XXXX工艺流程及实验练习.docx

工艺流程题和实验探究题专题训练
320 钟启宇 319 周永辉
工艺流程题以工艺流程为载体将与实验、元素化合物及化学反应原理等知识融合在一起，很好的考察了学生的化学素养。学生之所以怕无机化工信息题往往是被陌生情景和专业术语吓倒，或者是因不能完全理解流程图的含义而无从下手。解题时首先要粗读试题，尽量弄懂流程图。图中一般会出现超纲知识，但题目中蕴涵了提示或者提问时不涉及，所以一定要关注题目的每一个字眼，尽量弄懂流程图但不必要将每一个物质都推出，问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有联带效应，即前一步问题不会回答没关系，一般不影响后面回答问题。最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性。
工艺流程基本知识积累
【知识积累一】
化工生产主要解决六方面问题：
1、 解决将原料转化为产品的生产原理；
2、 除去所有杂质并分离提纯产品；
3、 提高产量与产率；
4、 减少污染，考虑 “绿色化学”生产；
5、 原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；
6、 生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题
【知识积累二】
常见与工业生产有关的化学反应——传统工业不能丢
① 工业制粗硅
②制漂白粉
③工业制硫酸
④合成氨工业
⑤工业制硝酸
⑥氯碱工业
⑦工业制玻璃
⑧工业制纯碱

【知识积累四】工业流程题中常用的关键词
原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）
灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质： 如海带中提取碘
酸：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）
碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）
氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子
氧化物：调节PH促进水解（沉淀）
控制PH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离
煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气
趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度
【知识积累五】化工生产的主要操作：
过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。
其中结晶应注意：
（1）当溶液是单一溶质时
①所得晶体不带结晶水（如NaCl、KNO3）： 蒸发、结晶
②所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、摩尔盐即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]）： 蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤
（2）当溶液中有两种或以上溶质时
要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤
要得到溶解度受温度影响大的： 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
绿色化学理念：
（1）环境污染问题；（2）原子的经济性；（3）节约能源（包括使用催化剂）；
（4）原料应是可再生的（或者可循环使用）；（5）工艺的安全性
【练习】
1、（安徽池州）（14分）MgSO4·7H2O医药上用作泻剂。工业上用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。主要工艺如下：

（1）用硫酸调整溶液pH到1~2，硫酸的作用是 。
（2）加次氯酸钠溶液至pH=5~6并加热煮沸约5~10分钟，滤渣中主要含MnO2和另两种沉淀，另两种沉淀是 （写化学式）。其中次氯酸钠溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为： 。
（3）若除杂后过滤，发现滤液发黄，需采取的措施是 。
（4）过滤后晶体常用丙酮或乙醇代替蒸馏水洗涤的目的是 。
（5）晶体中结晶水含量的测定：准确称取0.20g MgSO4·7H2O样品，放入已干燥至恒重的瓷坩埚，置于马弗炉中，在200℃脱水1小时。为准确确定脱水后的质量，还需要经过的操作有：冷却（干燥器中）至室温→ 。

（6）硫酸根离子质量分数的测定：准确称取自制的样品0.50g，用200mL水溶液，加入2mol·L-1HCl溶液5mL，将溶液加热至沸，在不断搅拌下逐滴加入5~6mL0.5mol·L-1BaCl2溶液，充分沉淀后，得沉淀0.466g，则样品中w（SO）= 。

2、（安徽池州）（14分）某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用一定量的FeBr2与FeI 2的混合溶液对其尾气进行吸收处理。
（1）请完成制取Cl2时的化学反应方程式 ，该反应中盐酸所显示的性质是 ；
（2）请完成过量Cl 2与FeBr2溶液反应的离子方程式 ；
（3）请设计实验，对吸收后溶液中剩余的溶质离子进行如下探究
【提示：已知氧化性Cl2＞Br2＞Fe3+＞I 2，Fe2+与铁氰化钾溶液反应可生成蓝色溶液，Fe3+与亚铁氰化钾溶液反应也可生成蓝色溶液】
① 提出合理假设：
假设1：三种离子均有剩余；假设2：剩余 和 ；假设3：只剩余 。
② 设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：0.01mol/LNH4SCN溶液、氯水、四氯化碳、0.01mol/L亚铁氰化钾溶液、0.01mol/L铁氰化钾溶液
实验目的
实验步骤
预期现象和结论
除去吸收中Cl2后的溶液中的Br2、I2。
步骤1：取吸收Cl2后的溶液适量，用四氯化碳多次萃取，直到四氯化碳液体不再变色。取萃取后的水溶液适量分别置于A、B、C试管中。

证明假设1是否正确
步骤2：向试管A中加入 后，振荡、静置、观察

证明假设2是否正确
步骤3：若步骤2中没有出现预期现象，向试管B中加入 后，振荡、静置、观察

证明假设3是否正确
步骤4：若步骤2、步骤3中均没有出现预期现象，向试管C中加入 后，振荡、静置、观察

3．（09北京高考）（15分）
以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整
4 +11O2 2Fe2O3+8SO2
（2）接触室中发生反应的化学方程式是 。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）每160 g SO3气体与H2O化合放出260.6 kJ的热量，该反应的热化学方程式是
。
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2 和铵盐。
① SO2 既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2 吸收Br2的离子方程式是 。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)，该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果：
铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是 ％；若铵盐质量为l5.00 g，浓硫酸增加的质量为 。（计算结果保留两位小数）

4、（安徽东至）（16分）聚合硫酸铁（SPFS）是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂，其化学组成可表示为[Fe2(OH)n(SO4)]。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解，对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程（已知SO3的熔点为16．8℃）。
试剂：1.0 mol·L-1的盐酸、1.0 mol·L-1的KMnO4溶液、0．l mol·L-1的BaCl2溶液、
20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。
（1）聚合硫酸铁中铁元素的化合价是 。
（2）固体产物成分的探究
【实验设计】

实验步骤
现象
步骤1：取适量的固体产物于试管中，加入足量1.0mol·L-1的盐酸，充分振荡使固体完全溶解
固体溶解，没有观察到气泡，溶液呈黄色
步骤2：取少量步骤1所得溶液于试管中，加入适量20%的KSCN溶液，振荡
溶液呈血红色
步骤3：另取少量步骤1所得溶液于试管中，滴入少量1.0mol·L-1的KMnO4溶液，振荡
KMnO4的紫红色不褪去
【思考与判断】根据上面的信息，可以确定固体产物的成分是__ __；
步骤1中发生反应的离子方程式为 。
（3）气体产物成分的探究（不考虑水蒸气）
【提出假设】
假设1：所得气体的成分是SO3；
假设2：所得气体的成分是SO2、O2；
假设3：所得气体的成分是 。
【设计实验方案，验证假设】
按下表的实验步骤写出预期现象与结论。

实验操作
预期现象与结论
步骤1：将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中，观察溶液的颜色变化，然后加热再观察溶液的颜色变化
①若有 现象，则____成立

②若有 现象，则____成立
步骤2：将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管（如右图），然后在U形管中加入适量0.1mol·L-1的BaCl2溶液，充分振荡
结合上述步骤1的有关结论___(填①或②)
①若有 现象，则____成立

②若有 现象，则____成立
5．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，该废水的处理流程如下：

（1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用： 。
②用化学平衡原理解释通空气的目的： 。
（2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下：

①第一步反应是 反应（选填“放热”或“吸热”），判断依据是
。
②1 mol （aq）全部氧化成的热化学方程式是 。
（3）过程Ⅲ：一定条件下向废水中加入，将还原成。若该反应消耗32 g 转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。

．(16分) 6 在高一化学教材中，介绍了过氧化钠与二氧化碳及水的反应：
2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
然而，过氧化钠与其他非金属氧化物（如：NO、NO2等）的反应能否发生呢？为此，某校化学兴趣小组设计了以下实验进行探究：
步骤一：NO、NO2的制备
①本实验所用的NO由饱和硫酸亚铁溶液与浓硫酸和粉末状硝酸钾反应制备，在酸性环境中硝酸根离子被还原为NO，得到的NO的纯度约为98%；
反应的化学方程式为：
②NO2由硝酸铅受热分解得到：2Pb(NO3)2=2PbO+4NO2↑+O2↑
使生成的气体通过 （从以下选项中选择最佳方案）可以使NO2得以净化。
A.装有H2O的洗气瓶 B.置于冰水中的U形管（NO2沸点21℃）
C. 装有浓硫酸的洗气瓶 D. 装有Na2SO3溶液的洗气瓶
步骤二：操作（如下图，b、c为弹簧夹）

①先打开b关闭c ，通入 （从所给选项选出）5分钟；目的是
A．空气 B．O2 C．CO2 D．N2
②然后 ，再分别从a处通入NO或NO2 2分钟。
现象：当通入NO时，B中靠近A侧浅黄色固体变成黄色，气囊未见鼓起；
当通入NO2时，B中靠近A侧浅黄色固体变成白色，气囊也未见鼓起；
步骤三：产物检验
分别取出B中黄色固体或白色固体进行检验，得知两种固体均为盐。
结论：
请写出NO2与 Na2O2反应的化学方程式：

7．（2011北京高考）（14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。
（1）溶液A的溶质是 。
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是
。
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用
化学平衡移动原理解释盐酸的作用：

（4）电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-、[c(SO42-)＞c(Ca2+)]。
精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。
②过程I中将NH4+ 转化为N2的离子方程式是
。
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程Ⅱ中除去的离子有 。
④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mg／L。若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg／L，则处理10 m3盐水b，至多添加10％Na2SO3溶液 kg（溶液体积变化忽略不计）。

8．（安徽阜阳）（18分）某校化学兴趣小组为研究Cu与浓硫酸反应并制备少量硫酸铜，进行如下实验。
该小组同学在实验中发现使用教材所提供的铜和浓硫酸反应的实验装置不仅安全性差而且易造成环境污染。经过同学们的讨论以及老师的指导，该小组设计了如图所示的装置并进行实验。

CCl4
CCl4

请回答：
（1）请写出长导管B的作用 （只写一点就可）；
(2)写出检查该装置气密性的方法 。
（3）D、E试管中CCl4的作用 。
（4）写出A中发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向与数目

（5）对试管A进行加热，发现E试管中有气泡逸出，品红溶液很快褪色，但最终未见D试管中氢氧化钡溶液出现浑浊，为探究D试管中未出现浑浊的原因，该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据：

物质
溶解度（g/100水）
物质
溶解度（g/100水）
Ca（OH）2
0.173
Ba(OH)2
3.89
CaCO3
0.0013
BaSO3
0.016
Ca（HCO3）2
16.60

请你应用类比研究方法帮他们预测D试管未出现浑浊的原因： 。
（6）为验证D试管中溶液的组成，进行了下列实验，请你帮助完成下列实验报告：

实验方案
现象
方案1：取少量溶液于试管中，加入稀盐酸，加热，用①
检验产生的气体。
②
方案2：取少量溶液于试管中，加入③ 溶液并观
察现象。
④
9.(08安徽高考)（16分）
实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2 和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。请回答：
（1） 软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（2）K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　；
（3）若用2.5g软锰矿（含MnO280％）进行上述实验，计算KMnO4的理论产量；
（4）KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（5）上述制得的KMnO4产品0.165g，恰好与0.335g纯Na2C2O4反应完全，计算该KMnO4的纯度。
10.（09安徽高考）
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2 ，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。
（2）请根据右上图实验①曲线，计算降解反应在50—150s内的反应速率；
v(p-CP)= mol·L－1·s－1
【解释与结论】
（3）实验①②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2 的角度分析原因：
（4）实验③得出的结论是：pH=10时，
【思考与交流】
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中信息，给出一种迅速停止反应的方法：

11.（15分）（2012安徽高考）
亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量（通常以l kg样品中含SO2的质量计）。某研究小组设计了如下两种实验流程：

(1)气体A的主要成分是 。为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入 ；通入N2的目的是_______ ____。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式：___ _．
( 3) 甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是
_______ _。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
(5)若取样晶wg．按乙方案测得消耗0.01000mol·L溶液VmL,则1 kg样品中含SO2的质量是 g（用含w、V的代数式表示）。
亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。
气体a
气体b
气体a
Ⅰ
Ⅱ
NaClO3
Na2SO3

A溶液
ClO2气体
NaOH
溶液
双氧水
NaClO2
Na2SO4溶液
Ⅲ
离子隔膜电解池

（1）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是 、 （填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是 。
（3）A的化学式是 ，装置Ⅲ中A在 极区产生。
（4）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑ + 2H2O。
① 该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 。
② 研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析其原因是 。
（5）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是 。2-3次

12．（10安徽高考）【实验题】某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。
（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。
a.边振荡盛有2％的AgNO3溶液的试管，边滴入2％的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中
c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大
假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。
（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式_________________ _____________________
（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。
实验步骤（不要求写具体操作过程）
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消失，假设2成立。
若银镜不消失，假设2不成立。
（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3＋和NO都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论，并简述理由
_____________________________________________________________________________________
13.（2013北京东城期末）（9分）
HOOCCH2CH2CHCOONa
NH2
味精的主要成分是谷氨酸一钠盐（ ），可用淀粉发酵法生产。
（1）发酵法第一步是使淀粉水解。实验室中淀粉在酸性条件下水解为单糖的的化学方程式是 ；可检验淀粉已经发生水解的试剂组合是 （填序号）。
a．NaOH溶液、氨水、AgNO3溶液 b．H2SO4溶液、碘水
c．NaOH溶液、CuSO4溶液 d．H2SO4溶液、CuSO4溶液
（2）测定味精中谷氨酸一钠盐的含量：将一定质量味精样品溶于水，向所得溶液中加入甲醛溶液（发生反应： ―NH2 + HCHO →―N＝CH2 + H2O），再以酚酞为指示剂，用NaOH溶液进行滴定。上述测定过程中加入甲醛的目的是 。
（3）味精中常含食盐，现设计方案测定味精中NaCl的含量（味精中的其他成分和指示剂的用量对测定结果无影响）：取m g味精溶于水，加入过量c1 mol·L－1 AgNO3溶液，再加入少量含Fe3+的溶液作指示剂，用c2 mol·L－1 NH4SCN溶液进行滴定（AgSCN为白色难溶物），溶液最终变为红色时，达到滴定终点。重复上述测定过程3次，测得消耗的AgNO3溶液和NH4SCN溶液的体积分别为V1 mL和V2 mL。
① 用上述方法测得该味精样品中NaCl的质量分数是 。
② 若实验操作无误差，测定结果低于实际值。用平衡移动原理解释结果偏低的可能原因是 。
14. （14分） 铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及含氧酸盐均为重要化合物。
(1) 在实验室中，FeCl2可用铁粉和 反应制备；
(2) Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液，将Fe2＋转化为Fe3＋，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是________(填序号)。
a．Cl2　 b．Fe　 c．H2O2　 d．HNO3
(3)某氧化铁样品中含有少量的FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数，按以下步骤进行实验：

请根据图的流程，回答下列问题：
①操作I的目的为配制250.00ml样品溶液，则所用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有 （填仪器名称）；操作II必须用到的仪器是 。（填字母）
A.50ml烧杯 B.50ml量筒 C.100ml量筒 D.25ml滴定管
②再加入氨水的离子方程式为 。
③检验沉淀是否洗涤干净的操作是 。
④将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量其质量为b1g，再次加热并冷却至室温称量其质量为b2g，若b1—b2=0.3，则接下来还应进行的操作是 。
⑤若坩埚的质量为W1g，坩埚与加热后固体的总质量为W2g，则样品中铁元素的质量分数是 。
⑥有学生认为上述实验步骤太繁琐，他认为，将样品溶于水后充分搅拌，在空气中加热蒸干、灼烧、称量即可，请你评价是否可行？ 。（填“可行”或“不可行”）

15.（2013北京丰台期末）以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ. 将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎
+
-
阳离子交换膜
硫酸铁与
稀硫酸混合液
稀硫酸
<
通入氧气
Ⅱ. 采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并
加入少量催化剂。
Ⅲ. 一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：
2RH（有机相）+ Cu2+（水相） R2Cu（有机相）+ 2H＋（水相）
分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2+得以再生。
Ⅳ. 电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS2 + 4H＋ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H＋
① 阳极区硫酸铁的主要作用是 。
② 电解过程中，阳极区Fe3+的浓度基本保持不变，原因是 。
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。
写出上述现象对应的反应式 。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是 ；
加入有机萃取剂的目的是 。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是 。
（5）步骤Ⅳ，若电解200mL0.5 mol/L的CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓
度由大到小的顺序是 。
16．（北京海淀2013期末）（共9分）
资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
（1）提出假设
实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。
该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：
猜测1：白色不溶物可能为 。
猜测2：白色不溶物可能为MgCO3。
猜测3：白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。
（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：
实验序号
实验
实验现象
结论
实验Ⅱ
将实验I中收集到的气体点燃
能安静燃烧、产生淡蓝色火焰
气体成分为______
实验Ⅲ
取实验I中的白色不溶物，洗涤，加入足量
‚

ƒ
白色不溶物可能含有MgCO3
实验Ⅳ
取实验I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液
产生白色沉淀
溶液中存在 ④ 离子

（3）为进一步确定实验I的产物，设计定量实验方案，如图所示：

称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重8.8 g，试确定白色不溶物的化学式 。
（4）请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因_________。
17．（北京海淀2013期末）（共12分）
二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
（1）工业上制备ClO2的反应原理常采用：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl。
① 浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______（填序号）。
A．只有还原性 B．还原性和酸性 C．只有氧化性 D．氧化性和酸性
② 若上述反应中产生0.1 mol ClO2，则转移电子的物质的量为_______mol。
（2）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式：__________。
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL（标准状况）时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因______________。
（3）ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN- a mg/L，现用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为_______；处理100 m3这种污水，至少需要ClO2 _______ mol 。
18．（2013深圳南山期末）（16分）
根据镁与二氧化碳的反应推测，钠也能在二氧化碳中燃烧，且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
（1）假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物，设计实验方案，验证其中的Na2CO3和Na2O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸（精确至0.1）、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡
实验操作
预期现象和结论
步骤1：取适量产物样品于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，取上层清液备用。
有不溶的黑色固体。
步骤2：取适量步骤1清液于试管中，