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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時39 常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)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(dāng)前科學(xué)研究的一項重要任務(wù)。 (1) 海水中所含元素質(zhì)量最大的是　　　　(元素符號，下同)，被稱作海洋元素的是　　　　。 (2) ①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(zhì)，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(xué)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Br2。 ①如用來提取Mg，請完成具體工業(yè)流程[注:(　　)內(nèi)填所需試劑，【　】內(nèi)填操作]: ②根據(jù)上述提取鎂的全過程，沒有涉及的反應(yīng)類型是　　　　(填字母)。 A. 分解反應(yīng)　 B. 化合反應(yīng)　 C. 置換反應(yīng)　 D. 復(fù)分解反應(yīng) ③若用來提取Br2，用離子方程式表示提取溴的原理:　 。 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　 。 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(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}: (1) 1810年瑞典化學(xué)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　。 (2) 陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有　。 (3) 高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)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(yīng)如下: 發(fā)生的主要反應(yīng) 電弧爐 SiO2+2CSi+2CO↑ 流化床反應(yīng)器 Si+3HClSiHCl3+H2 還原爐 SiHCl3+H2Si+3HCl ①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　;碳化硅又稱　　　　，其晶體結(jié)構(gòu)與　　　　相似。 ②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和　　　　。 物質(zhì) Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸點/℃ 2 355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9 ③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為　　　　　　　　。 (4) 氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是　　　　　　　　　　。 3. NaClO2的漂白能力是漂白粉的45倍， NaClO2廣泛用于造紙工業(yè)、污水處理等。工業(yè)上生產(chǎn)NaClO2的工藝流程如下: (1) ClO2發(fā)生器中的反應(yīng)為2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4。實際工業(yè)生產(chǎn)中，可用硫黃、濃硫酸代替原料中的SO2，其原因為　　　　　　　　　　　　　　(用化學(xué)方程式表示)。 (2) 反應(yīng)結(jié)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NaClO2的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　，其中反應(yīng)溫度不能高于5 ℃的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4) 某化學(xué)興趣小組用如下圖所示裝置制備SO2并探究SO2與Na2O2的反應(yīng): ①為除去過量的SO2，C中盛放的試劑為　　　　 。 ②D中收集到的氣體可使帶余燼的木條復(fù)燃，B中發(fā)生的反應(yīng)可能為　　　　　　　　　　　　　　　　　　、Na2O2+SO2 Na2SO4。 4. 實驗室用硫酸廠燒渣(主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO47H2O)，過程如下: (1) 將過程②中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液不會褪色的是　　　　(填字母)。 A. 品紅溶液　 B. 紫色石蕊溶液　 C. 酸性KMnO4溶液　　 D. 溴水 (2) 在①中已知FeS中鐵元素生成Fe3+，寫出FeS、O2、H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。 (3) 在③中，需加入的物質(zhì)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 ℃的目的是　 。 5. (xx海南模擬改編)以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下: 請回答下列問題: (1) 在爐氣制造中，生成SO2的化學(xué)方程式為　 。 (2) 爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣　　　　　　、　　　　　　及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制，對SO2催化氧化的影響是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3) 精制爐氣(含SO2體積分數(shù)為7%、O2為11%、N2為82%)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如右圖所示。在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450 ℃左右(對應(yīng)圖中A點)，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　;求450 ℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 (4) 在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)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α-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Al2O3(含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3)，其制備實驗流程如下: (1) 鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2) 圖中“濾渣”的主要成分為　　　　(填化學(xué)式)。 (3) 加30%的H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4) 煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為4[NH4Al(SO4)212H2O] 2Al2O3 +2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+ 53H2O，將產(chǎn)生的氣體通過下圖所示的裝置。 ①集氣瓶中收集到的氣體是　　　　(填化學(xué)式)。 ②足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O(g)外還有　　　　　　(填化學(xué)式)。 ③KMnO4溶液褪色(Mn還原為Mn2+)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　。 7. 亞鐵鹽中，F(xiàn)eSO47H2O露置于空氣中易被氧氣氧化，而莫爾鹽[(NH4)2SO4FeSO46H2O]露置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FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O (NH4)2SO4FeSO46H2O。 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 ℃左右，需要的儀器是鐵架臺、石棉網(wǎng)、大燒杯、　　　　　　　　。 (3) 步驟Ⅲ中加入的(NH4)2SO4與溶液中FeSO4的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n[(NH4)2SO4)]∶n[FeSO4] =　　　　。為了確定(NH4)2SO4的用量，下列方法簡便可行的是　　　　(填字母)。 A. 稱量廢鐵屑的質(zhì)量，推算所需(NH4)2SO4的質(zhì)量 B. 稱量無銹鐵屑和步驟Ⅱ之后剩余鐵屑的質(zhì)量，推算所需(NH4)2SO4的質(zhì)量 C. 測定FeSO4溶液的濃度和體積，推算所需(NH4)2SO4的質(zhì)量 (4) 所得晶體樣品中可能混有的雜質(zhì)是FeSO47H2O和(NH4)2SO4中的一種。某小組設(shè)計了如下方案進行檢驗和測定，請完成表中內(nèi)容。 序號 實驗方案 實驗現(xiàn)象和結(jié)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(zhuǎn)移到試管中，加入去氧蒸餾水，振蕩溶解，調(diào)節(jié)至酸性，　　　　　 若　　　　　　，說明樣品中含有FeSO47H2O雜質(zhì) 步驟3 若步驟2證明樣品不含F(xiàn)eSO47H2O雜質(zhì)，再另取樣品測定其中N的質(zhì)量分數(shù)W1與理論值W2比較 若W1　　　　W2，說明樣品中含有(NH4)2SO4雜質(zhì) 課時39　常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與制備 1. (1) O　Br (2) ①蒸發(fā)結(jié)晶　CBDA(或BCDA) ②2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (3) ①鹽酸　電解　②C?、跜l2+2Br-2Cl-+Br2 ④B　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(zhì)量大的是氧元素,溴被稱作海洋元素;(2) 因用蒸發(fā)結(jié)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(zhuǎn)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(yīng)剩余的氯化鋇,過濾,加入鹽酸除去反應(yīng)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(jīng)過濾得到Mg(OH)2沉淀,在Mg(OH)2沉淀中加入鹽酸得到MgCl2溶液,再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl26H2O,將MgCl26H2O在一定條件下加熱得到無水MgCl2,電解熔融的氯化鎂可得到Mg。②CaCO3CaO+CO2↑, 分解反應(yīng);CaO+ H2OCa(OH)2,化合反應(yīng); MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2,復(fù)分解反應(yīng);Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O,復(fù)分解反應(yīng); MgCl26H2OMgCl2+6H2O↑,分解反應(yīng);置換反應(yīng)沒有涉及。(4) 若先提取鎂,海水中會殘留大量Ca(OH)2,而Cl2能與過量的石灰乳反應(yīng),用Cl2提取溴時會消耗大量Cl2,所以母液提取Br2后,再用來提取Mg。 2. (1) 含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵) (2) 石英砂、純堿和石灰石 (3) ①SiO2+3CSiC+2CO↑　金剛砂　金剛石(或單晶硅) ②精餾(或蒸餾)?、跦4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl (4) H2、HCl 【解析】　大多為常見知識考查。(3)比較SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸點,可得常溫下SiHCl3、SiCl4為液體,SiH2Cl2、SiH3Cl為氣體,沉降除去產(chǎn)物中的固體后,冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液體,用蒸餾可分離二者。 3. (1) S+2H2SO4(濃) 3SO2↑+ 2H2O (2) 驅(qū)趕出ClO2,確保其被充分吸收 (3) 2ClO2+2OH—+H2O22Cl+O2+2H2O　提高ClO2的利用率(或防止H2O2分解) (4) ①NaOH溶液(或KMnO4溶液) ②2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2 【解析】　(1) 反應(yīng)需要SO2,故其他原料也是產(chǎn)生SO2,該原料硫與濃硫酸發(fā)生歸中反應(yīng)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(yīng)物為NaOH、雙氧水和ClO2, 產(chǎn)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(yīng)可能有過氧化鈉與二氧化硫發(fā)生歧化反應(yīng)。 4. (1) B (2) 4FeS+3O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O+4S (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(jù)流程圖可以知道反應(yīng)物是FeS、O2、H2SO4,生成物中有Fe2(SO4)3、S,根據(jù)得失電子守恒、質(zhì)量守恒可以寫出4FeS+3O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O+4S;(3) 反應(yīng)①的生成物是Fe2(SO4)3,而最終的生成物是硫酸亞鐵,說明在③中,需加入的物質(zhì)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70~80 ℃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) 4FeS2 + 11O22Fe2O3+ 8SO2 (2) 除塵　水洗　礦塵、砷、硒等使催化劑中毒,水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良的影響。 (3) 不選B點,因為壓強越大對設(shè)備的投資越大,消耗的動能越大,SO2原料的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已是97%,再提高壓強,SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小　不選C點,因為溫度越低,SO2轉(zhuǎn)化率雖然越高,但催化劑的催化作用受到影響　1.38102 (4) 降低上層反應(yīng)氣的溫度,使反應(yīng)更完全　預(yù)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,還有對設(shè)備有影響的水蒸氣;(3) 設(shè)容器的體積是1 L,物質(zhì)的量共有100 mol, 　　2SO2　+　O2 　　2SO3 始態(tài)/molL-1 　711　　　　　0 反應(yīng)/molL-1　 797%0.5797%797% 平衡/molL-1　0.21　　　7.605　　　6.79 K==1.38102 6. (1) Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O (2) SiO2 (3) 2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (4) ①N2?、赟O3、NH3?、?Mn+5SO2+2H2O 2Mn2++5S+4H+ 【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) 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;②SO3、NH3均溶于水與水反應(yīng);③KMnO4溶液與二氧化硫反應(yīng),二氧化硫被氧化為硫酸根離子。 7. (1) 加入足量稀硫酸,充分攪拌 (2) 酒精燈、溫度計　(3) 1∶1　B (4) 序號 實驗方案 實驗現(xiàn)象和結(jié)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(yīng)速率;(2) 溫度要保持60 ℃左右,需要酒精燈、溫度計;(3) 從化學(xué)方程式可以得出n[(NH4)2SO4]∶n[FeSO4] =1∶1;為了確定(NH4)2SO4的用量,知道鐵粉的量進而推出FeSO4,B方案可行,A方案不可行,C方案操作太繁瑣;(4)由題給信息可知FeSO47H2O露置于空氣中易被氧氣氧化,而莫爾鹽[(NH4)2SO4FeSO46H2O]露置于空氣中不易被氧氣氧化,要檢驗產(chǎn)品中含有FeSO47H2O,利用在空氣中易被氧化,顏色會有變化,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FeSO47H2O;純的(NH4)2SO4中N的質(zhì)量分數(shù)W1大于(NH4)2SO4FeSO46H2O中N的質(zhì)量分數(shù)W2。