2020版高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)江蘇專版學(xué)案：專題三第十四講常見無機(jī)物間的轉(zhuǎn)化-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

常見無機(jī)物間的轉(zhuǎn)化
[江蘇考綱要求]
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1．了解常見金屬、非金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)和重要應(yīng)用。
2．認(rèn)識化學(xué)在海水、金屬礦物等自然資源綜合利用和實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面的實際應(yīng)用。
無機(jī)框圖推斷題的解題策略　

[知能深化—掃盲點]
1．無機(jī)框圖推斷題的題型特點和解題思想
(1)題型特點
無機(jī)框圖推斷題結(jié)構(gòu)緊湊，文字表述少，包含信息多，綜合性強(qiáng)，思維能力要求高，是多年考查元素化合物知識的熱點題型。主要考查考生觀察、分析、推理、獲取信息的能力。
(2)解題思路
迅速瀏覽、整體掃描、產(chǎn)生印象、尋找“突破口”，“突破口”由點到面、隨時檢驗，注意聯(lián)系、大膽假設(shè)、全面分析(正推或逆推)，驗證確認(rèn)。解題的關(guān)鍵是仔細(xì)審題，依據(jù)物質(zhì)的特性或特征轉(zhuǎn)化來確定“突破口”，順藤摸瓜，進(jìn)而完成全部未知物的推斷。我們可以將推斷題的解題方法及推理過程表示如下：
推斷題結(jié)論―→驗證

2．無機(jī)框圖推斷題的5種解題方法
(1)抓住“物質(zhì)顏色”作為突破口
有色固體
①紅色：Cu、Cu2O、Fe2O3；
②紅褐色：Fe(OH)3；
③黃色：AgI；
④淡黃色：S、Na2O2、AgBr；
⑤藍(lán)色：Cu(OH)2；
⑥黑色：炭粉、CuO、MnO2、FeS、CuS；
⑦紫黑色：KMnO4、I2；
⑧白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3
有色溶液
Fe2＋(淺綠色)、Fe3＋(黃色)、Cu2＋(藍(lán)色)、MnO(紫紅色)、Fe3＋遇 SCN－(血紅色)、I2遇淀粉(藍(lán)色)、Fe3＋遇苯酚(紫色)等
有色氣體
Cl2(黃綠色)、Br2(g)、NO2(紅棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡藍(lán)色)等
火焰顏色
①焰色反應(yīng)：Na＋(黃色)、K＋(紫色，透過藍(lán)色鈷玻璃)等；
②藍(lán)色：CO在空氣中燃燒；
③淡藍(lán)色：S、H2、CH4等在空氣中燃燒；
④蒼白色：H2在Cl2中燃燒
(2)抓住“物質(zhì)特性”作為突破口
①能使品紅溶液褪色的氣體
SO2(加熱后又恢復(fù)紅色)、Cl2(加熱后不恢復(fù)紅色)。
②沉淀發(fā)生特殊的顏色變化
Fe(OH)2Fe(OH)3(白色沉淀先變灰綠色，再變紅褐色)。
③在空氣中變?yōu)榧t棕色
NO(無色)NO2(紅棕色)。
④能使澄清石灰水變渾濁的氣體：CO2、SO2。
⑤通入CO2氣體變渾濁的溶液：澄清石灰水(過量則變澄清)、Na2SiO3溶液、飽和Na2CO3溶液。
⑥使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體：NH3。
⑦使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)的物質(zhì)：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
⑧常溫下能溶解SiO2固體的物質(zhì)：氫氟酸和NaOH溶液。
⑨煙霧現(xiàn)象
棕(黃)色的煙
Cu或Fe在Cl2中燃燒
白煙
Na在Cl2中燃燒；NH3遇到濃鹽酸或濃硝酸
白霧
由HX等極易溶于水的氣體產(chǎn)生
⑩鈍化現(xiàn)象：常溫下Fe、Al遇到濃硫酸或濃硝酸會生成一層致密的氧化膜，從而保護(hù)金屬不再發(fā)生反應(yīng)。
(3)抓住“特殊反應(yīng)條件”作為突破口
反應(yīng)條件
反應(yīng)方程式
高溫
①CaCO3CaO＋CO2↑；
②SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；
③SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；
④SiO2＋CaOCaSiO3；
⑤SiO2＋2CSi＋2CO↑；
⑥C＋H2O(g)CO＋H2；
⑦CO＋H2O(g)CO2＋H2；
⑧3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
⑨2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；
⑩4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
高溫、高壓和催化劑
N2＋3H22NH3
加熱、催化劑
①4NH3＋5O24NO＋6H2O；
②2SO2＋O22SO3
電解
①2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
②2H2O2H2↑＋O2↑；
③2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(4)抓住“特殊數(shù)據(jù)”作為突破口
①常見10電子微粒及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系
分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；
陽離子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；
陰離子：F－、O2－、N3－、OH－、NH。
其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系為NH＋OH－NH3↑＋H2O；H3O＋＋OH－===2H2O。
②常見18電子微粒
分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4、F2；
陽離子：K＋、Ca2＋；
陰離子：Cl－、S2－、P3－、O；
有機(jī)物：CH3OH、CH3NH2、CH3F、CH3CH3。
③常見物質(zhì)的相對分子質(zhì)量
相對分子質(zhì)量為28的物質(zhì)：CO、N2、C2H4；
相對分子質(zhì)量為26的物質(zhì)：C2H2；
相對分子質(zhì)量為32的物質(zhì)：S、O2；
相對分子質(zhì)量為78的物質(zhì)：Na2S、Na2O2、Al(OH)3；
相對分子質(zhì)量為100的物質(zhì)：CaCO3、KHCO3、Mg3N2。
(5)抓住“特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系”作為突破口
①直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系
a．金屬堿性氧化物堿鹽型，
滿足此關(guān)系的有 K、Na、Ca、Ba等。
b．非金屬酸性氧化物酸鹽型，
滿足此關(guān)系的有C、N、S等。
c．ABC(酸或堿)型，
滿足此關(guān)系的有NH3、N2、S、H2S、C、Na等。
②交叉型轉(zhuǎn)化關(guān)系

③三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系

④置換反應(yīng)型反應(yīng)關(guān)系
化合物A＋單質(zhì)B―→化合物C＋單質(zhì)D
這類反應(yīng)主要有：
CO2＋2Mg2MgO＋C；
Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O；
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；
C＋H2O(g)CO＋H2；
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
[題點全練—過高考]
1．a(chǎn)、b、c、X均為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)，一定條件下它們有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已略去)。下列說法正確的是(　　)
A．若X為Fe，則c可能為Fe(NO3)2溶液
B．若X為KOH溶液，則a可能為Al
C．若a、b、c均為焰色反應(yīng)呈黃色的化合物，則X一定為CO2
D．若X為O2，則a可為有機(jī)物乙醇，也可為非金屬單質(zhì)硫
解析：選A　若a為Al、X為KOH，Al與KOH反應(yīng)只能生成KAlO2，B項錯；若a、b、c均為焰色反應(yīng)呈黃色的化合物，則三者中都含有鈉元素，則X可能為CO2、SO2、H2S等，C項錯；如果a為S，則S與O2反應(yīng)只能生成SO2，D項錯。
2．下表各物質(zhì)中，a、b、c、d、e均含有同一種短周期元素，其中a是單質(zhì)，b在常溫下是氣態(tài)的氫化物，c、d是氧化物，e是d和水反應(yīng)的產(chǎn)物。則各物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)就能實現(xiàn)表中所示轉(zhuǎn)化的是(　　)
物質(zhì)編號
物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系
a
d
e
①

Si
SiO2
H2SiO3
②
S
SO3
H2SO4
③
C
CO2
H2CO3
④
N2
NO2
HNO3
A.②③　　　　　　　　　　 B．②③④
C．①③④ D．①②③④
解析：選B　SiO2不能一步反應(yīng)生成H2SiO3，故①不符合題意。
3．有一化合物X，其水溶液為淺綠色，可發(fā)生如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物、生成物已略)。其中B、D、E、F均為無色氣體，M、L為常見的金屬單質(zhì)，C為難溶于水的紅褐色固體。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，H和M反應(yīng)可放出大量的熱。

請回答下列問題：
(1)B的電子式為____________。
(2)畫出元素M的原子結(jié)構(gòu)示意圖___________________________________________。
(3)物質(zhì)X的化學(xué)式為____________。
(4)電解混合液時陽極反應(yīng)式為_______________________________________。
(5)按要求寫出上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
①含有L元素的化合反應(yīng)：_________________________________________________；
②含有L元素的置換反應(yīng)：___________________________________________。
(6)已知a g E氣體在D中完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時，放出b kJ的熱量，寫出E氣體燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________________________________________________。
解析：由顏色可知C為Fe(OH)3，則A為Fe(OH)2、H為Fe2O3，由M、L為常見的金屬單質(zhì)，可知M、L分別為Al、Fe；X與NaOH反應(yīng)生成氣體B，B一定是NH3；在混合液中加入BaCl2溶液有不溶于鹽酸的沉淀生成，可知含有SO，所以X為(NH4)2Fe(SO4)2，混合液為NaOH和Na2SO4溶液，電解生成H2、O2，D、E分別為O2、H2，F(xiàn)為NO，G為HNO3。
答案：(1) 　(2)
(3)(NH4)2Fe(SO4)2
(4)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
(5)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
②Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
(6)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－ kJ·mol－1
制備無機(jī)物工藝流程題的解題策略　

以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程

1．原料處理階段的常見考查點
(1)加快反應(yīng)速率。
(2)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。
(3)灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。
2．分離提純階段的常見考查點
(1)調(diào)pH除雜
①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH。
②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。
(2)加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個方向移動。
如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如侯氏制堿法中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。
(3)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動。
3．獲得產(chǎn)品階段的常見考查點
(1)洗滌(冰水、熱水)：如乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質(zhì)，又可減少晶體溶解的損耗。
(2)蒸發(fā)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。
(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl。
(4)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時間，析出的固體主要是NaCl，同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3。
[對點練]
1．用鋁土礦(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)制取鋁硅合金材料的方法有濕法、干法等，其中干法制備的工藝流程如下：

(1)若濕法處理鋁土礦，用強(qiáng)酸浸取時，所得溶液中陽離子有________________。
(2)焙燒除鐵反應(yīng)：4(NH4)2SO4＋Fe2O32NH4Fe(SO4)2＋3H2O＋6NH3↑(Al2O3部分發(fā)生類似反應(yīng))。氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的百分率與溫度的關(guān)系如圖，最適宜焙燒溫度為______，用電子式表示氣體Ⅰ的形成過程___________________________________。
(3)操作①包括：加水溶解、________。
(4)用焦炭還原SiO2、Al2O3會產(chǎn)生中間體SiC、Al4C3。寫一個高溫下中間體與Al2O3反應(yīng)生成鋁單質(zhì)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。
(5)鋁硅合金材料中若含鐵，會影響其抗腐蝕性。原因是
________________________________________________________________________。
(6)不計損失，投入1 t鋁土礦，當(dāng)加入54 kg純鋁后，鋁硅合金中m∶n＝________。
解析：(1)Al2O3和少量Fe2O3都能溶于強(qiáng)酸，故所得溶液中陽離子是Al3＋、Fe3＋、H＋(酸過量)。(2)焙燒的目的是除去鐵，根據(jù)題圖知，選擇的最適宜溫度為300 ℃，此時氧化鐵的轉(zhuǎn)化率較高，且氧化鋁的轉(zhuǎn)化率較低，鋁的損耗較少。氣體Ⅰ為NH3，NH3為共價化合物，用電子式表示NH3的形成過程為 (3)操作①是分離出不溶于水的SiO2和Al2O3，因此加水溶解后需進(jìn)行過濾操作。(4)SiC、Al4C3高溫下與Al2O3反應(yīng)生成鋁單質(zhì)的化學(xué)方程式分別為3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO↑、Al4C3＋Al2O36Al＋3CO↑。(5)鋁硅合金材料中若含鐵，則與電解質(zhì)溶液接觸時會形成鐵鋁原電池，鋁作負(fù)極，加快了鋁的腐蝕。(6)1 t鋁土礦可得到Si的質(zhì)量為1 t×30%×＝0.14 t＝140 kg，可得到Al的質(zhì)量為1 t×40.8%×＝0.216 t＝216 kg，當(dāng)加入54 kg純鋁后，Al、Si的物質(zhì)的量之比為∶＝2∶1，所以m∶n＝2∶1。
答案：(1)Al3＋、Fe3＋、H＋
(2)300 ℃　
(3)過濾
(4)Al4C3＋Al2O36Al＋3CO↑(或3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO↑)
(5)鐵與鋁形成原電池，加快了鋁的腐蝕
(6)2∶1
2．草酸鈷用途廣泛，可用于指示劑和催化劑制備。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoC2O4·2H2O的工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等。
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
(1)浸出過程中加入Na2SO3的目的是將________(填離子符號)還原以便固體溶解。該步反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________(寫一個)。
(2)NaClO3的作用是將浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，氯元素被還原為最低價。該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________。
(3)利用平衡移動原理分析：加Na2CO3能使浸出液中Fe3＋、Al3＋轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀的原因是_____________________________________________________________________。
(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。濾液Ⅱ中加入萃取劑的作用是________________；使用萃取劑適宜的pH＝________(填字母)左右。

A．2.0　　　　　　B．3.0　　　　　　C．4.0
(5)濾液Ⅰ“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2＋與Mg2＋轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)＝7.35×10－11、Ksp(CaF2)＝1.05×10－10。當(dāng)加入過量NaF后，所得濾液＝________。
解析：含鈷廢料中加入鹽酸和Na2SO3，可得到CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，加入NaClO3，可得到FeCl3，然后加入Na2CO3調(diào)pH至5.2，可得到 Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，過濾后所得濾液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，向溶液中加入NaF溶液，除去Ca2＋、Mg2＋，然后向過濾得到的濾液Ⅱ中加入萃取劑，萃取后溶液加入(NH4)2C2O4，得到CoC2O4。
(1)Na2SO3具有還原性，能還原氧化性離子Fe3＋、Co3＋，所以浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Fe3＋、Co3＋還原，反應(yīng)的離子方程式為SO＋2Fe3＋＋H2O===SO＋2Fe2＋＋
2H＋或SO＋2Co3＋＋H2O===SO＋2Co2＋＋2H＋。
(2)NaClO3具有氧化性，能將浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被還原生成Cl－，同時生成水，反應(yīng)的離子方程式為ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。
(3)Fe3＋、Al3＋水解導(dǎo)致溶液呈酸性，水解方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、
Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，CO和H＋反應(yīng)，從而促進(jìn)水解平衡向右移動，產(chǎn)生Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。
(4)根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2＋、Co2＋；由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液pH在3.0～3.5之間，可使Mn2＋完全沉淀，并防止Co2＋轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀。
(5)當(dāng)加入過量NaF后，所得濾液中＝＝＝＝0.7。
答案：(1)Fe3＋、Co3＋　SO＋2Fe3＋＋H2O===SO＋2Fe2＋＋2H＋(或SO＋2Co3＋＋H2O===SO＋2Co2＋＋2H＋)
(2)ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O
(3)因Fe3＋和Al3＋(用M3＋代替)在水溶液中存在平衡M3＋＋H2OM(OH)3＋3H＋，加入Na2CO3后CO與H＋結(jié)合生成難電離的HCO，使水解平衡右移而產(chǎn)生沉淀
(4)除去Mn2＋　B
(5)0.7

以分離提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程
1．物質(zhì)分離提純的原則
(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。
(2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。
(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。
(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成、狀態(tài)。
2．常用的提純方法
水溶法
除去可溶性雜質(zhì)
酸溶法
除去堿性雜質(zhì)
堿溶法
除去酸性雜質(zhì)
氧化劑或還原劑法
除去還原性或氧化性雜質(zhì)
加熱灼燒法
除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)
調(diào)節(jié)溶液的pH法
如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等
3.常用的分離方法
過濾
分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法
萃取和分液
利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
蒸發(fā)結(jié)晶
提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl
冷卻結(jié)晶
提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
蒸餾或分餾
分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油
冷卻法
利用氣體液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣

[對點練]
3．電石廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)PVC、維尼綸等，電石與水反應(yīng)所得殘渣——電石渣，主要含Ca(OH)2、CaCO3及少量其他雜質(zhì)。某工業(yè)電石渣的幾種回收利用流程如下：

幾種物質(zhì)在水中的溶解度曲線如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：
(1)常溫氯化
①反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________。
②為提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)2的轉(zhuǎn)化率，可行的措施有________(填序號)。
A．加熱升高溫度
B．適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2的速率
C．充分?jǐn)嚢铦{料
D．加水使Ca(OH)2完全溶解
③電石渣中的有害雜質(zhì)CN－與ClO－反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無害的氣體，每轉(zhuǎn)化1 mol CN－至少需要消耗氧化劑ClO－________ mol。
(2)75 ℃氯化
①生成氯酸鈣中氯的化合價為________，氯化完成后過濾，濾渣的主要成分為________________________________________________________________(填化學(xué)式)。
②氯酸鈣能與KCl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯酸鉀的原因是_________________________________________________。
(3)有機(jī)反應(yīng)
首先生成氯代乙醇，其結(jié)構(gòu)簡式為____________，氯代乙醇再與Ca(OH)2反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷?？偡磻?yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。
解析：(1)①常溫氯化，Cl2與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)得到漂白液。②加熱升高溫度，Ca(OH)2的溶解度降低，則Cl2的轉(zhuǎn)化率也降低，A項不符合題意；適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2的速率，等效于增大Ca(OH)2的濃度，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，B項符合題意；充分?jǐn)嚢铦{料，能使反應(yīng)完全，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，C項符合題意；加水使Ca(OH)2完全溶解，不能改變Cl2的轉(zhuǎn)化率，D項不符合題意。③根據(jù)題意，CN－與ClO－反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2和N2，CN－中C、N分別為＋2價、－3價，1 mol CN－失去5 mol電子，而ClO－轉(zhuǎn)化為Cl－，1 mol ClO－得到2 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，則每轉(zhuǎn)化1 mol CN－至少需要消耗氧化劑ClO－ 2.5 mol。(2)①Ca(ClO3)2中Cl的化合價為＋5價。氯化完成后過濾，得到的濾渣的主要成分為CaCO3、Ca(OH)2。②根據(jù)題圖知，75 ℃時氯酸鉀的溶解度比氯酸鈣、氯化鉀、氯化鈣都小得多，故氯酸鈣與KCl能發(fā)生反應(yīng)：Ca(ClO3)2＋2KClCaCl2＋2KClO3↓。(3)氯代乙醇為氯原子取代乙醇分子中乙基上的氫原子，根據(jù)“氯代乙醇再與Ca(OH)2反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷”，則氯原子應(yīng)取代甲基上的氫原子，故氯代乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為ClCH2CH2OH，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2
答案：(1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　②BC?、?.5
(2)①＋5價　CaCO3、Ca(OH)2?、?5 ℃時，氯酸鉀的溶解度比氯酸鈣、氯化鉀、氯化鈣都小得多
(3)ClCH2CH2OH　CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→
4．我國是干電池的生產(chǎn)和消費大國。某科研團(tuán)隊設(shè)計了以下流程對堿性鋅錳干電池的廢舊資源進(jìn)行回收利用。

已知：①Ksp(MnS)＝2.5×10－13，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24；②Mn(OH)2開始沉淀時pH為8.3，完全沉淀的pH為9.8。
(1)堿性鋅錳干電池是以鋅粉為負(fù)極，二氧化錳為正極，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)。電池總反應(yīng)式為2MnO2＋Zn＋2KOH===2MnOOH＋K2ZnO2，則電池的正極反應(yīng)式為________________________________。
(2)為了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有_____________________(寫一條即可)。
(3)向濾液1中加入MnS的目的是_____________________________________________。
(4)已知MnSO4的溶解度曲線如圖所示，從濾液2中析出MnSO4·H2O晶體的操作是蒸發(fā)結(jié)晶、__________、洗滌、低溫干燥。

(5)為了選擇試劑X，在相同條件下，分別用3 g碳包進(jìn)行制備MnSO4的實驗，得到數(shù)據(jù)如下表，請寫出最佳試劑X與碳包中的主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________。

實驗編號
試劑X
MnSO4/g
1
鋅粉
2.4
2
鐵粉
2.7
3
FeS粉末
3.0
4
30%過氧化氫
3.7
(6)工業(yè)上經(jīng)常采用向濾液2中加入NaHCO3溶液來制備MnCO3，不選擇Na2CO3溶液的原因是____________________________________________________________________。
(7)該科研小組利用EDTA(乙二胺四乙酸二鈉，陰離子簡寫為Y2－)進(jìn)行絡(luò)合滴定測定
Mn2＋在電池中的百分含量，化學(xué)方程式可以表示為Mn2＋＋Y2－===MnY。實驗過程如下：準(zhǔn)確稱量一節(jié)電池的質(zhì)量平均為24.00 g，完全反應(yīng)后，得到200.00 mL濾液2，量取10.00 mL濾液2稀釋至100.00 mL，取20.00 mL溶液用0.050 0 mol·L－1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液22.00 mL，則該方案測得Mn元素的百分含量為________(保留3位有效數(shù)字)。
解析：(1)鋅粉為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)時發(fā)生的電極反應(yīng)式為Zn＋4OH－－2e－===ZnO＋2H2O，用電池總反應(yīng)2MnO2＋Zn＋2KOH===2MnOOH＋K2ZnO2減去負(fù)極電極反應(yīng)式，即得電池的正極反應(yīng)式為MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋
OH－。(2)通過適當(dāng)?shù)纳郎?、固體粉碎或攪拌等措施可提高碳包的浸出效率。(3)濾液1含有Zn2＋，加入MnS可以生成ZnS沉淀，再通過過濾即可除去。(4)由MnSO4的溶解度曲線可知MnSO4·H2O在溫度超過40 ℃后溶解度隨溫度的升高而降低，則將濾液2溶液蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、并低溫干燥防分解即可得到MnSO4·H2O晶體。(5)由表可知選用30%的過氧化氫獲得的MnSO4質(zhì)量最高，則30%的過氧化氫為最佳試劑，與MnO2在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O2＋MnO2＋H2SO4===MnSO4＋2H2O＋O2↑或H2O2＋2MnOOH＋2H2SO4===2MnSO4＋4H2O＋O2↑。(6)相同濃度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液，因CO的水解能力強(qiáng)于HCO，Na2CO3溶液的堿性強(qiáng)，更容易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀。(7)消耗EDTA的物質(zhì)的量為0.050 0 mol·L－1×0.022 L＝0.001 1 mol，則樣品中Mn2＋的物質(zhì)的量為0.0011 mol××＝0.11 mol，Mn元素的百分含量為×100%≈25.2%。
答案：(1)MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－
(2)適當(dāng)?shù)纳郎?或固體粉碎、攪拌)
(3)將溶液中的Zn2＋轉(zhuǎn)化為ZnS沉淀而除去
(4)趁熱過濾
(5)H2O2＋MnO2＋H2SO4===MnSO4＋2H2O＋O2↑(或H2O2＋2MnOOH＋2H2SO4===2MnSO4＋4H2O＋O2↑)
(6)Na2CO3溶液的堿性強(qiáng)，容易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀
(7)25.2%
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[課堂真題集訓(xùn)—明考向]
1．(2017·江蘇高考)在給定條件下，下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是(　　)
A．FeFeCl2Fe(OH)2
B．SSO3H2SO4
C．CaCO3CaOCaSiO3
D．NH3NOHNO3
解析：選C　Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，A項錯誤；S與O2反應(yīng)生成SO2，B項錯誤；CaCO3高溫分解生成CaO，CaO與SiO2在高溫時反應(yīng)生成CaSiO3，C項正確；NO與H2O不反應(yīng)，D項錯誤。
2．(2017·江蘇高考)某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對實驗的影響可忽略)。

已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：
3NaClO===2NaCl＋NaClO3
②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2OAg(NH3)＋Cl－＋2H2O
③常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)：4Ag(NH3)＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4NH3↑＋H2O
(1)“氧化”階段需在80 ℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為________________。
(2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。HNO3也能氧化Ag，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺點是__________________________________________________。
(3)為提高Ag的回收率，需對“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，并
________________________________________________________________________。
(4)若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應(yīng))，還因為
_______________________________________________________________________。
(5)請設(shè)計從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實驗方案：___________________________________________________________(實驗中須使用的試劑有：2 mol·L－1水合肼溶液，1 mol·L－1H2SO4)。
解析：(1)加熱溫度在低于100 ℃時，可采用水浴加熱的方式。(2)在溶液中，NaClO氧化Ag生成AgCl、NaOH和O2，根據(jù)得失電子守恒及原子守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程式。HNO3氧化Ag時會產(chǎn)生氮氧化物，污染環(huán)境。(3)為提高Ag的回收率，需要將洗滌后的濾液也一起合并到過濾Ⅱ的濾液中。(4)未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水，增加氨水的用量；由已知信息①知冷卻后的溶液中因NaClO的分解，會含有一定濃度的Cl－，不利于AgCl和氨水反應(yīng)的正向進(jìn)行。(5)由已知信息③知，水合肼可以和銀氨溶液發(fā)生反應(yīng)生成Ag和NH3。生成的NH3用1 mol·L－1H2SO4溶液吸收，當(dāng)溶液中不再產(chǎn)生氣泡時，說明反應(yīng)已進(jìn)行完全，靜置，過濾出生成的Ag，洗滌、干燥，得Ag。
答案：(1)水浴加熱
(2)4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑
會釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環(huán)境污染
(3)將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中
(4)未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水，且其中含有一定濃度的Cl－，不利于AgCl與氨水反應(yīng)
(5)向濾液中滴加2 mol·L－1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時用1 mol·L－1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥
3．(2017·海南高考)以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示：

硼鎂泥的主要成分如下表：
MgO
SiO2
FeO、Fe2O3
CaO
Al2O3
B2O3
30%～40%
20%～25%
5%～15%
2%～3%
1%～2%
1%～2%

回答下列問題：
(1)“酸解”時應(yīng)該加入的酸是________，“濾渣1”中主要含有________(寫化學(xué)式)。
(2)“除雜”時加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是___________________________、_______________________________________________________________________。
(3)判斷“除雜”基本完成的檢驗方法是__________________________________。
(4)分離濾渣3應(yīng)趁熱過濾的原因是_________________________________________。
解析：(1)流程制備的是MgSO4·7H2O，為了不引入雜質(zhì)，因此所用的酸是硫酸，化學(xué)式為H2SO4；根據(jù)硼鎂泥的成分，SiO2不與硫酸反應(yīng)，因此濾渣1為SiO2。(2)硼鎂泥中含有FeO，與硫酸反應(yīng)后生成FeSO4，次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，氧化鎂的作用是調(diào)節(jié)pH，使Al3＋和Fe3＋以氫氧化物形式沉淀出來，除去Fe3＋和Al3＋。(3)除雜是除去的Fe3＋和Al3＋，因此驗證Fe3＋就行，方法是取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全。
答案：(1)H2SO4　SiO2　(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋　調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋、Al3＋以氫氧化物的形式沉淀除去　(3)取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全　(4)防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出
4．(2016·全國卷Ⅲ)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：
物質(zhì)
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
2.2～2.9
2.8～3.1
22～28
60～65
1～2
＜1

以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：

回答下列問題：
(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為__________________________，
同時V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是________?！?br /> (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為________ mol。
(3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有________。
(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。
(5)“流出液”中陽離子最多的是________。
(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。
解析：(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，V2O5、VO中V元素均顯＋5價，V元素化合價不變，則該反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，結(jié)合溶液的酸堿性及元素守恒寫出離子方程式：V2O5＋2H＋===2VO＋H2O。廢釩催化劑中除SiO2外，其余物質(zhì)均與稀硫酸反應(yīng)生成易溶于水的鹽，則“廢渣1” 的主要成分是二氧化硅。(2)“氧化”中使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3 mol×(5－4)＝3 mol；氧化劑KClO3被還原為KCl，Cl元素由＋5價降低到－1價，根據(jù)電子守恒可知，需要KClO3的物質(zhì)的量至少為＝0.5 mol。(3)由圖可知，加入KOH中和后產(chǎn)生廢渣2，而“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中，后續(xù)操作中未進(jìn)行除雜操作，顯然該過程中還生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，從而除去Fe3＋、Al3＋，故“廢渣2”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，應(yīng)增加溶液中c(OH－)，使平衡逆向移動，故淋洗液應(yīng)該呈堿性。(5)“氧化”和“中和”操作中分別加入KClO3、KOH，而“離子交換”過程中，消耗V4O同時生成OH－，而陽離子未參與離子交換，故“流出液”中陽離子最多的是K＋。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，“煅燒”過程中生成V2O5，考慮銨鹽的不穩(wěn)定性，還應(yīng)生成NH3和H2O，結(jié)合元素守恒寫出化學(xué)方程式：2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。
答案：(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2　
(2)0.5　(3)Fe(OH)3和Al(OH)3　(4)堿　
(5)K＋　(6)2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑