2017届二轮复习无机化工流程专题练习课件（共63张）（全国通用）

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2017 届高考化学二轮总复习 无机化工流程 专题练习 1. N 2 在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净 N 2 的方法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。 [ 查阅资料 ]N 2 的制法有下列三种方案： 方案 1 ：加热 NaNO 2 和 NH 4 Cl 的浓溶液制得 N 2 。 方案 2 ：加热条件下，以 NH 3 还原 CuO 可制得 N 2 ，同时获得活性铜粉。 方案 3 ：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的 N 2 。 [ 实验准备 ] 以实验室常见仪器 ( 药品 ) 等设计的部分装置如下图 ( 部分夹持和加热仪器未画出 ) 。 [ 分析交流 ] (1) 若以方案 1 制得 N 2 ，应选择的发生装置是 ____________________________ ； (2) 若按方案 2 制得干燥、纯净的 N 2 ，且需要的 NH 3 以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是 ______________( 填字母 ) ，获得 N 2 的反应原理是 _____________________________( 写反应方程式 ) ； (3) 若以排水法收集 N 2 ，其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法，其原因是 ______________________ ，你提出的收集方法是 ___________________________________________________ ； (4) 上述三个方案中，制得的 N 2 纯度最差的是 ________ ，在 N 2 纯度要求不甚严格的情况下，有人建议将方案 2 和方案 3 结合使用，你认为其优点是 _______________________________ 。 解析 】 (1) 采用反应器的特点与反应物的状态以及反应条件有关，方案 1 为加热两种液态物质，符合此条件的只有 A 装置。 (2) 方案 2 为固体和气体的反应，反应器应选择 B ，但要求通入的氨气干燥且纯净，利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的装置，选择 E ，但同时有水蒸气生成，因此利用碱石灰来干燥，反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨气与氮气一同导出，利用浓硫酸既可以除去水，又可以除去氨气。 (3) 排气法收集气体主要是利用气体密度的差别。因此利用可以直接排空内部空气的装置来收集氮气。 (4) 方案 3 利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理，空气中除了氧气和氮气外还有二氧化碳和稀有气体，因此不纯净。 2. 实验室用 KClO 3 和浓盐酸反应也可以制备氯气。某研究性学习小组利用如图所示装置在实验室中制取 Cl 2 并探究其相关性质： (1) 装置 A 中存在一处错误，请改正这处错误： ___________________ ； (2) 写出装置 A 中发生反应的化学方程式： _____________________ ； (3) 为了除去氯气中的氯化氢，需要在装置 A 、 B 之间添加装置 E ，装置 E 中所盛装的试剂为 ________________ ；为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置 E ，其中加入浓硫酸，装置 E 在整套装置中的添加位置为 ________( 填字母 ) ； a ． A 、 B 之间 b ． B 、 C 之间 c ． C 、 D 之间 d ． D 之后 (4) 取下集气瓶 B ，将铁丝加热至红热状态，伸入集气瓶 B 中，可以观察到的现象是 ______________________ ，能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是 ________( 填字母 ) ； a ．氯水 b ．蒸馏水和铁粉 c ．氢氧化钠溶液 d ． KSCN 溶液 (5) 另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷，并给出了改进措施，该改进措施是 ____________________ 。 【 解析 】 (1) 长颈漏斗与分液漏斗的结构不同，前者无控制活塞，不能控制液体的添加量，而且制备的气体会从“长颈”中逸出。 (2) 该反应中，氯酸钾是氧化剂，将 HCl 氧化，氧化产物即氯气。 (3) 干燥的氯气没有漂白作用，而制备的氯气中往往含有水蒸气，为了排除水蒸气对探究氯气不具备漂白作用的干扰，需要对氯气进行干燥。 (4) 铁丝在氯气中的燃烧产物为氯化铁。氯水与氯化铁不反应；氯化铁溶液与铁粉可以发生反应，生成氯化亚铁；氯化铁与氢氧化钠溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀；铁离子与 KSCN 溶液反应，现象为溶液变血红色。 (5) 氯气有毒，实验中需要对尾气进行处理。 题组二　非气体物质的制备实验探究 【 答案 】 　 (1) 长颈漏斗换为分液漏斗 (2)KClO 3 ＋ 6HCl( 浓 )===KCl ＋ 3Cl 2 ↑＋ 3H 2 O (3) 饱和食盐水　 b (4) 集气瓶内有棕褐色烟产生　 bcd (5) 在装置 D 后增加一个盛装碱液的装置，用碱液吸收剩余的氯气 3. 硼氢化钠 (NaBH 4 ) 在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠 (NaBO 2 ) 为主要原料制备 NaBH 4 ，其流程如下： 已知： NaBH 4 常温下能与水反应，可溶于异丙胺 ( 沸点： 33 ℃ ) 。 (1) 在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至 100 ℃以上并通入氩气，该操作的目的是 ____________________________________ ，原料中的金属钠通常保存在 ________ 中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有 ________ 、 ________ 、玻璃片和小刀等； (2) 第②步分离采用的方法是 ________ ，第③步分出 NaBH 4 并回收溶剂，采用的方法是 ________ ； (3) 写出第①步反应的化学方程式 __________________________ 。 【 解析 】 (1) 通入氩气后排净反应器中的水蒸气和空气，防止 Na 、 NaBH 4 与水和空气中的 O 2 反应；金属钠通常保存在煤油中；在取用钠时，应用镊子将钠从煤油中取出，并用滤纸吸干表面的煤油。 (2) 经过第②步后得到溶液和固体，故该操作为过滤；由于异丙胺的沸点较低，故第③步可以采用蒸馏的方法分离出 NaBH 4 并回收溶剂。 【 答案 】 (1) 除去反应器中的水蒸气和空气　煤油　镊子　滤纸　 (2) 过滤　蒸馏　 (3)NaBO 2 ＋ 2SiO 2 ＋ 4Na ＋ 2H 2 ===NaBH 4 ＋ 2Na 2 SiO 3 4. 烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰 ( 主要含 Al 2 O 3 、 SiO 2 等 ) 制备碱式硫酸铝 [Al 2 (SO 4 ) x (OH) 6 － 2x ] 溶液，并用于烟气脱硫研究 。 (1) 酸浸时反应的化学方程式为 ____________________________ ，滤渣 Ⅰ 的主要成分为 ________( 填化学式 ) ； (2) 加 CaCO 3 调节溶液的 pH 至 3.6 ，其目的是中和溶液中的酸，并使 Al 2 (SO 4 ) 3 转化为 Al 2 (SO 4 ) x (OH) 6 － 2x 。 滤渣 Ⅱ 的主要成分为 ________( 填化学式 ) ，若溶液的 pH 偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是 __________________( 用离子方程式表示 ) ； (3) 上述流程中经完全热分解放出的 SO 2 量总是小于吸收的 SO 2 量，其主要原因是 ______________ ； 与吸收 SO 2 前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的 pH 将 ________( 填“增大”“减小”或“不变” ) 。 5. 硼镁泥是硼镁矿生产硼砂 (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O) 时的废渣，其主要成分是 MgO ，还含有 CaO 、 Al 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 FeO 、 MnO 、 B 2 O 3 、 SiO 2 等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下： (1) 滤渣 A 能溶于氢氟酸，写出其反应的化学方程式 __________ ； (2) 滤渣 B 中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣 B 含有的成分有 ____________________ ，加 MgO 并煮沸的目的是 _______________ ； (3) 写出加 NaClO 过程中发生反应的离子方程式 _______________ ； (4) 趁热过滤的目的 ____________________________________________ ； (5) 因 B 2 O 3 溶于硫酸，所以此法制备的七水硫酸镁含有少量硼酸 (H 3 BO 3 ) ，硼酸与 NaOH 溶液反应可制得硼砂，写出该反应的化学方程式 _________ ，失去结晶水的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂 ——NaBH 4 ”和另一种钠盐，写出其反应的化学方程式 _ 。 【 解析 】 　 (1) 硼镁泥是硼镁矿生产硼砂 (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O) 时的废渣，其主要成分是 MgO ，还含有 CaO 、 Al 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 FeO 、 MnO 、 B 2 O 3 、 SiO 2 等杂质，在硼镁泥中加硫酸，二氧化硅不溶，所以过滤后的滤渣 A 为二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应的方程式为 SiO 2 ＋ 4HF===SiF 4 ↑＋ 2H 2 O 。 (2) 加次氯酸钠的目的是为了将亚铁离子和 Mn 2 ＋ 氧化，氧化后加氧化镁是为了调节 pH ，让铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝的沉淀除去，滤渣 B 中含有不溶于稀盐酸的黑色固体是二氧化锰，所以滤渣 B 的成分为： Al(OH) 3 、 Fe(OH) 3 、 MnO 2 。 (3) 加 NaClO 过程中发生反应的离子方程式为 Mn 2 ＋ ＋ ClO － ＋ H 2 O===MnO 2 ↓＋ Cl － ＋ 2H ＋ 、 2Fe 2 ＋ ＋ ClO － ＋ 2H ＋ ===2Fe 3 ＋ ＋ Cl － ＋ H 2 O 。 (4) 蒸发浓缩、趁热过滤是为了除去硫酸钙，温度降低后，即冷却结晶后析出了硫酸镁，所以趁热过滤是为了防止硫酸镁析出。 (5)4H 3 BO 3 ＋ 2NaOH ＋ 3H 2 O===Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O ；失去结晶水的硼砂 (Na 2 B 4 O 7 ) 与金属钠、氢气及石英砂 ( 主要成分是 SiO 2 ) 一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂 ——NaBH 4 ”和另一种钠盐，这种钠盐应该是硅酸钠，反应的方程式为 Na 2 B 4 O 7 ＋ 16Na ＋ 8H 2 ＋ 7SiO 2 ===4NaBH 4 ＋ 7Na 2 SiO 3 。 【 答案 】 (1)SiO 2 ＋ 4HF===SiF 4 ↑＋ 2H 2 O (2)Al(OH) 3 、 Fe(OH) 3 、 MnO 2 　调高溶液 pH ，促进 Al 3 ＋ 、 Fe 3 ＋ 完全水解成氢氧化物沉淀而除去　 (3)Mn 2 ＋ ＋ ClO － ＋ H 2 O===MnO 2 ↓＋ Cl － ＋ 2H ＋ 、 2Fe 2 ＋ ＋ ClO － ＋ 2H ＋ ===2Fe 3 ＋ ＋ Cl － ＋ H 2 O 　 (4) 防止 MgSO 4 在温度降低时结晶析出　 (5)4H 3 BO 3 ＋ 2NaOH ＋ 3H 2 O===Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O 　 Na 2 B 4 O 7 ＋ 16Na ＋ 8H 2 ＋ 7SiO 2 ===4NaBH 4 ＋ 7Na 2 SiO 3 6. 碱式碳酸铜 [Cu 2 (OH) 2 CO 3 ] 是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下： 步骤一：废铜屑制硝酸铜 如图，用胶头滴管吸取浓硝酸缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中 ( 废铜屑过量 ) ，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。 步骤二：碱式碳酸铜的制备 向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至 70 ℃左右，用 0.4 mol·L － 1 的 NaOH 溶液调节 pH 至 8.5 ，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。 完成下列填空： (1) 写出浓硝酸与铜反应的离子方程式 __________________________________________________ ； (2) 上图装置中 NaOH 溶液的作用是 ___________________________________________ ； (3) 步骤二中，水浴加热所需仪器有 ________ 、 ________( 加热、夹持仪器、石棉网除外 ) ，水浴加热的优点是 ______________________________________________________ ； (4) 若实验得到 2.42 g 样品 ( 只含 CuO 杂质 ) ，取此样品加热至分解完全后，得到 1.80 g 固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 ________ 。 7. 明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质。具体实验流程如下： (1) 操作 1 所用到的玻璃仪器的名称是 ____________ ； (2) 由溶液 3 制取氢氧化铝的离子方程式为 ________________________________ ； (3) 明矾石焙烧时产生 SO 2 ，请你写出能验证 SO 2 具有还原性且实验现象明显的化学方程式： ______________ ； (4) 请你写出验证溶液 1 中有 NH 的实验过程： ________________________ ； (5) 实验室用 Fe 2 O 3 与 CO 反应来制取单质 Fe 。 ①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为 A → ________ ； ②检查装置 A 气密性的方法是 ______________________________________ ； ③在点燃 B 处的酒精灯前，应进行的操作是 __________________ ； ④装置 C 的作用是 ________________ 。 8. 某化学实验室产生的废液中含有 Fe 3 ＋ 、 Cu 2 ＋ 、 Ba 2 ＋ 、 Cl － 四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。 (1) 沉淀 1 中含有的金属单质是 __________ 。 (2) 氧化时加入 H 2 O 2 溶液发生反应的离子方程式为 _______________________________ ； (3) 下列物质中，可以作为试剂 X 的是 __________( 填字母 ) ； A ． BaCl 2 B ． BaCO 3 C ． NaOH D ． Ba(OH) 2 (4) 检验沉淀 2 洗涤是否完全的方法是 __________ ； (5) 制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是 __________ ； (6) 由过滤 2 得到的滤液制备 BaCl 2 的实验操作依次为 __________ 、冷却结晶、 __________ 、洗涤、干燥。 【 解析 】 (1) 加入过量铁，置换出铜单质。 (2)2Fe 2 ＋ ＋ 2H ＋ ＋ H 2 O 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O (3) 加入 X ，目的是调 pH ，并且不能引入新的杂质。 (4) 检验沉淀 2 洗涤是否完全的方法是：取最后一次洗涤液少许，滴入 1 ～ 2 滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全。 ( 或取最后一次洗涤液少许，滴入 1 ～ 2 滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全。 ) (5) 制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是抑制 Fe 3 ＋ 水解。 (6)BaCl 2 易溶于水，若想得固体，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得。 【 答案 】 (1) 铁、铜 (2)2Fe 2 ＋ ＋ 2H ＋ ＋ H 2 O 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O (3)BD (4) 取最后一次洗涤液少许，滴入 1 ～ 2 滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全 ( 或取最后一次洗涤液少许，滴入 1 ～ 2 滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全 ) (5) 抑制 Fe 3 ＋ 水解 ( 答案合理均可 ) (6) 蒸发浓缩　过滤 9. 氯化亚铜 (CuCl) 为白色晶体，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸，并生成配合物，不溶于硫酸、稀硝酸和醇，在工业上应用广泛。工业上制取氯化亚铜的工艺流程如下： 实验药品：铜丝 20 g 、氯化铵 20 g 、 65% 硝酸 10 mL 、 36% 盐酸 15 mL 、水。 (1) 反应①的化学方程式为 _______________________________________ ，用 95% 乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是 _____________________________________( 写出一条即可 ) ； (2) 工业化生产时， 95% 乙醇可通过 __________ 的方法回收并循环利用，而 NH 4 Cl 、 ____________( 填化学式 ) 可直接循环利用； ①实验时通入 O 2 的速率不宜过大，为便于观察和控制产生 O 2 的速率，最宜选择下列装置中的 ________( 填字母 ) 。 ②实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是 _________________________________ ： 电炉加热升温至 50 ℃时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当 ______________________________ 时才能停止通入氧气，待冷却至室温后，再打开瓶塞，沿 ________( 填字母 ) 口倾出棕色反应液于 1 000 mL 大烧杯中，加水 500 mL ，即有大量白色沉淀析出。 【 解析 】 (1) 注意反应①的反应物和生成物即可确定该反应的化学方程式为 NH 4 [CuCl 2 ]===CuCl ↓＋ NH 4 Cl 。用 95% 乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是洗去晶体表面的杂质离子及水分，减小 CuCl 的溶解损失，同时可以加快固体的干燥。 (2) 将乙醇与水分离的操作是蒸馏，根据残液浓缩后的补充物质可知，可直接循环利用的有 NH 4 Cl 和 HNO 3 。 (3) 在题给三个装置中，能观察到产生 O 2 速率的只有 B 。实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温的主要原因是氯化铵溶于水时吸热，造成反应液温度降低。为使反应产生的氮氧化物完全转化为硝酸，消除氮氧化物对环境的影响，因此需到烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色时才能停止通入氧气。将三颈瓶中液体倒出时利用左口或右口，即 ??a 口或 c 口倾出棕色反应液。对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清以下几个问题： ①生产流程中原料转化为产品的过程中依次进行的反应；②每一步操作，加入的辅助试剂的作用；③除了目标物质外产生的杂质或副产物；④杂质是否要除去及除去的方法；⑤为了确保产品的纯度和产率，采取了什么措施。 【 答案 】 (1)NH 4 [CuCl 2 ]===CuCl ↓＋ NH 4 Cl 　避免 CuCl 溶于水而造成损耗 ( 洗去晶体表面的杂质离子及水分 ) (2) 蒸馏　 HNO 3 　 (3) ① B 　②氯化铵溶于水吸收大量热，造成反应液温度降低　烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色　 a( 或 c) 10. 工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是 NH 3 和 NO x 反应生成无毒物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。 Ⅰ. 提供的装置 Ⅱ.NH 3 的制取 (1) 下列有关实验室制备气体的说法正确的是 ________( 填序号 ) ； ①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气　②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气　③实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热　④用无水氯化钙干燥氨气　⑤用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管 (2) 从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置： ___________________________( 填字母 ) ； (3) 当采用你所选用的装置制取氨气时，相应反应的化学方程式是 __________________________ ； Ⅲ. 模拟尾气的处理 选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，回答有关问题： (4)A 中反应的离子方程式为 ________________________________________ ； (5) 装置 D 的作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是 ___________________ ； (6)D 装置中的液体可换成 ________( 填字母 ) ； a ． CuSO 4 b ． H 2 O c ． CCl 4 d ．浓硫酸 (7) 该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是 ____________________________________ 。 【 解析 】 (2) 实验室制备氨气可用氢氧化钙与氯化铵固体加热法，也可以用浓氨水与氧化钙 ( 或氢氧化钠 ) 在常温下制取，故可选装置为 C 或 G 。 (3) 根据所选装置写出相应制备反应的化学方程式。 (4)A 中为 Cu 与稀硝酸的反应： 3Cu ＋ 2NO ＋ 8H ＋ ===3Cu 2 ＋ ＋ 2NO ↑＋ 4H 2 O 。 (5)NH 3 是易溶于水的气体，因此 D 还可以防止倒吸。 (6)D 中用饱和氨水防止氨气被吸收，因此还可以换成 CCl 4 。 (7) 该反应中尾气含有 NO 等污染性气体，应除去后再排入空气中。 【 解析 】 (1) 利用 SO 2 的漂白性来鉴别二氧化硫。 (2) 溶液中有 Fe 3 ＋ 、 Fe 2 ＋ ，欲制绿矾，应把 Fe 3 ＋ 转化为 Fe 2 ＋ ，所以要加过量的铁屑。 (3) 用 pH 试纸测定溶液的 pH ，为了测定的准确性，应选用干燥、洁净的装置。若 pH 偏小，酸性过强，则 Fe 3 ＋ 难以形成聚铁胶体，所以聚铁中铁的质量分数偏小。 【 答案 】( 1) 将产生的气体通入盛有品红溶液的小试管中，若品红溶液褪色，加热能恢复原色，证明气体中含有 SO 2 (2) 铁屑　过滤 (3) 取一小块 pH 试纸，放在干燥、洁净的表面皿 ( 或玻璃片 ) 上，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，滴到 pH 试纸上，然后与标准比色卡比较　偏小 12. 用二氧化氯 (ClO 2 ) 可制备用途广泛的亚氯酸钠 (NaClO 2 ) ，实验室可用下列装置 ( 略去部分夹持仪器 ) 制备少量的亚氯酸钠。 装置 C 中发生反应： 2NaClO 3 ＋ SO 2 ===2ClO 2 ＋ Na 2 SO 4 (Ⅰ) 装置 D 中发生反应： 2ClO 2 ＋ H 2 O 2 ＋ 2NaOH===2NaClO 2 ＋ 2H 2 O ＋ O 2 (Ⅱ) (1) 仪器组装完毕，关闭两个弹簧夹，打开 A 中活塞，向 A 中注入水可检验装置气密性，装置气密性良好的现象是 ________________________ ，实验开始时，打开 A 的活塞，两个弹簧夹的开关操作是 __________________ ， F 中盛有的液体为 ________ ； (2) 装置 B 中进行的是用硫酸与亚硫酸钠制备二氧化硫的反应，该处使用的是 70% ～ 80% 的硫酸，而不是 98% 的浓硫酸或极稀的硫酸，原因是 ___________________________________ ； (3) 装置 C 的作用是 ________________ ，装置 E 的作用是 ________________ ； (4) 在碱性溶液中 NaClO 2 比较稳定，所以装置 D 中应维持 NaOH 稍过量，判断 NaOH 是否过量所需要的试剂是 ________ ； a ．稀盐酸 b ．品红溶液 c ．石蕊溶液 d ．酚酞溶液 (5) 一次实验制备中，通过检验发现制备的 NaClO 2 中含有 NaOH 、 Na 2 SO 3 ，出现这些杂质的可能原因是 __________________ ，检验产物中含有 Na 2 SO 3 杂质的实验操作和现象是 _________________________________ 。 ( 供选择的试剂有： Ba(OH) 2 溶液、 H 2 O 2 溶液、 AgNO 3 溶液、品红溶液、 H 2 SO 4 溶液 ) 【 解析 】 　 (1) 若装置气密性良好，水滴的速度会越来越慢，直到最后不滴。弹簧夹甲打开后的作用是调节装置内气压与大气压平衡，弹簧夹乙打开后，可以使装置 F 中的 NaOH 溶液吸收尾气。 (2) 硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫的反应为离子反应， 70% ～ 80% 的硫酸能提供该反应所需的足够的 H ＋ 。 (3) 装置 C 的作用是制备 ClO 2 气体，并可通过观察气泡判断反应的快慢，由此可调节反应进行的快慢；装置 E 可起到安全瓶的作用，即防止液体倒吸入装置 D 中。 (4) 检验碱液的存在可用酸碱指示剂。 (5) 过量的 SO 2 和过量的 NaOH 反应生成 Na 2 SO 3 ； Na 2 SO 3 与 Ba(OH) 2 反应生成白色沉淀 BaSO 3 。 【 答案 】 (1) 水滴的速度逐渐变慢，最后停止滴入　打开两个弹簧夹　 NaOH 溶液 (2)70% ～ 80% 的硫酸能提供反应所需的足够的 H ＋ (3) 制备气体 ClO 2 、观察反应快慢并调节反应进行的快慢　安全瓶 ( 防止液体倒吸 ) (4)cd (5) 制备的 SO 2 和装置 D 中的 NaOH 同时过量　取少量溶液于试管中，加入 Ba(OH) 2 溶液，有白色沉淀生成 13. 工业上利用氨氧化获得的高浓度 NO x 气体 ( 含 NO 、 NO 2 ) 制备 NaNO 2 、 NaNO 3 ，工艺流程如下： 已知： Na 2 CO 3 ＋ NO ＋ NO 2 ===2NaNO 2 ＋ CO 2 (1) 中和液所含溶质除 NaNO 2 及少量 Na 2 CO 3 外，还有 ________( 填化学式 ) ； (2) 中和液进行蒸发 Ⅰ 操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是 ________________ 。蒸发 Ⅰ 产生的蒸汽中含有少量 NaNO 2 等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的 ________( 填操作名称 ) 最合理； (3) 母液 Ⅰ 进行转化时加入稀 HNO 3 的目的是 _______________________ ； 母液 Ⅱ 需回收利用，下列处理方法合理的是 ________ ； a ．转入中和液　　　 b ．转入结晶 Ⅰ 操作 c ．转入转化液 d ．转入结晶 Ⅱ 操作 (4) 若将 NaNO 2 、 NaNO 3 两种产品的物质的量之比设为 2 ∶ 1 ，则生产 1.38 吨 NaNO 2 时， Na 2 CO 3 的理论用量为 ________ 吨 ( 假设 Na 2 CO 3 恰好完全反应 ) 。 【 答案 】 (1)NaNO 3 (2) 防止 NaNO 3 的析出　溶碱 (3) 将 NaNO 2 转化为 NaNO 3 　 c 、 d (4)1.59 14. 锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂 (LiCoO 2 ) 、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为 6C ＋ xLi ＋ ＋ xe － ===Li x C 6 。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 ( 部分条件未给出 ) 。 回答下列问题： (1)LiCoO 2 中， Co 元素的化合价为 ________ ； (2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 _____________ ； (3) “酸浸”一般在 80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 _________________________ ，可用盐酸代替 H 2 SO 4 和 H 2 O 2 的混合液，但缺点是 ____________________ ； (4) 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 __________ ； (5) 充放电过程中，发生 LiCoO 2 与 Li 1 － x CoO 2 之间的转化，写出放电时电池反应方程式 _________________________ ； (6) 上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 ， 在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有 __________( 填化学式 ) 。 15. 辉铜矿石主要含有硫化亚铜 (Cu 2 S) 及少量脉石 (SiO 2 ) 。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示： (1) 写出“浸取”过程中 Cu 2 S 溶解时发生反应的离子方程式： _______________________________ ； (2) “回收 S ”过程中温度控制在 50 ～ 60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是 ___________________ ； (3) 气体 NO x 与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为 _________________________ ； 向“滤液 M ”中加入 ( 或通入 )________( 填字母 ) ，可得到另一种可循环利用的物质； a ．铁　　　　 b ．氯气　　　　 c ．高锰酸钾 (4) “保温除铁”过程中，加入 CuO 的目的是 __________ ； “蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用 HNO 3 溶液调节溶液的 pH ，其理由是 ______________________ 。 【 解析 】 (1)Fe 3 ＋ 作氧化剂， Cu 2 S 被氧化，离子方程式为 Cu 2 S ＋ 4Fe 3 ＋ ===2Cu 2 ＋ ＋ 4Fe 2 ＋ ＋ S 。 (2) 苯的沸点较低，温度过高苯易挥发，温度过低矿渣的溶解速率小，故应控制温度为 50 ～ 60 ℃。 (3)NO x 作还原剂，根据质量守恒和得失电子守恒可写出反应的化学方程式： 4NO x ＋ (5 － 2x)O 2 ＋ 2H 2 O===4HNO 3 ；向滤液 M 中通入 Cl 2 ，将 FeCl 2 氧化成 FeCl 3 ， FeCl 3 溶液可循环使用 。 (4)Fe 3 ＋ 可发生水解反应 Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O  Fe(OH) 3 ＋ 3H ＋ ，加入 CuO ，可使水解平衡向正反应方向移动； Cu 2 ＋ 会水解，加入 HNO 3 溶液可抑制 Cu 2 ＋ 的水解 ( 不引入其他杂质 ) 。 【 答案 】 (1)Cu 2 S ＋ 4Fe 3 ＋ ===2Cu 2 ＋ ＋ 4Fe 2 ＋ ＋ S (2) 温度过高苯易挥发，温度过低矿渣的溶解速率小 (3)4NO x ＋ (5 － 2x)O 2 ＋ 2H 2 O===4HNO 3 　 b (4) 加大 Fe 3 ＋ 转化为 Fe(OH) 3 的程度　调节溶液的 pH ，抑制 Cu 2 ＋ 的水解