高二化学数形结合思想在化学

高二化学数形结合思想在化学内容摘要：

（ 5）取滤液 B 100 mL,加入 1 mol/L盐酸 200 mL，沉淀量达到最大且质量为 g。 则滤液 B中c( )= , c(Na+) 2 mol/L(填“ ” 、 “ =” 或 “ ” )。 2lOA解析 首先明确铝土矿的组成，根据组成物质的性 质了解流程中所加药品和操作的目的，比较每一 步骤反应前后物质组成的变化和相关化学方程 式，最后形成整体思维。 （ 1）铝土矿溶解在过量稀硫酸溶液中，过滤后得 到的滤渣是 SiO2，滤液为 Al2(SO4) H2SO Fe2(SO4)3的混合液。 因 Al3+、 Fe3+能水解产生具有 吸附作用的 Al(OH) Fe(OH)3胶体，具有净水作 用。 向 Al2(SO4) H2SO Fe2(SO4)3的混合液中加 入过量 NaOH时， Al2(SO4)3转化为 NaAlO2， Fe2(SO4)3转化为 Fe(OH)3，经过滤后得到滤渣 Fe(OH)3。 滤液 B中含有 NaAlO2，向滤液 B中通入 过量 CO2时，生成 Al(OH)3和 NaHCO3，经过滤后得 到固体 C［ Al(OH)3］和含有 NaHCO Na2SO4的 滤液 C。 （ 2）在坩埚中灼烧 Al(OH)3得到 Al2O3。 （ 3）电解熔融的 Al2O3得到 Al和 O2。 （ 4） NaHCO Na2SO4的混合溶液中，根据电荷守恒有：c(Na+)=2c( )+2c( )+c( )+c(OH)c(H+)。 24SO 23CO 3HCO（ 5）滤液 B为含有 NaOH、 NaAlO Na2SO4的混 合溶液，加入盐酸生成 Al(OH)3 g，即 n（ NaAlO2） = mol,c( )= mol/L。 NaOH、NaAlO2都转化为 NaCl，再加上 Na2SO4的量，故c(Na+)2 mol/L。 2lOA答案 (1)Al3++3H2O Al(OH)3(胶体 )+3H+、 Fe3++3H2O Fe(OH)3（胶体） +3H+ （ 2）坩埚 （ 3） 2Al2O3(熔融 ) 4Al+3O2↑ （ 4） +CO2+2H2O Al(OH)3↓+ 2c( )+2c( )+c( )+c(OH)c(H+) (5) mol/L 2AlO 3HCO24SO 23CO 3HCO迁移应用 、强度高、耐高温、抗腐蚀性 强等优点，在现代科学技术上有着广泛的用途。 工业上常用钛铁矿（主要成分为 FeTiO3，同时含 有铁的氧化物）为原料，经过一系列反应来制得 钛，其流程大致如下： 回答下列问题： （ 1）操作（ Ⅰ ）中 Fe的作用是 ，离子反应方程式为。 （ 2）操作（ Ⅱ ）的名称是 ，得到的浅绿色晶体的化学式为。 （ 3）将高压水蒸气通入溶液 2中的作用是。 （ 4）写出反应④总的化学方程式（最终 Ti的化合价不变）：。 （ 5）写出反应⑤的化学反应方程式： ， 通入氩气的作用是。 （ 6）根据所提供的有关信息，你认为钛的用途之一是（指尖端科学技术）。 解析 （ 1）由题意知钛铁矿中含有铁的氧化物， 且铁的氧化物溶解在酸中的过程中容易被氧气氧 化成 Fe3+，因此，操作（ Ⅰ ）中加入铁粉的目的是还原 Fe3+，反应的离子方程式为 Fe+2Fe3+ 3Fe2+，同时过量的铁粉可以消耗过量的硫酸： Fe+2H+ H2↑+Fe 2+。 （ 2）由图示转化关系可知通过操作（ Ⅱ ）从滤液中得到了浅绿色晶体和溶液 2，所以此操作是结晶或重结晶和过滤，此晶体是 FeSO4 7H2O。 （ 3）由图示转化关系分析可知溶液 2是钛的硫酸盐，向其中通入高压水蒸气后得到的沉淀是Ti(OH)4，在此过程中钛的硫酸盐发生了水解反 全水解生成沉淀。 （ 4） TiO2与氯气、焦炭反应，得到的一种产物是水煤气的主要成分，则此产物应是 CO，另一种产物应该是 Ti的氯化物，并且 Ti的化合价不变，应是TiCl4，由此可以推断出反应的总方程式为：TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO。 （ 5） TiCl4与 Mg通过反应⑤生成了 Ti，由元素守恒可知另一种产物应该是 MgCl2，所以反应的化学方程式为 TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2；反应过程中通入氩气的目的是作保护气。 （ 6）由题意知 Ti具有密度小、强度高、耐高温、抗腐蚀性强等优点，所以钛可以用作航天材料或潜艇材料。 答案 （ 1）还原 Fe3+ Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+2H+ H2↑+Fe 2+ （ 2） (重 )结晶、过滤 FeSO4 7H2O （ 3）促进 Ti4+完全水解生成沉淀 （ 4） TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO （ 5） TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2 保护气作用 （ 6）制造潜艇或用作航天材料等 MgO和 Al2O3，某厂用蛭石 （主要成分为： MgO、 Fe2O Al2O SiO2）作 原料生产耐火材料。 化学课外小组同学用蛭石进 行了以下实验： Ⅰ .查阅资料得知 mol/L的离子浓度时，氢氧化 物沉淀时的 pH为 氢氧化物 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀 时的 pH 开始溶解： 完全沉淀 时的 pH 完全溶解： Ⅱ .实验流程如下（固体 A、 F为一种成分）： 请回答以下问题： （ 1）写出下列物质化学式： 试剂 Ⅰ。 固体 F。 （ 2）步骤② B生成 C的离子方程式为。 （ 3）要保证固体 D杂质尽量少，步骤②调节溶液的 pH合理范围是。 ~13 ~ ~ (4)固体 D可用来生产合成氨的表 面催化剂。 右图表示无催化剂时 NH3的百分含量随时间变化曲线， 请在图上用虚线画出有催化剂时的曲线。 （ 5）已知： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Δ H=a kJ/mol 2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) Δ H=+b kJ/mol 则 NH3被 O2氧化为 N2和 H2O的热化学方程式为。 答案 （。