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重点突破(二) 工艺流程中产物的确定及化学方程式的书写
流程中的产物确定及化学方程式的书写是每年必考的题点,解题的关键是根据流程中的转化关系及反应现象来确定产物(包括滤渣、循环物质、副产品等)。通过各种产物确定反应过程中有无电子的转移,进一步确定反应的类型是非氧化还原反应还是氧化还原反应,再利用相关的原理配平相关方程式即可。
命题点(一) 工艺流程中的物质确定
1.循环物质的确定
2.副产品的确定
3.滤渣成分的确定
(1)过量的反应物。
(2)原料中不参与反应的物质。
(3)由原料转化的生成物。
(4)由杂质转化的沉淀物。
[迁移应用]
1.一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
MgO+C+Cl2MgCl2+CO
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
解析:选D 苦卤水中含有大量镁离子,加入生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁,生石灰来源丰富、价格便宜,常用来做沉镁的沉淀剂,A说法正确;镁为活泼金属,工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁,B说法正确;根据题给流程图可知,“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁,“氯化”过程中,加入碳和氯气与氧化镁反应,生成无水氯化镁和一种气体,根据原子守恒和化合价升降相等可得反应的化学方程式为MgO+C+Cl2高温,MgCl2+CO,C说法正确;向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸,得到氯化镁溶液,由于镁离子会发生水解反应Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+,直接蒸发MgCl2溶液,生成的HCl挥发,最终得到的是氢氧化镁,而不是无水氯化镁,D说法错误。
2.硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素,可以形成众多的化合物。回答下列问题:
(1)硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物。乙硼烷(B2H6)是最简单的硼烷。可以在乙醚介质中使用LiAlH4(离子化合物)还原BCl3获得,LiAlH4的电子式是________________,制备乙硼烷的化学方程式为________________________________________________。
(2)工业利用硼矿石(2MgO·B2O3)制备单质B并联产轻质MgO的流程如下:
硼酸(H3BO3)的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
80
溶解度/g
2.77
3.65
4.87
6.77
8.90
23.54
①为了加快硼矿石与Na2CO3溶液和CO2的反应速率,可以采取的措施有__________________________________(填一种)。
②操作1是____________________________,整个流程中可循环利用的物质是________。
③制备B发生反应的化学方程式是________________________________________,过程中易生成金属硼化物杂质。该杂质的化学式是__________。
解析:(1)LiAlH4属于离子化合物,是由Li+和AlH组成,其电子式为;制备乙硼烷,是用LiAlH4和BCl3反应得到,即化学方程式为3LiAlH4+4BCl3===2B2H6+3LiCl+3AlCl3。(2)①为了加快硼矿石与Na2CO3和CO2的反应速率,可以采取的方法是将矿石粉碎或提高反应温度或搅拌。②硼酸的溶解度随温度升高而升高,根据流程,操作1是从溶液中获得H3BO3固体,采取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;根据流程,轻质碳酸镁受热分解成MgO和CO2,循环使用的物质是CO2。③制备单质B,利用Mg的强还原性,将B2O3中的B还原出来,其反应方程式为3Mg+B2O32B+3MgO;过程中易生成金属硼化物,即B与Mg反应生成Mg3B2。
答案:(1) 3LiAlH4+4BCl3===2B2H6+3LiCl+3AlCl3 (2)①将矿石粉碎或提高反应温度或搅拌 ②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 CO2
③3Mg+B2O32B+3MgO Mg3B2
3.(2022·全国甲卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
离子
Fe3+
Zn2+
Cu2+
Fe2+
Mg2+
Ksp
4.0×10-38
6.7×10-17
2.2×10-20
8.0×10-16
1.8×10-11
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_________