2019-2020年高考化學一輪復習 課時39 常見物質的轉化與制備檢測與評估
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1、2019-2020年高考化學一輪復習課時39常見物質的轉化與制備檢測與 評估 1. 我省有豐富的海水資源,開發(fā)和利用海水資源是當前科學研究的一項重要任務。 (1) 海水中所含元素質量最大的(元素符號,下同),被稱作海洋元素的。 ⑵①從海水中提取粗鹽采用的方法是,粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、S等雜質,精制時所 用的試劑為A.鹽酸、B.氯化鋇溶液、C.氫氧化鈉溶液、D.碳酸鈉溶液,以上試劑添加的順 序為。 ② 工業(yè)上常以食鹽為原料制備氯氣,再用氯氣制備漂白粉,用化學方程式表示工業(yè)上制漂白粉 的原理:。 (3) 提取NaCl后剩余的海水(母液)中,可用來提取Mg和Br2o ①
2、如用來提取Mg,請完成具體工業(yè)流程[注:()內填所需試劑,【】內填操作]: ② 根據上述提取鎂的全過程,沒有涉及的反應類型(填字母)o A. 分解反應B.化合反應C.置換反應D.復分解反應 ③ 若用來提取Br2,用離子方程式表示提取溴的原理:o ④ 方法A:母液提取Mg后,再用來提取Br2;方法B:母液提取Br2后,再用來提取Mg。哪個更合適— (填“A”或“B”),你的理由是o 2. 硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久,在現(xiàn)代生活中有廣泛應用?;卮鹣铝袉栴}: (1) 1810年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時,得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是_。
3、 (2) 陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中,生產普通玻璃的主要原料社。 (3) 高純硅是現(xiàn)代信息、半導體和光伏發(fā)電等產業(yè)都需要的基礎材料。工業(yè)上提純硅有多種路線,其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下: 發(fā)生的主要反應 電弧爐 SiO+2CSi+2COf 2 流化床反應 器 Si+3HClSiHCl+H 32 還原爐 SiHCl+HSi+3HCl 32 ① 用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產碳化硅,該反應的化學方程式 為;碳化硅又稱,其晶體結構與相似。 ② 在流化床反應的產物中,SiHCl大約占85%,還有SiCl、SiHCl、SiHCl
4、等,有關物質的沸點 34223 數據如下表,提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和。 物質 Si SiCl 4 SiHCl 3 SiHCl 22 SiHCl 3 HCl SiH 4 沸點/C 2355 57.6 31.8 &2 -30.4 -84.9 -111.9 ③ SiHCl3極易水解,其完全水解的產物為。 (4) 氯堿工業(yè)可為上述工藝生產提供部分原料,這些原料。 3. NaClO2的漂白能力是漂白粉的45倍,NaClO?廣泛用于造紙工業(yè)、污水處理等。工業(yè)上生產 NaClO2的工藝流程如下: (1) ClO發(fā)生器
5、中的反應為2NaClO+SO+HSO2ClO+2NaHSO。實際工業(yè)生產中,可用硫黃、濃硫 2 322424 酸代替原料中的so2,其原因為(用化學方程式表示)。 (2) 反應結束后,向ClO2發(fā)生器中通入一定量空氣的目的:。 (3) 吸收器中生成NaClO的離子方程式為,其中反應溫度 2 不能高于5°C的可能原因。 ⑷某化學興趣小組用如下圖所示裝置制備SO2并探究SO2與Na2O2的反應: ABCD ① 為除去過量的SO2,c中盛放的試劑為。 ② D中收集到的氣體可使帶余燼的木條復燃,B中發(fā)生的反應可能 為、Na0+SONaSO。 22224 4. 實驗室用硫酸
6、廠燒渣(主要成分為Fe203及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物) 和綠磯(FeSO?7H0),過程如下: 42 <6? 約440貯 98.3%H2SO4 b爐氣 >800t 黃鐵 礦粉 空氣才轡爐渣工爐氣制造 熱交/ 換器 精制爐尊 40-50 約120t 爐氣精制 SO?催化氧化 n sc>3吸收 吐產品 (1) 將過程②中產生的氣體通入下列溶液中,溶液不會褪色的(填字母)。 A.品紅溶液B.紫色石蕊溶液C.酸性KMnO溶液D.溴水 4 ⑵在①中已知FeS中鐵元素生成Fe3+,寫出FeS、0、HSO反應的
7、化學方程式: 2 24 (3) 在③中,需加入的物質是。 (4) 在④中,蒸發(fā)濃縮需要的硅酸鹽儀器除酒精燈外,還有。 (5) 在⑥中,將溶液Z控制到70~80°C的目的。 5. (xx?海南模擬改編)以黃鐵礦為原料,采用接觸法生產硫酸的流程可簡示如下:精制爐氣 請回答下列問題: ⑴在爐氣制造中,生成S0的化學方程式為。 2 (2) 爐氣精制的作用是將含S02的爐氣、及干燥,如果爐氣不經過精 制,對so2催化氧化的影響。 (3) 精制爐氣(含SO體積分數為7%、0為11%、N為82%)中50平衡轉化率與溫度及壓強關系如右 2222 圖所示。在實際生產中,S02催化氧化反
8、應的條件選擇常壓、450°C左右(對應圖中A點),而沒有選擇S02轉化率更高的B或C點對應的反應條件,其原因分別
是、;求450C時該反應的平衡常數K(計算
結果保留三位有效數字)。
"OS
(4) 在S02催化氧化設備中設置熱交換器的目的
是、,從而充分利用能源。
6. 以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細a-氧化鋁,既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為Al0(含少量雜質SiO、FeO、FeO),其制備實驗流程如下:
23223
稀硫酸g[冋小斥](NHJTh常液
(1)
9、方程式為
(2) 圖中“濾渣”的主要成分為(填化學式)。
(3) 力加30%的H0溶液發(fā)生反應的離子方程式為。
22
⑷煅燒硫酸鋁銨晶體,發(fā)生的主要反應為4[NHAl(S0)?12H0]2Al0+2NHf+Nf+5S0f442223323
+3S0f+53H0,將產生的氣體通過下圖所示的裝置。
①集氣瓶中收集到的氣體(填化學式)。
② 足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質除大部分H2O(g)外還有(填化學式)。
③ KMnO溶液褪色(Mn還原為Me+),發(fā)生反應的離子方程式為
4
7. 亞鐵鹽中,F(xiàn)eSO?7HO露置于空氣中易被氧氣氧化,而莫爾鹽[(NH)SO?F 10、eSO?6HO]露置
4242442
于空氣中不易被氧氣氧化,是一種重要的定量分析試劑。其制備原理是FeSO+(NH)SO+6HO
44242
(NH)SO?FeSO?6HO。
42442
實驗室用廢鐵屑制備莫爾鹽的過程如下:
(1) 步驟I除銹的操作:將廢鐵屑放入燒杯,,過濾,洗滌。
(2) 步驟II鐵屑的溶解在錐形瓶中進行,并水浴加熱到60°C左右,需要的儀器是鐵架臺、石棉
網、大燒杯、。
⑶步驟III中加入的(NH)SO與溶液中FeSO的物質的量需滿足的關系為n[(NH)SO)]:n[FeSO]
22
=。為了確定(NH)SO的用量,下列方法簡便可行的是( 11、填字母)。
2
A. 稱量廢鐵屑的質量,推算所需(NH)SO的質量
2
B. 稱量無銹鐵屑和步驟II之后剩余鐵屑的質量,推算所需(NH)SO的質量
2
C. 測定FeSO溶液的濃度和體積,推算所需(NH)SO的質量
2
(4) 所得晶體樣品中可能混有的雜質是FeSO?7HO和(NH)SO中的一種。某小組設計了如下方
22
案進行檢驗和測定,請完成表中內容。
序號
實驗方案
實驗現(xiàn)象和結論
步驟
1
取少量樣品
樣品顏色可能有變化
步驟
2
步驟1后將樣品轉移到試管中,加入去氧蒸餾水,振蕩溶解,調節(jié)至酸性,
若,說明樣品
中含有FeSO?7HO雜質
12、42
步驟
3
若步驟2證明樣品不含F(xiàn)eSO?7HO雜質,再另取樣品
42
測定其中N的質量分數片與理論值叫比較
若WW,說明樣品中
含有(NH)SO雜質
424
課時39常見物質的轉化與制備
1. (1)OBr
(2) ①蒸發(fā)結晶CBDA(或BCDA)
② 2Cl+2Ca(0H)CaCl+Ca(ClO)+2HO
22222
(3) ①鹽酸電解②C③C^+2Br-2Cl-+Br
④ B若先提取鎂,海水中會殘留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴時會消耗大量Cl2
【解析】(1)因海水中含有大量的水,水中質量大的是氧元素,溴被稱作海洋元素;(2)因用蒸發(fā)結 13、晶的方法可以從海水中獲得食鹽,鎂離子用氫氧根離子沉淀,加入過量的石灰乳可以將鎂離子沉淀,硫酸根離子用鋇離子沉淀,加入過量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀,至于先除鎂離子,還是先除硫酸根離子都行,鈣離子用碳酸根離子沉淀,除鈣離子加入碳酸鈉轉化為沉淀,但是加入的碳酸鈉要在加入的氯化鋇之后,這樣碳酸鈉能除去反應剩余的氯化鋇,過濾,加入鹽酸除去反應剩余的氫氧根離子和碳酸根離子,所以添加試劑的順序為CBDA或BCDA。(3)①將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰并將石灰制成石灰乳,將石灰乳加入到海水沉淀池中經過濾得到Mg(OH)2沉淀,在Mg(OH)沉淀中加入鹽酸得到MgCl溶液,再經蒸發(fā)結晶得到MgCl?6HO 14、,將MgCl?6H0在一222222定條件下加熱得到無水MgCl2,電解熔融的氯化鎂可得到Mg。②CaCO3CaO+CO2f,分解反應;CaO+HOCa(OH),化合反應;MgCl+Ca(OH)Mg(OH);+CaCl,復分解反應;Mg(OH)+2HClMgCl+2H0,復
222222222分解反應;MgCl2?6H20MgCl2+6H20f,分解反應;置換反應沒有涉及。(4)若先提取鎂,海水中會殘留大量Ca(OH),而Cl能與過量的石灰乳反應,用Cl提取溴時會消耗大量Cl,所以母液提取Br22222后,再用來提取Mg。
2. (1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵)
(2) 石英砂、純堿和 15、石灰石
(3) ①SiO2+3CSiC+2COf金剛砂金剛石(或單晶硅)
②精餾(或蒸餾)③HSiO(或HSiO)、H、HCl
44232
(4) H、HCl
2
【解析】大多為常見知識考查。(3)比較SiHCl、SiCl、SiHCl、SiHCl的沸點,可得常溫下
3 4223
SiHCl、SiCl為液體,SiHCl、SiHCl為氣體,沉降除去產物中的固體后,冷凝得到SiHCl、SiCl
3 422334的混合液體,用蒸餾可分離二者。
3. ⑴S+2HSO(濃)3SOf+2HO
2422
(2) 驅趕出ClO2,確保其被充分吸收
(3) 2ClO+2OH—+HO2C1 16、+O+2HO提高ClO的利用率(或防止HO分解)
22222222
(4) ①NaOH溶液(或KMnO溶液)
4
②2NaO+2SO2NaSO+O
222232
【解析】(1)反應需要SO2,故其他原料也是產生SO2,該原料硫與濃硫酸發(fā)生歸中反應生成so2。(2)通入空氣是為了排除裝置中的氣體,使其充分吸收。(3)吸收器中反應物為NaOH、雙氧水和ClO2,產物是NaClO2和氧氣;雙氧水不穩(wěn)定受熱分解。(4)①二氧化硫可用堿液吸收;②D裝置收集到氧氣,故B中反應可能有過氧化鈉與二氧化硫發(fā)生歧化反應。
4. (1)B
(2) 4FeS+3O+6HSO2Fe(SO)+6HO+4S 17、
2242432
(3) Fe(或鐵粉)
(4) 蒸發(fā)皿(或燒杯)、玻璃棒
(5) 升高溫度促進F的水解,過高溫度不利于聚鐵的形成
【解析】(1)SO2只能使石蕊試液變紅不能使其褪色;(2)根據流程圖可以知道反應物是FeS、O、HSO,生成物中有Fe(SO)、S,根據得失電子守恒、質量守恒可以寫出
224243
4FeS+3O+6HSO2Fe(SO)+6HO+4S;(3)反應①的生成物是Fe(SO),而最終的生成物是硫酸亞
2242432243
鐵,說明在③中,需加入的物質是Fe(或鐵粉);(4)蒸發(fā)濃縮需要的玻璃儀器是酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒;(5)在⑥中,將溶液Z控制到70 18、~80°C的目的是升高溫度促進Fe3+的水解,過高溫度不利于聚鐵的形成。
5. (1)4FeS+11O2FeO+8SO
22232
(2) 除塵水洗礦塵、砷、硒等使催化劑中毒,水蒸氣對設備和生產有不良的影響。
(3) 不選B點,因為壓強越大對設備的投資越大,消耗的動能越大,SO2原料的轉化率在1個大氣壓下的轉化率已是97%,再提高壓強,SO2的轉化率提高的余地很小不選C點,因為溫度越低,SO2轉化率雖然越高,但催化劑的催化作用受到影響1.38X102
(4) 降低上層反應氣的溫度,使反應更完全預熱進入接觸室的氣體
【解析】(2)爐氣精制的目的是除塵,除去砷、硒等使催化劑中毒的氣體, 19、還有對設備有影響
的水蒸氣;(3)設容器的體積是1L,物質的量共有100mol,
2SO+O2SO
223
始態(tài)/mol?L-17110
反應/mol?L-17X97%0.5X7X97%7X97%
平衡/mol?L-i0.217.6056.79
K==1.38X102
6. (1)AlO+3HSOAl(SO)+3HO
23242432
(2)SiO
2
(3) 2Fe2++HO+2H+2Fe3++2HO
222
(4) ①N②SO、NH③2Mn+5S0+2HO2Mm++5S+4H+
23322
【解析】(2)鐵的氧化物和氧化鋁溶于酸,二氧化硅不溶形成濾渣;(3) 20、溶液中的亞鐵離子不易除去,需把其氧化為鐵離子再沉淀除去。(4)①通過飽和亞硫酸氫鈉溶液除去氨氣、三氧化硫,通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫氣體,故收集的氣體為氮氣;②SO「nh3均溶于水與水反應;③KMnO溶液與二氧化硫反應,二氧化硫被氧化為硫酸根離子。
4
7. (1)加入足量稀硫酸,充分攪拌
⑵酒精燈、溫度計⑶1:1B
(4)
序號
實驗方案
實驗現(xiàn)象和結論
步驟1
露置于空氣中一段時間
步驟2
加入1~2滴KSCN溶液
溶液變成血紅色
步驟3
>(或大于)
【解析】(1)除銹要用稀硫酸,還要充分的攪拌以加快其反應速率;(2)溫度要保持60°C左右,需 21、要酒精燈、溫度計;(3)從化學方程式可以得出n[(NH)SO]:n[FeSO]=1:1;為了確定
4 244
(NH)SO的用量,知道鐵粉的量進而推出FeSO,B方案可行,A方案不可行,C方案操作太繁瑣;(4)4244
由題給信息可知FeSO?7HO露置于空氣中易被氧氣氧化,而莫爾鹽[(NH)SO?FeSO?6HO]露置
4 242442
于空氣中不易被氧氣氧化,要檢驗產品中含有FeSO?7HO,利用在空氣中易被氧化,顏色會有變化,
42
再將其溶于蒸餾水中加入KSCN溶液,若溶液變紅,說明樣品中含有FeSO?7HO;純的(NH)SO中N
42424
的質量分數W1大于叫)2 22、旳?FeSOq?6H2O中N的質量分數W2。
2019-2020年高考化學一輪復習第三單元非金屬元素及其化合物能力
提升
硝酸與金屬、非金屬反應的一般規(guī)律
1. 硝酸與金屬反應的一般規(guī)律
⑴金屬與HNO3反應一般不生成屯,濃硝酸一般被還原為NO2,稀硝酸一般被還原為NO。
(2) 足量金屬與一定量濃硝酸反應時,隨著硝酸濃度的降低,產物也發(fā)生改變。
(3) 金屬與HNO3反應的一般通式
① 金屬+濃硝酸f金屬硝酸鹽+NO2f+H2O
② 金屬+稀硝酸f金屬硝酸鹽+NOf+H2O
(4) 硝酸與變價金屬氧化物反應
如FeO與稀硝酸反應:
SFeO+lOHNQ(稀)低叫)3幀 23、f+阻0,反應中,硝酸既表現(xiàn)了氧化性,又表現(xiàn)了酸性。
2. 硝酸與非金屬單質反應的規(guī)律
(1) 濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質反應,一般生成最高價含氧酸或最高價氧化物、二氧化氮和水。
(2) 與非金屬單質反應,HNO3表現(xiàn)強氧化性,不表現(xiàn)酸性。
3. 離子共存判斷中的N
在極弱酸性、中性或堿性條件下,N氧化性很弱或幾乎沒有氧化性,但溶液中有大量H+存
在時,N就表現(xiàn)出強氧化性,此時不能與Fe2+、SrI-、S、Br-等還原性離子共存。
硝酸與金屬反應的計算
思維模型:
①原子守恒法
金屬與吧反應時,吧一部分起酸的作用,以N的形式存在于溶液中;另一部分作為氧
化劑轉化為氮 24、的還原產物,這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的hno3中氮原子的物質的量。例如:mgCu與足量的一定濃度的硝酸充分反應后,產生VL的NO、N02混合氣體(標準狀況下),則參加反應的HNO3為(+)mol
②電子守恒法
HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應,HNO3中氮原子得電子的物質的量等于金屬失電子33
的物質的量。例如:mg銅投入一定量濃硝酸中,銅完全溶解,生成氣體顏色越來越淺,共收集到VmL氣體(在標準狀況下)。將盛有此氣體的容器倒扣在水中,通入標準狀況下一定體積的02,恰好使氣體完全溶于水中,則通入O的體積的計算方法是:若從一般角度考慮,很難得出結論。
2
但若利用電 25、子守恒解,能看到銅失去的電子總數等于氧得到的電子總數,即有2n(Cu)=4n(O2)
V(O)=XX22.4L
2
③ 電荷守恒法
HNO3過量時反應后溶液中(不考慮OH-)則有:c(N)=c(H+)+nc(Mnn+)
(Mnn+代表金屬離子)。
④ 離子方程式計算法
金屬與HSO、HNO的混合酸反應時,由于硝酸鹽中N在HSO提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反
24324
應,因此此類題目應用離子方程式來計算,先作過量判斷,然后根據完全反應的金屬或+或N進行相關計算,且溶液中要符合電荷守恒。
酸雨、煤的脫硫與汽車(或硝酸工業(yè))尾氣的處理
形成酸雨(pH小于5.6的雨水)的氣體 26、有:氮的氧化物和二氧化硫。
(1) 氮的氧化物,來源主要是汽車(或硝酸工業(yè))的尾氣。汽車尾氣的處理:是在催化劑的作用下,將有害氣體氮的氧化物轉化為氮氣。發(fā)生的主要反應化學方程式如下:
2NO+2xCON+2xCO
x22
硝酸工業(yè)的尾氣處理主要是利用堿(如氫氧化鈉)或堿性溶液(如純堿溶液)來處理。反應原理如下:
NO+NO+2NaOH2NaNO+HO
222
2NO+2NaOHNaNO+NaNO+HO
2322
2NO+NaCONaNO+NaNO+CO
223232
NO+NO+NaCO2NaNO+CO
22322
(2) 二氧化硫,主要來源是煤燃燒所排放的二氧化硫氣體。處理的方法是煤的脫硫。
廣洗煤、型煤固硫
亠燃前脫硫一煤氣化、液化
L生物、化學法脫硫
煤炭脫硫技術
亠循環(huán)硫化床燃燒脫硫
J爐內噴鈣脫硫
廣石灰石石膏煙氣脫硫法-*噴霧干燥煙氣脫硫法
*燃后煙氣脫硫一亠磷錢肥煙氣脫硫法
—煙氣海水脫硫法
亠氨水洗滌煙氣脫硫
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