2019-2020年高考化学考前复习自主整理清单一

2019-2020年高考化学考前复习自主整理清单一

16-1．（12分）工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al2(OH)n Cl6－n]的流程如下：

(1)滤渣Ⅰ的主要成分是________(填名称)。

(2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由绿色变为棕黄色，相关反应的离子方程式为______ ________；步

骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。

(3)步骤②中控制pH，要使Fe3+完全除去，（化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀就达完全）溶液的pH至少应升高到_____________。（已知常温下K sp（Fe(OH)3=1×10-38）

(4)已知BAC的分散质粒子大小在1～100 nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是

_______________ ________。

(5)若Ca(OH)2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出导致其原因的离子方程式：

______________________________。

【参考答案】

（1）二氧化硅

（2）4Fe2+ +O2 +4H+ == 4Fe3+ + 2H2O，冷凝回流

（3）3

（4）用一束光分别照射两种液体，观察是否有丁达尔效应

（5）Al3+ + 3OH- == Al(OH )3↓或Al3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O

【试题解析】

本题以“煤矸石制备净水剂BAC[Al2(OH)n Cl6－n]”的工艺流程为命题背景，将铝和铁的化合物性质、胶体的性质、化学设备、生产条件的控制等知识融合在生产工艺中，一方面考查学生对新信息的处理能力，另一方面也考查了学生灵活运用化学知识，解决实际问题的能力和学生思维的全面性和深刻性。

煤矸石主要成分Al2O3、SiO2及铁的氧化物中，与酸不发生反应的是SiO2，滤渣的主要成分即为SiO2；溶液逐渐由绿色变为棕黄色，很明显是溶解后的亚铁离子被氧化为铁离子，在酸性环境中发生的离子反应应表达为：4Fe2++O2 +4H+== 4Fe3+ + 2H2O；要使铁离子完全沉淀，则C(Fe3+)·C(OH-)3=1×10-38，此时C(Fe3+)至少达到10-5mol/L，所以C(OH-)应为10-11mol/L，pH应升高到3。BAC的分散质粒子大小在1～100 nm，所以BAC为胶体，区别胶体和溶液的方法为丁达尔现象；若Ca(OH)2溶液过量，根据过量的情况，铝离子与氢氧根可能发生反应Al3+ + 3OH- == Al(OH )3↓或Al3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O。

【典型错误】

问题（1）很多学生错写化学式，未看到“名称”这一要求。对于问题（2）由绿色变为棕黄色，部分学生想不到氧化剂是氧气，或者书写离子方程式时酸碱性环境未弄清楚。问题（3）中部分学生不能明确要使c（Fe3+）降至10-5mol/L和“使Fe3+完全除去”这一说法之间的关系，因此无法继续计算；另外在利用K sp（Fe(OH)3）时，计算出错。问题（4）中部分学生联想不到Al3+转变为AlO2-的情况。

【要点归纳】

一、化学工艺流程一般可划分为前期的原料预处理、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。分析流程图的规律是：主线主产品，分支副产品，回头为循环(如下图所示)。

二、工业流程题常见考点：①生产的目的、设计的原理、生产流程的作用等；②化学反应条件控制的原理；③实验基本操作；④资源的回收和利用；⑤“绿色化学”生产、环境保护等。具体有：

1、原料预处理阶段

①研磨、粉碎、喷洒：可增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率。

②溶解：通常用酸溶（如用硫酸、盐酸、浓硫酸等）、碱溶、水溶等

水浸：与水接触反应或溶解。

浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。

浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)。

酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。

2、分离提纯阶段

①调节溶液 pH 除杂：

a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。

b．调节 pH 所需的物质一般应满足两点：能与 H＋反应，使溶液 pH 增大；不引入新杂质。

如：若要除去 Cu 2＋溶液中混有的 Fe 3＋，可加入 CuO、Cu(OH)2、Cu 2 (OH) 2 CO 3等物质来调节溶液的 pH。

②控制温度：

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)。如在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如NaHCO3、NH 4 HCO3、H 2O 2、KMnO 4、AgNO 3、HNO 3 (浓)等物质。

降温：防止某物质在高温时会溶解或分解，或促进平衡向某个方向移动。

控制温度在一定范围内：综合多方面因素的考虑，如使反应速度不致于太慢、抑制或促进平衡的移动、防止反应物分解、防止副反应、使催化剂的催化活性最高等。

如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的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(蒸发结晶或浓缩结晶)。

3、获得产品阶段

①洗涤(冰水、热水、乙醇等有机溶剂)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。

无水乙醇的作用：减少产品的损耗；除去固体表面的杂质；使产品快速干燥（特别适合于带结晶水晶体等对热不稳定的晶体，其他晶体通常晾干、低温烘干）

判断沉淀（晶体）是否洗涤干净的方法：必须是沉淀（晶体）组成之外的离子。

可根据沉淀中可能存在的某一离子，

（1）取最后一次洗涤液少许于试管中——取样

（2）加入XX（试剂）——加试剂

（3）若无沉淀生成——现象

（4）则说明沉淀已洗涤干净——结论

②蒸发加热时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出 FeCl 3、AlCl 3 、MgCl 2等溶质时，应在HCl