1、大专题冲关 (一 ) 化学计算的常用方法一、解答连续反应类型计算题的捷径 关系式法1.原理 :多个反应连续发生时 ,起始物与目标产物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式 ,找出连续反应的过程中 ,不同反应步骤之间反应物、生成物 “ 物质的量 ” 的关系 ,最后确定已知物和目标物之间 “ 物质的量 ” 的关系 ,列式求解 ,从而简化运算过程。2.方法 :多步反应中建立关系式的方法 :(1)叠加法 ;(2)元素守恒法 ;(3)电子转移守恒法。3.解题步骤 :写出各步反应的化学方程式根据化学方程式找出作为中介的物质 ,并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量 (质量或
2、物质的量或相同条件下气体的体积 )的关系确定已知物质和所求物质之间量的关系根据所确定的已知物质和所求物质之间量的关系和已知条件进行计算二、化学方程式计算中的巧思妙解 差量法1.差量法的应用原理差量法是指根据化学反应前后物质的 “ 量 ” 发生的变化 ,找出 “ 理论差量 ” 。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等 ,用差量法解题先把化学方程式中的对应差量 (理论差量 )跟差量 (实际差量 )列成比例 ,然后求解。常用于反应物没有完全反应的相关计算。2.解题的一般步骤(1)准确写出有关反应的化学方程式。(2)深入细致地分析题意 ,关键在于有针对性地找出产生差量的
3、 “ 对象 ” 及 “ 理论差量 ” 。(3)根据反应方程式 ,从 “ 实际差量 ” 寻找比例关系 ,列比例式求解。3.使用差量法的注意事项(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。(2)有关物质的物理量及其单位都要正确地使用 ,即 “ 上下一致 ,左右相当 ” 。三、混合物类计算的 “ 简化高手 ” 极值法1.极值法的含义极值法是利用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧 ,它是将题设构造为问题的两个极端 ,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的极值 ,进行判断分析求出结果 ,有时也称为极端假设法。2.解题思路(1)把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。(2)把混合物
4、假设成为某一纯净物。(3)把多个同时进行的反应假设成单一反应。3.极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势 ,选好极端假设的落点。典例共研【 例 1】 将总物质的量为 n mol的钠和铝的混合物 (其中钠的物质的量分数为x),投入一定量的水中充分反应 ,金属没有剩余 ,共收集到标准状况下的气体 V L。下列关系式中正确的是 ( )A.x=V/(11.2n) B.0x0.5C.V=33.6n(1-x) D.11.2nV22.4n答案 :D【 例 2】 为了检验某含有 NaHCO3杂质的 Na2CO3样品的纯度 ,现将 w1 g样品加热,其质量变为 w2 g,则该样品的纯度 (质量分数 )是 ( )答案
5、 :A 【 例 3】 为了测定 NaClO2粗品的纯度 ,取粗产品 10.0 g溶于水配成 1 L溶液 ,取出 10 mL溶液于锥形瓶中 ,再加入足量酸化的 KI溶液 ,充分反应后 (NaClO2被还原为 Cl-,杂质不参加反应 ),加入 2 3滴淀粉溶液 ,用 0.20 molL -1Na2S2O3标准液滴定 ,达到滴定终点时用去标准液 20.00 mL,试计算 NaClO2粗品的纯度。 (提示 :2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI) 答案 :90.5% 训练突破1.将 a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后 ,气体体积变为 b L(气体体积均在同温同压下测定 ),该
6、 b L气体中 NH3的体积分数是 ( )C2.导学号 96656021 两种金属混合物共 15 g,投入足量的盐酸中 ,充分反应后得到 11.2 L H2(标准状况 ),则原混合物的组成肯定不可能为 ( )A.Mg和 Ag B.Zn和 Cu C.Al和 Zn D.Al和 CuB解析 :法一 :本题可用平均摩尔电子质量 (即提供 1 mol电子所需金属的质量 )法求解。反应中 H+被还原生成 H2,由题意可知 15 g金属混合物可提供 1 mol e-,其平均摩尔电子质量为 15 g mol-1。选项中金属 Mg、 Zn、 Al的摩尔电子质量分别为 12 g mol-1、 32.5 g mol
7、-1、 9 g mol-1,其中不能与盐酸反应的 Ag和 Cu的摩尔电子质量可看作无穷大。根据数学上的平均值原理可知 ,原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于 15 g mol-1,另一种金属的摩尔电子质量小于 15 g mol-1。由此可判断出原混合物肯定不可能是 Zn和 Cu。解析 :法二 :本题可用极值法。若产生 1 mol H2,则金属混合物质量为 30 g。题目所给金属产生 1 mol H2需要的质量分别为 Mg(24 g)、 Zn(65 g)、 Al(18 g),Ag、 Cu由于不反应可认为无穷大 ,据数学中的平均值原理 ,若为金属混合物 ,一种金属大于 30 g,另一种金属小于 3
8、0 g即可。显然 B不可能。 相关物质的溶度积常数见下表 :物 质 CuCl CuIKsp 1.710 -7 1.310 -12某学习小组用 “ 间接碘量法 ” 测定含有 CuCl22H 2O晶体的试样 (不含能与 I-发生反应的氧化性杂质 )的纯度 ,过程如下 :取 0.36 g试样溶于水 ,加入过量 KI固体 ,充分反应 ,生成白色沉淀。用 0.100 0 molL -1 Na2S2O3标准溶液滴定 ,到达滴定终点时 ,消耗 Na2S2O3标准溶液 20.00 mL。(1)可选用 作滴定指示剂 ,滴定终点的现象是 .。(2)CuCl2溶液与 KI反应的离子方程式为 。解析 :(1)由题意可
9、知在滴定过程中有 I2反应 ,可用淀粉溶液作为指示剂 ,终点现象为蓝色褪去且半分钟内不复色。(2)根据溶度积 Ksp(CuI)Ksp(CuCl)可知白色沉淀为 CuI,其离子方程式为2Cu2+4I- I2+2CuI 。答案 :(1)淀粉溶液 蓝色褪去 ,半分钟内不复色(2)2Cu2+4I- 2CuI+I 2答案 :(3)95.0%或 0.950(3)该试样中 CuCl22H 2O的质量百分数为 。 大专题冲关 (三 ) 常见气体的实验室制备1.气体制备的一般流程2.常见气体的制备装置类 型 固体 +固体加 热固体 +液体加 热 固 (或液 )体 +液体不加 热装置适用的气体 O2、 NH3 C
10、l2 H2、 CO2、 NO2、 O2、 NH33.常见净化装置装置 为 加 热 固 态试剂 以除去气体中 杂质 的装置 ,为 防止固体 “ 流 动 ” ,两端用石棉或玻璃棉堵住 ,但要使气流通 畅装置一般盛液体 试剂 ,用于洗液装置一般盛固体 试剂 ,用于气体除 杂 和定量 计 算4.气体收集方法收集方法 排水 (液 )法 向上排空气法 向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应 且 难 溶于水收集的气体密度明 显比空气大 ,不与空气中成分反 应收集的气体密度明 显比空气小 ,不与空气中的成分反 应收集装置举例O2、 H2、 Cl2(饱 和食盐 水 )、 CO、 CO2(饱和 NaHCO3 溶
11、液 )等SO2、 NO2、 CO2、 Cl2等 H2、 NH3、 CH4等5.尾气的处理(1)无毒、无害气体直接排空 ,无须处理 ,如 N2、 O2、 CO2等。(2)溶解度较小的有毒气体 ,可直接通入某种特定试剂中吸收除去 (如图甲),如 Cl2、 NO2均可通入 NaOH溶液中除去。(3)对于溶解度很大的气体 ,吸收时应防止倒吸 (如图乙 )。(4)可燃性气体可用点燃或转化的方法除去 (如图丙 ),如 CO、 H2可点燃或通过灼热的 CuO转化除去 ;也可以收集后集中处理 (如图丁 )。6.常见制气装置的延伸与创新(1)固体 +液体或液体 +液体 气体发生装置 :(2)固体 +液体 (不加
12、热 ) 气体发生装置 :典例共研 【例 1】 用如图装置制取、提纯并收集表中的四种气体 (a、 b、 c表示相应仪器中加入的试剂 ),其中可行的是 ( )气体 a b cA NO2 浓 硝酸 铜 片 NaOH溶液B SO2 浓 硫酸 Cu 酸性 KMnO4溶液C NH3 浓 氨水 生石灰 碱石灰D O2 双氧水 MnO2 浓 硫酸解析 :A项 ,NO2能与氢氧化钠溶液反应 ,收集不到 NO2气体 ,错误 ;B项 ,铜和浓硫酸反应需要加热 ,且 SO2能被酸性 KMnO4溶液氧化吸收 ,故不能用酸性 KMnO4溶液除杂 ,错误 ;C项 ,碱石灰是固体干燥剂 ,应放在干燥管中 ,且需用向下排空气法
13、收集 NH3,错误 ;D项 ,双氧水在 MnO2的催化作用下分解放出 O2,能用浓硫酸干燥 ,其密度大于空气 ,可用向上排空气法收集 ,正确。答案 :D【 例 2】 某一兴趣小组准备在实验室中制 H2,装置如图所示。可是在实验室中发现酸液不足而又无其他酸液可加入。为达到实验目的 ,则可以从长颈漏斗中加入下列试剂中的 ( )NaNO 3溶液 酒精 四氯化碳 苯 Na2CO3溶液 KCl溶液A. B. C. D.解析 : 加入 NaNO3溶液 ,相当于锌粒与硝酸反应 ,会产生氮的氧化物 ,故不可以 ; 加入酒精 ,能增大酸溶液的体积 ,且不影响反应 ,故可以 , 四氯化碳的密度比水大 ,能使酸液的
14、液面上升 ,故可以 ; 苯的密度比水小 ,加入苯仍不能使锌粒与酸接触 ,故不可以 ;Na 2CO3溶液与稀硫酸反应放出二氧化碳 ,故不可以 ; 加入 KCl溶液相当于稀释硫酸 ,增大溶液体积 ,故可以。答案 :D训练突破 1.导学号 96656099 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示 (省略夹持和净化装置 )。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验 ,最合理的选项是 ( )选项 a中的物 质 b中的物 质 c中收集的气体 d中的物 质A 浓 氨水 CaO NH3 H2OB 浓 硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液C 稀硝酸 Cu NO2 H2OD 浓盐 酸 MnO2 Cl
15、2 NaOH溶液解析 :NH3应用向下排气法收集 ,A项不合理 ;稀硝酸与 Cu反应 ,产物为 NO,且NO与空气中的 O2反应 ,不应用排气法收集 ,C项不合理 ;浓盐酸与 MnO2在常温下不反应 ,D项不合理。2.下列选用的实验仪器或实验装置符合实验要求且安全的是 ( )B 解析 :A中的蒸馏烧瓶必须垫石棉网才能加热 ;C中制备的 NO2不能用排水法收集 ;D中的长颈漏斗下端应插入液面以下。3.导学号 16972117 NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用 NH4Cl和 Ca(OH)2制备 NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为。 解析 :(1)NH4Cl和 Ca(OH)2制备
16、 NH3是固体混合物加热制取气体的反应 ,试管口应向下倾斜 ,发生装置选 A,NH3密度比空气小 ,用向下排空气法收集 ,收集装置选 C,氨气极易溶于水 ,要用防倒吸装置 ,但不能距离水太远 ,也不能插入液面以下 ,选 G,故选 A、 C、 G。答案 :(1)A、 C、 G(2)按如图装置进行 NH3性质实验。 先打开旋塞 1,B瓶中的现象是 , 原因是 , 稳定后 ,关闭旋塞 1。 再打开旋塞 2,B瓶中的现象是 。 解析 :(2) 先打开旋塞 1,B瓶中的现象是产生白色的烟 ,原因是先打开旋塞1,由于 A中气体压强大于 B中气体压强 ,HCl向 B中扩散 ,氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗
17、粒 ,氯化铵小颗粒形成白烟。 再打开旋塞 2,现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入 B瓶中 ,这是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压强变小 ,打开旋塞 2后 ,大气压就会把烧杯中的溶液压到烧瓶中 ,同时由于 A中的 HCl不可能全部进入 B中 ,A中 HCl过量 ,就算不能完全进入 B瓶 ,B中的氨气也应能完全反应 ,形成氯化铵 ,石蕊溶液进入 B中 ,B中的 NH4Cl溶于石蕊溶液 ,溶液显酸性 ,所以石蕊溶液显红色。答案 :(2) 产生白烟 打开旋塞 1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒 ,形成白烟 烧杯中的石蕊溶液会倒流进入 B瓶中 ,形成红色溶液大专题冲关 (二 ) 无机化工流
18、程题型突破一、题型结构化工流程线路示意图规律 :主线主产品 ,分支副产品 ,回头为循环。二、解题思路及方法1.解题思路 2.解题方法(1)首尾分析法 :对线型流程工艺 (从原料到产品为一条龙的生产工序 )试题 ,首先对比分析流程图中的第一种物质 (原材料 )与最后一种物质 (产品 ),从此分析中找出它们的关系 ,弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺 ,再结合题设问题 ,逐一解答。(2)分段分析法 :对于用同样的原料生产多种 (两种或两种以上 )产品 (含副产品 )的工艺流程题 ,用此法更容易找到解题的切入点。(3)交叉分析法 :有些化工生产选用多组原材料 ,先合成一种或几种中间产
19、品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品 ,这种题适合用交叉分析法。即将提供的流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线 ,然后上下交叉分析。三、涉及问题原料 预处 理 阶 段1.研磨、粉碎、喷 洒(1)可增大反 应 物的接触面和接触机会 ,加快反 应 速率 ,以提高原料转 化率、利用率、浸取率的目的(2)增大接触面 积 的具体措施有 :固体采用粉碎、研磨的方法 ;液体采用 喷 洒的方法 ;气体采用多孔分散器等2.浸出(1)即浸取、溶解 :向固体中加入适量溶 剂 ,使其中可溶性的物 质 溶解或通 过 反 应进 入溶液。 (分 :水浸、酸浸、碱浸、醇浸等 )(2)水浸
20、:是 为 了分离水溶性和非水溶性的物 质(3)酸浸 :是 为 了溶解金属、金属氧化物、 调节 pH促 进 某离子的水解而 转 化 为 沉淀等(4)碱浸 :是 为 了除去油 污 、溶解酸性氧化物、溶解 铝 及其化合 物、 调节 pH等(5)醇浸 :为 了提取有机物3.如何提高浸出率(1)浸出率 :实际 浸取量与理 论 浸取量的比 值(2)提高浸取率可从反 应 物接触面 积 、接触机会、温度、反 应物的 浓 度、溶 剂 性 质 等方面思考 ,适当延 长 浸出 时间 、多次浸取等也有助于提高浸出率4.灼 烧 (煅烧 、焙 烧 ) 是指在高温下使固体原料分解、反 应 或改 变结 构5.搅 拌、 加 热
21、加速溶解 ;增大反 应 物的接触面 积 ,加快反 应 速率 ;对 于吸 热 反应 ,加 热 可同 时 提高原料的 转 化率 ,但要避免反 应 物或生成物的 过热 分解6.增大反 应物 浓 度、 加 压(1)可加快反 应 速率(2)加 压 一般是提高气体反 应 物 浓 度措施 ,在气体和固体、液体反 应 的体系中并不适宜(3)生 产 中常使廉价易得的原料适量 过 量 ,以提高另一原料的利用率7.催化 剂 大大提高反 应 速率、降低能耗 ,但不影响化学平衡。使用 时必 须 注意其活性温度 ,且防止 杂质 使催化 剂 “ 中毒 ” ,延 长使用寿命8.表面 处理含有很多 ,如除去表面油 污 ,或金属
22、晶体可用机械法打磨 ,或化学法除去表面氧化物等分离与提 纯 条件的控制1.控制 pH (1)目的 :使某些金属离子形成 氢 氧化物沉淀而分离(2)方法 :加入能消耗 H+的物 质 且不引入新的 杂质 。如要除去Cu2+中混有的 Fe3+,可加入 CuO、 Cu(OH)2、 Cu2(OH)2CO3等来 调节 溶液的 pH2.控制体系的环 境 氛 围(1)蒸 发 或 结 晶 时 ,加入相 应 的酸或碱以抑制某些 盐 的水解(2)需要在酸性气流中干燥 FeCl3、 AlCl3、 MgCl2等含水晶体 ,抑制水解并 带走因分解 产 生的水汽(3)营 造 还 原性氛 围 ,防止 还 原性物 质 被氧化。
23、如加入 铁 粉防止 Fe2+被氧化(4)加入氧化 剂进 行氧化。如加入 绿 色氧化 剂 H2O2将 Fe2+氧化 转 化 为 Fe3+绿 色氧化 剂 H2O2的 优 点 :不引入新 杂质 ,对环 境无 污 染3.控制温度(1)加 热 :加速溶解、加快反 应 速率或促 进 平衡向某个方向移 动 (如促 进 水解生成沉淀 )(2)降温 :防止某物 质 在某温度 时 会溶解或分解 ,或促 进 平衡向某个方向移 动(3)控制温度在一定范 围 内 :综 合多方面因素考 虑 。如使反 应 速率不至于太慢、抑制或促 进 平衡移 动 、防止反 应 物分解、防止副反 应发 生、使催化 剂的催化活性最高等(4)如
24、 题 目中出 现 了包括 产 物在内的各种物 质 的溶解度信息 ,则 要根据它 们溶解度随温度升高而改 变 的情况 ,寻 找合适的 结 晶分离方法4.趁 热过滤(1)防止 过滤 一种晶体或 杂质 的 过 程中 ,因温度下降而析出另一种晶体(2)若首先析出的是 产 品 ,则 防止降温 时 析出 杂质 而影响 产 品纯 度 (目的是提高 产 品 纯 度 );若首先析出的是 杂质 ,则 防止 产品在降温 时结 晶而 损 耗 (目的是减少 产 品的 损 耗 )(3)方法 :将漏斗先置于 热 水中 预热5.产 品洗涤(1)冰水洗 涤 :洗去晶体表面的 杂质 离子 ,减少洗 涤过 程中的溶解 损 耗(2)
25、有机物 (如用乙醇 )洗 涤 :洗去表面的 杂质 离子 ,降低晶体的溶解 损 耗 ,且易于干燥6.煮沸 促 进 水解 ,聚沉后利于 过滤 分离 ;除去溶解在溶液中的气体 ,如氧气7.加氧化剂 氧化某物 质 ,转 化 为 易于被除去 (沉淀 )的离子8.加氧化物 调节 pH促 进 水解 (沉淀 )循 环 操作与副 产 物利用循 环操作(1)对 可逆反 应 :可将未 转 化的反 应 物分离出来后送入反 应 器重新反 应 。如合成氨反 应 是可逆反 应 ,分离氨后的尾气中 还 含有大量原料气 N2和 H2可送入合成塔 ,实 施循 环 生成。(2)若某种物 质 在流程中既是 辅 助原料又是副 产 品
26、(既流 进 又流出 ),则 考 虑 循 环 利用。(3)注意某些 隐 形存在物 质 ,在循 环 操作中因累 积导 致 浓 度 过 高 ,可能影响 产 品的 纯 度其他常 见 考点1.实验仪 器过滤 、蒸 发 、灼 烧 、一定物 质 的量 浓 度溶液的配制、一定 质 量分数溶液的配制、酸碱中和滴定2.实验操作(1)洗 涤 沉淀 :往 过滤 器中加蒸 馏 水 ,使水浸没沉淀 ,待水自然流下后 ,重复操作 2 3次(2)洗 涤 沉淀的目的 :去除沉淀表面附着的可溶性的 杂质 离子和母液(3)检验 沉淀是否洗 涤 干 净 :取最后一次洗 涤 液 ,根据沉淀吸附的 杂质 离子 ,加入合适的 检验试剂 ,
27、若没有特征 现 象出 现 ,则 表明沉淀已洗 涤 干 净易溶性晶体洗 涤 (如碳酸 钠 晶体 ):为 减少晶体因溶解而 损 失 ,可用相 应 的 饱 和溶液或酒精洗 涤(4)滴定 终 点的 现 象(5)滴定 终 点的判断方法(6)从溶液中得到干燥晶体或沉淀的步 骤 :蒸 发浓缩 ,冷却 结 晶 ,过滤 、洗 涤 、干燥(7)趁 热过滤 :减少 结 晶 损 失 ;提高 纯 度(8)易分解的物 质 :低温烘干或自然晾干(9)蒸 馏(10)萃取和分液(11)干燥3.结 晶方法的 选择(1)NaCl型溶 质 :蒸 发 、 结 晶(2)KNO3型溶 质 或所得晶体 带结 晶水 (如 CuSO4 5H2O
28、等 ):蒸发浓缩 (至有晶膜出 现 ),冷却 结 晶(3)Ca(OH)2型溶 质 :蒸 发 、 结 晶(4)若 A为 NaCl型溶 质 (溶解度受温度影响小的溶 质 ),B为KNO3型溶 质 (溶解度受温度影响大的 ):A溶液 (含有 B杂质 )提取 A:蒸 发浓缩 (结 晶 ),趁 热过滤B溶液 (含有 A杂质 )提取 B:蒸 发浓缩 ,冷却 结 晶 ,过滤4.涉及 计 算 利用关系式法或原子守恒 进 行 处 理5.绿 色化学理念考 虑 :(1)环 境 污 染 问题 ;(2)原子的 经济 性 ;(3)节约 能源 (包括使用催化 剂 );(4)原料 应 是可再生的 (或者可循 环 使用); (
29、5)工 艺 的安全性典例共研【 例 1】 从废钒催化剂 (主要成分 V2O5、 VOSO4、 K2SO4、 SiO2等 )中回收 V2O5的一种生产工艺流程示意图如下 ,请回答下列问题 :(1)步骤 中废渣的主要成分是 , 中 X试剂为 。 (2)实验室中进行萃取分液操作时 ,注入萃取剂 ,充分振荡 ,将分液漏斗于铁圈上静置 ,当液体分层后 ,接下来的操作是 _。(3) 的变化过程可简化为 (下式 R表示 VO2+,HA表示有机萃取剂 )R2(SO4)n (水层 )+2nHA(有机层 ) 2RAn(有机层 )+ nH2SO4(水层 )。为提高 中萃取百分率 ,应采取的措施是 。 (5)25 时
30、 ,取样进行实验分析 ,得到钒沉淀率和溶液 pH之间关系如下表 :pH 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1钒 沉淀率/% 88.194.8 96.5 98.0 98.8 98.8 96.4 93.1 89.3结合上表 ,在实际生产中 , 中加入氨水 ,调节溶液的最佳 pH为 。 (6)该工艺流程中 ,可以循环利用的物质有 。 解析 :答案 :(1)SiO2 H2SO4 (2)打开分液漏斗上口塞子 (或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔 );先打开活塞放出下层液体 ,后将上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中 (3)加入碱中和硫酸使平衡正移或多次连续萃取
31、(4)1 6 6 6 1 Cl- 3 H2O (5)1.7 1.8 (6)氨气、有机萃取剂【 例 2】 (2017全国 卷 ,27)重铬酸钾是一种重要的化工原料 ,一般由铬铁矿制备 ,铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示 :回答下列问题 :(1)步骤 的主要反应为 :FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后 FeOCr2O3与 NaNO3的系数比为 。该步骤不能使用陶瓷容器 ,原因是 。 解析 :(1)据化合价升降法、配平 2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4
32、+ Fe2O3+4CO2+7NaNO2知 ,FeOCr2O3 与 NaNO3的系数比为 27 。该步骤不能使用陶瓷容器是因为高温下 Na2CO3与 SiO2反应。答案 :(1)27 陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应(2)滤渣 1中含量最多的金属元素是 ,滤渣 2的主要成分是 及含硅杂质。 (3)步骤 调滤液 2的 pH使之变 (填 “大 ”或 “小 ”),原因是 (用离子方程式表示 )。 解析 :(2)由 (1)中反应产物加水浸后 ,不溶于水的为 Fe2O3,所以含量最多的元素为铁元素。经步骤 调节 pH=7所得滤渣为 Al(OH)3及含硅杂质。答案 : (2)Fe Al(OH)3(4)有关
33、物质的溶解度如图所示。向 “滤液 3”中加入适量 KCl,蒸发浓缩 ,冷却结晶 ,过滤得到 K2Cr2O7固体。冷却到 (填标号 )得到的 K2Cr2O7固体产品最多。 a.80 b.60 c.40 d.10 步骤 的反应类型是 。 答案 :(4)d 复分解反应(5)某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉 (含 Cr2O3 40%)制备 K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为 。 训练突破1.PFS是水处理中重要的絮凝剂 ,如图是以回收的废铁屑为原料制备 PFS的一种工艺流程。(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是 ;PFS中铁元素的化合价为 ;在酸浸槽中 ,为了提高浸出率 ,可以采取的措施有
34、(写两条 )。 解析 :(1)絮凝剂是硫酸盐 ,制备时不能引入杂质 ,要用硫酸酸浸 ;根据Fe2(OH)x(SO4)3-x/2y中各元素正负化合价代数和为 0,得铁的化合价为 +3。答案 : (1)H2SO4 +3 加热、搅拌、多次浸取等(2)若废铁屑中含有较多铁锈 (Fe2O3xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有 。 (3)如果反应釜中用 H2O2作氧化剂 ,则反应的离子方程式为 ;生产过程中 ,发现反应釜中产生了大量的气体 ,且温度明显升高 ,其原因可能是 。 解析 : (2)Fe2O3xH2O和 Fe均与硫酸反应。(3)H2O2作氧化剂 ,且是酸性溶液 ,则将 Fe2+氧化成 Fe3+
35、;H2O2受热能分解 ,在Fe3+催化作用下也能分解。(4)聚合釜中溶液的 pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强 ,造成的后果是 。 如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中 Fe3+的浓度为 1 molL-1,当 Fe3+开始沉淀时 ,溶液的 pH约为 已知 Fe(OH)3的Ksp1.010 -39。 答案 :(4)影响 Fe3+与 OH-的结合 (合理答案均可 ) 1 2.硫酸亚铁铵 (NH4)2Fe(SO4)2是一种重要的工业原料 ,能溶于水 ,不溶于乙醇 ,其工业制法如下。请回答 :(1)步骤 中碱液洗涤的目的是 。 若将碱液换为酸液 ,可能产生的问题是 。 解析
36、:(1)油脂在碱性条件下会发生水解反应 ,产生可溶性的物质 ,结合流程知 ,纯固体物质 A为 Fe,则可知实验步骤 中碱液洗涤的目的是除去油污和锌层 ;若将碱液换为酸液 ,油脂在酸性条件下水解程度小 ,Zn、 Fe都会发生反应 ,出现铁部分损失及油污未除净等问题。答案 :(1)除去油污和锌层 铁部分损失 (或油污未除净 )(2)步骤 中 B可以是 (填字母 ),加入少量 B的目的是 。 a.CuCl2 b.CuO c.Cu(NO3)2 d.CuSO4解析 :(2)带油污的镀锌铁皮经碱液洗涤后得到纯净的 Fe,Fe与硫酸会发生置换反应产生 FeSO4和氢气 ,若向其中加入少量的 CuO,CuO与
37、硫酸反应产生 CuSO4,Fe与 CuSO4发生置换反应产生的 Cu单质与铁及硫酸就会构成原电池 ,使反应速率加快 ,直接加入 CuSO4也会加快反应速率 ,而加入 CuCl2会引入杂质 Cl-,使物质不纯 ;Cu(NO3)2在酸性条件下具有强的氧化性 ,不能得到 FeSO4,不能达到实验目的。加入少量 B的目的是加快铁与稀硫酸的反应速率。答案 :(2)bd 加快铁与稀硫酸的反应速率(3)步骤 中要用到少量乙醇洗涤 ,其目的是 。 解析 :(3)从溶液中获得的硫酸亚铁铵表面有一定量的水 ,为了尽快去除水分 ,同时避免硫酸亚铁铵晶体因溶解而损失 ,在步骤 中要用到少量乙醇洗涤 ,加快水的挥发。答
38、案 :(3)除去少量水并避免硫酸亚铁铵晶体因溶解而损失大专题冲关 (五 ) 四大常数的综合应用1.四大平衡常数的比较化学平衡常数 (K)电 离常数(Ka、 Kb)水的离子 积常数 (KW)难 溶 电 解 质的溶度 积 常数 (Ksp)概念 一定温度下 ,当一个可逆反 应 达到化学平衡 时 ,生成物浓 度 幂 之 积 与反应 物 浓 度 幂 之 积的比 值 是一个常数,这 个常数就是 该反 应 的化学平衡常数一定条件下达到 电 离平衡时 ,弱 电 解 质电 离形成的各种离子 浓 度的乘 积 与溶液中未 电 离的分子 (或离子 )的 浓 度之比是一个常数 ,这个常数称 为电 离常数一定温度下 ,水
39、或稀的水溶液中 c(OH-)与 c(H+)的乘 积一定温度下 ,在 难 溶 电 解质 的 饱 和溶液中 ,各离子浓 度 幂 之 积为 一常数2.常见题型(1)化学平衡常数常考题 型 求解平衡常数。 由平衡常数 计 算初始 (或平衡 )浓 度。 计 算 转 化率 (或 产 率 )。 应 用平衡常数 K判断平衡移 动 的方向 (或放 热 、吸 热 等情况 )对 策 主要采用 “ 三段式 ” 、与阿伏加德 罗 定律及其推 论 的 结 合 应 用等(2)电离常数常考题 型 直接求 电 离常数。 由 电 离常数求弱酸 (或弱碱 )的 浓 度。 由 Ka或 Kb求 pH对 策 首先写出 电 离常数表达式
40、,注意平衡体系中同种离子的 浓 度是同一个浓 度 ;当两个量相加或相减 时 ,若相差 100倍以上 ,要舍弃小的数据 进 行近似 处 理(3)水的离子积常数常考题 型 计 算温度高于室温 时 的 KW。 通 过 KW的大小比 较 相 应 温度的高低。 溶液中 c(H+)与 c(OH-)相互 换 算。 酸、碱、能水解的 盐 溶液中水 电 离出的c(H+)或 c(OH-)的 计 算对 策 KW只与温度有关 ,升高温度 ,KW增大 ;在稀溶液中 ,c(H+)c(OH -)=KW,其中 c(H+)、 c(OH-)是溶液中的 H+、 OH-浓 度;水 电 离出的 H+数目与 OH-数目相等(4)难溶电解
41、质的溶度积常数常考题 型 溶解度与 Ksp的相关 转 化与比 较 。 沉淀先后的 计 算与判断。 沉淀 转 化相关 计 算。 金属阳离子沉淀完全的 pH及沉淀分离的相关 计 算。 数形 结 合的相关 计 算等对 策 应 用 Ksp数 值 大小比 较 物 质 的溶解度大小 时 ,一定是在 组 成上属于同一 类 型的 难 溶 电 解 质 才能 进 行比 较 ,否 则 ,不能比 较 ;在判断沉淀的生成或 转 化 时 ,先 计 算 Qc值 ,若 Qc大于 Ksp,沉淀可生成或 转 化为 相 应难 溶物 质 ;利用 Ksp可 计 算某些沉淀 转 化反 应 的化学平衡常数典例共研 【 例 1】 (2017
42、 安徽安庆二中质检 )回答下列问题。(1)如图 ,某温度 (t ) 时水的图像如图所示 ,a点离子积 KW= ;该温度下,pH=12的 NaOH溶液与 pH=2的 H2SO4溶液等体积混合 ,溶液显 性。 答案 :(1)1.0 10-12 碱(2)25 时 ,向 0.1 mol/L氨水中加入少量 NH4Cl固体 ,当固体溶解后 ,测得溶液 pH (填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ,下同 ),的物质的量浓度。 答案 :(2)减小 增大(3)体积相等的稀 NaOH和 CH3COOH溶液混合 ,若溶液中 c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液显 (填 “ 酸性 ”“ 碱性 ”
43、或 “ 中性 ”), 则混合前 c(NaOH)(填 “”“”“c(CH3COO-)。答案 :(3)2.0 10-5 5.0 10-3训练突破 D 此时 B的转化率为 35% 增大该体系压强 ,平衡向右移动 ,但化学平衡常数不变 增加 C的量 ,A、 B转化率不变A. B. C. D.2.(2017 陕西西安铁一中学一模 )在 25 时 ,FeS的 Ksp=6.3 10-18,CuS的 Ksp=1.3 10-36,ZnS的 Ksp=1.3 10-24。下列有关说法中正确的是 ( )A.25 时 ,CuS的溶解度大于 ZnS的溶解度B.25 时 ,饱和 CuS溶液中 Cu2+的浓度为 1.3 10
44、-36 mol L-1C.向物质的量浓度相同的 FeCl2、 ZnCl2的混合液中加入少量 Na2S,只有 FeS沉淀生成D.除去某溶液中的 Cu2+,可以选用 FeS作沉淀剂D 3.导学号 96656177 氮、硫是中学化学重要的非金属元素 ,在工农业生产中有广泛的应用。(1)298 K时 ,在 2 L的密闭容器中 ,发生可逆反应 :2NO2(g) N2O4(g) H=-a kJ mol-1(a0)。 N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时 ,N2O4的浓度为 NO2的 2倍 ,回答下列问题。 298 K时 ,该反应的平衡常数为 。 在温度为 T1、 T2时 ,平衡体系中 NO2的体
45、积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 。 a.A、 C两点的反应速率 :ACb.B、 C两点的气体的平均相对分子质量 :B”“K,平衡逆向移动 ,则此时 v(正 )v(逆 )。答案 :(1)6.67 d (2)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向 100 mL 0.1 molL-1 NH4HSO4溶液中滴加 0.1 mol L-1NaOH溶液 ,得到的溶液 pH与 NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中 a、 b、 c、 d、 e五个点。 水的电离程度最大的是 ; 其溶液中 c(OH-)的数值最接近 NH3 H2O的电离常数 K数值的是 ; 在 c点 ,溶
46、液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。 大专题冲关 (六 ) 有机合成与推断题突破策略1.有机推断(1)推断有机物的依据、途径有机物间的转变 ,实质上是官能团的转变 ,应根据官能团的性质和相互转变关系 ,结合具体的实验现象 ,数据 ,再分析综合 ,做出正确合理的推断。 根据官能团的特征反应推断。 根据反应后的产物逆向推断。 根据衍变关系及反应条件 ,找出突破口进行推断。 根据题目信息 ,灵活应用有机物知识进行推断。(2)推断有机物的思路(3)有机推断题的突破口 物理特征突破口有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等往往各有特点 ,解题时可考虑从物理特征找到题眼。 反应条
47、件突破口反 应 条件 可能的有机物反 应浓 硫酸 ,加 热 醇消去反 应 酯 化反 应 苯的硝化反 应稀硫酸 ,加 热 酯 的水解反 应 双糖、多糖的水解反 应 等NaOH的水溶液 ,加 热 卤 代 烃 的水解反 应 酯 的水解反 应 等强 碱的醇溶液 ,加 热 卤 代 烃 的消去反 应新制的 Cu(OH)2或 银 氨溶液 ,加 热 醛 基的氧化反 应酸性 KMnO4溶液 烯烃 、炔 烃 的氧化反 应 苯的同系物的氧化反 应 醇、 醛 、苯酚的氧化反 应O2、 Cu(或 Ag),加 热 醇的氧化反 应H2、催化 剂 ,加 热 烯烃 、炔 烃 的加成反 应 芳香 烃 的加成反 应 醛、 酮还 原
48、 为 醇特 别 注意 :羧 基、 酯 基、 肽键 不能加成浓 溴水或溴的CCl4溶液 烯烃 、炔 烃 的加成反 应 苯酚的取代反 应Cl2,光 烷烃 的取代反 应 中 侧链 的取代反 应 X2、 Fe和 FeX3 苯或苯的同系物苯 环 上的取代反 应 转化关系突破口在有机推断中灵活运用转化关系 ,并根据题目的限制条件拓展和完善 ,可起到事半功倍的效果。. 连续氧化关系结论 A为 醇、 B为醛 、 C为羧 酸、 D为酯结论 A、 B、 C三种物 质 中 C原子数相同 ,碳骨架 结 构相同结论 A分子 结 构中与 羟 基相 连 的碳原子上至少有 2个 氢 原子 ,即含 CH2OH结论 若 D能 发
49、 生 银镜 反 应 ,则 A为 CH3OH,B为 HCHO,C为 HCOOH,D为HCOOCH3. 重要的 “ 三角 ” 转化关系a.卤代烃在强碱醇溶液中加热 ,醇在浓硫酸催化下加热消去反应生成烯烃 ;b.烯烃在一定条件下分别与 HX、 H2O发生加成反应生成卤代烃、醇 ;c.卤代烃在强碱水溶液中取代生成醇 ,醇与 HX在酸性条件下取代反应生成卤代烃。 实验现象突破口实验现 象 结论使溴水褪色 可能含碳碳双 键 、碳碳三 键 、 醛 基、酚 羟 基 (产 生白色沉淀 )等使酸性 KMnO4溶液褪色 可能含碳碳双 键 、碳碳三 键 、苯的同系物、醇、 醛 、酚等遇 FeCl3溶液 显 紫色 说
50、明含酚 羟 基加入新制的 Cu(OH)2并加 热 有 红 色沉淀生成 ,或加入 银 氨溶液水浴加 热 有银镜 出 现说 明 该 物 质 中含有 CHO加入 Na,有 H2产 生 可能有 OH或 COOH加入 NaHCO3溶液有气体放出 说 明含 COOH2.有机合成(1)有机合成路线设计的一般程序 观察目标分子的结构。即观察目标分子的碳骨架特点、官能团种类及其位置。 由目标分子逆推原料分子并设计合成路线。对目标分子中碳骨架先进行构建 ,然后再引入相应的官能团 ,或者先进行官能团的转化 ,然后再进行碳骨架构建等 ,来进行不同合成路线的设计。 优选不同的合成路线。以绿色化学为指导 ,尽量采用廉价易
51、得、低毒 (最好无毒)、低污染 (最好无污染 )的原料及选择最优化的合成路线。(2)有机合成思维模型典例共研【 例 1】 (2017全国 卷 )化合物 G是治疗高血压的药物 “比索洛尔 ”的中间体,一种合成 G的路线如下 :已知以下信息 :A 的核磁共振氢谱为单峰 ;B的核磁共振氢谱为三组峰 ,峰面积比为 611。 D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢 ;1 mol D可与 1 mol NaOH 或 2 mol Na反应。回答下列问题 :(1)A的结构简式为 。 (2)B的化学名称为 。 (3)C与 D反应生成 E的化学方程式为 。 (5)由图中 G知 :分子式 C18H31NO4。答案 :(4
52、)取代反应 (5)C18H31NO4(4)由 E生成 F的反应类型为 。 (5)G的分子式为 。 (6)L是 D的同分异构体 ,可与 FeCl3溶液发生显色反应 ,1 mol 的 L可与 2 mol的Na2CO3反应 ,L共有 种 ;其中核磁共振氢谱为四组峰 ,峰面积比为 3221 的结构简式为 、 。 【 例 2】 (2016北京卷 )功能高分子 P的合成路线如下 :(1)A的分子式是 C7H8,其结构简式是 。 (2)试剂 a是 。 (3)反应 的化学方程式 : 。 (4)E的分子式是 C6H10O2。 E中含有的官能团 : 。 (5)反应 的反应类型是 。 (6)反应 的化学方程式 :
53、。 (7)已知 :2CH3CHO 。以乙烯为起始原料 ,选用必要的无机试剂合成 E,写出合成路线 (用结构简式表示有机物 ,用箭头表示转化关系 ,箭头上注明试剂和反应条件 )。 (2)浓 HNO3和浓 H2SO4(4)碳碳双键、酯基(5)加聚反应训练突破1.沐舒坦 (结构简式为 ,不考虑立体异构 )是临床上使用广泛的药物。下图所示的为其多条合成路线中的一条 (反应试剂和反应条件均未标出 )完成下列填空 :(1)写出反应 所用试剂和反应条件 : , 反应 的化学反应方程式 : 。(2)写出反应类型反应 ,反应 。 (3)写出结构简式A: ,B: 。 (4)反应 中除加入反应试剂 C外 ,还需要加入 K2CO3,其目的是 。 (5)写出两种 C的能发生水解反应 ,且只含 3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式 : 、 。 (6)反应 、反应 的顺序不能颠倒 ,其原因是 。
