专题七 化学与技术(选修2)
真题试做
1．(2012课标全国理综，36)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：
(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是____________________________、__________________________，反射炉内生成炉渣的主要成分是____________；
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是__________________________________、________________________________；
(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极______(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________。
硫酸铜溶液
2．(2011课标全国，36)普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是______________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为__________________________________________。
(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是________________________；
②喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理____________________、__________________。
(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①FeTiO3＋C＋Cl2TiCl4＋
FeCl3＋CO
②TiCl4＋O2TiO2＋Cl2
3．(2010课标全国理综，36)水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：
(1)天然水中溶解的气体主要有________、________；
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是______________________________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是______________________________________________；
(3)水的净化与软化的区别是______________________________________；
(4)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1，则此水的硬度为________；
(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)＝8×10－4 mol·L－1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2________ g，后加入Na2CO3________ g。
考向分析
通常选取某一化工生产作为核心，如金属的冶炼、合成氨工业、硝酸工业、硫酸工业、氯碱工业、纯碱工业、水的处理等，以此来考查工作原理、设备结构、绿色工艺等问题。特别加大了对材料、能源、环保的考查力度。
热点例析
热点一、水资源的开发利用
【例1】(2012吉林长春调研，36)南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示水的硬度为28°(属于硬水)，主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题：
(1)该泉水属于________硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2＋、Mg2＋可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加________，后加________，原因是__________________________________________。
(3)目前常用阳离子交换树脂如NaR、HR来进行水的软化，若使用HR作为阳离子交换树脂，则水中的Ca2＋、Mg2＋与交换树脂中的______起离子交换作用。若使用NaR作为阳离子交换树脂，失效后可放入5%～8%__________溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：
①阳离子交换膜是指____________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式：__________________________；阴极区的现象是____________________________________________。
归纳总结 此部分知识常从以下几个方面进行考查：
(1)天然水的净化——混凝法
①常见混凝剂：明矾、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
②混凝法净水流程：混凝沉淀―→过滤―→杀菌。
③注意：明矾净水是把水中悬浮的杂质，通过胶体聚沉，使浑水变清水，而漂白粉、氯气、臭氧所起的作用是杀菌消毒。
(2)硬水的软化——加热法、药剂法、离子交换法
①加热法只能软化Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的暂时硬度的水，常见的考查形式是化学方程式的书写及水垢的形成。
②药剂法：常用药剂Na2CO3和CaO等，药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序。
③离子交换法。
(3)海水淡化——蒸馏法、电渗析法、膜分离(反渗)法等。
注意硬水软化只是除去水中的Ca2＋、Mg2＋，水中的电解质浓度可能不减小，如用离子交换树脂NaR进行硬水软化，最后水中Ca2＋、Mg2＋浓度减少，但Na＋浓度增大；而海水淡化是降低海水中的电解质浓度。
即时训练1 下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：
活性炭的作用是______________________；O3消毒的优点是____________________；A、B中放置的物质名称分别是A__________________、B____________________。
热点二、化学资源的开发利用
【例2】空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：
(1)溴在周期表中位于第______周期第________族。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是__________________________。
(3)步骤④利用了SO2的还原性，反应的离子方程式为________________________。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因____________________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是____________。
(6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴，而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”后再蒸馏，这样操作的意义是__________________________
_____________________________________________________。
规律方法 从海水中提取矿物质最重要的一步就是矿物质的富集，如食盐(蒸发)、Mg[Mg2＋→Mg(OH)2→MgCl2]、Br2(Br－→Br2→Br－→Br2)。
热点三、化学与工农业生产
【例3】(2012湖北武汉四月调研，36)化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
(1)普钙是磷肥，它的有效成分是________________________(写化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为__________________、__________________。
(3)农谚说的“粪和肥，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：__________________________。
(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3，已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的____________%。
(5)合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：
从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
名师点拨 (1)常见的工业生产流程的主线和核心：
规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。
(2)解题思路：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题模式与要点。
即时训练2 下图表示某些化工生产的流程(部分反应条件和产物略去)。
(1)反应Ⅰ需在400～500 ℃进行，其主要原因是________________________________。
(2)H转化为N的过程中，需要不断补充空气，其原因是____________。
(3)写出反应Ⅲ的化学方程式__________________________________________________。
(4)工业上，向析出K的母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却后可析出副产品。通入氨气的作用是____________(填序号)。
a．增大NH的浓度，使J更多地析出
b．使K更多地析出
c．使K转化为M，提高析出的J的纯度
(5)写出上述流程所涉及的化学工业的名称____________________________________。
热点四、化学与材料的发展
【例4】(2012湖北黄冈等八校一次联考，36)近年来我国光纤光缆快速发展产生了对光纤预制棒的迫切需求。光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目，是制造石英系列光纤的核心原材料。
(1)光纤预制棒的主要成分是__________________，如果把光缆裸露在碱性土壤中，结果会短路，用离子方程式说明原因________________________________________。
(2)石英用途广泛，下列说法正确的是( )。
A．制备石英玻璃用来制造耐高温的化学仪器
B．可用作吸附剂或催化剂载体
C．工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品
D．制备各种各样的陶瓷制品，如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等
(3)晶体硅是电子工业的重要材料，工业上大量的晶体硅通常是由石英为原料制备得到
第一步 碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)
第二步 粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃)
第三步 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅
相关信息如下：
a．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
b．有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔点/℃
－70.0
－107.2
—
—
—
升华温度/℃
—
—
180
300
162
①写出获得粗硅的化学方程式____________________________________。
②第二步获得的粗产品经冷却后再通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外，还可能含有的杂质元素是__________(填写元素符号)。
③第三步中用SiCl4与过量干燥的H2反应制备纯硅，为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________________，原因是________________________________________。
归纳总结 炼铁、炼铝比较
炼铁
炼铝
原理
在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来
电解熔融的氧化铝
阳极：6O2－－12e－===3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
原料
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝
设备
炼铁高炉
电解槽
主要化
学反应
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2Al2O34Al＋3O2↑
即时训练3 钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应，在____________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时，除磷的化学方程式为________________________；加入硅、锰和铝的目的是______________________。
(3)不锈钢含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入，原因是________________________。
(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作________。
误区警示
1．石油分馏是物理变化，石油裂化、裂解及煤的干馏、液化、气化都属于化学变化。
2．在吸收塔内常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，是由于水与SO3反应易形成酸雾，且吸收速度慢，腐蚀设备。
3．电解冶炼Al，阳极碳需要定期更换，因为阳极生成氧气会与碳反应。
4．混淆纯碱的生产原理：氨碱法生产纯碱与联合制碱法(侯氏制碱法)生产纯碱反应原理相同，均是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，只是原料气的来源不同。
5．混淆硬水、软水、蒸馏水的区别：硬水与软水中Ca2＋、Mg2＋浓度不同，可以用肥皂水、纯碱鉴别；而蒸馏水与软水的区别是水中电解质的浓度不同，可以导电能力的大小进行鉴别。
1．(2012河南开封二模，36)过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂，可用于甲型H1N1流感消毒，为了贮存运输和使用的方便，工业上采用“醇析法”，将它转化为固态的过碳酸钠晶体(2Na2CO3·3H2O2)，该晶体具有Na2CO3和Na2O2的双重性质，工业“醇析法”的生产工艺过程如下：
回答下列问题：
(1)过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为______________________________。
(2)反应温度控制在0～5 ℃时进行的理由是____________________________________。
(3)稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住，该反应的化学方程式为__________________。
(4)加入异丙醇的作用是____________________________________________________。
(5)下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是________。
a．FeCl3 b．Na2S c．CH3COOH d．NaHCO3
(6)根据题中有关信息，请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意(至少两项)：______________________________________________________________________________。
(7)某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，则发生反应的离子方程式为________________________________________________________。有同学认为：溶液褪色的原因是过氧化氢溶液具有强氧化性将高锰酸钾溶液漂白。你认为该结论是否正确______。理由是____________________________________________。
2．(2012湖北八市联考，36)自来水生产的流程示意图见下：
(1)混凝剂除去悬浮物质的过程________(填写序号)。
①只是物理变化
②只是化学变化
③是物理和化学变化
FeSO4·7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成________________沉淀。
(2)氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大)。
Cl2＋H2OHCl＋HClO K＝4.5×10－4
使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：__________________。
下列物质中，__________可以作为氯气的代用品(填写序号)。
①臭氧 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
(3)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有______离子交换树脂和________离子交换树脂的离子交换柱(填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为R′OH型)。
(4)测定水中的溶解氧：量取40 mL水样，迅速加入MnSO4和KOH混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振荡使完全反应。打开塞子，迅速加入适量硫酸溶液，此时有碘单质生成。用0.010 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定生成的碘，消耗了6.00 mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中，氧气能迅速氧化Mn2＋，生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质，本身重新还原为Mn2＋。
上述过程发生的反应可表示为：2Mn2＋＋4OH－＋O2===2MnO(OH)2 MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===I2＋Mn2＋＋3H2O I2＋2S2O===2I－＋S4O
则水中的溶解氧量为__________mg·L－1。
3．(2012山东青岛质检，31)碘酸钾是一种白色结晶，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘；在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560 ℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：6I2＋11KClO3＋3H2O===6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。
试回答下列问题：
(1)步骤①反应器发生的反应中，转移电子总数为______；
(2)步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是________________________；
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为________________；
(4)步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH，反应的化学方程式为__________________________________。
4．Ⅰ.目前，我国采用“接触法”制硫酸，设备如图所示：
(1)图中设备A的名称是__________，该设备中主要反应的化学方程式为________________________。
(2)有关接触法制硫酸的下列说法中，不正确的是______。
A．二氧化硫的接触氧化在接触室中发生
B．吸收塔用浓度为98.3%浓硫酸吸收三氧化硫
C．煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失2%
D．B装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率
E．硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
(3)科研工作者开发了制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如图。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为______。
Ⅱ.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：____________________________________________________。
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：____________________；__________________________。
(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”中CO2来源于__________，“氨碱法”中CO2来源于_________________________________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2 2FeS＋3O22FeO＋2SO2 FeSiO3
(2)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
(3)c Cu2＋＋2e－===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解液中
解析：(1)抓住信息黄铜矿先与空气中的氧气反应生成CuS和FeS，然后FeS又与氧气反应生成低价氧化物FeO和SO2，配平即可；炉渣为FeO和SiO2反应生成的FeSiO3；(2)依据信息第一个反应为Cu2S与氧气反应生成Cu2O，依据元素守恒和得失电子守恒可知还应生成SO2；第二个反应Cu2S与Cu2O反应生成Cu，依据元素守恒可知还应生成SO2；(3)电解精炼铜，粗铜为阳极，接电源正极，所以c为阳极、d为阴极，d发生得电子的反应Cu2＋＋2e－===Cu；Au、Ag排在金属活动顺序Cu的后面，不能失电子以单质的形式存在阳极泥中，Fe排在Cu之前，在阳极失电子，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，但Fe2＋在阴极不能得电子，故以Fe2＋的形式存在溶液中。
2．答案：(1)明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损
②Zn(C2H5)2＋H2O===ZnO＋2C2H6↑ ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O
(3)①2 6 7 2 2 6
②1 1 1 2
解析：(1)因为明矾中的铝离子发生水解，使溶液显酸性，在酸性条件下纤维素发生水解；加入碳酸钙可以与氢离子反应，调节溶液的pH。(2)因为纤维素在碱性溶液中也会发生水解，故加入的碱溶液的量不容易控制，因为Zn(C2H5)2与水反应生成ZnO和乙烷，而生成的ZnO会与溶液中的氢离子发生反应，故可消除酸腐蚀。(3)方程式①的配平可以通过观察，根据氯原子的个数，采用“奇数配偶法”，先配平氯化铁的化学计量数是2，后配平FeTiO3的化学计量数是2，再确定TiCl4的化学计量数是2，最后确定氯气的化学计量数是7，根据氧原子守恒配平剩余物质的系数；方程式②的配平方法比较容易，观察法即可配平。
3．答案：(1)O2 CO2
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任填两种) 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中胶体杂质的稳定性，使其聚沉，达到净化目的
(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子
(4)10°
(5)740 1 484
解析：(1)天然水中溶解的气体主要是空气，空气由N2、O2、CO2、水蒸气等气体组成。
(2)混凝剂的作用是净化水，即除去水中悬浮的杂质，能作混凝剂的物质为铁盐或铝盐，其净水原理是应用Al3＋(或Fe3＋)的水解，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，由于生成的胶体中胶粒有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，并且金属氢氧化物形成的胶粒吸附阳离子后带正电荷，破坏天然水中胶体杂质的稳定性，达到净水的目的。
(4)取1 L该硬水，其中n(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol，m(CaO)＝1.2×10－3 mol×56 g·mol－1＝6.72×10－2 g，则由CaO引起的硬度为＝6.72°，该硬水中n(Mg2＋)＝6×10－4 mol，m(MgO)＝6×10－4 mol×40 g·mol－1＝2.4×10－2 g，则由MgO引起的硬度为≈3.38°，则此水的硬度为6.72°＋3.38°＝10.1°，约为10°。
(5)10 m3天然水中，n(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝12 mol，n(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝6 mol，n(HCO)＝8×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝8 mol，应用石灰纯碱法软化硬水生成的沉淀为Mg(OH)2和CaCO3，其中发生的离子反应方程式为HCO＋OH－===CO＋H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋CO===CaCO3↓，设加入Ca(OH)2的物质的量为x，Na2CO3的物质的量为y，则反应体系中n(Ca2＋)＝12 mol＋x，n(OH－)＝2x，n(CO)＝y，可得如下方程组
求得x＝10 mol，y＝14 mol，所以m[Ca(OH)2]＝10 mol×74 g·mol－1＝740 g，m(Na2CO3)＝14 mol×106 g·mol－1＝1 484 g。
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【例1】 答案：(1)永久
(2)石灰 纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
(3)H＋ NaCl
(4)①B ②2Cl－－2e－===Cl2↑ 电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色沉淀
解析：(1)暂时硬水含有HCO；(4)与电源正极相连的是阳极，阴离子向阳极移动，A为阴离子交换膜，溶液中Cl－失电子生成Cl2；B为阳离子交换膜，阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2＋2OH－。
【即时训练1】 答案：吸附水中的有机物(或除去水中的异味) 反应产物无毒无害 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
解析：因为要制备去离子水，所以A、B应该除去溶液中的酸根阴离子和金属阳离子，只能用离子交换树脂。
【例2】 答案：(1)4 ⅦA
(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(3)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
(4)温度过高，产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低
(5)分液漏斗
(6)“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高，消耗能源更少，成本降低
解析：(2)要从氯气的化学性质方面进行考虑；(4)要从水、溴的沸点及蒸馏效率的角度分析；(5)分离互不相溶的两种液体应该用分液方法。
【例3】 答案：(1)Ca(H2PO4)2·H2O[或Ca(H2PO4)2]
(2)2NH3＋CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4===H2NCONH2＋H2O
(3)粪尿中的尿素在尿酶的作用下腐熟时产生碳酸铵，碳酸钾受潮后使土壤呈碱性，它们相互反应使肥效降低
(4)53.1
(5)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放
解析：(4)设有x mol氨气生成硝酸，则生成n(HNO3)＝96%×92%×x mol＝0.883 2x mol，依NH3＋HNO3===NH4NO3可知与硝酸反应的n(NH3)＝n(HNO3)＝0.883 2x mol，所以参加反应的全部n(NH3)＝x mol＋0.883 2x mol＝1.883 2x mol，制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的质量分数＝×100%＝53.1%。
【即时训练2】 答案：(1)此温度下催化剂活性最高
(2)使NO不断转化为NO2，提高原料利用率
(3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
(4)ac
(5)合成氨工业、氨催化氧化法制硝酸、联合制碱法(侯氏制碱法)
解析：A为O2、B为N2、C为H2、D为CO、E为NH3、G为NO、H为NO2、N为HNO3、L为NH4NO3、F为CO2、K为NaHCO3、J为NH4Cl。(2)NO2与水反应生成NO；(4)NH3与NaHCO3反应生成溶解度大的Na2CO3，同时生成NH使NH4Cl(s)NH(aq)＋Cl－(aq)左移，所以a、c正确，b错误。
【例4】 答案：(1)SiO2 SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(2)AD
(3)①SiO2＋2CSi＋2CO↑
②Al、P、Cl
③排尽装置中的空气，确保产生干燥的H2气流 以防H2、O2混合物受热不安全及高温下Si被氧化
解析：(1)由光导纤维的主要成分SiO2可知光纤预制棒的主要成分；(3)②由表中所给信息FeCl3的沸点高于SiCl4，AlCl3、PCl5的升华温度也高于SiCl4的沸点，所以残留物中含有AlCl3、PCl5；③因为氢气是可燃性气体，要从安全角度分析。
【即时训练3】 答案：(1)炉身 炉腰
(2)2P＋5FeO＋3CaOCa3(PO4)2＋5Fe 脱氧和调整钢的成分
(3)后 避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO 燃料(或还原剂)
解析：本题化工工艺要求高，但知识落点低，可结合基本的化学反应原理回答。
(1)炼铁高炉内，铁矿石的还原和生铁的生成，分别在炉身和炉腰部分。
(2)除磷的反应是FeO氧化P成P2O5，再与CaO生成Ca3(PO4)2，形成炉渣。炼钢时加入硅、锰等目的是除去过量的氧，调整钢中的硅、锰含量。
(3)加Cr是为了改变合金成分，若在氧吹前加Cr，则Cr会被氧化除去，故应在氧吹后加入。
(4)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体，会污染大气，应回收利用，可用作燃料或作还原剂。
创新模拟·预测演练
1．答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑
(2)在低温下H2O2与2Na2CO3·3H2O2稳定(不易分解)且2Na2CO3·3H2O2的溶解度小
(3)MgCl2＋Na2SiO3===MgSiO3↓＋2NaCl
(4)降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体析出
(5)d
(6)密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质(写出其中两项即可)
(7)5H2O2＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O 不正确 上述反应中过氧化氢作还原剂，表现了还原性
解析：(2)温度低应从反应物或生成物的稳定性及所给信息“过滤得过碳酸钠晶体”的角度分析；(3)抓住“稳定剂(MgCl2、Na2SiO3)能相互反应，生成一种不溶物”分析；(5)FeCl3、CH3COOH均与Na2CO3发生复分解反应、作H2O2分解的催化剂；Na2S具有还原性与H2O2发生氧化还原反应，只有d符合。(6)从Na2CO3的性质分析(与酸及水解显酸性的盐反应)、从H2O2的性质(不稳定性及强氧化性)分析。
2．答案：(1)③ Fe(OH)3
(2)由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充HClO ①③
(3)阳 阴
(4)12.0
解析：(1)混凝剂一般溶于水水解生成胶体(化学变化)，胶体吸附水中悬浮杂质(物理变化)形成沉淀；(2)具有强氧化性且能杀菌消毒的有臭氧、K2FeO4；(3)先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2沉淀而影响树脂交换效果；(4)依据方程式可知O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，n(O2)＝n(S2O)＝×0.010 mol·L－1×0.006 L＝1.5×10－5mol,1 L水中溶解的n(O2)＝1.5×10－5 mol×25＝3.75×10－4 mol，m(O2)＝3.75×10－4 mol×32 g·mol－1＝1.2×10－2 g。
3．答案：(1)60
(2)HI具有还原性，能将已生成的碘酸氢钾还原
(3)Cl2及Cl2与KOH反应生成的KClO，能将KIO3氧化成KIO4
(4)KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O
解析：(1)标化合价看价变化：2―→KH(O3)2，I化合价升高5×2×6＝60；(3)结合信息“碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾”回答；(4)由KH(IO3)2―→KIO3即可写出此反应方程式。
4．答案：Ⅰ.(1)沸腾炉 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
(2)DE
(3)16∶29
Ⅱ.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)NH3＋H2O＋CO2＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)合成氨厂 煅烧石灰石
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