(共61张PPT)
主观题突破二 无机化工流程及分析
突破点1 物质转化过程的分析
突破点2 化工流程中陌生方程式的书写
目录索引
突破点3 化工流程中的分离及提纯
突破点4 化工流程中的图像、表格数据分析
突破点5 化工流程题中常见的计算类型
突破点1 物质转化过程的分析
聚焦 核心要点
1.化学工艺流程大题题型结构
2.化工流程中物质的追踪
(1)判断主体物质的转化:关注目标元素及其化合物在各步骤发生的反应,确定目标元素的存在形式、状态,进一步确定物质分离、提纯的方法。
(2)判断滤液和滤渣的成分:主要根据物质的性质判断,特别是物质的溶解性,因此要熟记常见难溶于水、微溶于水的物质。
(3)判断可循环利用的物质:主要从以下四个方面判断:一是看流程图中是否有循环线;二是从过滤或结晶后的母液中寻找;三是从流程图中需要加入的物质中寻找;四是从能发生可逆反应的物质中寻找。
3.原料预处理的方法及目的
处理方法 目的
固体原料粉碎或研磨 减小颗粒直径,增大反应物接触面积,增大浸取时的反应速率,提高浸取率
煅烧或灼烧 ①除去硫、碳单质;②有机化合物转化、除去有机化合物;③高温下原料与空气中的氧气反应;④除去受热不稳定的杂质等
酸浸 ①溶解转变成可溶物进入溶液中,以达到与难溶物分离的目的;②去氧化物(膜)
碱溶 ①除去金属表面的油污;②溶解铝、氧化铝等
加热 ①加快反应速率或溶解速率;②促进平衡向吸热反应方向移动;③除杂,除去受热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质;④使沸点相对较低或易升华的原料变成气态;⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等
4.反应条件的控制及目的
条件控制 目的
反应物用 量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率;②增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行;③增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动等
控制温度 (常用水浴、 冰浴或油浴) ①防止副反应的发生
②使化学平衡移动;控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
④控制反应速率;使催化剂达到最大活性
⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发
⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求
条件控制 目的
加入氧化剂 (或还原剂) ①转化为目标产物的价态;②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]
加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等);②加入可溶性碳酸盐,生成碳酸盐沉淀;③加入氟化钠,除去Ca2+、Mg2+
控制溶 液的pH ①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
精研 核心命题
例题(2025·黑吉辽蒙卷)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知:①“氧化浸出”时,PbSO4不发生变化,ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+;
②Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8;
③酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。
回答下列问题:
(1)H2A分子中手性碳原子数目为__________。
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根(S2)转变为__________ (填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为__________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为
__________________________________________。
(5)滤渣2中的金属元素为__________ (填元素符号)。
2
S
高,化学反应速率加快,温度增加到一定程度导致NH3·H2O分解成NH3逸出,(NH4)2S2O8也分解,反应物浓度降低,导致反应速率下降
随着温度升
Zn+[Cu(NH3)4]2+══[Zn(NH3)4]2++Cu
Fe
(6)“浸铅”步骤,PbSO4和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为____________________________________________________, pH过高可能生成__________ (填化学式)。
(7)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
pH升高会使得溶液中A2-浓度增大,使PbSO4(s)+A2- PbA(s)+S平衡右移,促进PbA的形成
Pb(OOC—CHOH—CHOH—COO) 2H2O↑+4CO↑+Pb
Pb(OH)2
解析:本题考查以废渣为原料,通过一定工艺流程回收Zn、Pb的过程,体现了废物回收与利用的环境保护意识。
(1)H2A的结构式为 ,其中的手性碳已标注(*),有2个。
(2)S2根据S最高化合价为+6价,进行O元素化合价分析,可知其中有两个O为-1价,具备较强氧化性,故被还原后变为S。
(3)分析本题应该着重考虑“氧化浸出”步骤中反应物的性质,再结合影响化学反应速率的因素进行分析。刚开始升高温度使反应速率加快,故浸出率增大;随着温度的升高,NH3·H2O会分解产生NH3逸出,(NH4)2S2O8也分解,导致反应物浓度下降,进而使反应速率降低,浸出率减小。
(4)根据流程图,加入Zn获得铜单质,题中已知①中给出信息:ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+,以及Cu2+可与氨水形成配合物[Cu(NH3)4]2+,可推测“除铜”这一步反应物为Zn和[Cu(NH3)4]2+,产物为Cu、[Zn(NH3)4]2+。故“除铜”步骤发生反应的离子方程式为Zn+[Cu(NH3)4]2+══[Zn(NH3)4]2++Cu。
(5)根据流程图中制取ZnS的过程,可知“氧化浸出”后获取的滤液中含Cu、Zn元素,则废渣中的Fe元素应该存在于滤渣1中,经“浸铅”操作后Fe元素进入滤渣2。故滤渣2中金属元素为Fe。
(6)“浸铅”中发生反应PbSO4(s)+A2- PbA(s)+S,体系pH升高,A2-水解程度减小,c(A2-)增大,使“浸铅”反应平衡右移,PbA产率增大。pH过高时,结合Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8,推知可能产生Pb(OH)2。
(7)根据PbA“真空热解”产生Pb和2种气态氧化物,结合原子守恒,推知2种气态氧化物分别为CO、H2O,可得方程式Pb(OOC—CHOH—CHOH—COO)
2H2O↑+4CO↑+Pb。
[变式演练] (2024·湖南卷)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下。
已知:①当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在;
②AgCl(s)+Cl-(aq) [AgCl2]-(aq) K=2.0×10-5;
③Na2SO3易从溶液中结晶析出;
④不同温度下Na2SO3的溶解度如下。
温度/℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题。
(1)Cu属于 区元素,其基态原子的价层电子排布式为 。
(2)“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3,“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为 。
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序中均需加入一定量的NaCl。
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl的原因是 。
②在“除金”工序溶液中,Cl-浓度不能超过 mol·L-1。
ds
3d104s1
Cu2Se+4H2O2+4H+═2Cu2++H2SeO3+5H2O
使银元素转化为AgCl沉淀
0.5
0.05
(5)“滤液4”中溶质的主要成分为 (填化学式);在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序需在40 ℃左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是 。
Na2SO3
高于40 ℃后,Na2SO3的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产
突破点2
化工流程中陌生方程式的书写
聚焦 核心要点
1.化工流程中陌生化学方程式的书写思路
获取信息 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型
确定 类型 类型1 元素化合价无变化则为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律
类型2 元素化合价有变化则为氧化还原反应,除遵循质量守恒外,还要遵循得失电子守恒规律
规范作答 最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要遵循电荷守恒规律)即可
2.流程中陌生的氧化还原反应方程式的书写流程
(1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物),结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
(3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
(4)根据质量守恒配平反应方程式。
精研 核心命题
例题(2024·黑吉辽卷,16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为 。
(2)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成 (填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。
(3)“沉金”中Zn的作用为 。
(4)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为 。
用碱中和HCN可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
Fe(OH)3
还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au
Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4═ZnSO4+Na2SO4+4HCN
NaCN
解析:向矿粉中加入足量空气和H2SO4,在pH=2时进行“细菌氧化”,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,过滤,“滤液①”中主要含有Fe3+、S、含As微粒,加碱调节pH,Fe3+转化为Fe(OH)3胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,过滤可得到净化液;“滤渣”的主要成分为Au,Au与空气中的O2及NaCN溶液反应得到含[Au(CN)2]-的“浸出液”,向“浸出液”中加入Zn进行“沉金”得到Au和含[Zn(CN)4]2-的“滤液②”。
(2)“沉铁砷”时,加碱调节溶液的pH,Fe3+转化为Fe(OH)3胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降。
(3)“沉金”中Zn作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au。
(4)“滤液②”含有[Zn(CN)4]2-,经过H2SO4的酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN,反应的化学方程式为Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4═ZnSO4+4HCN+Na2SO4;用碱中和HCN得到的产物,可实现循环利用,即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤,从而可以循环利用。
[变式演练] (2025·河南卷节选)一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt,含有少量SiO2]中尽可能回收铑的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸溶1”的目的是_______________________________。
(2)已知“酸溶2”中Rh转化为H3[RhCl6],则生成该物质的化学方程式为_________________________________________;“滤渣”的主要成分是__________ (填化学式)。
(3)“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧”后分解成铑单质,但夹杂少量Rh2O3和RhCl3,则“高温还原”中发生反应的化学方程式为______________________________________________________。
(4)“活化还原”中,SnCl2必须过量,其与Rh(Ⅲ)反应可生成[Rh(SnCl3)5]4-,提升了Rh的还原速率,该配离子中Rh的化合价为__________;反应中同时生成[SnCl6]2-,Rh(Ⅲ)以[RhCl6]3-计,则理论上SnCl2和Rh(Ⅲ)反应的物质的量之比为__________。
将Fe转化为Fe2+与固体分离
Rh+HNO3+6HCl══H3[RhCl6]+NO↑+2H2O
SiO2
+1价
6∶1
突破点3 化工流程中的分离及提纯
聚焦 核心要点
1.过滤:分离固体与液体的常用方法。要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水的物质,如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等。
2.从溶液中获取晶体的方法及实验操作
(1)溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法,实验过程为:蒸发结晶、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出)、洗涤、干燥。
(2)溶解度受温度影响较大的物质、带有结晶水的盐或可水解的盐采取冷却结晶的方法,实验过程为:蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
3.萃取与反萃取
(1)萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。
(2)反萃取:用反萃取剂使被萃取物从有机相进入水相的过程,为萃取的逆过程。
4.蒸发与蒸馏
(1)在某种气体氛围中进行蒸发可抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中蒸发,以防其水解。
(2)减压蒸馏的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止受热分解、氧化等。
5.固体物质的洗涤
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸 馏 水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的杂质,可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的杂质,可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱 溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质,减少固体溶解
洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入洗涤剂至浸没沉淀,待洗涤剂自然流下后,重复以上操作2~3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液置于试管中,向其中滴入检验试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净
精研 核心命题
例题铬酸铅俗称铬黄,是一种难溶于水的黄色固体,也是一种重要的黄色颜料,常用作橡胶、油墨、水彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为Cr2O3,含有少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料制备铬酸铅,实现资源的回收再利用,其流程如下:
(1)“一系列操作”包括 、粉碎。
(2)为了使产品更纯,需将“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯,依据如图所示的溶解度信息,“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯的操作是
。分离提纯后得到的固体的化学式为 。
过滤、洗涤、干燥
蒸发结晶、趁热过滤
Na2SO4
解析:(1)铬酸铅难溶于水,合成后直接过滤、洗涤、干燥、粉碎可得产品。
(2)依据图示,温度高于45 ℃时,随温度升高,Na2SO4的溶解度减小,而Na2Cr2O7溶解度增大,故可在高温下蒸发结晶析出Na2SO4,然后趁热过滤,即可达到分离的目的。
[变式演练] (2022·广东卷,18节选)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
已知:月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8,Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8。
(1)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是 。
②“操作X”的过程为:先 ,再固液分离。
(2)该工艺中,可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
加热搅拌可加快反应速率
冷却结晶
MgSO4
突破点4
化工流程中的图像、表格数据分析
聚焦 核心要点
1.图像题
(1)识图——三看
一看轴——横、纵坐标所表示的化学含义(x轴和y轴表示的意义)(特别是双纵坐标),寻找x、y轴之间的关系,因为这是理解题意和进行正确解答的前提;
二看点——曲线中的特殊点(起点、终点、拐点、交叉点等);
三看线——曲线的走势(变化趋势是上升、下降、波动等)。
(2)析图
分析图中为什么会出现这些特殊点,曲线为什么有这样的变化趋势和走向,分析曲线变化的因果关系;通过联想,把课本内的有关化学概念、原理、规律等与图中的曲线和相关点建立联系。
(3)用图
将相关的化学知识与图中曲线紧密结合,在头脑中构建新的曲线-知识体系,然后运用新的曲线-知识体系揭示问题的实质,解决实际问题。
2.表格数据题
(1)明含义:理解表格中各个数据的含义及其变化规律,巧妙地将表格语言转换成化学语言。
(2)析数据:理顺表格中数据间的变化趋势,联系相关的化学知识,寻找其中的变化规律,快速准确地解决问题。
精研 核心命题
例题(2023·北京卷,18节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
□Fe3++Ag2S+□ □ +2[AgCl2]-+S
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中Cl-、H+的作用: 。
2
4 Cl-
2 Fe2+
Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀
解析:①Ag2S中S元素化合价升高,Fe元素化合价降低,根据得失电子守恒、元素守恒,该离子方程式为2Fe3++Ag2S+4Cl- 2Fe2++2[AgCl2]-+S;②Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀。
(2)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 。
②一定温度下,Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释t min后Ag的沉淀率逐渐减小的原因: 。
2[AgCl2]-+Fe═Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe═3Fe2+、2H++Fe═Fe2++H2↑
时间越长,溶液中c(Fe2+)升高,导致平衡2[AgCl2]-+Fe 2Ag+4Cl-+Fe2+逆向移动,Ag溶解
解析:①铁粉可将[AgCl2]-还原为单质银,过量的铁粉还可以与Fe3+、H+发生反应,因此离子方程式为2[AgCl2]-+Fe═Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe═3Fe2+、2H++Fe═Fe2++H2↑;②时间越长,溶液中c(Fe2+)升高,导致平衡2[AgCl2]-+Fe 2Ag+4Cl-+Fe2+逆向移动,Ag溶解,即Ag的沉淀率逐渐减小。
(3)结合“浸锰”过程,从两种矿石中各物质利用的角度,分析联合提取银和锰的优势: 。
“浸锰”过程中,氧化锰矿中的MnO2作氧化剂、银锰精矿中的FeS2作还原剂,不需要额外加入氧化剂与还原剂即可联合提取
解析:联合提取银和锰的优势在于“浸锰”过程中,氧化锰矿中的MnO2作氧化剂、银锰精矿中的FeS2作还原剂,不需要额外加入氧化剂与还原剂即可联合提取。
[变式演练] (2025·陕晋宁青卷节选)一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn2+、Mg2+、N的硫酸盐)的工艺流程如下。
已知:①常温下Ksp(MgCO3)=10-5.17,Ksp[Mg(OH)2]=10-11.25,
Ksp[Mn(OH)2]=10-12.72;
②S2结构式为 。
回答下列问题:
(1)制备废盐溶液时,为加快废盐溶解,可采取的措施有_______________、________________ (写出两种)。
(2)“沉锰Ⅰ”中,写出形成的Mn(OH)2被氧化成Mn3O4的化学方程式: ______________________________。
当Mg2+(c=10-0.68 mol·L-1)将要开始沉淀时,溶液中剩余Mn2+浓度为__________mol·L-1。
(3)“沉锰Ⅱ”中,过量的(NH4)2S2O8经加热水解去除,最终产物是NH4HSO4和__________ (填化学式)。
将废盐粉碎
搅拌
6Mn(OH)2+O2══2Mn3O4+6H2O
10-2.15
O2
(4)“沉镁Ⅰ”中,当pH为8.0~10.2时,生成碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2 ·zH2O],煅烧得到疏松的轻质MgO。pH过大时,不能得到轻质MgO的原因是______________________________。
pH过大时生成Mg(OH)2,而MgCO3的含量低,煅烧时没有CO2气体生成,使得MgO结构不疏松,密度较大,不能得到轻质MgO
(5)“沉镁Ⅱ”中,加H3PO4至pH=8.0时,Mg2+沉淀完全;若加至pH=4.0时沉淀完全溶解,据图分析,写出沉淀溶解的离子方程式: __________________________________________________________。
MgNH4PO4·6H2O+2H3PO4══Mg2++N+3H2P+6H2O
突破点5
化工流程题中常见的计算类型
聚焦 核心要点
2.多步滴定计算
(1)连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定,根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。
(2)返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质,根据第一步加入的量减去第二步中消耗的量,即可得出第一步所求物质的物质的量。
3.热重法测定物质组成的思维模型
精研 核心命题
例题(1)(2023·辽宁卷,16节选)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+),实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 Mg(OH)2
Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7 10-10.8
“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25 ℃),需控制pH不低于 (精确至0.1)。
11.1
(2)(2025·江苏卷节选)由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下:
已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CdS)=8.0×10-27,(H2S)=1.0×10-7, (H2S)=1.2×10-13。当离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为离子沉淀完全。
通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01 mol·L-1时,Cd2+是否沉淀完全(写出计算过程)。
否。
计算过程:pH=0时,c(H+)=1 mol·L-1,c(S2-)= mol·L-1=1.2×10-22 mol·L-1
c(Cd2+)= mol·L-1≈6.67×10-5 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,故Cd2+未沉淀完全。
[变式演练] (2022·山东卷,17节选)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
酸解时有HF生成,氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6。部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3)∶n(Si)=1∶1加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na+)= mol·L-1;再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是 。
物质 BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4
Ksp 1.0×10-6 4.0×10-6 9.0×10-4 1.0×10-10
2.0×10-2(共55张PPT)
选择题突破五 化学与STSE、传统文化
突破点1 化学与STSE
突破点2 化学与传统文化
目录索引
突破点1 化学与STSE
聚焦 核心要点
1.化学与生活[1]
序号 性质 用途或注意事项
(1) 硅是常用的半导体材料 可制造太阳能电池板
(2) 二氧化硅导光能力强,并且有硬度和柔韧度 可制作光导纤维
(3) Cl2、ClO2、次氯酸盐具有强氧化性 可用于自来水的杀菌消毒
(4) 硅胶能吸收水分 可作(袋装食品)干燥剂
(5) 浓氨水具有挥发性,氨具有还原性 用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
(6) 草木灰和硫酸铵反应生成氨气,使肥效降低 草木灰和硫酸铵不能混合施用
序号 性质 用途或注意事项
(7) 二氧化硫具有还原性、漂白性 可用作葡萄酒添加剂;漂白纸浆等
(8) Na2CO3水解使溶液显碱性 用热的纯碱溶液洗去油污
(9) NaHCO3受热分解生成CO2,且能与酸反应 可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂
(10) 锂质量轻、比能量大 可用作电池负极材料
(11) Al具有良好的延展性和抗腐蚀性 常用铝箔包装物品
(12) 明矾、硫酸铁等水解生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体,胶体具有较强的吸附性 可用作净水剂(混凝剂)
(13) MgO、Al2O3的熔点很高 作耐高温材料
(14) 小苏打与硫酸铝溶液发生相互促进的水解反应 可以作泡沫灭火器材料
序号 性质 用途或注意事项
(15) Fe具有还原性 可用于防止食品氧化变质
(16) CuSO4使蛋白质变性 误服CuSO4溶液,喝蛋清或豆浆解毒
(17) K2FeO4具有强氧化性,还原产物Fe3+可水解生成氢氧化铁胶体 可作自来水的消毒剂、净水剂
(18) BaSO4难溶于水,不与胃酸反应 在医疗上用作“钡餐”透视
(19) 聚乙烯性质稳定且无毒,聚氯乙烯有毒 聚乙烯可作直接接触食物的食品包装袋,聚氯乙烯不能
(20) 医用酒精中乙醇的体积分数为75% 医用酒精用于消毒
(21) 蚕丝或羊毛等灼烧时有烧焦羽毛的特殊气味 灼烧法可区分蚕丝(或羊毛)和合成纤维
(22) 乙酸与乙醇发生酯化反应生成具有香味的乙酸乙酯 烧鱼时加入食醋和料酒以提香
2.化学与材料[2]
材料 举例 说明
金属材料 铁合金(生铁和钢)、铝和铝合金、青铜、黄铜、新型合金(如钛合金)等 ①铝合金具有强度高、密度小、耐腐蚀等优点
②保护金属要使被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极
无机非 金属材料 传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料;新型无机非金属材料如硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料等 ①常见硅酸盐材料有水泥、玻璃和陶瓷
②光感电池、太阳能电路板、计算机芯片等使用的半导体材料的成分为Si
③光导纤维使用材料的成分为SiO2
材料 举例 说明
有机高分子材料 天然 材料 棉花、羊毛、蚕丝和麻,天然橡胶 ①人造纤维:黏胶纤维,人造丝,人造棉等
②聚乙烯、聚氯乙烯都不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
合成 材料 塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯等) 合成纤维(如涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、尼龙等) 合成橡胶(如丁苯橡胶、氯丁橡胶等) 复合材料 玻璃钢 复合材料比原单一材料有更优越的性能
3.化学与环境[3]
污染类型 产生环境污染的原因
温室效应 化石燃料的大量使用使得大气中的CO2大量增加,从而使地表温度上升的现象。CH4也会产生温室效应
雾霾 大气中可吸入颗粒物过多,产生的主要原因有汽车尾气、化石燃料的燃烧、工业排放的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等
酸雨 (pH<5.6) 大气中含硫氧化物、含氮氧化物过多,与化石燃料的燃烧、工业废气的排放(如硫酸和硝酸的生产、冶金)、雷电等有关
光化学烟雾 大气中的氮氧化物过多,与汽车尾气、化石燃料的燃烧有关
白色污染 难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)随意丢弃引起的环境污染
水体污染 化肥、农药的过度施用,工业“三废”和生活污水的随意排放
臭氧层空洞 NOx、氟氯代烷等与臭氧发生作用,导致了臭氧层的损耗
4.化学与能源[4]
能源类别 分析
石油 分馏 物理变化,得到石油气、汽油、煤油、柴油、重油等
裂化 化学变化,获得更多轻质油,特别是汽油
裂解 化学变化,获得短链气态烃,如乙烯、丙烯、甲烷等
煤 干馏 化学变化,隔绝空气加强热,得到出炉煤气、煤焦油、焦炭等
气化 化学变化,将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应是C+H2O(g) CO+H2
液化 化学变化,把煤转化为液体燃料的过程
清洁能源 天然气、氢气等在燃烧时不产生烟尘的能源
化石能源 天然气、石油和煤等不可再生能源
理想 新能源 资源丰富、可以再生,对环境无污染,如太阳能、地热能、海洋能、风能和氢能等
5.化学品的合理使用[5]
合理 用药 遵循安全、有效、经济和适当的原则。非处方药都带有“OTC”标识 安全使用食品添加剂 着色剂 天然色素(红曲红等)和合成色素(柠檬黄等)
增味剂 谷氨酸钠等
膨松剂 碳酸氢铵、碳酸氢钠等
凝固剂 氯化镁、硫酸钙等
防腐剂 亚硝酸钠、苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等
抗氧化剂 抗坏血酸(维生素C)等
营养强 化剂 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等
链接高考[1]
1.(2025·安徽卷)下列有关物质用途的说法错误的是( )
A.生石灰可用作脱氧剂
B.硫酸铝可用作净水剂
C.碳酸氢铵可用作食品膨松剂
D.苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
A
2.(2022·海南卷)化学物质在体育领域有广泛用途。下列说法错误的是
( )
A.涤纶可作为制作运动服的材料
B.纤维素可以为运动员提供能量
C.木糖醇可用作运动饮料的甜味剂
D.“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛
B
3.(2022·浙江1月卷)下列说法不正确的是( )
A.镁合金密度较小、强度较大,可用于制造飞机部件
B.还原铁粉可用作食品干燥剂
C.氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒
D.油脂是热值最高的营养物质
B
4.(2022·浙江6月卷)下列说法不正确的是( )
A.油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和油漆
B.福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C.天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料
D.中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
A
链接高考[2]
1.(2025·甘肃卷)下列爱国主义教育基地的藏品中,主要成分属于无机非金属材料的是( )
A.劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏)
B.红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏)
C.陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏)
D.谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏)
2.(2025·云南卷)画中有“化”,多彩中华。下列叙述正确的是( )
A.岩彩壁画颜料所用贝壳粉,主要成分属于硅酸盐
B.油画颜料调和剂所用核桃油,属于有机高分子
C.竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
D.水墨画墨汁的主要成分碳,常温不易被氧化
A
D
3.(2023·浙江6月卷)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是( )
A.石墨烯 B.不锈钢
C.石英光导纤维 D.聚酯纤维
D
4.(2022·河北卷)定窑是宋代五大名窑之一,其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是( )
A.传统陶瓷是典型的绝缘材料
B.陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C.陶瓷烧制的过程为物理变化
D.白瓷的白色是因铁含量较高
A
5.(2023·广东卷)“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中,主要由硅酸盐材料制成的是( )
C
6.(2022·天津卷)近年来,我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是( )
A.我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成,淀粉是一种单糖
B.中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气,石油和天然气都是混合物
C.我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备,锂离子电池放电时将化学能转化为电能
D.以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟,硅树脂是一种高分子材料
A
7.(2021·河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生钅柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
C
链接高考[3]
1.(2023·江苏卷)我国提出2060年前实现碳中和的目标,体现了大国担当。碳中和中的碳是指( )
A.碳原子 B.二氧化碳
C.碳元素 D.含碳物质
2.(2021·山东卷)有利于实现“碳达峰、碳中和”的是( )
A.风能发电 B.粮食酿酒
C.燃煤脱硫 D.石油裂化
B
A
3.(2021·河北卷)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
D
链接高考[4]
(2023·湖北卷)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A.液氮-液氢 B.液氧-液氢
C.液态NO2-肼 D.液氧-煤油
A
链接高考[5]
1.(2024·山东卷)化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是
( )
A.活性炭可用作食品脱色剂
B.铁粉可用作食品脱氧剂
C.谷氨酸钠可用作食品增味剂
D.五氧化二磷可用作食品干燥剂
D
2.(2021·全国甲卷)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A.食品加工时不可添加任何防腐剂
B.掩埋废旧电池不会造成环境污染
C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
C
精研 核心命题
命题角度1 化学与生活
例1(2023·全国甲卷)化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
解析:苯甲酸钠为强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,A错误;豆浆是一种胶体,能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线有散射作用,B正确;SO2可用于丝织品漂白是由于其能与丝织品中的有色成分反应生成无色物质,C错误;维生素C具有还原性,故可用作水果罐头的抗氧化剂,D错误。
B
[变式演练1] (2024·浙江6月卷)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( )
A.部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期
D.加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
B
命题角度2 化学与科技
例2(2023·辽宁卷)科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法错误的是( )
A.利用CO2合成了脂肪酸:实现了无机小分子向有机高分子的转变
B.发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”:其成分属于无机盐
C.研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能→电能
D.革新了海水原位电解制氢工艺:其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀
解析:脂肪酸的相对分子质量较大,但不是高分子,A项错误;“嫦娥石”含有金属阳离子和酸根阴离子,属于无机盐,B项正确;太阳能电池将太阳能转化为电能,C项正确;多孔聚四氟乙烯为有机高分子材料,性质稳定,耐腐蚀,D项正确。
A
[变式演练2] (2025·广东卷)现代科技,增强国力,增进民生福祉。下列说法正确的是( )
A.我国科学家首次测得了月球背面月幔水含量。1 mol H2O质量为10 g
B.利用MoS2成功为金属材料“重塑金身”。MoS2中Mo的化合价为+6
C.穿上电动机械腿,助力行走不是梦。行走时电池将电能转化为化学能
D.沙海养鱼蹚出治沙新路,让沙海沙山变成金山银山。鱼肉富含蛋白质
D
命题角度3 化学与材料
例3(2024·河北卷)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是( )
A.线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解
C.尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
解析:线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A正确;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的热稳定性,受热不易分解,B错误;尼龙66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好,C正确;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有机玻璃,说明其透明度高,D正确。
B
[变式演练3] (2025·黑龙江哈尔滨三模)军用新材料主要应用于航空航天工业、兵器工业和船舰工业中。下列说法错误的是( )
A.航空航天工业中具有良好应用前景的Ti-6Al-4V合金属于新型合金材料
B.用于航空航天工业的新型氰酸酯树脂复合材料属于有机高分子材料
C.新型武器装备的关键材料高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料
D.飞行器发电机使用的磁性高分子属于功能高分子材料
C
命题角度4 化学与社会实践活动
例4(2023·广东卷)劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )
选项 劳动项目 化学知识
A 帮厨活动:帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性
B 环保行动:宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解
C 家务劳动:擦干已洗净的铁锅,以防生锈 铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4
D 学农活动:利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的CH4可作燃料
C
解析:鸡蛋的主要成分是蛋白质,帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐,加热使蛋白质变性,二者有关联,故A不符合题意;聚乳酸在自然界可生物降解,为了减小污染,应宣传使用聚乳酸制造的包装材料,二者有关联,故B不符合题意;擦干已洗净的铁锅,以防生锈,防止生成氧化铁,铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4,二者没有关联,故C符合题意;利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气,沼气的主要成分是甲烷,甲烷用作燃料,二者有关联,故D不符合题意。
[变式演练4] (2024·安徽卷)青少年帮厨既可培养劳动习惯,也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是( )
A.清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B.烹煮食物的后期加入食盐,能避免NaCl长时间受热而分解
C.将白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D.制作面点时加入食用纯碱,利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸
A
分层训练
层级1 练真题·明考向
1.(2024·湖南卷)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是( )
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
D
2.(2024·黑吉辽卷)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是( )
A.用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性
B.酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发
C.用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D.用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解
B
3.(2023·广东卷)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是( )
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是第ⅠA族元素
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素
D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
C
层级2练易错·避陷阱
4.(2025·黑龙江哈尔滨第三中学二模)2025央视春晚舞台上,创意融合舞蹈《秧BOT》,不仅仅是一场视觉盛宴,更是科技与传统文化的完美结合。下列说法错误的是( )
A.机器人穿着喜庆的红色棉袄,其中棉花属于天然有机高分子
B.为机器人提供续航的锂电池,轻便稳定,比能量较低
C.机器人的机身应用了碳纤维,是一种含碳量在90%以上的高强度纤维
D.铝合金和钛合金也是制造机器人的重要原材料,钛合金强度高耐腐蚀,铝合金轻质成本低,都是极为重要的金属材料
B
突破点2 化学与传统文化
聚焦 核心要点
1.古文献中的化学物质[1]
(1)《汉书》中“高奴县有洧水,可燃”,这里的“洧水”指的是石油。
(2)《抱朴子内篇·黄白》中“曾青涂铁,铁赤如铜”,这里的“曾青”是可溶性铜盐。
(3)《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的碱是K2CO3。
(4)《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”里的“石灰”指的是CaCO3。
(5)《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”的“剂钢”是指铁的合金。
(6)《天工开物》中有如下描述:“世间丝、麻、裘、褐皆具素质……”,文中“裘”的主要成分是蛋白质。
2.古文献中的物质转化[2]
由古代文献记载的内容,联系化学反应,判断是化学变化还是物理变化;判断化学反应的类型,如置换反应、氧化还原反应等。如“烈火焚烧若等闲”,该过程涉及化学变化——碳酸钙的分解。“熬胆矾(CuSO4·5H2O)铁釜,久之亦化为铜”,涉及的反应类型为置换反应和氧化还原反应。
3.古文献中的物质分离方法[3]
根据过程判断分离和提纯的常见方法,如蒸馏、蒸发、升华、萃取等。如“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也”。该过程涉及蒸馏操作;“……(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,“煎炼”涉及蒸发结晶操作。
4.中国古代化学工艺[4]
(1)烧制陶器:陶瓷是传统的硅酸盐材料,以黏土为原料经高温烧制而成。
(2)造纸:《天工开物》中记载造纸包括斩竹漂塘、煮楻足火、荡料入帘、覆帘压纸、透火烘干等步骤。
(3)酿酒:用米曲霉、黄曲霉等将淀粉水解为葡萄糖,称为糖化,再用酵母菌将葡萄糖发酵产生酒精,经蒸馏得到白酒和酒糟。
(4)制造黑火药:利用硝酸钾、木炭和硫黄混合而成。
链接高考[1]
(2025·广东卷)中华传统技艺,凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是( )
D
链接高考[2]
(2023·福建卷)唐代陆羽《茶经·三之造》中记载茶叶制作过程:“晴采之,蒸之,捣之,拍之,焙之,穿之,封之,茶之干矣”。以下操作中最不可能引起化学变化的是( )
A.蒸 B.捣 C.焙 D.封
D
链接高考[3]
1.(2022·海南卷)《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法:“水洗净,细研水飞,去石澄清,慢火熬干。”其中未涉及的操作是( )
A.洗涤 B.粉碎 C.萃取 D.蒸发
C
2.(2023·河北卷)《本草纲目》中记载了粗食盐的一种制作过程:“取盐于池旁耕地沃以池水,每得南风急,则宿夕成盐。”若将粗食盐在实验室提纯,不涉及的操作是( )
A.溶解 B.蒸发
C.过滤 D.蒸馏
D
链接高考[4]
(2022·江苏卷)我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是( )
A.陶瓷烧制 B.黑火药
C.造纸术 D.合成结晶牛胰岛素
D
精研 核心命题
命题角度 化学与传统文化
例题(2024·河北卷)燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是( )
A.青铜铺首主要成分是铜锡合金
B.透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C.石质浮雕主要成分是碳酸钙
D.青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
D
解析:青铜铺首是青铜器,青铜的主要成分是铜锡合金,A正确;透雕白玉璧是玉石,玉石的主要成分是硅酸盐,B正确;石质浮雕是汉白玉,汉白玉的主要成分是碳酸钙,C正确;青花釉里红瓷盖罐是陶瓷,陶瓷的主要成分是硅酸盐,D错误。
[变式演练] (2023·湖南卷)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是( )
A.青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金
B.长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及化学变化
D.铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成
C
分层训练
层级1 练真题·明考向
1.(2024·湖北卷)劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是( )
选项 发明 关键操作 化学原理
A 制墨 松木在窑内焖烧 发生不完全燃烧
B 陶瓷 黏土高温烧结 形成新的化学键
C 造纸 草木灰水浸泡树皮 促进纤维素溶解
D 火药 硫黄、硝石和木炭混合,点燃 发生氧化还原反应
C
2.(2023·天津卷)明代《武备志》中记载了提纯硫黄的油煎法:“先将硫打豆粒样碎块,每斤硫黄用麻油二斤,入锅烧滚。再下青柏叶半斤在油内,看柏枯黑色,捞去柏叶,然后入硫黄在滚油内,待油面上黄沫起至半锅,随取起,安在冷水盆内,倒去硫上黄油,净硫凝一并在锅底内者是”。下列叙述错误的是( )
A.“先将硫打豆粒样碎块”是为了增大硫的表面积
B.“青柏叶”变“枯黑色”起到指示油温的作用
C.“倒去硫上黄油”实现固液分离
D.提纯硫黄的油煎法利用了蒸馏原理
D
层级2 练易错·避陷阱
3.(2026·黑龙江大庆检测)传统文化中的化学知识很早就被人们巧妙运用。下列说法错误的是( )
A.战国时期的青铜器“曾侯乙编钟”的主要材质为铜合金
B.古代壁画中常用的红色颜料主要成分是铁红(FeO)、朱砂(HgS)等
C.元代瓷器“青花麒麟纹梅瓶”的主要成分中含有硅酸盐
D.南宋《蚕织图》描绘了种桑、养蚕的场景,蚕丝的主要成分是蛋白质
B(共81张PPT)
选择题突破六 无机物的性质、转化及应用
突破点1 常见无机物的性质与转化
突破点2 常见物质的性质与应用
目录索引
突破点3 无机化工“微流程”及分析
突破点1 常见无机物的性质与转化
聚焦 核心要点
1.金属及其化合物之间的转化
2.非金属及其化合物之间的转化
链接高考
1.(2023·浙江1月卷)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是( )
A.Na和乙醇反应可生成H2
B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2
C.工业上用氨的催化氧化制备NO
D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
D
2.(2022·浙江6月卷)下列说法正确的是( )
A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C.浓硝酸与铁在常温下不能反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84”消毒液(主要成分为次氯酸钠)不能混用
D
3.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
B
4.(2022·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
A
5.(2022·浙江1月卷)下列说法正确的是( )
A.铁与碘反应易生成碘化铁
B.电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C.用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁
D.SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
B
精研 核心命题
命题角度1 元素及其化合物的转化
例1(2024·安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
D
解析:Cl2与水反应生成HClO和HCl,无法直接生成NaClO,A错误;SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸,B错误;氧化铁与水不反应,不能生成氢氧化铁沉淀,C错误;CO2与水反应生成碳酸,碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙不稳定,在干燥的自然条件下易分解生成二氧化碳气体,D正确。
[变式演练1] (2023·重庆卷)下列叙述正确的是( )
A.Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物相同
B.SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同
C.Na2O2分别与H2O和CO2反应,生成的气体相同
D.浓硫酸分别与Cu和C反应,生成的酸性气体相同
C
命题角度2 常见元素的“价-类”二维图分析
例2(2021·广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
C
解析:a为Fe,b为含Fe2+的盐、c为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、e为含Fe3+的盐。Fe与Fe3+反应生成Fe2+,A正确;Fe2+处于铁元素的中间价态,既可被氧化,也可被还原,B正确;将Fe3+加入浓碱液中制得Fe(OH)3沉淀,C错误;OH-+Fe2+→Fe(OH)2,Fe(OH)2+O2+H2O→Fe(OH)3,Fe(OH)3+H+→Fe3+,Fe3++Fe→Fe2+,D正确。
[变式演练2]“价-类”二维图是分析物质性质与转化的重要工具,有关N元素的“价-类”二维图,下列说法不正确的是( )
A.可通过排水法收集c和d
B.“雷雨发庄稼”涉及a→c→d→e的转化
C.某种f可与碱反应生成b
D.e可用于生产染料、农药以及炸药等
A
分层训练
层级1 练真题·明考向
1.(2024·江苏卷)下列化学反应表示正确的是( )
D
2.(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.可存在c→d→e的转化
B.能与H2O反应生成c的物质只有b
C.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基
D.若b能与H2O反应生成O2,则b中含共价键
B
层级2 练易错·避陷阱
3.(2025·江苏南通一模)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.常温下可以用铁质容器来盛装浓硝酸
B
C.氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D.实验室用浓氨水、生石灰制备少量氨气:NH3·H2O+CaO═Ca(OH)2+NH3↑
4.如图所示是短周期某种非金属元素的“价-类”二维图。下列推断不正确的是( )
A.a与d反应产物中有离子键
B.可存在a→b→c→d的转化
C.常温下,d的浓溶液不能与铁发生反应
D.可用与强碱的反应来检验e中的阳离子
C
解析:由短周期某种非金属元素的“价-类”二维图分析可知,该元素最高价为+5价,最低价为-3价,应为N元素的“价-类”二维图,a为NH3,b为NO,c为NO2,d为HNO3,e为铵盐。a为NH3,d为HNO3,a与d反应的产物为NH4NO3,含离子键,A正确;a为NH3,b为NO,c为NO2,d为HNO3,可存在a→b→c→d的转化,如 ,B正确;d为HNO3,常温下,d的浓溶液浓硝酸能与铁发生钝化现象,钝化之后不能继续反应,C错误;铵盐与强碱反应生成氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,据此可检验e中的阳离子铵根离子,D正确。
突破点2 常见物质的性质与应用
聚焦 核心要点
1.常考无机物的性质与用途的对应关系[1]
ⅠA 族 物质 应用 体现的性质
钠钾合金 核反应堆的传热介质 熔点低
过氧 化钠 供氧剂 与H2O、CO2反应均生成O2
漂白剂 强氧化性
氯化钠 氨碱法制纯碱 物质的溶解度差异
调味剂、食品添加剂 —
碳酸氢钠 胃酸中和剂 能与酸反应
用于泡沫灭火器 弱酸的酸式盐,易水解
碳酸钠 用热的纯碱溶液洗去油污 Na2CO3水解使溶液显碱性
ⅡA 族 镁铝合金 汽车、航天等领域 密度小、硬度大
氧化镁 耐高温材料 熔点高
ⅢA 族 铝 铝合金门窗 密度小、硬度大、经济
铝热剂(焊接钢轨) 强还原性
氢氧化铝 胃酸中和剂 难溶的弱碱
氧化铝 耐高温材料 熔点高
明矾 净水剂 铝盐易水解生成Al(OH)3胶体
ⅣA 族 晶体硅 制作硅芯片、光电池 良好的半导体
二氧 化硅 光导纤维 导光性能好
石英坩埚 熔点高
硅胶 干燥剂 吸水性强
催化剂载体 疏松多孔,表面积大
硅酸钠溶液 黏合剂、防火剂、木材防腐剂 —
干冰 人工降雨 升华吸热
碳化硅 作砂纸、砂轮的磨料 硬度大
ⅤA 族 N2 保护气 稳定
氨气 制冷剂 易液化
ⅥA 族 浓硫酸 干燥剂 吸水性
二氧 化硫 漂白纸浆、毛丝、草帽 化合漂白
ⅦA 族 氯气 制漂白液和漂白粉 的原料 与碱反应
ClO2 杀菌消毒剂 强氧化性
漂白液 杀菌消毒剂、漂白剂 强氧化性
氢氟酸 玻璃蚀刻剂 SiO2与HF反应
2.金属及其化合物的6个“易错点”[2]
(1)等量钠被氧化生成Na2O、Na2O2或二者的混合物,转移电子数相等;等量Na2O2与CO2、H2O(g)反应时,转移电子数相等,且存在定量关系:Na2O2~e-。
(2)钠与盐溶液反应时,钠不能置换出溶液中的金属(与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属),原因是钠先与水反应,生成的NaOH再与盐发生反应。
(3)Fe分别与O2、H2O(g)反应产生的都是Fe3O4,不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3,Fe与S反应时生成FeS。
(4)Fe2O3、Fe(OH)3与HI溶液,Fe(OH)2与HNO3溶液发生氧化还原反应,不发生复分解反应。
(5)Fe2+的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法;也可用铁氰化钾检验Fe2+,现象是生成蓝色沉淀。
(6)Cu与稀硫酸不反应,加入H2O2或HNO3等强氧化剂,铜逐渐溶解生成Cu2+。
3.非金属及其化合物的6个易错点[2]
(1)实验室中除了用MnO2和浓盐酸反应制Cl2外,还可以用KMnO4、NaClO与浓盐酸反应制Cl2,且都不需要加热,如ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O。
(2)“84”消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O。
(3)除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液,还可以用CS2。
(4)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应,表现SO2的氧化性。SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
(5)工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3+,而浓硝酸显黄色是因为溶有NO2。
(6)实验室制备NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可用浓氨水中NH3·H2O的分解(加NaOH固体或CaO)制取。
链接高考[1]
1.(2025·山东卷)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
( )
A.用明矾净化黄河水
B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢
D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
B
2.(2024·北京卷)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( )
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用两者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,两者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
D
3.(2024·浙江6月卷)下列说法不正确的是( )
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
A
4.(2023·浙江1月卷)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
( )
A.SO2能使某些色素褪色,可用作漂白剂
B.金属钠导热性好,可用作传热介质
C.NaClO溶液呈碱性,可用作消毒剂
D.Fe2O3呈红色,可用作颜料
C
5.(2022·河北卷)下列说法错误的是( )
A.CaF2与浓硫酸糊状混合物可用于刻蚀玻璃
B.NaOH是强碱,因此钠盐的水溶液不会呈酸性
C.溶洞的形成主要源于溶解CO2的水对岩石的溶蚀作用
D.KMnO4与H2C2O4的反应中,Mn2+既是还原产物又是催化剂
B
6.(2023·天津卷)下列常见物质及用途,错误的是( )
A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B.SiO2可用于制造光导纤维
C.Fe2O3是铁红,可以用作染料
D.钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
D
7.(2023·广东卷)建设美丽乡村,守护中华家园,衣食住行皆化学。下列说法正确的是( )
A.千家万户通光纤,光纤的主要材质为Si
B.乡村公路铺沥青,沥青属于天然无机材料
C.美容扮靓迎佳节,化妆品中的甘油难溶于水
D.均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解为葡萄糖
D
链接高考[2]
1.(2022·重庆卷)下列叙述正确的是( )
A.Cl2和Br2分别与Fe2+反应得到Cl-和Br-
B.Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O
C.1 mol SO3与1 mol NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3
D.0.1 mol·L-1醋酸和0.1 mol·L-1硼酸分别加入适量Na2CO3中均可得到CO2和H2O
A
2.(2021·河北卷)关于非金属含氧酸及其盐的性质,下列说法正确的是( )
A.浓硫酸具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强
C.加热NaI与浓磷酸混合物可制备HI,说明H3PO4比HI酸性强
D.浓硝酸和稀硝酸与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO,故稀硝酸氧化性更强
B
3.(2023·广东卷)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
A
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭 浓硫酸具有氧化性和脱水性
B 装有NO2的密闭瓶冷却后颜色变浅 NO2转化为N2O4的反应吸热
C 久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2 漂白粉的有效成分是CaCO3
D 1 mol·L-1 NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强 NaCl溶液的pH比醋酸的高
精研 核心命题
命题角度1 常见物质的性质
例1(2023·北京卷)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是( )
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
C
解析:浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除,向蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量的热,此时会发生反应C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合选项B可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D项正确。
[变式演练1] (2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应溶液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
B
命题角度2 常见物质的用途
例2(2024·山东卷)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是( )
A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性
C.制作豆腐时添加石膏,体现了CaSO4的难溶性
D.用氨水配制银氨溶液,体现了NH3的配位性
C
解析:SO2是酸性氧化物,石灰乳主要成分为Ca(OH)2,呈碱性,吸收SO2体现了Ca(OH)2的碱性,A正确;氯化铁溶液腐蚀铜电路板,发生的反应为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,体现了Fe3+的氧化性,B正确;制作豆腐时添加石膏,利用的是在胶体中加入电解质发生聚沉这一性质,与CaSO4难溶性无关,C错误;银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水,先生成白色沉淀AgOH,最后生成易溶于水的[Ag(NH3)2]OH,[Ag(NH3)2]OH中Ag+和NH3之间以配位键结合,体现了NH3的配位性,D正确。
[变式演练2] (2024·甘肃卷)化学与生活息息相关,下列对应关系错误的是
( )
D
选项 物质 性质 用途
A 次氯酸钠 氧化性 衣物漂白
B 氢气 可燃性 制作燃料电池
C 聚乳酸 生物可降解性 制作一次性餐具
D 活性炭 吸附性 分解室内甲醛
分层训练
层级1 练真题·明考向
1.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,其中总反应化学方程式错误的是( )
选项 溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S═3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O═
2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O═
2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O═CO2+2NaHSO3
A
2.(2024·浙江6月卷)物质的结构、性质决定用途,下列说法错误的是( )
B
选项 结构或性质 用途
A 石墨呈层状结构,层间以范德华力结合 石墨可用作润滑剂
B SO2具有氧化性 SO2可用作漂白剂
C 聚丙烯酸钠( )中含有亲水基团 聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D 冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近 冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度
解析:石墨呈层状结构,层间以范德华力结合,该作用力较小,层与层之间容易发生相对滑动,石墨可用作润滑剂,A正确;SO2具有漂白性,可用作漂白剂,B错误;聚丙烯酸钠( )中含有亲水基团—COO-,聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂,C正确;冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近,可识别K+,可使K+存在于其空腔中,所以能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度,D正确。
层级2 练易错·避陷阱
3.(2025·黑龙江哈尔滨三模)下列物质性质与用途对应关系错误的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥氢气
B.铝金属活动性强,可用铝合金制备航天耐腐蚀部件
C.氮化硅熔点高、硬度大,可用于制作高温轴承
D.绿矾具有还原性,可以用于处理工业废水中的Cr2
B
解析:浓硫酸具有吸水性,且不与氢气反应,可用于干燥氢气,A正确。用铝合金制备航天耐腐蚀部件主要是利用其表面形成氧化膜后的耐腐蚀性质,而非单纯因为铝金属活动性强,性质与用途对应关系错误,B错误。氮化硅熔点高,在高温环境下能保持稳定的结构,不易熔化;硬度大,则使其能承受较大的压力和摩擦,所以可用于制作高温轴承,C正确。绿矾主要成分是FeSO4·7H2O,其中Fe2+具有还原性,Cr2具有强氧化性,二者可发生氧化还原反应,Fe2+将Cr2还原为毒性较低的Cr3+,可以用于处理工业废水中的Cr2,D正确。
4.(2025·广东大亚湾区联合模拟)为研究二氧化硫的性质,某兴趣小组设计如图所示装置进行实验。将少量H2SO4溶液缓慢推入Na2SO3粉末处发生反应。下列说法不正确的是( )
A.气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性
B.石蕊试纸变红,说明SO2溶于水显酸性
C.品红溶液褪色,体现了SO2的还原性
D.加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红生成不稳定的无色物质
C
解析:将注射器中的硫酸注入盛有亚硫酸钠的导管中反应生成二氧化硫,二氧化硫是酸性氧化物可使湿润的石蕊试纸变红,具有漂白性可使品红溶液褪色,同时二氧化硫易溶于水。反应产生SO2使气球变大,后来SO2溶于水,气球又变小,故气球先变大后变小,体现了SO2的水溶性,A正确;SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3电离出H+而使溶液呈酸性,从而使石蕊试纸变红,B正确;向品红溶液中通入SO2气体,品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,但无法说明二氧化硫的还原性,C错误;加热褪色后的溶液又变红,说明SO2与品红反应生成不稳定的无色物质使品红溶液褪色,加热后无色物质分解,溶液又变红,D正确。
突破点3
无机化工“微流程”及分析
聚焦 核心要点
掌握教材经典无机化工“微流程”
(1)纯碱的制备
(2)绿矾的制备
(3)从铝矿石中获得铝
(4)海水提镁
【应用示例】海水提溴工艺流程
发生反应的化学方程式:
①________________________________________;
②________________________________________;
③________________________________________。
2NaBr+Cl2═Br2+2NaCl
Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4
2HBr+Cl2═2HCl+Br2
链接高考
1.(2025·云南卷)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是( )
B
A.SiO2可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:SiO2+2Mg Si+2MgO
2.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是( )
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+═Cu2++4
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
C
3.(2023·辽宁卷)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
D
精研 核心命题
命题角度1 常见物质的转化流程
例1(2024·江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是( )
A
解析:电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2,H2和Cl2在点燃时反应生成HCl,A的转化可以实现;氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液,但是电解氯化镁溶液不能得到Mg,电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质,B的转化不能实现;纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3,然后给NaHCO3加热使其分解可得到Na2CO3,C的转化不能实现;SO2与水反应生成H2SO3,不能得到H2SO4,D的转化不能实现;故选A。
[变式演练1] (2025·黑龙江哈尔滨检测)海水是取之不尽的资源。下列关于海水资源的利用,有明显错误的是( )
D
命题角度2 “微流程图”题的分析
例2(2024·黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( )
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度/(g·L-1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2═2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
C
解析:向铜屑中加入H2SO4和H2O2可得到Cu2+,反应的离子方程式为Cu+2H++H2O2═Cu2++2H2O,再加入锌浸出液进行“脱氯”,“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变,得到CuCl固体,则“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为Cu2++Cu+2Cl-═2CuCl,过滤得到脱氯液,脱氯液净化后电解,Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。由分析得,“浸铜”时,铜屑不能溶解完全,Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂,A错误;“浸铜”时,反应的离子方程式为Cu+2H++H2O2═Cu2++2H2O,B错误;“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变,得到CuCl固体,则发生反应的化学方程式为Cu2++Cu+2Cl-═2CuCl,C正确;脱氯液净化后电解,Zn2+应在阴极得到电子变为Zn,D错误。
[变式演练2] (2023·河北卷)一种以锰尘(主要成分为Mn2O3,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下:
已知:室温下相关物质的Ksp如下表。
Al(OH)3 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Fe(OH)2
10-32.9 10-11.3 10-5.3 10-16.3
Fe(OH)3 Mn(OH)2 MgF2 CaF2
10-38.6 10-12.7 10-10.3 10-8.3
下列说法错误的是( )
A.“酸浸”工序中产生的气体①为氯气
B.“滤渣①”主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3
C.“除杂②”工序中逐渐加入NaF溶液时,若Ca2+、Mg2+浓度接近,则CaF2先析出
D.“沉淀”工序中发生反应的离子方程式为
C
分层训练
层级1 练真题·明考向
1.(2025·黑吉辽蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10-20.4,下列说法错误的是( )
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4
C
解析:在“浸出”时,硫酸作催化剂使生物质水解得到还原剂(葡萄糖),同时作浸取剂溶解高锰钴矿,A项正确;生物质(稻草)来源广泛且可再生,B项正确;“浸出”时,MnO2→Mn2+、Co3O4→Co2+,而铁元素化合价未变化,C项错误;依据Ksp(CoS)=10-20.4知,“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4,D项正确。
2.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
B
解析:黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500 ℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3得到H2SO4。反应Ⅰ是黄铁矿与空气中的O2在加热条件下发生反应,该反应的化学方程式为3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2,A正确;反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率,B错误;将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣的产生,C正确;硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3等,可以用碱液吸收,D正确。
3.(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是( )
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
D
层级2 练易错·避陷阱
4.(2025·辽宁抚顺三模)一种以硫铁矿(FeS2)为原料生产硫酸并综合利用烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2等)制备Fe3O4的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.将硫铁矿粉碎可增大“焙烧Ⅰ”的反应速率
B.用NaOH溶液“浸取”的目的是将Al2O3、SiO2转化为可溶性钠盐
C.采用98.3%的浓硫酸“吸收”SO3,其主要目的是获得更高浓度的硫酸
D.“焙烧Ⅱ”生成Fe3O4反应的化学方程式为
FeS2+16Fe2O3 2SO2↑+11Fe3O4
C
解析:硫铁矿(主要成分为FeS2)在空气中“焙烧”,Fe元素转化为Fe2O3,S元素转化为SO2,接触室中,在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3,再用98.3%的浓硫酸吸收SO3,“焙烧Ⅰ”中的Al2O3和SiO2可与NaOH反应,生成Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,剩余固体为Fe2O3,“焙烧Ⅱ”发生反应FeS2+16Fe2O3
2SO2↑+11Fe3O4,Fe3O4可以被磁铁吸引,通过“磁选”得到Fe3O4。粉碎硫铁矿可以增大接触面积,加快反应速率,A正确;根据分析,用NaOH溶液“浸取”的目的是将Al2O3和SiO2转化为可溶性钠盐,B正确;用98.3%的浓硫酸“吸收”SO3的目的是避免形成酸雾,有利于SO3的吸收,C错误;根据分析,“焙烧Ⅱ”发生的反应为FeS2+16Fe2O3 2SO2↑+11Fe3O4,D正确。
5.(2025·辽宁大连模拟预测)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如图所示。已知:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。下列说法错误的是( )
D
A.“酸浸”步骤不能用盐酸代替稀硫酸
B.“氧化”步骤若pH过低,无法除去Fe和Mn杂质
C.“沉镍”步骤的主要反应类型为置换反应
D.“沉锌”步骤滤液的成分只有Na2SO4和ZnSO4
解析:纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质],加入稀硫酸“酸浸”,过滤除去不溶的杂质,浸出液中含有Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+,向浸出液中加入高锰酸钾溶液并调节溶液的pH=5,已知在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化,高锰酸钾的还原产物是MnO2,则Fe2+、Mn2+被氧化而除去,同时溶液中Mn2+转化为MnO2,过滤,向滤液中加入Zn“沉镍”,Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni,过滤后的滤液中含有Zn2+,向滤液中加入碳酸钠“沉锌”得到碳酸锌沉淀,“煅烧”碳酸锌生成ZnO。
“酸浸”步骤若用盐酸,后续氧化时加入的高锰酸钾会氧化Cl-生成有毒气体Cl2,同时增大KMnO4的用量造成浪费,所以不能用盐酸代替稀硫酸,A正确; “氧化”步骤若pH过低,KMnO4的氧化性增强,还原产物为Mn2+,引入了新的杂质,且溶液酸性较强,铁离子无法完全转化为Fe(OH)3沉淀,导致无法除去Fe和Mn杂质,B正确;“沉镍”步骤中Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni和Zn2+,该反应类型为置换反应,C正确;“氧化”“沉镍”步骤的滤液中均含有K2SO4,则“沉锌”步骤滤液中一定含有K2SO4,D错误。
