高考化學一輪必刷題 專題17 化工流程（二）（非金屬）

PAGEPAGE1專題17化工流程（二）（非金屬）1．硼單質(zhì)在高溫時是良好的導體，也是用途廣泛的化工原料。鎂單質(zhì)可用于制造輕金屬合金、球墨鑄鐵等。硼鎂礦的主要成分為Mg2B2O5·H2O，可以制取單質(zhì)硼和鎂。制取工藝流程如圖所示，已知硼砂的化學式為Na2B4O7·10H2O，硼鎂泥是硼鎂礦制硼砂過程中產(chǎn)生的廢渣，其主要成分是MgCO3，還含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等雜質(zhì)。按要求回答問題：(1)化合物Mg2B2O5·H2O中B的化合價為________。(2)將硼砂溶于熱水后，常用稀硫酸調(diào)pH至2～3制取H3BO3，該反應(yīng)的離子方程式為______________。(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸的黑色固體，則濾渣B的主要成分為___________________。(4)寫出加NaClO的過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________。(5)將硼鎂泥中加入的硫酸改為鹽酸是否可行？_____________________。(填“是”或“否”)，理由是____________________________________。(6)仿照如下示例設(shè)計用MgSO4·7H2O制取金屬鎂的反應(yīng)流程。(注明反應(yīng)所需的反應(yīng)物、條件和操作)示例：NaOH―→NaCl溶液NaCl固體________________________________。2．某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業(yè)廢氣（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分），設(shè)計了如下流程：已知：：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。（1）固體1的主要成分除Ca(OH)2外，還有__________、________（填化學式）;（2）步驟Ⅱ中需要的O2量應(yīng)是_____（填“少量”或“過量”）；步驟Ⅴ最終捕獲劑捕獲的氣體產(chǎn)物是________;（3）步驟Ⅳ處理含NH4+廢水時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________;（4）為確保步驟Ⅲ無NaNO3生成，理論上應(yīng)控制NO與O2的物質(zhì)的量之比為_____，若n(NO):n(O2)=5:2且NaOH溶液足量，則步驟Ⅲ所得溶液中NaNO3與NaNO2的物質(zhì)的量之比為______________。3．由含碘廢水制取碘酸鉀的一種工藝如下：⑴寫出KIO3在日常生活中的一個重要應(yīng)用________________________。⑵檢驗“含碘廢水”中是否含有單質(zhì)I2的常用試劑是________(寫試劑名稱)。⑶通入SO2的目的是將I2還原為I－，該反應(yīng)的離子方程式為______________________。⑷工藝中五種物質(zhì)的制備反應(yīng)中，不涉及氧化還原反應(yīng)的步驟是“制________”。⑸“制KI(aq)”時，該溫度下水的離子積為Kw＝1.0×10－13，Ksp[Fe(OH)2]＝9.0×10－15。為避免0.9mol·L－1FeI2溶液中Fe2+水解生成膠狀物吸附I-，起始加入K2CO3必須保持溶液的pH不大于______。⑹“制KIO3溶液”反應(yīng)的離子方程式為__________________。⑺KCl、KIO3的溶解度曲線如圖所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶體的操作步驟為_____________________。4．硒(Se)和銅(Cu)在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。硒可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)的催化劑，也是動物體必需的營養(yǎng)元素和對植物有益的營養(yǎng)元素等。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的工藝過程如下所示：請回答下列問題：(1)若步驟①中得到的氧化產(chǎn)物只有一種，則它的化學式是____________。(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的溶液酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是__________(寫酸的名稱)。(4)上述工藝中，步驟⑥和⑦的作用是_____________。(5)Se為ⅥA族元素，用乙二胺四乙酸銅陰離子水溶液和硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)溶液反應(yīng)可獲得納米硒化銅，硒代硫酸鈉還可用于Se的精制，寫出硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)與H2SO4溶液反應(yīng)得到精硒的化學方程式：_____。(6)氯化亞銅產(chǎn)率與溫度、溶液pH關(guān)系如下圖所示。據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過程中，溫度過低影響CuCl產(chǎn)率的原因是____________________________________；溫度過高、pH過大也會影響CuCl產(chǎn)率的原因是_______________________________。(7)用NaHS作污水處理的沉淀劑，可以處理工業(yè)廢水中的Cu2＋。已知：25℃時，H2S的電離平衡常數(shù)Ka1＝1.0×10－7，Ka2＝7.0×10－15，CuS的溶度積為Ksp(CuS)＝6.3×10－36。反應(yīng)Cu2＋(aq)＋HS－(aq)CuS(s)＋H＋(aq)的平衡常數(shù)K＝__________(結(jié)果保留1位小數(shù))。5．NaH2PO2(次磷酸鈉)易溶于水，水溶液近中性，具有強還原性，可用于化學鍍銀、鎳、鉻等。一種利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2·H2O的工藝流程如下：已知P4與兩種堿的反應(yīng)主要有：Ⅰ.2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑(1)已知H3PO2是一元中強酸，NaH2PO2是___________(填“正鹽”或“酸式鹽”)。(2)尾氣中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O的操作為______________、______________過濾、洗滌和干燥。(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化學鍍Ni，同時生成H3PO4和氯化物的化學方程式為：______________________。(4)“反應(yīng)”在溫度和水量一定時，混合堿總物質(zhì)的量與P4的物質(zhì)的量之比[n(堿)/n(磷)]與NaH2PO2產(chǎn)率的關(guān)系如圖所示。當n(堿)/n(磷)＞2.6時，NaH2PO2的產(chǎn)率隨n(堿)/n(磷)的增大而降低的可能原因是______。(5)濾渣2主要成分為___________________(填化學式)。(6)“過濾2”的濾液須用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜過量太多，其主要原因是_________________。(7)在工業(yè)上，可以用惰性電極電解NaH2PO2溶液制取磷酸，請寫出其陽極反應(yīng)式_________________。6．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑。以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：已知：①HC1O2可視為強酸，NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大。②ClO2的沸點為283K，純ClO2易分解爆炸?；卮鹣铝袉栴}：(1)ClO2發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____；向其中鼓入空氣的作用可能是____。(2)吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為____；為防止生成的NaClO2被繼續(xù)還原成NaCl，所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除H2O2外，還可以選擇的還原劑是____（填序號）。A．Na2O2B.Na2SC．FeCl2D.KMnO4(3)操作①的實驗方法依次是_____、_____、過濾；操作②實驗方法是_____。(4)akgNaClO3理論上可制___kgNaClO2·3H2O。7．某化工廠以天然氣、水、空氣為基本原料聯(lián)合生產(chǎn)氨、硝酸，獲得了良好的經(jīng)濟效益，下面是其生產(chǎn)流程圖。（1）試劑a可能是________，設(shè)備B的名稱為_________，設(shè)備A中的化學方程式為____________。（2）該化工廠合成氨時的壓強40MPa，溫度為500℃左右，在此條件下，測定達到平衡時混合氣體中NH3的體積分數(shù)約為35.2%。①在保持溫度、壓強不變的情況下，寫出一種能提高合成塔中H2轉(zhuǎn)化率的方法____________，溫度越低，NH3的產(chǎn)率越高，為何不在較低溫度下進行合成____________。②從合成塔中出來的NH3的體積分數(shù)通常約為15%，其原因是____________。（3）從設(shè)備B中出來的硝酸濃度較小，通常先加入一定量的硝酸鎂后再進行蒸餾①下列可以代替硝酸鎂加入到蒸餾塔中的是：____________A．濃硫酸B．硫酸鎂C．生石灰②蒸餾時通常采用減壓蒸餾，這樣做的主要目的是____________。（4）用尿素[CO(NH2)2]處理尾氣時可得到純凈的兩種常見無毒氣體，反應(yīng)過程為：NO、NO2在水中反應(yīng)轉(zhuǎn)化亞硝酸，然后亞硝酸再與尿素反應(yīng)，寫出后者反應(yīng)的化學方程式：____________。8．從海水中提取溴的工業(yè)流程如圖：（1）以上步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是____。（2）實驗室保存液溴時，通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水，這與液溴的_____性質(zhì)有關(guān)（填寫序號）。A氧化性B還原性C揮發(fā)性D腐蝕性E密度比水大（3）流程Ⅱ中將吹出的溴蒸氣用純堿溶液吸收時還有CO2生成，寫出吸收時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________。（4）實驗室分離溴水中的溴還可以用溶劑萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是____。（填序號）A四氯化碳B乙醇C燒堿溶液D苯9．亞硫酸鈉在印染、造紙等眾多行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。研究小組用Na2CO3溶液吸收SO2制備Na2SO3。其實驗流程如下：查閱資料可知，向碳酸鈉溶液通入二氧化硫的過程中，溶液中有關(guān)組分的質(zhì)量分數(shù)變化如下圖是所示。（1）如圖中的線2表示的組分為____________（填化學式）（2）寫出如圖曲線4的反應(yīng)方程式：__________________________（3）實驗時，“反應(yīng)Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是_______________（用化學方程式表示）（4）國家標準規(guī)定產(chǎn)品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)≥97.0%為優(yōu)等品，≥93.0%為一等品。為了確定實驗所得產(chǎn)品的等級，研究小組采用了下列方法進行測定。稱取2.570g產(chǎn)品，用蒸餾水溶解，加入足量的雙氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入過量的BaCl2溶液，所得沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱重，質(zhì)量為4.660g，通過計算確定產(chǎn)品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）。_________________10．硼酸(H3BO3)是有重要用途的一元弱酸。請回答下列問題：(1)單質(zhì)硼溶于熱的濃硝酸可以生成硼酸，該反應(yīng)的化學方程式為___________。(2)利用鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)制硼酸，已知天然的Fe3O4不溶于酸。生產(chǎn)硼酸的工藝流程如下：①“浸渣”主要成分的化學式為_____________。②“凈化除雜”：濾液保持一定溫度，需先加H2O2溶液，然后再調(diào)節(jié)溶液的pH=5.6。溫度不宜過高的原因是___________。調(diào)節(jié)溶液的pH=5.6的主要目的是___________。[已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39]，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，[已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.7×10-6]，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，(3)硼酸也可以通過電解方法制備。工作原理如圖所示。①寫出陽極的電極反應(yīng)式___________________。②a膜或b膜為陽離子交換膜的是________；陰極室溶液的濃度________(填“變大”、“不變”、“變小”)。(4)寫出一定條件下硼酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式_________________________。11．某種制取純堿的生產(chǎn)流程如下圖所示：完成下列填空：（1）N原子核外有_______種不同運動狀態(tài)的電子，它的最外層電子排布式是________；組成純堿的元素原子半徑從大到小依次為________________。（2）氨水是常用氮肥，用氨水施肥時要避開高溫、大風天氣，原因是_______________。（3）用離子方程式表示碳酸鈉被稱為“堿”的原因_____________________________。（4）結(jié)合下圖用溶解平衡理論解釋反應(yīng)II的反應(yīng)原理____________________________________。（5）在向母液中通入石灰乳進行蒸氨之前，通常需要先將母液加熱。若不加熱，加入石灰乳容易產(chǎn)生沉淀堵塞管道，生成的沉淀是________。（6）上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有________，副產(chǎn)物是______________。（7）利用化工生產(chǎn)遵循的一般原則分析上述純堿生產(chǎn)流程，指出不足之處____________________（寫一條）。12．純堿(Na2CO3)在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。以下是實驗室模擬制堿原理制取Na2CO3的流程圖。已知：向飽和食鹽水中通入NH3、CO2后發(fā)生的反應(yīng)為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl?；卮鹨韵聠栴}：（1）粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。精制除雜的步驟順序是a→________→________→________→b(填字母編號)。a.粗鹽溶解，濾去沉渣b．加入鹽酸調(diào)pHc．加入Ba(OH)2溶液d．加入Na2CO3溶液e．過濾（2）向飽和食鹽水中先通入_______，后通入________制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)，某探究性學習小組分別設(shè)計了如下實驗方案．請回答下列有關(guān)問題：方案一：把一定質(zhì)量的樣品溶解后加入過量的CaCl2溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、稱量、計算。（3）洗滌沉淀的具體操作是_____________________________。方案二：利用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)（鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去）。實驗步驟如下：①按圖連接裝置，并檢查氣密性；②準確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為33.4g；③準確稱得6g純堿樣品放入容器b中；④打開分液漏斗a的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為35.6g。（4）裝置A中試劑X應(yīng)選用_________________。（5）根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為___________（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）。13．氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖所示：其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學反應(yīng)方程式表示其原因：____________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是_______________________。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學反應(yīng)方程式為____________________________。(4)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學式為________________。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學方程式______________________。14．晶體硅是信息科學和能源科學中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法。請回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號)。(2)寫出反應(yīng)③的化學方程式__________________________。(3)化合物W的用途很廣，通?？捎米鹘ㄖI(yè)和造紙工業(yè)的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學方程式是_________。(4)A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標的一種氣體是________(填化學式)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是________(填化學式)。(5)工業(yè)上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，再提純水煤氣得到純凈的H2，提純水煤氣得到純凈的H2的化學方程式為___________________________________。15．欲用含有少量氯化鈣的氯化鈉固體，配制100mLamol·L－1的氯化鈉溶液，設(shè)計了下面的操作方案。根據(jù)方案操作步驟回答下列問題：(1)稱量粗鹽樣品mg，在托盤天平左盤上放________，右盤上放_______。(2)蒸發(fā)操作時應(yīng)將液體放在________中加熱，等加熱至________時即停止加熱。(3)在樣品的溶液中加入過量的Na2CO3溶液，作用是________________，反應(yīng)的化學方程式是____________________________________。(4)在濾液中加入鹽酸的作用是_______________________________，反應(yīng)的化學方程式是___________________________________________。(5)配制100mLamol·L－1的NaCl溶液時，應(yīng)從Wg固體中稱取NaCl的質(zhì)量為________。16．工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體（含NO、NO2）制備NaNO2、NaNO3，工藝流程如下：已知：Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2（1）中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有_________________（填化學式）。（2）中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作時，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是_____________；蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的_____________________（填操作名稱）最合理。（3）母液Ⅰ進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是______________________________；母液Ⅱ需回收利用，下列處理方法合理的是_______。a．轉(zhuǎn)入中和液

b．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作

c．轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液

d．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作（4）若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2：1，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時，Na2CO3的理論用量為

______________噸（假定Na2CO3恰好完全反應(yīng)）。17．碘在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。（1）上圖為海帶制碘的流程圖。步驟①灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是_____________（從下列儀器中選出所需的儀器，用標號字母填寫）。A.燒杯

B.坩堝

C.表面皿

D.泥三角

E.酒精燈

F.冷凝管步驟④發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。（2）若步驟⑤采用裂化汽油提取碘，后果是__________________________。（3）溴化碘（IBr）的化學性質(zhì)類似于鹵素單質(zhì)，如能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物，跟水反應(yīng)的方程式為：IBr+H2O==HBr+HIO等，下列有關(guān)IBr的敘述中錯誤的是（____）。A.固體溴化碘熔沸點較高B.在許多反應(yīng)中，溴化碘是強氧化劑C.跟鹵素單質(zhì)相似，跟水反應(yīng)時，溴化碘既是氧化劑，又是還原劑D.溴化碘跟NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr、NaIO和H2O（4）為實現(xiàn)中國消除碘缺乏病的目標。衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必須加碘鹽，其中的碘以碘酸鉀（KIO3）存在?？梢杂昧蛩崴峄牡饣浀矸廴芤簷z驗加碘鹽，下列說法正確的是（____）。A.碘易溶于有機溶劑，可用酒精萃取碘水中的I2B.檢驗加碘鹽原理：IO3—+5I—+3H2O===3I2+6OH—C.在KIO3溶液中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍色D.向某無色溶液中加入氯水和四氯化碳，振蕩，靜置，下層呈紫色，說明原溶液中有I—18．（題文）氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下（1）粗鹽中含CaCl2、MgCl2等雜質(zhì)，寫出精制過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________，________．（2）如果粗鹽中SO42﹣含量較高，必須添加鋇式劑除去SO42﹣，該鋇試劑可以是____A.

Ba（OH）2

B.

Ba（NO3）2

C.

BaCl2（3）電解過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________，與電源正極相連的電極附近產(chǎn)生的氣體是________，檢驗該氣體可使用的試紙及現(xiàn)象是．（4）氯堿工廠生產(chǎn)的氯氣和氫氣可以進一步用于生產(chǎn)鹽酸，主要過程如下：其中關(guān)鍵的一步為氯氣和氫氣在燃燒管口燃燒生成HCl，氯氣有毒，應(yīng)采取的措施是________．合成鹽酸廠要求合成氣中的HCl的含量要大于97%，試用最簡便的方法進行分析是否含量大于97%________．（5）氯堿工廠生產(chǎn)的氯氣和氫氧化鈉溶液可以用于制取“84消毒液”，反應(yīng)的化學方程式為________．（6）某同學欲證明鹽酸與氯化氫氣體性質(zhì)不同，他分別向A、B、C三支潔凈試管中各放入一片干燥的藍色石蕊試紙，然后往A試管內(nèi)加入鹽酸，試紙顯________色，往B試管中通入干燥的氯化氫氣體，試紙顯________色．最后向C試管中加入物質(zhì)________（填化學式），他之所以加入這種物質(zhì)的理由是________．19．工業(yè)上硝酸的制備和自然界中硝酸的生成既有相同的地方，又有區(qū)別。下圖路線中的①-③、Ⅰ-Ⅲ分別是工業(yè)生產(chǎn)硝酸和雷電高能固氮過程中硝酸的生成途徑?；卮鹣铝袉栴}：（1）雷電高能固氮生產(chǎn)硝酸的三個反應(yīng)中，是否均為氧化還原反應(yīng)？_______。（2）圖中途徑I、①和②對應(yīng)的三個反應(yīng)中，常溫下就能進行的是途徑________。（3）途徑③對應(yīng)的反應(yīng)為NO2+H2O—HNO3+NO（未配平），該反應(yīng)過程中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為__________________。（4）硝酸必須保存于棕色瓶里并置于陰涼處的原因是____________________；可用鋁質(zhì)或鐵質(zhì)容器盛放冷的濃硝酸的原因是_____________________。（5）硝酸的用途之一是與氨氣反應(yīng)制硝酸銨，其化學方程式為_____________。20．三氯化硼（BCl3），主要用作半導體硅的摻雜源或有機合成催化劑，還用于高純硼或有機硼的制取。某興趣小組用氯氣和硼為原料，采用下列裝置（部分裝置可重復(fù)使用）制備BCl3。已知：①BCl3的沸點為12.5℃，熔點為-107.3℃；遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸和鹽酸；②2B+6HCl2BCl3+3H2；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。請回答下列問題：（1）A裝置可用氯酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣，反應(yīng)的化學方程式為___________。（2）裝置從左到右的接口連接順序為a→___________________→j。（3）裝里E中的試劑為___________，如果拆去E裝置，可能的后果是____________。（4）D裝置中發(fā)生反應(yīng)前先通入一段時間的氯氣，排盡裝置中的空氣。若缺少此步驟，則造成的結(jié)果是_____。（5）三氯化硼與水能劇烈反應(yīng)生成硼酸（H3BO3）和白霧，寫出該反應(yīng)的化學方程式________，硼酸也可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如圖所示：則陽極的電極反應(yīng)式__________________，分析產(chǎn)品室可得到H3BO3的原因________________。專題17化工流程（二）（非金屬）答案解析1．硼單質(zhì)在高溫時是良好的導體，也是用途廣泛的化工原料。鎂單質(zhì)可用于制造輕金屬合金、球墨鑄鐵等。硼鎂礦的主要成分為Mg2B2O5·H2O，可以制取單質(zhì)硼和鎂。制取工藝流程如圖所示，已知硼砂的化學式為Na2B4O7·10H2O，硼鎂泥是硼鎂礦制硼砂過程中產(chǎn)生的廢渣，其主要成分是MgCO3，還含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等雜質(zhì)。按要求回答問題：(1)化合物Mg2B2O5·H2O中B的化合價為________。(2)將硼砂溶于熱水后，常用稀硫酸調(diào)pH至2～3制取H3BO3，該反應(yīng)的離子方程式為______________。(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸的黑色固體，則濾渣B的主要成分為___________________。(4)寫出加NaClO的過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________________。(5)將硼鎂泥中加入的硫酸改為鹽酸是否可行？_______________________。(填“是”或“否”)，理由是____________________________________。(6)仿照如下示例設(shè)計用MgSO4·7H2O制取金屬鎂的反應(yīng)流程。(注明反應(yīng)所需的反應(yīng)物、條件和操作)示例：NaOH―→NaCl溶液NaCl固體__________________________________________________?！敬鸢浮浚?B4O72-＋2H＋＋5H2O=4H3BO3Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2Mn2＋＋ClO－＋H2O=MnO2↓＋Cl－＋2H＋、2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O否改為鹽酸后，硼鎂泥中的CaO轉(zhuǎn)化為CaCl2，CaCl2易溶于水，無法除去雜質(zhì)鈣離子MgSO4·7H2OMg(OH)2MgCl2溶液MgCl2固體金屬鎂【解析】(1)根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為零可得到Mg2B2O5·H2O中硼元素的化合價為＋3；(2)硼砂在酸溶液中生成弱酸H3BO3的離子方程式為B4O＋2H＋＋5H2O=4H3BO3；(3)由題圖及硼鎂泥的成分可知，往硼鎂泥中加硫酸得到的濾渣A的主要成分為SiO2和CaSO4；濾渣B中含有不溶于稀鹽酸的黑色固體，向濾液中加次氯酸鈉可以將濾液中的Fe2＋和Mn2＋氧化，則氧化后的產(chǎn)物為Fe3＋和MnO2，加氧化鎂是為了調(diào)節(jié)pH，讓Fe3＋和Al3＋分別轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀而除去，所以濾渣B的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2；(4)由上述分析可知，加NaClO的過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2＋＋ClO－＋H2O=MnO2↓＋Cl－＋2H＋、2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O；(5)CaSO4微溶于水，CaCl2易溶于水，若改用鹽酸則不能除去雜質(zhì)鈣離子；(6)工業(yè)上通過電解熔融的氯化鎂制備金屬鎂，故需要將MgSO4·7H2O先經(jīng)過一系列操作轉(zhuǎn)化成熔融氯化鎂，具體反應(yīng)流程為：MgSO4·7H2OMg(OH)2MgCl2溶液MgCl2固體金屬鎂。2．某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業(yè)廢氣（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分），設(shè)計了如下流程：已知：：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。（1）固體1的主要成分除Ca(OH)2外，還有__________、________（填化學式）;（2）步驟Ⅱ中需要的O2量應(yīng)是_____（填“少量”或“過量”）；步驟Ⅴ最終捕獲劑捕獲的氣體產(chǎn)物是________;（3）步驟Ⅳ處理含NH4+廢水時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________;（4）為確保步驟Ⅲ無NaNO3生成，理論上應(yīng)控制NO與O2的物質(zhì)的量之比為_____，若n(NO):n(O2)=5:2且NaOH溶液足量，則步驟Ⅲ所得溶液中NaNO3與NaNO2的物質(zhì)的量之比為______________?！敬鸢浮緾aSO3CaCO3少量CONH4++NO2-=N2+2H2O4:13:7【解析】（1）根據(jù)題中的流程，工業(yè)廢氣通入過量的石灰乳中，固體1的主要成分除Ca(OH)2外，還有CaSO3和CaCO3沉淀；（2）氧氣需少量，原因是O2過量將NO完全氧化成NO2，這樣通過堿液會得到硝酸鈉，氣體2為N2、CO，因“無污染氣體”為N2，故捕獲的氣體主要是CO；（3）NH4+和NO2-能夠發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2，離子方程式為NH4++NO2-=N2+2H2O；（4）NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O說明n(NO)和n(NO2)為1：1時，完全轉(zhuǎn)為亞硝酸鈉，而2NO+O2=2NO2，假設(shè)生成2xmolNO2，則消耗xmolO2和2xmolNO，由于n(NO)和n(NO2)為1：1，說明反應(yīng)剩余2xmolNO，則總計4xmolNO，那么理論上應(yīng)控制NO與O2的物質(zhì)的量之比為4：1。假設(shè)有2molO2和5molNO，那么NO和O2反應(yīng)后得到1molNO和4molNO2，1molNO和1molNO2恰好完全反應(yīng)生成2mol亞硝酸鈉，剩下3molNO2和堿液反應(yīng)，其方程式為2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，根據(jù)計量數(shù)關(guān)系可知生成1.5mol硝酸鈉和1.5mol亞硝酸鈉，合計共1.5mol硝酸鈉和3.5mol亞硝酸鈉，則步驟Ⅲ所得溶液中NaNO3與NaNO2的物質(zhì)的量之比為3：7。3．由含碘廢水制取碘酸鉀的一種工藝如下：⑴寫出KIO3在日常生活中的一個重要應(yīng)用________________________。⑵檢驗“含碘廢水”中是否含有單質(zhì)I2的常用試劑是________(寫試劑名稱)。⑶通入SO2的目的是將I2還原為I－，該反應(yīng)的離子方程式為______________________。⑷工藝中五種物質(zhì)的制備反應(yīng)中，不涉及氧化還原反應(yīng)的步驟是“制________”。⑸“制KI(aq)”時，該溫度下水的離子積為Kw＝1.0×10－13，Ksp[Fe(OH)2]＝9.0×10－15。為避免0.9mol·L－1FeI2溶液中Fe2+水解生成膠狀物吸附I-，起始加入K2CO3必須保持溶液的pH不大于______。⑹“制KIO3溶液”反應(yīng)的離子方程式為__________________。⑺KCl、KIO3的溶解度曲線如圖所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶體的操作步驟為_____________________?！敬鸢浮渴雏}添加劑，補充碘成分，預(yù)防碘缺乏病淀粉溶液SO2＋I2＋2H2O=SO42-＋2I－＋4H＋(或2SO2＋I2＋2Cu2＋＋4H2O=2CuI↓＋2SO42-＋8H＋)KI(aq)6.05Cl2＋I2＋12OH－=2IO3-＋10Cl－＋6H2O蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶【解析】⑴KIO3是日常生活中食用加碘鹽的主要添加劑，可以預(yù)防碘缺乏病，故答案為：食鹽添加劑，補充碘成分，預(yù)防碘缺乏??；(2)因淀粉遇碘變藍，因此檢驗“含碘廢水”中是否含有單質(zhì)I2，常用的試劑是淀粉溶液，故答案為：淀粉溶液；(3)通入SO2的目的是將I2還原為I-，二氧化硫被氧化生成硫酸，反應(yīng)的離子方程式為SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+(或2SO2+I2+2Cu2++4H2O═2CuI↓+2SO42-+8H+)，故答案為：SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+(或2SO2+I2+2Cu2++4H2O═2CuI↓+2SO42-+8H+)；⑷根據(jù)工藝流程圖，五種物質(zhì)的制備反應(yīng)中，只有制備KI溶液的過程中沒有元素化合價的變化，不涉及氧化還原反應(yīng)，故答案為：KI(aq)；(5)Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15，現(xiàn)測得溶液中c(FeI2)為0.9mol?L-1，則c(OH-)==10-7mol/L，此溫度下，Kw=1.0×10-13，c(H+)==10-6mol/L，pH=-lg10-6=6.0，故答案為：6.0；(6)“制KIO3溶液”時，氯氣和碘單質(zhì)與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成KIO3和氯化鉀，反應(yīng)的離子方程式為5Cl2+I2+12OH-═2IO3-+10Cl-+6H2O，故答案為：5Cl2+I2+12OH-═2IO3-+10Cl-+6H2O；(7)由溶解度曲線圖可知，KIO3的溶解度小于KCl且KIO3的溶解度隨溫度升高而增大，由KIO3溶液得到KIO3晶體，可以通過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶的方法得到，故答案為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶。4．硒(Se)和銅(Cu)在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。硒可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)的催化劑，也是動物體必需的營養(yǎng)元素和對植物有益的營養(yǎng)元素等。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的工藝過程如下所示：請回答下列問題：(1)若步驟①中得到的氧化產(chǎn)物只有一種，則它的化學式是____________。(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的溶液酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是__________(寫酸的名稱)。(4)上述工藝中，步驟⑥和⑦的作用是_____________。(5)Se為ⅥA族元素，用乙二胺四乙酸銅陰離子水溶液和硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)溶液反應(yīng)可獲得納米硒化銅，硒代硫酸鈉還可用于Se的精制，寫出硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)與H2SO4溶液反應(yīng)得到精硒的化學方程式：_____。(6)氯化亞銅產(chǎn)率與溫度、溶液pH關(guān)系如下圖所示。據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過程中，溫度過低影響CuCl產(chǎn)率的原因是____________________________________；溫度過高、pH過大也會影響CuCl產(chǎn)率的原因是_______________________________。(7)用NaHS作污水處理的沉淀劑，可以處理工業(yè)廢水中的Cu2＋。已知：25℃時，H2S的電離平衡常數(shù)Ka1＝1.0×10－7，Ka2＝7.0×10－15，CuS的溶度積為Ksp(CuS)＝6.3×10－36。反應(yīng)Cu2＋(aq)＋HS－(aq)CuS(s)＋H＋(aq)的平衡常數(shù)K＝__________(結(jié)果保留1位小數(shù))?！敬鸢浮緾uSO42Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+硫酸使CuCl干燥，防止其水解氧化Na2SeSO3＋H2SO4=Na2SO4＋Se↓＋SO2↑＋H2O溫度過低反應(yīng)速率慢溫度過高、pH過大，容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化，且溫度過高，銨鹽(氯化銨，亞硫酸銨)易受熱分解(任答一點即可)1.1×1021【解析】酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅，過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，烘干得到氯化亞銅。(1)由于酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO4，故答案為:CuSO4；(2)銅離子與亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；(3)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，防止CuCl溶解氧化引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)加入硫酸，不能加入硝酸等氧化性酸，也不能加入鹽酸，故答案為:硫酸；(4)步驟⑥為醇洗，步驟⑦為烘干，因乙醇沸點低，易揮發(fā)，用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止CuCl水解、氧化，故答案為:醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化；（5）硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)與H2SO4溶液反應(yīng)得到精硒，同時生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學方程式為：Na2SeSO3＋H2SO4=Na2SO4＋Se↓＋SO2↑＋H2O；（6）據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過程中，溫度過低影響CuCl產(chǎn)率的原因是溫度過低反應(yīng)速率慢；溫度過高、pH過大也會影響CuCl產(chǎn)率的原因是溫度過高、pH過大，容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化，且溫度過高，銨鹽(氯化銨，亞硫酸銨)易受熱分解；（7）反應(yīng)Cu2＋(aq)＋HS－(aq)CuS(s)＋H＋(aq)的平衡常數(shù)K=。5．NaH2PO2(次磷酸鈉)易溶于水，水溶液近中性，具有強還原性，可用于化學鍍銀、鎳、鉻等。一種利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2·H2O的工藝流程如下：已知P4與兩種堿的反應(yīng)主要有：Ⅰ.2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑(1)已知H3PO2是一元中強酸，NaH2PO2是___________(填“正鹽”或“酸式鹽”)。(2)尾氣中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O的操作為______________、______________過濾、洗滌和干燥。(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化學鍍Ni，同時生成H3PO4和氯化物的化學方程式為：______________________。(4)“反應(yīng)”在溫度和水量一定時，混合堿總物質(zhì)的量與P4的物質(zhì)的量之比[n(堿)/n(磷)]與NaH2PO2產(chǎn)率的關(guān)系如圖所示。當n(堿)/n(磷)＞2.6時，NaH2PO2的產(chǎn)率隨n(堿)/n(磷)的增大而降低的可能原因是______。(5)濾渣2主要成分為___________________(填化學式)。(6)“過濾2”的濾液須用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜過量太多，其主要原因是_________________。(7)在工業(yè)上，可以用惰性電極電解NaH2PO2溶液制取磷酸，請寫出其陽極反應(yīng)式_________________?！敬鸢浮空}蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶2NiCl2+NaH2PO2+2H2O=2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl過量的堿將NaH2PO2轉(zhuǎn)化為Na2HPO3CaCO3和Al(OH)3過量的Ag+會氧化H2PO2－H2PO2--4e-+2H2O═H3PO4+3H+【解析】(1)H3PO2是一元中強酸，在水溶液里部分電離生成氫離子和酸根離子，電離方程式為H3PO2?H++H2PO2-，H2PO2-不能再電離，則NaH2PO2為正鹽，故答案為：正鹽；(2)根據(jù)題中所給信息，PH3與NaClO反應(yīng)生成NaH2PO2和NaCl，反應(yīng)的離子方程式為PH3+2ClO-+OH-=H2PO2-+2Cl-+H2O，從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌和干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；(3)根據(jù)題意，NiCl2中Ni轉(zhuǎn)化成Ni單質(zhì)，NaH2PO2為還原劑，P元素的化合價升高，NiCl2＋NaH2PO2→Ni↓＋H3PO4＋NaCl，依據(jù)化合價升降法進行配平，即2NiCl3＋NaH2PO2→2Ni↓＋H3PO4＋NaCl，產(chǎn)物為H3PO4，說明該溶液為酸性，利用原子守恒配平其他物質(zhì)，反應(yīng)的化學方程式為2NiCl2+NaH2PO2+2H2O=2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl，故答案為：2NiCl2+NaH2PO2+2H2O=2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl；(4)n(堿)/n(磷)>2.6，說明堿過量，根據(jù)P4與兩種堿反應(yīng)中IV，H2PO2－與過量的NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化成HPO32－，次磷酸鈉的產(chǎn)率降低，因此NaH2PO2的產(chǎn)率隨n(堿)/n(磷)的增大而降低的可能的原因是過量的堿將NaH2PO2轉(zhuǎn)化為Na2HPO3，故答案為：過量的堿將NaH2PO2轉(zhuǎn)化為Na2HPO3；(5)“調(diào)pH”除去Ca2＋和Al3＋，CO2與堿反應(yīng)生成CO32－，CO32－與Ca2＋反應(yīng)生成CaCO3，CO32－與Al3＋發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Al(OH)3，因此濾渣2的成分是CaCO3和Al(OH)3，故答案為：CaCO3和Al(OH)3；(6)NaH2PO2具有強還原性，Ag＋具有氧化性，因此加入Ag2SO4溶液不宜過量太多，否則過量的Ag+會氧化H2PO2-，故答案為：過量的Ag+會氧化H2PO2－；(7)NaH2PO2具有較強的還原性，電解時，陽極上H2PO2-失電子，所以用惰性電極電解NaH2PO2溶液，其陽極反應(yīng)式為：H2PO2--4e-+2H2O═H3PO4+3H+，故答案為：H2PO2--4e-+2H2O═H3PO4+3H+。6．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑。以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：已知：①HC1O2可視為強酸，NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大。②ClO2的沸點為283K，純ClO2易分解爆炸?；卮鹣铝袉栴}：(1)ClO2發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____；向其中鼓入空氣的作用可能是____。(2)吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為____；為防止生成的NaClO2被繼續(xù)還原成NaCl，所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除H2O2外，還可以選擇的還原劑是____（填序號）。A．Na2O2B.Na2SC．FeCl2D.KMnO4(3)操作①的實驗方法依次是_____、_____、過濾；操作②實驗方法是_____。(4)akgNaClO3理論上可制___kgNaClO2·3H2O。【答案】2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-稀釋ClO2，防止爆炸2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2A蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶重結(jié)晶1.36a【解析】（1）ClO2發(fā)生器中NaClO3與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2和Na2SO4，其反應(yīng)的離子方程式為：2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；由信息②可知，純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋，則發(fā)生器中鼓入空氣的作用應(yīng)是稀釋ClO2以防止爆炸，故答案為：2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；稀釋ClO2，防止爆炸；（2）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，氯元素化合價降低，ClO2被還原，則H2O2必定被氧化做還原劑，反應(yīng)中有氧氣產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；還原性要適中，還原性太強，會將ClO2還原為更低價態(tài)產(chǎn)物，影響NaClO2生產(chǎn)；為方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn)，Na2O2溶于水相當于H2O2，Na2S、FeCl2還原性較強，而且生成物與NaClO2分離比較困難，KMnO4具有強氧化性，故答案為：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑；A；（3）從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，則操作①的實驗方法依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，通過過濾得到粗晶體，為獲得更純凈的晶體應(yīng)該選擇重結(jié)晶的方法，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；重結(jié)晶；（4）由氯原子個數(shù)守恒可得NaClO3~NaClO2·3H2O，則有M（NaClO3）：M(NaClO2·3H2O)=m(NaClO3):m(NaClO2·3H2O)，106.5:144.5=akg：m(NaClO2·3H2O)，解得m(NaClO2·3H2O)≈1.36akg，故答案為：1.36akg。7．某化工廠以天然氣、水、空氣為基本原料聯(lián)合生產(chǎn)氨、硝酸，獲得了良好的經(jīng)濟效益，下面是其生產(chǎn)流程圖。（1）試劑a可能是________，設(shè)備B的名稱為_________，設(shè)備A中的化學方程式為____________。（2）該化工廠合成氨時的壓強40MPa，溫度為500℃左右，在此條件下，測定達到平衡時混合氣體中NH3的體積分數(shù)約為35.2%。①在保持溫度、壓強不變的情況下，寫出一種能提高合成塔中H2轉(zhuǎn)化率的方法____________，溫度越低，NH3的產(chǎn)率越高，為何不在較低溫度下進行合成____________。②從合成塔中出來的NH3的體積分數(shù)通常約為15%，其原因是____________。（3）從設(shè)備B中出來的硝酸濃度較小，通常先加入一定量的硝酸鎂后再進行蒸餾①下列可以代替硝酸鎂加入到蒸餾塔中的是：____________A．濃硫酸B．硫酸鎂C．生石灰②蒸餾時通常采用減壓蒸餾，這樣做的主要目的是____________。（4）用尿素[CO(NH2)2]處理尾氣時可得到純凈的兩種常見無毒氣體，反應(yīng)過程為：NO、NO2在水中反應(yīng)轉(zhuǎn)化亞硝酸，然后亞硝酸再與尿素反應(yīng)，寫出后者反應(yīng)的化學方程式：____________?！敬鸢浮浚?）NaOH溶液(Na2CO3溶液、氨水也可)；吸收塔；4NH3+5O24NO+6H2O（2）①及時分離出NH3或者增大N2的濃度；若溫度過低，反應(yīng)速率太慢，會導致單位時間內(nèi)生成的NH3量很少；②合成塔中反應(yīng)并沒有達到平衡（3）①ab；②可使HNO3在較低溫度下氣化，避免硝酸分解；（4）2HNO2+CO(NH2)2=CO2↑+2N2↑+3H2O【解析】試題分析：（1）設(shè)備A是氧化爐，NH3與氧氣反應(yīng)生成NO與水；設(shè)備B是吸收塔。（2）溫度過低，反應(yīng)速率會很慢，單位時間內(nèi)生成的NH3會很少；為使單位時間內(nèi)獲得盡可能多的產(chǎn)品，實際生產(chǎn)中不可能等到反應(yīng)達到平衡后再將含有NH3的混合物從合成塔中放出來，故從合成塔中出來的氣體中NH3的百分含量比平衡時的含量低。（3）可向稀硝酸中加入濃硫酸或硫酸鎂等具有吸水性物質(zhì)，然后再進行蒸餾，CaO與硝酸反應(yīng)而不能用。（4）HNO2與CO(NH2)2反應(yīng)生成兩種元素氣體，則有HNO2+CO(NH2)2→N2↑+CO2↑，由電子守恒有2HNO2+CO(NH2)2→2N2↑+CO2↑，由質(zhì)量守恒有：2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。8．從海水中提取溴的工業(yè)流程如圖：（1）以上步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是____。（2）實驗室保存液溴時，通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水，這與液溴的_____性質(zhì)有關(guān)（填寫序號）。A氧化性B還原性C揮發(fā)性D腐蝕性E密度比水大（3）流程Ⅱ中將吹出的溴蒸氣用純堿溶液吸收時還有CO2生成，寫出吸收時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________。（4）實驗室分離溴水中的溴還可以用溶劑萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是____。（填序號）A四氯化碳B乙醇C燒堿溶液D苯【答案】富集溴元素CE3Br2+3CO32－===BrO3－+5Br－+3CO2↑AD【解析】（1）步驟I中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)生產(chǎn)，步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟II又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，故答案為：富集溴元素。（2）由于液溴易揮發(fā)，密度比水大，所以通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水，形成液封，故答案為：CE。（3）溴蒸氣與純堿溶液反應(yīng)的化學方程式為3Br2+3Na2CO3===NaBrO3+5NaBr+3CO2↑，離子方程式為：3Br2+3CO32－===BrO3－+5Br－+3CO2↑，故答案為：3Br2+3CO32－===BrO3－+5Br－+3CO2↑。（4）苯、四氯化碳與水互不相溶，溴在四氯化碳和在苯中溶解度比在水中的大，故可以用作溴的萃取劑的是苯和四氯化碳，故答案為：AD。9．亞硫酸鈉在印染、造紙等眾多行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。研究小組用Na2CO3溶液吸收SO2制備Na2SO3。其實驗流程如下：查閱資料可知，向碳酸鈉溶液通入二氧化硫的過程中，溶液中有關(guān)組分的質(zhì)量分數(shù)變化如下圖是所示。（1）如圖中的線2表示的組分為____________（填化學式）（2）寫出如圖曲線4的反應(yīng)方程式：__________________________（3）實驗時，“反應(yīng)Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是__________________（用化學方程式表示）（4）國家標準規(guī)定產(chǎn)品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)≥97.0%為優(yōu)等品，≥93.0%為一等品。為了確定實驗所得產(chǎn)品的等級，研究小組采用了下列方法進行測定。稱取2.570g產(chǎn)品，用蒸餾水溶解，加入足量的雙氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入過量的BaCl2溶液，所得沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱重，質(zhì)量為4.660g，通過計算確定產(chǎn)品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）。_________________【答案】NaHCO3Na2SO3+SO2+H2O==2NaHSO3NaHSO3＋NaOH=Na2SO3＋H2O98.05%【解析】向碳酸鈉溶液中通入二氧化硫，發(fā)生的反應(yīng)依次：2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3，2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，所以圖像上對應(yīng)的線1表示Na2CO3，線2表示NaHCO3，線3表示Na2SO3，線4表示NaHSO3，得到亞硫酸鈉溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到Na2SO3。（1）依據(jù)反應(yīng)過程和圖象曲線變化可知，曲線2表示的是碳酸氫鈉；（2）曲線4的反應(yīng)方程式：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3；（3）“反應(yīng)II”中加入NaOH溶液的目的是和亞硫酸氫鈉反應(yīng)得到亞硫酸鈉；（4）稱取2.570g產(chǎn)品，用蒸餾水溶解，加入足量的雙氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入過量的BaCl2溶液，所得沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后稱量，質(zhì)量為4.660g，為硫酸鋇沉淀質(zhì)量，反應(yīng)為：Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，結(jié)合硫酸鋇物質(zhì)的量，硫元素守恒計算。（1）依據(jù)反應(yīng)過程和圖象曲線變化可知，曲線2表示的組分為NaHCO3，故答案為：NaHCO3。（2）依據(jù)反應(yīng)過程和圖象曲線變化可知，曲線4表示的組分為NaHSO3，曲線4的反應(yīng)方程式：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，故答案為：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。（3）“反應(yīng)II”中加入NaOH溶液的目的是和亞硫酸氫鈉反應(yīng)得到亞硫酸鈉，反應(yīng)的化學方程式為：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，故答案為：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O。（4）Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，m（BaSO4）=4.660g，n（BaSO4）=4.660g÷233g/mol=0.020mol，則根據(jù)硫元素守恒n（Na2SO3）=n（BaSO4）=0.020mol，m（Na2SO3）=0.020mol×126g/mol=2.520g，w（Na2SO3）=2.520g÷2.570g×100%≈98.05%，故答案為：98.05%。10．硼酸(H3BO3)是有重要用途的一元弱酸。請回答下列問題：(1)單質(zhì)硼溶于熱的濃硝酸可以生成硼酸，該反應(yīng)的化學方程式為___________。(2)利用鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)制硼酸，已知天然的Fe3O4不溶于酸。生產(chǎn)硼酸的工藝流程如下：①“浸渣”主要成分的化學式為_____________。②“凈化除雜”：濾液保持一定溫度，需先加H2O2溶液，然后再調(diào)節(jié)溶液的pH=5.6。溫度不宜過高的原因是___________。調(diào)節(jié)溶液的pH=5.6的主要目的是___________。[已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39]，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，[已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.7×10-6]，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，(3)硼酸也可以通過電解方法制備。工作原理如圖所示。①寫出陽極的電極反應(yīng)式___________________。②a膜或b膜為陽離子交換膜的是________；陰極室溶液的濃度________(填“變大”、“不變”、“變小”)。(4)寫出一定條件下硼酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式_________________________?！敬鸢浮緽+3HNO3H3BO3+3NO2↑SiO2、Fe3O4溫度過高使H2O2分解使Fe3+、Al3+完全形成氫氧化物沉淀2H2O-4e-=O2↑+4H+a膜變大NaOH+H3BO3=NaB(OH)4【解析】（1）單質(zhì)硼溶于熱的濃硝酸可以生成硼酸，方程式為：B+3HNO3H3BO3+3NO2↑；（2）①反應(yīng)的原料中除了SiO2、Fe3O4之外，其余物質(zhì)均可以與硫酸反應(yīng)生成對應(yīng)的離子，故“浸渣”主要成分為：SiO2、Fe3O4；②H2O2受熱易分解為水和氧氣，故溫度不宜過高，調(diào)節(jié)pH為5.6的目的是使Fe3+、Al3+完全形成氫氧化物沉淀，故答案為：①溫度過高使H2O2分解；②使Fe3+、Al3+完全形成氫氧化物沉淀；（3）①陽極室溶液為稀硫酸，石墨電極為惰性電極，陽極應(yīng)該是溶液中的水失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+；②溶液中的陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，故a膜為陽離子交換膜，陰極室發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，有OH-生成，溶液的pH增大，故答案為：①2H2O-4e-=O2↑+4H+；②a膜；變大；（4）硼酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式：NaOH+H3BO3=NaB(OH)411．某種制取純堿的生產(chǎn)流程如下圖所示：完成下列填空：（1）N原子核外有_______種不同運動狀態(tài)的電子，它的最外層電子排布式是________；組成純堿的元素原子半徑從大到小依次為___________________。（2）氨水是常用氮肥，用氨水施肥時要避開高溫、大風天氣，原因是_______________。（3）用離子方程式表示碳酸鈉被稱為“堿”的原因_____________________________。（4）結(jié)合下圖用溶解平衡理論解釋反應(yīng)II的反應(yīng)原理____________________________________。（5）在向母液中通入石灰乳進行蒸氨之前，通常需要先將母液加熱。若不加熱，加入石灰乳容易產(chǎn)生沉淀堵塞管道，生成的沉淀是________。（6）上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有________，副產(chǎn)物是______________。（7）利用化工生產(chǎn)遵循的一般原則分析上述純堿生產(chǎn)流程，指出不足之處____________________（寫一條）?！敬鸢浮?2s22p3Na>C>O氨水易揮發(fā)，大風高溫天氣加速氨氣揮發(fā)從而失去肥效CO32-+H2OHCO3-+OH-碳酸氫鈉溶解度最??；反應(yīng)I生成高濃度HCO3-，反應(yīng)II加入大量Na+，造成溶液中HCO3-和Na+的離子濃度超出碳酸氫鈉飽和溶液濃度，所以析出碳酸氫鈉CaCO3CO2，NH3CaCl2有副產(chǎn)物生成，原料沒有充分利用（或母液中有大量氯化鈉與氯化鈣一起排出，原料沒有充分利用。）【解析】（1）N原子核電荷數(shù)為7，核外有7個電子，每一個電子的運動狀態(tài)都不相同，所以氮原子核外有7種不同運動狀態(tài)的電子，它的最外層電子排布式是2s22p3；純堿所含元素分別為：鈉、碳、氧，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，同一周期，從左到右，原子半徑減小，因此鈉、碳、氧三種元素原子半徑從大到小依次為Na>C>O；正確答案：7；2s22p3；Na>C>O。（2）氨水是常用氮肥，用氨水施肥時要避開高溫、大風天氣，原因是氨水易揮發(fā)，大風高溫天氣加速氨氣揮發(fā)從而失去肥效；正確答案：氨水易揮發(fā)，大風高溫天氣加速氨氣揮發(fā)從而失去肥效。（3）碳酸鈉在水中發(fā)生水解，生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉，離子方程式為CO32-+H2OHCO3-+OH-；正確答案：CO32-+H2OHCO3-+OH-。（4）根據(jù)圖示，碳酸氫鈉溶解度最??；反應(yīng)I生成高濃度HCO3-，反應(yīng)II加入大量Na+，造成溶液中HCO3-和Na+的離子濃度超出碳酸氫鈉飽和溶液濃度，所以析出碳酸氫鈉；正確答案：碳酸氫鈉溶解度最小；反應(yīng)I生成高濃度HCO3-，反應(yīng)II加入大量Na+，造成溶液中HCO3-和Na+的離子濃度超出碳酸氫鈉飽和溶液濃度，所以析出碳酸氫鈉。（5）母液中含有氯化銨和極少量的碳酸氫鈉，碳酸氫鈉溶液與石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，易堵塞管道，正確答案：CaCO3。（6）上述流程中，氨氣、二氧化碳既是反應(yīng)物，也是生成物，因此在整個流程中可以循環(huán)利用；整個反應(yīng)中氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)生成了氨氣和氯化鈣副產(chǎn)物；正確答案：CO2，NH3；CaCl2。（7）利用化工生產(chǎn)遵循的一般原則分析上述純堿生產(chǎn)流程，其不足之處是有副產(chǎn)物生成，原料沒有充分利用（或母液中有大量氯化鈉與氯化鈣一起排出，原料沒有充分利用）；正確答案：有副產(chǎn)物生成，原料沒有充分利用（或母液中有大量氯化鈉與氯化鈣一起排出，原料沒有充分利用）。12．純堿(Na2CO3)在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。以下是實驗室模擬制堿原理制取Na2CO3的流程圖。已知：向飽和食鹽水中通入NH3、CO2后發(fā)生的反應(yīng)為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl?；卮鹨韵聠栴}：（1）粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。精制除雜的步驟順序是a→________→________→________→b(填字母編號)。a.粗鹽溶解，濾去沉渣b．加入鹽酸調(diào)pHc．加入Ba(OH)2溶液d．加入Na2CO3溶液e．過濾（2）向飽和食鹽水中先通入_______，后通入________制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)，某探究性學習小組分別設(shè)計了如下實驗方案．請回答下列有關(guān)問題：方案一：把一定質(zhì)量的樣品溶解后加入過量的CaCl2溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、稱量、計算。（3）洗滌沉淀的具體操作是_____________________________。方案二：利用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)（鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去）。實驗步驟如下：①按圖連接裝置，并檢查氣密性；②準確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為33.4g；③準確稱得6g純堿樣品放入容器b中；④打開分液漏斗a的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為35.6g。（4）裝置A中試劑X應(yīng)選用_________________。（5）根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為___________（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）。【答案】cdeNH3CO2加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復(fù)2～3次NaOH溶液88.3%【解析】（1）Ca2＋用碳酸鈉除去，Mg2＋用OH－除去，SO42－用Ba2＋除去，最后加入鹽酸酸化。但由于過量的Ba2＋要用碳酸鈉來除，所以碳酸鈉必需放在最后加入，所以正確的操作順序是acdeb，故答案為：c、d、e；（2）由于NH3易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，所以先通入氨氣有利于吸收溶解度不大的CO2，故答案為：NH3、CO2；（3）洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復(fù)操作2-3次；故答案為：加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復(fù)2～3次；（4）裝置A中試劑X的主要作用是除去空氣中的二氧化碳，可選用NaOH溶液來除去，故答案為：NaOH溶液；（5）反應(yīng)中放出二氧化碳氣體的質(zhì)量m(CO2)=35.6g-33.4g=2.2g，n(CO2)=2.2g÷44g/mol=0.05mol，根據(jù)方程式：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑可知n(Na2CO3)=n(CO2)=0.05mol，則m(Na2CO3)=0.05mol×106g/mol=5.3g，所以純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)=(5.3g÷6g）×100%≈88.3%，故答案為：88.3%。13．氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖所示：其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學反應(yīng)方程式表示其原因：_______________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是_______________________。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學反應(yīng)方程式為____________________________。(4)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學式為________________。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學方程式______________________?！敬鸢浮縎iO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O①②SiCl4＋3H2O===4HCl↑＋H2SiO3↓Si3N43SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl【解析】（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，二氧化硅與強堿氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性硅酸鈉和水，反應(yīng)的化學方程式為SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；（2）①石英砂到粗硅，硅元素化合價降低，屬于氧化還原反應(yīng)；②粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅，硅元素化合價升高，屬于氧化還原反應(yīng)；③四氯化硅精餾屬于物理變化；④四氯化硅與氨氣反應(yīng)，不存在化合價的變化，不是氧化還原反應(yīng)；⑤Si(NH2)4高溫生成氮化硅，沒有化合價的變化，不是氧化還原反應(yīng)；答案為①②；（3）SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，說明有氯化氫產(chǎn)生，反應(yīng)的方程式為SiCl4＋3H2O＝4HCl↑＋H2SiO3↓；（4）3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，結(jié)合原子守恒判斷A是氨氣，即3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑，所以氮化硅的化學式為Si3N4；（5）A是氨氣，則B和C是氮氣和氫氣，則根據(jù)原子守恒可知SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學方程式為3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。14．晶體硅是信息科學和能源科學中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法。請回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號)。(2)寫出反應(yīng)③的化學方程式__________________________。(3)化合物W的用途很廣，通?？捎米鹘ㄖ?/p>