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1、第3节物质的制备1掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。2了解常见金属及其重要化合物的制备方法。3了解常见非金属及其重要化合物的制备方法。回归教材一、气体的制备气体反应原理(反应条件、化学方程式)O2_NH3_Cl2_NO_2KCl3O22KClO3K2MnO4MnO2O22KMnO42NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2OMnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O3Cu8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)22NO4H2O1制备原理气体反应原理(反应条件、化学方程式)C2H4_H2_CO2_NO2_(续表)CH3CH2OHCH2=CH2H2OZnH
2、2SO4(稀)=ZnSO4H2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O固固；加热固液；不加热固(或液)液；加热可用于制_等可用于制_等可用于制_等2.发生装置O2、NH3C2H2C2H4H2、CO2、NO2、Cl2、HCl、固固；加热固液；不加热固(或液)液；加热(1) 试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂；(2)铁夹应夹在距试管口 处；(3) 胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出(1)在用简易装置时，如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；(2)加入的液体反应物(
3、如酸)要适量；(3)块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备(1) 先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品；(2)要正确使用分液漏斗(续表)3.收集方法溶于水大小 收集方法排水法向上排空气法向下排空气法装置示意图适用范围不_的气体密度比空气_的气体密度比空气_的气体典型气体H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、CHCHCl2、HCl、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH44.净化与干燥(1)易溶于水的气体杂质可用_ 吸收；酸性杂质可用_吸收；碱性杂质可用_吸收；水分可用_吸收；能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。水碱性物质酸性物质干燥剂(2)
4、酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4 等气体；碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如 NH3、H2、O2、CH4 等气体；中性干燥剂可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。5尾气吸收NaOH 溶液点燃法尾气处理与净化、干燥的原理和装置是一样的。对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃)，使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气 Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用_吸收，尾气 CO 可用_处理。二、典型无机物的制备沸腾沸水1Fe(OH)3 胶体的制备FeCl3饱和溶液红褐色(1)实验步骤：在洁净
5、的小烧杯里加入约 25 mL 蒸馏水，加热至_，然后向_中逐滴加入12 mL_，继续煮沸至液体呈_，停止加热。(2)实验现象及结论：所制胶体呈红褐色透明状。(3)有关化学方程式：_。2从海水中提取镁(1)冶炼原理：_。(2)工艺流程分析_：海水中含有 MgCl2，但丰度(浓度)太低，所以要富集；蒸发浓缩分离提纯水解HCl3氨碱法制纯碱(1)工业流程：2NaHCO3_，向_中加足量食盐晶体制成饱和氨盐水，然后向饱和氨盐水中通入足量的 CO2 生成_，因为 NaHCO3 在该状态下溶解度小，先结晶析出，再加热分解 NaHCO3 得到_。这种制碱方法是我国化学家侯德榜发明创造的，所以叫侯氏制碱法。N
6、aHCO3NH4Cl浓氨水NaHCO3纯碱Na2CO3H2OCO2(2)原理：NaClNH3H2OCO2=_，基础测评1(2017 届广西桂林十八中月考)下列观点正确的是()。AbcdefA制备收集 C2H4：连接 adfB制备收集 NO2：连接 acfC制备收集 Cl2：连接 adeD制备收集 NH3：连接 bde解析：实验室制备乙烯，利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯，乙醇发生消去反应：CH3CH2OHCH2=CH2H2O，所以需将温度计插在反应混合物中测量反应的温度，防止发生其他副反应，A 错误；实验室制备 NO2，利用铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，Cu4HNO
7、3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，反应无需加热，所以不能选择 a 装置，二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，所以二氧化氮不能用排水法收集，B 错误；实验室制备 Cl2，利用二氧化锰固体和浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水，氯气能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，C 错误；实验室制备 NH3，可用浓氨水和 CaO 固体反应，NH3H2O CaO=Ca(OH)2 NH3，浓氨水易挥发，CaO 固体与水反应放出大量的热，导致温度升高，使得氨气在水中的溶解度进一步减少，以气体的形式逸出，制得氨气，可选择 b 装置，制得的氨气中含有水蒸气，可用碱石灰干燥，氨气密度比空气小，需用向下排空气法收集，所以
8、需短管进，长管出，D 正确。答案：D2(2017 届湖北荆州中学质检)下列有关实验装置的说法中正确的是()。图 1图 3图 2图 4A用图 1 装置制取干燥纯净的 NH3B实验室可以用图 2 装置制备 Fe(OH)2C用图 3 装置可以完成“喷泉”实验D用图 4 装置测量 Cu 与浓硝酸反应产生的 NO2 体积解析：图 1 中发生装置可以制备氨气，通过碱石灰干燥氨气，但收集氨气需要用向下排气法收集，故 A 错误；图 2 中铁做电解池的阴极，不参与反应，不能得到氢氧化亚铁，故 B 错误；图 3 中二氧化硫和氢氧化钠溶液反应烧瓶中压强减小，烧杯中氢氧化钠溶液被压入烧瓶形成喷泉，符合形成条件，故 C
9、正确；图 4 中铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，二氧化氮能和水反应，不能测定二氧化氮气体的体积，故 D 错误。答案：C3(2017 届广东中山一中统测)用下列装置能达到有关实验目的的是()。甲乙丙丁A用甲图装置灼烧海带成海带灰B用乙图装置实验室制氨气C用丙图装置可制得金属锰D用丁图装置验证 NaHCO3 和 Na2CO3 的稳定性解析：灼烧海带在坩埚中进行，不能在烧杯中灼烧，A 错误；氯化铵分解后在试管口又化合生成氯化铵，应选氯化铵与碱石灰共热制备氨气，B 错误；点燃镁条，引发铝热反应，可冶炼熔点高的金属，则图中铝热反应装置可制备 Mn，C 正确；碳酸氢钠不稳定，加热易分解，小试管中为碳酸氢钠
10、时才能验证 NaHCO3 和 Na2CO3 的稳定性，D 错误。答案：C4根据侯氏制碱原理制备少量 NaHCO3 的实验，经过制取氨气、制取 NaHCO3、分离 NaHCO3、干燥 NaHCO3 四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是(A.制取氨气 B.制取 NaHCO3 C.分离 NaHCO3)。D.干燥 NaHCO3解析：A 项，氯化铵不稳定，加热易分解，温度稍低又化合生成氯化铵，制备氨气应用氯化铵和氢氧化钙为反应物，故A 错误；B 项，应将二氧化碳从长导管通入，否则会将液体排出，故 B 错误；C 项，从溶液中分离碳酸氢钠固体，可用过滤的方法，故 C 正确；D 项，碳酸氢钠不稳定，
11、不能直接加热干燥，可低温烘干，故 D 错误。答案：C5由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。)。其先后顺序正确的是(ABCD解析：因海水中 MgCl2 的浓度较小，所以要经过富集这一过程，先加熟石灰形成沉淀：MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2，然后将沉淀过滤，接着将 Mg(OH)2 沉淀转化为 MgCl2：Mg(OH)2 2HCl=MgCl2 2H2O，这样就实现了 MgCl2 的富集，将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)(这步是为了得到纯净的 MgCl2)，又因 MgCl2 易水解，为防止 MgCl2
12、水解，加热六水合氯化镁晶体必须在 HCl 氛围中进行：MgCl26H2OMgCl26H2O，先后顺序为。答案：D考点一考向1常见气体的制备气体制备装置的选择典例1下列制备和收集气体的实验装置合理的是()。A用氯化铵和氢氧 化钙制 NH3B用铜片和稀硝酸制 NOC用锌粒和稀硫酸 制 H2D用 H2O2 溶液和二氧化锰制 O2解析：氯化铵和氢氧化钙反应制取氨气，生成物中有水，试管口应略向下倾斜，且集气试管口要塞一团棉花，故 A 错误；铜和稀硝酸反应制取一氧化氮，反应不需要加热，一氧化氮的密度接近空气的密度，和空气中的氧气易发生反应生成二氧化氮，所以不可用向下排空气法收集，一氧化氮有毒，在水中的溶解
13、度很小，应该用排水法收集，故 B 错误；锌粒和硫酸反应制取氢气，属于固体、液体不加热型，氢气的密度小于空气的密度，所以不可用向上排空气法收集，故 C 错误；用过氧化氢与二氧化锰制氧气，属于固体、液体不加热型，生成的氧气不易溶于水，所以可采用排水集气法收集，故 D 正确。答案：D方法技巧气体实验装置的设计。(1)操作步骤：组装(从下到上、从左到右)检验气密性加入药品排尽装置内的空气验纯性质实验或反应拆除装置。(2)若气体产生需加热，应先用酒精灯加热发生装置，等产生气体后，再给实验需要加热的固体物质加热，目的是为了排尽装置内的空气。(3)实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止爆炸或氧化
14、，应考虑停止加热或通气的顺序，拆卸后的仪器要清洗、干燥、归位。错误的是(考向2气体制备原理及试剂的选择典例2下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中)。ABCD. .解析：NH4Cl 受热分解为 NH3 和 HCl，但两者遇冷会重新发生化合反应生成 NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况；中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管底部而使试管破裂，故错误。答案：D考向3 气体的净化及尾气处理的实验设计典例3用下列实验装置进行相关实验，能达到实验目的的是()。A用图所示装置除去 Cl2 中含有的少量 HClB用图所示装置制取少量纯净的 CO2 气体C用 FeCl2 溶液吸收 Cl2 选图所示装置D将
15、混有 HCl 的 Cl2 通入饱和 NaHCO3 溶液中除去 HCl解析：Cl2、HCl 都能与 NaOH 溶液反应，A 项错误；纯碱为粉末状，且易溶于水，不能放于带孔的板上，同时制得的CO2中会混有 HCl 和 H2O，B 项错误；Cl2 氧化 FeCl2 生成 FeCl3，洗气时长进短出，C 项正确；HCl 和 NaHCO3 溶液可以反应生成 CO2，引入新杂质 CO2 且 Cl2 也能被饱和 NaHCO3 溶液吸收，D 项错误。答案：C【拓展演练】1(2017 届江西上饶玉山一中月考)向下图装置中缓慢地通入气体 X，若关闭活塞 K，则品红溶液无变化，而澄清石灰水变浑浊；若打开活塞 K，则
16、品红溶液褪色，加热后又恢复红色。据此判断气体 X 和洗气瓶内溶液 Y 分别可能是()。解析：若打开活塞 K，品红溶液褪色，X 气体只可能是 SO2、NO2 或 Cl2。若 X 是 Cl2，打开活塞 K，Cl2 能够使品红溶液褪色，关闭活塞 K，Cl2 通入 Na2SO3 溶液后发生氧化还原反应被吸收，澄清石灰水不变浑浊，故 A 错误；若 X 是 NO2，通入水中反应生成 NO，NO 与澄清石灰水不反应，则澄清石灰水不会变浑浊，故 B 错误；HCl 不会使品红溶液褪色，故 C 错误；关闭活塞 K，若 X 气体为 SO2，通入饱和 NaHCO3 溶液后发生反应放出二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，故
17、 D 正确。答案：D选项ABCDXCl2NO2HClSO2YNa2SO3溶液水Na2SO3溶液饱和NaHCO3溶液2高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂或高容量电池材料。FeCl3 与 KClO 在强碱性条件下反应可制取K2FeO4 。 某学习小组的学生设计了如下装置制取少量的K2FeO4，已知：FeCl3 的沸点为 315 。请根据要求回答下列问题：(1)检查装置的气密性后，应先点燃_(填“A”或“D”)处的酒精灯。(2)B 装置中盛放的试剂是_，其作用是_。(3)C 装置中竖直玻璃管的作用是_。(4)从 D 装置通过导管进入 E 装置的物质是_。(5)E 中可能发生多个反
18、应，其中一个为 Cl22OH=ClClOH2O；制备 K2FeO4 的离子方程式为_。(6)简述 K2FeO4 作为水处理剂的优点：_。解析：(1)检验气密性后，应先点燃 A 处(气体发生装置)的酒精灯，排出装置中的空气，防止空气中的氧气与铁粉反应。(3)由于氯化铁降温后由气态变为固态，有可能堵塞连接 D、E装置的导管，造成危险，故需通过观察 C 装置竖直导管中液面变化判断导管是否堵塞。答案：(1)A (2)饱和食盐水除去 Cl2 中的氯化氢气体(3)便于观察 D、E 装置之间的导管是否堵塞(4)Cl2、FeCl3(6)K2FeO4 具有强氧化性，其被还原产生的 Fe3水解生成的Fe(OH)3
19、 胶体具有净水作用考点二考向1固态与液态物质的制备无机物的制备典例4(2016 年新课标卷)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备。(2)右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度. . .(二)过氧化钙的制备CaCO3白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时
20、溶液呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。溶液pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。(2)过滤时漏斗末端颈尖解析：(1)反应中盐酸过量，且溶液中含有铁离子，因此步骤加入氨水的目的是中和多余的盐酸，沉淀铁离子，即调节应该紧靠烧杯壁，a 错误；滤纸边缘应该低于漏斗，d 错误；用玻璃棒
21、在漏斗中轻轻搅动容易弄碎滤纸，e 错误。(3)步骤中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，溶液中有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性；溶液含有二氧化碳，而过氧化钙能与酸反应，因此将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的 CO2。(5)乙醇易挥发，且与水互溶，过氧化钙在乙醇中的溶解度小，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面的水分。答案：(1)调节溶液 pH 使 Fe3转化为 Fe(OH)3 沉淀过滤分离(2)ade(3)酸除去溶液中溶解的 CO2(4)CaCl2 2NH3H2O H2O2=CaO22NH4Cl 2H2O温度过高时过氧化氢分解(5)去除结晶表面的水分(6)工艺简单、操作方便纯度较低【拓展演练】3
22、制备氮化镁的装置示意图如下：回答下列问题：(1)检查装置气密性的方法是_，a 的名称是_，b 的名称是_。(2)写出 NaNO2 和(NH4)2SO4 反应制备氮气的化学方程式：_。(3)C 的 作用 是 _ ， D 的作用是_，是否可以把 C 与 D 的位置对调，并说明理由：_。(4)写出 E 中发生反应的化学方程式：_。(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象：_。解析：(1)检查装置气密性时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在 G 中加入水)，然后利用热膨胀原理来检验。(2)NaNO2 中 N 元素显3 价，在反应中将(NH4)2SO4
23、 中3 价氮氧化，两者发生归中反应生成 N2，根据电子守恒和质量守恒来配平化学方程式。(3)由于开始装置中含有空气，故利用硫酸亚铁除去空气中的 O2 及反应中生成的氮氧化物；浓硫酸的作用是作吸水剂，将生成的 N2 干燥。(4)镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。(5)Mg3N2 能与水反应生成 NH3，故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有 Mg3N2 生成；金属镁的检验可以通过加入酸来检验。答案：(1)关闭分液漏斗活塞，并在 G 中加入水，微热 b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段稳定的水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶(2)(NH4)
24、2SO42NaNO22N2Na2SO44H2O(3)除去氧气及氮氧化物 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气(4)N23MgMg3N2(5)取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(或把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中还含有未反应的镁考向2有机物的制备步骤 1：在仪器 A 中加入搅拌磁子、12 g 正丙醇及 20 mL水，冰水冷却下缓慢加入 28 mL 浓 H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入 24 g NaBr。步骤 2：如下图所示搭建实验装置， 缓慢加热，直到无油状物馏出为
25、止。步骤 3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3 溶液和12 mL H2O 洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得 1-溴丙烷。(1)仪器 A 的名称是_；加入搅拌磁子的目的是搅拌和_。(2) 反 应 时 生 成 的 主 要 有 机 副 产 物 有 2- 溴 丙 烷 和_。(3)步骤 2 中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_。(4)步骤 2 中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是_。(5)步骤 4 中用 5% Na2CO3 溶液洗涤有机相的操作： 向分液漏斗中小心加入 12 mL 5% Na
26、2CO3 溶液，振荡，_，静置，分液。解析：(2)反应时生成的主要有机副产物有正丙醇发生消去反应生成丙烯、正丙醇分子之间脱水生成正丙醚。(3)步骤 2 中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是降低温度，减少 1- 溴丙烷的挥发。(4) 步骤 2 中发生反应：NaBr CH3CH2BrH2SO4=NaHSO4HBr ，CH3CH2OHHBrH2O，缓慢加热的目的是减少 HBr 挥发。答案：(1)蒸馏烧瓶防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)减少 1-溴丙烷的挥发(4)减少 HBr 挥发(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体【拓展演练】4(2017 届浙江衢州质检)实验室制备一硝基甲苯(
27、主要含邻硝基甲苯和对硝基甲苯)的反应原理、实验装置、相关数据如下：对硝基甲苯邻硝基甲苯实验步骤：配制混酸，组装如图反应装置。取100 mL 烧杯，用10 mL浓硫酸与30 mL 浓硝酸配制混酸，加入恒压滴液漏斗中。把15mL 甲苯(折合质量13.0 g)加入三颈烧瓶中。有机物密度/(gcm3)沸点/式量溶解性甲苯0.866110.692不溶于水，易溶于一硝基甲苯对硝基甲苯1.286237.7137不溶于水，易溶于液态烃邻硝基甲苯1.162222137不溶于水，易溶于液态烃向室温下的甲苯中逐滴加混酸，边滴边搅拌，混合均匀。在 50 60 下发生反应，直至反应结束。除去混酸后，依次用蒸馏水和 10
28、% Na2CO3 溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品。请回答下列问题：(1)配制 40 mL 混酸的操作是_。(2)装置中还缺少_(填仪器名称)。如果温度超过60 ，将会有_(填物质名称)生成。(3)分离粗产品和水的操作方法是_。(4)产品用 10% Na2CO3 溶液洗涤之后，再用蒸馏水洗涤，检验产品是否洗干净的操作是_。(5) 为了得到更纯净的硝基苯 ， 还须先向液体中加入_ 除去水，然后蒸馏，若最终得到产品的质量 为13.70 g，则一硝基甲苯的产率是_。解析：(2)水浴加热时需要控制温度 50 60 左右，应该有温度计测水浴温度，则装置中还缺少温度计；如果温度超过 60 ，一硝基苯
29、会继续被硝化，有二硝基甲苯或三硝基甲苯生成。(3)粗产品和水互不相溶，可通过分液漏斗进行分液分离 。 (4) 反应得到的粗产品中有残留的硝酸及硫酸 ， 用10%Na2CO3 溶液洗涤除去粗产品中残留的酸，之后再用蒸馏水洗涤，如果晶体未洗净含有碳酸根离子，取最后一次洗涤液，向溶液中加入氯化钙，无沉淀生成，说明已洗净。(5)用蒸馏水洗涤后一硝基甲苯中含有水，用无水CaO或CaCl2干燥，然后将较纯的一硝基甲苯进行蒸馏，得到一硝基甲苯。由 于 15 mL 甲 苯 质 量 为 13.0 g ， 根据反应HNO3(浓)H2O，可知一硝基甲苯的质量13713.092g19.36 g，故硝基苯的产率为13.
30、719.36100%70.8%。答案：(1)分别取 30 mL 浓硝酸和 10 mL 浓硫酸，将 30 mL浓硝酸倒入烧杯中，再慢慢沿烧杯内壁注入 10 mL 浓硫酸，边加边搅拌(2)温度计二硝基甲苯或三硝基甲苯 (3)分液(4)取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加氯化钙溶液，无沉淀生成，则说明已洗净(5)CaO 70.8%考点三以“化工流程”为载体的物质制备典例6(2017年北京卷)TiCl4 是由钛精矿(主要成分为 TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯 TiCl4 的流程示意图如下：资料：TiCl4 及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点
31、/58136181(升华)3161412熔点/69 25193304714在TiCl4中的溶解性互溶微溶难溶(1)氯化过程：TiO2 与 Cl2 难以直接反应，加碳生成 CO 和CO2 可使反应得以进行。H1175.4已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g)kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H2220.9 kJmol1沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式：_。氯化过程中 CO 和 CO2 可以相互转化，根据如图判断：CO2 生成 CO 反应的H_0(填“”“”或“”)，判断依据：_。氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的 HCl 和
32、 Cl2 经吸收可得粗盐酸、 FeCl3 溶 液 ， 则 尾 气 的 吸 收 液 依 次 是_。氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗 TiCl4 混合液，则滤渣中含有_。(2)精制过程：粗 TiCl4 经两步蒸馏得纯 TiCl4。示意图如下：物质 a 是_，T2 应控制在_。解析：(1)由已知的两个热化学方程式相加，得到 TiO2(g)图象，随着温度的升高，CO 的物质的量增加，CO2 的物质的量减少，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即H0。除去氯气中混有的 HCl，一般将气体通过饱和食盐水，结合操作目的可知，应先通过饱和食盐水，然后再通入 FeCl2 溶液中。因为生成 CO，说明 C 是过量
33、的，因此滤渣中有 C，固体中还可能含有部分未反应的 TiO2。(2)根据资料，SiCl4 的沸点最低，先蒸馏出来，因此物质 a 为 SiCl4，根据流程目的，为了得到纯净的 TiCl4，温度需控制在大于 136 ，但小于 181 。(175.4 kJmol1)(220.9 kJmol1)45.5 kJmol1。根据2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)HH1H2答案：(1)TiO2(g)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H45.5 kJmol1温度越高，CO 的物质的量越多而 CO2 的物质的量越少，说明 CO2 生成 CO 的反应是吸热反应，所以H0饱和食
34、盐水、氯化亚铁溶液TiO2 和 C(2)SiCl4136 181 【拓展演练】5(2017 届湖北八校联考)我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源进行回收利用：已知：Ksp(MnS)2.51013，Ksp(ZnS)1.61024Mn(OH)2 开始沉淀时 pH为 8.3，完全沉淀的 pH为 9.8(1)碱性锌锰干电池是以锌粉为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为 2MnO2Zn2KOH=2MnOOHK2ZnO2，请写出电池的正极反应式：_。(2)为了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有_。(写一条即可)(3)向滤液 1 中加入 Mn
35、S 的目的是_。(4)已知 MnSO4 的溶解度曲线如图所示，从滤液 2 中析出MnSO4H2O 晶体的操作是蒸发结晶、_、洗涤、低温干燥。MnSO4 溶解度曲线实验编号试剂 XMnSO4/g1锌粉2.42铁粉2.73FeS 粉末3.0430%过氧化氢3.7(5)为了选择试剂 X，在相同条件下，分别用 3 g 碳包进行制备 MnSO4 的实验，得到数据如表，请写出最佳试剂 X 与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式：_。(6)工业上经常采用向滤液 2 中加入 NaHCO3 溶液来制备MnCO3，不选择 Na2CO3 溶液的原因是_。(7)该科研小组利用 EDTA(乙二胺四乙酸二钠，阴离子简写为
36、Y2)进行络合滴定测定 Mn2在电池中的百分含量，化学方程式可以表示为 Mn2Y2=MnY。实验过程如下：准确称量一节电池的质量平均为 24.00 g，完全反应后，得到 200.00 mL 滤液 2，量取 10.00 mL 滤液 2 稀释至 100.00 mL，取 20.00 mL 溶液用 0.0500 molL1 EDTA 标准溶液滴定，平均消耗标准溶液 22.00 mL，则该方案测得 Mn 元素的百分含量为_。(保留 3 位有效数字)解质时发生的电极反应为Zn4OH2e=ZnO2 2H2O，MnOOHOH。(3)滤液1含有Zn2+，加入MnS可以生成ZnS解析：(1)锌粉为负极，发生氧化反
37、应，氢氧化钾溶液为电用电池总反应 2MnO2Zn2KOH=2MnOOHK2ZnO2减去负极电极反应，即得电池的正极反应式：MnO2H2Oe=沉淀，再通过过滤即可除去。(4)由 MnSO4 的溶解度曲线可知MnSO4H2O 在温度超过 40 后溶解度随温度的升高而降低，则将滤液 2 溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥防分解即可得到 MnSO4H2O 晶体。(5)由表中数据可知，选用 30%2答案：(1)MnO2H2Oe =MnOOHOH(2)适当的升温(或搅拌)(3)将溶液中的 Zn2转化为 ZnS 沉淀而除去(4)趁热过滤(5)H2O2 MnO2 H2SO4=MnSO4 2H2O O2或 H2O22MnOOH2H2SO4=2MnSO44H2OO2(6)Na2CO3 溶液的碱性强，容易产生 Mn(OH)2 沉淀(7)25.2%
