⑤可作为氮肥
?题型二 以制备物质为目的的工艺流程题
＋＋＋
(2015·高考山东卷)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2、Mg2、Fe3等杂质)，
实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是__________________________。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a．烧杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管
(2)加入NH3·H2O调pH＝8可除去________(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量，原因是_________________________。
开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH －Ca2 ＋Mg2 ＋Fe3 ＋11.9 13.9 9.1 11.1 1.9 3.2 － 已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×107，Ksp(CaC2O4)＝2.3×109
＋
(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2的含量，实验分两步进行。
－＋2－2＋2－
已知：2CrO24＋2H===Cr2O7＋H2O Ba＋CrO4===BaCrO4↓ 步骤Ⅰ：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L－1
盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。
步骤Ⅱ：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶
＋－
液，待Ba2完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。
滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或
－
“下方”)。BaCl2溶液的浓度为________mol·L1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅
＋
出，Ba2浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。
[解析] (1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是增大与盐酸的接触面积，加快反应速率。实验室配制一定质量分数的溶液时，需用到的仪器是量筒、烧杯和玻璃棒。(2)由流
＋＋＋
程图和表中数据可知，pH＝8时，可除去Fe3；调节pH＝12.5时，Mg2完全沉淀，Ca2部分沉淀，故滤渣Ⅱ中含有Mg(OH)2和Ca(OH)2；加入H2C2O4的目的是除去溶液中剩余的Ca2＋＋－2＋2－，使Ca2(aq)＋C2O24(aq)===CaC2O4(s)，当H2C2O4过量时，也可能使c(Ba)〃c(C2O4)
－
＞Ksp(BaC2O4)，而生成BaC2O4沉淀，导致产品BaCl2〃2H2O的量减少。(3)由方程式2CrO24
21＋2H===Cr2O27＋H2O知，步骤Ⅰ中加入的CrO4的总物质的量为b mol〃L×
＋
－
－
－
V0
L＝1 000
bV0V1－－
mol。步骤Ⅱ中，加入BaCl2充分反应后，剩余的CrO2L1× 4的物质的量为b mol〃1 0001 000L＝
b（V0－V1）bV1bV0bV1＋－
mol，与Ba2反应的CrO2 mol－ mol＝ 4的物质的量为1 0001 0001 0001 000
＋
－
＋
－
mol，由方程式Ba2＋CrO2n(Ba2)＝n(CrO2所以BaCl2的浓度：c(BaCl2)4===BaCrO4↓得，4)，b（V0－V1）
mol
1 000b（V0－V1）－
＝＝ mol〃L1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时，有少量待测液溅出，
yy L1 000
b（V0－V1）
造成V1的用量减小，所以的测量值将偏大。
y
[答案] (1)增大接触面积从而使反应速率加快 ac
＋
(2)Fe3 Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产量减少 (3)上方
b（V0－V1）
偏大 y
3．(2013·高考江苏卷)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_____________________________。
(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)滤渣2的成分是________________(填化学式)。 (4)煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4＋C=====2MgO＋2SO2↑＋CO2↑ MgSO4＋C=====MgO＋SO2↑＋CO↑ MgSO4＋3C=====MgO＋S↑＋3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
800 ℃800 ℃800 ℃
①D中收集的气体是________________(填化学式)。 ②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Na2CO3 溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：明确实验过程，提取有效信息，正确判断反应过程。
(1)MgCO3与稀硫酸反应时，MgCO3微溶于水，在写离子方程式时要写化学式。离子方
＋＋
程式为MgCO3＋2H===Mg2＋CO2↑＋H2O。(2)因为菱镁矿中有FeCO3，在酸溶时产生Fe2＋＋＋＋
，除去Fe元素需将Fe2氧化为Fe3，通过调节溶液的pH生成Fe(OH)3从而除去Fe3，所
＋＋
以加入H2O2的目的是将Fe2氧化成Fe3，发生反应的化学方程式为2FeSO4＋H2O2＋
H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)调pH≈4时发生的反应为Fe3＋3NH3〃H2O===Fe(OH)3↓＋
＋
3NH4，所以经过滤所得滤渣2为Fe(OH)3。(4)由题给反应可知，煅烧后的气体为CO2、SO2、CO和S蒸气的混合物。S蒸气很容易转化为S固体，所以A的目的是收集S，B的作用是吸收SO2，可用KMnO4溶液将SO2氧化吸收，C中装NaOH溶液，作用是吸收产生的CO2，
＋
CO最后用排水法收集。S与热的NaOH反应的离子方程式为3S＋6OH=====2S2＋SO23＋
－
－
－
△
3H2O。
＋＋
答案：(1)MgCO3＋2H===Mg2＋CO2↑＋H2O (2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O (3)Fe(OH)3
(4)①CO ②d ③3S＋6OH=====2S2＋SO23＋3H2O
－
－
－
△
4．铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)固体a的化学式为________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为________________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)________、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数为98%的
－
硫酸(密度1.84 g·cm3)________ L(保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为________。
解析：(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。
(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸反应后通入NH3生成铵明矾溶液。
98×3×360
(3)m(Al2O3)＝1 000 kg×36%＝360 kg，m(H2SO4)＝ kg＝1 037.6 kg，需消耗
1021 037.6×103 g
质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm)为＝575.4×103 mL＝575.4 L。 －11.84 g〃mL×98%
－3
(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2〃12H2O的物质的量都是1 mol，则Al3共3 mol，
＋
3－2－
SO2共5 mol，根据铝元素和SO守恒原理可得，加入AlO和HSO的物质的量之比为∶442324
25＝3∶10。
－－
答案：(1)SiO2 AlO2＋CO2＋2H2O===HCO3＋Al(OH)3↓ (2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al(SO4)2＋3H2O 蒸发浓缩
(3)575.4 (4)3∶10