考點(diǎn)22化工流程綜合題

考點(diǎn)22化工流程綜合題【學(xué)業(yè)要求】1.掌握常見工藝流程題的解題思路和總結(jié)解題方法，2.加強(qiáng)對(duì)元素及化合物知識(shí)的理解與應(yīng)用?！究键c(diǎn)梳理】工藝流程題的常見題型1．以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程原料處理階段的常見考查點(diǎn)：(1)加快反應(yīng)速率(2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、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．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：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(diǎn)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(diǎn)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二、工藝流程題的解題思路工藝流程題實(shí)際上是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。解此類題目的基本思路：(1)先粗讀，從題干中獲取有用信息，理清思路。先不必把每個(gè)環(huán)節(jié)的原理都搞清楚。(2)針對(duì)問題再精讀，分析細(xì)節(jié)，根據(jù)問題去研究某一步或某一種物質(zhì)。(3)要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達(dá)的規(guī)范性。2.工藝流程題的解題方法(1)明確目的，提取有用信息。通過閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，進(jìn)而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時(shí)所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相關(guān)信息——化學(xué)反應(yīng)方程式、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的溶解性等。(2)分析流程，弄清各步作用。對(duì)比分析流程圖中的第一種物質(zhì)(原料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，聯(lián)系問題有針對(duì)性地思考：原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)是否要除去，采用什么操作方法除去？(3)看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答。這一步很關(guān)鍵，歷年的評(píng)卷分析都指出考生的簡(jiǎn)述能力比較差，特別是化學(xué)用語的表述與實(shí)際要求存在很大偏差。所以答題時(shí)要看清問題，不能答非所問，要注意語言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，如分清是要求回答實(shí)驗(yàn)操作名稱還是具體操作步驟?！菊骖}演練】例1．(2023·江蘇合格考真題)氯化亞銅(CuCl)微溶于水，易被氧化，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥等行業(yè)。以廢銅渣(銅單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%，CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，其他雜質(zhì)不含銅元素)為原料，可制備CuCl并獲得副產(chǎn)品(NH4)2SO4，流程如下：（1）“浸出”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)有：反應(yīng)Ⅰ.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O反應(yīng)Ⅱ.4Cu+NH4NO3+5H2SO4=4CuSO4+(NH4)2SO4+3H2O①浸出溫度為20℃時(shí)，銅元素浸出率隨時(shí)間的變化如圖所示。銅元素浸出率=×100%結(jié)合圖像，從反應(yīng)速率的角度分析，可得出的結(jié)論是_______。②實(shí)際浸出溫度選擇65℃，可提高單位時(shí)間內(nèi)銅元素浸出率。若溫度過高，會(huì)產(chǎn)生紅棕色氣體，該氣體的化學(xué)式為_______。（2）充分浸出后，“還原”時(shí)加入的(NH4)2SO3溶液需略過量，“還原”后的濾液經(jīng)多次循環(huán)可提取一定量的(NH4)2SO4(忽略轉(zhuǎn)化流程中雜質(zhì)參與的反應(yīng))。①“還原”時(shí)(NH4)2SO3溶液過量的原因是_______(寫出兩點(diǎn))。②假設(shè)銅元素完全浸出，忽略過量(NH4)2SO3，計(jì)算100g廢銅渣理論上可制得CuCl與(NH4)2SO4的物質(zhì)的量______(寫出計(jì)算過程)?！敬鸢浮浚?）①.t1前，反應(yīng)速率較快，銅元素浸出率提高較快；t1后，反應(yīng)速率減慢，隨反應(yīng)時(shí)間增加，銅元素浸出率增幅減慢②.NO2（2）①.稍過量的(NH4)2SO3可以使Cu2+全部被還原，防止CuCl被氧化②.mol【解析】【分析】由制備流程和已知信息可知，廢銅渣在硫酸、硝酸銨、硫酸銨作用下發(fā)生浸取反應(yīng)，過濾后濾液中主要存在硫酸銅和硫酸銨，后經(jīng)亞硫酸銨還原，銅離子被還原為亞銅離子與氯離子結(jié)合生成氯化亞銅沉淀，亞硫酸銨被氧化為硫酸銨，過濾后得到氯化亞銅和副產(chǎn)物硫酸銨，硫酸銨可循環(huán)利用。據(jù)此解答該題?！拘?詳解】由圖中曲線可知，t1時(shí)間之前曲線斜率較大，說明反應(yīng)速率較快，銅元素的浸出率提高較快；t1后曲線漸趨平緩，反應(yīng)速率變慢，銅元素浸出變慢；溫度過高時(shí)，硝酸根氧化性增強(qiáng)，還原產(chǎn)物為二氧化氮，二氧化氮為紅棕色氣體?！拘?詳解】亞硫酸根具有還原性，能夠?qū)~離子還原為亞銅離子，同時(shí)也能防止亞銅離子被氧化，因此需要稍過量；由銅單質(zhì)和氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可得100g廢銅渣中含有銅64g、氧化銅8g，則銅元素的物質(zhì)的量為，由銅元素守恒可得生成氯化亞銅的物質(zhì)的量為；由反應(yīng)Ⅱ可知，浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為，還原過程中由轉(zhuǎn)移電子守恒可知銅與亞硫酸銨的比例為2:1，則消耗亞硫酸銨的物質(zhì)的量為，即生成硫酸銨的物質(zhì)的量為，則生成硫酸銨的總物質(zhì)的量為。例2．(2022·江蘇合格考)為實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)，CO2資源化利用成為研究熱點(diǎn)。將CO2轉(zhuǎn)化為甲酸(HCOOH)的一種流程如圖：（1）該流程還得到少量乙酸等副產(chǎn)物。甲酸和乙酸(CH3COOH)具有的相同官能團(tuán)是______。（2）CO2被捕集后生成NaHCO3。理論上1molNaOH捕集的CO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為______L。（3）在催化劑、加熱條件下，H2還原NaHCO3得到HCOONa。反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。【答案】（1）羧基（2）（3）H2+NaHCO3HCOONa+H2O【解析】【分析】過量CO2與NaOH反應(yīng)生成NaHCO3，NaHCO3與H2在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，經(jīng)過酸化生成HCOOH。【小問1詳解】甲酸（HCOOH）與乙酸（CH3COOH）的官能團(tuán)均為羧基（COOH）；【小問2詳解】由反應(yīng)NaOH+CO2=NaHCO3可知，1molNaOH捕集的CO2的物質(zhì)的量為1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為；【小問3詳解】在催化劑、加熱條件下，H2還原NaHCO3得到HCOONa，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，產(chǎn)物中還有H2O，方程式為H2+NaHCO3HCOONa+H2O。例3．(2020·江蘇合格考)硝酸鈣晶體[Ca(NO3)2·4H2O]常用于電子、儀表及冶金工業(yè)。一種利用CaO制備Ca(NO3)2·4H2O的流程如下：（1）“制漿”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。（2）“氣體X”的化學(xué)式是___。（3）Ca(NO3)2·4H2O的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示。“酸化”后制取Ca(NO3)2·4H2O的操作主要包括加熱濃縮、__、過濾、洗滌、干燥。實(shí)驗(yàn)室過濾操作必須用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和__。【答案】①.CaO+H2O=Ca(OH)2②.NH3③.降溫結(jié)晶④.漏斗【解析】【分析】（1）依據(jù)加入的物質(zhì)寫出化學(xué)方程式；（2）依據(jù)氫氧化鈣和硝酸銨反應(yīng)分析產(chǎn)生的氣體；（3）依據(jù)過濾的操作選擇儀器?！驹斀狻浚?）制漿的時(shí)候加入的是氧化鈣和水，所以化學(xué)方程式是CaO+H2O=Ca(OH)2，故答案為：CaO+H2O=Ca(OH)2。（2）制漿時(shí)生成了Ca(OH)2，氫氧化鈣與硝酸銨反應(yīng)生成氨氣，故放出氣體是氨氣，故答案為：NH3；（3）從溶液中獲得晶體需要蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥，過濾的時(shí)候需要的玻璃儀器有漏斗，燒杯，玻璃棒，故答案為：降溫結(jié)晶；漏斗。例4．(2017·江蘇合格考)）鐵黑（Fe3O4）是常見的鐵系顏料.一種制取鐵黑的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：制取鐵黑的反應(yīng)原理可表示為Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe(OH)2·2Fe(OH)3Fe3O4（1）加入氨水調(diào)pH至7～9時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。（2）為了保證鐵黑樣品的質(zhì)量，“合成”中需要控制的因素有_________________（填三個(gè)）。（3）鐵黑產(chǎn)品中Fe3O4的含量是判斷產(chǎn)品等級(jí)的依據(jù)之一。某鐵黑樣品中混有的雜質(zhì)為FeO、Fe2O3中的一種。根據(jù)國(guó)標(biāo)方法，進(jìn)行的測(cè)定實(shí)驗(yàn)如下：步驟1：稱取1.908g樣品置于錐形瓶中，加入足量鹽酸，加熱使之完全溶解。步驟2：向錐形瓶中先加入足量的SnCl2溶液，將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+，除去過量的Sn2+，再加入一定量的硫酸和磷酸，并滴加指示劑。步驟3：再向錐形瓶中滴加0.08200mol·L1K2Cr2O7溶液，發(fā)生反應(yīng)：Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O恰好完全反應(yīng)時(shí)，共消耗50.00mLK2Cr2O7溶液。請(qǐng)計(jì)算樣品中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）?！敬鸢浮浚?）Fe2++2NH3·H20=Fe(OH)2↓+2NH4+。通入空氣的量（或通入空氣的速率），控制氨水的濃度大小，還要控制反應(yīng)的溫度根據(jù)（3）Cr2O72~6Fe2+，n(Fe2+)=0.08200mol·L1×50.00×103L×6=2.46×102mol運(yùn)用極端假設(shè)法，根據(jù)鐵元素守恒有：第一種情況：全部為Fe3O4:2.46×102mol÷3×232g·mol1第二種情況：全部為Fe2O3:2.46×102mol÷2×160g·mol1第三種情況：全部為FeO:2.46×102mol×72g·mol108g<1.968g，所以該鐵黑中含有的雜質(zhì)是Fe2O3。3n（Fe3O4）+2n（Fe2O3）=2.46×102moln（Fe3O4）×232g·mol1+n（Fe2O3）160g·mol1解之得：n（Fe3O4）=0.0075mol，n（Fe2O3m（Fe3O4）=0.0075mol×232g·mol1ω（Fe3O4）=1.74g÷1.908g×100％≈91.2％【解析】（1）加入氨水調(diào)pH至7～9時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2NH3·H20=Fe(OH)2↓+2NH4+。由題給制備鐵黑的反應(yīng)原理可以推測(cè)在合成階段要通過條件控制使得部分Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3↓，那么就要控制通入空氣的量（或通入空氣的速率），控制氨水的濃度大小，還要控制反應(yīng)的溫度，這些條件在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該有最適應(yīng)的生產(chǎn)條件，保證經(jīng)濟(jì)效益最大化。根據(jù)Cr2O72~6Fe2+，n(Fe2+)=0.08200mol·L1×50.00×103L×6=2.46×102mol運(yùn)用極端假設(shè)法，根據(jù)鐵元素守恒有：第一種情況：全部為Fe3O4:2.46×102mol÷3×232g·mol1第二種情況：全部為Fe2O3:2.46×102mol÷2×160g·mol1第三種情況：全部為FeO:2.46×102mol×72g·mol108g<1.968g，所以該鐵黑中含有的雜質(zhì)是Fe2O3。3n（Fe3O4）+2n（Fe2O3）=2.46×102moln（Fe3O4）×232g·mol1+n（Fe2O3）160g·mol1解之得：n（Fe3O4）=0.0075mol，n（Fe2O3m（Fe3O4）=0.0075mol×232g·mol1ω（Fe3O4）=1.74g÷1.908g×100％≈91.2％【核心歸納】【過關(guān)檢測(cè)】1．（2023秋·江蘇南通·高二統(tǒng)考期末）二氧化碳的捕集和利用是我國(guó)能源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的一個(gè)重要研究方向。(1)某?？蒲腥藛T利用溶液實(shí)現(xiàn)“碳捕獲”的技術(shù)的裝置如圖，①在整個(gè)“捕捉”過程中，將溶液噴成霧狀是為了，若實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用，可采取的措施為。②下列溶液中，同樣能用于“捕捉”二氧化碳的是(填序號(hào))。A．溶液B．溶液C．溶液D．溶液(2)科學(xué)家提出用作催化劑，利用太陽能熱化學(xué)循環(huán)分解制取C。用作催化劑，通過兩步反應(yīng)分解制取C。已知第二步反應(yīng)為：，則第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)大連化學(xué)物理研究所人員最新研究發(fā)現(xiàn)，氮摻雜碳材料具有良好的導(dǎo)電性和易于調(diào)變的電子特性，可以很好地電催化還原制。則每生成(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為。(4)科研人員發(fā)現(xiàn)捕獲和轉(zhuǎn)化還可以通過如下途徑實(shí)現(xiàn)，其原理如圖所示。請(qǐng)用必要的化學(xué)用語和文字描述上述捕獲和轉(zhuǎn)化過程：?！敬鸢浮?1)增大和二氧化碳的接觸面積充分反應(yīng)在溶液中加入，過濾得溶液D(2)(3)(4)與反應(yīng)，被捕捉生成；然后在催化劑的作用下與反應(yīng)，生成和，同時(shí)重新生成?！窘馕觥浚?）①“捕捉”過程中，將溶液噴成霧狀是為了增大和二氧化碳的接觸面積充分反應(yīng)；若實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用，可在溶液中加入，過濾得溶液；②結(jié)合選項(xiàng)可知ABC均與不發(fā)生反應(yīng)，不能吸收，碳酸鈉溶液可與反應(yīng)生成碳酸氫鈉，可做捕獲劑；（2）利用太陽能熱化學(xué)循環(huán)分解制取C，總反應(yīng)為：，第二步反應(yīng)為：，第一步反應(yīng)=總反應(yīng)第二步反應(yīng)，可得：；（3）電催化還原制，到CO的過程中C的化合價(jià)由+4變?yōu)?2價(jià)，生成1molCO時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，則每生成(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)即0.1mol，該過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為0.2mol；（4）由圖可知與反應(yīng)，被捕捉生成；然后在催化劑的作用下與反應(yīng)，生成和，同時(shí)重新生成。2．（2022秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期中）根據(jù)所學(xué)知識(shí)填寫下列空白(1)以下物質(zhì)：①②醋酸③氨水④熔融⑤蔗糖⑥液氮⑦；現(xiàn)狀態(tài)下能導(dǎo)電的是(填序號(hào)，下同)；屬于非電解質(zhì)的是。(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，質(zhì)量為，其中含有的氧原子數(shù)目約為。(3)是一種酸性氧化物，可制取，從括號(hào)內(nèi)所給試劑(溶液、溶液、溶液)中選擇合適的，完成這一反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(4)可經(jīng)過如圖所示的轉(zhuǎn)化制取，已知“反應(yīng)Ⅱ”為復(fù)分解反應(yīng)。①寫出“反應(yīng)Ⅱ”的化學(xué)方程式：。②過濾后對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的操作為?！敬鸢浮?1)③④⑤⑦(2)13.2A(3)(4)取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀洗滌干凈【分析】MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取Cl2和MnCl2，MnCl2與Na2CO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)可制取MnCO3，過濾、洗滌、干燥可獲得MnCO3固體?！窘馕觥浚?）存在自由電子和自由移動(dòng)的離子可以導(dǎo)電，則能導(dǎo)電的為：③④；屬于非電解質(zhì)的是⑤⑦。（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，質(zhì)量為，其中含有的氧原子數(shù)目約為或。（3）和溶液反應(yīng)可制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（4）①“反應(yīng)Ⅱ”中，MnCl2與Na2CO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成MnCO3，化學(xué)方程式：。②過濾后對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，然后通過檢驗(yàn)洗滌液中是否含有Cl，確定沉淀是否洗滌干凈，操作為：取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀洗滌干凈。3．（2022秋·江蘇南通·高二江蘇省石莊高級(jí)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）根據(jù)信息書寫反應(yīng)的方程式：(1)除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3，寫出該反應(yīng)的離子方程式：。(2)氫氧化鎂中和過多的胃酸反應(yīng)的離子方程式：。(3)“潔廁靈(含鹽酸)”與“84”消毒液混合會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，寫出反應(yīng)的離子方程式。(4)已知SiO2屬于酸性氧化物，H2SiO3是難溶于水的弱酸。一種以SiO2為原料制取H2SiO3的流程如下：①寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式：。②寫出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式：?！敬鸢浮?1)＋CO2＋H2O=2(2)Mg(OH)2＋2H+=Mg2+＋2H2O(3)2H++ClO－+Cl－=Cl2↑+H2O(4)SiO2＋2NaOH=2Na2SiO3＋H2O＋2H+=H2SiO3↓【分析】(4)SiO2和NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)Ⅰ生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液中通入HCl氣體發(fā)生反應(yīng)Ⅱ生成H2SiO3?！窘馕觥浚?）往溶液中通入過量的CO2，將Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3，從而達(dá)到除雜的目的，反應(yīng)的離子方程式為＋CO2＋H2O=2。（2）胃酸的主要成分為HCl，則氫氧化鎂中和過多的胃酸反應(yīng)的離子方程式為Mg(OH)2＋2H+=Mg2+＋2H2O。（3）“潔廁靈”中的鹽酸與“84”消毒液的有效成分NaClO混合產(chǎn)生Cl2，反應(yīng)的離子方程式為2H++ClO－+Cl－=Cl2↑+H2O。（4）①反應(yīng)Ⅰ為SiO2和NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH=2Na2SiO3＋H2O；②Na2SiO3溶液中通入HCl氣體發(fā)生反應(yīng)Ⅱ生成H2SiO3，反應(yīng)的離子方程式為＋2H+=H2SiO3↓。4．（2023春·江蘇淮安·高二江蘇省淮安中學(xué)?？计谀┭芯康难h(huán)和轉(zhuǎn)化對(duì)生產(chǎn)、生活有重要的價(jià)值。Ⅰ．氨是重要的化工原料。某工廠用氨制硝酸和銨鹽的流程如圖所示：(1)設(shè)備1、3中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是、；設(shè)備2中通入的物質(zhì)A是。Ⅱ．氨氮廢水的處理是當(dāng)前科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。氨氮廢水中的氮元素多以和的形式存在。某工廠處理氨氮廢水的流程如下：(2)過程①的目的是將轉(zhuǎn)化為，并通過鼓入大量熱空氣將氨氣吹出，寫出轉(zhuǎn)化為的離子方程式：。(3)過程②中加入NaClO溶液可將氨氮化合物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，反應(yīng)后含氮元素、氯元素的物質(zhì)的化學(xué)式分別為、。(4)圖中含余氯廢水中含有NaClO，則X可選用(填序號(hào))的溶液達(dá)到去除余氯的目的。a．KOH

b．

c．

d．【答案】(1)空氣或(2)(3)(4)b【解析】（1）設(shè)備1中和發(fā)生催化氧化生成NO和H2O，化學(xué)方程式為；設(shè)備3中和發(fā)生反應(yīng)生成硝酸銨，化學(xué)方程式為；設(shè)備2中發(fā)生的反應(yīng)為，所以通入的物質(zhì)A是或空氣。（2）和堿反應(yīng)放出，反應(yīng)的離子方程式為；（3）過程②中加入NaClO溶液可將氨氮化合物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，所以含氮元素、氯元素的物質(zhì)的化學(xué)式分別為、NaCl。（4）含余氯廢水中含有NaClO，要除去NaClO，需用還原劑把NaClO還原為氯化鈉，所以需加入還原性物質(zhì)，故選b。5．（2023春·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期末）氮元素形成的化合物種類十分豐富。請(qǐng)根據(jù)以下工業(yè)制硝酸的原理示意圖回答含氮化合物相關(guān)的問題：(1)下列有關(guān)的說法中，不正確的是___________(填字母)。A．工業(yè)合成需要在高溫、高壓、催化劑下進(jìn)行B．可用來生產(chǎn)碳銨和尿素等化肥C．可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥D．受熱易分解，須置于冷暗處保存(2)易溶于水，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用充滿的燒瓶做噴泉實(shí)驗(yàn)(如圖)，引發(fā)噴泉的方法是。(3)氨氣在氧化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)工廠生產(chǎn)出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來運(yùn)輸，是因?yàn)樵诔叵?，濃硝酸能使鋁、鐵等發(fā)生現(xiàn)象，說明濃硝酸具有很強(qiáng)的性。(5)“吸收塔”尾部會(huì)有含NO、NO2等氮氧化物的尾氣排出，為消除它們對(duì)環(huán)境的污染，可用以下兩種方法處理：①可用ClO2將氮氧化物轉(zhuǎn)化成。向含ClO2的溶液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)至堿性，ClO2轉(zhuǎn)化為去除氮氧化物效果更好的NaClO2，再通入NO氣體進(jìn)行反應(yīng)。堿性條件下NaClO2去除NO反應(yīng)的離子方程式為。②氨轉(zhuǎn)化法。已知7mol氨恰好能將含NO和NO2共6mol的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，則混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為?！敬鸢浮?1)CD(2)打開夾子，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱氣體膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(3)4NH3+5O24NO+6H2O(4)鈍化氧化(5)3+4NO+4OH=4+3Cl+2H2O1:3【解析】（1）A．工業(yè)合成NH3需要在高溫、高壓，催化劑作用下反應(yīng)生成氨氣，A正確；B．氨氣是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料，NH3可用來生產(chǎn)碳銨和尿素等化肥，B正確；C．NH3可和濃硫酸、氯化鈣反應(yīng)，不能用濃硫酸或無水氯化鈣干燥，C錯(cuò)誤；D．NH3受熱不易分解，D錯(cuò)誤；故答案為：CD；（2）加熱時(shí)燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，氣體體積膨脹，當(dāng)氨氣與水接觸時(shí)，因氨氣極易溶于水而導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)迅速減小而形成噴泉，故答案為：打開夾子，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱氣體膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉；（3）氨氣進(jìn)入氧化爐催化氧化生成一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；（4）濃硝酸具有很強(qiáng)的氧化性，在常溫下能使鋁、鐵鈍化，即在Al、Fe表面形成一層致密的氧化物保護(hù)膜，故工廠生產(chǎn)出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來運(yùn)輸，故答案為：鈍化；氧化；（5）①堿性條件下NaClO2去除NO反應(yīng)生成NaNO3和NaCl，根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平可得，該反應(yīng)的離子方程式為：3+4NO+4OH=4+3Cl+2H2O，故答案為：3+4NO+4OH=4+3Cl+2H2O②氨轉(zhuǎn)化法，已知7mol氨恰好能將含NO和NO2共6mol的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，設(shè)6混合氣體中國(guó)NO的物質(zhì)的量為xmol，則NO2為(6x)mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒可知，2x+4(6x)=7×[0(3)]，解得x=1.5mol，則混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為1.5mol：(61.5)mol=1:3，故答案為：1:3；6．（2023春·江蘇無錫·高二校聯(lián)考期中）硫和氮及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，含氮氧化物和硫氧化物的尾氣需處理后才能排放。請(qǐng)回答下列問題：(1)稀硫酸、稀硝酸與銅粉反應(yīng)制膽礬晶體，過程中生成一種無色氣體，該氣體是(填化學(xué)式)，制得的膽礬晶體中可能存在的雜質(zhì)是填名稱。(2)Na2SO3是實(shí)驗(yàn)室重要的常見藥品，有一瓶放置了很久，小明同學(xué)想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這瓶藥品是否變質(zhì)。請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。(3)一種NH3催化還原NO的物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。若參與反應(yīng)的NH3和O2物質(zhì)的量之比為4∶1，寫出轉(zhuǎn)化時(shí)總反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(4)利用氨水可以將SO2和NO2吸收，原理如圖所示：NO2被吸收的離子方程式是。(5)在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl和NO。其他條件相同，NO轉(zhuǎn)化為NO的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調(diào)節(jié))的變化如圖所示。NaClO溶液的初始pH越小，NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是。【答案】(1)NO硝酸銅(2)取少量的Na2SO3固體藥品，加適量的蒸餾水溶解，向溶液中加入過量稀鹽酸，再滴加BaCl2溶液(或鹽酸酸化的氯化鋇)，若產(chǎn)生白色沉淀，則Na2SO3固體已變質(zhì)，若不產(chǎn)生白色沉淀，則Na2SO3固體未變質(zhì)(3)4NH3+4NO+O24N2+6H2O(4)2NO2+4HSO=N2+4SO+4H+(5)pH越小，溶液中HClO的濃度越大，氧化NO的能力越強(qiáng)【解析】（1）銅粉和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，故生成的無色氣體為NO，制得的膽礬晶體中可能存在的雜質(zhì)是硝酸銅。（2）檢驗(yàn)亞硫酸鈉是否變質(zhì)，需要檢驗(yàn)其中是否含有硫酸鈉，應(yīng)先將固體溶于水，再加足量的鹽酸除去亞硫酸鈉，然后再加氯化鋇溶液，看是否產(chǎn)生不溶于鹽酸的硫酸鋇沉淀，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為：取少量的Na2SO3固體藥品，加適量的蒸餾水溶解，向溶液中加入過量稀鹽酸，再滴加BaCl2溶液(或鹽酸酸化的氯化鋇)，若產(chǎn)生白色沉淀，則Na2SO3固體已變質(zhì)，若不產(chǎn)生白色沉淀，則Na2SO3固體未變質(zhì)。（3）根據(jù)示意圖可知反應(yīng)物是氧氣、NO和氨氣，生成物是氮?dú)夂退?，若參與反應(yīng)的NH3和O2的物質(zhì)的量之比為4：1，則根據(jù)電子得失守恒可知轉(zhuǎn)化時(shí)總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O。（4）二氧化氮被亞硫酸氫銨吸收生成氮?dú)夂土蛩徜@，1mol二氧化氮反應(yīng)時(shí)得4mol電子，1mol亞硫酸銨反應(yīng)時(shí)失2mol電子，根據(jù)電子得失守恒及元素守恒得反應(yīng)離子方程式為2NO2+4HSO=N2+4SO+4H+。（5）在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl和NO；從圖中可以看出，NaClO溶液的初始pH越小，NO轉(zhuǎn)化率越高，其原因是溶液pH越小，溶液中HClO的濃度越大，氧化NO的能力越強(qiáng)。7．（2023春·江蘇南通·高二統(tǒng)考階段練習(xí)）根據(jù)信息書寫指定反應(yīng)的方程式。(1)請(qǐng)從下列試劑中選擇合適的完成指定轉(zhuǎn)化(試制可以重復(fù)選擇)。試劑：稀硫酸、Na2CO3、NaOH、HI、FeCl3①Cu→Cu2+的離子方程式：。②ZnO(兩性氧化物)→ZnO的離子方程式：。(2)以電石為原料制取氣體A和Ca(ClO3)2的流程如圖：①寫出反應(yīng)I的化學(xué)方程式：。②寫出反應(yīng)II的化學(xué)方程式：?！敬鸢浮?1)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+(2)6Ca(OH)2+6Cl2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O【解析】（1）銅與氯化鐵發(fā)生反應(yīng)生成銅離子，離子方程式為：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；ZnO(兩性氧化物)可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成ZnO，離子方程式為：；（2）電石與水反應(yīng)生成氣體A：乙炔和氫氧化鈣，故反應(yīng)I的化學(xué)方程式為：；氯氣與氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成Ca(ClO3)2和CaCl2，反應(yīng)II的化學(xué)方程式為：6Ca(OH)2+6Cl2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。8．（2022秋·江蘇無錫·高二統(tǒng)考期末）二氧化氯消毒劑是國(guó)際公認(rèn)的高效消毒滅菌劑。(1)制備的一種反應(yīng)為：，用雙線橋法標(biāo)出其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(2)實(shí)驗(yàn)室可用亞氯酸鈉溶液與氯氣反應(yīng)制，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)可將廢水中的轉(zhuǎn)化為而除去，本身被還原為，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是。(4)可經(jīng)過題圖所示的轉(zhuǎn)化制取。已知“反應(yīng)II”為復(fù)分解反應(yīng)。①“反應(yīng)I”的離子方程式為。②過濾之后是洗滌，判斷沉淀是否洗滌干凈的方法是。(5)一種“二氧化氯泡騰片”有效成分為、、，該泡騰片能快速溶于水，產(chǎn)生大量氣泡，得到溶液。取某品牌泡騰片1片溶于水配成溶液，為測(cè)定溶液中的含量，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：①取該溶液，加入錐形瓶中，用稀硫酸調(diào)節(jié)溶液，再加入足量晶體，發(fā)生反應(yīng)：②用溶液和生成的碘單質(zhì)反應(yīng)，化學(xué)方程式如下：，恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗溶液。則配成的溶液中的物質(zhì)的量濃度為。(寫出計(jì)算過程)【答案】(1)(2)2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl(3)2∶5(4)MnO2+4H++2ClMn2++2H2O+Cl2取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀洗滌干凈(5)n(12103103mol，n(ClO2)=104mol，c(ClO2)==【解析】（1）氯酸鈉是氧化劑，氯酸鈉中+5價(jià)氯得電子化合價(jià)降低生成二氧化氯，亞硫酸鈉是還原劑，亞硫酸鈉中+4價(jià)硫失電子化合價(jià)升高變成硫酸鈉，每發(fā)生1mol上述反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子：；（2）實(shí)驗(yàn)室可用亞氯酸鈉溶液與氯氣反應(yīng)制，亞氯酸鈉作還原劑失電子化合價(jià)升高生成二氧化氯，氯氣作氧化劑得電子化合價(jià)降低生成氯化鈉，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl；（3）二氧化氯是氧化劑，得電子化合價(jià)降低為氯離子，錳離子失去電子化合價(jià)升高生成二氧化錳：6H2O+2ClO2+5Mn2+=12H++5MnO2+2Cl，故氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2∶5；（4）①該反應(yīng)是二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣的反應(yīng)：MnO2+4H++2ClMn2++2H2O+Cl2；②過濾之后是洗滌，判斷沉淀是否洗滌干凈的方法是過濾后對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，然后通過檢驗(yàn)洗滌液中是否含有Cl，確定沉淀是否洗滌干凈，操作為：取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀洗滌干凈；（5）由題干信息可知2ClO2～5I2～10，恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗溶液，n(12103103mol，n(ClO2)=104mol，c(ClO2)==。9．（2022秋·江蘇蘇州·高二張家港市沙洲中學(xué)?？茧A段練習(xí)）I.氯元素是中學(xué)化學(xué)中常見的重要非金屬元素之一，氯元素的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)與生活中有著重要的用途，依據(jù)所學(xué)知識(shí)完成下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的離子方程式是；若多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，其離子方程式為。II.常溫下，二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色氣體，具有強(qiáng)氧化性，已被聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織(WHO)列為高效安全消毒劑。常溫下，它可用氯酸鈉固體與濃鹽酸反應(yīng)制備得到，還有NaCl與Cl2生成。(2)寫出并配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)如果反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L氯氣，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為。(4)二氧化氯可迅速氧化硫化物(其中還原產(chǎn)物中氯元素為1價(jià))，以除去水中硫化物產(chǎn)生的臭味。取適量ClO2，通入到含有H2S(二元弱酸)的水中，再向其中加入少量氯化鋇溶液，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成。寫出ClO2與H2S水溶液反應(yīng)的離子方