文档内容
专题97 工艺流程——非金属元素载体
1．【2023年湖北卷】 是生产多晶硅的副产物。利用 对废弃的锂电池正极材料 进行氯化
处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）Co位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）烧渣是LiCl、 和 的混合物，“500℃焙烧”后剩余的 应先除去，否则水浸时会产生
大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。
（3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体 常用方法的名称是 。
（4）已知 ，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中 浓度为
。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。
（5）导致 比 易水解的因素有 (填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
【答案】（1） 4 Ⅷ
（2）
（3）焰色反应
（4）
（5）abd
【解析】由流程和题中信息可知， 粗品与 在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、
和 的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是 和 ；
滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成分为 ）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到 ；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3
为 。
（1）Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价电子排布为 ，元素周期表第8、9、10三个纵行
合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第4周期、第Ⅷ族。
（2）“500℃焙烧”后剩余的 应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅与可水
反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是： 遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学
方程式为 。
（3）洗净的“滤饼3”的主要成分为 ，常用焰色反应鉴别 和 ， 的焰色反应为
紫红色，而 的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体 常用方法的名称是焰色反应。
（4）已知 ，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中
， 浓度为 。“850℃煅烧”时，
与 反应生成 和 ，该反应的化学方程式为 。
（5）a．Si-Cl键极性更大，则 Si-Cl键更易断裂，因此， 比 易水解，a有关；
b．Si的原子半径更大，因此， 中的共用电子对更加偏向于 ，从而导致Si-Cl键极性更大，且Si原
子更易受到水电离的 的进攻，因此， 比 易水解，b有关；
c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂，故不能说明
比 易水解，c无关；
d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的 形成化学键，从而导致 比 易水解，d有关；
综上所述，导致 比 易水解的因素有abd。
2．【2023年湖北卷】超纯 是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开
发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯 方面取得了显著成果，工
业上以粗镓为原料，制备超纯 的工艺流程如下：已知：①金属 的化学性质和 相似， 的熔点为 ；
② (乙醚)和 (三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题：
（1）晶体 的晶体类型是 ；
（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在 的原因是 ，阴极的电极反应式为
；
（3）“合成 ”工序中的产物还包括 和 ，写出该反应的化学方程式：
；
（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 ；
（5）下列说法错误的是_______；
A．流程中 得到了循环利用
B．流程中，“合成 ”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行C．“工序X”的作用是解配 ，并蒸出
D．用核磁共振氢谱不能区分 和
（6）直接分解 不能制备超纯 ，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯
的理由是 ；
（7）比较分子中的 键角大小： (填“>”“<”或“=”)，其原因
是 。
【答案】（1）分子晶体
（2） 保证Ga为液体，便于纯Ga流出 Ga3++3eˉ=Ga
（3）8CHI+2EtO+Ga Mg=2 +3 +2 ；
3 2 2 5
（4）CH
4
（5）D
（6）NR 沸点较高，易与Ga(CH ) 分离，EtO的沸点低于Ga(CH )，一起气化，难以得到超纯Ga(CH )
3 3 3 2 3 3 3 3
（7） > Ga(CH) 中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH )(Et O)中Ga为sp3杂化，所以
3 3 3 3 2
为四面体结构，故夹角较小
【解析】以粗镓为原料，制备超纯 ，粗Ga经过电解精炼得到纯Ga，Ga和Mg反应生产
GaMg，GaMg 和CHI、EtO反应生成 、MgI 和CHMgI，然后经过蒸发溶剂、蒸
2 5 2 5 3 2 2 3
馏，除去残渣MgI 、CHMgI，加入NR 进行配体交换、进一步蒸出得到超纯 ，EtO重复利
2 3 3 2
用，据此解答。
（1）晶体 的沸点较低，晶体类型是分子晶体；
（2）电解池温度控制在 可以保证Ga为液体，便于纯Ga流出；粗Ga在阳极失去电子，阴极得到
Ga，电极反应式为Ga3++3eˉ=Ga；
（3）“合成 ”工序中的产物还包括 和 ，该反应的化学方程式
8CHI+2EtO+Ga Mg=2 +3 +2 ；
3 2 2 5
（4）“残渣”含 ，经纯水处理，能产生可燃性气体CH；
4
（5）A.根据分析，流程中 得到了循环利用，A正确；
B. 容易和水反应，容易被氧化，则流程中，“合成 ”至“工序X”需在无水无氧
的条件下进行，B正确；
C. “配体交换”得到 ，“工序X”先解构 后蒸出 ，C正确；
D.二者甲基的环境不同，核磁共振氢谱化学位移不同，用核磁共振氢谱能区分 和 ，D错误；
故选D；（6）直接分解 时由于EtO的沸点较低，与Ga(CH ) 一起蒸出，不能制备超纯 ，
2 3 3
而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯 的理由是，根据题给相关物质沸点可知，NR 沸点
3
远高于Ga(CH )，与Ga(CH ) 易分离；
3 3 3 3
（7）分子中的 键角 > ，其原因是Ga(CH ) 中Ga为sp2杂化，所以为
3 3
平面结构，而Ga(CH )(Et O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小。
3 3 2
3．【2023年6月浙江卷】工业上煅烧含硫矿物产生的 可以按如下流程脱除或利用。
已知：
请回答：
（1）富氧煅烧燃煤产生的低浓度的 可以在炉内添加 通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式
。
（2）煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的 ，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价 B．化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的 也可用浓 吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
（3）设计实验验证化合物A中含有S元素 ；写出实验过程中涉及的反应方程式 。
【答案】（1）
（2） BCD 硫酸分子能形成更多的分子间氢键
（3） 取化合物A加入足量氢氧化钠，反应完全后加入盐酸酸化，无明显现象，再加入氯化钡生成白
色沉淀，说明A中含有S元素 +2NaOH=CHOH+Na SO +H O、
3 2 4 2
NaSO +BaCl =BaSO ↓+2NaCl
2 4 2 4
【解析】含硫矿物燃烧生成二氧化硫，二氧化硫和氧气、碳酸钙生成硫酸钙和二氧化碳，二氧化硫被氧气
氧化为三氧化硫，三氧化硫和等物质量的甲醇发生已知反应生成A： ；（1）氧气具有氧化性，能被四价硫氧化为六价硫，二氧化硫、空气中氧气、碳酸钙高温生成硫酸钙和二
氧化碳，反应为 ；
（2）①A．硫的电负性大于碳、氢等，故燃煤中的有机硫主要呈负价，A错误；
B．根据分析可知，化合物A分子中与硫直接相连的基团中有-OH，故能电离出氢离子，具有酸性，B正
确；
C．化合物A含有 基团，类似酯基-COO-结构，为硫酸和醇生成的酯，是一种无机酸酯，C正确；
D．工业上途径Ⅱ产生的 也可用浓 吸收用于生产发烟硫酸，D正确；
故选BCD；
②一定压强下，化合物A分子只有1个-OH能形成氢键，而硫酸分子中有2个-OH形成氢键，故导致A的
沸点低于硫酸；
（3）由分析可知，A为 ，A碱性水解可以生成硫酸钠、甲醇，硫酸根离子能和氯化钡生
成不溶于酸的硫酸钡沉淀，故实验设计为：取化合物A加入足量氢氧化钠，反应完全后加入盐酸酸化，
无明显现象，再加入氯化钡生成白色沉淀，说明A中含有S元素；涉及反应为：
+2NaOH=CHOH+Na SO +H O、NaSO +BaCl =BaSO ↓+2NaCl。
3 2 4 2 2 4 2 4
4．（2021·全国甲卷真题）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） 的一种制备方法如下图所示：
①加入 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 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
时，氧化产物为_______；当 ，单质碘的收率会降低，原
因是_______。（2）以 为原料制备 的方法是：先向 溶液中加入计量的 ，生成碘化物；再向混合溶
液中加入 溶液，反应得到 ，上述制备 的总反应的离子方程式为_______。
（3） 溶液和 溶液混合可生成 沉淀和 ，若生成 ，消耗的 至少为_______ 。
在 溶液中可发生反应 。实验室中使用过量的 与 溶液反应后，过滤，滤液经水
蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 的原因是_______。
【答案】
（1）①2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I- AgNO ②FeI+Cl= I +FeCl I、FeCl I 被过量的 进一
3 2 2 2 2 2 3 2
步氧化
（2）
（3）4 防止单质碘析出
【解析】
（1） ①由流程图可知悬浊液中含AgI ，AgI可与Fe反应生成FeI 和Ag，FeI 易溶于水，在离子方程式
2 2
中能拆，故加入 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，故答案为：2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-；AgNO；
3
②通入 的过程中，因I-还原性强于Fe2+， 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I，故反应的化学方程式为FeI+Cl= I +FeCl ，若反应物用量比 时即 过
2 2 2 2 2
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I、FeCl ，当
2 3
即 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，故答案为：FeI+Cl= I +FeCl ；I、FeCl ；I 被过量的 进一步氧化；
2 2 2 2 2 3 2
（2）先向 溶液中加入计量的 ，生成碘化物即含I-的物质；再向混合溶液中（含I-）加入
溶液，反应得到 ，上述制备 的两个反应中I-为中间产物，总反应为 与 发生氧化还
原反应，生成 和 ，根据得失电子守恒、电荷守恒]及元素守恒配平离子方程式即可得：
，故答案为： ；
（3） 溶液和 溶液混合可生成 沉淀和 ，化学方程式为4KI+2CuSO =2CuI +I +2K SO ，
4 2 2 4
若生成 ，则消耗的 至少为4mol；反应中加入过量 ，I-浓度增大，可逆反应 平衡
右移，增大 溶解度，防止 升华，有利于蒸馏时防止单质碘析出，故答案为：4；防止单质碘析出。
5．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（NaSO ）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问
2 2 5
题：
（1）生产 NaSO ，通常是由 NaHSO 过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式
2 2 5 3
__________。
（2）利用烟道气中的SO 生产NaSO 的工艺为：
2 2 2 5①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。
②工艺中加入NaCO 固体、并再次充入SO 的目的是__________。
2 3 2
（3）制备NaSO 也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中 SO 碱吸收液中含有NaHSO 和
2 2 5 2 3
NaSO 。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO 浓度增加。将该
2 3 3
室溶液进行结晶脱水，可得到NaSO。
2 2 5
（4）NaSO 可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中NaSO 残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，
2 2 5 2 2 5
用 0.01000 mol·L−1 的碘标准液滴定至终点，消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为
_____________，该样品中NaSO 的残留量为____________g·L−1（以SO 计）。
2 2 5 2
【答案】 2NaHSO ＝NaSO+H O NaHSO 得到NaHSO 过饱和溶液 2HO－4e－＝4H＋+O ↑ a
3 2 2 5 2 3 3 2 2
SO2－+2I +3H O＝2SO 2－+4I－+6H＋ 0.128
2 5 2 2 4
【解析】
（1）亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠，根据原子守恒可知反应的方程式为 2NaHSO ＝
3
NaSO+H O；
2 2 5 2
（2）①碳酸钠饱和溶液吸收SO 后的溶液显酸性，说明生成物是酸式盐，即Ⅰ中为NaHSO；
2 3
②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，因此工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入二
氧化硫的目的是得到NaHSO 过饱和溶液；
3
（3）阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为 2HO－4e－＝
2
4H＋+O ↑。阳极区氢离子增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸钠。阴极
2
是氢离子放电，氢氧根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后 a室中亚硫酸氢
钠的浓度增大。
（4）单质碘具有氧化性，能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠，反应的方程式为SO2－+2I +3H O＝2SO 2－
2 5 2 2 4
+4I－+6H＋；消耗碘的物质的量是 0.0001mol，所以焦亚硫酸钠的残留量（以 SO 计）是
2
。
6．【2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca (PO )(OH)，还含有Ca (PO )F和有机碳等。
5 4 3 5 4 3
溶解度：Ca (PO )(OH)”或“<”）。
3 4 2 4
②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。
（3）酸浸时，磷精矿中Ca (PO )F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF 除去。写出生成HF的化
5 4 3 4
学方程式：__________。
（4）HO 将粗磷酸中的有机碳氧化为CO 脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时
2 2 2
间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：____________________。
（5）脱硫时，CaCO 稍过量，充分反应后仍有SO 2−残留，原因是__________；加入BaCO 可进一步
3 4 3
提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________。
（6）取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L−1NaOH溶液滴定至终
点时生成NaHPO ，消耗NaOH溶液c mL，精制磷酸中HPO 的质量分数是________。（已知：
2 4 3 4
HPO 摩尔质量为98 g·mol−1）
3 4
【答案】 研磨、加热 ＜ 核电荷数 P＜S，原子半径 P＞S，得电子能力 P＜S，非金属性 P＜S
2Ca (PO )F+10HSO +5H O 10CaSO·0.5H O+6HPO +2HF↑ 80 ℃后，HO 分解速率大，浓度显
5 4 3 2 4 2 4 2 3 4 2 2
著降低 CaSO 微溶 BaCO + +2H PO BaSO+CO ↑+H O+2
4 3 3 4 4 2 2
【解析】
（1）研磨能增大反应物的接触面积，加快反应速率，加热，升高温度加快反应速率；流程中能加快反应
速率的措施有：研磨、加热。
（2）①依据反应方程式，根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，酸性：HPO HSO 。②用元素周期
3 4 2 4
律解释酸性：HPO HSO ，P和S电子层数相同，核电荷数P S，原子半径P S，得电子能力P
3 4 2 4
S，非金属性P S。（3）根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，Ca （PO ）F与HSO 反应生成HF、磷石膏和磷酸，生成
5 4 3 2 4
HF的化学方程式为2Ca （PO ）F+10HSO +5H O=10CaSO·0.5H O+6HPO +2HF↑。
5 4 3 2 4 2 4 2 3 4
（4）图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80℃前温度升高反应速率加快，
相同时间内有机碳脱除率增大；80℃后温度升高，HO 分解速率大，HO 浓度显著降低，反应速率减
2 2 2 2
慢，相同条件下有机碳脱除率减小。
（5）脱硫时，CaCO 稍过量，充分反应后仍有SO 2-残留，原因是：CaSO 微溶于水。加入BaCO 可进一
3 4 4 3
步提高硫的脱除率，因为BaSO 难溶于水，其中SO 2-与BaCO 生成更难溶的BaSO 和CO2-，HPO 的
4 4 3 4 3 3 4
酸性强于HCO，在粗磷酸中CO2-转化成HO和CO，反应的离子方程式为BaCO +SO2-
2 3 3 2 2 3 4
+2H PO =BaSO +CO ↑+2H PO -+H O。
3 4 4 2 2 4 2
（6）滴定终点生成NaHPO ，则消耗的HPO 与NaOH物质的量之比为1：2，n（HPO ）= n（NaOH）
2 4 3 4 3 4
= bmol/L c 10-3L= mol，m（HPO ）= mol 98g/mol= g=0.049bcg，精制磷酸中
3 4
HPO 的质量分数为 。
3 4
7.【2018江苏卷】以Cl 、NaOH、(NH )CO（尿素）和SO 为原料可制备NH·H O（水合肼）和无水
2 2 2 2 2 4 2
NaSO ，其主要实验流程如下：
2 3
已知：①Cl+2OH− ClO−+Cl−+H O是放热反应。
2 2
②NH·H O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N。
2 4 2 2
（1）步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl 与NaOH溶液反应生成NaClO 和NaCl，其离
2 3
子方程式为____________________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取
的措施是____________________________________。
（2）步骤Ⅱ合成NH·H O的装置如题19图−1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应
2 4 2
一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________；
使用冷凝管的目的是_________________________________。（3）步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品NaCO 制备无水NaSO （水溶液中HSO
、HSO- 、SO2-
随pH的
2 3 2 3 2 3 3 3
分布如题19图−2所示，NaSO 的溶解度曲线如题19图−3所示）。
2 3
①边搅拌边向NaCO 溶液中通入SO 制备NaHSO 溶液。实验中确定何时停止通SO 的实验操作为
2 3 2 3 2
_________________。
②请补充完整由NaHSO 溶液制备无水NaSO 的实验方案： _______________________，用少量无水
3 2 3
乙醇洗涤，干燥，密封包装。
【答案】（1）3Cl
2
+6OH−≜5Cl−+ClO
3
−+3H
2
O 缓慢通入Cl
2
（2）NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发
（3）①测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO
2
②边搅拌边向NaHSO 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，
3
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
【解析】步骤I中Cl 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
2
应制备水合肼，；步骤III分离出水合肼溶液；步骤IV由SO 与NaCO 反应制备NaSO 。
2 2 3 2 3
（1）温度超过40℃，Cl 与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO 、NaCl和HO，反应的化学方程式
2 3 2
为3Cl
2
+6NaOH≜5NaCl+NaClO
3
+3H
2
O，离子方程式为3Cl
2
+6OH-≜5Cl-+ClO
3
-+3H
2
O。由于Cl
2
与
NaOH溶液的反应为放热反应，为了减少NaClO 的生成，应控制温度不超过40℃、减慢反应速
3
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Cl。
2
（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N ，为了防止水合肼被氧化，应逐滴滴加NaClO碱性溶液，所以通过
2
滴液漏斗滴加的溶液是 NaClO碱性溶液。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在 110℃继续反应，
NH·H O沸点约118 ℃，使用冷凝管的目的：减少水合肼的挥发。
2 4 2（3）①向NaCO 溶液中通入SO 制备NaHSO 溶液，根据图示溶液pH约为4时，HSO -的摩尔分数
2 3 2 3 3
最大，则溶液的pH约为4时停止通入SO ；实验中确定何时停止通入SO 的实验操作为：测量溶
2 2
液的pH，若pH约为4，停止通SO 。
2
②由NaHSO 溶液制备无水NaSO ，首先要加入NaOH将NaHSO 转化为NaSO ，根据含硫微粒与pH
3 2 3 3 2 3
的关系，加入NaOH应调节溶液的pH约为10；根据NaSO 的溶解度曲线，温度高于34℃析出
2 3
NaSO ，低于34℃析出NaSO ·7H O，所以从NaSO 溶液中获得无水NaSO 应控制温度高于
2 3 2 3 2 2 3 2 3
34℃。由NaHSO 溶液制备无水NaSO 的实验方案为：边搅拌边向NaHSO 溶液中滴加NaOH溶
3 2 3 3
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。
8．【2016新课标1卷】NaClO 是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
2
回答下列问题：
（1）NaClO 中Cl的化合价为_______。
2
（2）写出“反应”步骤中生成ClO 的化学方程式_______。
2
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去 Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为
________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO 。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的
2
量之比为________，该反应中氧化产物是_________。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相
当于多少克Cl 的氧化能力。NaClO 的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)
2 2
【答案】（1）+3；（2）2NaClO+SO+H SO =2ClO +2NaHSO ；
3 2 2 4 2 4
（3）NaOH溶液 ；NaCO 溶液 ；ClO −(或NaClO)；（4）2:1； O； （5）1.57。
2 3 2 2 2
【解析】
（1）在NaClO 中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，可得Cl的化合价为+3。
2
（2）NaClO 和SO 在HSO 酸化条件下生成ClO ，其中NaClO 是氧化剂，还原产物为NaCl，根据得失电
3 2 2 4 2 2
子守恒和原子守恒，此反应的化学方程式为2NaClO+SO+H SO =2ClO +2NaHSO 。
3 2 2 4 2 4
（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量NaCO 溶液除去Ca2+；向
2 3
NaCl溶液中加入ClO ，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl↑，反应产生Cl ， 阴极发生反应产生
2 2 2
NaClO，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO；
2 2
（4）根据图示可知：利用含有过氧化氢的NaOH溶液吸收ClO 气体，产物为NaClO ，则此吸收反应中，
2 2
氧化剂为ClO，还原产物为NaClO，还原剂是HO，氧化产物是O，每1 mol的HO 转移2 mol电子
2 2 2 2 2 2 2
反应方程式是：2NaOH+2ClO +H O=2NaClO +O +2H O，可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为
2 2 2 2 2 2
2:1，该反应中氧化产物为O。
21 1
（5）每克NaClO 的物质的量n(NaClO)=1g÷90.5 g/mol= 90.5 mol，其获得电子的物质的量是n(e−)= 90.5
2 2
mol×4=4/90.5 mol，1 mol Cl 获得电子的物质的量是2 mol，根据电子转移数目相等，可知其相对于氯
2
1 2 2
气的物质的量为n= 90.5 mol×4÷2= 90.5 mol，则氯气的质量为90.5 mol×71 g/mol=1.57 g。
9．[2019新课标Ⅰ]硼酸（HBO ）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以
3 3
硼镁矿（含MgB O·H O、SiO 及少量Fe O、Al O）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
2 2 5 2 2 2 3 2 3
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_________。
（3）根据HBO 的解离反应：HBO+H O H++B(OH)− ，K=5.81×10−10，可判断HBO 是______
3 3 3 3 2 4 a 3 3
酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。
（4）在“沉镁”中生成 Mg(OH) ·MgCO 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回
2 3
___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
【答案】（1）NH HCO +NH (NH )CO
4 3 3 4 2 3
（2）SiO、Fe O、Al O KSCN
2 2 3 2 3
（3）一元弱 转化为HBO，促进析出
3 3
（4）2Mg2++3 +2H O Mg(OH) ·MgCO ↓+2
2 2 3
（或2Mg2++2 +H O Mg(OH) ·MgCO ↓+CO ↑） 溶浸 高温焙烧
2 2 3 2
【解析】（1）根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢铵溶液吸收，反应
方程式为：NH +NHHCO (NH )CO。
3 4 3 4 2 3
（2）滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe O、Al O、SiO；检验Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN，
2 3 2 3 2
（3）由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼原子最
多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在“过滤2”前，将溶液pH
调节至3.5，目的是将B(OH)− 转化为HBO，并促进HBO 析出，
4 3 3 3 3
（4）沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH) ∙MgCO，沉镁过程的离子反应为：2Mg2+
2 3
+2H O+3CO2- Mg(OH) ∙MgCO↓+2HCO-；母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”
2 3 2 3 3工序循环使用；碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温
焙烧。
10．【2018新课标3卷】KIO 是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
3
（1）KIO 的化学名称是_______。
3
（2）利用“KClO 氧化法”制备KIO 工艺流程如下图所示：
3 3
“酸化反应”所得产物有KH(IO) 、Cl 和KCl。“逐Cl”采用的方法是________。“滤液”中的溶质
3 2 2 2
主要是_______。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。
（3）KIO 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
3
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。
③与“电解法”相比，“KClO 氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。
3
【答案】 碘酸钾 加热 KCl KH(IO )+KOH 2KIO +H O 或（HIO +KOH KIO +H O）
3 2 3 2 3 3 2
2HO+2e－ 2OH－+H ↑ K+ a到b 产生Cl 易污染环境等
2 2 2
【解析】
（1）根据氯酸钾（KClO）可以推测KIO 为碘酸钾。
3 3
（2）将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热，原因是气体的溶解度是随温度上升而下
减小。第一步反应得到的产品中氯气在“逐Cl”时除去，根据图示，碘酸钾在最后得到，所以过
2
滤时KH(IO) 应该在滤渣中，所以滤液中主要为KCl。“调pH”的主要目的是将KH(IO) 转化为
3 2 3 2
KIO ，所以方程式为：KH(IO)+KOH=2KIO +H O。
3 3 2 3 2
（3）①由图示，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离的氢离子得电子，反应为 2HO + 2e- =
2
2OH- + H ↑。
2
②电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，方向为由左向右，
即由a到b。
③KClO 氧化法的最大不足之处在于，生产中会产生污染环境的氯气。
3
11．【2016江苏卷】以电石渣[主要成分为Ca(OH) 和CaCO ]为原料制备KClO 的流程如下：
2 3 3（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl 与Ca(OH) 作用生成Ca(ClO) 的反
2 2 2
应，Ca(ClO) 进一步转化为Ca(ClO )，少量Ca(ClO) 分解为CaCl 和O。
2 3 2 2 2 2
①生成Ca(ClO) 的化学方程式为 。
2
②提高Cl 转化为Ca(ClO ) 的转化率的可行措施有 （填序号）。
2 3 2
A．适当减缓通入Cl 速率
2
B．充分搅拌浆料
C．加水使Ca(OH) 完全溶解
2
（2）氯化过程中Cl 转化为Ca(ClO ) 的总反应方程式为
2 3 2
6Ca(OH) +6Cl＝Ca(ClO )+5CaCl +6H O
2 2 3 2 2 2
氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为 （填化学式）。
②滤液中Ca(ClO ) 与CaCl 的物质的量之比n[Ca(ClO )]∶n[CaCl ] 1∶5（填“＞”、“＜”
3 2 2 3 2 2
或“=”）。
（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO ) 转化为KClO，若溶液中KClO 的含量为100g▪L-1，
3 2 3 3
从该溶液中尽可能多地析出KClO 固体的方法是 。
3
【答案】（1）①2Cl+2Ca(OH) ＝Ca(ClO) +CaCl +2H O ②AB （2）①CaCO 、Ca(OH) ②＜
2 2 2 2 2 3 2
（3）蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
（1）①氯气与氢氧化钙反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，则生成 Ca(ClO) 的化学方程式为
2
2Cl+2Ca(OH) ＝Ca(ClO) +CaCl +2H O。
2 2 2 2 2
②A．适当减缓通入Cl 速率可以使氯气被氢氧化钙充分吸收而反应，可以提高氯气的转化率，A正确；
2
B．充分搅拌浆料可以增大反应物的接触面积，使氯气被氢氧化钙充分吸收而反应，可以提高氯气的转化率，B正确；C．加水使Ca(OH) 完全溶解氢氧化钙浓度降低，不利于氯气的吸收，C错
2
误，答案选AB。
（2）①碳酸钙不溶于水，与氯气不反应，氢氧化钙微溶，因此滤渣的主要成分为CaCO 、Ca(OH) 。
3 2
②由于氯气还能与氢氧化钙反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，因此滤液中Ca(ClO ) 与CaCl 的物质的
3 2 2
量之比n[Ca(ClO )]∶n[CaCl ]＜1∶5。
3 2 2
（3）根据图像可知氯酸钾的溶解度受温度影响最大，因此从该溶液中尽可能多地析出 KClO 固体的
3
方法是蒸发浓缩、冷却结晶。
12．[2019新课标Ⅱ]立德粉ZnS·BaSO（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：
4
（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品
时，钡的焰色为__________（填标号）。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色
（2）以重晶石（BaSO）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
4
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为
______________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其
转化为CO 和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________。
2
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是
“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
（3）成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000
mol·L−1的I−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉
2
为指示剂，过量的I 用0.1000 mol·L−1NaSO 溶液滴定，反应式为I+2 2I−+ 。测定
2 2 2 3 2
时消耗 NaSO 溶液体积 V mL。终点颜色变化为_________________，样品中 S2−的含量为
2 2 3
______________（写出表达式）。
【答案】（1）D
（2）①BaSO+4C BaS+4CO↑ CO+HO CO+H
4 2 2 2
②BaCO
3
③S2−+Ba2++Zn2++ BaSO·ZnS↓
4
（3）浅蓝色至无色
【解析】
（1）焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A．钠的焰色为黄色，故A错误；B．钙的焰色为红色，故B错误；C．钾的焰色为紫色，故C错误；D．钡的焰色为绿色，故D
正确；故选D。
（2）①注意焦炭过量生成CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式BaSO+4C
4
BaS+4CO↑；CO与水蒸气反应生成CO 与H，写出方程式：CO+HO CO+H 。
2 2 2 2 2
②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应
生成了碳酸钡与硫化氢气体。
③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子
方程式：S2−+Ba2++Zn2++ BaSO·ZnS↓。
4
（3）碘单质与硫离子的反应：S2-+I S+2I-；碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的I，
2 2
故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合
价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为n mol：
S2- ～ I 2SO2- ～ I
2 2 3 2
1 mol 1 mol 2 mol 1 mol
n mol n mol 0.1V×10-3mol 0.1V×10-3mol
n+ 0.1V×10-3mol=25 0.1V×10-3mol，得n=（25- V）0.1×10-3mol
则样品中硫离子含量为： ×100%= ×100%。
