物质:Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。 (4)易升华的物质:I2。 (5)溶液中的有色离子:Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO[紫(红)色]。 (6)Br2在水中显黄(橙)色,在有机溶剂中显橙(红)色;I2在水中显黄(褐)色,在有机溶剂中显紫(红)色。 (7)有色沉淀:①白色沉淀:H2SiO3、AgCl、BaSO4、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等;②(淡)黄色沉淀:AgBr、AgI、S;③红褐色沉淀:Fe(OH)3;④蓝色沉淀:Cu(OH)2;⑤红色沉淀:Cu2O。 3.特征反应现象 (1)燃烧:H2+Cl2(苍白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑烟),Al+O2,Mg+O2(耀眼白光,有白色固体生成),金属焰色反应。 (2)淀粉遇碘变蓝,蛋白质遇浓硝酸变黄。 (3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3,使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。 (4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。 (5)Fe3+遇OH-生成红褐色沉淀,遇苯酚显紫色,遇SCN-显红色。 (6)Fe2+遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;Fe2+遇SCN-无明显现象,在通入Cl2后溶液显红色。 (7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH。 (8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质:Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、 弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。 (9)燃烧能生成烟:Na在氯气中燃烧生成白烟,Fe在氯气中燃烧生成红棕色烟,Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。 角度一 物质的性质及用途 1.(2019·江苏,3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥 B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈 C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白 D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝 答案 B 解析 A项,因为NH4HCO3中含有氮元素,所以其可以用作化肥,错误;B项,铁锈的主要成分为Fe2O3,加入稀硫酸可以除去Fe2O3利用了稀硫酸的酸性,正确;C项,SO2漂白纸浆利用了SO2的漂白性,不是其氧化性,错误;D项,电解Al2O3获得铝,不是因为Al2O3具有两性,错误。 2.(2019·江苏,6)下列有关化学反应的叙述正确的是( ) A.Fe在稀硝酸中发生钝化 B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2 C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2 答案 C 解析 A项,常温下,Fe在浓硝酸中会发生钝化,错误;B项,MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应生成Cl2,与稀盐酸不反应,错误;C项,氨水过量,SO2与NH3·H2O发生反应生成(NH4)2SO3,正确;D项,室温下,Na与空气中的O2反应生成Na2O,错误。 3.(2018·江苏,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂 B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维 C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料 D.CaO能与水反应,可用作食品干燥剂 答案 D 解析 D项,CaO无毒,能与水反应生成Ca(OH)2,常用作食品干燥剂;A项,NaHCO3能与胃酸中的盐酸反应,可用于中和胃酸,但与NaHCO3受热易分解无关;B项,SiO2制光导纤维是利用了SiO2可以对光进行全反射的性质,与其熔点和硬度无关;C项,Al2O3 的熔点很高,可用作耐高温材料,与Al2O3的两性无关。 4.(2018·江苏,6)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是( ) A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显血红色 B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体 C.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3 D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2 答案 A 解析 A项,Fe3+遇SCN-溶液显血红色,错误。 5.(2017·江苏,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于水,可用作制冷剂 答案 A 解析 B项,ClO2具有氧化性,用于自来水杀菌消毒,不是还原性,错误;C项,SiO2硬度大,与其制造光导纤维无关,错误;NH3易液化,液氨汽化时从环境吸收大量热,作制冷剂,与其易溶于水无关,错误。 6.(2016·江苏,3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆 B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥 C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂 D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料 答案 D 解析 SO2能漂白纸浆是因为具有漂白性,A错误;NH4HCO3作氮肥是因为含有氮元素,与受热易分解无关,B错误;Fe2(SO4)3作净水剂是因为在水溶液中Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,吸附水中的悬浮杂质沉降而净水,与易溶于水无关,C错误;Al2O3熔点高,难熔化,作耐高温材料,D正确。 角度二 物质的转化 7.(2019·江苏,9)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s) B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s) C.S(s)SO3(g)H2SO4(aq) D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s) 答案 B 解析 A项,Cl2与Fe发生反应生成FeCl3,错误;B项,MgCl2与Ca(OH)2发生反应生成Mg(OH)2沉淀,煅烧Mg(OH)2生成MgO固体,正确;C项,S在O2中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,错误。 8.(2017·江苏,7)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.FeFeCl2Fe(OH)2 B.SSO3H2SO4 C.CaCO3CaOCaSiO3 D.NH3NOHNO3 答案 C 解析 A项,Fe和Cl2反应只生成FeCl3得不到FeCl2,错误;B项,S在O2中燃烧只生成SO2得不到SO3,错误;D项,NO不和水反应,错误。 9.(2016·江苏,9)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.SiO2SiCl4Si B.FeS2SO2H2SO4 C.N2NH3NH4Cl(aq) D.MgCO3MgCl2(aq)Mg 答案 C 解析 SiO2不与盐酸反应,A错误;SO2与水反应生成H2SO3,不是H2SO4,B错误;N2和H2在高温、高压、催化剂条件下生成NH3,NH3与HCl反应生成NH4Cl,C正确;电解MgCl2溶液得不到Mg,D错误。 题组一 物质的性质及用途 1.(2019·盐城市模拟)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.FeCl3具有强氧化性,可用于蚀刻铜制的印刷线路板 B.漂白粉具有氧化性,可用于脱除烟气中SO2和NO C.CaCO3高温下能分解,可用于修复被酸雨侵蚀的土壤 D.活性炭具有还原性,可用于除去水体中Pb2+等重金属 答案 AB 解析 FeCl3具有强氧化性,能与Cu等金属反应,可用于蚀刻铜制的印刷线路板,A正确;漂白粉的主要成分是次氯酸钙,次氯酸钙具有强氧化性,能氧化SO2和NO生成硫酸盐和硝酸盐,所以漂白粉可用于脱除烟气中SO2和NO有害气体,B正确;CaCO3能与酸反应,能改良、修复被酸雨侵蚀的土壤,与CaCO3高温下能分解无关,C错误;活性炭与Pb2+等金属离子不反应,不能用于除去水体中Pb2+等重金属离子,D错误。 2.(2019·南京市、盐城市调研)下列有关物质性质的叙述正确的是( ) A.向NaOH溶液中加入铝粉,可生成Al(OH)3 B.向苯酚溶液中滴加Na2CO3溶液,可生成CO2 C.向热的蔗糖溶液中滴加银氨溶液,可生成银镜 D.向饱和氯化钠溶液中先通入NH3至饱和,再通入CO2,可生成NaHCO3 答案 D 解析 向NaOH溶液中加入铝粉,发生的反应为:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,不会生成氢氧化铝,A项错误;因酸性:H2CO3>苯酚>HCO,则向苯酚溶液中滴加Na2CO3溶液,不会生成CO2,只会生成苯酚钠与碳酸氢钠,B项错误;蔗糖不是还原性糖,不能与银氨溶液发生银镜反应,C项错误;向饱和氯化钠溶液中先通入NH3至饱和,再通入CO2,因碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠溶解度小,会以晶体形式析出,发生的反应是:NaCl+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,D项正确。 3.(2019·南京市、盐城市调研)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2SiO3易溶于水,可用作木材防火剂 B.NaHCO3能与碱反应,可用作食品膨松剂 C.Fe粉具有还原性,可用作食品袋中的抗氧化剂 D.石墨具有还原性,可用作干电池的正极材料 答案 C 解析 Na2SiO3可用作木材防火剂是因为其具有较好的耐热性,与其是否易溶于水无直接关系,A项错误;NaHCO3可用作食品膨松剂是利用其与有机酸反应或受热分解生成二氧化碳,B项错误;Fe粉具有还原性,易和空气中的氧气反应,可用作食品袋中的抗氧化剂,C项正确;石墨可用作干电池的正极材料,主要利用的是石墨具有良好的导电性,与还原性无关,D项错误。 题组二 物质的转化 4.(2019·盐城市模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Cu2S(s)CuOCu(s)CuCl2(s) B.SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq) C.Fe(s)Fe2O3(s)Fe2(SO4)3(aq) D.NaCl(aq)Na2CO3(s)NaOH(aq) 答案 A 解析 硫化亚铜与氧气反应生成氧化铜和二氧化硫,反应的化学方程式为:Cu2S+2O22CuO+SO2,CuO被H2还原为Cu,铜与氯气反应生成氯化铜,反应为:Cu+Cl2CuCl2,A正确;SiO2不溶于水,也不能和水反应,所以二者不能直接生成H2SiO3,B错误;铁和水蒸气在高温时反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,C错误;在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,其中NaHCO3溶解度最小,所以析出NaHCO3,加热NaHCO3分解生成碳酸钠,不是一步生成碳酸钠,D错误。 5.(2019·南通市调研)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.NaClO(aq)HClO(aq)HCl(aq) B.H2SiO3SiO2SiCl4 C.AlAl(OH)3Al2O3 D.Fe2O3Fe(OH)3Fe2(SO4)3(aq) 答案 A 解析 碳酸的酸性比次氯酸强,次氯酸不稳定,见光分解速率加快,因此NaClO(aq)HClO(aq)HCl(aq)能够实现,故A正确;二氧化硅不溶于盐酸,SiO2SiCl4不能实现,故B错误;铝溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠和氢气,AlAl(OH)3不能实现,故C错误;氧化铁不溶于水,Fe2O3Fe(OH)3不能实现,故D错误。 6.(2019·南京市、盐城市调研)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Ca(ClO)2(aq)HClO(aq)O2(g) B.H2SO4(稀)SO2(g)BaSO3(s) C.Fe2O3(s)FeCl3(aq)Fe (s) D.SiO2(s)H2SiO3(胶体)Na2SiO3(aq) 答案 A 解析 Ca(ClO)2与二氧化碳和水反应生成次氯酸,次氯酸光照分解会产生氧气,A项正确;根据金属活动性顺序可知,铜与稀硫酸不反应,B项错误;铜与氯化铁反应时生成氯化亚铁与氯化铜,不能得到铁单质,C项错误;二氧化硅不与水反应,D项错误。 7.(2019·江苏四校联考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.MgCO3MgCl2(aq)Mg B.NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s) C.SiO2SiSiCl4 D.AgNO3Ag(NH3)2OH(aq)Ag 答案 D 解析 电解氯化镁溶液得到氢氧化镁,电解熔融的氯化镁才能得到单质镁,故A错误;氯化钠溶液与二氧化碳不能反应,应先向氯化钠溶液通入氨气,再通入二氧化碳才能制得碳酸氢钠,不能一步实现反应,故B错误;硅与盐酸不能反应,硅与氯气在高温条件下发生反应生成四氯化硅,故C错误;硝酸银与氨水反应制得银氨溶液,麦芽糖中含有醛基,在水浴加热条件下与银氨溶液发生银镜反应制得银,故D正确。 考点二 元素化合物的综合应用(一)——以气体流程为载体的综合考查 1.装置的连接 (1)装置顺序:制气装置→净化装置→干燥装置→反应或收集装置→尾气处理装置。 (2)组装顺序:由下向上,由左及右,先塞后定。 (3)操作顺序:装配仪器→检查气密性→加入药品。 2.气体的净化 (1)判断气体中杂质的方法 ①看反应介质。若反应在溶液中进行,则制取的气体中一定含有水蒸气;若反应物中有气体,由于气体不能充分反应,则制取的气体中一定含有原来的气体,如用CO2与Na2O2反应制取的O2中一定含有CO2杂质。②看反应物的性质。如用浓盐酸制取的气体中含有HCl气体。③看生成物的成分。如用氯化铵和消石灰反应制取的氨气中含有水蒸气。 (2)气体干燥剂的选择 酸性 碱性 中性 干燥剂 浓硫酸、P2O5 碱石灰、CaO CaCl2 气体 CO2、SO2、Cl2、NO2 NH3 H2、CO、N2、 NO、CH4 注意 选取干燥剂时,除了常规地从酸碱性角度考虑外,还要考虑特殊反应,如浓硫酸不能干燥还原性气体(H2S、HI等),可用P2O5干燥;中性干燥剂CaCl2不能干燥NH3 ,因为二者会发生络合反应(这些知识可能会成为高考的设题点)。 3.气体的收集 (1)密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集,导气管应“长进短出”;密度比空气小且不与空气中的成分反应的气体则用向下排空气法收集,导气管应“短进长出”。 (2)易溶于水或能与水反应的气体,如NH3、HCl、NO2等,需用排空气法或排其他溶剂法收集。 (3)常温下能与空气中的成分反应的气体(如NO),密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等),都不能用排空气法收集。 (4)能溶于水但溶解度不大的气体,可以用排饱和溶液的方法收集,如CO2——排饱和NaHCO3溶液;SO2——排饱和NaHSO3溶液;H2S——排饱和NaHS溶液;Cl2——排饱和NaCl溶液。 4.尾气的处理 尾气处理装置: (1)装置甲适用于溶解度较小的有毒气体,如Cl2、NO2、H2S等。 (2)装置乙适用于溶解度较大的气体,如HCl、NH3等。 (3)装置丙适用于某些可燃性气体,如CO、H2等。 (4)装置丁采用收集法处理尾气,适用于NO、CO等的尾气处理。 1.(2015·江苏,19)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,②在0~5 ℃、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。 (1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为___________________, 将制备的Cl2通过装置B可除去________(填化学式)。 (2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0~5 ℃进行,实验中可采取的措施是________________、________________。 (3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1 KOH溶液中,____________________________________________________ ________________________________________________________________________ (实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。 答案 (1)2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O HCl (2)缓慢滴加盐酸 装置C加冰水浴 (3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中 (4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥 解析 (1)反应物为MnO、H+、Cl-,生成物为Mn2+、Cl2和H2O,根据电子守恒和电荷守恒配平即可。制得的Cl2中混有HCl等杂质,HCl气体极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度,所以通过装置B中的饱和食盐水可除去HCl。(2)控制反应温度0~5 ℃,可以采用冰水浴冷却C装置。因为Cl2和KOH是放热反应,若氯气通入速率过快,与KOH溶液反应速率快,放出热量多,反应温度高,易生成KClO3,所以可以通过缓慢滴加盐酸来控制生成氯气的速率,进而控制反应温度。(3)由题给信息②和④可知,K2FeO4在强碱性溶液中稳定,在酸性或弱碱性条件下均不能稳定存在。Fe(NO3)3溶液因Fe3+水解呈酸性,KClO溶液因ClO-水解呈碱性,所以应将饱和Fe(NO3)3溶液缓慢滴入饱和KClO溶液中。注意要搅拌,搅拌可增大反应物的接触面积,有利于生成K2FeO4,且能防止生成Fe(OH)3沉淀。(4)由题给信息①可知,K2FeO4可溶于水,而杂质Fe(OH)3不溶,过滤除掉Fe(OH)3,由题给信息②“0~5 ℃,强碱性溶液中稳定”,所以将滤液置于冰水浴中,再由题给信息①可知,K2FeO4微溶于浓KOH溶液,故可加入浓KOH溶液使K2FeO4析出,用砂芯漏斗过滤,并用乙醇洗涤,在真空干燥箱中干燥即可(真空有利于乙醇和水的挥发,加快干燥)。 2.(2019·泰州市期末)二氧化氯(ClO2)和臭氧(O3)均具有强氧化性,可用于水处理。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸;O3是一种微溶于水的蓝色气体,其体积分数超过25%时容易引起爆炸。 (1)以FeS2作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,同时得到Fe2(SO4)3、Na2SO4,该反应的化学方程式为____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)以过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。 ①反应容器B应置于30 ℃左右的水浴中,目的是______________________________ ________________________________________________________________________。 ②通入氮气的目的除了有利于将ClO2排出,还有_________________________ ________________________________________________________________________。 ③ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④装置D的作用是_______________________________________________________。 答案 (1)2FeS2 +30NaClO3+14H2SO4===30ClO2↑ +Fe2(SO4)3+15Na2SO4+14H2O (2)①提高化学反应速率,同时防止H2O2受热分解(或高于30 ℃会导致H2O2分解,低于30 ℃会导致反应速率较低) ②稀释ClO2,防止其发生爆炸 ③2CN- +2ClO2===2CO2+N2+2Cl- ④吸收ClO2等气体,防止污染大气 解析 (1)FeS2中+2价铁元素被氧化为Fe3+,-1价硫元素被氧化为SO,NaClO3中+5价氯元素被还原为+4价ClO2。根据化合价升降守恒和元素守恒配平,其化学方程式为2FeS2+30NaClO3+14H2SO4===30ClO2↑ +Fe2(SO4)3+15Na2SO4+14H2O。 (2)以过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2的原理是:H2O2+2NaClO3+H2SO4===O2↑+2ClO2↑+Na2SO4+2H2O。 ①H2O2作为反应物要防止其受热分解,但是温度太低反应又太慢,实验现象不明显。②氮气很稳定,通入氮气从溶液中赶出ClO2,氮气稀释了ClO2气体,防止ClO2浓度过高发生爆炸。③ClO2具有较强氧化性,被还原为Cl-;CN-具有较强还原性,+2价碳元素被氧化为CO2,-3价氮元素被氧化为N2,由此写离子方程式。④装置D吸收尾气中的ClO2等污染大气的气体。 3.(2019·盐城市模拟)四溴乙烷(CHBr2—CHBr2)是一种无色透明液体,密度为2.967 g·mL-1,难溶于水,沸点244 ℃,可用作制造塑料的有效催化剂等。用电石(主要成分CaC2,少量CaS、Ca3P2、Ca3As2等)和Br2等为原料制备少量四溴乙烷的装置(夹持装置已省略)如图所示。 (1)装置A中CaC2能与水发生剧烈反应:CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+HC≡CH↑。为了得到平缓的C2H2气流,除可用饱和食盐水代替水外,还可采取的措施是 ________________________________________________________________________。 (2)装置B可除去H2S、PH3及AsH3,其中除去PH3的化学方程式为_________________(生成铜、硫酸和磷酸)。 (3)装置C中在液溴液面上加入一层水的目的是________________;装置C中反应已完成的现象是________________________________________________________________________; 从装置C反应后的体系得到并纯化产品,需要进行的操作有________________________。 答案 (1)逐滴加入(饱和食盐)水 (2)4CuSO4+PH3+4H2O===4Cu↓+H3PO4+4H2SO4 (3)水封,减少液溴的挥发 上下两层液体均变为无色透明且几乎不再吸收乙炔气 分液,有机相干燥后蒸馏,收集244 ℃馏分 解析 (1)为了得到平缓的C2H2气流,除可用饱和食盐水代替水外,还可逐滴加入饱和食盐水或水,以控制反应速率。 (2)PH3与硫酸铜反应生成Cu、硫酸和磷酸,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的方程式为4CuSO4+PH3+4H2O===4Cu↓+H3PO4+4H2SO4。 (3)装置C中在液溴液面上加入一层水的目的是水封,防止液溴挥发,装置C中反应已完成的现象是上下两层液体均变为无色透明且几乎不再吸收乙炔气;从装置C反应后的体系得到并纯化产品,需要进行的操作有分液,有机相干燥后蒸馏,收集244 ℃馏分。 考点三 元素化合物综合应用(二)——化学工艺流程题 1.解题要领必备 解答工艺流程综合题的关键是分析流程图,对于比较陌生且复杂的流程图, 需要宏观把握整个流程,可针对问题分析细节,不必把每个环节的原理都弄清。总体方法:关注箭头的指向(聚焦局部,箭头指入——反应物,箭头指出——生成物)、前后追溯物质(放大局部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。 2.识记化工术语 关键词 释义 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构,使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 浸出率 固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少 酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程 水浸 与水接触反应或溶解 过滤 固体与液体的分离 滴定 定量测定,可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶 蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出 蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度 水洗 用水洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等 酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用 去油污、去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH、促进水解(沉淀) 3.常见操作的答题考虑角度 常见的操作 答题要考虑的角度 分离、提纯 过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作; 从溶液中得到晶体的方法:蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥) 提高原子利用率 绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 在空气中或在其他气体中进行的反应或操作 要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气,防氧化、水解、潮解等目的 判断沉淀是否洗涤干净 取最后洗涤液少量,检验其中是否还有某种离子存在等 控制溶液的pH ①调节溶液的酸碱性,抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 控制温度(常用水浴、冰浴或油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动;控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率:使催化剂达到最大活性 ⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求 洗涤晶体 ①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质 ②“冰水洗涤”:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定的有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度有利于析出,减少损耗等 ④洗涤沉淀方法:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次 表面处理 用水洗除去表面可溶性杂质,金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等 1.(2019·江苏,16)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。 (2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为 NO+NO2+2OH-===2NO+H2O 2NO2+2OH-===NO+NO+H2O ①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有______(填字母)。 A.加快通入尾气的速率 B.采用气、液逆流的方式吸收尾气 C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 ②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是___________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。 (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO,其离子方程式为______________。 ②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是____________________。 答案 (1)2NH3+2O2N2O+3H2O (2)①BC ②NaNO3 NO (3)①3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2NO+5H+ ②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强 解析 (1)NH3被O2氧化生成N2O,N元素从-3价升至+1价,1 mol NH3失去4 mol e-,O元素从0价降至-2价,1 mol O2得到4 mol e-,根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A项,通入尾气速率过快时,尾气吸收不充分,错误;B项,采用气、液逆流方式吸收尾气时,尾气吸收会更充分,正确;C项,补充NaOH溶液,c(OH-)增大,能更充分的吸收尾气,正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水,所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知,NO2吸收更充分,故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。(3)①HClO氧化NO生成NO,自身被还原为Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO,NaClO在酸性条件下会生成HClO,所以pH越小,溶液中HClO的浓度越大,NO转化率越高。 2.(2018·江苏,16)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下: (1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_________________。 (2)添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如下图所示。 已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃ 硫去除率=(1-)×100% ①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于________。 ②700 ℃焙烧时,添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是________________________________________________________________________。 (3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由__________(填化学式)转化为__________(填化学式)。 (4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=________。 答案 (1)SO2+OH-===HSO (2)①FeS2 ②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 (3)NaAlO2 Al(OH)3 (4)1∶16 解析 (2)①由已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃,不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于杂质FeS2。②700 ℃焙烧时,FeS2中的硫元素生成SO2,添加CaO后,SO2会与CaO、O2反应生成CaSO4而留在矿粉中。(3)用NaOH溶液碱浸后,Al2O3、SiO2溶解,转化为NaAlO2和Na2SiO3,通入过量CO2后,NaAlO2与CO2反应转化为Al(OH)3。(4)Fe2O3 与FeS2在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,发生反应的化学方程式为16Fe2O3+FeS211Fe3O4+2SO2↑,可得关系式FeS2~16Fe2O3,则理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16。 3.[2017·江苏,16(1)(2)(3)(5)]铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________________。 (2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是________________________________________________________________________。 (5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是____________________________。 答案 (1)Al2O3+2OH-===2AlO+H2O (2)减小 (3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 (5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 解析 (1)强碱条件下,Al2O3与OH-发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。 (2)“过滤Ⅰ”所得滤液的主要成分是NaAlO2,显强碱性,加入NaHCO3后,NaAlO2可与NaHCO3发生反应:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO,溶液碱性减弱,pH减小。 (3)石墨具有还原性,电解熔融Al2O3,阳极O2-被氧化为O2,阳极上产生的O2会氧化石墨电极。 (5)Al表面容易形成致密的氧化铝薄膜,NH4Cl受热易分解产生HCl,生成的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜,有利于AlN的制备。 4.(2016·江苏,16)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下: (1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。 ①生成Ca(ClO)2的化学方程式为_________________________。 ②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有________(填序号)。 A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解 (2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。 ①滤渣的主要成分为_________(填化学式)。 ②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2]______1∶5(填“>”“<”或“=”)。 (3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 g·L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________________。 答案 (1)①2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ②AB (2)①CaCO3、Ca(OH)2 ②< (3)蒸发浓缩、冷却结晶 解析 (1)①Cl2与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2、CaCl2和水。②适当缓慢通氯气,气液充分接触,提高Cl2的吸收率,A正确;充分搅拌,增大气液接触面积,提高Cl2的吸收率,B正确;由于Ca(OH)2溶解度小,加水使Ca(OH)2溶解,生成Ca(ClO3)2浓度小,无法提高Cl2的转化率,错误。(2)①电石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2,滤渣为CaCO3、Ca(OH)2。②因为Ca(OH)2与Cl2还可以发生反应生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2少量分解也会生成CaCl2,所以n[Ca(ClO)2]∶n[CaCl2]<1∶5。(3)由溶解度图可知,KClO3随温度变化溶解度变化大,可以采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法生成沉淀。 1.熟记常见物质溶解度曲线变化 2.利用溶解度曲线判断结晶的方法 (1)溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法; (2)溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法; (3)带有结晶水的盐,一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法,应特别注意的是若从FeCl3溶液中结晶出FeCl3·6H2O晶体,应在HCl气氛中蒸发浓缩、冷却结晶。 1.(2019·扬州市模拟)以高钛渣(主要成分为Ti3O5,含少量SiO2、FeO、Fe2O3)为原料制备白色颜料TiO2的一种工艺流程如下: 已知:Na2TiO3难溶于碱性溶液;H2TiO3中的杂质Fe2+比Fe3+更易水洗除去。 (1)熔盐: ①为加快反应速率,在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下,可采取的措施是________________________________________________________________________。 ②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500~550 ℃时生成Na2TiO3,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)过滤: ①“滤液”中主要溶质为NaOH,还含有少量__________________________(填化学式)。 ②除杂后的滤液中获得的NaOH可循环利用,则“水浸”时,用水量不宜过大的主要原因是________________________________________________________________________。 (3)水解:“酸溶”后获得的TiOSO4经加热煮沸,生成难溶于水的H2TiO3,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (4)脱色:H2TiO3中因存在少量Fe(OH)3而影响TiO2产品的颜色,“脱色”步骤中Ti2(SO4)3的作用是___________________________________________________。 答案 (1)①搅拌 ②12NaOH+2Ti3O5+O26Na2TiO3+6H2O (2)①Na2SiO3 ②用水量过大,导致滤液浓度过低,蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长) (3)TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4 (4)将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,以便除去杂质铁离子,提高H2TiO3的纯度 解析 (1)①为加快反应速率,在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下,可适当搅拌,因为搅拌可使反应物混合均匀,增加反应物的接触机会,从而达到加快反应速率的目的。 ②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500~550 ℃时生成Na2TiO3,发生氧化还原反应,其化学方程式为:12NaOH+2Ti3O5+O26Na2TiO3+6H2O。 (2)①熔盐时加入的氢氧化钠会与少量杂质SiO2反应,其化学方程式为:2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O,生成的硅酸钠易溶于水,则“滤液”中含有少量Na2SiO3。 ②“水浸”时,用水量过大,导致滤液浓度过低,蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)。 (3)“酸溶”后获得的TiOSO4会发生水解,经加热煮沸生成难溶于水的H2TiO3,其化学方程式为:TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4。 (4)根据给定信息易知,“脱色”步骤中加入还原性的Ti2(SO4)3,是为了将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,以便除去杂质铁离子,提高H2TiO3的纯度,且不引入新的杂质。 2.(2019·苏锡常镇四市模拟)目前碘酸钾被广泛应用于食盐加碘。一种由含碘废水制取碘酸钾的工艺如下: (1)检验“含碘废水”中是否含有单质I2,常用的试剂是____________。 (2)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为_______________________。 (3)滤渣1的成分为__________________________________________。 (4)“制KI(aq)”时,Fe2+会水解形成胶状物吸附KI,造成I-的损失。已知此温度下,Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。现测得溶液中c(FeI2)为0.9 mol·L-1,为减少I-的损失,起始时,加入K2CO3必须保持FeI2溶液的pH不大于________。 (5)“制KIO3溶液”时,发生反应的离子方程式为________________________。 (6)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)淀粉溶液 (2)SO2+I2+2H2O===SO+2I-+4H+(或2SO2+I2+2Cu2++4H2O===2CuI↓+2SO+8H+) (3)Fe、Cu (4)6.0 (5)5Cl2+I2+12OH-===2IO+10Cl-+6H2O (6)蒸发浓缩,降温结晶 解析 (4)Fe2+会水解形成胶状物吸附KI,造成I-的损失,为减少I-的损失,防止生成Fe(OH)2,需要控制溶液的pH,根据Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=9.0×10-15,得c(OH-)==10-7mol·L-1,则c(H+)=mol·L-1=1.0×10-6mol·L-1,pH=-lg 10-6=6.0,即加入K2CO3必须保持FeI2溶液的pH不大于6.0。 (6)由溶解度曲线可知KIO3在常温下的溶解度较小,故由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩,降温结晶。 1.(2019·南京高三学情调研)下列物质的性质与应用对应关系正确的是( ) A.氨气易液化,而且液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂 B.Na2CO3溶液显碱性,可用于除锅垢中的硫酸钙 C.FeCl3溶液显酸性,可用于蚀刻印刷电路板 D.Al2O3具有较高的熔点,可用作耐高温材料 答案 AD 解析 A项,液氨汽化时吸热,可以作制冷剂,正确;B项,Na2CO3与CaSO4发生复分解反应,与Na2CO3显碱性无关,错误;C项,FeCl3可以氧化Cu,FeCl3表现为氧化性,错误;D项,Al2O3的熔点高,故可以作耐高温材料,正确。 2.(2019·无锡高三期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.浓硫酸具有吸水性,可用来干燥SO2 B.CO2不支持燃烧,可用作镁着火时的灭火剂 C.铝具有良好的导热性,可用铝罐贮运浓硝酸 D.硅酸钠易溶于水,可用于生产黏合剂和防火剂 答案 A 解析 B项,Mg能与CO2反应生成MgO和C,错误;C项,铝与浓HNO3发生钝化,表面形成氧化膜,所以可以用来贮运浓硝酸,与铝的导热性无关,错误;D项,硅酸钠能用于生产黏合剂和防火剂,并不是因为其易溶于水,错误。 3.(2019·镇江高三期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Si的熔点高,可用作半导体材料 B.硝酸具有强氧化性,可用作金属除锈剂 C.Na2CO3溶液呈碱性,可用于除去油污 D.苯的密度比水小,可用于提取溴水中溴的萃取剂 答案 C 解析 A项,Si可以导电,所以可作半导体,错误;B项,HNO3具有酸性,可以将铁锈(Fe2O3)溶解,该反应不属于氧化还原反应,错误;C项,油脂在碱性条件下水解,正确;D项,溴易溶于苯,与苯的密度没有关系,错误。 4.(2019·常州高三期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.SiO2熔点很高,可用于制造坩埚 B.NaOH能与盐酸反应,可用作制胃酸中和剂 C.Al(OH)3是两性氢氧化物,氢氧化铝胶体可用于净水 D.HCHO可以使蛋白质变性,可用于人体皮肤伤口消毒 答案 A 解析 B项,NaOH碱性太强,不可食用,错误;C项,Al(OH)3胶体具有吸附性,因而可以用于净水,错误;D项,HCHO有毒,不可用于伤口消毒,错误。 5.(2019·泰州高三期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.FeSO4具有氧化性,可用作食品抗氧化剂 B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光学仪器 C.Al(OH)3具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂 D.NH3具有还原性,可用作制冷剂 答案 C 解析 A项,FeSO4可以吸收O2,故可作为抗氧化剂,自身表现为还原性,错误;B项,SiO2具有光传导能力,因而可制光学仪器,错误;C项,Al(OH)3可以中和胃酸,表现为弱碱性,正确;D项,液氨汽化时需要吸热,故可作制冷剂,并不是因为其具有还原性,错误。 6.(2019·淮安、徐州、连云港三市高三期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Al具有良好的导电性,可用于制铝箔 B.Fe2O3粉末呈红色,可用于制颜料、油漆 C.NaClO溶液显碱性,可用于杀菌消毒 D.HNO3有酸性,可用于洗涤附有银镜的试管 答案 B 解析 A项,Al具有延展性,因而可以用于制铝箔,错误;B项,Fe2O3俗称为铁红,可以用作颜料,正确;C项,NaClO具有强氧化性,所以可用于杀菌消毒,错误;D项,HNO3具有强氧化性,可以将Ag反应除去,错误。 7.(2019·南京、盐城高三一模)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.ClO2具有强氧化性,可用于生活用水消毒 B.CCl4的密度比H2O大,可用于萃取Br2和I2 C.Si能与强碱反应,可用于制造半导体材料 D.Fe2O3能与Al反应,可用于油漆、橡胶的着色 答案 A 解析 A项,具有氧化性的物质,可以杀死细菌,正确;B项,CCl4萃取Br2和I2,与其密度没有关系,错误;C项,Si具有导电能力,故作半导体材料,错误;D项,Fe2O3为红色,故可用于油漆和橡胶的着色,错误。 8.(2019·苏锡常镇四市高三一调)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.SiO2是酸性氧化物,可用作光导纤维 B.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂 C.Na2S具有还原性,可用于去除水体中的Hg2+ D.FeCl3具有氧化性,可用作铜制线路板的蚀刻剂 答案 D 解析 A项,SiO2具有良好的光传导能力,故用作光导纤维,错误;B项,NaHCO3可以与胃酸反应,故用作胃酸中和剂,错误;C项,S2-与Hg2+反应生成HgS沉淀,并非氧化还原反应,错误;D项,Fe3+与Cu的反应,Fe3+表现为氧化性,正确。 9.(2019·南通、扬州、泰州、宿迁四市高三一模)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.热纯碱溶液碱性强,可用于去除油污 B.氧化铁粉末呈红色,可用于制取铁盐 C.硅晶体有金属光泽,可用于制造芯片 D.氢氟酸具有弱酸性,可用于蚀刻玻璃 答案 A 解析 A项,纯碱水解显碱性,可以促使油脂水解而除去,正确;B项,氧化铁溶于酸,可制得铁盐,并不是因为其显红色,错误;C项,硅可用作半导体材料,因而可用作芯片,错误;D项,HF可以与SiO2反应,不是因为其弱酸性,错误。 10.(2019·苏锡常镇四市高三二调)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.Al2O3的熔点很高,可用作耐火材料 B.NH3具有还原性,可用作制冷剂 C.SO2具有氧化性,可用于纸浆的漂白 D.钠钾合金具有导热性,可用作快中子反应堆的热交换剂 答案 AD 解析 A项,Al2O3的熔点高,不容易熔化,故可以用作耐火材料,正确;B项,液氨汽化时吸热,故可作制冷剂,错误;C项,SO2具有漂白性,可以用于漂白纸浆,错误;D项,钠钾合金具有导热性,可用作热交换剂,正确。 11.(2019·扬州考前调研)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.MgO熔点很高,可用作耐高温材料 B.Al(OH)3受热易分解,可用于制胃酸中和剂 C.FeCl3溶液显酸性,可用于蚀刻铜制印刷电路 D.NaClO溶液能与CO2反应,可用作漂白剂 答案 A 解析 B项,Al(OH)3可以中和胃酸是基于其具有弱碱性,错误;C项,FeCl3具有氧化性,所以可氧化铜,错误;D项,NaClO具有强氧化性,因而可以用于漂白,错误。 1.(2019·无锡高三期末)在给定条件下,下列选项所示的转化关系均能实现的是( ) A.SiO2SiCl4Si B.SO2BaSO3BaSO4 C.CuOCu(OH)2Cu2O D.AlNaAlO2(aq)NaAlO2(s) 答案 D 解析 A项,SiO2不与盐酸反应,错误;B项,SO2不能与BaCl2反应,错误;C项,CuO与H2O不能反应,错误。 2. (2019·镇江高三期末)在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是( ) A.NaNa2O2Na2CO3 B.FeS2SO3H2SO4 C.NaCl(aq)Cl2FeCl3(s) D.SiO2H2SiO3Na2SiO3 答案 AC 解析 B项,FeS2与O2反应生成SO2,错误;C项,Fe与Cl2反应生成FeCl3,正确;D项,SiO2不与H2O反应,错误。 3.(2019·泰州高三期末)下列物质的转化在给定条件下不能实现的是( ) A.NH3NOHNO3 B.浓盐酸Cl2漂白粉 C.Al2O3AlCl3(aq)无水AlCl3 D.葡萄糖C2H5OHCH3CHO 答案 C 解析 C项,AlCl3溶液加热会水解生成Al(OH)3和HCl,HCl挥发,则会促进AlCl3水解,最终生成Al(OH)3,得不到无水AlCl3,错误。 4.(2019·南通、扬州、泰州、宿迁四市高三一模)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.NaCl(熔融)NaOHNaAlO2 B.CuOCu(OH)2Cu2O C.Cl2HClNH4Cl D.CaCl2(aq)CaCO3CaSiO3 答案 C 解析 A项,熔融NaCl电解得到Na和Cl2,得不到NaOH,错误;B项,CuO不能与水反应得到Cu(OH)2,错误;C项,H2在Cl2中燃烧生成HCl,HCl与NH3生成NH4Cl,正确;D项,CaCl2溶液与CO2不能发生反应,错误。 5.(2019·宿迁高三期末)在给定条件下,下列选项所示物质间转化均能实现的是( ) A.C(焦炭)CO2CaCO3 B.MgO(s) MgCl2(aq)Mg(s) C.FeS2(s) Fe2O3(s)Fe(s) D.CH3CH2BrCH2==CH2?CH2-CH2? 答案 C 解析 B项,电解熔融MgCl2会生成Mg,电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀,错误;D项,CH3CH2Br与NaOH水溶液发生取代反应生成CH3CH2OH,卤代烃应该在NaOH醇溶液中发生消去反应生成乙烯,错误。 6.(2019·淮安、徐州、连云港三市高三期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.CuCuOCuSO4(aq) B.SiO2Na2SiO3(aq)Na2SO3(aq) C.N2NOHNO3(aq) D.FeOFeCl3(aq)无水FeCl3 答案 A 解析 B项,过量的SO2,应生成NaHSO3,错误;C项,NO与H2O不反应,错误;D项,FeO与盐酸反应生成FeCl2,且FeCl3溶液应在HCl气氛中蒸干才能得无水FeCl3,错误。 7.(2019·扬州考前调研)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.AlAl(OH)3Al2O3 B.FeCl3FeCl2Fe(OH)2 C.NaCl(aq)Cl2漂白粉 D.N2NH3NO 答案 D 解析 A项,Al不能被氨水溶解,错误;C项,生成漂白粉应为Cl2与石灰乳反应,错误。 8.(2019·南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三三模)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Na2SiO3(aq)H2SiO3SiO2 B.FeFeCl2Fe2O3 C.NO2HNO3NH4NO3 D.CH2===CH2 C2H5OHC2H5OC2H5 答案 AC 解析 A项,H2SiO3加热分解得SiO2,正确;B项,Fe与Cl2反应生成FeCl3,错误;D项,乙烯与H2O要在催化剂作用下才能生成乙醇,错误。 9.(2019·盐城高三三模)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Cu2S(s)Cu(s)CuCl2(s) B.SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq) C.Fe(s)Fe2O3(s)Fe2(SO4)3(aq) D.NaCl(aq)Na2CO3(s)NaOH(aq) 答案 A 解析 A项,Cu2S灼烧生成Cu和SO2,正确;B项,SiO2不能与H2O反应,错误;C项,Fe与H2O在高温下反应生成Fe3O4,错误;D项,NaCl溶液中通入NH3和CO2生成NaHCO3,错误。 10.(2019·苏锡常镇四市高三二调)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是( ) A.SSO3H2SO4 B.CuCuSO4Cu(NO3)2 C.Cu2(OH)2CO3CuCl2(aq)Cu(s) D.饱和NaCl溶液NaHCO3(s)Na2CO3(s) 答案 D 解析 A项,S与O2反应只能生成SO2,错误;C项,Na与CuCl2溶液反应时,Na先与水反应生成NaOH,而不是钠置换出Cu,错误;D项,为侯氏制碱法,正确。 1.某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2,工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下: 已知:①Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表: 沉淀物 Cu(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀pH 5.4 4.0 2.7 5.8 沉淀完全pH 6.7 5.2 3.7 8.8 请回答下列问题:操作1主要包括:________________________________________、 ____________、_____________。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤。原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以减少晶体的损失 解析 从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括: 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤。原因是CuSO4晶体溶解于水,而且温度越高,溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以减少晶体的损失。 2.软锰矿中含MnO2约70%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分;闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如下: Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100 g水)如图,则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是:将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、___________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 趁热过滤 防止形成Na2SO4·10H2O 解析 读图,硫酸钠的溶解度随温度的降低逐渐增大,而十水硫酸钠的溶解度随温度的降低明显减小,由此说明从Ⅳ溶液中制取硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥;用乙醇洗涤硫酸钠固体时,不会析出十水硫酸钠,用水洗涤硫酸钠固体时,随着温度的降低,硫酸钠溶解度增大,容易析出十水硫酸钠固体。 3.绿矾(FeSO4·7H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法: 已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时溶液的pH为5.5。 (1)操作Ⅳ的顺序依次为:________________、冷却结晶、__________________。 (2)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)蒸发浓缩 过滤 (2)降低绿矾的溶解度,减少绿矾的损失 解析 FeSO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O晶体。 4.二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}制备流程如下: (已知:H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O) 制备CuO:CuSO4溶液中滴入NaOH溶液,加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。 (1)用双层滤纸过滤的原因是_____________________________________________。 (2)用蒸馏水洗涤氧化铜时,如何证明氧化铜已洗涤干净? ________________________________________________________________________。 答案 (1)防止CuO颗粒穿过滤纸或防止滤纸破损 (2)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,说明洗涤干净 解析 (1)过滤的目的是为了除尽不溶的固体,从过滤时滤纸易破损,用双层滤纸的可能原因是防止滤纸破损、防止CuO颗粒穿过滤纸。(2)可以检验是否存在硫酸根离子来检验是否洗涤干净,具体方法是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明已洗涤干净。 5.工业上利用铬铁矿(FeO·Cr2O3)冶炼铬的工艺流程如下: (1)操作Ⅰ包括过滤与洗涤,简述实验室中洗涤沉淀的操作:__________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式:________________________________________________________________________。 答案 (1)将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀,待水流尽后,再重复操作2~3次 (2)Cr(OH)3 + OH- ===CrO+2H2O 解析 (1)过滤后得到的沉淀进行洗涤必须在过滤器中完成,所以实验室中洗涤沉淀的操作为:将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀,待水流尽后,再重复操作2~3次。 (2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物。氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,因此Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液反应生成的是NaCrO2和水,反应的离子方程式为Cr(OH)3 + OH-===CrO+2H2O。 6.FePO4是一种难溶于水的白色固体,可作金属防腐剂,也可用于制备电动汽车电池的正极材料 LiFePO4。实验室利用FeSO4·7H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如下图: 回答下列问题: (1)洗涤FePO4沉淀的操作是_________________________________________。 (2)若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是____________________。 答案 (1)向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀,待水流尽,重复操作2~3次 (2)Fe(OH)3 7.某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化: 据此回答下列问题: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_____________________________; 获得沉淀后,要对沉淀进行洗涤,请简述洗涤沉淀的操作是________________________ ________________________________________________________________________。 答案 过滤 (沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水,至浸没沉淀后,待水自然流下,重复操作2~3次 解析 由流程可知,Al2O3和Fe2O3不溶于水,则沉淀C为Al2O3和Fe2O3 ,氧化铁与碱不反应,则沉淀D为Fe2O3,反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,则B为Al2O3,反应②为KAl(SO4)2与氨水的反应,则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4和NH3·H2O。根据以上分析可知Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤;获得沉淀后,要对沉淀进行洗涤,洗涤在过滤器中进行,则洗涤沉淀的操作是(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水,至浸没沉淀后,待水自然流下,重复操作2~3次。 8.某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染,设计如下工艺流程: 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 开始沉淀pH 2.3 7.6 4.4 沉淀完全pH 3.2 9.7 6.4 过滤后的沉淀表面通常附着有一些杂质离子,为得到纯净产物,需要进行洗涤,确定沉淀洗涤干净的操作及现象是___________________________________________。 答案 取少量最后一次洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液,若出现白色沉淀,则未洗涤干净,反之则洗涤干净 1.硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到MnSO4·7H2O、MnSO4·5H2O和MnSO4·H2O。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。 从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作是:控制温度在80~90 ℃之间蒸发结晶,__________,使固体MnSO4·H2O与溶液分离,_______________________________、 真空干燥。 答案 趁热过滤 用80~90 ℃的蒸馏水洗涤2~3次 解析 据溶解度曲线图,要从过滤所得MnSO4溶液中获得较高纯度的MnSO4·H2O晶体,应在80~90 ℃之间进行蒸发结晶、趁热过滤,再用80~90 ℃的蒸馏水洗涤MnSO4·H2O晶体2~3次,最后真空干燥。 2.以废旧铅蓄电池的含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)和稀H2SO4为原料制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其主要流程如下: PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)??NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图所示。结合图示溶解度曲线,简述由粗品PbO得到高纯PbO的操作 ________________________________________________________________________。 答案 在35%NaOH溶液中,加热至110 ℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体 解析 根据图像可知35% NaOH溶液的溶解度受温度影响较大,超过110 ℃随温度升高而降低,因此由粗品PbO得到高纯PbO的操作为将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中,加热至110 ℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。 3.由工业级碳酸锂(含有少量碳酸镁等杂质)制备高纯碳酸锂。实验过程如下: 已知在不同温度下蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系如图: 90 ℃以下,随温度升高,碳酸锂产率升高的原因可能是 ________________________________________________________________________。 答案 碳酸氢锂随温度的升高分解产率增大,碳酸锂的溶解度随温度升高而减小 解析 由蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系可知随温度升高碳酸锂的溶解度下降,而温度升高碳酸氢锂也易分解生成碳酸锂,两个因素共同促进了随温度升高,碳酸锂产率的升高。 4.Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等,下图为制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的方法: 已知:①卤块的主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。 ②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如上图。 (1)加入BaCl2的目的是除________,如何判断该离子已除尽:_______________________ ________________________________________________________________________。 (2)加入NaClO3饱和溶液会发生反应:MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl↓,请利用该反应,结合溶解度图,制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为: ①取样,加入NaClO3饱和溶液充分反应;②蒸发浓缩;③______;④冷却结晶;⑤过滤、洗涤,获得Mg(ClO3)2·6H2O晶体。 答案 (1)SO 静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO已沉淀完全 (2)趁热过滤 解析 (1)加入BaCl2的目的是除去SO,钡离子与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,过滤除去;检验SO是否除尽的方法是静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO已沉淀完全。 (2)Mg(ClO3)2的溶解度受温度变化影响大,温度高时溶解度较大,温度低时溶解度较小,所以需要趁热过滤除去氯化钠。 5.下图是某化工厂从铬渣中提取Na2SO4的工艺。已知:铬渣中含有Na2SO4及少量Cr2O、Fe3+;Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时pH分别为3.6和5。 根据溶解度(S)~温度(T)曲线,操作B的最佳方法为________(填字母)。 A.蒸发浓缩、趁热过滤 B.蒸发浓缩、降温结晶、过滤 答案 A 解析 根据溶解度曲线,可以看出温度较高时,随着温度的升高,Na2SO4的溶解度逐渐减少,所以采用蒸发浓缩、趁热过滤的方法,所以A正确。 6.工业上制取氯酸钾的主要步骤为: Ⅰ.将Cl2通入石灰浆,在75 ℃左右充分反应,然后过滤; Ⅱ.向滤液中加入稍过量的KCl固体,进行适当操作可析出KClO3固体。 下图是有关物质的溶解度曲线。 步骤Ⅱ中,若溶液中KClO3的含量为147 g·L-1,则KClO3的物质的量浓度为_________。从该溶液中尽可能多地析出KClO3 固体的方法是__________________。 答案 1.2 mol·L-1 蒸发浓缩、冷却结晶 解析 若溶液中KClO3的含量为147 g·L-1,则1 L溶液中含有KClO3的物质的量是147 g÷122.5 g·mol-1=1.2 mol,因此物质的量浓度为1.2 mol·L-1 。由于氯酸钾的溶解度随温度的升高而增大,所以从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶。 7.以高氯冶炼烟灰(主要成分为铜锌的氯化物、氧化物、硫酸盐,少量铁元素和砷元素)为原料,可回收制备Cu和ZnSO4·H2O,其主要实验流程如下: ZnSO4的溶解度曲线如下图所示。 “电解”后,从溶液中回收ZnSO4·H2O的实验操作为_______________________ _________________________________________________。 答案 在330 K以上(330~380 K)蒸发结晶,趁热过滤,热水洗涤干燥 解析 根据ZnSO4的溶解度曲线,“电解”后,从溶液中回收ZnSO4·H2O的实验操作为:在330 K以上(330~380 K)蒸发结晶,趁热过滤,热水洗涤干燥。 1.(2019·常州高三期末)金属加工前常用盐酸对金属表面的氧化物进行清洗,会产生酸洗废水。pH在2左右的某酸性废水含铁元素质量分数约3%,其他金属元素如铜、镍、锌浓度较低,综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。制备过程如下: 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表: Fe(OH)3 Cu(OH)2 Ni(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀的 pH 1.5 4.2 7.1 5.4 沉淀完全的 pH 3.7 6.7 9.2 8.0 回答下列问题: (1)“中和”时调节pH至_____________,有利于后续制备纯度较高的产品。 (2)处理酸洗废水中和后的滤渣,使铁元素浸出。按照不同的固液比投入“过滤”后滤渣和工业盐酸进行反应的铁浸出率如图所示,实际生产中固液比选择1.5∶1的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)写出“氧化”中发生反应的离子方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“酸溶”后需根据溶液中Fe2+含量确定氧化剂的投入量。用K2Cr2O7标准溶液测定Fe2+(Cr2O被还原为Cr3+)的含量,该反应的离子方程式为: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将三氯化铁溶液在一定条件下________________________________________、 __________________、过滤、洗涤、在氯化氢气氛中干燥得FeCl3·6H2O晶体,在实验室过滤装置中洗涤固体的方法是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)3.7~4.2 (2)固液比大则铁浸出率低;固液比小则过稀的FeCl3溶液蒸发浓缩需消耗过多的能量,提高了成本 (3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (4)6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O (5)蒸发浓缩 冷却结晶 加蒸馏水至恰好浸没固体,待水自然流出,重复2~3次 解析 (1)从流程“过滤”知,去掉滤液,留下滤渣,即使Fe3+沉淀,其余离子不能生成沉淀,所以pH应大于3.7,目的是使Fe3+完全沉淀,但pH不能超过4.2。(2)从图中知,固液比为1.5∶1对应的曲线为中间线,如果固液比大,则固体溶解不了,即铁的浸出率低,如果固液比小,则液体量多,后期蒸发溶液时,需要较多的能量。(3)氧化时加入H2O2,目的是将Fe2+氧化成Fe3+。(4)Cr2O氧化Fe2+生成Fe3+,根据Cr和Fe得失电子守恒配平反应,再由电荷守恒,确定需要补充H+。(5)Fe3+水解显酸性,加入HCl可以抑制Fe3+ 水解,从溶液中获得晶体的一般方法是:蒸发浓缩、冷却结晶。洗涤晶体的方法是:加蒸馏水至浸没固体,待蒸馏水自然流出,重复2~3次。 2.(2019·苏州高三期初调研)一种磁性材料的磨削废料,主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%),还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍的工艺流程如下: 已知:黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。 (1)合金中的镍难溶于稀硫酸,写出金属镍“酸溶”时发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“除铁”时H2O2的作用是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________, 加入碳酸钠的目的是__________________________________________________。 (3)“除铜”时,发生反应的离子方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知“除钙镁”过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是______________________________________________________。 (5)已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,在“沉镍”过程中,当调节溶液pH约为____________时,Ni2+刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度≤1.0×10-5 mol·L-1;lg 2=0.30)。 答案 (1)5Ni+12H++2NO===5Ni2++N2↑+6H2O (2)将亚铁离子氧化为铁离子 调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣 (3)H2S+Cu2+===CuS↓+2H+ (4)过量的F-生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器 (5)9.15 解析 (1)Ni被HNO3氧化生成Ni2+和N2,根据Ni和N得失电子守恒配平反应。(2)除铁过程中生成黄钠铁矾,其中铁为+3价,所以加入H2O2是将Fe2+氧化生成Fe3+,加入Na2CO3的目的是调节pH,除去Fe3+。(3)H2S与Cu2+反应生成难溶性的CuS。(4)加入过多NaF,在酸性条件,HF会腐蚀陶瓷容器。(5)当Ni2+刚好完全沉淀时,c2(OH—) = =2.0×10-10,c(H+)= =×10-9 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=lg2+9=9.15。 3.(2019·南京、盐城高三一模)NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水,水溶液近中性,具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等) 为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下: 已知P4与两种碱的反应主要有: Ⅰ. 2Ca(OH)2+P4+4H2O===2Ca(H2PO2)2+2H2↑ Ⅱ. 4NaOH + P4+8H2O === 4NaH2PO2·H2O+2H2↑ Ⅲ. 4NaOH + P4+2H2O===2Na2HPO3 +2PH3↑ Ⅳ. NaH2PO2+NaOH === Na2HPO3+H2↑ (1)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收生成NaH2PO2和NaCl的离子方程式为________________________________________________________________________。 (2)在温度和水量一定时,混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n(碱)/n(磷)]与NaH2PO2产率的关系如上图所示。当n(碱)/n(磷)>2.6时,NaH2PO2的产率随n(碱)/n(磷)的增大而降低的可能原因是__________________________________________________________。 (3)通CO2“调pH”至溶液的pH约为________________,滤渣2主要成分为__________(填化学式)。 (4)“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH) 2及Na2S溶液除去其中Cl-及Fe2+等,其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多,其主要原因是_________________________________。 (5)用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni,同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)PH3 + 2ClO-+OH-=== H2PO+2Cl-+H2O (2)过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3 (3)7 CaCO3和Al(OH)3 (4)过量的Ag+会氧化H2PO (5)2NiCl2 + NaH2PO2 + 2H2O=== 2Ni↓ + H3PO4 + NaCl + 3HCl 解析 (1)PH3转化为H2PO,P的化合价由-3升为+1,ClO-转化为Cl-,Cl化合价由+1 降为-1,根据P和Cl得失电子守恒配平反应,在NaOH溶液中反应,故用OH-平衡电荷。(2)由已知Ⅳ反应知,过量的碱能将NaH2PO2转化为Na2HPO3,即碱过量,NaH2PO2的产率会降低。(3)NaH2PO2水溶液近中性,所以通CO2调节pH约为7。Fe3+在NaOH溶液中会生成Fe(OH)3沉淀,通入CO2后,NaAlO2会转化为Al(OH)3沉淀,Ca2+转化为CaCO3沉淀。(4)NaH2PO2具有强还原性,Ag+具有氧化性,两者会发生氧化还原反应。(5)NaH2PO2 转变为H3PO4,P由+1价升至+5价,NiCl2转化为Ni,Ni的化合价由+2价降低至0价,根据Ni和P得失电子守恒配平反应。 4.(2019·南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三三模)白银是高新技术产业的基础材料之一。以铜阳极泥分离所得废渣(成分为AgCl、PbSO4、PbCl2和Ag2Te)为原料,生产白银的工艺流程如下: 已知:①水溶液中 H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的变化如图1所示; ②“浸出”时AgCl与Na2SO3溶液反应的离子方程式: AgCl+nSO??[Ag(SO3)n](2n-1)-+Cl- (1)“预处理”是为了去除废渣中的PbCl2和Ag2Te。 ①酸性条件下,Ag2Te与NaClO3反应生成AgCl、NaCl和H2TeCl6(易溶于水)。写出该反应的化学方程式:______________________________________________。 ②PbCl2、AgCl在不同浓度的盐酸中溶解情况如图2所示。“预处理”所用稀盐酸的最佳浓度为__________。 (2)“浸出”时加入稍过量的Na2SO3溶液,同时控制pH在9以上,其目的是________________________________________________________________________。 (3)“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是____________(填化学式)。将滤液X中Cl-和SO去除后,再加入适量的__________(填化学式),可实现原料的循环利用。 (4)写出碱性条件下N2H4还原AgCl的化学方程式:_____________________________________ _________________________________________。 答案 (1)① NaClO3+Ag2Te+8HCl===2AgCl+H2TeCl6+NaCl+3H2O ② 3.2 mol·L-1 (2)增大SO的浓度,促进题给已知②中反应平衡正向移动,提高银元素的浸出率 (3)PbSO4 NaOH (4)4AgCl+N2H4+4NaOH===4Ag+N2↑+4H2O+4NaCl 解析 (1)①酸性条件下,Ag2Te与NaClO3反应生成AgCl、NaCl和H2TeCl6(易溶于水),Ag2Te中Ag为+1价,Te为-2价,H2TeCl6中Te为+4价,Te的化合价升高6,NaClO3中+5价Cl转化为-1价Cl,根据Te和Cl得失电子守恒配平反应,确定出NaClO3和Ag2Te的化学 计量数均为1,再根据Ag、Na、Te守恒,确定出AgCl、NaCl和H2TeCl6前的化学计量数,最后由Cl守恒,结合信息知,要补充HCl。②由图2知,c(HCl)=3.2 mol·L-1时,PbCl2溶解的量较多,而AgCl溶解的量较少,过滤时,滤液中主要是PbCl2,过滤出的AgCl与Na2SO3反应。(2)由图1知,pH>9时,主要存在SO,由反应:AgCl+nSO??[Ag(SO3)n] (2n-1)-+Cl-知,增大c(SO),可以促进AgCl的浸出。(3)废渣(成分为AgCl、PbSO4、PbCl2和Ag2Te),滤液中为PbCl2,Ag2Te被氧化成H2TeCl6,AgCl与Na2SO3发生“浸出”,显然“过滤Ⅰ”处的滤渣为PbSO4。继续加H2SO4调节pH为3~4,由图1知,此时主要存在HSO ,即反应:AgCl+nSO??[Ag(SO3)n] (2n-1)-+Cl-逆向移动,过滤Ⅱ得AgCl,在滤液中加入NaOH后,可得Na2SO3,可用于第二步“浸出”AgCl。(4)N2H4还原AgCl得Ag,同时生成N2,根据N和Ag得失电子守恒配平反应,碱性条件下,故NaOH参加反应。 专题强化练 一、单项选择题 1.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.浓H2SO4有脱水性,可用作干燥剂 B.Na2CO3能与酸反应,可用作治疗胃酸过多 C.Fe2(SO4)3具有强氧化性,可用于自来水净化 D.铝合金的密度小、强度大,可制成飞机构件 答案 D 解析 浓H2SO4可用作干燥剂是因为其具有吸水性,与浓H2SO4有脱水性无关,故A错误;虽然Na2CO3能与酸反应,但由于其水解后溶液碱性较强,不可用于治疗胃酸过多,故B错误;Fe2(SO4)3用于自来水净化是利用Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,吸附水中的杂质形成沉淀而除去,与氧化性无关,故C错误;铝合金的密度小,强度大,可制成飞机构件,故D正确。 2.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.二氧化硫具有氧化性,可用于漂白纸浆 B.葡萄糖具有还原性,可用于化学镀银 C.氢氧化铝受热易分解,可用作胃酸中和剂 D.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气 答案 B 解析 二氧化硫中硫的化合价处于中间价态,具有氧化性和还原性,但漂白纸张是利用二氧化硫的漂白性,并不是利用其氧化性,故A错误;葡萄糖是多羟基醛,含有羟基和醛基,醛基能发生银镜反应,可用于化学镀银,B正确;氢氧化铝为两性氢氧化物,可以与胃酸发生反应,与氢氧化铝的热稳定性无关,故C错误;生石灰能与水反应生成氢氧化钙,氯气可与氢氧化钙反应,故不能用生石灰干燥氯气,故D错误。 3.在生活用水的净化过程中,下列物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.OH-可沉淀重金属离子,可用[Al2(OH)nCl6-n]m作混凝剂 B.O3具有还原性,可用于自来水的杀菌 C.活性炭具有吸附性,可用于去除水中的异味 D.K2FeO4 易水解,可用于自来水的消毒 答案 C 解析 OH-可沉淀重金属离子,[Al2(OH)nCl6-n]m作混凝剂除去水中的悬浮物,二者无对应关系,A项错误;O3具有氧化性,用于自来水的杀菌,B项错误;活性炭具有吸附性,用于去除水中的异味,C项正确;K2FeO4具有强氧化性,用于自来水的消毒,K2FeO4的还原产物为Fe3+,Fe3+的水解产物Fe(OH)3胶体能除去水中的悬浮物,D项错误。 4.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于水,可用作制冷剂 答案 A 解析 ClO2具有强氧化性而使蛋白质变性,所以该物质能杀菌消毒,故B错误;光导纤维的主要成分是二氧化硅,光导纤维是利用光的全反射原理,与二氧化硅的硬度大小无关,故C 错误;液氨汽化时会吸收大量的热,所以氨气常常作制冷剂,与氨气易溶于水无关,故D错误。 5.(2019·江苏师范大学调研)下列物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.C2H4气体具有可燃性,可用作果实的催熟剂 B.MgO熔点高,可用作耐高温材料 C.氢氧化铝能与氢氧化钠反应,可用于治疗胃酸过多 D.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥NH3 答案 B 解析 乙烯是一种植物生长调节剂,具有催熟作用,与乙烯的可燃性无关,故A项错误;MgO熔点高,可用作耐高温材料,故B项正确;氢氧化铝能与氢氧化钠反应,但胃酸的主要成分是盐酸,与此性质无关,故C项错误;浓硫酸具有吸水性,能作干燥剂,但不能用于干燥NH3,故D项错误。 6.(2019·扬州第一学期检测)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Cu2(OH)2CO3CuOCu(OH)2 B.SO2NH4HSO3(aq)(NH4)2SO4(aq) C.Fe3O4FeFeCl3(aq) D.N2NH3NO 答案 B 解析 CuO与H2O不能直接化合,A项错误;第一步SO2过量,第二步复分解反应,B项正确;铁与盐酸只生成FeCl2,C项错误。 7.在给定条件下,下列选项所示的物质转化均能实现的是( ) A.SSO2CaSO4 B.SiSiO2SiCl4 C.FeFe2O3Fe(OH)3 D.NaNaOH(aq)NaHCO3(aq) 答案 D 解析 二氧化硫与氧化钙反应生成CaSO3,A错误;二氧化硅是酸性氧化物与盐酸不反应,所以二氧化硅无法与盐酸反应转化为四氯化硅,B错误;Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4,Fe2O3与H2O不反应,不能生成Fe(OH)3,C错误;Na与H2O反应生成NaOH和H2,NaOH和足量CO2反应生成NaHCO3,D正确。 二、不定项选择题 8.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.CCO2COCO2 B.Na2SO3SO2H2SO4 C.CaCO3CaCl2Ca(ClO)2 D.N2NOHNO3 答案 AB 解析 C在O2中完全燃烧生成CO2,CO2与C高温下反应生成CO,CO与Fe2O3高温下反应生成Fe和CO2,三步反应均能实现,A项正确;Na2SO3与H2SO4反应生成Na2SO4、H2O和SO2,SO2与溴水反应生成H2SO4和HBr,B项正确;CaCO3与盐酸反应生成CaCl2、H2O和CO2,CaCl2与O2不反应,C项错误;N2与O2在放电条件下反应生成NO,NO与H2O不反应,D项错误。 9.(2019·南京市六校联考)下列物质转化在给定条件下能实现的是( ) A.FeS2SO3H2SO4 B.NaCl(aq)NaNa2O2 C.FeFeSO4(aq)Fe(OH)2Fe2O3 D.Fe2O3FeCl3(aq)Fe 答案 C 解析 FeS2煅烧生成SO2,A错误;电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气,B错误;氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,D错误。 10.(2019·扬州联考)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.HClO具有强氧化性,可用于漂白纸浆 B.铝具有良好的导热性,可用铝槽车贮运浓硝酸 C.NaHCO3能与碱反应,可用作食品膨松剂 D.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂 答案 AD 解析 HClO用于漂白纸浆是利用了HClO的强氧化性,A项正确;用铝槽车贮运浓硝酸,是因为常温时铝在浓硝酸中会钝化,B项错误;NaHCO3用作食品膨松剂,是因为它能与酸反应或受热分解生成CO2气体,C项错误;氨分子间有范德华力和氢键,液氨汽化时会吸收大量的热,可用作制冷剂,D项正确。 11.(2019·江苏省师范大学附属实验学校调研)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq) B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)Ag(s) D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl2(aq) 答案 AD 解析 A项,NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O,Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH,两步反应均能实现;B项,Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O,第二步反应不能实现;C项,AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液,蔗糖中不含醛基,蔗糖不能发生银镜反应,第二步反应不能实现。 12.下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( ) 选项 物质 物质 物质 A Cl2 Al NaOH(aq) B NH3 O2 H2SO3(aq) C SO2 (NH4)2SO3(aq) Ca(OH)2 D Cu FeCl3(aq) HNO3 答案 D 解析 铝在氯气中燃烧生成氯化铝,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,两两均能反应,选项A不选;氨气与氧气反应生成一氧化氮和水,氨气与亚硫酸反应生成亚硫酸铵,亚硫酸与氧气反应生成硫酸,两两均能反应,选项B不选;二氧化硫与亚硫酸铵和水反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸铵与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和一水合氨,二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水,两两均能反应,选项C不选;氯化铁与硝酸不反应,选项D选。 三、非选择题 13.(2019·南京市六校联考)以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料制取复合氧化钴的流程如下: (1)用H2SO4溶解后过滤,得到的滤渣是________________________________________(填化学式)。 将滤渣洗涤2~3次,再将洗液与滤液合并的目的是_____________________ ________________________________________________________________________。 (2)在加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知:铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe(CN)6]。 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀) 4Fe3++3[Fe(CN)6]4-===Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀) 确定Fe2+是否氧化完全的方法是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (可供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液) (4)向氧化后的溶液中加入适量的Na2CO3调节酸度,使之生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的离子方程式:__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤的原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)SiO2 提高钴元素的利用率(或其他合理答案) (2)6Fe2++6H++ClO6Fe3++Cl-+3H2O (3)取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则说明Fe2+已全部被氧化 (4)6Fe3++4SO+6H2O+2Na++6CO===Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑ (5)防止因温度降低,CoCl2晶体析出 解析 (1)含钴废催化剂中含有的Fe、Co均可溶于硫酸,而SiO2不溶,所以滤渣是SiO2 ,洗涤滤渣的洗涤液中含有钴的化合物,为了提高钴元素的利用率,将洗液与滤液合并。 (3)依据所给信息,Fe2+和[Fe(CN)6]3-反应,生成蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,故确定Fe2+是否氧化完全的方法是:取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则说明Fe2+已全部被氧化。 (5)由CoCl2的溶解度曲线可知,随温度的升高,CoCl2的溶解度增大,所以趁热过滤,防止温度降低CoCl2晶体析出。 14.(2019·泰州市期末)以电石渣[主要成分Ca(OH)2,含Fe2O3、MgO和SiO2等杂质]为原料制备纳米碳酸钙的一种工艺流程如下: (1)“浸渍”时,NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“浸渍”时,一定时间内Ca2+浸取率随温度变化如图所示。Ca2+浸取率随温度升高而上升的两个原因是_____________________________________________________; ________________________________________________________________________。 (3) “碳化”时,一般采用低温工艺,对应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (4)滤液Ⅱ中,可循环利用的溶质的化学式为____________________________________。 (5)“洗涤”时,检验是否洗净的方法是_________________________________。 答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2??CaCl2+2NH3·H2O (2)温度升高,增大浸取反应速率,从而提高Ca2+浸取率 温度升高导致氨挥发,促进该反应平衡向右移动,从而提高Ca2+浸取率(或温度升高,NH4Cl溶液水解程度增大,从而提高Ca2+浸取率 温度升高,溶液黏稠度减小,从而提高Ca2+浸取率) (3)Ca2++ 2NH3·H2O+CO2===CaCO3↓+2NH+H2O(或Ca2++2NH3+H2O +CO2===CaCO3↓+2NH) (4)NH4Cl (5)取少许最后一次水洗滤液于试管中,加HNO3酸化后,加少量AgNO3溶液,若无白色沉淀生成则已洗净(或若有白色沉淀生成则未洗净) 解析 (2)“浸渍”时微溶于水的Ca(OH)2转化为易溶于水的CaCl2,反应2NH4Cl+Ca(OH)2??CaCl2+2NH3·H2O平衡移动将影响Ca2+浸出率,该反应为吸热反应。从反应速率角度来说,温度升高,浸取反应速率增大,单位时间内Ca2+ 浸取率增大;从化学平衡角度来说,温度升高平衡向正反应方向移动(或温度升高导致氨挥发,平衡向正反应方向移动)从而提高Ca2+浸取率;可能的原因还有:温度升高,NH4Cl溶液水解程度增大,从而提高Ca2+浸取率;温度升高,溶液黏稠度减小,从而提高Ca2+浸取率。 (4)根据“碳化”时发生的化学反应CaCl2+2NH3·H2O+CO2===CaCO3↓+2NH4Cl+H2O或CaCl2+2NH3+H2O+CO2===CaCO3↓+2NH4Cl可知,滤液Ⅱ中主要成分是NH4Cl,为了节约资源,NH4Cl可循环利用。 15.NaClO2的漂白能力是漂白粉的4~5倍,NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。工业上生产NaClO2的工艺流程如下: (1)ClO2发生器中的反应为:2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4。实际工业生产中,可用硫黄、浓硫酸代替原料中的SO2,其原因为___________________________________ ___________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (2)反应结束后,向ClO2发生器中通入一定量空气的目的:__________________。 (3)吸收器中生成NaClO2的离子反应方程式为_______________________。 (4)某化学兴趣小组用如图所示装置制备SO2并探究SO2与Na2O2的反应: ①盛放浓H2SO4的仪器名称为______________。 ②D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃,B中发生的反应可能为__________________、 Na2O2+SO2===Na2SO4。 答案 (1)S+2H2SO4(浓)3SO2↑+ 2H2O (2)驱赶出ClO2,确保其被充分吸收 (3)2ClO2+2OH-+H2O2===2ClO+O2+2H2O (4)①分液漏斗 ②2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2 解析 (1)ClO2发生器中的反应为氯酸钠与二氧化硫在浓硫酸作用下发生氧化还原反应,而硫黄、浓硫酸也可以生成二氧化硫,反应的方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,所以可用硫黄、浓硫酸代替原料中的SO2。 (2)反应结束后,发生器中仍有少量ClO2,用空气可以将其排出,确保其被充分吸收。 (3)吸收器中双氧水与ClO2在碱性条件下发生氧化还原反应生成NaClO2,反应的离子方程式为2ClO2+2OH-+H2O2===2ClO+O2+2H2O。 (4)②D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃,说明有氧气产生,所以B中发生的反应可能为2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2、Na2O2+SO2===Na2SO4。查看更多