1、第3节物质的制备课标要求核心素养了解常见物质的制备方法。1.实验探究能依据探究目的(物质的制备)设计并优化实验方案或实验装置，与同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想。2.社会责任注重环境保护，树立绿色化学理念，防止尾气污染空气。目标导读考点一常见气体的制备和收集 基础梳理 1.常见气体的实验室制法(1)O2 的实验室制法原理：2KClO3 2KCl3O22KMnO4K2MnO4MnO2O2装置类型：固固气体固液气体收集方法：排水法、向上排空气法。带火星的木条验满方法：将_放在集气瓶口，若木条复燃证明已集满。2H2O22H2OO22Na2O22H2O=4NaOHO2(2)CO2
2、 的实验室制法(3)H2 的实验室制法固液气体上NaHCO3溶液CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2ZnH2SO4=ZnSO4H2(4)NH3 的实验室制法2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O下红色(5)Cl2 的实验室制法MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2饱和食盐水淀粉-KI饱和食盐水NaOH装置类型装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等试管要干燥；试管口略低于试管底；加热时先预热再集中加热；用KMnO4制取O2时，需在试管口处塞一小团棉花2.常见气体制备的发生装置选择发生装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下表中
3、所示：装置类型装置图适用气体操作注意事项固、液加热型或液、液加热型Cl2 等加热烧瓶时要垫石棉网；反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片防暴沸(续表)装置类型装置图适用气体操作注意事项固、液不加热型O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；启普发生器只适用于_反应，且气体不溶于水；使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速和用量(续表)块状固体和液体收集方法排水法向上排空气法向下排空气法装置示意图收集原理收集的气体不与水反应且_收集的气体密度比空气_，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应收集的气体密度比空气_，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反
4、应典型气体H2、O2、NO、CO、CH2=CH2、CH4、CHCHCl2、HCl、CO2、O2、SO2、H2SH2、NH3、CH43.收集方法难溶于水大小特别提醒(1)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同。如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固-固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固-液不加热装置。(2)进行气体制备时，不要忘记先对装置进行气密性检验，再加入药品制备气体。(3)排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如 NO 能被氧气氧化，不能用排空气法收集。4.气体的净化碱性物质酸性物质(1)原理：酸性杂质用_吸收；碱性杂质用_吸收；易溶于水或能与
5、水反应的用水吸收；还原性杂质可用_来吸收或转化；氧化性杂质可用_来吸收或转化。(2)装置氧化性较强的物质还原性较强的物质干燥剂液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体_等_等(3)常见干燥剂NH3、H2S、HINH3Cl2、H2S、HCl5.尾气的处理通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常见仪器有：(1)吸收溶解度较小的尾气(如 Cl2、SO2等)用图_装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如 HCl、NH3 等)用图_或_装置。ABCDE(3)CO 等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法处理，如图_或_。特别提醒(1)有氧化性
6、的干燥剂(如浓硫酸)不能干燥有还原性的气体(如 H2S、HI 等)。(2)不能用 CaCl2 干燥 NH3，因为 CaCl2 与 NH3 能反应。(3)当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置除杂，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂，通常是干燥在前，除杂在后。(4)尾气处理装置应与大气相通。6.防倒吸装置的理解与应用(1)肚容式：对于 NH3、HCl 等易溶于水的气体吸收时，常用倒置的小漏斗、干燥管、双耳球等防倒吸装置，如下图所示：(2)分液式：把导气管末端插入气体溶解度小的液体中，不会发生倒吸，气体进入上层液体被充分吸收。像 HCl、NH3均可用如图所示装置吸收。自主测评 1.(201
7、9 年泰安模拟)如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为()。A.B.C.D.解析：用H2O2制O2的反应原理为2H2O22H2O O2，由反应物的状态和反应条件可选作为制取装置。干燥 O2 可选用或装置，要收集干燥的 O2 只能用装置，故合理的装置组合为或。答案：C2.如图是一套实验室制取气体的装置，用于发生、干燥、收集和吸收有毒气体，下列各组物质能利用这套装置进行实验的是()。A.MnO2和浓盐酸B.Na2SO3(s)和浓硫酸C.铜片和稀硝酸D.浓氨水和生石灰解析：A 项，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，氯气有毒，应有氢氧化钠
8、溶液吸收尾气，但反应需要加热才能进行，错误；B 项，亚硫酸钠和浓硫酸生成二氧化硫，有毒，用氢氧化钠溶液吸收尾气，正确；C 项，铜片和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，收集 NO 不能用排空气法，氢氧化钠溶液不能吸收一氧化氮尾气，错误；D 项，浓氨水和生石灰反应生成氨气，氨气密度比空气小，应用向下排空气法收集，错误。答案：B选项装置化学方程式A2H2OB2KMnO4 K2MnO4MnO2O2 考向精练 考向 1 气体制备装置的选择1.(2018 年郑州模拟)以下是几种常见的气体制取装置，不适用于相应化学反应的是()。4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl2选项装置化学方程式C2HNO3CaCO3=Ca(
9、NO3)2H2OCO2D2Na2O22H2O=4NaOHO2(续表)解析：A、B 分别为实验室制取氯气和氧气的装置和反应，正确；C 装置中用硝酸替换了实验室制二氧化碳中的盐酸，同样可以达到目的，正确；D 项中过氧化钠是一种淡黄色粉末，不是块状固体，故不能用简易启普发生器，错误。答案：D2.(2019 年衡阳模拟)下列实验装置图正确的是()。A.实验室制氯气C.实验室制氨气B.制备少量氧气D.用双氧水和二氧化锰制 O2解析：A项，MnO2与浓盐酸反应需加热且收集Cl2时需从长管进气；B 项，Na2O2 为粉末状易溶于水，隔板无用；D 项，排水法收集时，导管不能伸入集气瓶太长。答案：C思维建模气体
10、制备操作先后顺序(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。(2)加入试剂时：先固后液。(3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，然后点 酒精灯。(4)净化气体时：一般先除去杂质气体，最后除水蒸气。(5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。(6)防氧化实验：往往是最后停止通气。考向 2 气体收集装置的选择3.(2019 年武汉模拟)实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体 R，多余的气体可用水吸收，则 R 是()。A.HClB.Cl2C.COD.NH3解析：由收集装置可知 R 气体的密度比空气的小；由尾气处理装置可知 R 气体极易溶于水。答案：D4.(2019 年湘潭模拟)下列仪器和装置
11、，用橡胶管经过简单连接，可制备收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)。关于这些装置的连接，下列说法正确的是(提示：乙醇和浓硫酸混合共热至 170 制备乙烯)()。A.制备收集C2H4：连接adfB.制备收集NO2：连接acfC.制备收集Cl2：连接adeD.制备收集NH3：连接bde解析：制取乙烯需要用温度计控制温度为 170，A 错误；实验室用铜与浓硝酸反应制备二氧化氮，反应无需加热，且生成的二氧化氮能与水反应，所以不能用排水法收集，B错误；氯气能与碱石灰反应，所以不能用碱石灰进行干燥，C错误；实验室可用浓氨水和CaO固体反应制备NH3，反应式为NH3H2OCaO=Ca(OH)2NH3，浓氨
12、水易挥发，CaO 固体与水反应放出大量的热，氨气逸出，制得的氨气中含有水蒸气，可用碱石灰干燥，氨气密度比空气小，需用向下排空气法收集，所以连接 bde 可制备收集氨气，D 正确。答案：D方法技巧可用排饱和溶液方法收集的气体(1)CO2饱和NaHCO3溶液(2)SO2饱和NaHSO3溶液(3)H2S饱和NaHS溶液(4)Cl2饱和NaCl溶液选项 气体ANH3浓氨水生石灰浓硫酸BCl2浓盐酸MnO2H2OCNO2浓硝酸铜屑H2ODSO2硫酸Na2SO3浓硫酸考向 3 气体的净化及尾气处理的实验设计5.(2019 年邢台模拟)可用如图装置制取、净化、收集的气体是()。解析：NH3 能被浓硫酸吸收且
13、收集 NH3 应该用向下排空气法，A 错误；MnO2 与浓盐酸加热才能制得 Cl2，且 Cl2 能与 H2O 反应，应用饱和食盐水净化 Cl2，B 错误；NO2 能被水吸收，应用浓硫酸洗气，C 错误；硫酸与 Na2SO3 固体反应生成 SO2，用浓硫酸洗气，D 正确。答案：D6.(2019 年开封模拟)利用如图装置可以进行实验并能达到实验目的的是()。选项 实验目的 X中试剂 Y中试剂 A用 MnO2 和浓盐酸制取并收集纯净干燥的 Cl2饱和食盐水浓硫酸B用 Cu 与稀硝酸制取并收集纯净干燥的 NO水浓硫酸C用 CaO 与浓氨水制取并收集纯净干燥的 NH3NaOH 溶液碱石灰DCaCO3 和稀
14、盐酸制取并收集纯净干燥的 CO2饱和 NaHCO3溶液浓硫酸解析：用 MnO2 和浓盐酸制取 Cl2 需要加热，A 错误；不能使用排空气法收集 NO，B 错误；碱石灰呈固态，不能使用 Y 装置盛放碱石灰，且 NH3 密度比空气小，集气瓶的导气管应“长进短出”，C 错误；CaCO3 和稀盐酸制取的 CO2含有 HCl 和水蒸气，饱和 NaHCO3 溶液可以除去 HCl，浓硫酸可以干燥 CO2，所以可以制取并收集纯净干燥的 CO2，D正确。答案：DCl2 SO2 NO2H2SHClNH3CONO通入NaOH溶液通入CuSO4溶液或NaOH 溶液通入水通入水 或 H2SO4溶液点燃与 O2 混 合后
15、通 入NaOH溶液对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表所示：方法技巧有毒尾气的转化处理 基础梳理 1.氢氧化铝的制备(1)原理铝盐法：_；偏铝酸盐法：_；铝盐和偏铝酸盐水解法：_。(2)注意事项氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于氨水，制备时一般用可溶性铝盐与氨水反应。考点二几种重要非气态物质的制备Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3Al33AlO2 6H2O=4Al(OH)3(1)原理离子方程式：Fe22OH=Fe(OH)2。(2)注意
16、事项Fe(OH)2 具有强还原性，易被空气中的 O2 氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水常通过煮沸除去水中溶解的氧气。将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面下，再将氢氧化钠溶液挤出。还可在硫酸亚铁溶液上方加一层植物油，以减少与空气的接触。2.氢氧化亚铁的制备(1)原理化学方程式：_。(2)操作步骤红褐加热蒸馏水至沸腾，滴加 56 滴饱和氯化铁溶液，加热至液体呈_色停止加热，不可搅拌。3.氢氧化铁胶体的制备FeCl33H2O Fe(OH)3(胶体)3HCl(1)原理：_。(2)试剂的混合方法：先加入无水乙醇，再沿器壁慢慢加入浓硫酸，冷却至室温后再加冰醋酸。4
17、.乙酸乙酯的制备CH3COOHCH3CH2OH CH3COOCH2CH3H2O1.(2019 年泰安模拟)用含有少量 Mg 的 Al 片制取纯净的Al(OH)3，下列操作顺序中最恰当的组合是()。加入盐酸溶解加 NaOH 溶液过滤通入过加盐酸生成 Al(OH)3加过量氨量 CO2 生成 Al(OH)3水生成 Al(OH)3A.B.C.D.解析：AlNaAlO2Al(OH)3，C正确。答案：C 自主测评 2.(2020 届石家庄一中月考)用下列装置进行的实验，不能达到相应实验目的的是()。A.装置可除去 Cl2 中的 HCl 杂质B.装置可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色C.装置可制取金属锰D.装
18、置可用于收集H2、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体解析：氯气在水溶液中存在Cl2H2OHClHClO，NaCl 中含有氯离子，氯化钠溶液抑制氯气溶解，HCl极易溶于水，所以采用排饱和食盐水的方法除去氯气中的氯化氢，A正确；Fe(OH)2不稳定，易被氧气氧化生成Fe(OH)3，为防止氢氧化亚铁被氧化，应该将胶头滴管伸入到液面以下而隔绝空气，B 错误；Mn 的金属活动性弱于 Al，Al 和二氧化锰发生铝热反应冶炼Mn,3MnO24Al2Al2O33Mn，C 正确；常温下和空气中成分不反应，且密度和空气相差较大的气体均可以采用排空气法收集，故H2、CO2、Cl2、HCl、NO2 等气体均可以采用
19、排空气法收集，但收集氢气时 a 为进口、b为出气口，收集CO2、Cl2、HCl、NO2时，b为进气口、a 为出气口，D 正确。答案：B选项实验目的实验操作A制备 Fe(OH)3 胶体将 NaOH 浓溶液滴加到饱和FeCl3 溶液中B由 MgCl2 溶液制备无水MgCl2将 MgCl2 溶液加热蒸干C除去 Cu 粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥D比较水和乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 考向精练 考向 1 无机物的制备1.(2019 年石家庄模拟)下列实验操作能达到实验目的的是()。解析：NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3 溶液中得到的是Fe(OH)3
20、沉淀，并非 Fe(OH)3 胶体，A 错误；加热能促进 MgCl2水解和 HCl 逸出，最终 MgCl2 完全水解生成 Mg(OH)2，不能得到无水 MgCl2，B 错误；加入稀硝酸，CuO 和 Cu 均溶解，C 错误；根据 Na 分别与水、乙醇反应的剧烈程度或产生气泡的快慢可比较水和乙醇中氢的活泼性，D 正确。答案：D2.(2020 届潍坊模拟)兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)探究 SO2 的性质，并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气)(1)打开分液漏斗活塞，发现其中的液体不能流下，应采取的操作是_。(2)关闭 K2
21、、K3，打开 K1，观察到装置 C 中发生的现象是_。(3)装置 D 和 F 的作用是_。(4)关闭 K1、K3，打开 K2。一段时间后 E 中有 Na2S2O5晶体析出，装置 E 中发生反应的化学方程式为_。(5)设计实验验证 Na2S2O5 晶体在空气中已被氧化：_。解析：(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流下。(2)装置A中生成SO2，装置C中发生反应：H2OSO2Na2S=H2SNa2SO3、SO22H2S=3S2H2O，现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置 D 和 F 的作用是吸收 SO2，防止污染空气。(4)装置E中Na2SO
22、3与SO2反应生成Na2S2O5。(5)若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，则生成Na2SO4，可以利用稀盐酸和 BaCl2 溶液检验固体中含 SO24。答案：(1)取下分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔)(2)有淡黄色沉淀生成(3)吸收 SO2，防止污染空气(4)SO2Na2SO3=Na2S2O5(5)取少量 Na2S2O5 晶体于试管中，加适量水溶解，再滴加足量盐酸，振荡，无沉淀产生，再滴入 BaCl2 溶液(或取上清液于另一支试管中，滴加 BaCl2 溶液)，有白色沉淀生成，证明 Na2S2O5 晶体在空气中已被氧化思维建模物质制备流程考向 2 有机
23、物的制备 3.(不定项)有机玻璃的单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的合成原理如下：A.MMA的分子式为C5H7O2B.可用分液漏斗分离 MMA 和甲醇C.若反应的原子利用率为 100%，则 X 为 COD.、均可发生加成反应、氧化反应、取代反应下列说法不正确的的是()。解析：A项，由MMA结构简式可知其分子式为C5H8O2，错误；B 项，因为 MMA 与甲醇互溶，故不能用分液漏斗分离 MMA 和甲醇，错误；C 项，根据原子个数守恒可知，若反应的原子利用率为 100%，则物质 X 为 CO，正确；D 项，、均有碳碳双键，可发生加成反应、氧化反应，有酯基、甲基可发生取代反应，正确。答案：AB4.(20
24、19 年福州模拟)实验室制备 1,2-二溴乙烷的反应原理如下：CH3CH2OH CH2=CH2H2OCH2=CH2Br2BrCH2CH2Br可能存在的主要副反应：乙醇在浓硫酸的存在下在 140脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备 1,2-二溴乙烷的装置如图所示：物质乙醇1,2-二溴乙烷乙醚状态无色液体无色液体无色液体密度/(gcm3)0.792.20.71沸点/78.513234.6熔点/1309116有关数据列表如下：回答下列问题：(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 左右，其最主要的目的是_(填序号)。a.引发反应c.防止乙醇挥发b.加快反应速率d.减少副产物乙醚
25、的生成(2)在装置 C 中应加入_(填序号)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。a.水c.氢氧化钠溶液b.浓硫酸d.饱和碳酸氢钠溶液(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是_。(4)将 1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在_(填“上”或“下”)层。(5)若产物中有少量未反应的 Br2，最好用_(填序号)洗涤除去。a.水c.碘化钠溶液b.氢氧化钠溶液d.乙醇(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用_的方法除去。(7)反应过程中应用冷水冷却装置 D，其主要目的是_；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是_。解析：(2)根据题中提示，选用碱溶液来吸收酸性气体。(3)制备反
26、应是溴与乙烯的反应，制备反应结束时溴的颜色褪去。(4)1,2-二溴乙烷的密度大于水，因而在下层。(5)溴在水中溶解度小，不用水洗涤；碘化钠与溴反应生成的碘溶于 1,2-二溴乙烷，不用碘化钠溶液除溴；乙醇与 1,2-二溴乙烷混溶，不能用乙醇洗涤。(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，因为乙醚不能散发到空气中，且蒸发会导致 1,2-二溴乙烷挥发到空气中)。(7)溴易挥发，冷却可减少溴的挥发，但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。答案：(1)d (2)c (3)溴的颜色完全褪去(4)下(5)b (6)蒸馏1,2-二溴乙烷的熔点低，过度冷却(7)防止溴大量挥发会凝固而堵塞导管有
27、机物制备的几个关键点方法技巧(1)把握制备过程(2)熟悉题目设问有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使廉价的反应物过量，以提高较昂贵反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸馏、分液等。(3)掌握答题流程考向 3 以“化工流程”为载体的物质制备5.(2019 年惠州模拟)由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下：(1)写出 KIO3 在日常生活中的一个重要应用：_。为避免0.9 molL1 FeI2溶液
28、中Fe2水解生成胶状物吸附(2)检验“含碘废水”中是否含有单质 I2 的常用试剂是_(写试剂名称)。(3)通入SO2的目的是将I2还原为I，该反应的离子方程式为_。(4)工艺中五种物质的制备反应中，不涉及氧化还原反应的步骤是“制_”。(5)“制 KI(aq)”时，该温度下水的离子积为 Kw1.01013，KspFe(OH)29.01015。I，起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于_。(6)“制 KIO3 溶液”反应的离子方程式为_。(7)KCl、KIO3 的 溶 解 度 曲 线 如 图 所 示。流 程 中 由“KIO3(aq)”得到 KIO3 晶体的操作步骤为_。解析：(1)KIO3 是
29、日常生活中食用加碘盐的主要添加剂，可以预防碘缺乏病。(2)因淀粉遇碘变蓝，因此检验“含碘废水”中是否含有单质 I2，常用的试剂是淀粉溶液。(3)通入 SO2的目的是将 I2 还原为 I，二氧化硫被氧化生成硫酸，反应的离子方程式为 SO2I22H2O=SO24 2I4H(或 2SO2I22Cu24H2O=2CuI2SO24 8H)。(4)根据工艺流程图，五种物质的制备反应中，只有制备 KI 溶液的过程中 没 有 元 素 化 合 价 的 变 化，不 涉 及 氧 化 还 原 反 应。(5)KspFe(OH)29.01015，现测得溶液中 c(FeI2)为 0.9 molL1，则 c(OH)9.010
30、150.9107 molL1，此温度下，Kw1.01013，c(H)1.01013107106 molL1，pHlg1066.0。(6)“制 KIO3 溶液”时，氯气和碘单质与氢氧化钾溶液反应生成 KIO3 和氯化钾，反应的离子方程式为 5Cl2I212OH=2IO3 10Cl6H2O。(7)由溶解度曲线图可知，KIO3 的溶解度小于 KCl 且 KIO3 的溶解度随温度升高而增大，由 KIO3 溶液得到 KIO3 晶体，可以通过蒸发浓缩、降温结晶的方法得到。答案：(1)食盐添加剂，补充碘，预防碘缺乏病(2)淀粉溶液(4)KI(aq)(5)6.0(7)蒸发浓缩，降温结晶(3)SO2I22H2O
31、=SO24 2I4H(或 2SO2I22Cu24H2O=2CuI2SO24 8H)(6)5Cl2I212OH=2IO3 10Cl6H2O1.(2019 年新课标卷)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等生产。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3离子，可选用的回答下列问题：(1)在 95“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_。(2)“滤渣 1”的主要成分有_。化学试剂是_。(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3H2OH酸
32、；在“过滤 2”前，将溶液 pH 调节至 3.5，目的是_。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为_，母液经加热后可返回_工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_。B(OH)4，Ka5.811010，可判断 H3BO3 是_解析：(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢铵溶液吸收，反应方程式为：NH3NH4HCO3=(NH4)2CO3。(2)滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe2O3、Al2O3、SiO2；检验Fe3，可选用的化学试剂为KSCN溶液。(3)由硼酸的解离方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼
33、原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在“过滤 2”前，将溶液 pH 调节至 3.5，目的是将 B(OH)4 转化为 H3BO3，并促进 H3BO3 析出。(4)沉镁过程中用碳酸铵溶液与 Mg2反应生成 Mg(OH)2MgCO3，沉镁过程的离子反应母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工序循环使用；碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。答案：(1)H4HCO3NH3=(NH4)2CO3(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN溶液(3)一元弱 转化为H3BO3，促进析出为 2Mg22H2O3CO23=Mg(
34、OH)2MgCO32HCO3；(4)2Mg2 3CO 23 2H2O=Mg(OH)2MgCO3 2HCO3 或 2Mg2 2CO23 H2O=Mg(OH)2MgCO3CO2 溶浸 高温焙烧2.(2019 年新课标卷)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白)是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_(填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可
35、通过水蒸气变换反应将其转化为 CO2 和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_。在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_(填化学式)。沉淀器中反应的离子方程式为_。(3)成品中 S2的含量可以用“碘量法”测得。称取 m g样品，置于碘量瓶中，移取 25.00 mL 0.100 0 molL1 的 I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应 5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的 I2 用 0.100 0 molL1 Na2S2O3 溶液滴定，反应式为 I22S2O23=2IS4O26。测定时消耗 N
36、a2S2O3 溶液体积 V mL。终点颜色变化为_，样品中 S2的含量为_(写出表达式)。解析：(1)焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A 项，钠的焰色为黄色，错误；B 项，钙的焰色为红色，错误；C 项，钾的焰色为浅紫色，错误；D 项，钡的焰色为绿色，正确。(2)注意焦炭过量生成 CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为 BaS 与 CO，写出方程式BaSO44CBaS4CO；CO与水蒸气反应生成CO2与H2，写出方程式COH2OCO2H2。根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，质与硫离子的反应为S2I2=S2I；碘单质与淀粉混合还原料硫化钡与空气中的水
37、、二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，写成化学式，写出离为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的 I2，故终点颜色变化为蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为 n mol：子方程式 S2Ba2Zn2SO24=BaSO4ZnS。(3)碘单S2 I2 2S2O23 I21 mol 1 mol 2 mol 1 moln mol n mol 0.1V103 mol 120.1V103 moln120.1V103 mol250.1V103 mol，得 n2512V 104
38、 mol则样品中硫离子含量为：nMS2m100%25.0012V0.100 032m1000100%。答案：(1)D(2)BaSO44CBaS4CO COH2OCO2H2BaCO3 S2Ba2Zn2SO24=BaSO4ZnS(3)蓝色至无色 25.0012V 0.100 032m1000100%相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀3.(2019 年新课标卷)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含 Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si 等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：的 pH 范围如下：金属离子Mn2 Fe2 Fe3
39、Al3 Mg2 Zn2 Ni2开始沉淀的 pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的 pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣 1”含有 S 和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：_。(2)“氧化”中添加适量的 MnO2 的作用是_。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2和Ni2，“滤渣3”的(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2。若溶液酸度过高，Mg2沉淀不完全，原因是_(3)“调 pH”除铁和铝，溶液的 pH 范围应调节为_6 之间。主要成分是_。_。(6)写出“沉锰”的离子方程式：_。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极
40、材料，其化学式为 LiNixCoyMnzO2，其中 Ni、Co、Mn 的化合价分别为2、3、4。当 xy13时，z_。解析：(1)Si 元素以 SiO2 或不溶性硅盐存在，SiO2 与硫酸不反应，所以滤渣 1 中除了 S 还有 SiO2；在硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，化学方程式为 MnO2 MnS 2H2SO4=2MnSO4S2H2O。(2)二氧化锰作为氧化剂，使得MnS反应完全，且将溶液中Fe2氧化为Fe3。(3)由表中数据知pH在4.7时，Fe3和Al3沉淀完全，所以应该控制pH 在 4.76 之间。(4)根据题干信息，加入 Na
41、2S 除杂为了除去锌离子和镍离子，所以滤渣 3 是生成的沉淀 ZnS 和 NiS。(5)由HFHF知，酸度过大，F浓度降低，使得MgF2Mg22F平衡向沉淀溶解方向移动，Mg2沉淀不完全。(6)根据题干信息，沉锰的过程是生成了 MnCO3 沉淀，所以反应离子方程式为 Mn22HCO3=MnCO3CO2H2O。(7)根据化合物中各元素化合价代数和为 0 的规律得(1)(2)13(3)13z(4)(2)20，计算得：z13。答案：(1)SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O(2)将Fe2氧化为Fe3(3)4.7(4)NiS和ZnS(5)F与H结合形成弱电解质HF，MgF2 Mg22F平衡向右移动(6)Mn22HCO3=MnCO3CO2H2O(7)13