资源简介

1. 课本上的重要物质制备的流程图
(1) 侯氏制碱工艺
(2) 工业合成硝酸
(3) 工业生成硫酸
(4) 从海带中提取碘的流程
(5) 从海水中提镁
(6) 从铝土矿提取铝
能力展示
1. (2010·江苏高考第15题)高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量的高纯MnCO3的操作步骤如下:
(1) 制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见下图)加入一定量MnO2和水，搅拌，通入SO2和N2混合气体，反应3 h。停止通入SO2，继续反应片刻，过滤(已知:MnO2+H2SO3MnSO4+H2O)。
①石灰乳参与反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料比的条件下，可采取的合理措施有　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。
③若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2+、S的浓度(c)随反应时间(t)的变化如右图所示。导致溶液中Mn2+、S的浓度变化产生明显差异的原因是　　　　 　　　。
(2) 制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100 ℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时的pH=7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;②　 ;
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;④　 ;
⑤低于100 ℃干燥。
2. (2011·江苏高考第9题)NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(见右图)。下列说法正确的是(　　)
A. 25℃时，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B. 石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C. 常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应
D. 上图所示转化反应都是氧化还原反应
3. (2012·江苏高考第7题)下列物质的转化在给定条件下能实现的是(　　)
①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3　　　　　②SSO3H2SO4
③饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3　　　　④Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO　
A. ①③⑤ B. ②③④ C. ②④⑤ D. ①④⑤
4. (2013·江苏高考第19题)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3FeCO3↓+Na2SO4、FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3+ 1.1 3.2
Al3+ 3.0 5.0
Fe2+ 5.8 8.8
(1) 制备FeCO3时，选用的加料方式是　　　　(填字母)，原因是　 。
a. 将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b. 将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c. 将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2) 生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) 将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。
①铁粉的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4) 最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5) 某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，得到FeSO4溶液，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，得到FeSO4·7H2O晶体。
1. 设计了四种制备气体的方案:①加热稀硫酸和乙醇制备乙烯;②实验室加热氢氧化钠和氯化铵制备氨气;③用稀硫酸和大理石制备二氧化碳;④用稀硝酸和锌粒制备氢气。不宜采用的方案有(　　)　
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①②③④
2. (2013·南京考前复习资料)下列物质的制备与工业生产相符的是(　　)
①NH3NOHNO3
②浓盐酸Cl2漂白粉
③MgCl2(aq)无水MgCl2Mg
④饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
⑤铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al
A. ①④⑤ B. ①③⑤ C. ②③④ D. ②④⑤
3. (2013·扬州中学质量检测)下列有关工业生产的叙述正确的是(　　)
A. 海水提镁:海滩贝壳石灰水晶体镁
B. 海水提溴:海水浓缩溴蒸气液溴
C. 工业制硫酸:黄铁矿硫酸尾气处理
D. 工业合成氨:
4. 硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下:
步骤1:将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。
步骤2:向处理过的铁屑中加入过量的3mol·L-1H2SO4溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。
步骤3:向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题:
(1) 在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有　　　　(填编号)。
①铁架台　②燃烧匙　③锥形瓶　④广口瓶　⑤研钵　⑥ 玻璃棒　⑦酒精灯
(2) 在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是　　　　　　　　　　。
(3) 在步骤3中，“一系列操作”依次为　　　　、　　　　和过滤。
(4) 本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质。检验Fe3+常用的试剂是　　　　，可以观察到的现象是　　　　　　　　　　。
1. 实验室制取氢氧化铝有哪些方法，哪种方法最经济
2. 常见的物质分离提纯的方法有哪些 对于碘的四氯化碳溶液应如何分离
课堂评价
1. (2013·海南高考)下列叙述正确的是(　　)
A. 合成氨的“造气”阶段会产生废气
B. 电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放
C. 电解制铝的过程中，作为阳极材料的无烟煤不会消耗
D. 使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染
2. (2013·浙江高考改编)下列有关物质的制备正确的是(　　)
A. 实验室从海带中提取单质碘的方法:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取
B. 用乙醇和浓硫酸制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度
C. 制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
D. 制CuSO4:2Cu+O22CuO;CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O
3. (2013·上海高考改编)二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。
完成下列填空:
(1) 实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
　 　　 　
a b c
　 　
d e
如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速率，上图中可选用的发生装置是 　　　　(填字母)。
(2) 若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠　　　　g(保留一位小数，下同);如果已有40%(质量分数)亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠 　　　　g。
(3) 实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3+O2+4H2O2(CaSO4·2H2O)。其流程如下图:
碱法的吸收反应为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:
已知:
试　剂 Ca(OH)2 NaOH
价格/元·kg-1 0.36 2.9
吸收SO2的成本/元·mol-1 0.027 0.232
石灰石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是　　　　　　　　　。和碱法相比，石灰石膏法的优点是　　　　　　　　，缺点是　　　　　　　　。
4. 某课外研究小组，用含较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程如下:
(1) 杂铜中含大量有机物，可采用灼烧的方法除去有机物。灼烧时将瓷坩埚置于　　　　(填以下所给仪器的编号，下同)上，取用坩埚应使用　　　　，灼烧后的坩埚应放在　　　　上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器:
a. 蒸发皿　　b. 石棉网　　c. 泥三角
d. 表面皿　　e. 坩埚钳　　f. 试管夹
(2) 杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含少量铜的可能原因是　　　　(填字母)。
a. 灼烧过程中部分氧化铜被还原
b. 灼烧不充分，铜未被完全氧化
c. 氧化铜在加热过程中分解生成铜
d. 该条件下铜无法被氧气氧化
(3) 通过途径 Ⅱ 实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、　　　　、冷却结晶、　　　　、自然干燥。
(4) 由粗制氧化铜通过两种途径制胆矾，与途径 Ⅰ 相比，途径 Ⅱ 的两个明显优点是　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　。
[问题思考]提示
1. 方案①Al→Al2(SO4)3→Al(OH)3 2Al+6H+2Al3++3H2↑ Al3++3OH-Al(OH)3↓ 方案②Al→NaAlO2→Al(OH)3 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ Al+H2O+H+Al(OH)3↓方案③Al(OH)32Al+6H+2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓　 制取1 mol Al(OH)3，方案①消耗3 molOH-、3 mol H+;方案②消耗1molOH-、1 mol H+;方案③消耗molOH-、 mol H+。故方案③最经济。2. 常见的物质分离提纯的方法有过滤、蒸发、结晶、重结晶、蒸馏、分馏、萃取分液、渗析、盐析。分离碘的四氯化碳溶液，用蒸馏的方法。
趁热打铁，事半功倍。请同学们及时完成《配套检测与评估》中的练习第11-14页。
专题五　物质的制备与重要的化工生产
【高考回眸】
1. (1) ①Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O　②控制适当的温度　缓慢通入混合气体　③Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4
(2) ①边搅拌边加入NaHCO3(或Na2CO3),并控制溶液的pH<7.7　②过滤,用少量水洗涤23次　③检验S是否被洗涤完全　④用少量C2H5OH洗涤
2. B
3. A
4. (1) c　避免生成Fe(OH)2沉淀
(2) 取最后一次的洗涤滤液12 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净
(3) ①防止+2价的铁元素被氧化　②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全
(4) 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出
(5) 过滤,向滤液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤(或过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤)　滴加稀硫酸酸化,加热浓缩得到60℃的饱和溶液,冷却至0℃,结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥
【高考前沿】
1. D
2. A
3. B
4. (1) ②④⑤　(2) 抑制亚铁离子的水解　(3) 加热浓缩　冷却结晶　(4) KSCN溶液　溶液呈血红色
【典题演示】
典题演示1　B　解析　装置顺序:制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气碱处理,注意洗气瓶中导管为“长进短出”。
变式训练1　A
典题演示2　(1) ①NH3　②BC　③c　a
(2) ①NH3+H2ONH3·H2O
NH3·H2ON+OH-
②<　③c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
(3) ①4NH3+3F2NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜)　②6
解析　(1) ①从图中可以看出,从冷却设备分离器中分离出来的是氨气,循环利用的气体是氮气和氢气;②工业生产条件的选择不能仅仅根据勒夏特列原理,而是受动力、材料、设备等条件的限制,以及催化剂的活性综合考虑;③利用勒夏特列原理,增大压强平衡向体积缩小的方向移动,即正移,氨气的体积分数增大,c正确;升高温度平衡向吸热方向移动,即逆移,氨气的体积分数减小,a正确。(2) ③将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合恰好生成氯化铵,其溶液中离子浓度关系是 c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)。(3) ①根据体积之比等于化学计量数之比写出:4NH3+3F2NF3+3NH4F。
变式训练2　(1) 联合制碱法(或侯德榜制碱法)　化肥(或电解液或焊药等)
(2) NH3+CO2+NaCl+H2ONH4Cl+NaHCO3↓
(或NH3+CO2+H2ONH4HCO3、NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl)
(3) CO2　(4) Ⅰ　过滤　(5) 稀硝酸和硝酸银溶液　(6) ac
典题演示3　(1) ①A　②H2、Cl2
2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
③H2、Cl2、HCl、NaCl
(2) 1　C6H12O6　24　6　12　Na2SO4
解析　 (1) ①除去S用BaCl2,除去Mg2+用NaOH,除去Ca2+用Na2CO3,为了保证杂质离子完全除去,所加的除杂剂要过量,过量的试剂在后续的除杂中要除去,Na2CO3一定要在BaCl2之后加。②电解氯化钠得到NaClO3,氯的化合价升高,则必定有化合价降低,还生成了氢气;氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2,氯酸钠(NaClO3)中氯的化合价降低,盐酸中氯的化合价升高,生成氯气。③一个反应的生成物是另一个反应的反应物一般是可以循环利用的物质,母液也是常见的可以循环利用的物质。(2) 纤维素水解得到的最终产物是葡萄糖,根据质量守恒和氧化还原反应得失电子守恒即可写出化学方程式:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4。
变式训练3　(1) 量筒、胶头滴管、烧杯、500mL容量瓶　(2) ①D　②沉淀Al3+　沉淀Fe3+　(3) 氢溴酸　除去过量的氢氧化钙　(4) 蒸发浓缩　冷却结晶　(5) 氢溴酸有很强的挥发性,温度越高因挥发造成的损失越大
【课堂评价】
1. AD
2. D
3. (1) ae　(2) 18.9　33.1　(3) 酸性氧化物与碱的反应　原料便宜,成本低　吸收慢,效率低
4. (1) c　e　b　(2) ab　(3) 蒸发溶剂　过滤　(4) 产生等量的胆矾途径Ⅱ比途径Ⅰ消耗硫酸少　途径Ⅱ不产生污染大气的气体SO2

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