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普通高中学业水平合格性考试
化学
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专题四 化学实验基础
化学工艺流程图特点
化学工艺流程一般可划分为前期原料的预处理、中期的核心反应和
后期的产品分离提纯三个阶段，整个流程都需要控制反应条件为获取产
品服务。分析流程图的规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环
（如下图所示）。
【激活思维】
问题1：工业生产中，如何加快酸浸固体的速率？
粉碎固体、搅拌、适当升温、加大酸的浓度等。
问题2：如何找到循环利用的物质？
从流程中寻找后面出现且在前面作反应物的物质。
【真题1】 （2020·江苏学测合格考样题）某硫酸厂产生的烧渣（主要含
Fe2O3，还有一定量的SiO2）可用于制备FeSO4溶液，其流程如下：
（1）“酸溶”时，提高反应速率的措施有
（写一条）。
解析：（1）通过增大反应物的接触面积、改变反应物浓度、提升温度
等，可以加快反应速率。
（2）加入Fe粉还原后，检验Fe3＋是否反应完全的试剂为 。
解析：（2）KSCN遇Fe3＋显血红色。
粉碎烧渣、搅拌、适当加
热、适当提高H2SO4的浓度（任写一条即可）
KSCN
（3）写出“还原”步骤中，Fe粉和Fe3＋反应的离子方程式：
。
解析：（3）Fe与Fe3＋发生归中反应生成Fe2＋。
Fe＋
2Fe3＋ 3Fe2＋
【真题2】（2020·江苏学测合格考）硝酸钙晶体[Ca（NO3）2·4H2O]常
用于电子、仪表及冶金工业。一种利用CaO制备Ca（NO3）2·4H2O的流
程如下：
（1）“制浆”过程中发生反应的化学方程式是
。
CaO＋H2O Ca
（OH）2
（3）Ca（NO3）2·4H2O的溶解度随温度变化的曲线如上图所示。“酸
化”后制取Ca（NO3）2·4H2O的操作主要包括加热浓缩、
、过滤、洗涤、干燥。实验室过滤操作必须用到的玻璃仪器有烧
杯、玻璃棒和 。
（2）“气体X”的化学式是 。
NH3
冷却结
晶
漏斗
解析：（1）从流程图可见，“制浆”是CaO与H2O反应。（2）Ca
（OH）2与NH4NO3反应生成NH3。（3）Ca（NO3）2·4H2O的溶解度随
温度升高迅速上升，所以可采用蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体；实验室
过滤时需要用漏斗。
1. （2024·淮安合格考模拟）硫酸铁铵是分析化学中的常用试剂，其晶
体的化学式为（NH4） a Fe b （SO4） c · d H2O。实验室模拟用废铁屑[成
分为铁和少量铁锈（用Fe2O3· x H2O表示）]制取硫酸铁铵晶体，具体流
程如下：
废铁屑 溶液1 溶液2 硫酸铁铵
1
该步骤采用水浴加热，而不用明火加热，原因是
。
解析：（1）步骤①中，铁锈（Fe2O3· x H2O）与硫酸反应生成硫酸铁和
水，反应的离子方程式为Fe2O3· x H2O＋6H＋ 2Fe3＋＋（ x ＋3）
H2O；该步骤采用水浴加热，而不用明火加热，原因是铁与硫酸反应生
成氢气，明火加热有爆炸的危险。
Fe2O3· x H2O＋6H＋
2Fe3＋＋（ x ＋3）H2O
铁与硫酸反应生成氢
气，明火加热有爆炸的危险
1
（2）步骤②中加入足量H2O2的目的是 。
解析：（2）Fe与硫酸反应生成FeSO4，H2O2能氧化亚铁离子为铁离
子，步骤②中加入足量H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
1
（3）硫酸铁铵晶体组成的测定。
步骤1：准确称取质量为4.820 g固体在酸性条件下溶于水配成100.00 mL
溶液A；
步骤2：取25.00 mL溶液A，加入足量的BaCl2溶液，过滤得1.165 g
沉淀；
步骤3：取25.00 mL溶液A，加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤并灼
烧得到0.2 g固体。
通过计算确定该晶体的化学式（写出计算过程）。
NH4Fe（SO4）2·12H2O
1
解析：（3）100.00 mL溶液A中： n （S ）＝ n （BaSO4）＝ ＝
×4＝0.02 mol， n （Fe3＋）＝2 n （Fe2O3）＝2×
×4＝0.01 mol，根据电荷守恒有 n （N ）＋3 n （Fe3＋）＝2 n （S
），即 n （N ）＝0.02 mol×2－0.01 mol×3＝0.01 mol，所以 n
（H2O）＝（4.820 g－0.02 mol×96 g·mol－1－0.01 mol×56 g·mol－1－
0.01 mol×18 g·mol－1）/18 g·mol－1＝0.12 mol，所以 n （N ）∶ n
（Fe3＋）∶ n （S ）∶ n （H2O）＝0.01 mol∶0.01 mol∶0.02mol
∶0.12 mol＝1∶1∶2∶12，该晶体的化学式为NH4Fe（SO4）2·12H2O。
1第22讲 无机工艺流程与实验综合
化学工艺流程图特点
化学工艺流程一般可划分为前期原料的预处理、中期的核心反应和后期的产品分离提纯三个阶段，整个流程都需要控制反应条件为获取产品服务。分析流程图的规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环（如下图所示）。
【激活思维】
问题1：工业生产中，如何加快酸浸固体的速率？
问题2：如何找到循环利用的物质？
【真题1】 （2020·江苏学测合格考样题）某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3，还有一定量的SiO2）可用于制备FeSO4溶液，其流程如下：
（1）“酸溶”时，提高反应速率的措施有 （写一条）。
（2）加入Fe粉还原后，检验Fe3＋是否反应完全的试剂为 。
（3）写出“还原”步骤中，Fe粉和Fe3＋反应的离子方程式： 。
【真题2】（2020·江苏学测合格考）硝酸钙晶体[Ca（NO3）2·4H2O]常用于电子、仪表及冶金工业。一种利用CaO制备Ca（NO3）2·4H2O的流程如下：
（1）“制浆”过程中发生反应的化学方程式是 。
（2）“气体X”的化学式是 。
（3）Ca（NO3）2·4H2O的溶解度随温度变化的曲线如上图所示。“酸化”后制取Ca（NO3）2·4H2O的操作主要包括加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。实验室过滤操作必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
1.（2024·淮安合格考模拟）硫酸铁铵是分析化学中的常用试剂，其晶体的化学式为（NH4）aFeb（SO4）c·dH2O。实验室模拟用废铁屑[成分为铁和少量铁锈（用Fe2O3·xH2O表示）]制取硫酸铁铵晶体，具体流程如下：
废铁屑溶液1溶液2硫酸铁铵
（1）步骤①中，铁锈与硫酸反应的离子方程式为 。
该步骤采用水浴加热，而不用明火加热，原因是 。
（2）步骤②中加入足量H2O2的目的是 。
（3）硫酸铁铵晶体组成的测定。
步骤1：准确称取质量为4.820 g固体在酸性条件下溶于水配成100.00 mL溶液A；
步骤2：取25.00 mL溶液A，加入足量的BaCl2溶液，过滤得1.165 g沉淀；
步骤3：取25.00 mL溶液A，加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤并灼烧得到0.2 g固体。
通过计算确定该晶体的化学式（写出计算过程）。
第22讲 无机工艺流程与实验综合
【考点填空】
问题1：粉碎固体、搅拌、适当升温、加大酸的浓度等。
问题2：从流程中寻找后面出现且在前面作反应物的物质。
【真题回放】
1.（1）粉碎烧渣、搅拌、适当加热、适当提高H2SO4的浓度（任写一条即可）
（2）KSCN
（3）Fe＋2Fe3＋3Fe2＋
解析：（1）通过增大反应物的接触面积、改变反应物浓度、提升温度等，可以加快反应速率。（2）KSCN遇Fe3＋显血红色。（3）Fe与Fe3＋发生归中反应生成Fe2＋。
2.（1）CaO＋H2OCa（OH）2
（2）NH3
（3）冷却结晶 漏斗
解析：（1）从流程图可见，“制浆”是CaO与H2O反应。（2）Ca（OH）2与NH4NO3反应生成NH3。（3）Ca（NO3）2·4H2O的溶解度随温度升高迅速上升，所以可采用蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体；实验室过滤时需要用漏斗。
【当堂检测】
1.（1）Fe2O3·xH2O＋6H＋2Fe3＋＋（x＋3）H2O 铁与硫酸反应生成氢气，明火加热有爆炸的危险
（2）将Fe2＋氧化为Fe3＋
（3）NH4Fe（SO4）2·12H2O
解析：（1）步骤①中，铁锈（Fe2O3·xH2O）与硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3·xH2O＋6H＋2Fe3＋＋（x＋3）H2O；该步骤采用水浴加热，而不用明火加热，原因是铁与硫酸反应生成氢气，明火加热有爆炸的危险。（2）Fe与硫酸反应生成FeSO4，H2O2能氧化亚铁离子为铁离子，步骤②中加入足量H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋。
（3）100.00 mL溶液A中：n（S）＝n（BaSO4）＝＝×4＝0.02 mol，n（Fe3＋）＝2n（Fe2O3）＝2××4＝0.01 mol，根据电荷守恒有n（N）＋3n（Fe3＋）＝2n（S），即n（N）＝0.02 mol×2－0.01 mol×3＝0.01 mol，所以n（H2O）＝（4.820 g－0.02 mol×96 g·mol－1－0.01 mol×56 g·mol－1－0.01 mol×18 g·mol－1）/18 g·mol－1＝0.12 mol，所以n（N）∶n（Fe3＋）∶n（S）∶n（H2O）＝0.01 mol∶0.01 mol∶0.02 mol∶0.12 mol＝1∶1∶2∶12，该晶体的化学式为NH4Fe（SO4）2·12H2O。
