【解析】分析：步骤I中Cl2与NaOH溶液反应制备NaClO；步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水
溶液反应制备水合肼，；步骤III分离出水合肼溶液；步骤IV由SO2与Na2CO3反应制备Na2SO3。 （1）温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl和H2O。由于Cl2与NaOH
溶液的反应为放热反应，为了减少NaClO3的生成，应控制温度不超过40℃、减慢反应速率。 （2）步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼，由于水合肼具有强还原性、
能与NaClO剧烈反应生成N2，为了防止水合肼被氧化，应逐滴滴加NaClO碱性溶液。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110℃继续反应，N2H4·H2O沸点约118 ℃，使用冷凝管的目的：减少水合肼的挥发。
（3）①向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，根据图示溶液pH约为4时，HSO3的摩尔分数
最大，则溶液的pH约为4时停止通入SO2。
②由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3，首先要加入NaOH将NaHSO3转化为Na2SO3，根据含硫微粒与pH
的关系控制pH；根据Na2SO3的溶解度曲线，确定分离Na2SO3的方法。
详解：（1）温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl和H2O，反应的化学方
程式为3Cl2+6NaOH
5NaCl+NaClO3+3H2O，离子方程式为3Cl2+6OH
--
5Cl+ClO3+3H2O。由于
--
Cl2与NaOH溶液的反应为放热反应，为了减少NaClO3的生成，应控制温度不超过40℃、减慢反应速率；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是：缓慢通入Cl2。
②由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3，首先要加入NaOH将NaHSO3转化为Na2SO3，根据含硫微粒与pH
的关系，加入NaOH应调节溶液的pH约为10；根据Na2SO3的溶解度曲线，温度高于34℃析出Na2SO3，低于34℃析出Na2SO3·7H2O，所以从Na2SO3溶液中获得无水Na2SO3应控制温度高于34℃。由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案为：边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
第 11 页 共 19 页
点睛：本题以制备水合肼和无水Na2SO3的实验流程为载体，考查实验条件的控制、实验加料的方式、实验
原理的理解和实验方案的设计、对图表等信息的获取和处理应用能力。难点是实验方案的设计，在设计实验方案时要注重对实验过程和实验原理的理解，结合图表等信息细心分析答题要点。
2018届高考模拟试题
7．【2018届长沙市三模】硫酸锌被广泛应用于医药领域和工农业生产。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，
另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO4?7H2O的一种流程如图：
（1）步骤Ⅰ的操作是____________。
（2）步骤Ⅰ加入稀硫酸进行酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是______________。
（3）步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀，该反
应的离子方程式为____________________________________________。 （4）步骤Ⅲ中，加入锌粉的作用是______________。 （5）已知硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表：
温度/℃ 溶解度/g 0 41.8 20 54.1 40 70.4 60 74.8 80 67.2 100 60.5 从硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为________________、冷却结晶、过滤。烘干操作需在减
压低温条件下进行，原因是_________________________________。
（6）取28.70 g ZnSO4?7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。分析数据，680℃时
所得固体的化学式为______。
第 12 页 共 19 页
a．ZnO b．Zn3O(SO4)2 c．ZnSO4 d．ZnSO4?H2O
【答案】 过滤 升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率
3Fe2+MnO4+8H2O=3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H 除去Cu2 60℃条件下蒸发浓缩 降低烘干的温
+
-+
+
度，防止ZnSO4?7H2O分解 b
【解析】氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)加稀硫酸溶解，过滤,滤液中含有硫酸
锌、硫酸铜、硫酸亚铁,再加高锰酸钾溶液与亚铁离子反应生成MnO(OH)2和氢氧化铁沉淀，过滤，滤液中含有硫酸铜和硫酸锌，加锌粉置换铜离子，过滤，滤渣为Cu可能含有Zn，滤液为硫酸锌和硫酸钾，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4?7H2O晶体，根据分析可回答下列问题：
（4）步骤Ⅲ中，向滤液中加入锌粉,可以与Cu2反应置换出铜，从而除去Cu2。答案为：除去Cu2
+
+
+
（5）从溶液中获得晶体通常用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干等操作,因为ZnSO4?7H2O易
分解,所以烘干操作需在减压低温条件下进行,因此，本题正确答案是:60条件下蒸发浓缩，降低烘干的温度,防止ZnSO4?7H2O分解。答案为：60℃条件下蒸发浓缩、降低烘干的温度，防止ZnSO4?7H2O分解
第 13 页 共 19 页
（6）28.70gZnSO4?7H2O的物质的量为0.1mol,由Zn元素守恒可以知道,生成ZnSO4?H2O或ZnSO4
或ZnO或Zn3O(SO4)2时,物质的量均为0.1mol,若得ZnSO4?H2O的质量为17.90g(100℃);若得ZnSO4的质量为16.10g(250℃);若得ZnO的质量为8.10g(930℃);据此通过排除法确定680℃时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2；答案为：b
8．【2018届内江市三模】铍铜是力学、化学综合性能良好的合金,广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从
某废旧铍铜元件(含BeO 25%、CuS71%、少量FeS 和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。
已知：Ⅰ．铍、铝元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似 Ⅱ．常温下： Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020
-
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038
-
Ksp[Mn(OH)2]=2.l×1013
-
（1）原子序数为29 的Cu 的原子结构示意图为______________________。
（2）滤渣B的主要成分为___________________( 填化学式)。写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸
反应的化学方程式___________________________________________。 （3）①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,选择合理步骤并排序。 a．加入过量的NaOH b．过滤 c．加入适量的HCl d．加入过量的氨水 e．通入过量的CO2 f．洗涤
②从BeCl2溶液中得到BeCl2 固体的操作是___________________________________。
（4）①MnO2 能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫,写出反应Ⅱ中CuS 发生反应的离子方程式
________________________________。
②若用浓HNO3溶解金属硫化物,缺点是_______________________(任写一条)。
（5）溶液D 中含c(Cu2)=2.2 mol·L1、c( Fe3)=0.008 mol·L1、c( Mn2)=0.01mol·L1,
+
-+
-+
-
逐滴加入稀氨水调节pH 可依次分离,首先沉淀的是___________(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH 大于________。
（6）取铍铜元件1000g,最终获得Be 的质量为72 g，则Be 的产率是________。
第 14 页 共 19 页
【答案】
CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O dbfc 蒸发结晶时向溶液中持
+
+
+
续通入HCl气体( 或在HCl 气流中加热蒸干) MnO2+CuS+4H=S+Mn2+Cu2+2H2O 产生污染环境的气体 Fe3 4
+
【解析】（1）根据电子排布规律可得Cu 的原子结构示意图为。
（2）根据旧铍铜原件的成分BeO、CuS、FeS 和SiO2的性质，结合已知Ⅰ铍、铝两元素的化学性质
相似，BeO属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，二者都能溶于NaOH溶液中，生成Na2BeO2和Na2SiO3，而不溶物为CuS和FeS， 所以滤渣B的主要成分为CuS和FeS ；滤液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2，所以反应Ⅰ中含铍化合物即Na2BeO2，与过量盐酸反应的化学方程式为Na2BeO2+4HCl =BeCl2+2NaCl+ 2H2O。
（3）①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，根据Be与Al的性质相似，可得BeCl2可与氨水反应生
成Be(OH)2沉淀，经过虑，洗涤后再与适量的盐酸反应即可提纯BeCl2，所以提纯BeCl2合理的步骤是dbfc；②为防止Be2水解，要在HCl 气流中加热蒸干。
+
（4） ①根据叙述即可写出反应Ⅱ中CuS 发生反应的离子方程式为MnO2+CuS+4H=S+Mn2+ Cu2+
+
+
+
2H2O；②用浓HNO3溶解金属硫化物时，浓硝酸被还原为氮的氧化物，污染环境（浓硝酸腐蚀性强，氧化性强，可能把S氧化为SO2，污染环境）。
（6） 已知旧铍铜原件中含BeO 25%，所以BeO的质量为1000×25%=250g，理论上得到Be的物质的
量为250g/25g/mol=10mol，即90g，但实际得到Be的质量为72g，所以Be 的产率是72g/90g×100% =80%。
点睛：本题重在理解铍、铝两元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似，包括单质及其化合物的性
质都相似，根据铝及其化合物的性质即可解决铍及其化合物的性质。
第 15 页 共 19 页