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文档简介
专题讲座一化学计算中的几种常见数学思想1差量法(1)差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例,然后求解。如:2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1m(固),n(气),V(气)2 mol 1 mol2 mol221 kJ 24 g 1 mol22.4 L(标况)(2)使用差量法的注意事项所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。有关物质的物理量及其单位都要正确地使用。(3)差量法的类型及应用质量差法【例1】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是() A. B.C. D. 物质的量差法【例2】白色固体PCl5受热即挥发并发生分解:PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。现将5.84 g PCl5装入2.05 L真空密闭容器中,在277 达到平衡,容器内压强为1.01105 Pa,经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol,求平衡时PCl5的分解率。 体积差法【例3】(2011四川理综,12)25 和101 kPa时,乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体总体积缩小了72 mL,原混合烃中乙炔的体积分数为()A12.5% B25% C50% D75%2极值法(1)极值法的含义极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值,进行判断分析,求得结果。故也称为极端假设法。(2)极值法解题的基本思路:把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。把混合物假设成纯净物。把平行反应分别假设成单一反应。(3)极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落点。【例4】将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x),投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是()AxV/(11.2n) B0x0.5CV33.6n(1x) D11.2nXB ,则XAXB,代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。(2)应用:已知可以确定XA、XB的范围;或已知XA、XB可以确定的范围。解题的关键是要通过平均值确定范围,很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。实际上,它是极值法的延伸。【例6】两种金属混合物共15 g,投入足量的盐酸中,充分反应后得到11.2 L H2(标准状况),则原混合物的组成肯定不可能为()AMg和Ag BZn和CuCAl和Zn DAl和Cu【例7】实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后,所得固体中含金属单质为18 g,则该氧化物粉末可能是()Fe2O3和MnO2 MnO2和V2O5Cr2O3和V2O5 Fe3O4和FeOA B C D4整体思维法(终态法)整体思维抛开事物之间复杂的变化关系,从整体认识把握事物之间联系规律,具有化繁为简,快速解题的功效,能较好的锻炼学生思维的全面性、灵活性,因此高考无论在选择还是综合性题目中经常有意设置。【例8】在铁和氧化铁混合物15 g中,加入稀硫酸150 mL,能放出H2 1.68 L(标准状况)。同时铁和氧化铁均无剩余,向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,未见颜色变化。为了中和过量的H2SO4,且使Fe2完全转化成Fe(OH)2,共消耗3 molL1的NaOH溶液200 mL,则原硫酸的物质的量浓度是()A1.5 molL1 B2 molL1C2.5 molL1 D3 molL11标准状况下,一个装满氯气的容器的质量为74.6 g,若装满氮气时总质量为66 g,则此容器的容积是()A22.4 L B44.8 L C11.2 L D4.48 L2标准状况下,6.72 L NO2通过水后,收集到5.04 L气体,则被氧化的NO2的体积是()A1.68 L B2.52 L C0.56 L D1.12 L3把氯气通入浓氨水中,会立即发生下列反应:3Cl28NH3H2O=6NH4ClN28H2O。在标准状况下,把1.12 L Cl2、N2的混合气体(90% Cl2和10% N2,均为体积分数)通过浓氨水,实验测得逸出气体体积为0.672 L(其中有50% Cl2和50% N2),此反应中被氧化的NH3的质量为()A3.4 g B0.34 g C1.36 g D4.48 g4取3.5 g某二价金属的单质投入50 g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中,反应结束后,金属仍有剩余;若取2.5 g该金属投入相同质量、相同质量分数的稀盐酸中,等反应结束后,加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为()A24 B40 C56 D6551.40 g含有碱金属(M)及其氧化物(M2O)的混合物,与水反应生成1.79 g碱,求混合物的成分及其组成。6铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应后硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为()A9.02 g B8.51 g C8.26 g D7.04g7将0.34 g Cu和CuO的混合物加入约2 molL1浓硫酸中,并加热使其完全溶解,然后用NaOH溶液中和过量硫酸,再用水稀释到0.5 L,加入纯铁粉1.85 g,反应后过滤、干燥,得不溶物1.89 g。求置换出的铜的质量及原混合物中铜的质量分数。答案【例1】A【例2】78.6%【例3】B【例4】D【例5】A【例6】B【例7】C【例8】B1D2A3B4A5混合物由碱金属K及其氧化物K2O组成,K的质量约为0.498 g,K2O的质量约为0.902 g。6B7置换出的铜的质量为0.32 g,原混合物中铜的质量分数约为70.59%。专题讲座二相互竞争的离子反应和氧化还原反应反应物间一对多的化学反应常有“平行反应”和“竞争反应”两类,平行反应主要指多个反应相互间没有影响可同时进行;而竞争反应是指由于反应能力不同,多个反应按一定的先后顺序逐次进行。竞争反应主要包括两种基本题型:一是一种氧化剂(还原剂)与多种还原剂(氧化剂)反应,如把Cl2通入含I、Br、Fe2的溶液中,按照还原能力由强到弱的顺序,I优先反应,其次是Fe2,最后是Br;二是一种酸(碱)与多种碱性(酸性)物质反应,如把盐酸逐滴加入到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中,按照碱性由强到弱的顺序,NaOH优先反应,其次是Na2CO3,最后是NaHCO3,此类竞争反应的先后顺序即是其有效顺序。在实际问题中有部分看似平行的反应,由于物质的性质而出现了“有效”和“无效”两种可能性,准确地确定有效反应就成了解题的关键。1复分解反应之间的竞争若某一溶液中同时存在几个可能的复分解反应,则生成更难溶解或更难电离的物质的反应将优先进行。【例1】写出在硫酸铝铵溶液中加入少量氢氧化钡溶液的离子方程式:_。即时巩固1 (2011洛阳模拟)将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确的是 ()即时巩固2 少量NaOH溶液滴入到NH4HCO3溶液中的离子方程式为_。即时巩固3 向NH4Cl、AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,按反应的先后顺序,写出有关反应的离子方程式:(1)_,_。(2)_。(3)_。2氧化还原反应之间的竞争若某一溶液中同时含有多种还原性(氧化性)物质,则加入一种氧化剂(还原剂)时,优先氧化(还原)还原性(氧化性)强的物质。【例2】在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉,经搅拌后发生的变化应是 ()A铁溶解,析出0.01 mol Ag和0.005 mol CuB铁溶解,析出0.01 mol Ag并放出H2C铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Fe3D铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Cu2即时巩固4 将足量Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中。在此过程中溶液的pH与Cl2用量的关系示意图是(溶液体积变化忽略不计,且不考虑Cl2与水反应) ()即时巩固5 向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体物质的组成可能是 ()ANaCl、Na2SO4 BNaBr、Na2SO4CNaCl、Na2SO4、I2 DNaCl、NaI、Na2SO4即时巩固6 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如右图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为_。3氧化还原反应与非氧化还原反应之间的竞争一般情况下,氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。【例3】写出向漂白粉溶液中通入二氧化硫气体的化学方程式。即时巩固7 往含Fe3、H、NO的混合液中加入少量SO,充分反应后,下列表示该反应的离子方程式正确的是 ()A2Fe3SOH2O=2Fe2SO2HB2HSO=H2OSO2C2H2NO3SO=3SO2NOH2OD2Fe33SO3H2O=2Fe(OH)33SO2即时巩固8 写出下列反应的离子方程式:(1)FeCl2溶液与NaClO溶液反应_。(2)Na2S与FeCl3溶液混合_。(3)硫化钠与CuSO4溶液混合_。答案【例1】2Al33SO243Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4即时巩固1D即时巩固2HCOOH=H2OCO23即时巩固3(1)Al33OH=Al(OH)3Mg2OH=Mg(OH)2(2)NH4OH=NH3H2O(3)Al(OH)3OH=AlO2H2O【例2】C即时巩固4A因H2SO3的还原性强于HBr的还原性,故Cl2先氧化H2SO3,H2SO3Cl2H2O=H2SO42HCl,生成的H2SO4和HCl是强酸,故溶液的pH下降;当H2SO3完全反应后,再通入Cl2,发生反应Cl22HBr=Br22HCl,溶液的pH不再改变。即时巩固5A向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯气后,可能发生的反应依次为Na2SO3Cl2H2O=Na2SO42HCl、2NaICl2=2NaClI2、2NaBrCl2=2NaClBr2。将溶液蒸干时HCl、Br2和Cl2会挥发,灼烧时I2会升华。若通入的氯气过量,得到固体剩余物质的组成是NaCl、Na2SO4;若通入的氯气是不足量的,则还有可能留下NaBr。即时巩固6114【例3】Ca(ClO)22SO22H2O=CaSO42HClH2SO4即时巩固7C此题看上去似乎4个选项都可能发生,但我们知道氧化还原反应优先于非氧化还原反应,因此B、D不正确。那么SO23是先与Fe3反应还是先与HNO反应呢?可以用“假设法”进行判断。如果先与Fe3反应,则生成的Fe2又会与HNO反应,所以应先与HNO反应,故应选C。即时巩固8(1)6Fe23ClO3H2O=2Fe(OH)33Cl4Fe3(2)2Fe3S2=2Fe2S(3)Cu2S2=CuS专题讲座三守恒思想在化学计算中的应用守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧,也是在高考试题中应用最多的方法之一,其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种不变量建立关系式,从而简化思路,快速解题。守恒法解题依据:根据几个连续的化学方程式前后某微粒如原子、电子、离子的物质的量保持不变或质量守恒原理等列关系式解答。1质量守恒法【例1】已知Q与R的摩尔质量之比为922,在反应X2Y=2QR中,当1.6 g X与Y完全反应后,生成4.4 g R,则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为()A239 B329 C469 D169【例2】有一瓶14%的KOH溶液,加热蒸发掉100 g水后,变为28%的KOH溶液80 mL,且 蒸发过程中无晶体析出,该80 mL溶液的物质的量浓度为()A5 molL1 B6 molL1C6.25 molL1 D6.75 molL1方法总结质量守恒定律表示:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。依据该定律和有关情况,可得出下列等式:(1)反应物的质量之和生成物的质量之和。(2)反应物减少的总质量生成物增加的总质量。(3)溶液在稀释或浓缩过程中,原溶质质量稀释或浓缩后溶质质量(溶质不挥发、不析出)。2原子守恒法从本质上讲,原子守恒和质量守恒是一致的,原子守恒的结果即质量守恒。【例3】38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 mL(标准状况下)气体,反应消耗的HNO3的物质的量可能是 ()A1.0103 mol B1.6103 molC2.2103 mol D2.4103 mol3电荷守恒【例4】在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中Al3的浓度(molL1)为 ()A. B. C. D.【例5】某混合溶液中所含离子的浓度如下表,则M离子可能为 ()所含离子NOSOHM浓度(molL1)2121A.Mg2 BBa2 CF DNa方法总结在电解质溶液或离子化合物中,阴、阳离子的电荷数相等,即:阳离子的物质的量阳离子的电荷数阴离子的物质的量阴离子的电荷数,由此可得(1)在离子化合物中,阴、阳离子的电荷数相等;(2)在电解质溶液里,阴、阳离子的电荷数相等。4电子守恒法【例6】将1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 molL1硫酸中,然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶液,恰好使Fe2全部转化为Fe3,且Cr2O中Cr6全部转化为Cr3。则K2Cr2O7的物质的量浓度是多少?1由(NH4)2SO4和MgSO4组成的混合物共m g,溶于水中配制10 L溶液,测得此时溶液中c(SO)0.15 molL1,c(Mg2)0.10 molL1,则混合溶液中NH的物质的量浓度是 ()A0.10 molL1 B0.05 molL1C0.15 molL1 D0.01 molL12镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 molL1盐酸时,在标准状况下产生气体5.6 L。若向反应后的溶液中加入一定量烧碱溶液,生成的沉淀的最大质量为 ()A9.35 g B12.6 g C13.6 g D15.8 g3ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制ClO2,在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为 ()A11 B21 C12 D234某反应可表示为:mMnHO2=xM2yH2O,则x值为 ()A2 B4 C6 D95在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾和过氧化氢为原料制取氧气,当制得同温同压下相同体积的氧气时,三个反应中转移的电子数之比为 ()A111 B221C231 D432620 g烧碱配制成500 mL溶液,其物质的量浓度为_molL1;从中取出1 mL,其物质的量浓度为_molL1,含溶质_g。若将这1 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中溶质的物质的量浓度为_molL1,其中含Na_g。7在空气中暴露过的KOH固体,经分析知其成分为水7.62%、K2CO3 2.38%、KOH 90%,若将1 g此样品加到46.00 mL 1 molL1的盐酸中,过量的盐酸再用1.07 molL1的KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体多少克?答案【例1】D【例2】C【例3】C【例4】C【例5】A【例6】0.100 molL1专题集训能力提升1A2C3B4A5B6110.040.010.02373.43 g专题讲座四无机化工流程题复习策略与解题方法指导1无机化工流程题的特点无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题为指导思想,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。这类题常呈现的形式:流程图、表格、图像这类题常围绕以下几个知识点进行设问:(1)反应速率与平衡理论的运用;反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;(3)利用控制pH分离除杂;(4)化学反应的能量变化;(5)实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;(6)流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;(7)环境保护与绿色化学评价。2工业生产流程主线物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制3解答无机化工流程试题的程序基本步骤:从题干中获取有用信息,了解生产的产品。然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用;抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。从问题中获取信息,帮助解题。解题思路:明确整个流程及每一部分的目的仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质结合基础理论与实际问题思考注意答题的模式与要点 4熟悉工业流程常见的操作与名词工业流程题目在流程上一般分为3个过程:(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(更多转化)酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂a控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn2溶液中含有的Fe2,应该怎样做?提示:先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3,再调溶液的pH到3.7。b调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。例如:若要除去Cu2溶液中混有的Fe3,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。试剂除杂加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯德榜制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动萃取(3)获得产品阶段的常见考点:洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量NaCl。蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3。重结晶(4)其他常见考点化学方程式实验仪器计算信息 5注重答案的文字叙述规范(1)洗涤沉淀: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23次。(2)从溶液中得到晶体:蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。(3)在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去XX杂质”,只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平。6热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用【例1】碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO等杂质,提纯工艺流程如下:已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:回答下列问题:(1)滤渣的主要成分为_。(2)“趁热过滤”的原因是_。(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是_(写出一种)。(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是_。(5)已知:Na2CO310H2O (s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式_。方法技巧首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题,首先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,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。关键在于认真对比分析原料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了,围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。迁移应用1 锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:已知:部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH273796完全沉淀pH374711Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:温度/010 20 50 75 100Li2CO3的溶解度/g153914061329118108660728请回答下列问题:(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:。(2)反应加入碳酸钙的作用是_。(3)写出反应中生成沉淀A的离子方程式:_。(4)反应生成Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称,洗涤所得Li2CO3沉淀要使用(选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是_。(5)电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是_。热点2镁、铝及其矿物的开发利用【例2】高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下:过氧化氢/氨水 硫酸铝溶液 (1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2。检验Fe2是否除尽的实验操作是_。(2)通常条件下KspFe(OH)34.01038,除杂后溶液中c(Fe3)约为_。(3)配制硫酸铝溶液时,需用硫酸酸化,酸化的目的是_。(4)“结晶”操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止,冷却结晶,得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是_。(5)“分离”操作名称是_(填字母代号)。A蒸馏B分液C过滤(6)测定铵明矾组成的方法是:a称取0.453 0 g铵明矾样品,高温灼烧,得Al2O3固体0.102 0 g;b称取0.453 0 g铵明矾样品,用适量蒸馏水溶解,再加入稍过量的BaCl2溶液,经陈化、过滤、灰化,得BaSO4 0.465 9 g。c称取0.453 0 g铵明矾样品,加入足量的NaOH溶液,加热,将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸,浓硫酸增重0.017 0 g。则铵明矾的化学式为_。迁移应用2 镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na、Mg2、Cl、Br等)中模拟工业生产来提取镁,主要过程如下:回答下列问题:(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_。(2)从过程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有溶液的烧杯中,充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。(3)下图是该兴趣小组设计进行过程的实验装置图:其中装置A的作用是_。(4)写出过程中发生反应的化学方程式_。热点3铁、铜及其矿物的开发利用【例3】(2011江苏,16)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下:回答下列问题:(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K_;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为_(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是_、_(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为_;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为_。(写化学式)。迁移应用3 工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl),其工艺流程如下图所示:试根据上图转化回答下列问题:(1)工业生产Cl2时,尾气常用石灰乳吸收,而不用烧碱溶液吸收的原因是_。(2)还原过程中的产物为NaCuCl2,试写出反应的化学方程式_。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl,为什么不用一步法制得CuCl?(已知Cu2Cu2Cl=2CuCl)_。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是_,加入NaCl且过量的原因是_。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀,试写出该反应的离子方程式_答案【例1】(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3(2)使析出的晶体为Na2CO3H2O,防止因温度过低而析出Na2CO310H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤(4)溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质;原因:“母液”中含有的离子有Ca2、Na、Cl、SO24、OH、CO23,当多次循环后,使得离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀(5)Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJmol1迁移应用1(1)Li2OAl2O34SiO2(2)除去反应中过量的H2SO4;控制pH,使Fe3、Al3完全沉淀(3)Mg22OH= =Mg(OH)2、Ca2CO23=CaCO3(4)过滤热水Li2CO3在较高温度下溶解度小,用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗(5)加热蒸干LiCl溶液时,LiCl有少量水解生成LiOH,受热分解生成Li2O,电解时产生O2(其他合理答案均可)【例2】(1)取样,加适量H2O2溶液,振荡,滴加KSCN溶液,若无明显现象,说明Fe2已除尽(2)4.01020 molL1(3)抑制Al3水解(4)减少可溶性杂质的析出及Al3的水解(5)C(6)NH4Al(SO4)212H2O迁移应用2(1)石灰乳原料丰富,成本低(2) MgCl2过滤洗涤(3)制备干燥的HCl气体(4) MgCl2(熔融)Mg Cl2【例3】(1)SO2NaOH=NaHSO3(2)提高铁元素的浸出率抑制Fe3水解(3)Cl22Fe2=2Cl2Fe3 Cl2、HCl迁移应用3(1)石灰乳来源丰富,成本低,且反应结束后可得副产品漂白粉(2)CuCl22NaClCu=2NaCuCl2CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行(3)防止Cu2水解增大NaCl的浓度有利于生成更多的NaCuCl2,提高产率(4)使CuCl尽快干燥,防止被空气氧化(5)2Cu22ClSO22H2O2CuCl4HSO24专题讲座五 气体的实验室制备、净化和收集1气体制备实验的基本过程(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分尾气处理装置(2)气体制备的一般实验操作步骤组装(从下到上,从左到右);检验装置的气密性;加入药品;排尽装置内的空气;验纯;反应;拆除装置。2气体发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类:(1)固体固体气体发生装置:制备气体:O2、NH3、CH4等注意事项:试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流,而使试管破裂。铁夹应夹在距试管口1/3处。固体药品应平铺在试管底部。胶塞上的导管伸入试管里面不能过长,否则会影响气体导出。如用排水集气法收集气体,当停止制气时,应先从水槽中把导管撤出,然后再撤走酒精灯,防止水倒吸。(2)固体液体或液体液体气体发生装置:制备气体:Cl2、C2H4等注意事项:烧瓶应固定在铁架台上。先把固体药品放入烧瓶中,再缓缓加入液体。分液漏斗应盖上盖,注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。对烧瓶加热时要垫上石棉网。(3)固体液体(不加热)气体发生装置:制备气体:H2、CO2、NO2、SO2、NO等注意事项:块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体,可用启普发生器制备,当制取气体的量不多时,也可采用简易装置。简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下,否则起不到液封作用而无法使用。加入块状固体药品的大小要适宜。加入液体的量要适当。最初使用时应待容器内原有的空气排净后,再收集气体。在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时,必须先检验纯度。3气体的除杂方法除杂试剂选择的依据:主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则:(1)不损失主体气体,(2)不引入新的杂质气体,(3)在密闭装置内进行,(4)先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑:易溶于水的杂质可用水吸收;酸性杂质可用碱性物质吸收;碱性杂质可用酸性物质吸收;水分可用干燥剂吸收;能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质,也可用作吸收剂。【例1】为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体)(1)含有HCl杂质的气体CO2(HCl)_;SO2(HCl):_Cl2(HCl):_(2)中性气体中含有酸性杂质气体O2(Cl2):_;CO(CO2):_NO(NO2):_;(3)酸性气体中含有其他酸性杂质气体CO2(SO2):_;(4)含有O2杂质的气体CO2(O2):_;N2(O2):_。液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体,加热装置常见干燥剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg(5)HCl(Cl2):_4气体净化与干燥的先后顺序(1)若采用溶液除杂,应该是除杂在前,干燥在后。其原因是:气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气,干燥剂可除去水蒸气。如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2,欲制得干燥、纯净的CO2,可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液,除去混入其中的HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。(2)若采用加热除杂,则一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g),可先将混合气体通过碱石灰,除去CO2和H2O(g),再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管,除去O2,即可得到干燥、纯净的N2。若将混合气体先通过
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