高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十八 化學(xué)與技術(shù) 考點(diǎn)三 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用教學(xué)案
《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十八 化學(xué)與技術(shù) 考點(diǎn)三 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用教學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十八 化學(xué)與技術(shù) 考點(diǎn)三 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用教學(xué)案(12頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1 無機(jī)非金屬材料 (1)傳統(tǒng)硅酸鹽材料 水泥 玻璃 陶瓷 原料 石灰石和黏土 純堿、石灰石和石英砂 黏土 反應(yīng)原理 在高溫下,發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化 在高溫下,發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。其中的主要反應(yīng)是Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ 原料混合→加工成型→干燥→燒結(jié)→冷卻等 主要成分 硅酸三鈣(3CaOSiO2)、 硅酸二鈣 (2CaOSiO2)、 鋁酸三鈣 (3CaOAl2O3) Na2OCaO6SiO2(普通玻璃) 成分復(fù)雜 主要性質(zhì) 具有水硬性,與水摻和攪拌并靜置后,很容易凝固變硬 玻璃沒有固定熔點(diǎn);易被氫氟酸腐蝕;易被堿腐蝕 抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型 學(xué)霸巧學(xué)卡 有關(guān)玻璃制備的提醒 (1)向普通硅酸鹽水泥中加入石膏,是為了調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。 (2)鋼化玻璃與普通玻璃在成分上沒有區(qū)別,把普通玻璃放入電爐中加熱至軟化,然后急速冷卻即得鋼化玻璃。 (2)新型無機(jī)非金屬材料 ①分類及應(yīng)用 類型 性能與應(yīng)用 新型 陶瓷 碳化硅(SiC) 硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可作優(yōu)質(zhì)磨料和航天器涂層材料 氮化硅(Si3N4) 硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、發(fā)動機(jī)受熱面等 單晶硅 半導(dǎo)體材料,制作計(jì)算機(jī)芯片、集成電路 碳 單 質(zhì) 金剛石 新一代信息材料 石墨 電的良導(dǎo)體、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,用作電極 C60 在新型儲氫材料、復(fù)合材料、納米材料、超導(dǎo)體的制造方面前景廣闊 ②制備反應(yīng) 物質(zhì) 化學(xué)方程式 碳化硅 SiO2+3CSiC+2CO↑ 氮化硅 3Si+2N2Si3N4 3SiCl4+2N2+6H2===Si3N4+12HCl 硅 SiO2+2CSi+2CO↑ Si+3HClSiHCl3+H2 SiHCl3+H2Si+3HCl 2 金屬材料 (1)金屬和合金都是金屬材料,而金屬的氧化物不是金屬材料。常見的金屬材料有生鐵、鋼、硬鋁、黃銅等。 (2)煉鐵、煉鋼和煉鋁的比較 煉鐵 煉鋼 煉鋁 原料 鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石 生鐵、氧化劑(空氣、純氧、氧化鐵等)、生石灰、脫氧劑 鋁土礦(主要成分為Al2O3) 化學(xué)原理 在高溫下用還原劑將鐵從其氧化物中還原出來 在高溫下用氧化劑把生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去 電解熔融的氧化鋁 有關(guān)反應(yīng) ①還原劑的生成:C+O2CO2,CO2+C2CO ②鐵的還原: Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ③爐渣的生成: CaCO3CaO+CO2↑, SiO2+CaO CaSiO3 ①氧化劑的生成:2Fe+O22FeO ②降碳,除雜,調(diào)硅、錳: 如C+FeOCO↑+Fe ③造渣:生成的硅、錳氧化物及鐵水中的硫、磷與造渣材料反應(yīng)形成爐渣排出 ④脫氧并調(diào)整成分: 2FeO+Si2Fe+SiO2 ①提純Al2O3:Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O,NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3, 2Al(OH)3Al2O3+3H2O ②電解:加入冰晶石降低Al2O3的熔點(diǎn), 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 主要設(shè)備 煉鐵高爐 轉(zhuǎn)爐 電解槽 學(xué)霸巧學(xué)卡 煉鋼和煉鐵的區(qū)別 (1)煉鐵和煉鋼的原料不同、原理不同,煉鐵是利用還原劑將鐵礦石中的鐵還原出來,煉鋼是利用氧化劑除去生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)。 (2)煉鐵高爐與鐵礦石反應(yīng)的還原劑不是C,而是CO。 (3)不銹鋼是在普通鋼的基礎(chǔ)上加入12%以上的鉻元素和適量鎳熔合而成。 3 高分子化合物與材料 (1)合成有機(jī)高分子材料的主要化學(xué)反應(yīng)為加成聚合反應(yīng)和縮合聚合反應(yīng)。 (2)線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較 合成材料 線型高分子材料 體型高分子材料 常見物質(zhì) 合成纖維、部分塑料(如聚乙烯) 部分塑料(如電木) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 以共價(jià)鍵結(jié)合成高分子鏈,鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合 以共價(jià)鍵構(gòu)成高分子鏈,鏈與鏈之間以共價(jià)鍵大量交聯(lián) 性質(zhì)特點(diǎn) 具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度、脆性較小,不能導(dǎo)電 沒有彈性和可塑性,不能溶解或熔融,在溶劑中能溶脹,硬度和脆性較大,不能導(dǎo)電 (3)新型高分子材料 ①功能高分子材料的特定功能主要通過以下三種途徑獲得: a.由含有某種特定功能官能團(tuán)的單體直接聚合(如能導(dǎo)電的高分子化合物等); b.通過化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團(tuán)(如高吸水性樹脂等); c.通過合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化(如微膠囊等)。 ②復(fù)合材料一般是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)過特殊加工而制成的。 例如,玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)就是由玻璃纖維和高分子化合物復(fù)合而成的復(fù)合材料。 (4)廢舊高分子材料的回收利用 ①通過再生和改性利用,重新做成多種有用的材料和制品。 ②采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解,用于制備多種化工原料。 ③將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能。 1.用無機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料,其生產(chǎn)流程示意圖如下: 下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.制取粗硅時生成的氣體是CO B.生產(chǎn)鋁、銅、高純硅以及玻璃的過程中都涉及氧化還原反應(yīng) C.黃銅礦冶煉銅時,產(chǎn)生的SO2可用于生產(chǎn)硫酸,F(xiàn)eO可用于煉鐵 D.粗硅制高純硅時,提純SiCl4可用多次分餾的方法 答案 B 解析 選項(xiàng)A,高溫下SiO2與C反應(yīng)得到粗硅,生成的氣體是CO,正確;選項(xiàng)B,生產(chǎn)玻璃的過程中不涉及氧化還原反應(yīng),不正確;選項(xiàng)C,SO2經(jīng)兩步轉(zhuǎn)化生成H2SO4,F(xiàn)eO用CO還原可得Fe,正確;選項(xiàng)D,SiCl4受熱變?yōu)闅怏w,多次分餾可除去SiCl4中的雜質(zhì),正確。 2.開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是( ) A.氮化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料 B.C60屬于原子晶體,用于制造納米材料 C.纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料 D.單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維 答案 A 解析 本題考查新材料。C60是分子晶體,俗稱“足球烯”,B錯;纖維素乙酸酯是人工制備的,又稱“人造纖維”,C錯;制造光導(dǎo)纖維的原料是SiO2,D錯。 [考法綜述] 材料在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著越來越重要的作用,研究材料的結(jié)構(gòu)、制造方法及如何應(yīng)用是高考命題時設(shè)置問題的主要落腳點(diǎn),近年來的新課標(biāo)高考越來越多地涉及了材料方面的問題。考查涉及的主要內(nèi)容是材料的制備方法、材料的維護(hù)以及材料的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。 命題法 關(guān)于材料制備的化工流程 典例 隱形飛機(jī)上吸收雷達(dá)波的涂料之一為錳鋅鐵氧體(MnxZn1-xFe2O4)。以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖所示: 已知:在該工藝條件下,①Fe3+、Zn2+、Mn2+完全形成氫氧化物沉淀時溶液的pH分別為3.7、9.4、12.4;②Zn(OH)2在pH大于10.5時開始溶解。 請回答下列問題: (1)用稀硫酸酸浸時,為了提高浸出率可采取的措施有__________________(任寫一條)。 (2)酸浸時,廢舊鋅錳電池中的二氧化錳被雙氧水還原的反應(yīng)的離子方程式為______________________。 (3)加入NaOH溶液兩次調(diào)節(jié)溶液pH的目的分別是______________、______________。 (4)有同學(xué)認(rèn)為該工藝流程中,水蒸氣加熱之前還缺少一個步驟,該步驟是________________。 (5)檢測濾液成分后,加入一定量的MnSO4和鐵粉的目的是__________________________________________。 (6)當(dāng)x=0.2時,所得到的錳鋅鐵氧體對雷達(dá)波的吸收能力特別強(qiáng),試用氧化物的形式表示該錳鋅鐵氧體的組成________________。 [解析] (1)加熱、攪拌、增大H2SO4的濃度等措施均能提高反應(yīng)速率,從而提高浸出率。 (2)MnO2為氧化劑,H2O2為還原劑,H2SO4為酸性介質(zhì),反應(yīng)生成MnSO4、O2、H2O:MnO2+H2O2+H2SO4===MnSO4+O2↑+2H2O,將該化學(xué)方程式改寫為離子方程式即可。 (3)根據(jù)錳鋅鐵氧體的組成可知,其不含有SO,所以需將反應(yīng)所得的Mn2+、Zn2+、Fe3+與SO分離,第一次加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至9.4時,Zn2+、Fe3+能完全沉淀,同時生成的Zn(OH)2不溶解,過濾后,實(shí)現(xiàn)與SO的分離,過濾后的濾液中存在Mn2+,第二次加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至12.4時,Mn2+也完全沉淀,再經(jīng)過濾實(shí)現(xiàn)與SO的分離。 (4)過濾得到的濾渣會吸附一些雜質(zhì)離子,需洗滌除去。 (5)錳鋅鐵氧體要符合MnxZn1-xFe2O4的組成,檢測濾液成分后,加入一定量的MnSO4和鐵粉的目的就是調(diào)節(jié)濾液中Mn、Fe元素的含量,使各元素的配比符合錳鋅鐵氧體的組成。 (6)當(dāng)x=0.2時,錳鋅鐵氧體的化學(xué)式為 Mn0.2Zn0.8Fe2O4,即MnZn4Fe10O20,根據(jù)制備流程可知,MnZn4Fe10O20中Mn為+2價(jià),Zn為+2價(jià),設(shè)Fe元素為+n價(jià),則有2+8+10n=40,解得n=3,則MnZn4Fe10O20用氧化物的形式表示為MnO4ZnO5Fe2O3。 [答案] (1)加熱(攪拌、增大硫酸濃度等) (2)MnO2+H2O2+2H+===Mn2++O2↑+2H2O (3)使溶液中的Zn2+、Fe3+完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,同時防止生成的Zn(OH)2溶解 使溶液中的Mn2+完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀 (4)洗滌 (5)調(diào)節(jié)濾液中Mn、Fe元素的含量,使各元素的配比符合錳鋅鐵氧體的組成 (6)MnO4ZnO5Fe2O3 【解題法】 物質(zhì)制備類化工流程題解題方法 化學(xué)與技術(shù)涉及大量的物質(zhì)制備類化工生產(chǎn)流程題,這類題目一般采用如下方法: (1)明確原始物質(zhì)及目標(biāo)產(chǎn)物。 (2)明確化工生產(chǎn)流程主線的特點(diǎn),一個完整的物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程一般具有下列特點(diǎn): →→→→ 根據(jù)以上特點(diǎn),首先逐一分析每一步流程中涉及的化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)原理、重要的操作步驟以及試劑和儀器等,然后與目標(biāo)產(chǎn)物聯(lián)系起來,形成整體思維,這樣就能化繁為簡,提升解題能力。 1.氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下: 回答下列問題: (1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是________。溶解溫度應(yīng)控制在60~70 ℃,原因是__________________________________________。 (2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式___________________。 (3)步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是________(寫名稱)。 (4)上述工藝中,步驟⑥不能省略,理由是__________________。 (5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有________(填字母)。 A.分餾塔 B.離心機(jī) C.反應(yīng)釜 D.框式壓濾機(jī) (6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g,將其置于過量的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用a molL-1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn),消耗K2Cr2O7溶液b mL,反應(yīng)中Cr2O被還原為Cr3+。樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 答案 (1)CuSO4(或Cu2+)溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解 (2)2Cu2++SO+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SO+2H+ (3)硫酸 (4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化 (5)BD (6)100% 解析 (1)題中采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl,所以步驟①還原劑只能是單質(zhì)銅,氧化產(chǎn)物為CuSO4。 (2)步驟③中的反應(yīng)物為硫酸銅、亞硫酸銨、氯化銨,生成了CuCl,銅元素化合價(jià)降低,所以SO作還原劑,生成SO,配平得:2Cu2++SO+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SO+2H+。 (3)由步驟①中加入了硫酸,經(jīng)過步驟⑧回收到硫酸銨可知酸洗采用的酸是硫酸。 (4)CuCl難溶于乙醇,在潮濕的空氣中易水解氧化,所以醇洗有利加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化。 (5)工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有離心機(jī)和框式壓濾機(jī)。 (6)根據(jù)題中信息可得關(guān)系式:6CuCl~6Fe2+~Cr2O,則n(CuCl)=ab10-36 mol, m(CuCl)=ab10-3699.5 g=0.597ab g,故樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。 2.以磷石膏(主要成分CaSO4,雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。 (1)勻速向漿料中通入CO2,漿料清液的pH和c(SO)隨時間變化如圖。清液pH>11時CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式為_______________;能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有________(填序號)。 A.?dāng)嚢铦{料 B.加熱漿料至100 ℃ C.增大氨水濃度 D.減小CO2通入速率 (2)當(dāng)清液pH接近6.5時,過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為________和________(填化學(xué)式);檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是__________________________________________。 (3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是___________________。 答案 (1)CaSO4+2NH3H2O+CO2===CaCO3+2NH+SO+H2O(或CaSO4+CO===CaCO3+SO)AC (2)SOHCO 取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全 (3)浸取液溫度上升,溶液中c(H+)增大,促進(jìn)固體中Ca2+浸出 解析 (1)清液pH>11時,通入CO2,CO2在堿性條件下轉(zhuǎn)化為CO,CaSO4與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCO3和SO。攪拌漿料、增大氨水濃度能提高轉(zhuǎn)化速率;加熱漿料至100 ℃,氨水易揮發(fā),CO2會逸出,轉(zhuǎn)化速率降低;減小CO2通入速率會降低轉(zhuǎn)化速率。 (2)當(dāng)清液的pH接近6.5時,清液呈弱酸性,濾液中濃度最大的陰離子為SO、HCO。根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)知,沉淀中可能含有(NH4)2SO4,可通過檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有SO來檢驗(yàn)沉淀是否洗滌完全。 (3) NH的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著浸取液溫度上升,NH的水解程度增大,溶液中c(H+)增大,促進(jìn)固體中Ca2+浸出。 3.(1)下列有關(guān)敘述正確的是________。 A.堿性鋅錳電池中,MnO2是催化劑 B.銀鋅紐扣電池工作時,Ag2O被還原為Ag C.放電時,鉛酸蓄電池中硫酸濃度不斷增大 D.電鍍時,待鍍的金屬制品表面發(fā)生還原反應(yīng) (2)鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬,目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅。某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分),以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示: 回答下列問題: ①硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進(jìn)行,所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學(xué)式為________。 ②焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸,該酸可用于后續(xù)的________操作。 ③浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為________,其作用是________________________________________。 ④電解沉積過程中的陰極采用鋁板,陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,陽極逸出的氣體是__________。 ⑤改進(jìn)的鋅冶煉工藝,采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程,既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒過程,又可獲得一種有工業(yè)價(jià)值的非金屬單質(zhì)?!把鯄核峤敝邪l(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為____________。 ⑥我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅。明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),……,然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,……,冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也?!痹摕掍\工藝過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,倭鉛是指金屬鋅) 答案 (1)BD (2)①ZnO ②浸出 ③鋅粉 置換出Fe等 ④O2 ⑤2ZnS+4H++O2===2Zn2++2S↓+2H2O ⑥ZnCO3+2CZn+3CO↑ 解析 (1)堿性鋅錳電池中,MnO2在正極發(fā)生反應(yīng),不是催化劑,A項(xiàng)錯誤;銀鋅紐扣電池工作時,Ag2O在正極得電子生成單質(zhì)Ag,B項(xiàng)正確;鉛酸蓄電池放電時,正、負(fù)極反應(yīng)都消耗H2SO4,硫酸濃度減小,C項(xiàng)錯誤;電鍍時,待鍍的金屬制品表面金屬陽離子得電子生成金屬單質(zhì),D項(xiàng)正確。 (2)①在氧氣氣氛的沸騰爐中,焙燒ZnS得到ZnO和SO2,焙砂的主要成分為ZnO。②含塵煙氣凈化后可制得硫酸,該酸可用于后續(xù)的浸出操作。③由題給條件可知,浸出液中混有雜質(zhì)金屬離子,需加入鋅粉將活潑性比鋅弱的金屬離子置換出來,以達(dá)到凈化的目的。④陽極是陰離子放電,即4OH--4e-===O2↑+2H2O,放出氧氣。⑤由題給信息可知,參加反應(yīng)的是ZnS、O2和酸,生成的非金屬單質(zhì)只能是S,即發(fā)生反應(yīng)2ZnS+4H++O2===2Zn2++2S↓+2H2O。⑥該煉鋅工藝過程是用碳還原ZnCO3,化學(xué)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑。 4.三氧化二鎳(Ni2O3)是一種重要的電子元件材料和蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢料(鎳、鐵、鈣、鎂合金為主)制取草酸鎳(NiC2O42H2O),再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水。根據(jù)下列工藝流程示意圖回答問題。 (1)操作1為______________________。 (2)生產(chǎn)過程中多次進(jìn)行過濾,實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作中需用到玻璃棒,下列實(shí)驗(yàn)操作中玻璃棒的作用完全相同的是________(填字母)。 ①配制0.1 mol/L的H2SO4溶液 ②測定Na2CO3溶液的pH?、塾玫矸跭I試紙檢驗(yàn)溶液中氧化性離子 ④加熱食鹽溶液制備NaCl晶體?、菖渲?0%的KNO3溶液 A.①⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④ (3)加入H2O2發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為______________;加入Na2CO3溶液調(diào)pH至4.0~4.5,其目的為___________________;加入NH4F后除掉的雜質(zhì)是______________________。 (4)草酸鎳(NiC2O42H2O)在熱空氣中干燥脫水后在高溫下煅燒三小時,制得Ni2O3,同時獲得混合氣體。草酸鎳受熱分解的化學(xué)方程式為____________________。 (5)工業(yè)上還可用電解法制取Ni2O3。用NaOH溶液調(diào)NiCl2溶液的pH至7.5,加入適量Na2SO4后采用惰性電極電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2有80%在弱堿性條件下生成ClO-,再把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的離子方程式為________________。a mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時,外電路中通過電子的物質(zhì)的量為__________________。 (6)電解法制取Ni2O3的實(shí)際過程中,有時獲得一種結(jié)晶水合物,已知含1 mol該物質(zhì)中含有0.5 mol結(jié)晶水。取該化合物20.2 g進(jìn)行充分加熱,獲得Ni2O3固體和0.2 mol水,則該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為________________________。 答案 (1)加酸溶解,過濾 (2)BC (3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 促進(jìn)鐵離子水解沉淀完全 Ca2+、Mg2+ (4)2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑ (5)ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O 1.25a mol (6)NiOOHH2O(或2NiOOHH2O) 解析 (1)分析實(shí)驗(yàn)流程:先加酸溶解樣品,過濾提純。 (2)②③作用相同,用于蘸取溶液;④⑤作用相同,用于攪拌。 (3)加入H2O2主要為了氧化亞鐵離子,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;加入Na2CO3溶液調(diào)pH至4.0~4.5,其目的是為了促進(jìn)鐵離子水解沉淀完全;加入NH4F,除掉的雜質(zhì)是Ca2+、Mg2+,故最后加入草酸生成草酸鎳沉淀。 (5)ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O 1 mol 2 n(ClO) a mol 則n(ClO)=0.5a mol Cl2+2OH-―→ClO-+Cl-+H2O 0.8n(Cl2) 0.5a mol 則n(Cl2)=0.625a mol 進(jìn)行電解時:2Cl-2e-===Cl2↑ 2 mol 1 mol n(e-) 0.625a mol 則n(e-)=1.25a mol (6)0.2 mol水的質(zhì)量為3.6 g,則m(Ni2O3)=20.2 g-3.6 g=16.6 g,n(Ni2O3)=0.1 mol 即:n(Ni2O3)∶n(H2O)=0.1 mol∶0.2 mol=1∶2,再利用原子守恒即可寫出結(jié)晶水合物的形式。 尿素不但可用作氮肥,也是一種重要的化工資源。 (1)尿素溶液可吸收硝酸工業(yè)尾氣中的NO、NO2,將其轉(zhuǎn)化為對大氣無污染的物質(zhì),若三者的物質(zhì)的量相等時,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________;該反應(yīng)中的氧化劑是________(填化學(xué)式)。 (2)利用尿素可生產(chǎn)三聚氰胺和純堿,其流程如圖: ①反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為________________________________;副產(chǎn)品b的化學(xué)式為________。 ②某同學(xué)根據(jù)本流程圖,模擬侯氏制堿法時,應(yīng)先通入________(“副產(chǎn)品a”或“副產(chǎn)品b”);若實(shí)驗(yàn)所用飽和氯化鈉溶液中含溶質(zhì)58.5 g(室溫),通入氣體足量,最后得到無水純堿26.0 g,則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為________;針對該實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該同學(xué)進(jìn)行認(rèn)真分析,發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒有錯誤,則造成損失的主要原因是____________________。 (3)含尿素的廢水超標(biāo)排放會造成水體富營養(yǎng)化,可加適當(dāng)NaClO處理,則處理過程的離子方程式為___________________________。 [錯因分析] 不能有效提取題干所給重要信息?;A(chǔ)知識不扎實(shí),產(chǎn)物不能準(zhǔn)確進(jìn)行判斷,同時對配平化學(xué)方程式經(jīng)常使用的得失電子守恒,原子守恒以及電荷守恒運(yùn)用不熟練導(dǎo)致方程式書寫受阻。 [解析] 本題考查尿素的綜合應(yīng)用、化學(xué)方程式的書寫等,意在考查考生綜合分析、解決具體問題的能力。 (1)轉(zhuǎn)化為對大氣無污染的物質(zhì),即N2、CO2,再根據(jù)物質(zhì)的量相等配平方程式;化合價(jià)降低、得到電子的是NO2、NO。 (2)①分析流程圖,a、b應(yīng)為NH3、CO2中的一種,根據(jù)C、N元素比例關(guān)系及元素守恒可確定a為NH3,進(jìn)而寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式。②模擬侯氏制堿法時,先通入溶解能力強(qiáng)的NH3,再通入CO2;依2NaCl~Na2CO3,產(chǎn)率=26.0 g(0.5 mol106 gmol-1)100%=49.06%。 (3)處理含尿素的廢水時,尿素作還原劑,得到N2,NaClO作氧化劑生成Cl-。 [答案] (1)CO(NH2)2+NO+NO2===CO2+2N2+2H2ONO、NO2 (2)①CO(NH2)2HCNO↑+NH3↑ CO2 ②副產(chǎn)品a 49.06% NaHCO3在水中有較大的溶解度,未能全部析出 (3)3ClO-+CO(NH2)2===CO2↑+2H2O+3Cl-+N2↑ [心得體會]- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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