人教版2019化学必修第二册第八章《化学和可持续发展》（整理与提升）（原卷版+解析版）

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化学和可持续发展（整理与提升） 原卷版板块导航一、学习目标 明确内容要求，落实学习任务二、思维导图 构建知识体系，加强学习记忆三、知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识四、效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点五、问题探究 探究重点难点，突破学习任务六、分层训练 课后训练巩固，提升能力素养【复习目标】1.掌握铝、铜、钛等重要金属的冶炼方法‌。 2.熟练辨析化学中“三馏”“两裂”“八气”‌。 3.构建无机工业流程题的解题模式，学会解答工业流程题‌。 重点:铝、铜、钛等重要金属的冶炼方法‌。难点:构建无机工业流程题的解题模式‌。【思维导图】【知识导学】 一 、铝、铜、钛等金属的冶炼1.从铝土矿制备铝的工艺流程（1）流程图（2）反应原理①碱溶：化学方程式： Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(0H)4]；离子方程式：Al2O3+20H-+3H2O=2[Al(0H)4]-；②过滤：除去残渣（成分为氧化铁、硅酸盐等）③酸化：化学方程式： CO2(过量)+Na[Al(0H)4]=Al(OH)3↓+NaHCO3；离子方程式：[Al(0H)4]-+CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-；④灼烧：2Al(OH)3eq \o(=====,\s\up7(△))Al2O3+3H2O；⑤电解：2Al2O3eq \o(=====,\s\up7(通电))4Al+3O2↑。（3）电解氧化铝时冰晶石的作用由于氧化铝的熔点很高，直接加热使其熔化需要消耗很大的能量。在实际生产中，向氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝熔融温度降低，从而减少了冶炼过程中的能量消耗。2．铜的冶炼（1）湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。（2）火法炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2CuFeS2＋4O2eq \o(=====,\s\up7(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O2eq \o(======,\s\up7(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq \o(======,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑（3）电解精炼铜：粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，铜在阳极上失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极，Cu2＋在阴极上得电子生成铜。3.以金红石(主要成分为TiO2)为原料生产金属钛（1）流程图（2）反应原理TiO2+2C+2Cl2eq \o(====,\s\up7(高温))TiCl4+2COTiCl4+2Mgeq \o(=====,\s\up6(△),\s\do6(Ar))Ti+2MgCl2(Ar做保护气)二、化学中“三馏”“两裂”“八气”辨析一、蒸馏、分馏、干馏辨析二、裂化与裂解辨析三、化学“八气”辨析三、常见的无机化工流程（一）常见的无机化工流程1.海水晒盐及粗盐(主要含有Mg2＋、Ca2＋和SO42-等)提纯:粗盐提纯时，所加的沉淀剂要过量，且要在后续的操作中除去，Na2CO3一定要在BaCl2后加入，待过滤后再加盐酸调溶液的pH，发生反应的离子方程式如下：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、SO42-＋Ba2+=BaSO4↓、Ca2＋＋CO32-=CaCO3↓、Ba2＋＋CO32-=BaCO3↓、CO32-＋2H+=CO2↑＋H2O。2.氯碱工业、次氯酸钠和氯化氢的的制备：2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH、Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O、Cl2＋H22HCl。电解饱和食盐水的装置事下图：3.侯氏制碱法：向饱和NaCl溶液中先通入NH3再通入CO2，通入气体的顺序不能颠倒。反应原理为：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，工艺流程为：4.电解熔融的氯化钠制钠：石墨为阳极，铁为阴极；电解熔融的氯化钠不是氯化钠溶液，反应原理为2NaCl(熔融)eq \o(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑，装置如下图：5.海水提取溴：要用热空气把生成的溴吹出；用SO2吸收后再用Cl2氧化的目的是富集溴，反应原理为①Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－、SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br－、Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，工艺流程为：6.海水提炼镁：工业上用Ca(OH)2作沉淀剂，不是NaOH用作沉淀剂；结晶析出MgCl2·6H2O，要在HCl气流中加热氯化镁晶体得到无水氯化镁，再电解得到镁，反应原理为：CaCO3CaO＋CO2↑(CaCO3来源于贝壳)、CaO＋H2O=Ca(OH)2(制石灰乳)、MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2、Mg(OH)2＋2HCl=2H2O＋MgCl2、MgCl2(熔融)eq \o(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑，工艺流程为：7.合成氨及尿素：液化空气后再分离得到氮气；天然气、一氧化碳与水反应制氢气，反应原理为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)、H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)、N2＋3H22NH3、2NH3＋CO2=CO(NH2)2＋H2O，工艺流程为：8.工业制硝酸：NH3催化氧化生成NO，而不是NO2，反应原理为：4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=NO＋2HNO3，工艺流程为：9.工业制硫酸：三步反应都是放热反应；为了充分利用，进入接触室的气体要净化、预热；98%硫酸吸收SO3，得到发烟硫酸，再稀释，反应原理为：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2(沸腾炉)、2SO2＋O2eq \o(=====,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3(接触室)、SO3＋H2O=H2SO4(吸收塔)，工艺流程为：10.铝的冶炼：Al2O3―→AlOeq \o\al(－,2)―→Al(OH)3―→Al2O3一系列的变化是为了得到纯净的Al2O3，反应原理为：Al2O3＋2OH－===2AlOeq \o\al(－,2)＋H2O、AlOeq \o\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \o\al(－,3)、2Al(OH)3eq \o(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O、2Al2O3(熔融)eq \o(=====,\s\up9(电解),\s\do7(冰晶石))4Al＋3O2↑，工艺流程为：11.高纯硅的制备：制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，反应原理为：SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑(粗硅制取)、Si＋2Cl2eq \o(=====,\s\up7(高温))SiCl4(粗硅提纯)、SiCl4＋2H2eq \o(=====,\s\up7(高温))Si＋4HCl，工艺流程为：12.硅酸盐工业——玻璃：制玻璃的原料是Na2CO3、CaCO3、SiO2，玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2，反应原理为：CaCO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑。（二）工艺流程题的分析方法1.主线分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。如按照主线分析法分析如下：2.分段分析法：对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。3.交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。4、四线分析法（三）工艺流程题中常见问题的答题方向（四）工艺流程题中常见的答题模板1.除杂：除去……中的……2.干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……3.增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。4.加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。5.温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。6.从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。7.从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。8.控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。9.减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。10.检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。11.洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。12.检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。13.洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。14.冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。15.乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。16.蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。17.事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。【效果检测】1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)（1）除去中的，加入足量溶液，然后过滤。( )（2）钛属于金属元素，钛合金材料具有强度高、质量小、抗腐蚀的优点。( )（4）以石油或煤为原料可生产烯烃。( )（5）煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干馏”都是物理变化。( )（6）常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点。( )（7）石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃。( )（8）可以通过电解熔融的MgO和AlCl3来制备金属Mg、Al。( )(9)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来。( )(10)越活泼的金属元素，人类利用的越晚。( )2.工业上以钛铁矿（主要成分为，含有、、、杂质）为原料制备金属钛，并得到副产品，其工艺流程如图：已知：高温下Ti易与反应。回答下列问题：（1）矿渣的主要成分是 ；试剂A为 （填化学式）。（2）“操作Ⅱ”为 、 、过滤、洗涤、干燥。（3）沸腾氯化中，氯气与矿料逆流而行，目的是 ，充分反应后，混合气体中CO与的分压之比为，该温度下，与C、反应的总化学方程式为 。（4）高温下镁与反应制备粗钛时需加保护气，下列可作为保护气的是 （填选项）。a．    b．    c．    d．Ar【问题探究】►问题一 如何从矿物提取铝、铜、钛等金属？【典例1】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝，下列说法中错误的是  A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作B．a、b中铝元素的化合价不相同C．③中需要通入过量的D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝【解题必备】1、铝的提取：铝的提取以铝土矿（Al2O3·nH2O）为主要原料，工艺流程如下： （1）‌碱溶处理‌：将铝土矿粉碎后与NaOH溶液反应，生成可溶的偏铝酸钠（NaAlO2）溶液，并过滤去除不溶性杂质（如Fe2O3）。 （2）‌酸化析出‌：向滤液中通入过量CO2，生成Al(OH)3沉淀，反应为：NaAlO2+CO2+ 2H2O= Al(OH)3↓+NaHCO3。 （3）‌煅烧氧化铝‌：将Al(OH)3高温煅烧为纯净的Al2O3。 （4）‌电解制备金属铝‌：以冰晶石（Na3AlF6）为熔剂降低Al2O3的熔点，在电解槽中电解熔融氧化铝，最终得到液态铝单质。2、铜的提取：铜的提取方法因矿石类型而异： （1）硫化铜矿处理（火法冶金） A.‌焙烧脱硫‌：将铜精矿（如CuFeS2）高温焙烧，生成冰铜（Cu2S和FeS的混合物），并释放SO2气体。 反应示例： 2 CuFeS2+O2 → Δ Cu2S + 2FeS+SO2B.‌转炉吹炼‌：将冰铜进一步氧化，得到粗铜（含铜98%~99%）。 C.‌电解精炼‌：通过电解粗铜，获得纯度达99.95%以上的精铜。 （2）氧化铜矿或低品位矿处理（湿法冶金） A.‌酸/碱浸出‌：用硫酸或氨水溶解铜矿物，得到含Cu2+的溶液。 B.‌置换或电解‌：通过铁置换或电解法从溶液中提取铜。3、钛的提取：钛的冶炼属于火法冶金范畴，主要原料为钛铁矿（FeTiO3）或金红石（TiO2）。常见工艺包括： （1）‌氯化法‌：将TiO2与焦炭混合，高温下通入Cl2生成TiCl4，再通过镁还原制得海绵钛。 （2）‌电解法‌：部分工艺通过熔盐电解TiO2直接获得金属钛，但技术难度较高。【变式1-1】《天工开物》中述及铜的开采与冶炼：凡铜砂……淘洗去土，然后入炉煎炼。其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，傍通高低二孔，铅质先化，从上孔流出。下列有关说法错误的是A．“淘洗去土滓”属于原料的富集B．炼制所得自然铜为合金C．铜与铅混合物的分过程利用了物质的熔点不同D．铜和铅均属于过渡金属【变式1-2】钛铁矿( FeTiO3)制取金属钛的流程如图所示(已知TiCl4为无色液体，极易水解；Ti3+的还原性强于Fe2+)下列说法正确的是A．钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是+3B．氯化过程中反应2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+ 2TiCl4C．镁与TiCl4置换时可以用氮气做保护气D．制取金属钛时可以用Na与TiCl4溶液反应►问题二 如何辨析化学中“三馏”“两裂”“八气”？【典例2】某混合气体通入溴水，溴水褪色；通过灼热的CuO粉末，黑色粉末变为红色；最后将剩余气体点燃，火焰为淡蓝色，且生成二氧化碳和水。则原混合气体是A．水煤气B．液化石油气C．石油裂解气D．焦炉气【解题必备】一.干馏是‌化学分解反应‌，需隔绝空气；蒸馏/分馏均为‌物理分离‌，仅利用沸点差异；分馏是蒸馏的‌升级版‌，通过分馏柱实现多组分高效分离。二.裂化侧重‌提高轻质油产量‌，裂解侧重‌生产化工原料‌不饱和烃；裂解温度更高，产物分子量更小。三.“八气”辨析1、‌核心差异对比‌（1）‌成分差异‌A.‌烃类比例‌：天然气、油田气以甲烷为主；液化石油气、炼厂气以C3-C4烷烃为主；裂解气以烯烃为主。B.‌杂质含量‌：高炉煤气含大量N2和粉尘，焦炉气含少量硫化物。（2）‌热值与用途‌A.‌高热值气体‌：液化石油气（45000 kcal/m3）＞焦炉气（4400 kcal/m3）＞天然气（8500 kcal/m3）。B.‌低热值气体‌：高炉煤气（800-1000 kcal/m3）多用于工业自循环，水煤气（约3000 kcal/m³）需补充其他能源。（3）‌制备工艺‌‌物理分离‌：炼厂气（分馏）、天然气（脱硫脱水）。‌化学反应‌：水煤气（C+H2O→CO+H2）、裂解气（高温断链）。2、‌典型应用‌（1）‌民用燃料‌：天然气（管道）、液化石油气（罐装）。（2）‌工业原料‌：裂解气→乙烯工业；焦炉气→合成氨/甲醇。（3）‌冶金能源‌：高炉煤气用于预热钢水包，焦炉气用于海绵铁生产。3、‌特殊性质警示‌（1）‌毒性气体‌：高炉煤气含CO（剧毒），焦炉气含H2S（恶臭）。（2）‌爆炸风险‌：液化石油气与空气混合易爆炸（爆炸极限1.5-9.5%）。‌‌【变式2-1】关于石油和石油化工的说法错误的是A．石油的主要成分是碳氢化合物B．石油分馏得到的各馏分仍是混合物C．石油裂解气和水煤气的主要成分都是甲烷D．石油裂解是为得到乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料【变式2-2】下列关于化石燃料的加工说法正确的（    ）A．石油裂化主要得到乙烯B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗苯、粗氨水和焦炉气D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径►问题三 如何解答工业流程题？【典例3】我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如下(部分物质已略去)：（1）①~③所涉及的操作方法中，包含过滤的是 (填序号)。（2）纯碱属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。（3）根据上述流程图，将化学方程式补充完整： 。+___________+___________=___________↓+（4）向饱和食盐水中应先通 (填“”或“”)。（5）煅烧固体的化学方程式是 。（6）下列联合制碱法流程说法正确的是 (填字母)。a．副产物可用作肥料b．溶液B中一定含有、、c．①中析出是因为不溶于水（7）②这个步骤生成的产物可以循环使用的是 (填化学式)。【解题必备】一、解题思路框架1.‌明确流程目的‌快速定位题头信息，明确原料成分、目标产物及副产品，区分主流程与辅助步骤。例如：若题头提及“从含镍废料中提取硫酸镍”，核心步骤应为镍元素的分离与提纯。2.‌解析流程图三要素‌（1）‌箭头方向‌：判断反应物走向（粗箭头常为主线反应，细箭头可能为循环物质或辅助反应）（2）‌操作单元‌：识别粉碎、酸浸、过滤、结晶等操作模块。（3）‌条件控制‌：标注温度、pH、浓度等关键参数，如煅烧温度控制在800℃的原因。3.‌建立物质转化模型‌用“原料→中间产物→目标产物”的转化链分析各步骤，重点关注：（1）杂质元素的去除方式（如Fe3+通过调节pH沉淀）。（2）目标元素的形态变化（如Cr2O72-被还原为Cr3+）。二、核心解题步骤（一）原料预处理1.‌物理处理（1）粉碎研磨：增大接触面积，加快反应速率。（2）焙烧/灼烧：使难溶物转化为易溶物（如硫化物→氧化物）。2.‌化学处理‌（1）酸浸：选择合适酸液溶解金属（浓硫酸常用于钝化杂质）。（2）碱浸：处理含Al、Si等物质（如用NaOH溶解铝土矿）。（二）反应条件控制（三）分离提纯操作1.‌固液分离‌（1）趁热过滤：防止温度下降导致杂质析出（如KNO3提纯）。（2）减压过滤：加快过滤速率，减少晶体损失。2.‌结晶方法‌（1）蒸发结晶：适用于溶解度随温度变化小的物质（如NaCl）（2）冷却结晶：适用于陡升型溶解度曲线物质（如KNO3）。三、高频考点突破1.‌浸出率计算‌（1）公式：浸出率 = (浸出物质质量 / 原料中该物质总质量) ×100%（2）提高措施：研磨原料、适当升高温度、增加浸取时间。2.‌循环物质判断‌特征：流程中既有输入又有输出的物质（如硫酸在酸浸和再生环节循环）。3.‌绿色化学评价‌分析试剂选择：优先选用可循环物质（如用MnO2代替Cl2作氧化剂）。四、易错点警示1.‌试剂过量问题‌（1）需说明过量试剂的影响（如调节pH时NH3·H2O过量会引入NH4+）。（2）避免引入新杂质（如除Fe3+用CuO而非NaOH）。2.‌特殊操作辨析‌（1）水浴加热(温度≤100℃)vs 油浴加热（高温反应）。洗涤沉淀选用冷水/酒精（减少溶解损失）。五、答题模板示例‌问题‌：流程中“加入H2O2”的作用是什么？‌作答要点‌：① 明确氧化对象（如将Fe2+氧化为Fe3+）② 说明后续处理（便于调节pH形成Fe(OH)3沉淀）③ 指出反应条件（酸性条件下反应）‌参考答案‌：将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续调节溶液pH使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，实现与Ni2+的分离。【变式3-1】利用硫铁矿(主要成分)生产硫酸和绿矾()的工业流程示意图如下：（1）沸腾炉中，硫铁矿进行粉碎处理的目的是 。（2）吸收塔中，发生的主要反应的化学方程式是 。（3）反应釜中，烧渣经过反应转化为溶液I和固体。溶液I中所含溶质的化学式 。（4）操作a的主要步骤是：加热浓缩、 、过滤、洗涤、 。（5）流程中，固体X可以选择硫铁矿()或 ；当固体X为硫铁矿()时，将溶液I与固体发生反应的离子方程式补充完整： 。【变式3-2】无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下：请回答下列问题：（1）氧化铁的颜色为 。（2）氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为 。（3）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2，请配平该反应的离子方程式： 。+___________Cl2+___________= ___________+___________Cl-+___________；（4）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al除去其中的FeCl3杂质，请设计实验方案检验FeCl3杂质是否除净： 。（5）为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度，称取l6.25g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液中，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得其质量为0.32g。①写出加入过量NaOH溶液时发生反应的离子方程式： 、 。②AlCl3产品的纯度为 。【分层训练】基础强化1．裂解气的主要成分是A．CH4、H2 B．C2H4、CO C．C2H4、C2H6、C3H4 D．C2H4、C2H2、CH42．下列气体主要成分是CH4的是A．水煤气B．裂解气C．焦炉气D．天然气3．2023年9月12日，天舟五号货运飞船再入大气层。天舟五号飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛的原理如下。下列有关说法正确的是①高温下：3243②在氩气氛围高温中：42A．①中化合价变化的元素只有C、ClB．①中TiCl4是氧化产物C．②中氩气的作用是防止Mg、Ti被氧化D．②中可以得出Mg得电子的能力强于Ti4．将孔雀石(主要成分为)与焦炭混合，在高温条件下可以冶炼金属铜，该冶炼方法属于A．电解冶炼法B．热还原法C．热分解法D．物理分离法5．下列有关金属铝的冶炼说法正确的是A．所用的铝土矿中含有大量游离态的铝B．实验室可用铝热反应获得金属铝C．工业上常用电解熔融获得金属铝D．从铝土矿冶炼金属铝的过程不涉及氧化还原反应6．电子工业常用溶液腐蚀覆铜板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含、、)中回收铜，并重新获得溶液，处理流程如下：下列说法不正确的是A．溶液腐蚀铜箔的原理为B．反应1和反应2都发生了氧化还原反应C．实验室中进行操作1时，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒D．滤渣a的主要成分是Cu和Fe，物质X可以选用氯气7．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下图。下列说法正确的是A．试剂a是铁，试剂b是稀硫酸B．操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所用仪器完全相同C．试剂c可以为氯气，相应的反应为2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+8．金属钛硬度大、熔点高、耐腐蚀，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：。已知熔点为，回答下列问题：（1）生产时将钛铁矿精矿粉碎后再与浓硫酸反应，其目的是 ，钛酸亚铁（）中钛元素的化合价为 价。（2）滤液Ⅱ中主要物质是，反应①的化学方程式是 。（3）反应②生成和一种可燃性气体，其化学反应方程式为 。（4）反应③需要在氩气氛围中进行，原因是 。（5）上述制备过程中，可循环的物质是 ；利用电解熔融的方法也可以用于制备金属钛，该方法制备钛的主要缺点是 。素养提升1．下列关于煤和石油的说法中正确的是A．由于石油中含有乙烯，所以石油裂解中乙烯的含量较高B．由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物，所以可从煤干馏的产品中分离得到苯C．石油没有固定的熔沸点，但其分馏产物有固定的熔沸点D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色2．下列物质的相关描述和知识均正确的是3．下列说法正确的是A．煤的干馏、气化，石油的分馏都是物理变化B．由于煤中含有苯，所以从煤干馏的产品中分离得到苯C．石油没有固定熔沸点但分馏产物有固定的熔沸点D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液褪色4．下列化工原理生产中错误的是①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁　③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝　④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁A．②③　　　　　　　　B．①③C．①②③ D．②③④5．野外焊接钢轨常用如图所示装置，镁条引燃混合物后，反应非常剧烈，火星四射，有熔融铁珠落入沙子中。下列叙述错误的是A．该反应属于置换反应B．有“熔融铁珠”生成说明该反应为放热反应C．该反应的化学能全部转化为热能D．该反应中断键吸收的能量小于成键释放的能量6．下图为铝的生产原理示意图，下列相关说法不正确的是    A．冰晶石做助熔剂B．金属铁、铜的冶炼方法与铝类似C．氧化铝属于离子化合物D．利用铝的还原性可与Cr2O3冶炼Cr7．工业上可利用“吹出法”提溴。“吹出法”提溴的流程如图所示：已知酸化后的浓缩海水中主要含H+、Na+、Mg2+、Cl-、Br-、等离子。下列说法正确的是A．取“吹出”后的溶液滴加到淀粉碘化钾试纸上，若试纸变蓝，则说明溶液中含Cl2B．“氧化1”中，Cl2过量会增大“吸收”时SO2水溶液的用量C．“吸收”时，溶液中发生反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=2HBr+2H++SOD．蒸馏后溶液中主要存在的离子：Na+、Mg2+、Cl-和SO8．一节1号干电池可以让1平方米土地上的庄稼颗粒无收，回收电池既可以防止污染又可以变废为宝。废旧锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有、、、、碳单质、少量有机物（有机物易燃烧生成和），用黑色物质A制备高纯的流程如图：（1）第I步操作是为了除去可溶性的 （填化学式）。（2）第I步后在空气中灼烧的目的有两个，一个是将MnOOH转化为，另一个是 。灼烧时，MnOOH与空气中的氧气反应的化学方程式为 。（3）第III步中为提高反应速率，可以采取的措施有 （任写一条）。（4）已知：难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃时开始分解；在pH大于7.7时，开始转化为沉淀。第IV步中的多步操作可按如图步骤进行：①操作V加入溶液调节溶液pH的过程中有产生，则溶液与溶液反应的离子方程式为 ；②操作VI中需要的玻璃仪器有 ；③你认为操作VII中检测的方法及现象是 时可继续进行操作VIII；④操作VIII中用无水乙醇洗涤的目的是 。名称 定义适用范围变化类型蒸馏把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯物理变化分馏对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分物理变化干馏把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程化学变化方法主要原理变化类型目的和产物裂化在“加热、加压、催化剂”存在条件下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃化学变化提高汽油等轻质油的产量和质量裂解在“700～800 ℃，甚至1 000 ℃”条件下，将长链烃断裂，得到乙烯、丙烯等气态短链烃化学变化生产乙烯的主要方法名称来源主要成分用途高炉煤气炼铁高炉CO2、CO等燃料水煤气水煤气炉CO、H2等燃料、化工原料炼厂气石油炼制厂低级烷烃燃料、化工原料液化石油气石油炼制厂C3H8 、C4H10 燃料油田气油田低级烷烃燃料、化工原料天然气天然气田、油田CH4燃料、化工原料裂解气裂解炉(石油裂解)“三烯二烷”石油化工原料焦炉气炼焦炉(煤干馏)H2、CH4、C2H4、CO等燃料、化工原料四线内涵试剂线分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物的转化等。操作线分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。杂质线分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等。产品线工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。常见问题答题要考虑的角度分离、提纯过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作，如从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥)提高原子利用率绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或特定气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或特定气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的洗涤沉淀方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次判断沉淀是否洗涤干净取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等控制溶液的pH①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)②“酸作用”还可除去氧化物(膜)③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)①使化学平衡移动；控制化学反应的方向②控制固体的溶解与结晶③控制反应速率：使催化剂达到最大活性④升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发⑤加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离控制要素典型应用场景作用原理pH调节分步沉淀金属离子根据Ksp差异选择沉淀顺序（如先沉淀Fe2+后沉淀Ni2+）温度控制蒸发结晶 vs 冷却结晶依据物质溶解度特性选择氧化还原转换元素价态如用H2O2将Fe2+氧化为Fe3+选项物质名称描述相关知识A裂解气混合物主要成分为烷烃B煤的干馏物理变化产品主要为出炉煤气、煤焦油和焦炭C水煤气混合物可作为化工原料气生产甲醇、二甲醚等D淀粉和蛋白质高分子化合物二者组成元素相同