1、章末（八）章末（八）化学素材与命题架构化学素材与命题架构 【最新素材一】 用途广泛的钡矿石：毒重石 中国科学院地球化学研究所博士后吕志成在研究中发现，我国南秦岭存在世界上 最大的毒重石成带矿，在该毒重石矿石中首次找到了完整的生物成因重晶石，这 一新的发现为区域毒重石矿床的成因认识提供了直接证据，有关专家经确认后指 出，南秦岭毒重石这类矿石在国外尚未发现，仅为我国独有。 毒重石是除重晶石外，自然界另一种主要含钡矿物，具有比重大、硬度低、吸收 X 射线和射线等特性，广泛应用于油气钻探、化工、轻工、冶金、建材、医药等 工业部门，特别是化工产品。 钡水泥：毒重石可用作钡水泥原料，比普通硅酸盐水泥及用重
2、晶石为钡源的烧成 水泥熟料温度低 100200 ，且无需任何还原条件及脱硫措施，制备方法简单。 硅钡合金：以毒重石为原料采用碳热法冶炼制备硅钡合金，该法原理基于碳酸钡 与二氧化碳和碳的相互反应。 净化盐水处理剂：毒重石研磨加入粗盐水中，与其中的 Ca2 、SO2 4生成沉淀物， 从而除去这些离子，达到精制盐水的目的，净化后的盐水或卤水可供氯碱工业及 精制盐工业用。 玻璃和陶瓷行业：毒重石用作熔剂拼料，能减小气孔和气泡，扩大烧结范围，增 加膨胀系数和可浇铸性。 氧化铝生产：以毒重石为原料，采用特殊工艺过程合成铝酸钡，以此作为净化添 加剂，可降低净化费用，同时溶液净化后产生的沉淀还可有效回收。 【
3、命题架构】 1.(分离提纯) 氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域。用毒重石(主要成分为 BaCO3)制备氯化钡晶体工艺流程如图： (1)毒重石要进行粉碎的目的是_。若所得滤液 1 仍浑浊，则应采取的操作 是_。 (2)滤液 2 中可循环利用的物质除水外还有_。洗涤氯化钡晶体最适宜的洗 涤剂是_(选填字母)。 A.30 水B.30 饱和氯化钠溶液 C.30 饱和氯化钡溶液 (3)滤渣水洗的目的是_和_。 解析(1)毒重石要进行粉碎能增大和盐酸的接触面积加快反应速率，滤液浑浊说 明还有不溶性固体杂质再过滤。(2)碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡和水还有二氧 化碳，故滤液 2 是氯化钡的水溶
4、液；氯化钡溶于水，30 饱和氯化钡溶液不能再 溶解氯化钡， 但 30 水和 30 饱和氯化钠溶液都能溶解氯化钡， 只能选择 30 饱和氯化钡溶液洗涤氯化钡晶体。(3)氯化钡属重金属盐对生产和生活不利，水洗 滤渣既可提高产率又可减少污染。 答案(1)增大与反应物接触面积使反应更加充分重新过滤 (2)BaCl2C (3)提高原料的利用率(或提高产率)减少可溶性重金属钡盐对环境的污染 测试方向： 必考：2(3)了解饱和溶液的概念。 必考：5(1)、(5)了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法；掌握常见物 质分离和提纯的方法。 2.化学工艺(除杂、滴定) 毒重石的主要成分 BaCO3(含 Ca2
5、、Mg2、Fe3等杂质)，实验室利用毒重石制备 BaCl22H2O 的流程如下： (1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_ _。 实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸， 除量筒外还需使用下列仪器中的_。 a.烧杯b.容量瓶c.玻璃棒d.滴定管 (2) Ca2 Mg2 Fe3 开始沉淀时的 pH11.99.11.9 完全沉淀时的 pH13.911.13.2 加 入 NH3H2O 调 节 pH 8 可 除去 _( 填 离子 符 号 ) ， 滤渣 中 含 _( 填 化 学 式 ) 。 加 入 H2C2O4时 应 避 免 过 量 ， 原 因 是 _ _。 已知：Ksp(BaC2O4)1.610 7
6、，Ksp(CaC2O4)2.3109 (3)利用间接酸碱滴定法可测定 Ba2 的含量，实验分两步进行。 已知：2CrO2 42H =Cr2O2 7H2OBa2 CrO2 4=BaCrO4 步骤 移取 x mL 一定浓度的 Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用 b molL 1 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为 V0mL。 步骤：移取 y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入 x mL 与步骤 相同浓度的 Na2CrO4溶液，待 Ba2 完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用 b molL1 盐酸标准液 滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为 V1mL。 滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，
7、“0”刻度位于滴定管的_(填“上方” 或“下方”)。 BaCl2溶液的浓度为_ molL 1， 若步骤中滴加盐酸时有少 量待测液溅出，Ba2 浓度测量值将_(填“偏大”或“偏小”)。 解析(1)充分研磨可以增大反应物的接触面积，增大反应速率；因为配制的盐酸 溶液浓度为质量分数，可以计算出浓盐酸的体积和水的体积，所以使用烧杯作为 容器稀释，玻璃棒搅拌。(2)根据流程图和表中数据，加入 NH3H2O 调 pH 为 8， 只有 Fe3 完全沉淀，故可除去 Fe3；加入 NaOH 调 pH12.5，Mg2也完全沉淀， Ca2 部分沉淀，所以滤渣中含 Mg(OH)2、Ca(OH)2；根据 Ksp(BaC
8、2O4)1.610 7，H2C2O4 过量时 Ba2 转化为 BaC2O4 沉淀，BaCl22H2O 产品的产量减少。(3)“0” 刻度位于滴定管的上方； 与 Ba2 反应的 CrO2 4的物质的量为(V0bV1b)/1 000 mol， 则 Ba2 浓度为(V0bV1b)/y； 根据计算式， 若步骤中滴加盐酸时有少量待测液溅 出，V1减小，则 Ba2 浓度测量值将偏大。 答案(1)增大接触面积从而使反应速率加快ac (2)Fe3 Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成 BaC2O4沉淀，产品的产量 减少 (3)上方(V0bV1b)/y偏大 测试方向： 必考：2(2)熟记并正
9、确书写常见元素的名称、符号、离子符号；掌握分子 式、结构式等表示方法。 必考： 2(7)了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)含义，能进 行相关计算。 必考：5(1)、(5)了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法；掌握常见物 质分离和提纯的方法。掌握溶液的配制方法。 【自主命题】新材料与已有知识的迁移 根据所提供的材料，自编一道相关习题： 室温时， BaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示， 已知： 25 其溶度积为 1.110 10 A._； B._； C._； D._。 【最新素材二】 氢氧化铜悬浊液：斐林试剂和双缩脲试剂 斐林试剂和双缩脲试剂都是氢氧化铜悬浊液，斐林试剂用来
10、检验还原性糖，双缩 脲试剂用来检验蛋白质，其不同点为： (1)溶液浓度不同 斐林试剂中 CuSO4的浓度为 0.05 g/mL，双缩脲试剂中 CuSO4的浓度为 0.01 g/mL (2)使用原理不同 斐林试剂是新配制的溶液， 它在加热条件下与醛基反应， 被还原成砖红色的沉淀， 可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色 变化过程为：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)。 鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，使用的是双缩脲试剂。双缩脲反应实质是在 碱性环境下的 Cu2 与双缩脲试剂发生的紫色反应。 而蛋白质分子中含有很多与双 缩脲结构相似的肽键，所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生颜色反
11、应，可以用双缩 脲试剂鉴定蛋白质的存在。 【命题架构】 1.(氢氧化铜的氧化性) 斐林试剂(Fehlings solution)是德国化学家斐林在 1849 年发明的。 它是由氢氧化钠 的含量为 0.1 gmL 1 的溶液、 硫酸铜的含量为 0.05 gmL 1 的溶液和酒石酸钠的含 量为 0.2 gmL 1 的溶液配制而成的，其本质是新配制的氢氧化铜。 (1)根据以上介绍， 实验室在配制新制的氢氧化铜时， 应将 2%的_溶液 4 6 滴，滴入 2 mL 10%的_溶液中。 (2)按上述方法重新制取氢氧化铜悬浊液，通入足量二氧化硫，先局部产生红色沉 淀，溶液为无色，很快又变为蓝色，同时红色沉淀
12、逐渐变为紫红色固体，最终溶 液呈蓝绿色。现为了探究红色沉淀转变为紫红色的原因，将所得沉淀分成两等份 于试管中并加入少量蒸馏水进行对比实验。 实验装置 反应现象 _ _ _ 开始红色固体缓慢变为紫红色固 体，溶液呈蓝色。试管内紫红色固 体逐渐增多，最后溶液变蓝绿色 _ 解释及结论 该反应的离子方程式为 Cu2O 2H =CuCu2H2O 开始时红色沉淀颜色变化缓慢的 原因是 _ _ _ _ 所得蓝绿色溶液中主要阴离子可 能为 _ _ _ _ (3)通过上述探究，写出新制氢氧化铜与过量 SO2发生的总反应的化学方程式： _ _。 反思：将表中 SO2换为 NO2是否能观察到相同现象？回答并解释：_
13、， _ _。 答案(1)CuSO4NaOH (2)红色沉淀很快转变为紫红色固体，溶液呈蓝色 SO2溶于水后生成的 H2SO3酸性比 H2SO4弱，c(H)较小，Cu2O 与 H反应慢 SO2 4(或 HSO 3等其他合理答案) (3)2Cu(OH)2SO2=CuCuSO42H2O不能NO2溶于水生成的 HNO3具有 强氧化性，将 Cu2O 直接氧化成 Cu(NO3)2，无紫红色固体 Cu 生成 测试方向： 必考：2(2)能正确书写化学方程式和离子方程式。 必考： 5(1)、(5)了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法；掌握溶液 的配制方法。 必考：3(1)了解常见金属及其重要化合物的制备方
14、法，掌握其主要性质及其 应用。 2.(溶度积的计算) 氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡：Cu(OH)2(s)Cu2 (aq)2OH(aq)，常温下 其 Kspc(Cu2 )c2(OH)21020。 (1)某硫酸铜溶液里 c(Cu2 )0.02 molL1，如要生成 Cu(OH)2 沉淀，应调整溶液 pH 使之大于_。 (2)要使0.2 molL 1硫酸铜溶液中Cu2沉淀较为完全(使Cu2浓度降至原来的千分 之一)，则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液 pH 为_。 解析(1)根据氢氧化铜的溶度积常数表达式可知 c(OH ) Ksp c（Cu2 ） 210 20 0.02 10 9 (molL 1)，
15、氢离子浓度为 105 molL 1，因此 pH 应大于 5。(2)Cu2浓度降至原来的千分之一后，铜离子的浓度变为 210 4molL1，所以根据氢氧化铜的溶度积常数表达式可知 c(OH) Kw c（Cu2 ） 10 8 (molL 1)，所以氢离子浓度为 106 molL 1，因 此 pH 等于 6。 答案(1)5(2)6 测试方向： 必考： 2(7)了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)含义，能进 行相关计算。 【自主命题】材料与已有知识的迁移 根据所提供的材料，自编一道相关习题： 常 温 下 ， 向 氢 氧 化 铜 中 滴 加 氨 水 ， 发 生 反 应 Cu(OH)2(s) 4NH3H2O(aq)Cu(NH3)42 (aq)2OH(aq)4H2O(l) K。已知：常温下， KspCu(OH)22.210 20。 Cu2(aq)4NH3H2O(aq) Cu(NH3)42 (aq)4H2O(l) K12.11013。 【习题编制】 _ _
