高二化學(xué)數(shù)形結(jié)合思想在化學(xué)(編輯修改稿)
2024-12-18 16:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （ 5）取濾液 B 100 mL,加入 1 mol/L鹽酸 200 mL，沉淀量達到最大且質(zhì)量為 g。則濾液 B中c( )= , c(Na+) 2 mol/L(填“ ” 、 “ =” 或 “ ” )。 ?2lOA解析 首先明確鋁土礦的組成，根據(jù)組成物質(zhì)的性 質(zhì)了解流程中所加藥品和操作的目的，比較每一 步驟反應(yīng)前后物質(zhì)組成的變化和相關(guān)化學(xué)方程 式，最后形成整體思維。 （ 1）鋁土礦溶解在過量稀硫酸溶液中，過濾后得 到的濾渣是 SiO2，濾液為 Al2(SO4) H2SO Fe2(SO4)3的混合液。因 Al3+、 Fe3+能水解產(chǎn)生具有 吸附作用的 Al(OH) Fe(OH)3膠體，具有凈水作 用。向 Al2(SO4) H2SO Fe2(SO4)3的混合液中加 入過量 NaOH時， Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為 NaAlO2， Fe2(SO4)3轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3，經(jīng)過濾后得到濾渣 Fe(OH)3。濾液 B中含有 NaAlO2，向濾液 B中通入 過量 CO2時，生成 Al(OH)3和 NaHCO3，經(jīng)過濾后得 到固體 C［ Al(OH)3］和含有 NaHCO Na2SO4的 濾液 C。（ 2）在坩堝中灼燒 Al(OH)3得到 Al2O3。 （ 3）電解熔融的 Al2O3得到 Al和 O2。 （ 4） NaHCO Na2SO4的混合溶液中，根據(jù)電荷守恒有：c(Na+)=2c( )+2c( )+c( )+c(OH)c(H+)。 ?24SO ?23CO ?3HCO（ 5）濾液 B為含有 NaOH、 NaAlO Na2SO4的混 合溶液，加入鹽酸生成 Al(OH)3 g，即 n（ NaAlO2） = mol,c( )= mol/L。 NaOH、NaAlO2都轉(zhuǎn)化為 NaCl，再加上 Na2SO4的量，故c(Na+)2 mol/L。 ?2lOA答案 (1)Al3++3H2O Al(OH)3(膠體 )+3H+、 Fe3++3H2O Fe(OH)3（膠體） +3H+ （ 2）坩堝 （ 3） 2Al2O3(熔融 ) 4Al+3O2↑ （ 4） +CO2+2H2O Al(OH)3↓+ 2c( )+2c( )+c( )+c(OH)c(H+) (5) mol/L ?2AlO ?3HCO?24SO ?23CO ?3HCO遷移應(yīng)用 、強度高、耐高溫、抗腐蝕性 強等優(yōu)點，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上有著廣泛的用途。 工業(yè)上常用鈦鐵礦（主要成分為 FeTiO3，同時含 有鐵的氧化物）為原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)來制得 鈦，其流程大致如下： 回答下列問題： （ 1）操作（ Ⅰ ）中 Fe的作用是 ，離子反應(yīng)方程式為 。 （ 2）操作（ Ⅱ ）的名稱是 ，得到的淺綠色晶體的化學(xué)式為 。 （ 3）將高壓水蒸氣通入溶液 2中的作用是 。 （ 4）寫出反應(yīng)④總的化學(xué)方程式（最終 Ti的化合價不變）： 。 （ 5）寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)反應(yīng)方程式： ， 通入氬氣的作用是 。 （ 6）根據(jù)所提供的有關(guān)信息，你認為鈦的用途之一是（指尖端科學(xué)技術(shù)） 。 解析 （ 1）由題意知鈦鐵礦中含有鐵的氧化物， 且鐵的氧化物溶解在酸中的過程中容易被氧氣氧 化成 Fe3+，因此，操作（ Ⅰ ）中加入鐵粉的目的是還原 Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為 Fe+2Fe3+ 3Fe2+，同時過量的鐵粉可以消耗過量的硫酸： Fe+2H+ H2↑+Fe 2+。 （ 2）由圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知通過操作（ Ⅱ ）從濾液中得到了淺綠色晶體和溶液 2，所以此操作是結(jié)晶或重結(jié)晶和過濾，此晶體是 FeSO4 7H2O。 （ 3）由圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系分析可知溶液 2是鈦的硫酸鹽，向其中通入高壓水蒸氣后得到的沉淀是Ti(OH)4，在此過程中鈦的硫酸鹽發(fā)生了水解反 全水解生成沉淀。 （ 4） TiO2與氯氣、焦炭反應(yīng)，得到的一種產(chǎn)物是水煤氣的主要成分，則此產(chǎn)物應(yīng)是 CO，另一種產(chǎn)物應(yīng)該是 Ti的氯化物，并且 Ti的化合價不變，應(yīng)是TiCl4，由此可以推斷出反應(yīng)的總方程式為：TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO。 （ 5） TiCl4與 Mg通過反應(yīng)⑤生成了 Ti，由元素守恒可知另一種產(chǎn)物應(yīng)該是 MgCl2，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為 TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2；反應(yīng)過程中通入氬氣的目的是作保護氣。 （ 6）由題意知 Ti具有密度小、強度高、耐高溫、抗腐蝕性強等優(yōu)點，所以鈦可以用作航天材料或潛艇材料。 答案 （ 1）還原 Fe3+ Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+2H+ H2↑+Fe 2+ （ 2） (重 )結(jié)晶、過濾 FeSO4 7H2O （ 3）促進 Ti4+完全水解生成沉淀 （ 4） TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO （ 5） TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2 保護氣作用 （ 6）制造潛艇或用作航天材料等 MgO和 Al2O3，某廠用蛭石 （主要成分為： MgO、 Fe2O Al2O SiO2）作 原料生產(chǎn)耐火材料。化學(xué)課外小組同學(xué)用蛭石進 行了以下實驗： Ⅰ .查閱資料得知 mol/L的離子濃度時，氫氧化 物沉淀時的 pH為 氫氧化物 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Al(OH)3 開始沉淀 時的 pH 開始溶解： 完全沉淀 時的 pH 完全溶解： Ⅱ .實驗流程如下（固體 A、 F為一種成分）： 請回答以下問題： （ 1）寫出下列物質(zhì)化學(xué)式： 試劑 Ⅰ 。固體 F 。 （ 2）步驟② B生成 C的離子方程式為 。 （ 3）要保證固體 D雜質(zhì)盡量少，步驟②調(diào)節(jié)溶液的 pH合理范圍是 。 ~13 ~ ~ (4)固體 D可用來生產(chǎn)合成氨的表 面催化劑。右圖表示無催化劑時 NH3的百分含量隨時間變化曲線， 請在圖上用虛線畫出有催化劑時的曲線。 （ 5）已知： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Δ H=a kJ/mol 2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) Δ H=+b kJ/mol 則 NH3被 O2氧化為 N2和 H2O的熱化學(xué)方程式為 。 答案 （
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