2024考前叮咛化学与生活

2024最后叮咛讲义化学与生活一、课本之内素材1.钠用做强除水剂19世纪初，英国化学家戴维在实验室中首次制得了金属钠，钠遇水发生剧烈的反应，钠可以去除某些有机溶剂如苯中的水分。2.打印机（或复印机）使用的墨粉中铁的氧化物（利用磁性性质）粉刷墙壁的红色涂料中含有Fe2O3，激光打印机的墨粉中含有Fe3O43.氮的固定将空气中游离态的氮转化为含氮化合物称为氮的固定，氮的固定包括自然固氮和人工固氮。4.稀土资源稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素的统称。稀土元素的常见化合价为+3价，其水合离子大多数有颜色，易形成稳定的配合物。稀土资源是不可再生的重要自然资源。我国是稀土资源最为丰富的国家之一。5.用铝与氢氧化钠的反应疏通下水管道铝和氢氧化钠溶液反应放热6.核能的开发与利用核聚变是将轻原子核融合成较重原子核的核反应。7.原油的分馏、裂化及裂解产品的用途石油的分馏：加热石油时，沸点低的成分先汽化，经冷凝后收集，沸点较高的成分随后汽化、冷凝，这样不断操作，能使沸点不同的成分（馏分）逐步分离出来。这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的。石油的裂化：使相对分子质量较大、沸点较高的怪断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃石油的裂解：以比裂化更高的温度，使这些长链经断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃8.常见燃油标号的含义92号、95号汽油标号与其辛烷值相同，辛烷值是衡量汽油在气缸内抗暴震能力的一种数字指标，其值越高抗爆性越好。9.水立方的外立面膜结构材料——ETFE膜（乙烯—四氟乙烯共聚物）乙烯—四氟乙烯共聚物耐热，电绝缘性能良好，耐辐射，机械性能好。10.采矿和金属提炼的环境代价利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程称为金属冶炼，在金属冶炼过程中，坚持绿色环保、循环利用、节约成本等原则。【考前浏览题1】我国科技自强自立，近年来取得了重大进展，下列有关科技成果的说法不正确的是A.“异域深海，宝藏无穷”——自主开采的可燃冰燃烧时，向环境释放热量B.“科技冬奥，温暖护航”——C60与发热服饰材料中的石墨烯互为同位素C.“高产水稻，喜获丰收”——高产水稻的DNA具有双螺旋结构D.“浩渺太空，无限征途”——月壤中磷酸盐矿物的晶体结构可用X射线衍射仪测定【答案】B【考前浏览题2】中医药根植于中华传统文化。下列说法不正确的是A.屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取了青蒿素，采用了萃取的方法B.中药甘草、金银花、石膏、明矾等的主要化学成分都是有机物C.汤药存放于冰箱中，可以减小其腐败变质的速率D.煎制草药不宜使用铁质容器，可能因为草药的有些成分能与铁发生反应影响药效【答案】B【考前浏览题3】2023年10月4日，化学家芒吉·G·巴文迪、化学家路易斯·E·布鲁斯和物理学家阿列克谢·伊基莫夫因“发现和合成量子点”获得2023年诺贝尔化学奖.碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，直径低于10nm.碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氧官能团，例如羟基（—OH）等。下列说法正确的是A.碳量子点属于胶体B.碳量子点具有丁达尔效应C.碳量子点直径比C60分子大D.碳量子点与石墨属于同素异形体【答案】C

元素及其化合物氟及其化合物1.HF制备实验室制备电解法制备HF电解HF和熔融KHF2的混合物（熔融混合物中常加入少量LiF或AlF3）制备单质氟，以电解槽内壁（镍铜合金）和石墨为电极，总反应为石墨电极发生的电极反应为槽内壁（镍铜合金）电解过程中加入少量LiF或AlF3可以降低混合物的熔点，增强导电性2.涉及氟的方程式3.HF结构已知：氢键（X—H…Y）中三原子在一条直线上时，作用力最强。测定结果表明，（HF）n固体中HF分子排列为锯齿形，画出含2个HF的重复单元结构：【考前浏览题4】制取化合物X（含氟、氧和氯三种元素）可采用特制的耐氟容器，使氟气缓缓地与10%的HClO4反应。X中各元素的质量分数为：Cl占30%，O占54%，F占16%。其实验合成装置如图所示。已知O2的沸点为-1839℃；X的熔点为-167℃，沸点为-15.9℃。该物质易分解，与有机物发生剧烈反应。试回答下列问题：（1）X的化学式是________。（2）实验中生成X的化学方程式是________。（4）选用液氧分离X的理由是________。（5）A中的环状填充物的作用是________。（6）有人用石墨为填充物，结果无X生成。石墨加入导致不能生成X的主要理由是_____。【答案】（1）FClO4（2）（3）因为液氧提供的低温可以使X成为固体，便于X的分离（4）增大F2与HClO4的接触面积（5）C与HClO4发生反应

稀散元素（镓（Ga）、锗（Ge）、硒（Se）、铟（In）、碲（Te）、铼（Re）、铊（Tl）、镉（Cd）、钒（V））【考前浏览题5】磷化镉（Cd3P2）常用作杀虫剂，湿法炼锌产生的铜镉渣（主要含铜、铁、镉等单质）用于生产磷化镉的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”前粉碎铜镉渣的目的是________。（2）“酸浸”产生的滤渣主要成分为________（填化学式）。（3）“沉铁”中先加入适量H2O2，发生反应的离子方程式为________，再加入CdO的作用是：________。（4）常温下，电解200mLCdSO4溶液，当阴极上析出0.01mol金属Cd时，溶液的pH=________。（不考虑Cd2+的水解和溶液体积变化）。（5）常温下，沉铁后要使电解液中c（Fe3+）降为1×10—6mol/L，此时电解液pH最小等于________（已知25℃时Ksp【Fe（OH）3】=1.0×10—39）。（6）处理含Cd2+废水常用加入碳酸钙的方法实现沉淀转化，该沉淀转化的离子方程式为：________，若反应达到平衡后溶液中c（Ca2+）=0.1mol/L，溶液中c（Cd2+）=________mol/L。（已知25℃时，Ksp（CdCO3）=5.6×10—12，Ksp（CaCO3）=5.6×10—9）（7）将电解液蒸发浓缩，冷却结晶可以得到CdSO4·nH2O晶体，为测定该晶体中的n值，取14.0g该结晶水合物加热到脱去全部结晶水，得到无水物10.4g，则n=________。【答案】（1）增加与酸的接触面积，提高原料的浸出率（2）Cu（3）调节pH，使铁离子沉淀完全（4）1（5）3（6）（7）4（1）粉碎铜镉渣，增加与酸的接触面积，提高原料的浸出率，故答案为：增加与酸的接触面积，提高原料的浸出率；（2）分析流程可知，加入稀硫酸，铜不溶，过滤分离出滤渣为Cu，故答案为：Cu；（3）双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为；加入氧化镉，调节pH，使铁离子沉淀完全，故答案为：；调节pH，使铁离子沉淀完全；（4）阴极上析出0.01mol金属Cd时，转移0.02mol电子，此时阳极的方程式为：，则溶液中会得到0.02mol氢离子，氢离子的浓度为，pH=1，故答案为：1；（5）根据，沉铁后要使电解液中c（Fe3+）降为1×10—6mol/L，则L，pH=3，故答案为：3；（6）处理含镉废水常用加入碳酸钙实现沉淀转化，该沉淀转化的反应方程式为；除去工业废水中的Cd2+时，若反应达到平衡后溶液中c（Ca2+）=0.1mol/L，则，解得，再根据，解得，故答案为：（7）取14.0g该结晶水合物加热到脱去全部结晶水，得到无水物10.4g，则水的质量为3.6g，则结晶水的质量分数，解得n=4，故答案为：4。【考前浏览题6】镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：制造密封式镍镉电池的部分工艺如下：Ⅰ．Ni（OH）2的制备以硫酸镍（NiSO4）为原料制备Ni（OH）2的主要过程如下图所示。制备过程中，降低Ni（OH）2沉淀速率，可以避免沉淀团聚，提升电池性能。已知：（1）操作a是________。（2）制备过程中，需先加氨水，再加过量NaOH，请分析：①先加氨水的目的是________。②用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因是________。（3）用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是________答出1条即可）。Ⅱ．镍镉电池的组装主要步骤：①将Ni（OH）2和Cd（OH）2固定，中间以隔膜隔开（如下图所示）；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液；④密封。（4）下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是________（填字母序号）。a．密封镍镉电池可以避免KOH变质b．镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极c．电池组装后，应先充电，再使用Ⅲ.过度充电的保护电池充电时，若Cd（OH）2和Ni（OH）2耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的Cd（OH）2可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。（5）Cd（OH）2耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质为________。（6）已知：①隔膜可以透过阴离子和分子：②O2可以与Cd发生反应生成Cd（OH）2。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理：________。【答案】过滤先加入氨水，可使Ni2+发生反应转化为【Ni（NH3）6】2+，降低溶液中Ni2+的浓度，再加入NaOH时，可减慢Ni（OH）2的沉降速率加入NaOH后，溶液中存在两个平衡，平衡①：，平衡②：；OH-过量，使平衡①正向移动，溶液中Ni2+的浓度减小，促使平衡②逆向移动，从而提高Ni（OH）2的产率。除去Ni（OH）2表面的水分（或乙醇易挥发，有利于真空干燥；降低Ni（OH）2的溶解度）acH2（或氢气）过度充电时，由于镉电极Cd（OH）2过量，阴极电极反应为，避免生成H2，阳极电极反应为；O2通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应，可继续作为阴极反应物，OH-透过隔膜进入阳极室补充消耗的OH-，使反应循环发生。（1）从工艺流程图操作a后续使用无水乙醇洗涤滤渣，可逆推分析得知操作a是过滤（2）从题干已知信息已知：可知①制备过程中，需先加氨水可使Ni2+发生反应转化为【Ni（NH3）6】2+，降低溶液中Ni2+的浓度。②再加入NaOH时，可减慢Ni（OH）2的沉降速率。（3）用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是乙醇易挥发，有利于真空干燥，除去Ni（OH）2表面的水分。降低Ni（OH）2的溶解度。（4）下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是aca．密封镍镉电池可以避免空气中二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾而变质，a项正确b．通过可以判断电池的电极，放电时Cd是负极，镍电极是正极，b向错误c．电池组装后，应先充电，再使用，c项正确（5）Cd（OH）2耗尽后继续充电，水中氢离子放电生成氢气，所以镉电极上生成的物质为H2（6）过度充电时，由于镉电极Cd（OH）2过量，阴极电极反应为，避免生成H2，阳极电极反应为；O2通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应，可继续作为阴极反应物，OH-透过隔膜进入阳极室补充消耗的OH-，使反应循环发生。【考前浏览题7】我国科研人员合成出了尺寸可调、品质高的CdE（E=S，Se，Te）量子点，并发展成为如今镉基量子点合成的通用方法。（1）基态S原子的价电子排布式为________。CdSe量子点直径尺寸在8～12nm，所以CdSe量子点常被称为________（填分散系名称）量子点。（2）在一定条件下可由Na2SO3和Se反应生成Na2SeSO3，再由【Cd（L）n】Cl2与Na2SeSO3反应制得CdSe颗粒，制备流程和生成Na2SeSO3的实验装置如图所示：①仪器a的名称是________。②与配位剂L形成配合物【Cd（L）n】Cl2的化学方程式为________。③研究表明，CdSe的生成分两步，其中第二步是HSe—与【Cd（L）n】2+反应生成CdSe，则在碱性条件下发生的第一步反应的离子方程式为________。④某化学小组通过实验探究了60℃下，其他条件相同时，反应时间、配位剂浓度分别对纳米颗粒平均粒径的影响，结果如图1、图2所示。根据以上实验结果预测，若要在60℃下得到平均粒径3.0nm的颗粒，最适宜的方法是________。（3）配位剂L是一种组成人体内蛋白质的氨基酸，其质谱图如图所示，分子中含硫质量分数为26.45%且巯基（-SH）与β-碳原子直接相连，则配位剂L的结构简式为________。实验室中，还可以用________（填现代仪器分析法名称）获得其化学键或官能团的信息。【答案】（1）3s23p4胶体（2）球形冷凝管（或冷凝管或冷凝器）降低配位剂浓度等（3）红外光谱法（1）基态S原子的价电子排布式为3s23p4，因为胶体分散质微粒直径在1～100nm，所以CdSe量子点常被称为胶体量子点（2）①仪器a的名称是球形冷凝管（或冷凝管或冷凝器）；②根据原子守恒，与配位剂L形成配合物【Cd（L）n】Cl2的化学方程式为；③总反应是与在碱性条件下生成还原产物CdSe，则氧化产物是，所以第一步反应的离子方程式为；④根据图像可知，若要在60℃下得到平均粒径3.0nm的颗粒，最适宜的方法是降低配位剂浓度等。（3）根据质谱图知，分子量为121，分子中含硫质量分数为26.45%，则硫原子个数为：，氨基酸中含有氨基与羧基，巯基（-SH）与β-碳原子直接相连，则配位剂L的结构简式为；红外光谱法可以获得其化学键或官能团的信息。

磷及其化合物【考前浏览题8】次磷酸（H3PO2）是一种精细化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：_______。（2）H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的银离子还原为银单质，从而可用于化学镀银。①（H3PO2）中，磷元素的化合价为_______。②利用（H3PO2）进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，则氧化产物为：_______（填化学式）；③NaH2PO2是正盐还是酸式盐？_______，其溶液显_______性（填“弱酸性”、“中性”、或者“弱碱性”）。（3）H3PO2的工业制法是：将白磷（P4）与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与硫酸反应，写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式_______。（4）（H3PO2）也可以通过电解的方法制备.工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：①写出阳极的电极反应式_______；②分析产品室可得到H3PO2的原因_______；③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有_______杂质。该杂质产生的原因是_______。【答案】；+1H3PO4正盐碱性阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成、、或被氧化【详解】（1）H3PO2是一元中强酸，溶液中部分电离出氢离子，所以其电离方程式为，故答案为；（2）①H3PO2中，总化合价为0，其中氢元素为+1价，氧元素为-2价，则P元素的化合价为+1价，故答案为+1；②该反应中Ag+为氧化剂，H3PO2为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，设反应产物中P的化合价为x，根据化合价升降相等可得，4×（1-0）=1×（x-1），解得x=5，所以氧化产物为+5价的H3PO4；故答案为H3PO4；③由于H3PO2是一元中强酸，所以NaH2PO2为一元强碱和一元中强酸形成的正盐，所以该盐溶液由于发生水解呈碱性，方程式为，故答案为正盐；碱性；（3）白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，反应方程式为，故答案为；（4）①由于阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和，其中放电能力最强的是氢氧根离子，则阳极发生的电极反应为：；故答案为；②产品室可得到H3PO2的原因是因为：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2，故答案为阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是阳极产生的氧气会把或H3PO2氧化成，产品中混有，故答案为；或H3PO2被氧化。【考前浏览题9】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca5（PO4）3（OH），还含有Ca5（PO4）3F和有机碳等。溶解度：Ca5（PO4）3（OH）＜CaSO4·0.5H2O（1）上述流程中能加快反应速率的措施有__________。（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：①该反应体现出酸性关系：H3PO4__________H2SO4（填“＞”或“＜”）。②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。（3）酸浸时，磷精矿中Ca5（PO4）3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：__________。（4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：__________。（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有残留，原因是__________；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________。（6）取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用bmol·L—1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL，精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。（已知：H3PO4摩尔质量为98g·mol—1）【答案】研磨、加热＜核电荷数P＜S，原子半径P＞S，得电子能力P＜S，非金属性P＜S80℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低CaSO4微溶【详解】分析：磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏，粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。（1）根据外界条件对化学反应速率的影响分析，流程中能加快反应速率的措施有：研磨、加热。（2）①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，酸性：H3PO4＜H2SO4。②用元素周期律解释，P和S电子层数相同，核电荷数PS，原子半径PS，得电子能力PS，非金属性PS。（3）根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，Ca5（PO4）3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸。（4）图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80℃前温度升高反应速率加快，相同时间内有机碳脱除率增大；80℃后温度升高，H2O2分解速率大，H2O2浓度显著降低，反应速率减慢，相同条件下有机碳脱除率减小。（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有残留，原因是：CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，因为BaSO4难溶于水，反应的离子方程式为。（6）根据题意关系式为H3PO4～2NaOH，由消耗的NaOH计算H3PO4。详解：（1）研磨能增大反应物的接触面积，加快反应速率，加热，升高温度加快反应速率；流程中能加快反应速率的措施有：研磨、加热。（2）①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，酸性：H3PO4＜H2SO4。②用元素周期律解释酸性：H3PO4H2SO4，P和S电子层数相同，核电荷数P＜S，原子半径P＞S，得电子能力P＜S，非金属性P＜S。（3）根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，Ca5（PO4）3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸，生成HF的化学方程式为。（4）图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80℃前温度升高反应速率加快，相同时间内有机碳脱除率增大；80℃后温度升高，H2O2分解速率大，H2O2浓度显著降低，反应速率减慢，相同条件下有机碳脱除率减小。（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有残留，原因是：CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，因为BaSO4难溶于水，其中与BaCO3生成更难溶的BaSO4和，H3PO4的酸性强于H2CO3，在粗磷酸中转化成H2O和CO2，反应的离子方程式为。（6）滴定终点生成Na2HPO4，则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1：2，，，精制磷酸中H3PO4的质量分数为。

砷及其化合物【考前浏览题10】砷（As）是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。（1）将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有，其原因是_____________________________。（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系分别如图-1和图-2所示。①以酚酞为指示剂（变色范围pH8.0～10.0），将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为________________。②H3AsO4第一步电离方程式的电离常数为Ka1，则pKa1=_____（pKa1=—lgKa1）。（3）溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH＞7.1时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH＜7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量（吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量）如图-3所示。①在pH7～9之间，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降，其原因是_________。②在pH4～7之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为______。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是_________________________________。【答案】碱性溶液吸收了空气中的CO22.2在pH7～9之间，随pH升高转变为，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加在pH4～7之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以和阴离子存在，静电引力较大；而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷【详解】（1）NaOH在空气中易与CO2反应生成NaCO3，吸附剂X中含有，其原因是碱性溶液吸收了空气中的CO2；（2）①从题20图-1可知pH由小变大时，H3AsO3浓度减小，浓度增大，当溶液由无色变为浅红色时，主要反应的离子方程式为；②H3AsO4第一步电离方程式的电离常数为Ka1，，由题20图-2读出：，，，；（3）①在pH7～9之间，随pH升高转变为，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降。②在pH4～7之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以和阴离子存在，静电引力较大；而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是：加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷。【考前浏览题11】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：（1）画出砷的原子结构示意图____________。（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。（3）已知：则反应的ΔH=_________。（4）298K时，将20mL3×mol·L—1Na3AsO3、20mL3×mol·L—1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：。溶液中与反应时间（t）的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。a．溶液的pH不再变化b．c．不再变化d．②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。【答案】增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率ac大于小于tm时生成物浓度较低【详解】（1）砷是33号元素，原子核外电子排布式【Ar】3d104s24p3，原子结构示意图正确答案：；（2）原已知可以得到，As2S3总共升高10价，得失电子配平得，再考虑质量守恒，反应前少12H、6O，所以反应原理为。该反应加压时，增加反应物O2的浓度，平衡正向移动，能够有效提高As2S3的转化率；（3）待求解反应可以由反应①×2-反应②×3-反应③，则△H=2△H1-3△H2—△H3；（4）①a溶液pH不变时，则c（OH—）也保持不变，反应处于平衡状态；b根据速率关系，，则b的等式始终成立，反应不一定处于平衡状态；c由于提供的Na3ASO3总量一定，所以不再变化时，与也保持不变，反应处于平衡状态；dc（I—）=ymol/L时，即，事实两者浓度关系一定是，则此时不是平衡状态，故答案：ac。②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正＞v逆。正确答案：大于。③tm时比tn时浓度更小，所以逆反应速率也更小，正确答案：小于、tm时浓度更小，反应速率更慢。④反应前，三种溶液混合后，Na3ASO3浓度为，同理I2浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生成为ymol/L，则反应生成I—浓度c（I—）=2ymol/L，消耗、I2浓度均为ymol/L，平衡时为（x-y）mol/L，c（I2）为（x-y）mol/L，溶液中c（OH—）=1mol/L，。

硼元素【考前浏览题12】硼是一种重要的化工原料，硼制品广泛应用于化工、冶金、光学玻璃、医药、橡胶及轻工业。请回答下列问题：（1）工业上硼的冶炼流程：硼酸（）的溶解度如下表：温度/℃01020304080溶解度/g2.773.654.876.778.9023.54①流程中第一步涉及反应的化学方程式为：________。②流程中，加入硫酸生成，冷却降温到10℃，经过的“操作1”是________再洗涤、干燥，得到。检验是否洗涤干净的操作为________。③制备单质B过程中易生成含硼化合物杂质，该杂质的化学式是________。（2）硼酸（）是一种具有片层状结构的白色晶体，层内的分子间通过氢键相连（如下图），则的晶体中有________mol氢键。硼酸（）是一元弱酸，在溶液中能电离生成，硼酸的电离方程式为：________；室温时测得0.1000mol·L—1硼酸溶液的pH=5，则硼酸的电离常数Ka=________。（3）硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物，乙硼烷（B2H6）是最简单的硼烷。可以在乙醚介质中使用LiAlH4（离子化合物）还原BCl3获得，LiAlH4中Al原子的杂化方式为________，制备乙硼烷的化学方程式为________（产物中含氢化合物只有一种）。【答案】（1）过滤取最后一次洗涤液，先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，无明显现象，则说明已洗净（2）3（3）sp3【分析】电离常数的基本计算【详解】（1）①根据流程图可知：②硼酸的溶解度随温度升高而升高，根据流程，操作1是从溶液中获得H3BO3固体，采取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；溶液中含有硫酸根离子，检验H3BO3是否洗涤干净，只要检验最后一次洗涤液中是否有硫酸根离子即可，则操作方法为：取最后一次洗涤液少许加入试管中，加入几滴BaCl2溶液，若有白色浑浊，则未洗干净，反之，则洗干净；③制备单质B，利用Mg的强还原性，将B2O3中B还原出来，其反应方程式为；过程中易生成金属硼化物，即B与Mg反应生成Mg3B2。故答案为：①②蒸发浓缩，冷却结晶，过滤取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，无明显现象，则说明已洗净③Mg3B2（2）①一个硼酸分子参与形成六个氢键，但是每个氢键都是由两个硼酸的分子形成的，所以一个硼酸分子单独占有三个氢键，一摩尔硼酸分子含有三摩尔氢键。②硼酸为一元弱酸，在溶液中电离产生【B（OH）4】—，即硼酸的电离方程式为；③根据硼酸的电离方程式，【B（OH）4】－和H+物质的量浓度近似相等，硼酸是弱酸，弱电解质的电离程度较弱，即c（H3BO3）近似等于0.1000mol·L－1，则硼酸的电离平衡常数故答案为：①3②；③10—9（3）①LiAlH4中Li显+1价，Al显+3价，则H的化合价为－1，LiAlH4属于离子化合物，是由Li+和组成，中含有4个σ键，铝原子上孤电子对，铝原子上的价层电子对=4，铝原子采用sp3杂化。②制备乙硼烷，是用LiAlH4和BCl3反应得到，即化学反应方程式为故答案为：①sp3②；【考前浏览题13】工业利用硼矿石（2MgO·B2O3）制备单质B（硼）并联产轻质MgO的流程如下，硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素，可以形成众多的化合物。回答下列问题：（1）硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物。乙硼烷（B2H6）是最简单的硼烷。可以在乙醚介质中使用LiAlH4（离子化合物）还原BCl3获得，LiAlH4中H的化合价为________，它的电子式为________，制备乙硼烷的化学方程式为________。硼酸（H3BO3）的溶解度温度/℃01020304080溶解度/g2.773.654.876.778.9023.54（2）回答下列问题：①为了加快硼矿石与Na2CO3溶液和CO2的反应速率，可以采取的措施有________（填一种）。②操作1是________，洗涤，干燥。检验H3BO3是否洗涤干净的操作方法为________。整个流程中可循环利用的物质是________。③制备B发生反应的化学方程式是________，过程中易生成金属硼化物杂质。该杂质的化学式是________。（3）硼酸（H3BO3）是一元弱酸，在溶液中能电离生成【B（OH）4】—，硼酸的电离方程式为________；室温时测得0.1000mol•L—1硼酸溶液的pH=5，硼酸的电离常数Ka=________。【答案】—1将矿石粉碎或提高反应温度或搅拌；蒸发浓缩、冷却结晶、过滤取最后一次洗涤液少许加入试管中，加入几滴BaCl2溶液，若有白色浑浊，则未洗干净，反之，则洗干净CO21.0×10—9【详解】（1）LiAlH4中Li显+1价，Al显+3价，则H的化合价为—1，LiAlH4属于离子化合物，是由Li+和组成，其电子式为；制备乙硼烷，是用LiAlH4和BCl3反应得到，即化学反应方程式为。（2）①为了加快硼矿石与Na2CO3和CO2的反应速率，可以采取方法是将矿石粉碎或提高反应温度或搅拌。②硼酸的溶解度随温度升高而升高，根据流程，操作1是从溶液中获得H3BO3固体，采取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；溶液中含有硫酸根离子，检验H3BO3是否洗涤干净，只要检验最后一次洗涤液中是否有硫酸根离子即可，则操作方法为：取最后一次洗涤液少许加入试管中，加入几滴BaCl2溶液，若有白色浑浊，则未洗干净，反之，则洗干净；根据流程，轻质碳酸镁受热分解轻质MgO和CO2，循环使用的物质是CO2。③制备单质B，利用Mg的强还原性，将B2O3中B还原出来，其反应方程式为；过程中易生成金属硼化物，即B与Mg反应生成Mg3B2。（3）硼酸为一元弱酸，在溶液中电离产生【B（OH）4】－，即硼酸的电离方程式为；根据硼酸的电离方程式，【B（OH）4】－和H+物质的量浓度近似相等，硼酸是弱酸，弱电解质的电离程度较弱，即c（H3BO3）近似等于0.1000mol·L－1，则硼酸的电离平衡常数【考前浏览题14】某兴趣小组用硼镁矿（主要成分为2MgO·B2O3·H2O，含CaCO3、SiO2、Fe3O4等杂质）联产H3BO3和MgSO4·7H2O，流程如下：已知：H3BO3是一种极弱的酸，可溶于水、乙醇；MgSO4·7H2O易溶于水，微溶于乙醇；相关物质的溶解度随温度变化如图。请回答：（1）步骤Ⅰ，为加快浸取速率，除适当提高硫酸浓度，还可采取的措施有________（任写一种）。（2）步骤Ⅱ，H2O2加过量的原因除尽可能将Fe2+氧化完全，还可能是________。（3）下列说法正确的是________。A．步骤Ⅱ，试剂a可选择Mg（OH）ClB．步骤Ⅲ，煮沸的主要目的是除去没反应完的H2O2及其中溶解的O2C．步骤Ⅲ，操作a宜采用热过滤D．步骤Ⅳ，用玻璃棒摩擦器壁，促进晶体析出E．步骤Ⅴ，晶体置于烘箱中高温烘干（4）步骤Ⅵ，采用浮选工艺有效分离颗粒大小不同的H3BO3晶体和MgSO4·7H2O晶体，从下列选项中选出合理的操作：________。a．减压蒸发溶剂；b．加压蒸发溶剂；c．用布氏漏斗抽滤；d．用普通漏斗过滤；e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热；g．冷水洗涤；h．乙醇洗涤；i．冷却至室温。（5）H3BO3纯度的测定：准确称取制得的晶体试样mg溶于水中，加入足量甘露醇，摇匀后配制成100mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，用酚酞试液作指示剂，用cmol/LNaOH标准液滴定至终点，消耗NaoH溶液VmL。已知：i.H3BO3与NaOH溶液发生的反应为：ii.H3BO3与甘露醇等多羟基化合物形成稳定的络合物，增大其电离度。 ①H3BO3不能直接用NaOH溶液滴定的原因是________。②H3BO3的纯度为________（用含字母的式子表示）。【答案】粉碎、加热、搅拌避免因产生的Fe3+催化H2O2分解，导致H2O2不足BCD滴定突跃不明显【分析】硼镁矿酸浸后，产生大量Fe2+和Fe3+，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，之后通过调节PH，将其转化为氢氧化铁沉淀，煮沸除去没反应完的H2O2及其中溶解的O2后，趁热过滤再结晶，洗涤干燥后直接得到硼酸，由于MgSO4·7H2O易溶于水，滤液经过蒸发过滤，浮选工艺后制得MgSO4·7H2O和一些硼酸；【详解】（1）为提高浸出率，可采取的措施有适当增加硫酸的浓度、将镀锌铁皮粉碎、加热、搅拌等；（2）将Fe2+氧化为Fe3+，大量的Fe3+会导致H2O2发生分解，因此需要过量的H2O2，避免因产生的Fe3+催化H2O2分解，导致H2O2不足；（3）A．步骤Ⅱ，试剂a选择Mg（OH）Cl虽然可以调节PH，但是会引入杂质离子Cl—，使产物纯度降低，故A错误；B．步骤Ⅲ，煮沸的主要目的是除去没反应完的H2O2及其中溶解的O2，故B正确；C．步骤Ⅲ，因为硼酸的溶解度随温度升高而增大，操作a宜采用热过滤，故C正确；D．步骤Ⅳ，用玻璃棒摩擦器壁，可以促进较大晶体析出，故D正确；E．步骤Ⅴ，晶体置于烘箱中高温烘干，会除去结晶水，故E错误；答案选BCD；（4）a和b：减压蒸发能够降低沸腾温度，有利于控制温度在适宜范围内，a项正确；c和d：布氏漏斗适用于减压过滤.但不适用于小结晶，故选普通漏斗，d正确；e和f：产物有结晶水，故应蒸发至有晶膜，e项正确；g和h：MgSO4·7H2O易溶于水，微溶于乙醇，可用醇析法，h项正确；故正确的流程为：（5）①因为硼酸是很弱的酸，若用NaOH标准溶液直接滴定硼酸，突跃不明显，不好观察颜色变化；②25ml待测液消耗的氢氧化钠物质的量为cVmol，由方程式可知，消耗的硼酸也为0.001cVmol，质量为0.062cVg×4，配制成的溶液为100mL，所以含有硼酸的质量为62cVg×4，故的纯度为。

工艺流程大题 【考向分析】注意联系流程前后、物质性质、反应原理，选择正确的方向进行科学表达。 【思维模型】1.原料预处理：①研磨的目的：增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。②灼烧：（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）杂质高温下氧化、分解。③浸出：（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。④提高浸出率时，可采取的措施：适当提高反应温度、增加浸出时间，加入过量**，边加**边搅拌。⑤搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。2.试剂选择：①替代某种物质，减少污染、降低成本等②反应物过量，保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响③根据图表信息选择适宜浓度，使产品纯度更高、产率更高等。3.温度：①控制化学反应速率。②控制平衡移动方向。③控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。④促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。⑤防止或实现某物质水解或分解。⑥使催化剂达到最大活性。⑦防止副反应的发生。4.pH的控制：①控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。②控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀而另外一些离子不沉淀。（1）萃取时发生反应：（HR、CuR2在有机层，Cu2+、H+在水层）。某种HR的结构简式为，该分子中可能与Cu2+形成配位键的原子有______。（2）以FeS2为燃料，配合FeSO4·H2O可以制备铁粉精（FexOy）和H2SO4。结合图示解释可充分实现能源和资源有效利用的原因为________________________________________。【答案】（1）N、O。（2）FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O分解生成FexOy的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2SO4。【例1】利用工业废碱渣（主要成分Na2CO3）可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3，其流程如图所示：操作②用无水乙醇洗涤的目的是________。答案：为减少晶体溶解损耗【例2】CuCl难溶于醇和水，在潮湿空气中易水解、氧化，且在氯离子浓度较大的体系中存在。工业上用低品铜矿（主要含CuS、Cu2S、FeO等）制备CuCl的一种工艺流程如下：滤饼进行醇洗的目的是________________。答案：加速干燥，防止CuCl水解和氧化【例3】在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是________。（2）步骤③中选用足量的H2O2，理由是________。答案：（1）碱煮水洗（2）将Fe2+全部氧化为Fe3+；不引入杂质【考前浏览题15】草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为______________________________、_______________________________________。（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是_______，滤渣是_______；过滤操作②的滤液是__________和___________，滤渣是______________。（3）工艺过程中③和④的目的是____________________________________。（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是_____________。（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500mol·L—1的酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为__________________________；列式计算该成品的纯度__________。【答案】溶液CaC2O4H2C2O4溶液H2SO4溶液CaSO4分别循环利用氢氧化钠和硫酸（降低成本），减小污染Na2SO4【详解】（1）根据工艺流程图可知：CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠方程式为，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式为（2）“钙化”发生的反应为，过滤操作①的滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；CaC2O4中加入硫酸酸化，发生反应，结合流程，过滤操作②的滤液是