粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物为：SiO2、Al2O3，还含有F

题文

（16分）粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物为：SiO₂、Al₂O₃，还含有FeO、Fe₂O₃等。现将提取粉煤灰中Al、Si等元素，某科研小组的同学设计了如下工艺流程：



请回答下列问题：
（1）操作i所需要的玻璃仪器有：                 (填序号)。
a．铁架台    b．烧杯    c．冷凝管    d．玻璃棒    e．集气瓶    f．分液漏斗   g．漏斗
（2）写出粉煤灰与过量NaOH溶液反应的离子方程式                                         。
（3）写出向固体A中加入过量稀H₂SO₄和过量H₂O₂时发生的离子反应方程式                    。
（4）写出生成固体H的离子方程式                                                         。
（5）该科研小组的同学准备用0.1 mol·L^－1KSCN溶液和0.5000mol·L^－1KI溶液滴定溶液B，以测定粉煤灰中Fe元素的含量：
①为减小实验误差，由固体A制备溶液B过程中煮沸的目的是                              
(请用化学方程式表示)。
②判断滴定终点的现象为                                                              。
③将溶液B配制成250mL溶液后，取出25.00mL装入锥形瓶中，再滴入1~2滴KSCN溶液进行滴定，滴定过程中使用KI溶液的量如下表所示：
滴定次数
1
2
3
4
KI溶液体积/mL
30.00
32.20
30.02
29.98
则该粉煤灰中Fe元素的质量分数为                   (保留三位有效数字)。
④若滴定操作太慢，则滴定结果          (填“偏小”、“偏大”或“无影响”)；原因是                                                                  
                                                    (请用离子方程式及简单的文字描述)。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）b、d、g（选对2个得1分，全对得2分）。
（2）SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O；Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O（各2分）。
（3）H₂O₂＋2H^＋＋2Fe^2＋＝2Fe^3＋＋2H₂O（2分）。
（4）Al^3＋＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋（2分）。
（5）①2H₂O₂＝2H₂O＋O₂↑（1分）。
②溶液的血红色刚好退去，且半分钟内颜色无变化（2分）。
③16.8%（2分）。
④偏大（1分）；滴定过慢，KI溶液被空气氧化，消耗KI溶液的体积增大，发生反应的离子方程式为：4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O（2分）。

解析

（1）操作i是过滤，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗。
（2）粉煤灰中SiO₂与Al₂O₃分别与过量NaOH溶液反应的离子方程式：SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O；Al₂O₃
＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O。
（3）写出向固体A中加入过量稀H₂SO₄和过量H₂O₂的目的是将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，发生反应的离子方程式为：H₂O₂＋2H^＋＋2Fe^2＋＝2Fe^3＋＋2H₂O。
（4）固体H的主要成分Al₂O₃是溶液F中的Al³⁺与NH₃反应生成的，其离子方程式为：Al^3＋＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋。
（5）①加热煮沸的目的是让过量的H₂O₂完全分解，以防止干扰后面的滴定实验，化学方程式为：2H₂O₂＝2H₂O＋O₂↑。
②以KSCN为指示剂，用标准KI溶液滴定未知的Fe^3＋，滴定终点的实验现象为：溶液的血红色刚好退去，且半分钟内颜色无变化。
③由表可知，第二次滴定数据是错误的，不能用来算平均体积，故舍去。滴定消耗KI溶液的平均体积为30.00mL，根据：
I^－               ~              Fe^3＋
1mol                             56g


×0.5000×30.00×10^－3mol                m(Fe^3＋)
m(Fe^3＋)＝

＝8.40g
所以w(Fe)＝

＝16.8%。
④滴定过慢，KI溶液被空气氧化，消耗KI溶液的体积增大，故滴定结果偏大；发生反应的离子方程式为：4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O。
    本题来源于真实的化工工艺，废物中资源的回收、综合利用。该试题起点高、结构新颖，工业背景的题材多、提问灵活，该类题符合考纲“能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，考查学生知识迁移的能力”。 将元素化合物知识放置在真实的化学工业环境中，从而达到考查同学们的综合分析问题的能力以及将新信息和已有信息整合，重组为新信息块的能力。是新课改区高考题的一大“亮点”。为必考题型之一。

考点

据考高分专家说，试题“（16分）粉煤灰，是从煤燃烧后的.....”主要考查你对 [离子方程式 ]考点的理解。

离子方程式

离子方程式：
用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。

离子方程式书写规则：
①写：写出化学反应方程式
②拆：把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，难容难电离的物质及气体等仍用化学式表示
③删：删去方程式两边不参加反应的离子
④查：检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
离子方程式书写及正误的判断方法：
①判断反应是否在水溶液中进行
因为电解质在水溶液中可以电离为自由移动的离子，在这种条件下才能发生离子反应。
②判断反应能否发生。
如果反应不能发生，当然也就没有离子方程式可言。
③判断反应物、生成物是否正确。
④判断质量和电荷是否守恒。
离子方程式不仅要质量守恒，而且反应前后各离子所带电荷总数必须相等。
⑤判断氧化物、难溶物、气体、单质、难电离的弱酸、弱碱、水是否写成了分子形式，而易电离的物质是否写成离子形式。
⑥判断连接符号“=”和“”及状态符号“↑”和“↓”运用是否正确。
强电解质的电离、不可逆反应、双水解反应用“=”；弱电解质电离、可逆反应、水解反应用“”。复分解反应、水解反应生成的难溶物用“↓”，气体用“↑”；单水解反应生成的难溶物不用“↓”，气体不用“↑”。
⑦判断微溶物的处理是否正确。
微溶物做反应物时，一般用离子形式，做生成物时一般用分子式。
⑧判断反应物的滴加顺序与方程式中生成物是否一致。
如：把碳酸钠溶液滴加到盐酸溶液中，和把盐酸滴加到碳酸钠溶液中反应产物是不同的。
⑨判断反应物的相对量与产物是否一致。
有些反应因反应物的量不同会生成不同的产物。如：CO₂、SO₂、H₂S等气体与碱溶液反应时，若气体少量，则生成正盐；若气体过量，则生成酸式盐。
⑩判断电解质在写成离子形式时阴阳离子个数比是否合理。
如Ba(OH)₂溶液和稀H₂SO₄反应的离子方程式往往错误写成： ，正确为：

书写与量有关的离子方程式：
基本方法是：把物质的量少的物质的系数定为1，其他物质按最大量消耗。

1.因滴加顺序不同造成连续反应

• HCl与Na₂CO₃

向Na₂CO₃溶液中滴入盐酸溶液至过量，其离子反应分步写 （1）CO₃^2-+H⁺==HCO₃^- （2）HCO₃^-+H⁺==CO₂↑+H₂O
若向盐酸溶液中滴入Na₂CO₃溶液至不再产生气体，其离子反应一步完成 CO₃^2-+2H⁺==CO₂↑+H₂O
若向足量Na₂CO₃溶液中加入少量的盐酸溶液，其离子方程式为： CO₃^2-+H⁺==HCO₃^-

• HCl与NaAlO₂ 

向Na₂CO₃溶液中滴入盐酸溶液至过量，其离子反应分步写 （1）CO₃^2-+H⁺==HCO₃^- （2）HCO₃^-+H⁺==CO₂↑+H₂O
若向盐酸溶液中滴入Na₂CO₃溶液至不再产生气体，其离子反应一步完成 CO₃^2-+2H⁺==CO₂↑+H₂O
若向足量Na₂CO₃溶液中加入少量的盐酸溶液，其离子方程式为： CO₃^2-+H⁺==HCO₃^-  

• AlCl₃与NaOH 

向AlCl₃溶液中滴入NaOH溶液至过量，其离子反应分步写 （1）Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃↓ （2）Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O
若向NaOH溶液中加入少量AlCl₃溶液，其离子反应一步完成 Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O
若向足量Al₂(SO₄)₃溶液中加入少量的NaOH溶液，其离子方程式为： Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃↓

• AgNO₃与NH₃·H₂O

 向AgNO₃溶液中滴入稀NH₃·H₂O至过量，其离子反应分步写（1） Ag⁺+NH₃·H₂O==AgOH↓+NH₄⁺    (2)AgOH+2NH₃·H₂O==Ag(NH₃)₂⁺+OH^-+2H₂O
 若向NH₃·H₂O溶液中加入少量AgNO₃，其离子反应一步完成 Ag⁺+3NH₃·H₂O==Ag(NH₃)₂⁺+OH^-+NH₄⁺+2H₂O 
 若向足量AgNO₃溶液中滴入少量NH₃·H₂O，其离子方程式为：Ag⁺+NH₃·H₂O==AgOH↓+NH₄⁺

• CO₂与NaOH

向NaOH溶液中通人CO₂气体至过量，其离子反应分步写 （1）2OH^-+CO₂==CO₃^2-+H₂O (2)CO₃^2-+CO₂+H₂O==2HCO₃^-
若向足量NaOH溶液中通人少量CO₂气体，其离子方程式为： 2OH^-+CO₂==CO₃^2-+H₂O
若向NaOH溶液中通人过量CO₂气体，其离子反应一步完成 OH^-+CO₂==HCO₃^-

2.过量型：

向足量的Ca(HCO₃)₂溶液中逐渐滴入NaOH溶液          OH-+Ca²⁺+HCO₃^-==H₂O+CaCO₃↓
向足量的NaOH溶液中逐渐滴入Ca(HCO₃)₂溶液        Ca²⁺+2HCO₃^-+2OH^-==2H₂O+CaCO₃↓+CO₃^2-
Fe与HNO₃ ：铁过量时：Fe+4HNO₃==Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O
                       铁不足时：3Fe+8HNO₃==3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

3.定量型：

因还原性I^->Fe²⁺>Br^-,所以在FeI₂或者FeBr₂中通入一定量的Cl₂，发生不同的离子反应，依次为：
（1）2I^-+Cl₂==2Cl^-+I₂（2）2Fe²⁺+Cl₂==2Fe³⁺+2Cl^-（3）2Br^-+Cl₂==2Cl^-+Br₂

4.目标型

向明矾溶液逐滴滴加Ba(OH)₂溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全         Al³⁺+SO₄^2-+Ba²⁺+4OH^-==AlO₂^-+2BaSO₄↓+2H₂O
向明矾溶液逐滴滴加Ba(OH)2溶液至铝离子刚好沉淀完全                Al³⁺SO₄^2-+Ba²⁺+3OH^-==Al(OH)₃↓+2BaSO₄↓

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