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专题四 常见元素及其重要化合物
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这是一份专题四 常见元素及其重要化合物，共60页。PPT课件主要包含了再研真题，预判考情，热点聚焦等内容，欢迎下载使用。
专题四 常见元素及其重要化合物
1 高考真题·导航
2 必备知识·整合
3 关键能力·突破
4 预测精练·提能
2．(2021·全国乙卷T)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
回答下列问题：(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式____________________________________________________。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是____________________。(3)“母液①”中Mg2＋浓度为___________ml·L－1。
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”最适合的酸是________。“酸溶渣”的成分是__________、____________。(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是__________________________ __________________。(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得______________，循环利用。
3．(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：(1)I2的一种制备方法如下图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为____________________ ______________，生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________________________；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为______________；当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5，单质碘的收率会降低，原因是____________________________。
2AgI＋Fe===2Ag＋
FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2
I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入适量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为_______________________________ ___________________。
【解析】 (1)①由流程图可知悬浊液中含AgI，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe═══2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中；②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2═══I2＋FeCl2，若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时即Cl2过量，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3，当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5即Cl2过量特别多，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低；
4．(2020·全国卷Ⅰ·26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、________，以及部分的______________。(2)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是______________。
(3)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是______________________________________________。
NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓(或Na[Al(OH)4]＋HCl=== NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O)
利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
【解析】 (1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋，以及部分的Fe3＋、Al3＋；(2)滤渣③的主要成分是Fe(OH)3；(3)“调pH”中有沉淀生成，是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2＋HCl＋H2O═══NaCl＋Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]＋HCl═══ NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O；(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入
5．(2020·全国卷Ⅲ·27节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是________________________ ______。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式__________________________________________ _________________________。(2)“滤液②”中含有的金属离子是____________________。
除去油脂、溶解铝及其氧
Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液③”中可能含有的杂质离子为________。
【解析】 由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O ═══ 2NaAlO2＋3H2↑、2Al2O3＋4NaOH═══4NaAlO2＋2H2O将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋的滤液②，Fe2＋经H2O2氧化为Fe3＋后，加入NaOH调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体。
(1)根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al及其氧化物溶解，滤液①中含有NaAlO2(或Na[Al(OH)4]),
6．(2019·全国卷Ⅰ·26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________________________________。(2)“滤渣1”的主要成分有__________________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是____________。
NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
SiO2、Fe2O3、Al2O3
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为______ ___________________________________________________________________________________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是____________。
转化为H3BO3，促进析出
【解析】 (1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体为NH3，其在“吸收”中发生的反应主要是氨气与碳酸氢铵的反应，故反应的化学方程式为NH4HCO3＋NH3═══(NH4)2CO3。(2)用硫酸铵溶液溶浸过程中主要反应的物质为Mg2B2O5·H2O，故溶浸后产生的滤渣1的主要成分是SiO2、Fe2O3、Al2O3，检验Fe3＋可选用的化学试剂是KSCN。
本部分知识是中学化学的核心知识点之一，是历年高考考查的重点和知识载体，预计在未来高考中，元素单质及其化合物的性质、物质推断和物质的转化关系，主要以选择题形式出现，结合离子反应，NA、化学实验现象分析、工农业生产、传统文化等，以文字表述题和图表型题的形式出现，主要考查元素及其化合物的典型性质、用途及应用；在主观题中则以物质的制备或分离提纯以无机工艺流程题，综合实验题为载体综合考查重要的单质、化合物的性质及反应原理、兼顾考查物质的用途及对环境的影响，同时涉及陌生氧化还原反应方程式、离子方程式的书写。
一、常见无机物的重要性质和应用
(2)物质不能一步反应进行的转化①S―→SO3(×)，应转化成SO2；②N2―→NO2(×)，应转化成NO；③SiO2―→H2SiO3(×)，需多步转化；④Cl2―→FeCl2(×)，需多步转化；⑤CuO(等金属氧化物)―→Cu(OH)2(×)，需多步转化。
4．元素化合物的特征反应现象(1)燃烧：H2＋Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑烟)，Al＋O2，Mg＋O2(耀眼白光，生成白色固体)，金属焰色反应。(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。(5)Fe3＋遇OH－生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN－显红色。
角度 元素单质及其化合物的性质与应用 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中SO2和NOC．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中Pb2＋等重金属
【解析】 FeCl3具有强氧化性，能与Cu等金属反应，可用于蚀刻铜制的印制线路板，与FeCl3易发生水解无关，A错误；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能氧化SO2和NO生成硫酸盐和硝酸盐，所以漂白粉可用于脱除烟气中SO2和NO有害气体，B正确；CaCO3能与酸反应，能改良、修复被酸雨侵蚀的土壤，与CaCO3高温下能分解无关，C错误；活性炭与Pb2＋等金属离子不反应，不能用于除去水体中Pb2＋等重金属离子，D错误。
(2019·天津高考·3)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良D．无水CCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
【解析】 废气中的氯气能被FeCl2溶液吸收生成FeCl3，铁屑再与FeCl3溶液反应得FeCl2溶液，A正确；铝中加适量的锂，可以制得低密度的合金，B正确；盐碱地含碳酸钠使土壤呈碱性，施加熟石灰，碱性增强，C错误；根据钴化合物的颜色变化，可以用来判断硅胶是否吸水，D正确。
〔类题通关〕1．(2021·徐州模拟)氮、磷、砷元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，下列氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是( )A．氯化铵溶液显酸性，可用作除锈剂B．氨气具有还原性，可用作致冷剂C．氮气的化学性质不活泼，可用于合成氨D．硝酸铵易分解放出气体和大量热，可用作化肥
【解析】 氯化铵是强酸弱碱盐，氯化铵溶液显酸性，能溶解铁锈，可用作除锈剂，故选A；氨气易液化，液氨气化需要吸收大量的热，可用作制冷剂，与还原性无关，故不选B；用氮气制取氨气是因为氮气能和氢气反应生成氨气，与氮气的化学性质不活泼无关，故不选C；硝酸铵用作化肥是因为含有氮元素，与硝酸铵易分解放出气体和大量热无关，故不选D。
角度 结合实验考查元素及其化合物的性质 (2021·武汉模拟)用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
下列说法正确的是( )A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是：温度低，反应速率太慢B．实验现象③说明反应后A中溶液含有Fe2＋C．实验现象④说明A中有NO生成D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有NH
【解析】 常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，不是因为温度低，反应速率太慢的缘故，故A错误；取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色，只能说明这时溶液中有三价铁离子，无法说明原溶液中是二价铁还是三价铁，故B错误；取少量B中溶液加热，B中棕色溶液变浅，无色气体逸出，且在空气中变为红棕色，只能说明Fe(NO)SO4分解生成NO，
〔类题通关〕1．(2021·南京师大附中模拟)利用如下实验研究浓硫酸的性质。实验1：表面皿中加入少量胆矾，再加入3 mL浓硫酸，搅拌，观察到胆矾变成白色。实验2：取2 g蔗糖放入大试管中，加2～3滴水，再加入3 mL浓硫酸，搅拌。将产生的气体导入品红溶液中，观察到品红溶液褪色。实验3：将一小片铜放入试管中，再加入3 mL浓硫酸，加热，观察到铜片上有黑色物质产生。
下列说法不正确的是( )A．胆矾化学式可表示为Cu(H2O)4SO4·H2O，说明胆矾晶体中存在离子键、共价键、配位键和氢键等作用力B．“实验2”可以说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性C．“实验3”中黑色物质可能是氧化铜D．在“实验3”中的残留物中直接加入适量水，观察溶液是否变蓝色
浓硫酸具有强氧化性，从元素守恒角度推测，黑色固体由Cu、S、O、H组成，故黑色固体可能为CuO、CuS或Cu2S，C正确；实验3的残留物中含有浓硫酸，直接加水会导致浓硫酸溶于水放热，水沸腾，酸液飞溅，造成危险，故不能直接加水，需要将残留物过滤之后，加入水中，观察颜色，D错误。
下列说法正确的是( )A．Ⅲ可以检验Ⅰ中生成的NOB．Ⅱ中现象说明NO2气体中混有SO2C．盛放浓硝酸的仪器叫长颈漏斗，Ⅳ用于吸收NOD．本实验能证明硝酸具有不稳定性，NO具有还原性
以下推断错误的是( )A．当X是盐酸时，则F是稀硝酸B．当X是氢氧化钠时，则F可能是稀硝酸C．当X是氢氧化钠时，B跟Cl2反应可能有白烟现象D．当X是氢氧化钠时，B有可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】 当X是盐酸时，盐酸与硫化钠反应可以生成硫化氢，硫化氢可以和氯气反应生成硫，硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫经催化氧化可以生成三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸；盐酸可以和氨气反应生成氯化铵，氯化铵与氯气反应可以生成氮气，氮气与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮。因此，F有可能是硫酸或稀硝酸，但是不能确定F是稀硝酸，A错误；
当X是氢氧化钠时，氢氧化钠可以和铵盐反应生成氨气，则B可能是氨气，C可能是氮气，D可能是一氧化氮，E可能为二氧化氮，故F可能是稀硝酸，B正确；当X是氢氧化钠时，B可能是氨气，氨气与Cl2反应可以生成白色晶体氯化铵，故可能有白烟现象，C正确；当X是氢氧化钠时，B可能是硫化钠，硫化钠有较强的还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。
(2021·西安模拟)A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，相关物质间的转化关系如图所示：已知：X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末。
回答下列问题：(1)单质X与A反应的化学方程式是___________________________。(2)若试剂1和试剂2均为强电解质。①若试剂1为强碱，则试剂1与B反应的离子方程式为____________ ___________________________________________________________。②若试剂1和试剂2为同种物质，则C溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(3)若试剂2是稀硝酸。①写出单质Y与稀硝酸反应生成E的离子方程式________________ __________________________________。②可用于检验D的阳离子的试剂是___________________________ _____。
KSCN溶液(或其他合理答案)
【解析】 A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末，则A为Fe2O3，X与A(Fe2O3)发生置换反应生成氧化物B和金属单质Y，则X为Al、Y为Fe、B为Al2O3；试剂2能与铁和氧化铁反应，且D与Y(Fe)反应生成E，则试剂2为强酸、D为铁盐、E为亚铁盐；若试剂1为强碱，铝与强碱反应生成偏铝酸盐；若试剂1和试剂2为同种物质，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子水解溶液呈酸性。
物质转化推断的四步解题法(1)审题——仔细读题、审清题意，把题干中的信息体现在框图中，全面了解图中的转化关系。(2)解题——找准“题眼”、大胆猜测，结合学过的知识进行检验、推理。(3)验证——当推断出结果后，应将结果代入图中进行验证是否合理。(4)慎答——答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误。
〔类题通关〕1．(2021·人大附中模拟)下列各组物质之间不可能实现如图所示转化的是( )
【解析】 C和氧气反应生成一氧化碳，再反应生成二氧化碳，能实现图中转化，故A正确；铁和氯气只能生成氯化铁不能生成氯化亚铁，不能实现图中转化，故B错误；氯化铝和氢氧化钠反应先生成沉淀氢氧化铝，沉淀再溶解生成偏铝酸钠，能实现图中转化，故C正确；氨气与氧气催化氧化反应生成NO，NO与氧气反应生成二氧化氮，能实现图中转化，故D正确。
2．(2021·昆明模拟)已知蓝铜矿的主要成分是2CuCO3·Cu(OH)2，受热易分解。铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2。已知NaAlO2＋CO2＋2H2O═══Al(OH)3↓＋NaHCO3，根据下列转化框图回答问题：
(1)写出②的离子方程式：__________________________________、_________________________________。(2)沉淀a、c的化学成分分别是__________、______________。(3)请写出检验沉淀b中所含有阳离子的实验方法：_____________ ________________________________________________________________________________________________________________________。
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
取沉淀少量于一支洁净的试管中，加入少量盐酸，然后再往试管中加入几滴KSCN溶液，发现试管内呈现红色，说明沉淀b中含有阳离子Fe3＋
(4)洗涤沉淀c的实验操作方法是____________________________ _____________________________________________，加热沉淀c应放在________(容器)中进行。(5)经过④⑤步反应得到铜和金属铝，写出反应的化学方程式：_____________________________________________________、_______________________________。
在漏斗内的沉淀上加入一定量的蒸馏水，没过沉淀，待水自然流下，重复数次
【解析】 铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2，加入盐酸溶解过滤得到沉淀a为SiO2，溶液a为氯化铝、氯化铁溶液，加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到沉淀b为Fe(OH)3，A为NaAlO2溶液，蓝铜矿的主要成分是2CuCO3·Cu(OH)2，受热易分解，加入木炭还原生成产物F为CO2，G为Cu，F＋A反应生成沉淀c为Al(OH)3，溶液b为碳酸氢钠溶液，沉淀c受热分解得到B为Al2O3和水，氧化铝电解得到E和D为氧气和铝。
角度 化工流程的微设计 纳米氧化亚铜(Cu2O，颗粒直径1～100 nm)具有特殊的光学、光电和催化性能，采用化学沉淀法制备晶型结构完整、粒度分布均匀的纳米Cu2O(在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO)的合成路线如图所示。
下列说法正确的是( )A．反应Ⅰ为化合反应B．反应Ⅱ中，每生成22.4 L(标准状况)N2，转移4 ml电子C．操作X是过滤D．“洗涤”时，无水乙醇可用蒸馏水代替
化学工艺流程题的主线分析方法
〔类题通关〕1．(2021·盐城模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓KOH溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下：
【解析】 “反应”时发生反应2Fe(NO3)3＋3NaClO＋10NaOH ═══2Na2FeO4＋6NaNO3＋3NaCl＋5H2O，Cl元素化合价降低，氧化剂是NaClO，Fe元素的化合价升高，还原剂是Fe(NO3)3，物质的量之比为3∶2，A错误；过量NaOH，“过滤I”所得滤液一定不存在Fe3＋，B错误；“转化”时，Na2FeO4转化为K2FeO4，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，C正确；没透过蓝色钴玻璃，K＋的火焰颜色也是黄色，滤液可能为KOH溶液，D错误。
2．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathiesn)法制备亚氯酸钠的流程如图：
下列说法错误的是( )A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2的氧化性
【解析】 A项，根据流程图，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4。由化合价升降总数相等可得，NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，正确；B项，由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应可知，ClO2是正极产物，正确；C项，根据流程图，反应②是ClO2与H2O2的反应，ClO2转化为NaClO2，氯元素的化合价降低，作氧化剂，H2O2只能作还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，错误；D项，根据流程图，反应②是ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，可以推出ClO2的氧化性强于H2O2，正确。
角度 综合实验 硫及其化合物是重要的化工原料，某学习小组对某些硫的化合物性质和制备进行如下实验探究：Ⅰ．探究实验一：将一定量的浓H2SO4与足量Zn置于装置A中充分反应，对反应后的气体X进行气体成分分析(水蒸气除外)。
回答下列问题：(1)气体X中除水蒸气之外，还可能有的气体是_________________。(2)B中的试剂可能是__________________________________，酸性KMnO4溶液的作用是____________________________。(3)D、E装置用于证明气体X中的另一种组分，按照D、E装置顺序观察到的实验现象分别是__________________、__________________。
品红溶液(或酸性高锰酸钾、溴水)
除去气体中残余的二氧化硫
Ⅱ．探究实验二：制取硫代硫酸钠(Na2S2O3)并探究其性质。(1)制取Na2S2O3(装置如下图，夹持装置省略)。
①装置B中生成Na2S2O3的同时也生成CO2，反应的离子方程式为_________________________________________。②除搅拌和使用多孔球泡外，再写出一种可以提高B中吸收SO2效率的方法________________________________________________________ ________________。
控制二氧化硫的流速、适当增大B中混合液的浓度、适当升高B中溶液温度等
(2)探究Na2S2O3的性质(反应均在溶液中进行)，请填空：
把小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡比较确定溶液的pH
溴水颜色变浅(或溴水褪色)
【解析】 Ⅰ．(1)浓硫酸与Zn反应产生硫酸锌、二氧化硫和水，当反应进行到一定程度，浓硫酸变为稀硫酸，Zn与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气。所以气体X除水蒸气外还可能含有SO2、H2。(2)装置B的作用是检验SO2，SO2具有漂白性、还原性，可以选择品红溶液、酸性高锰酸钾溶液或溴水作为检验试剂；检验H2的生成之前，应先排除SO2的干扰，故酸性高锰酸钾用来除去气体中残余的SO2。(3)D、E装置用于证明气体X中的H2，D中H2还原黑色CuO粉末为红色的Cu单质，反应生成的水进入盛有无水硫酸铜的E装置中，会看到白色粉末硫酸铜结合水得到蓝色硫酸铜晶体。
(2)探究1：由实验现象pH＝8可知探究1为测定Na2S2O3溶液的pH值，操作为：把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部，待试纸变色后，与标准比色卡比较确定溶液的pH；探究2：是要测定Na2S2O3溶液的还原性，向该溶液中加入溴水，溴水呈橙色，Na2S2O3溶液无色，若二者发生氧化还原反应，会看到的现象为：溴水颜色变浅(或溴水褪色)。
有气体参与的综合性实验解题模板
〔类题通关〕(2021·烟台模拟)CuCl是一种重要化工原料，常用作催化剂、杀菌剂。化学小组利用下图装置(部分夹持装置略去)制备氯化亚铜。
已知：①CuCl为白色固体，微溶于水，不溶于酒精，在空气中能被迅速氧化②CuCl能溶于氨水，[Cu(NH3)2]＋无色实验步骤：Ⅰ．向15 mL 0.5 ml·L－1的CuCl2溶液中，加入0.5 ml·L－1的NaOH溶液30 mL；打开A中分液漏斗的活塞产生SO2气体，一段时间后C中产生白色固体。Ⅱ．将C中混合物过滤、洗涤、干燥得CuCl产品。
回答下列问题：(1)仪器a的名称____________，装置B的作用是________________ ____________________________________________。(2)步骤Ⅰ中通入SO2发生反应的离子方程式____________________ ______________________________________。(3)步骤Ⅱ采用抽滤法快速过滤，防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的化学方程式为_____________ ___________________________________；用95%的乙醇代替蒸馏水洗涤的优点是____________________________________。
倒吸，并可以降低二氧化硫在溶液中的溶解度
＋4H2O===2Cu2(OH)3Cl＋2HCl
CuCl难溶于乙醇，且乙醇易挥发
(4)判断CuCl沉淀洗涤干净的实验方案是_______________________ _________________________________________________________。(5)CuCl样品加氨水溶解后露置于空气中迅速得到深蓝色溶液，深蓝色是由于溶液中阳离子__________________(填化学式)呈现的。
取最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则洗涤干净
[Cu(NH3)4]2＋
(3)CuCl被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl，反应的方程式为4CuCl＋O2＋4H2O═══2Cu2(OH)3Cl＋2HCl；CuCl不溶于酒精，用95%的乙醇代替蒸馏水洗涤可减少CuCl的损失，且乙醇易挥发，固体上的乙醇容易分离；(4)判断CuCl沉淀洗涤干净需检验洗涤液中是否存在氯离子，取最后一次的洗涤液加硝酸银溶液观察是否生成白色的氯化银沉淀；
1．(2021·成都模拟)化学科学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列有关叙述正确的是( )A．“墨子号”卫星成功发射实现了光纤量子通信，生产光纤的原料为晶体硅B．嫦娥5号携带的月壤中，富含的3He与地球上的4He互为同素异形体C．长征五号火箭的箭体蒙皮材料2219－铝合金，可一定程度上减轻火箭的质量D．“奋斗者”号载人潜水器成功坐底，深度10 909 m，所用的合金潜孔钻头硬度与熔沸点均比其单一组分高
【解析】 硅是半导体材料，生产光纤的原料为二氧化硅，A错误；3He与地球上的4He具有相同的质子数和不同的中子数，互为同位素，B错误；铝合金具有质量轻的优点，因此可一定程度上减轻火箭的质量，C正确；合金的熔沸点比其单一组分低，D错误。
3．(2021·泰安模拟)中学化学常见物质之间，在一定条件下可以发生如图所示的转化关系(部分反应中的H2O没有标明)，其中A、B、C中均含有同一种元素。下列说法错误的是( )A．若A、B、C、D都是中学化学常见气体，则D可能是氧气B．若A是气体，D是常见金属，则反应①、②、③都是化合反应C．若B物质具有两性，A、B、C、D都是化合物，则C溶液可能呈酸性，也可能呈碱性D．若①、②、③反应都是氧化还原反应，则A、B、C中含有的同一种元素一定呈现三种不同化合价
【解析】 若A为NH3，B为N2，C为NO，则D为O2，A正确；若A为Cl2，D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2，反应①、②、③都是化合反应，B正确；常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，①若A为AlCl3，D为NaOH，则B为Al(OH)3，C为NaAl[(OH)4]，NaAl[(OH)4]溶液呈碱性；②若A为NaAl[(OH)4]，D为盐酸，C为AlCl3，AlCl3溶液呈酸性，C正确；若A为Cl2，D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2，①、②、③都是氧化还原反应，氯元素只呈现0和－1两种价态，D错误。
4．(2021·茂名模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛，实验室可用如图所示装置制备ICl3(氯气与碘在稍低于70 ℃反应，夹持装置已省略)。
下列说法错误的是( )A．装置①中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5B．装置②的作用是除去氯气中的HCl，同时可监测装置③中是否发生堵塞C．装置③与装置⑤的作用完全相同D．三氯化碘溶于水中发生反应的化学方程式为ICl3＋2H2O═══ HIO2＋3HCl
【解析】 装置①中反应为2KMnO4＋16HCl(浓)═══2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，反应的氧化剂为高锰酸钾，还原剂为浓盐酸，浓盐酸既表现还原性又表现酸性，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5，故A项正确；装置②的作用是除去氯气中的HCl，同时可作安全瓶，以监测装置C中是否发生堵塞，故B正确；装置③的作用是干燥氯气，装置⑤的作用是吸收尾气中的氯气，两者作用不同，故C错误；三氯化碘溶于水中发生反应的化学方程式为ICl3＋2H2O═══HIO2＋3HCl，其中碘与氯的化合价均不变化，故D正确。
5．(2021·广州模拟)后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的青铜礼器，形制巨大，雄伟庄严，工艺精巧，足以代表高度发达的商代青铜文化。下列有关说法错误的是( )A．青铜的熔点低于纯铜B．古代湿法炼铜的原理是置换反应C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极D．青铜器表面的铜绿是铜的一种氧化物
【解析】 青铜是合金，形成合金后熔点降低，则青铜的熔点低于纯铜，故A不选；古代湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是置换反应，故B不选；现代电解精炼铜时，粗铜作阳极失去电子被氧化，故C不选；青铜器表面的铜绿是碱式碳酸铜，是铜的一种碱式盐，故选D。
6．(2021·衡阳模拟)下列关于某短周期元素的价类二维图的说法错误的是( )A．X一定含有氧元素B．H一定是I的酸酐
C．过量的I一定能使氢氧化钡溶液先变浑浊后变澄清D．G可以与E在常温下反应得到F
【解析】 E是氢化物，G是氧化物，则可推测X中一定含有氧元素，A正确；H是氧化物，I是含氧酸，且它们的化合价一样，则H一定是I的酸酐，B正确；如果该元素是硫元素，则硫酸就不能使氢氧化钡溶液先变浑浊后变澄清，C错误；F中元素的化合价处于G与E中的元素化合价之间，如H2S与SO2在常温下是可以反应得到S的，D正确。
7．(2019·北京高考·28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是_______________________ _______________________。②试剂a是______________________。
饱和NaHSO3溶液
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：_______________________________________________________。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是________________________ ____。
H2O2溶液，产生白色沉
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：________________________________ ____________________________________。②实验三的结论：______________________________________。
Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4
＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋
化工流程综合题〔知识储备〕1．模型分析工业流程题目在流程上一般分为三个过程：原料处理→分离提纯→获得产品
(1)规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。(2)核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生成条件的控制等。
2．模型解读(1)解读一：原料预处理方式
(2)解读二：必考的核心反应
(3)解读三：分离提纯方法①提纯方法与目的
②分离方法a．过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。b．萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。c．蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。
d．蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。e．冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。f．蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。
〔典例剖析〕(2021·武汉模拟)Ⅰ．某化工厂以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，工艺流程如图：
(1)步骤①提高酸溶速率的措施______________________________ ______________ (任填一条即可)。固体A的成分是__________。(2)步骤③需加氢氧化钠溶液调节pH，调节pH范围为____________ __________________，目的是___________________________________ _________________________。(3)写出④反应的离子方程式__________________________________ ______________________________________。(4)将溶液H经过________________________________________(操作)即得红矾钠粗晶体。
加热(或搅拌或粉碎或适当提高稀
＜5.5(或4.9～5.5)
使Fe3＋、Al3＋均完全转化为Fe(OH)3和
Al(OH)3沉淀而除去
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(5)第①步反应的离子方程式是________________________________ __________________。(6)常温时，如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化，依据上表数据，则步骤②加入NaOH溶液调节溶液的pH至9时，溶液中Cr3＋的浓度为___________ml/L(已知：101/2≈3.2)。
〔增分训练〕1．(2021·南京模拟)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程。
根据上述流程回答下列问题：(1)混合①中发生反应的化学方程式为________________________ __________________。(2)混合①中使用冰水的目的是_______________________________ _____________。(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是________、________。(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是_________________________。
SO2＋Br2＋2H2O===
H2SO4＋2HBr
降低体系温度，防止溴挥发，使
除去粗产品中未反应完的溴
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)常带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________________，若假设成立可观察的现象为________________。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________，其用于证明该假设所用的试剂为_________。
【解析】 (1)Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O═══H2SO4＋2HBr。(2)Br2氧化SO2放出很多热量，溴易挥发，使用冰水，降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全；(3)由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏。蒸馏一般适用与互溶的液体的分离；
(4)粗品中可能含有未反应的Br2，加入Na2SO3，亚硫酸钠具有还原性，可以除去粗品中未反应完的溴；(5)用KSCN溶液检验Fe3＋，取少许溶液滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋。由工艺流程可知，溶液中可能含有Br2，可以用CCl4萃取方法检验，取少许溶液加CCl4振荡、静置分层，下层呈橙红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2。
2．(2021·福州模拟)某化工厂用废铜渣(含少量铁)为原料生产胆矾的流程如下：
(1)本化工厂所需的硝酸是一种重要的化工原料，制备该硝酸主要通过三个过程，则以NH3作为原料的该过程反应化学方程式为________________________________________________________________________________。该HNO3的酸酐是________。所需的硫酸在工业上是用浓硫酸吸收SO3，不直接用H2O吸收的原因是______________ ________________________________________________________________________________________。
SO3与H2O化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于SO3的吸收
(2)浸出时稀硝酸和Cu反应的离子方程式为___________________ _______________________________。(3)将制得的胆矾中加入浓硫酸会变成白色物质，此过程体现了浓硫酸的________性。
专题四 常见元素及其重要化合物
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2．(2021·全国乙卷T)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
回答下列问题：(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式____________________________________________________。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是____________________。(3)“母液①”中Mg2＋浓度为___________ml·L－1。
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”最适合的酸是________。“酸溶渣”的成分是__________、____________。(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是__________________________ __________________。(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得______________，循环利用。
3．(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：(1)I2的一种制备方法如下图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为____________________ ______________，生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________________________；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为______________；当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5，单质碘的收率会降低，原因是____________________________。
2AgI＋Fe===2Ag＋
FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2
I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入适量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为_______________________________ ___________________。
【解析】 (1)①由流程图可知悬浊液中含AgI，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe═══2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中；②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2═══I2＋FeCl2，若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时即Cl2过量，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3，当n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5即Cl2过量特别多，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低；
4．(2020·全国卷Ⅰ·26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、________，以及部分的______________。(2)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是______________。
(3)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是______________________________________________。
NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓(或Na[Al(OH)4]＋HCl=== NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O)
利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
【解析】 (1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋，以及部分的Fe3＋、Al3＋；(2)滤渣③的主要成分是Fe(OH)3；(3)“调pH”中有沉淀生成，是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2＋HCl＋H2O═══NaCl＋Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]＋HCl═══ NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O；(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入
5．(2020·全国卷Ⅲ·27节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是________________________ ______。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式__________________________________________ _________________________。(2)“滤液②”中含有的金属离子是____________________。
除去油脂、溶解铝及其氧
Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液③”中可能含有的杂质离子为________。
【解析】 由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O ═══ 2NaAlO2＋3H2↑、2Al2O3＋4NaOH═══4NaAlO2＋2H2O将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋的滤液②，Fe2＋经H2O2氧化为Fe3＋后，加入NaOH调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体。
(1)根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al及其氧化物溶解，滤液①中含有NaAlO2(或Na[Al(OH)4]),
6．(2019·全国卷Ⅰ·26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________________________________。(2)“滤渣1”的主要成分有__________________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是____________。
NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
SiO2、Fe2O3、Al2O3
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为______ ___________________________________________________________________________________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是____________。
转化为H3BO3，促进析出
【解析】 (1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体为NH3，其在“吸收”中发生的反应主要是氨气与碳酸氢铵的反应，故反应的化学方程式为NH4HCO3＋NH3═══(NH4)2CO3。(2)用硫酸铵溶液溶浸过程中主要反应的物质为Mg2B2O5·H2O，故溶浸后产生的滤渣1的主要成分是SiO2、Fe2O3、Al2O3，检验Fe3＋可选用的化学试剂是KSCN。
本部分知识是中学化学的核心知识点之一，是历年高考考查的重点和知识载体，预计在未来高考中，元素单质及其化合物的性质、物质推断和物质的转化关系，主要以选择题形式出现，结合离子反应，NA、化学实验现象分析、工农业生产、传统文化等，以文字表述题和图表型题的形式出现，主要考查元素及其化合物的典型性质、用途及应用；在主观题中则以物质的制备或分离提纯以无机工艺流程题，综合实验题为载体综合考查重要的单质、化合物的性质及反应原理、兼顾考查物质的用途及对环境的影响，同时涉及陌生氧化还原反应方程式、离子方程式的书写。
一、常见无机物的重要性质和应用
(2)物质不能一步反应进行的转化①S―→SO3(×)，应转化成SO2；②N2―→NO2(×)，应转化成NO；③SiO2―→H2SiO3(×)，需多步转化；④Cl2―→FeCl2(×)，需多步转化；⑤CuO(等金属氧化物)―→Cu(OH)2(×)，需多步转化。
4．元素化合物的特征反应现象(1)燃烧：H2＋Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑烟)，Al＋O2，Mg＋O2(耀眼白光，生成白色固体)，金属焰色反应。(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。(5)Fe3＋遇OH－生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN－显红色。
角度 元素单质及其化合物的性质与应用 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中SO2和NOC．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中Pb2＋等重金属
【解析】 FeCl3具有强氧化性，能与Cu等金属反应，可用于蚀刻铜制的印制线路板，与FeCl3易发生水解无关，A错误；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能氧化SO2和NO生成硫酸盐和硝酸盐，所以漂白粉可用于脱除烟气中SO2和NO有害气体，B正确；CaCO3能与酸反应，能改良、修复被酸雨侵蚀的土壤，与CaCO3高温下能分解无关，C错误；活性炭与Pb2＋等金属离子不反应，不能用于除去水体中Pb2＋等重金属离子，D错误。
(2019·天津高考·3)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良D．无水CCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
【解析】 废气中的氯气能被FeCl2溶液吸收生成FeCl3，铁屑再与FeCl3溶液反应得FeCl2溶液，A正确；铝中加适量的锂，可以制得低密度的合金，B正确；盐碱地含碳酸钠使土壤呈碱性，施加熟石灰，碱性增强，C错误；根据钴化合物的颜色变化，可以用来判断硅胶是否吸水，D正确。
〔类题通关〕1．(2021·徐州模拟)氮、磷、砷元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，下列氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是( )A．氯化铵溶液显酸性，可用作除锈剂B．氨气具有还原性，可用作致冷剂C．氮气的化学性质不活泼，可用于合成氨D．硝酸铵易分解放出气体和大量热，可用作化肥
【解析】 氯化铵是强酸弱碱盐，氯化铵溶液显酸性，能溶解铁锈，可用作除锈剂，故选A；氨气易液化，液氨气化需要吸收大量的热，可用作制冷剂，与还原性无关，故不选B；用氮气制取氨气是因为氮气能和氢气反应生成氨气，与氮气的化学性质不活泼无关，故不选C；硝酸铵用作化肥是因为含有氮元素，与硝酸铵易分解放出气体和大量热无关，故不选D。
角度 结合实验考查元素及其化合物的性质 (2021·武汉模拟)用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
下列说法正确的是( )A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是：温度低，反应速率太慢B．实验现象③说明反应后A中溶液含有Fe2＋C．实验现象④说明A中有NO生成D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有NH
【解析】 常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，不是因为温度低，反应速率太慢的缘故，故A错误；取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色，只能说明这时溶液中有三价铁离子，无法说明原溶液中是二价铁还是三价铁，故B错误；取少量B中溶液加热，B中棕色溶液变浅，无色气体逸出，且在空气中变为红棕色，只能说明Fe(NO)SO4分解生成NO，
〔类题通关〕1．(2021·南京师大附中模拟)利用如下实验研究浓硫酸的性质。实验1：表面皿中加入少量胆矾，再加入3 mL浓硫酸，搅拌，观察到胆矾变成白色。实验2：取2 g蔗糖放入大试管中，加2～3滴水，再加入3 mL浓硫酸，搅拌。将产生的气体导入品红溶液中，观察到品红溶液褪色。实验3：将一小片铜放入试管中，再加入3 mL浓硫酸，加热，观察到铜片上有黑色物质产生。
下列说法不正确的是( )A．胆矾化学式可表示为Cu(H2O)4SO4·H2O，说明胆矾晶体中存在离子键、共价键、配位键和氢键等作用力B．“实验2”可以说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性C．“实验3”中黑色物质可能是氧化铜D．在“实验3”中的残留物中直接加入适量水，观察溶液是否变蓝色
浓硫酸具有强氧化性，从元素守恒角度推测，黑色固体由Cu、S、O、H组成，故黑色固体可能为CuO、CuS或Cu2S，C正确；实验3的残留物中含有浓硫酸，直接加水会导致浓硫酸溶于水放热，水沸腾，酸液飞溅，造成危险，故不能直接加水，需要将残留物过滤之后，加入水中，观察颜色，D错误。
下列说法正确的是( )A．Ⅲ可以检验Ⅰ中生成的NOB．Ⅱ中现象说明NO2气体中混有SO2C．盛放浓硝酸的仪器叫长颈漏斗，Ⅳ用于吸收NOD．本实验能证明硝酸具有不稳定性，NO具有还原性
以下推断错误的是( )A．当X是盐酸时，则F是稀硝酸B．当X是氢氧化钠时，则F可能是稀硝酸C．当X是氢氧化钠时，B跟Cl2反应可能有白烟现象D．当X是氢氧化钠时，B有可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】 当X是盐酸时，盐酸与硫化钠反应可以生成硫化氢，硫化氢可以和氯气反应生成硫，硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫经催化氧化可以生成三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸；盐酸可以和氨气反应生成氯化铵，氯化铵与氯气反应可以生成氮气，氮气与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮。因此，F有可能是硫酸或稀硝酸，但是不能确定F是稀硝酸，A错误；
当X是氢氧化钠时，氢氧化钠可以和铵盐反应生成氨气，则B可能是氨气，C可能是氮气，D可能是一氧化氮，E可能为二氧化氮，故F可能是稀硝酸，B正确；当X是氢氧化钠时，B可能是氨气，氨气与Cl2反应可以生成白色晶体氯化铵，故可能有白烟现象，C正确；当X是氢氧化钠时，B可能是硫化钠，硫化钠有较强的还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。
(2021·西安模拟)A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，相关物质间的转化关系如图所示：已知：X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末。
回答下列问题：(1)单质X与A反应的化学方程式是___________________________。(2)若试剂1和试剂2均为强电解质。①若试剂1为强碱，则试剂1与B反应的离子方程式为____________ ___________________________________________________________。②若试剂1和试剂2为同种物质，则C溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(3)若试剂2是稀硝酸。①写出单质Y与稀硝酸反应生成E的离子方程式________________ __________________________________。②可用于检验D的阳离子的试剂是___________________________ _____。
KSCN溶液(或其他合理答案)
【解析】 A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末，则A为Fe2O3，X与A(Fe2O3)发生置换反应生成氧化物B和金属单质Y，则X为Al、Y为Fe、B为Al2O3；试剂2能与铁和氧化铁反应，且D与Y(Fe)反应生成E，则试剂2为强酸、D为铁盐、E为亚铁盐；若试剂1为强碱，铝与强碱反应生成偏铝酸盐；若试剂1和试剂2为同种物质，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子水解溶液呈酸性。
物质转化推断的四步解题法(1)审题——仔细读题、审清题意，把题干中的信息体现在框图中，全面了解图中的转化关系。(2)解题——找准“题眼”、大胆猜测，结合学过的知识进行检验、推理。(3)验证——当推断出结果后，应将结果代入图中进行验证是否合理。(4)慎答——答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误。
〔类题通关〕1．(2021·人大附中模拟)下列各组物质之间不可能实现如图所示转化的是( )
【解析】 C和氧气反应生成一氧化碳，再反应生成二氧化碳，能实现图中转化，故A正确；铁和氯气只能生成氯化铁不能生成氯化亚铁，不能实现图中转化，故B错误；氯化铝和氢氧化钠反应先生成沉淀氢氧化铝，沉淀再溶解生成偏铝酸钠，能实现图中转化，故C正确；氨气与氧气催化氧化反应生成NO，NO与氧气反应生成二氧化氮，能实现图中转化，故D正确。
2．(2021·昆明模拟)已知蓝铜矿的主要成分是2CuCO3·Cu(OH)2，受热易分解。铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2。已知NaAlO2＋CO2＋2H2O═══Al(OH)3↓＋NaHCO3，根据下列转化框图回答问题：
(1)写出②的离子方程式：__________________________________、_________________________________。(2)沉淀a、c的化学成分分别是__________、______________。(3)请写出检验沉淀b中所含有阳离子的实验方法：_____________ ________________________________________________________________________________________________________________________。
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
取沉淀少量于一支洁净的试管中，加入少量盐酸，然后再往试管中加入几滴KSCN溶液，发现试管内呈现红色，说明沉淀b中含有阳离子Fe3＋
(4)洗涤沉淀c的实验操作方法是____________________________ _____________________________________________，加热沉淀c应放在________(容器)中进行。(5)经过④⑤步反应得到铜和金属铝，写出反应的化学方程式：_____________________________________________________、_______________________________。
在漏斗内的沉淀上加入一定量的蒸馏水，没过沉淀，待水自然流下，重复数次
【解析】 铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2，加入盐酸溶解过滤得到沉淀a为SiO2，溶液a为氯化铝、氯化铁溶液，加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到沉淀b为Fe(OH)3，A为NaAlO2溶液，蓝铜矿的主要成分是2CuCO3·Cu(OH)2，受热易分解，加入木炭还原生成产物F为CO2，G为Cu，F＋A反应生成沉淀c为Al(OH)3，溶液b为碳酸氢钠溶液，沉淀c受热分解得到B为Al2O3和水，氧化铝电解得到E和D为氧气和铝。
角度 化工流程的微设计 纳米氧化亚铜(Cu2O，颗粒直径1～100 nm)具有特殊的光学、光电和催化性能，采用化学沉淀法制备晶型结构完整、粒度分布均匀的纳米Cu2O(在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO)的合成路线如图所示。
下列说法正确的是( )A．反应Ⅰ为化合反应B．反应Ⅱ中，每生成22.4 L(标准状况)N2，转移4 ml电子C．操作X是过滤D．“洗涤”时，无水乙醇可用蒸馏水代替
化学工艺流程题的主线分析方法
〔类题通关〕1．(2021·盐城模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓KOH溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下：
【解析】 “反应”时发生反应2Fe(NO3)3＋3NaClO＋10NaOH ═══2Na2FeO4＋6NaNO3＋3NaCl＋5H2O，Cl元素化合价降低，氧化剂是NaClO，Fe元素的化合价升高，还原剂是Fe(NO3)3，物质的量之比为3∶2，A错误；过量NaOH，“过滤I”所得滤液一定不存在Fe3＋，B错误；“转化”时，Na2FeO4转化为K2FeO4，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，C正确；没透过蓝色钴玻璃，K＋的火焰颜色也是黄色，滤液可能为KOH溶液，D错误。
2．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathiesn)法制备亚氯酸钠的流程如图：
下列说法错误的是( )A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2的氧化性
【解析】 A项，根据流程图，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4。由化合价升降总数相等可得，NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，正确；B项，由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应可知，ClO2是正极产物，正确；C项，根据流程图，反应②是ClO2与H2O2的反应，ClO2转化为NaClO2，氯元素的化合价降低，作氧化剂，H2O2只能作还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，错误；D项，根据流程图，反应②是ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，可以推出ClO2的氧化性强于H2O2，正确。
角度 综合实验 硫及其化合物是重要的化工原料，某学习小组对某些硫的化合物性质和制备进行如下实验探究：Ⅰ．探究实验一：将一定量的浓H2SO4与足量Zn置于装置A中充分反应，对反应后的气体X进行气体成分分析(水蒸气除外)。
回答下列问题：(1)气体X中除水蒸气之外，还可能有的气体是_________________。(2)B中的试剂可能是__________________________________，酸性KMnO4溶液的作用是____________________________。(3)D、E装置用于证明气体X中的另一种组分，按照D、E装置顺序观察到的实验现象分别是__________________、__________________。
品红溶液(或酸性高锰酸钾、溴水)
除去气体中残余的二氧化硫
Ⅱ．探究实验二：制取硫代硫酸钠(Na2S2O3)并探究其性质。(1)制取Na2S2O3(装置如下图，夹持装置省略)。
①装置B中生成Na2S2O3的同时也生成CO2，反应的离子方程式为_________________________________________。②除搅拌和使用多孔球泡外，再写出一种可以提高B中吸收SO2效率的方法________________________________________________________ ________________。
控制二氧化硫的流速、适当增大B中混合液的浓度、适当升高B中溶液温度等
(2)探究Na2S2O3的性质(反应均在溶液中进行)，请填空：
把小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡比较确定溶液的pH
溴水颜色变浅(或溴水褪色)
【解析】 Ⅰ．(1)浓硫酸与Zn反应产生硫酸锌、二氧化硫和水，当反应进行到一定程度，浓硫酸变为稀硫酸，Zn与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气。所以气体X除水蒸气外还可能含有SO2、H2。(2)装置B的作用是检验SO2，SO2具有漂白性、还原性，可以选择品红溶液、酸性高锰酸钾溶液或溴水作为检验试剂；检验H2的生成之前，应先排除SO2的干扰，故酸性高锰酸钾用来除去气体中残余的SO2。(3)D、E装置用于证明气体X中的H2，D中H2还原黑色CuO粉末为红色的Cu单质，反应生成的水进入盛有无水硫酸铜的E装置中，会看到白色粉末硫酸铜结合水得到蓝色硫酸铜晶体。
(2)探究1：由实验现象pH＝8可知探究1为测定Na2S2O3溶液的pH值，操作为：把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部，待试纸变色后，与标准比色卡比较确定溶液的pH；探究2：是要测定Na2S2O3溶液的还原性，向该溶液中加入溴水，溴水呈橙色，Na2S2O3溶液无色，若二者发生氧化还原反应，会看到的现象为：溴水颜色变浅(或溴水褪色)。
有气体参与的综合性实验解题模板
〔类题通关〕(2021·烟台模拟)CuCl是一种重要化工原料，常用作催化剂、杀菌剂。化学小组利用下图装置(部分夹持装置略去)制备氯化亚铜。
已知：①CuCl为白色固体，微溶于水，不溶于酒精，在空气中能被迅速氧化②CuCl能溶于氨水，[Cu(NH3)2]＋无色实验步骤：Ⅰ．向15 mL 0.5 ml·L－1的CuCl2溶液中，加入0.5 ml·L－1的NaOH溶液30 mL；打开A中分液漏斗的活塞产生SO2气体，一段时间后C中产生白色固体。Ⅱ．将C中混合物过滤、洗涤、干燥得CuCl产品。
回答下列问题：(1)仪器a的名称____________，装置B的作用是________________ ____________________________________________。(2)步骤Ⅰ中通入SO2发生反应的离子方程式____________________ ______________________________________。(3)步骤Ⅱ采用抽滤法快速过滤，防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的化学方程式为_____________ ___________________________________；用95%的乙醇代替蒸馏水洗涤的优点是____________________________________。
倒吸，并可以降低二氧化硫在溶液中的溶解度
＋4H2O===2Cu2(OH)3Cl＋2HCl
CuCl难溶于乙醇，且乙醇易挥发
(4)判断CuCl沉淀洗涤干净的实验方案是_______________________ _________________________________________________________。(5)CuCl样品加氨水溶解后露置于空气中迅速得到深蓝色溶液，深蓝色是由于溶液中阳离子__________________(填化学式)呈现的。
取最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则洗涤干净
[Cu(NH3)4]2＋
(3)CuCl被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl，反应的方程式为4CuCl＋O2＋4H2O═══2Cu2(OH)3Cl＋2HCl；CuCl不溶于酒精，用95%的乙醇代替蒸馏水洗涤可减少CuCl的损失，且乙醇易挥发，固体上的乙醇容易分离；(4)判断CuCl沉淀洗涤干净需检验洗涤液中是否存在氯离子，取最后一次的洗涤液加硝酸银溶液观察是否生成白色的氯化银沉淀；
1．(2021·成都模拟)化学科学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列有关叙述正确的是( )A．“墨子号”卫星成功发射实现了光纤量子通信，生产光纤的原料为晶体硅B．嫦娥5号携带的月壤中，富含的3He与地球上的4He互为同素异形体C．长征五号火箭的箭体蒙皮材料2219－铝合金，可一定程度上减轻火箭的质量D．“奋斗者”号载人潜水器成功坐底，深度10 909 m，所用的合金潜孔钻头硬度与熔沸点均比其单一组分高
【解析】 硅是半导体材料，生产光纤的原料为二氧化硅，A错误；3He与地球上的4He具有相同的质子数和不同的中子数，互为同位素，B错误；铝合金具有质量轻的优点，因此可一定程度上减轻火箭的质量，C正确；合金的熔沸点比其单一组分低，D错误。
3．(2021·泰安模拟)中学化学常见物质之间，在一定条件下可以发生如图所示的转化关系(部分反应中的H2O没有标明)，其中A、B、C中均含有同一种元素。下列说法错误的是( )A．若A、B、C、D都是中学化学常见气体，则D可能是氧气B．若A是气体，D是常见金属，则反应①、②、③都是化合反应C．若B物质具有两性，A、B、C、D都是化合物，则C溶液可能呈酸性，也可能呈碱性D．若①、②、③反应都是氧化还原反应，则A、B、C中含有的同一种元素一定呈现三种不同化合价
【解析】 若A为NH3，B为N2，C为NO，则D为O2，A正确；若A为Cl2，D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2，反应①、②、③都是化合反应，B正确；常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，①若A为AlCl3，D为NaOH，则B为Al(OH)3，C为NaAl[(OH)4]，NaAl[(OH)4]溶液呈碱性；②若A为NaAl[(OH)4]，D为盐酸，C为AlCl3，AlCl3溶液呈酸性，C正确；若A为Cl2，D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2，①、②、③都是氧化还原反应，氯元素只呈现0和－1两种价态，D错误。
4．(2021·茂名模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛，实验室可用如图所示装置制备ICl3(氯气与碘在稍低于70 ℃反应，夹持装置已省略)。
下列说法错误的是( )A．装置①中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5B．装置②的作用是除去氯气中的HCl，同时可监测装置③中是否发生堵塞C．装置③与装置⑤的作用完全相同D．三氯化碘溶于水中发生反应的化学方程式为ICl3＋2H2O═══ HIO2＋3HCl
【解析】 装置①中反应为2KMnO4＋16HCl(浓)═══2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，反应的氧化剂为高锰酸钾，还原剂为浓盐酸，浓盐酸既表现还原性又表现酸性，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5，故A项正确；装置②的作用是除去氯气中的HCl，同时可作安全瓶，以监测装置C中是否发生堵塞，故B正确；装置③的作用是干燥氯气，装置⑤的作用是吸收尾气中的氯气，两者作用不同，故C错误；三氯化碘溶于水中发生反应的化学方程式为ICl3＋2H2O═══HIO2＋3HCl，其中碘与氯的化合价均不变化，故D正确。
5．(2021·广州模拟)后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的青铜礼器，形制巨大，雄伟庄严，工艺精巧，足以代表高度发达的商代青铜文化。下列有关说法错误的是( )A．青铜的熔点低于纯铜B．古代湿法炼铜的原理是置换反应C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极D．青铜器表面的铜绿是铜的一种氧化物
【解析】 青铜是合金，形成合金后熔点降低，则青铜的熔点低于纯铜，故A不选；古代湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是置换反应，故B不选；现代电解精炼铜时，粗铜作阳极失去电子被氧化，故C不选；青铜器表面的铜绿是碱式碳酸铜，是铜的一种碱式盐，故选D。
6．(2021·衡阳模拟)下列关于某短周期元素的价类二维图的说法错误的是( )A．X一定含有氧元素B．H一定是I的酸酐
C．过量的I一定能使氢氧化钡溶液先变浑浊后变澄清D．G可以与E在常温下反应得到F
【解析】 E是氢化物，G是氧化物，则可推测X中一定含有氧元素，A正确；H是氧化物，I是含氧酸，且它们的化合价一样，则H一定是I的酸酐，B正确；如果该元素是硫元素，则硫酸就不能使氢氧化钡溶液先变浑浊后变澄清，C错误；F中元素的化合价处于G与E中的元素化合价之间，如H2S与SO2在常温下是可以反应得到S的，D正确。
7．(2019·北京高考·28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是_______________________ _______________________。②试剂a是______________________。
饱和NaHSO3溶液
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：_______________________________________________________。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是________________________ ____。
H2O2溶液，产生白色沉
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：________________________________ ____________________________________。②实验三的结论：______________________________________。
Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4
＋H2O===Ag2SO3↓＋2H＋
化工流程综合题〔知识储备〕1．模型分析工业流程题目在流程上一般分为三个过程：原料处理→分离提纯→获得产品
(1)规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。(2)核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生成条件的控制等。
2．模型解读(1)解读一：原料预处理方式
(2)解读二：必考的核心反应
(3)解读三：分离提纯方法①提纯方法与目的
②分离方法a．过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。b．萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。c．蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。
d．蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。e．冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。f．蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。
〔典例剖析〕(2021·武汉模拟)Ⅰ．某化工厂以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，工艺流程如图：
(1)步骤①提高酸溶速率的措施______________________________ ______________ (任填一条即可)。固体A的成分是__________。(2)步骤③需加氢氧化钠溶液调节pH，调节pH范围为____________ __________________，目的是___________________________________ _________________________。(3)写出④反应的离子方程式__________________________________ ______________________________________。(4)将溶液H经过________________________________________(操作)即得红矾钠粗晶体。
加热(或搅拌或粉碎或适当提高稀
＜5.5(或4.9～5.5)
使Fe3＋、Al3＋均完全转化为Fe(OH)3和
Al(OH)3沉淀而除去
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(5)第①步反应的离子方程式是________________________________ __________________。(6)常温时，如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化，依据上表数据，则步骤②加入NaOH溶液调节溶液的pH至9时，溶液中Cr3＋的浓度为___________ml/L(已知：101/2≈3.2)。
〔增分训练〕1．(2021·南京模拟)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程。
根据上述流程回答下列问题：(1)混合①中发生反应的化学方程式为________________________ __________________。(2)混合①中使用冰水的目的是_______________________________ _____________。(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是________、________。(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是_________________________。
SO2＋Br2＋2H2O===
H2SO4＋2HBr
降低体系温度，防止溴挥发，使
除去粗产品中未反应完的溴
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)常带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________________，若假设成立可观察的现象为________________。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________，其用于证明该假设所用的试剂为_________。
【解析】 (1)Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O═══H2SO4＋2HBr。(2)Br2氧化SO2放出很多热量，溴易挥发，使用冰水，降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全；(3)由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏。蒸馏一般适用与互溶的液体的分离；
(4)粗品中可能含有未反应的Br2，加入Na2SO3，亚硫酸钠具有还原性，可以除去粗品中未反应完的溴；(5)用KSCN溶液检验Fe3＋，取少许溶液滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋。由工艺流程可知，溶液中可能含有Br2，可以用CCl4萃取方法检验，取少许溶液加CCl4振荡、静置分层，下层呈橙红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2。
2．(2021·福州模拟)某化工厂用废铜渣(含少量铁)为原料生产胆矾的流程如下：
(1)本化工厂所需的硝酸是一种重要的化工原料，制备该硝酸主要通过三个过程，则以NH3作为原料的该过程反应化学方程式为________________________________________________________________________________。该HNO3的酸酐是________。所需的硫酸在工业上是用浓硫酸吸收SO3，不直接用H2O吸收的原因是______________ ________________________________________________________________________________________。
SO3与H2O化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于SO3的吸收
(2)浸出时稀硝酸和Cu反应的离子方程式为___________________ _______________________________。(3)将制得的胆矾中加入浓硫酸会变成白色物质，此过程体现了浓硫酸的________性。
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