物质的制备知识梳理

1、要点梳理 探究点一气体的制备探究点一气体的制备 【知识梳理知识梳理】 一、常见气体的实验室制备一、常见气体的实验室制备制取装置制取装置 反应原理反应原理 收集方法收集方法 氧气氧气 制取装置制取装置 反应原理反应原理 收集方法收集方法 氧气氧气 二氧二氧化碳化碳 制取装置制取装置 反应原理反应原理 收集方法收集方法 氢气氢气 氯气氯气 制取装置制取装置 反应原理反应原理 收集方法收集方法 氨氨气气 二、实验室制取气体的发生与收集二、实验室制取气体的发生与收集 1实验室制取气体的装置：实验室制备气体发生装置选实验室制取气体的装置：实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。中学教材

2、中分为三组：择的依据是反应物的状态及反应条件。中学教材中分为三组：反应装反应装置类型置类型 反应装置图反应装置图 适用气体适用气体 操作注意事项操作注意事项 固、固固、固加热型加热型 O2、NH3等等试管要干燥试管要干燥试管口略低于试试管口略低于试管底管底加热时先均匀加加热时先均匀加热再固定加强热热再固定加强热 反应装置类型反应装置类型 反应装置图反应装置图 适用气体适用气体 操作注意事项操作注意事项 固、液加固、液加热型或液、热型或液、液加热型液加热型 Cl2、HCl等等烧瓶加热时要垫石棉网烧瓶加热时要垫石棉网反应物均为液体时，烧反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片瓶内要加碎瓷片固、液不加固、

3、液不加热型或液、热型或液、液不加热型液不加热型 H2、CO2、SO2、NO、NO2等等 使用长颈漏斗时，要使使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下漏斗下端插入液面以下启普发生器只适用于块启普发生器只适用于块状固体与液体反应，且气状固体与液体反应，且气体不溶于水体不溶于水使用分液漏斗既可以增使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体强气密性，又可控制液体流速流速 2气体收集方法：确定气体的收集方法时要考虑气体的气体收集方法：确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。密度、溶解性、稳定性。 (1)常见的收集方法常见的收集方法收集方法收集方法排水法排水法 向上排空气法向上排空气法向下排

4、空气法向下排空气法收集原理收集原理 收集的气体收集的气体不与水反应不与水反应或难溶于水或难溶于水 收集的气体密收集的气体密度比空气大，度比空气大，且与空气密度且与空气密度相差较大相差较大 收集的气体密度比收集的气体密度比空气小，且与空气空气小，且与空气密度相差较大密度相差较大 收集装置收集装置适用的气体适用的气体 H2、O2、NO、CH4 Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3 (2)创新的收集装置创新的收集装置(思考：根据气体的流向判断收集气思考：根据气体的流向判断收集气体的种类体的种类)3净化与干燥装置净化与干燥装置 尾气吸收处理装置有三种：尾气吸收处理装置有三种：用倒扣漏斗用倒扣漏斗

5、 ;玻璃管玻璃管 (如用如用NaOH溶液吸收溶液吸收Cl2);点燃法点燃法 。 (1)设计原则：根据净化药品的状态及条件。设计原则：根据净化药品的状态及条件。极易溶于水的气体极易溶于水的气体能溶于水或溶于溶液的气体的吸收能溶于水或溶于溶液的气体的吸收处理处理CO (2)装置基本类型装置基本类型装置类型装置类型 液体除杂剂液体除杂剂(不加热不加热) 固体除杂剂固体除杂剂(不加热不加热) 固体除杂剂固体除杂剂(加热加热) 装置示意图装置示意图 (3)气体的净化剂的选择：选择气体吸收剂应根据气气体的净化剂的选择：选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收体的性质和杂质的

6、性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：易溶于水的气体杂质可用易溶于水的气体杂质可用 来吸收；酸性杂质可来吸收；酸性杂质可用用 吸收吸收;碱性杂质可用碱性杂质可用 吸收；水吸收；水分可用分可用 来吸收；能与杂质反应生成沉淀来吸收；能与杂质反应生成沉淀(或可或可溶物溶物)的物质也可作为吸收剂。的物质也可作为吸收剂。干燥剂干燥剂碱性物质碱性物质酸性物质酸性物质水水【要点深化要点深化】 气体制备实验应注意的问题气体制备实验应注意的问题 1看药品和装置是部分给出还是有剩余。若药品和装置看药品和装置是部分给

7、出还是有剩余。若药品和装置只部分给出，则应需要作必要的补充；若有剩余，则应进行只部分给出，则应需要作必要的补充；若有剩余，则应进行筛选和淘汰。筛选和淘汰。 2题目条件有无特殊要求。如采用最简单或最合理的实题目条件有无特殊要求。如采用最简单或最合理的实验步骤，这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置，验步骤，这些要求对我们考虑反应原理、选择药品和装置，确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。确定操作步骤都作了限定，必须高度重视。 3实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、实验过程中的隐蔽性操作。如某些必要的干燥、除杂、冷凝等，这些都是实验中必不可少的，容易被忽略。冷凝等，这些都是实验中必

8、不可少的，容易被忽略。 4药品的名称和仪器的规格。有些题目要求指出药品的名药品的名称和仪器的规格。有些题目要求指出药品的名称，这类问题最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜称，这类问题最难答准确，如有些药品的准确描述为：硫酸铜粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等。此外也应粉末、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等。此外也应注意某些仪器的规格。注意某些仪器的规格。 5会画简单的实验装置图。会画简单的实验装置图。 6仪器连接的顺序。安装顺序是否合理，例如，是否遵循仪器连接的顺序。安装顺序是否合理，例如，是否遵循“自下而上，从左到右自下而上，从左到右”的原则；气体净化装置中不应先干燥，

9、的原则；气体净化装置中不应先干燥，后又经过水溶液洗气。仪器间连接顺序是否正确，例如，洗气后又经过水溶液洗气。仪器间连接顺序是否正确，例如，洗气时时“进气管长、出气管短进气管长、出气管短”；干燥管除杂质时；干燥管除杂质时“大进小出大进小出”等。等。 7实验操作的顺序。连接仪器，按气体发生实验操作的顺序。连接仪器，按气体发生除杂除杂干燥干燥主体实验主体实验尾气处理顺序连接好仪器；在整套装置连接完毕，尾气处理顺序连接好仪器；在整套装置连接完毕，应先检查装置的气密性，然后装入药品，再进行实验操作。应先检查装置的气密性，然后装入药品，再进行实验操作。 8设计实验时还要考虑以下因素：净化、吸收气体及熄设计

10、实验时还要考虑以下因素：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；进行某些易燃、易爆实验时要灭酒精灯时要防止液体倒吸；进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸防爆炸(如如H2还原还原CuO应先通应先通H2，气体点燃先验纯等，气体点燃先验纯等)；防氧；防氧化化(如如H2还原还原CuO后要后要“先灭灯再停通氢先灭灯再停通氢”，白磷切割宜在水，白磷切割宜在水中进行等中进行等)；防吸水；防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；冷凝回流：；冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和

11、充分利用原料，有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置需在反应装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管、竖装的干燥如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等管及冷凝管等)；易挥发液体产物；易挥发液体产物(导出时可为蒸气导出时可为蒸气)的及时冷的及时冷却；仪器拆卸的科学性与安全性却；仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；制有毒气体及涉及有；制有毒气体及涉及有毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。毒气体的实验是否有尾气的吸收装置。 【典例精析典例精析】 例例1 2010海南卷

12、海南卷 AG各物质间的关系如下，其中各物质间的关系如下，其中B、D为气态单质。为气态单质。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)物质物质C和和E的名称分别为的名称分别为 、 ;(2)可选用不同的可选用不同的A进行反应，若能在常温下进行，其化学进行反应，若能在常温下进行，其化学方程式为方程式为 ;浓盐酸浓盐酸四氧化三铁四氧化三铁 若只能在加热情况下进行，则反应物若只能在加热情况下进行，则反应物A应为应为 ; (3)反应的化学方程式为反应的化学方程式为 ; (4)新配制的新配制的F溶液应加入溶液应加入 以防止其转化为以防止其转化为G。检验。检验G溶液中阳离子的常用试剂是溶液中阳离子的常用试剂是 ，

13、实验现，实验现象为象为 。KClO3铁粉铁粉KSCN(或或NH4SCN)溶液溶液溶液变红溶液变红 解析解析 从从E与与C反应生成反应生成F、G的混合物，可知的混合物，可知E中某元素中某元素呈两种价态，即呈两种价态，即E为为Fe3O4，从而推出，从而推出B是是O2，有，有MnO2参与的参与的制取制取O2的反应，一是的反应，一是KClO3分解，二是过氧化氢分解，前者分解，二是过氧化氢分解，前者需要加热而后者不需要。由此分析出需要加热而后者不需要。由此分析出D单质可能是单质可能是Cl2，G为为FeCl3，C为盐酸，为防止新配制的为盐酸，为防止新配制的FeCl2溶液变质，应加入少溶液变质，应加入少量铁

14、钉，以防其被氧化为三价的铁。检验量铁钉，以防其被氧化为三价的铁。检验G溶液中阳离子常溶液中阳离子常用的试剂为用的试剂为KSCN。 点评点评这是一道这是一道“气体的制取气体的制取”用于推断的好题。可从用于推断的好题。可从反应条件入手分析制得的气体单质，反应条件入手分析制得的气体单质，“二氧化锰且加热二氧化锰且加热”说明是利用浓盐酸制氯气，说明是利用浓盐酸制氯气，“中二氧化锰中二氧化锰”则是双氧水则是双氧水制氧气。实验室制取气体不但可从反应条件入手分析，还制氧气。实验室制取气体不但可从反应条件入手分析，还要注意物质状态、产物的影响：如要注意物质状态、产物的影响：如NaCl固体能够与浓硫酸固体能够与

15、浓硫酸反应制取反应制取HCl，但是，但是NaCl溶液则不利于可溶性气体溶液则不利于可溶性气体HCl的的制取；制取；CaCO3与与H2SO4能够生成能够生成CO2，但是产物，但是产物CaSO4微溶微溶阻碍了反应的继续进行。变式题从气体的制取、收集及装阻碍了反应的继续进行。变式题从气体的制取、收集及装置的创新使用等角度进行置的创新使用等角度进行“全方位全方位”的考查。的考查。 2011衡阳模拟衡阳模拟实验室常用的几种气体发生装置实验室常用的几种气体发生装置如图如图372A、B、C所示：所示： (1)实验室可以用实验室可以用B或或C装置制取氨气，如果用装置制取氨气，如果用C装置，通常使装置，通常使用

16、的药品是用的药品是 。检查。检查C装装置气密性是否良好的操作方法是置气密性是否良好的操作方法是 s s 。 (2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是收集方法无关的是 (填序号，下同填序号，下同)。密度颜色溶解性热稳定性与氧气反应密度颜色溶解性热稳定性与氧气反应浓氨水和氧化钙浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等或碱石灰、固体氢氧化钠等) 将导气管通入水槽中，用手或热毛巾将导气管通入水槽中，用手或热毛巾捂圆底烧瓶，如导气管处有气泡产生，松开手或热毛巾后，导气管处形成捂圆底烧瓶，如导气管处有气泡产生，松开手或热毛巾

17、后，导气管处形成一段稳定的液柱，则说明气密性良好一段稳定的液柱，则说明气密性良好 图图373是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行的是的是 。b (3)若用若用A装置与装置与D装置相连制取收集装置相连制取收集X气体，则气体，则X可能是下可能是下列气体中的列气体中的 。 CO2 NO Cl2 H2 解析解析 (1)利用氨水易分解的性质，可以用利用氨水易分解的性质，可以用C装置制取氨气，通装置制取氨气，通常使用的药品是浓氨水和氧化钙或碱石灰、固体氢氧化钠等。检常使用的药品是浓氨水和氧化钙或碱石灰、固体氢氧化钠等。检查查C装置气密性是否良好的操作方法是将

18、导气管通入水槽中，用装置气密性是否良好的操作方法是将导气管通入水槽中，用手或热毛巾捂圆底烧瓶，如导管处有气泡产生，松开手或热毛巾手或热毛巾捂圆底烧瓶，如导管处有气泡产生，松开手或热毛巾后，导气管处形成一段稳定的液柱，则说明气密性良好。后，导气管处形成一段稳定的液柱，则说明气密性良好。 (2)气体收集方法的选择与气体的密度、溶解性、是否与空气中气体收集方法的选择与气体的密度、溶解性、是否与空气中的氧气反应有关。图中的氧气反应有关。图中b不能用来收集气体，因为气体不能排出。不能用来收集气体，因为气体不能排出。 (3)若用若用A装置与装置与D装置相连制取收集装置相连制取收集X气体，应该满足的条件气体

19、，应该满足的条件是：反应需要加热，气体不与浓硫酸反应，气体密度比空气大，是：反应需要加热，气体不与浓硫酸反应，气体密度比空气大，则则X可能是可能是Cl2。 探究点二气体的除杂、干燥与尾气处理探究点二气体的除杂、干燥与尾气处理 【知识梳理知识梳理】 1净化原则：不减少被净化的气体的量；不引入新的杂净化原则：不减少被净化的气体的量；不引入新的杂质；操作简便，易于分离。质；操作简便，易于分离。 2气体净化的原理、装置气体净化的原理、装置(如图如图374)和方法：和方法： (1)易溶于水或能与水反应不生成其他气体杂质的用水吸收。易溶于水或能与水反应不生成其他气体杂质的用水吸收。如如H2 (HCl)、N

20、2 (NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的可将混合气体通过盛水的A来除去。来除去。 (2)酸性杂质用碱性吸收剂，碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。酸性杂质用碱性吸收剂，碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如如CO(CO2)，可将混合气体通过盛，可将混合气体通过盛 的的A,或盛碱石灰或盛碱石灰的的B或或C或或D来除去杂质。来除去杂质。 (3)还原性杂质，可用氧化性较强的物质做吸收剂来吸收或还原性杂质，可用氧化性较强的物质做吸收剂来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质做吸收剂来吸收。转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质做吸收剂来吸收。例如例如

21、CO2(CO)，可将混合气体通过盛，可将混合气体通过盛 的的E来除去杂质。来除去杂质。NaOH溶液溶液灼热灼热CuO (4)选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸收剂来除去杂质。如物质的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气，可将混合气体通过盛有体通过盛有 溶液的溶液的A除去杂质。除去杂质。 3气体净化时应注意的事项气体净化时应注意的事项 (1)用洗气瓶吸收杂质时，气流方向是长管进，短管出。用洗气瓶吸收杂质时，气流方向是长管进，短管出。用干燥管吸收杂质时，气流方向是用干燥管吸收杂质时，气流方向是 口进，口进， 口

22、出；口出；用玻璃管吸收杂质时，气流方向可以任意选择。用玻璃管吸收杂质时，气流方向可以任意选择。 (2)当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是 在前，在前， 在后；若用加热装置除杂时，通常是在后；若用加热装置除杂时，通常是 在前，在前， 在后在后CuSO4大大小小除杂除杂干燥干燥干燥干燥除杂除杂 4气体的干燥气体的干燥 干燥是使用适宜的干燥剂和装置除去气体中混有的少量干燥是使用适宜的干燥剂和装置除去气体中混有的少量水分。常用装置有干燥管水分。常用装置有干燥管(A)、U形管形管(B)(内装固体干燥剂内装固体干燥剂)和洗气瓶和洗气瓶(C)(内装液

23、体干燥剂内装液体干燥剂)，如图，如图375所示。所示。图图375 常用的干燥剂有：常用的干燥剂有： (1)浓硫酸浓硫酸(酸性干燥剂酸性干燥剂)：可干燥：可干燥N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等等(不可干不可干燥还原性或碱性气体，如燥还原性或碱性气体，如H2S、HBr、HI、NH3等等)。 (2)P2O5(酸性干燥剂酸性干燥剂)：可干燥：可干燥H2S、HBr、HI及浓硫酸及浓硫酸能干燥的气体能干燥的气体(不可干燥不可干燥NH3等等)。 (3)无水无水CaCl2 (中性干燥剂中性干燥剂)：可干燥除：可干燥除NH3以外的其他以外的其他气

24、体气体(因因NH3能与能与CaCl2反应生成络合物反应生成络合物CaCl28NH3)。 (4)碱石灰碱石灰(碱性干燥剂碱性干燥剂)：可干燥：可干燥NH3及中性气体及中性气体(N2、O2、H2、CO、NO、CH4、C2H4、C2H2等，不能干燥酸性气体等，不能干燥酸性气体)。【要点深化要点深化】 气体制备、除杂中实验装置的选择与改进气体制备、除杂中实验装置的选择与改进有关气体的制取、净化和收集的综合考题是高考命题的热点，有关气体的制取、净化和收集的综合考题是高考命题的热点，复习时应注意总结基础知识，以不变应万变。复习时应注意总结基础知识，以不变应万变。 1装置的选择装置的选择 (1)制气装置的选

25、择制气装置的选择根据反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置的类型。根据反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置的类型。 (2)反应装置的选择反应装置的选择 对有污染、有危险且易燃的尾气，可在尾气出口处加一燃对有污染、有危险且易燃的尾气，可在尾气出口处加一燃着的酒精灯。着的酒精灯。 对有污染的酸性气体用碱液吸收，对水溶性不大的可直接对有污染的酸性气体用碱液吸收，对水溶性不大的可直接将导管插入吸收剂中吸收，对极易溶于水的，可在导气管出口将导管插入吸收剂中吸收，对极易溶于水的，可在导气管出口连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触进行吸收。连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触进行吸收。 2具有特殊作用的实

26、验改进装置具有特殊作用的实验改进装置 (1)防堵塞安全装置：如图防堵塞安全装置：如图376所示，为防止分液漏斗中的所示，为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置(见恒压式见恒压式)；为；为防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处见见防阻式防阻式和和。 (2)液封装置：为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装液封装置：为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管置中的漏斗末端套住一只小试管(见液封式见液封式)。图图376 (3)防污染安全装置：如图防污染安全装

27、置：如图377所示，灼烧式可用于除尾气所示，灼烧式可用于除尾气CO；吸收式可用于除；吸收式可用于除Cl2、H2S等；收集式可用于防止有毒气等；收集式可用于防止有毒气体进入空气中。体进入空气中。 【典例精析典例精析】 例例2 实验室里可按如图实验室里可按如图378所示的装置来干燥、收所示的装置来干燥、收集气体集气体R，多余的气体可用水吸收，则，多余的气体可用水吸收，则R是是() AHCl BCl2 CCO DNH3 图图378例例2D解析解析 HCl、Cl2的密度比空气大，的密度比空气大，CO与空与空气密度相近，不能用图示的集气装置收集，且气密度相近，不能用图示的集气装置收集，且Cl2、CO不不

28、能用图示的尾气处理装置处理。能用图示的尾气处理装置处理。 点评点评易溶气体的吸收要防止倒吸，一般要求一旦发易溶气体的吸收要防止倒吸，一般要求一旦发生倒吸现象末端能够与液面分离，当然也可在吸收装置与生倒吸现象末端能够与液面分离，当然也可在吸收装置与前面反应装置或收集装置之间增加安全瓶。变式题从溶解前面反应装置或收集装置之间增加安全瓶。变式题从溶解性原理上很好的解决了倒吸问题。性原理上很好的解决了倒吸问题。 2010 2010衡东一中衡东一中 以下是某学生利用集气瓶、导以下是某学生利用集气瓶、导管、稀硫酸、四氯化碳一起设计的一套能管、稀硫酸、四氯化碳一起设计的一套能“防止倒吸防止倒吸”并能并能吸收

29、氨气的装置。下列说法错误的是吸收氨气的装置。下列说法错误的是( () )Aa为稀硫酸为稀硫酸Bb为四氯化碳为四氯化碳C若吸收后的溶液中溶质为单一物质时，则不一定显酸性若吸收后的溶液中溶质为单一物质时，则不一定显酸性D该吸收过程，表现了硫酸的酸性该吸收过程，表现了硫酸的酸性 图图379变式题变式题 C解析解析稀硫酸极易和氨气结合，若直接接稀硫酸极易和氨气结合，若直接接触容易发生倒吸现象，而题目中说能防止倒吸并能吸收氨触容易发生倒吸现象，而题目中说能防止倒吸并能吸收氨气，因此可以知道气，因此可以知道a为稀硫酸，为稀硫酸，b为四氯化碳，该吸收过程，为四氯化碳，该吸收过程，表现了硫酸的酸性。若吸收后溶

30、质为单一物质，可以推测表现了硫酸的酸性。若吸收后溶质为单一物质，可以推测为硫酸铵或硫酸氢铵，则一定显酸性。为硫酸铵或硫酸氢铵，则一定显酸性。 【知识梳理知识梳理】 在实验中应注意以下问题：在实验中应注意以下问题： (1)控制好第一步加热蒸发的量是决定产率和产品质量的主控制好第一步加热蒸发的量是决定产率和产品质量的主要因素。当溶液蒸发至原有体积的三分之二时，氯化钠能最大要因素。当溶液蒸发至原有体积的三分之二时，氯化钠能最大限度的结晶析出，同时硝酸钾不至于结晶。当溶液蒸发过少时，限度的结晶析出，同时硝酸钾不至于结晶。当溶液蒸发过少时，在溶液的沸腾温度下硝酸钾远未达到饱和，第二步冷却析出量在溶液的沸

31、腾温度下硝酸钾远未达到饱和，第二步冷却析出量会远少于饱和状态下析出的量；当溶液蒸发过多时，在蒸发的会远少于饱和状态下析出的量；当溶液蒸发过多时，在蒸发的过程中就会有硝酸钾析出。二者都会严重影响产率。过程中就会有硝酸钾析出。二者都会严重影响产率。 探究点三硝酸钾晶体的制备探究点三硝酸钾晶体的制备 (2)由于实验所用的各种原料用量均很少，反应体系的热由于实验所用的各种原料用量均很少，反应体系的热容小，热的溶液降温很快，因此第一步加热蒸发完毕，必容小，热的溶液降温很快，因此第一步加热蒸发完毕，必须进行热过滤，以防止由于溶液温度下降造成硝酸钾析出须进行热过滤，以防止由于溶液温度下降造成硝酸钾析出混于氯

32、化钠晶体中，使产物不纯或产率降低。混于氯化钠晶体中，使产物不纯或产率降低。(3)因为一次重结晶后的产物中仍然有少量的因为一次重结晶后的产物中仍然有少量的Cl存在，甚存在，甚至两次重结晶后，产品中仍能检验出至两次重结晶后，产品中仍能检验出Cl，因此，在产品，因此，在产品的纯度检验时，应与粗产品一起检验其中的的纯度检验时，应与粗产品一起检验其中的Cl浓度，通浓度，通过对比说明哪个过对比说明哪个Cl较少。较少。 (4)抽滤抽滤 抽滤前先熟悉布氏漏斗的构造及连接方式，将剪好的滤纸抽滤前先熟悉布氏漏斗的构造及连接方式，将剪好的滤纸放入，滤纸的直径切不可大于漏斗底边缘，否则滤纸会折边，放入，滤纸的直径切不

33、可大于漏斗底边缘，否则滤纸会折边，滤液会从折边处流过造成损失，将滤纸润湿后，可先倒入部分滤液会从折边处流过造成损失，将滤纸润湿后，可先倒入部分滤液滤液(不要将溶液一次倒入不要将溶液一次倒入)启动水循环泵，通过缓冲瓶启动水循环泵，通过缓冲瓶(安全瓶安全瓶)上二通活塞调节真空度，开始真空度可低些，这样不致将滤纸上二通活塞调节真空度，开始真空度可低些，这样不致将滤纸抽破，待滤饼已结一层后，再将余下溶液倒入，此时真空度可抽破，待滤饼已结一层后，再将余下溶液倒入，此时真空度可逐渐升高些，直至抽逐渐升高些，直至抽“干干”为止。停泵时，要先打开放空阀为止。停泵时，要先打开放空阀(二通活塞二通活塞)，再停泵，

34、可避免倒吸。，再停泵，可避免倒吸。【要点深化要点深化】从固体物质的不饱和溶液里析出晶体，一般要经过下列步骤：从固体物质的不饱和溶液里析出晶体，一般要经过下列步骤：不饱和溶液不饱和溶液饱和溶液饱和溶液过饱和溶液过饱和溶液晶核的发生晶核的发生晶体生晶体生长等过程。长等过程。制取饱和溶液是溶质结晶的关键，下面应用制取饱和溶液是溶质结晶的关键，下面应用溶解度曲线加以说明。图溶解度曲线加以说明。图3710中曲线中曲线S表示表示某物质的溶解度曲线。某物质的溶解度曲线。P表示未达饱和时的表示未达饱和时的溶液，使这种溶液变成过饱和溶液，溶液，使这种溶液变成过饱和溶液，从而析出晶体的方法有两种：从而析出晶体的方

35、法有两种：(1)恒温蒸发，使溶剂的量减少，恒温蒸发，使溶剂的量减少，P点所表示的溶液变为饱点所表示的溶液变为饱和溶液，即变成和溶液，即变成S曲线上曲线上A点所表示的溶液。在此时，如点所表示的溶液。在此时，如果停止蒸发，温度也不变，则果停止蒸发，温度也不变，则A点的溶液处于溶解平衡状点的溶液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。若继续蒸发，则随着溶剂态，溶质不会由溶液里析出。若继续蒸发，则随着溶剂量的继续减少，原来用量的继续减少，原来用A点表示的溶液必须改用点表示的溶液必须改用A点表示，点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可以自然地由溶液里析这时的溶液是过饱和溶液，溶质可以自然地由溶液里析出晶

36、体。出晶体。(2)若溶剂的量保持不变，使溶液的温度降低，假如若溶剂的量保持不变，使溶液的温度降低，假如P点所表示的不饱和溶液的温度由点所表示的不饱和溶液的温度由t1 降低到降低到t2 时，时，则原则原P点所表示的溶液变成了用点所表示的溶液变成了用S曲线上的曲线上的B点所表示点所表示的饱和溶液。在此时，如果停止降温，则的饱和溶液。在此时，如果停止降温，则B点的溶液点的溶液处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。若继续处于溶解平衡状态，溶质不会由溶液里析出。若继续降温，由降温，由t2 降到了降到了t3 时，则原来用时，则原来用B点表示的溶点表示的溶液必须改用液必须改用B点表示，这时的溶液是过饱和溶

37、液，溶点表示，这时的溶液是过饱和溶液，溶质可自然地由溶液里析出晶体。质可自然地由溶液里析出晶体。【典例精析典例精析】 例例3某溶液含有较多的某溶液含有较多的Na2SO4和少量的和少量的Fe2(SO4)3。若用。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：加适量该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：加适量H2SO4溶溶液，加金属液，加金属Na，结晶，加过量，结晶，加过量NaOH溶液，加强溶液，加强热脱结晶水，过滤。正确的操作步骤是热脱结晶水，过滤。正确的操作步骤是()A BC D 例例3 B芒硝是水合硫酸钠晶体，要制取纯净的水合芒硝是水合硫酸钠晶体，要制取纯净的水合硫酸钠晶体，首先要进行提纯，在此过程中要

38、充分利用原硫酸钠晶体，首先要进行提纯，在此过程中要充分利用原料中的成分，且不能引入新的杂质，要除净料中的成分，且不能引入新的杂质，要除净Fe3，加入的，加入的NaOH溶液要过量。滤去溶液要过量。滤去Fe(OH)3不溶物后，用适量不溶物后，用适量H2SO4溶液中和过量的溶液中和过量的NaOH，得纯净，得纯净Na2SO4溶液，浓缩结晶即溶液，浓缩结晶即可。凡有操作都是错误的，因为脱去结晶水就不是芒硝，可。凡有操作都是错误的，因为脱去结晶水就不是芒硝，而是硫酸钠。而是硫酸钠。点评点评 解决本题的关键之一是了解芒硝为何物；关解决本题的关键之一是了解芒硝为何物；关键之二是选择合适的反应物。金属键之二是选

39、择合适的反应物。金属Na虽可直接与水虽可直接与水反应生成反应生成NaOH，但，但Na比比NaOH贵得多，故应直接贵得多，故应直接用用NaOH溶液，保证溶液，保证Fe3完全转化为完全转化为Fe(OH)3沉淀滤沉淀滤去，但过量去，但过量NaOH一定要用适量一定要用适量H2SO4中和。中和。变式题变式题 在一定条件下，萘可以被硝酸和硫酸的混合酸硝化在一定条件下，萘可以被硝酸和硫酸的混合酸硝化生成二硝基物，它是生成二硝基物，它是1,5二硝基萘和二硝基萘和1,8二硝基萘的混合物。二硝基萘的混合物。后者可溶于质量分数大于后者可溶于质量分数大于98%的硫酸，而前者不能。利用这的硫酸，而前者不能。利用这一性质

40、可以将这两种异构体分离。将上述硝化产物加入适量一性质可以将这两种异构体分离。将上述硝化产物加入适量的的98.3%的硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中的硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体得到固体1,8二硝基萘，应采用的方法是二硝基萘，应采用的方法是()A对所得的滤液蒸发浓缩冷却结晶对所得的滤液蒸发浓缩冷却结晶B向滤液中缓缓加入水后过滤向滤液中缓缓加入水后过滤C向滤液中缓缓加入向滤液中缓缓加入Na2CO3溶液后过滤溶液后过滤D将滤液缓缓加入水中后过滤将滤液缓缓加入水中后过滤变式题变式题 D考查学生根据所给信息，利用两种二硝基考查学生根据所给信息，利用两种二硝基萘在浓硫酸中溶

41、解度的不同，进行分析、推理的能力。萘在浓硫酸中溶解度的不同，进行分析、推理的能力。1,8二硝基萘可溶于二硝基萘可溶于98.3%的浓硫酸中，的浓硫酸中，1,5二硝基萘不溶，二硝基萘不溶，用耐酸漏斗分离即可。继续将用耐酸漏斗分离即可。继续将1,8二硝基萘从浓硫酸中分二硝基萘从浓硫酸中分离出去，需要降低硫酸的浓度。如何降低浓硫酸的浓度，离出去，需要降低硫酸的浓度。如何降低浓硫酸的浓度，则要注意加入水或碱性溶液的方式。则要注意加入水或碱性溶液的方式。【知识梳理知识梳理】 原 理 ： 硫 酸 亚 铁 铵 又 称 莫 尔 盐 ， 它 的 分 子 式 是原 理 ： 硫 酸 亚 铁 铵 又 称 莫 尔 盐 ，

42、 它 的 分 子 式 是(NH4)2Fe(SO4)26H2O或或(NH4)2SO4FeSO46H2O，我们通常见，我们通常见到的硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色的晶体。它是一种复盐，溶于到的硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色的晶体。它是一种复盐，溶于水，能电离出水，能电离出NH4+、Fe2和和SO42-。(NH4)2Fe(SO4)22NH4+Fe22SO42-。反之，由于硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫反之，由于硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵和硫酸亚铁都要小，所以当把硫酸铵和硫酸亚铁一起溶于酸铵和硫酸亚铁都要小，所以当把硫酸铵和硫酸亚铁一起溶于水中以后，溶液中的水中以后，溶液中的NH、Fe2和和SO会从溶液中结晶

43、出硫酸亚会从溶液中结晶出硫酸亚铁铵晶体。铁铵晶体。2NH4+Fe22SO42-(NH4)2Fe(SO4)2 探究点四硫酸亚铁铵的制备探究点四硫酸亚铁铵的制备 注意问题：注意问题： 铁屑净化及混合硫酸亚铁和硫酸铵溶液以制备复盐时需加热，铁屑净化及混合硫酸亚铁和硫酸铵溶液以制备复盐时需加热，加热时应注意什么问题？怎样确定所需的硫酸铵用量？抽滤得到加热时应注意什么问题？怎样确定所需的硫酸铵用量？抽滤得到硫酸亚铁铵晶体后，如何除去晶体表面上附着的水分？硫酸亚铁铵晶体后，如何除去晶体表面上附着的水分？ 废铁废铁(或机械加工的废铁屑或机械加工的废铁屑)在在10%的的Na2CO3水溶液中加热水溶液中加热煮沸

44、煮沸10分钟，除去表面杂质，再用水将铁屑冲洗干净，将其晾分钟，除去表面杂质，再用水将铁屑冲洗干净，将其晾干。硫酸的浓度也不能太高，因为当硫酸的浓度达到干。硫酸的浓度也不能太高，因为当硫酸的浓度达到90%以上以上时，具有较强的氧化性，能把时，具有较强的氧化性，能把Fe2氧化为氧化为Fe3。因此，在制备。因此，在制备过程中控制硫酸的浓度是很重要的，经实验，硫酸溶液的浓度过程中控制硫酸的浓度是很重要的，经实验，硫酸溶液的浓度为为3 mol/L比较理想。用水浴加热使溶液温度在比较理想。用水浴加热使溶液温度在5060 ， 并使铁过量，目的是防止并使铁过量，目的是防止Fe2氧化为氧化为Fe3，搅拌以加快反

45、，搅拌以加快反应速率，并向反应容器中补充蒸发掉的水。待反应结束后，应速率，并向反应容器中补充蒸发掉的水。待反应结束后，再向反应中加入一定量的再向反应中加入一定量的3 mol/L的的H2SO4，使溶液的，使溶液的pH在在12之间。从反应容器倒出反应后的之间。从反应容器倒出反应后的FeSO4溶液，并趁热溶液，并趁热过滤，将滤液再投入到反应容器中，并按比例加入过滤，将滤液再投入到反应容器中，并按比例加入(NH4)2SO4，水浴加热到，水浴加热到5060 ，并加入适量的水。当，并加入适量的水。当(NH4)2SO4完全溶解后，蒸发浓缩，待溶液表面有结晶膜时，完全溶解后，蒸发浓缩，待溶液表面有结晶膜时，进

46、行冷却，温度到达室温时，减压抽滤，母液保留并重新进行冷却，温度到达室温时，减压抽滤，母液保留并重新进入流程。将所得晶体溶于进入流程。将所得晶体溶于1.5倍的热水中，进行两次过滤、倍的热水中，进行两次过滤、蒸发、冷却，然后用少量乙醇洗涤两次，即可获得硫酸亚蒸发、冷却，然后用少量乙醇洗涤两次，即可获得硫酸亚铁铵晶体。铁铵晶体。硫酸亚铁铵常以水合物形式存在，其水合物为浅蓝绿色单斜晶硫酸亚铁铵常以水合物形式存在，其水合物为浅蓝绿色单斜晶体，溶于水而又不溶于乙醇，受热到体，溶于水而又不溶于乙醇，受热到100 时失去结晶水。时失去结晶水。问题问题1：实验过程中常常有难闻气体产生，这是什么气体？如何：实验过

47、程中常常有难闻气体产生，这是什么气体？如何除去？除去？答答实验过程中的尾气主要是实验过程中的尾气主要是H2、少量的、少量的H2S、PH3，主要空气，主要空气污染物是污染物是H2S和和PH3。H2S是具有恶臭的剧毒气体，当空气中是具有恶臭的剧毒气体，当空气中H2S的含量达到的含量达到0.02 g/L时，就可以察觉到它的气味，当空气时，就可以察觉到它的气味，当空气中的中的H2S达到达到5 g/L时，使人感到烦躁，时，使人感到烦躁，100 g/L就会立即休克就会立即休克死亡，它有还原性，它的盐类死亡，它有还原性，它的盐类硫化物大多难溶于水。硫化物大多难溶于水。PH3气气体无色有剧毒，空气中只要含有体

48、无色有剧毒，空气中只要含有2 g/L就有臭大蒜气味，几乎就有臭大蒜气味，几乎不溶于水，但有较强的还原性。尾气吸收的方法有如下几种：不溶于水，但有较强的还原性。尾气吸收的方法有如下几种： 用填充有活性碳及用填充有活性碳及MnO2粉末的尾气吸收管。这种方法粉末的尾气吸收管。这种方法使用的活性碳用稻壳不完全燃烧制成，用酸浸泡处理后，使用的活性碳用稻壳不完全燃烧制成，用酸浸泡处理后，与与MnO2粉末混合装入特制的吸收管中使用。活性碳的作粉末混合装入特制的吸收管中使用。活性碳的作用是用是MnO2的分散剂，有较大的比表面积，起吸收和固定的分散剂，有较大的比表面积，起吸收和固定气体的作用，增加气体与气体的作

49、用，增加气体与MnO2的接触时间和接触面积，的接触时间和接触面积，促使反应进行完全。这种吸收装置可以重复使用，有较高促使反应进行完全。这种吸收装置可以重复使用，有较高的利用率。的利用率。用用KMnO4的酸性溶液吸收。的酸性溶液吸收。用用CuSO4溶液吸收。溶液吸收。问题问题2：实验过程中需加热，但为什么温度要控制在：实验过程中需加热，但为什么温度要控制在60以以下？下？答答铁与稀硫酸作用时，为加快反应速率，常需加热，但铁与稀硫酸作用时，为加快反应速率，常需加热，但要控温在要控温在60 以下。若温度超过以下。若温度超过60 易生成易生成FeSO4H2O白色晶体，而且一旦产生此物则无法消除，抽滤时

50、将残留白色晶体，而且一旦产生此物则无法消除，抽滤时将残留在滤纸上而降低了产量。因此，实验过程中加热最好是恒在滤纸上而降低了产量。因此，实验过程中加热最好是恒温水浴加热，易于严格控制温度，若反应太慢，在反应后温水浴加热，易于严格控制温度，若反应太慢，在反应后期可适当补加一点酸。期可适当补加一点酸。 问题问题3：实验临近结束时，为什么一定要剩下一点铁屑？：实验临近结束时，为什么一定要剩下一点铁屑？ 答答当铁与稀硫酸反应临近结束时，一定要剩下一点铁屑，当铁与稀硫酸反应临近结束时，一定要剩下一点铁屑，这因为有这因为有Fe存在可以还原氧化生成的存在可以还原氧化生成的Fe3，保证，保证Fe2稳定纯稳定纯净

51、地存在。净地存在。【要点深化要点深化】1过滤过滤过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离的一种方法。过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离的一种方法。(1)过滤器的准备过滤器的准备将一张圆形滤纸对折两次，打开使之呈圆锥形，放入漏斗将一张圆形滤纸对折两次，打开使之呈圆锥形，放入漏斗中，用水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁，二者之间不能存有中，用水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁，二者之间不能存有气泡。应注意滤纸的边缘一定要稍低于漏斗的边缘。气泡。应注意滤纸的边缘一定要稍低于漏斗的边缘。(2)过滤的方法过滤的方法倾倒液体时，烧杯要紧靠引流的玻璃棒；玻璃棒的末端要倾倒液体时，烧杯要紧靠引流的玻璃棒；玻璃棒的末端要轻轻

52、斜靠在有三层滤纸的一边；漏斗下端管口要紧靠烧杯轻轻斜靠在有三层滤纸的一边；漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁；漏斗里液体的液面一定要稍低于滤纸的边缘。内壁；漏斗里液体的液面一定要稍低于滤纸的边缘。如果滤液仍然浑浊，可将滤液再次进行过滤，直至完全澄如果滤液仍然浑浊，可将滤液再次进行过滤，直至完全澄清为止。清为止。 (3)图图3711甲为吸滤所用仪器，它们分别是布氏漏斗、甲为吸滤所用仪器，它们分别是布氏漏斗、吸滤瓶和滤纸。吸滤瓶和滤纸。甲乙甲乙图图3711 吸滤瓶的外形极似锥形瓶，只是在管口处多开了一个吸滤瓶的外形极似锥形瓶，只是在管口处多开了一个侧向的连接口，用来接上橡皮管再接到水流抽气容器上。侧向的连

53、接口，用来接上橡皮管再接到水流抽气容器上。当吸滤瓶口放上漏斗过滤时，此时水流抽气容器开始抽气，当吸滤瓶口放上漏斗过滤时，此时水流抽气容器开始抽气，使吸滤瓶内的空气压力降低；若漏斗上的滤纸内有任何的使吸滤瓶内的空气压力降低；若漏斗上的滤纸内有任何的溶液存在，由于大气压力和重力的作用，这些溶液即会经溶液存在，由于大气压力和重力的作用，这些溶液即会经过滤纸流入下方的吸滤瓶中，残余的固体则留在滤纸上，过滤纸流入下方的吸滤瓶中，残余的固体则留在滤纸上，而达到过滤的目的。利用吸滤瓶过滤时，通常使用瓷漏斗而达到过滤的目的。利用吸滤瓶过滤时，通常使用瓷漏斗置于其上，不能用锥形玻璃漏斗。置于其上，不能用锥形玻璃

54、漏斗。 2倾析法分离倾析法分离 当沉淀的比重较大或结晶的颗粒较大，静置后能较快沉降当沉淀的比重较大或结晶的颗粒较大，静置后能较快沉降至容器底部时，可用倾析法进行沉淀的分离和洗涤沉淀。至容器底部时，可用倾析法进行沉淀的分离和洗涤沉淀。 按图按图3711乙所示，把上部的溶液倾入另一容器內，然后乙所示，把上部的溶液倾入另一容器內，然后往盛着沉淀的容器内加入少量洗涤液往盛着沉淀的容器内加入少量洗涤液(如蒸馏水如蒸馏水)，充分搅，充分搅拌后，沉降，倾去洗涤液。如上重复操作拌后，沉降，倾去洗涤液。如上重复操作3遍以上，即可把遍以上，即可把沉淀洗净。沉淀洗净。【典例精析典例精析】例例4用锌和稀硫酸反应制备硫

55、酸锌晶体用锌和稀硫酸反应制备硫酸锌晶体(ZnSO47H2O)，问：，问：(1)现有纯锌和含杂质的锌，你认为应该使用现有纯锌和含杂质的锌，你认为应该使用_，原因是，原因是_；(2)如果锌中混有少量如果锌中混有少量Fe和和Cu的杂质，对产品质量的杂质，对产品质量_(填填“有有”或或“无无”)影响，原因是影响，原因是_；(3)如果稀硫酸中混有少量如果稀硫酸中混有少量CuSO4，对产品纯度，对产品纯度_(填填“有有”或或“无无”)影响，原因是影响，原因是_；(4)制备制备ZnSO47H2O时，使锌过量，使硫酸过量，时，使锌过量，使硫酸过量，锌 和 硫 酸 按 相 同 物 质 的 量 反 应 ， 你 认

56、 为 应 该 采 用锌 和 硫 酸 按 相 同 物 质 的 量 反 应 ， 你 认 为 应 该 采 用_；原因是；原因是_；(5)写出制备写出制备ZnSO47H2O的六个操作步骤，并指出每一步的六个操作步骤，并指出每一步操作的目的：操作的目的： _， _；_，_；_，_；_，_；_，_；_，_。 例例4 (1)含杂质的锌纯锌与稀硫酸反应极慢，而含杂质含杂质的锌纯锌与稀硫酸反应极慢，而含杂质的锌与稀硫酸反应较快，因为锌、杂质和稀硫酸可以构成原电的锌与稀硫酸反应较快，因为锌、杂质和稀硫酸可以构成原电池池(2)无铜不与稀硫酸反应，可以滤去，铁虽然能与稀硫酸无铜不与稀硫酸反应，可以滤去，铁虽然能与稀硫

57、酸反应生成硫酸亚铁，但锌比铁活泼，可以把铁从硫酸亚铁中置反应生成硫酸亚铁，但锌比铁活泼，可以把铁从硫酸亚铁中置换出来，最后亦可滤去。换出来，最后亦可滤去。(3)无无Cu2可被可被Zn置换生成置换生成Cu，可，可以滤去。以滤去。(4)锌除与稀锌除与稀H2SO4反应生成反应生成ZnSO4外，还要使其外，还要使其他杂质还原，锌过量还易于滤去他杂质还原，锌过量还易于滤去(5)使过量的锌与稀硫酸反使过量的锌与稀硫酸反应生成应生成ZnSO4过滤除去未反应的锌和其他不溶性杂质过滤除去未反应的锌和其他不溶性杂质蒸发除去大部分水，使溶液浓缩冷却结晶温度降低，蒸发除去大部分水，使溶液浓缩冷却结晶温度降低，溶解度减

58、小，使溶解度减小，使ZnSO47H2O结晶析出过滤将晶体与溶结晶析出过滤将晶体与溶液分离干燥晶体除去晶体表面附着的水液分离干燥晶体除去晶体表面附着的水解析解析 实验室常用含有杂质的锌与稀硫酸反应，这是由于实验室常用含有杂质的锌与稀硫酸反应，这是由于形成原电池加快了反应速率的缘故。制备中，只要形成原电池加快了反应速率的缘故。制备中，只要Zn过量，过量，Zn中的杂质中的杂质Fe、Cu和溶液中的和溶液中的CuSO4都不会影响产品的质都不会影响产品的质量。量。点评点评 本题以制备硫酸锌本题以制备硫酸锌(ZnSO47H2O)晶体为切入点，考晶体为切入点，考查了原电池原理加快反应速率及制备中，只要查了原电

59、池原理加快反应速率及制备中，只要Zn过量，过量，Zn中的杂质中的杂质Fe、Cu和溶液中的和溶液中的CuSO4都不会影响产品的质量都不会影响产品的质量等问题分析能力。还考查了实验的操作过程。实验的操作等问题分析能力。还考查了实验的操作过程。实验的操作过程中若没有认真思考，很难获得满意的回答。过程中若没有认真思考，很难获得满意的回答。变式题变式题 钛钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备是目前最好的白色颜料。制备TiO2和和Ti的原料是钛的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。含有铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。含

60、有Fe2O3的钛铁矿的钛铁矿(主要成分为主要成分为FeTiO3)制取制取TiO2的流程如下：的流程如下：(1)Ti的原子序数为的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第位于元素周期表中第_周周期，第期，第_族。族。(2)步骤加铁的目的是步骤加铁的目的是_；步骤冷却的目的是步骤冷却的目的是_。(3)上述制备上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入入_处理。处理。(4)由金红石由金红石(TiO2)制取单质制取单质Ti，涉及的步骤为：，涉及的步骤为：TiO2TiCl4Mg800，ArTi