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    18．KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：

    （1）反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1：2，该反应的化学方程式为CaSO4+2NH4HCO3=CaCO3+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑．
    （2）反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是分离NH4Cl与K2SO4，加快化学反应速率．从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是防止KNO3结晶，提高KNO3的产率．
    （3）检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水，加入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl．
    （4）整个流程中，可循环利用的物质除（NH4）2SO4外，还有CaSO4、KNO3 （填化学式）．

    分析 反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1：2，由流程题可知生成CaCO3、（NH4）2SO4和CO2，过滤后在滤液的主要成分为（NH4）2SO4，加入KCl，在干态、加热的条件下进行，分离出氯化铵，可得硫酸钾，在滤液中加入硝酸钙，可得到硫酸钙和硝酸钾，经过滤、蒸发、浓缩结晶可得硝酸钾，以此解答该题．
    （1）反应I中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1：2，二者反应生成碳酸钙、硫酸铵、二氧化碳和水；
    （2）温度越高反应速率越大；硝酸钾的溶解度随着温度升高而增大；
    （3）氯离子用硝酸银溶液检验，氯离子和银离子能生成白色沉淀，需排除硫酸根离子的干扰；
    （4）整个流程中，可循环利用的物质有硫酸钙和硝酸钾．

    解答 解：（1）反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1：2，由流程题可知生成CaCO3、（NH4）2SO4和CO2，由质量守恒可知反应的方程式为CaSO4+2NH4HCO3=CaCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑，
    故答案为：CaSO4+2NH4HCO3=CaCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑；
    （2）（NH4）2SO4加入KCl，在干态、加热的条件下进行，可生成易分解的氯化铵，加热时氯化铵分解生成氯化氢和氨气，温度降低又生成氯化铵，以此可分离出氯化铵，得硫酸钾，且能加快反应的速率；从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是防止KNO3结晶，提高KNO3的产率，
    故答案为：分离NH4Cl与K2SO4，加快化学反应速率；防止KNO3结晶，提高KNO3的产率；
    （3）检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl，应先加入硝酸钡时硫酸钾完全转化为硫酸钡沉淀，以免干扰氯离子的检验，然后再加入硝酸银检验氯化钾，操作方法为加入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl，
    故答案为：加入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl；
    （4）整个流程中，可循环利用的物质除（NH4）2SO4外，还有CaSO4、KNO3，
    故答案为：CaSO4、KNO3．

    点评 本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意根据流程图把握实验的原理和操作方法，题目难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    18．某实验小组同学模拟工业制碘的方法，探究ClO3-和I-的反应规律．实验操作及现象如表：
    实验及试剂编号无色NaClO3
    溶液用量    		试管中
    溶液颜色    		淀粉KI
    试纸颜色
     10.05 mL浅黄色无色
    20.20 mL深黄色无色
    30.25 mL浅黄色蓝色
    40.30 mL无色蓝色
    （1）取实验2后的溶液，进行如图实验：

    经检验，上述白色沉淀是AgCl．写出加入0.20mL NaClO3后，溶液中ClO3-和I-发生反应的离子方程式：ClO3-+6I-+6H+═Cl-+3I2+3H2O．
    （2）查阅资料：一定条件下，I-和I2都可以被氧化成IO3-．
    作出假设：NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与（1）
    中的反应产物继续反应，同时生成Cl2．
    进行实验：
    ①取少量实验4中的无色溶液进行如图实验，进一步佐证其中含有IO3-．

    其中试剂X可以是c（填字母序号）．
    a．碘水b．KMnO4溶液c．NaHSO3溶液
    ②有同学提出，仅通过湿润淀粉KI试纸变蓝的现象不能说明生成Cl2，便补充了如下实验：将实验4中的湿润淀粉KI试纸替换为湿润的淀粉试纸，再滴加0.30mL 1.33mol•L-1NaClO3溶液后，发现湿润的淀粉试纸没有明显变化．进行以上对比实验的目的是排除易升华的I2对湿润淀粉KI试纸检验Cl2的干扰，进一步佐证实验4中生成了Cl2．获得结论：NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是2ClO3-+I2═Cl2↑+2IO3-（用离子方程式表示）．
    （3）小组同学继续实验，通过改变实验4中硫酸溶液的用量，获得如表实验结果：
    编号6.0 mol•L-1 H2SO4溶液用量试管中溶液颜色淀粉KI试纸颜色
    50.25 mL浅黄色无色
    60.85 mL无色蓝色
    ①对比实验4和5，可以获得的结论是ClO3-和I-的反应规律与H+（或H2SO4）的用量有关．
    ②用离子方程式解释实验6的现象：6ClO3-+5I-+6H+═3Cl2↑+5IO3-+3H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    9．在2L密闭容器中进行反应：mX（g）+nY（g）?pZ（g）+qQ（g），式中m、n、p、q为物质系数．在0min～3min 内，各物质物质的量的变化如表所示：
     XYZQ
    起始（mol）0.7 1 
    2min末（mol）0.82.70.82.7
    3min末（mol）  0.6 
    已知2min内 v（Q）=0.075mol•L-1•min-1，且 v（z）：v（Y）=1：2
    （1）试确定以下物质的相关量：起始时n（Y）=2.3mol，n（Q）=3mol．
    （2）方程式中m=1
    （3）用Z表示2min内的反应速率0.05mol•L-1•min-1．
    （4）2min末Q的转化率为10%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．向2L的密闭容器中充入3molN2和9molH2，在一定温度下，反应30s达到平衡，测得平衡时混合气体总物质的量比反应前混合气体总物质的量减少了$\frac{1}{8}$，平衡时N2的转化率为25%，30s内NH3的平均反应速率为0.025mol/（L•s）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）制备纯净的CuSO4•5H2O．工艺流程如下（部分操作和条件略）：
    I．取工业硫酸铜固体，用稀硫酸溶解，过滤．
    II．向滤液中滴加H2O2溶液，稍加热．
    III．向II的溶液中加入CuO粉末至pH=4．
    IV．加热煮沸，过滤，滤液用稀硫酸酸化至pH=1．
    V．蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得晶体．
    已知部分阳离子生成氢氧化物的pH、Ksp（25℃）如下表：
    物质Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2
    开始沉淀时pH2.77.64.7
    完全沉淀时pH3.79.66.7
    Ksp4.0×10-388.0×10-162.2×10-20
    （1）II中发生反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
    （2）II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是在调节在pH=4时，只将Fe3+转化为沉淀除去，而不会使Cu2+转化为沉淀．
    （3）用K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）验证II中Fe2+是否转化完全的现象是若有蓝色沉淀生说，说明Fe2+没有完全转化；若没有蓝色沉淀生成，说明Fe2+已经完全转化．
    （4）III中发生反应的离子方程式是2Fe3++3CuO+3H2O=2Fe（OH）3+3Cu2+．
    通过计算说明在此条件下的溶液中Fe3+是否沉淀完全（提示：当溶液中某离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时可认为该离子沉淀完全）．
    （5）应用化学平衡移动原理解释IV中“滤液用稀硫酸酸化”的原因用稀硫酸酸化至PH=1，可以抑制Cu2+在加热过程中水解，以获得纯净的硫酸铜晶体
    （6）V中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    3．一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3•CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面，锂混杂于其中，从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如图：

    （1）过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑．
    （2）过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴．则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）4Co2O3•CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O．在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因Co2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境．
    （3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al（OH）3，碳酸钠溶液在产生Al（OH）3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑．
    （4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，请写出在过程Ⅳ中起的作用是调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3．
    （5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是BD（填序号）．
    A、c（Na+）=2c（CO32-）
    B、c（Na+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）
    C、c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）
    D、c（OH-）-c（H+）═c（HCO3-）+2c（H2CO3）
    （6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液．CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水．如图是粉红色的CoCl2•6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是CoCl2•2H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．硫酸生产中炉气转化反应为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）．研究发现，SO3的体积分数（SO3%）随温度（T）的变化如曲线I所示．下列判断正确的是（　　）
    A．该反应在高温时比低温更易自发进行
    B．曲线I上A、C两点反应速率的关系是：vA＜vC
    C．T0时该反应的平衡常数为160
    D．已知V2O5的催化效果比Fe2O3好，若I表示用V2O5催化剂的曲线，则II是Fe2O3作催化剂的曲线

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    7．将1体积A（g）和3体积B（g）混合，在5000C和催化剂存在下发生如下反应：2A（g）+B（g）?2C （g）并达到平衡状态，在同温同压下测得此反应在平衡前后的气体密度之比为9/10，此时A的转化率为（　　）
    A．90%B．80%C．45%D．10%

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．已知稀硝酸和稀硫酸组成的混酸中c（NO3-）+c（SO42-）=5mol•L-1，若取一定量的混酸溶解铜粉达到最大值（假设还原产物只有NO），则混酸中HNO3、H2SO4的物质的量浓度之比为（　　）
    A．1：1B．3：2C．2：3D．2：1

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