42 工艺流程（制备）（四川卷—11） 备战2014高考2013年全国高考化学母题全揭秘 WORD版含解析.doc

母题四十二：工艺流程（制备）【母题来源】2013年四川卷—11【母题原题】11、（15分）明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示：焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O+3S＝2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O请回答下列问题：（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是。（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。（3）A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是。（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=一197kJ/mol；2H2O(g)＝2H2O(1)△H2＝一44kJ/mol；2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)＝2H2SO4(l)△H3＝一545kJ/mol。则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是。焙烧948t明矾(M＝474g/mol)，若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸t。【答案】（1）S（2）蒸发结晶（3）4（4）Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O==NaAlO2+3Ni(OH)2（5）SO3(g)+H2O(l)==H2SO4(l),ΔH=-130KJ/mol432t【试题解析】（1）本小题考查氧化还原反应基本概念的判断。准确分析题给反应中变价元素的化合价：KAl(SO4)2·12H2O中硫元素的化合价由+6价降低为0价，硫单质中硫元素的化合价由0价升高为+4价，结合氧化剂、还原剂的概念：在氧化还原反应中，所含元素化合价升高的反应物失电子，为还原剂；所含元素化合价降低的反应物得电子，为氧化剂。在焙烧明矾的反应中，还原剂是S；（2）本小题考查物质的分离提纯，从溶液中得晶体一般经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是蒸发结晶；（3）根据晶体结构中配位数的概念：直接同中心离子（或原子）配位的原子数目叫中心离子（或原子）的配位数。结合AIN的晶体结构分析，每个铝与4个氮配位，该晶体中Al的配位数是4；（4）根据题意知，以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，镍元素的化合价由+3价降为+2价，发生还原反应，作电池的正极；则铝发生氧化反应，失电子，作电池的负极；铝在氢氧化钠溶液中反应生成偏铝酸钠，化学方程式为：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2；（5）①本小题考查热化学方程式及盖斯定律；根据题给热化学方程式2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；ⅠH2O（g）⇌H2O（l）△H2=-44kJ/mol；Ⅱ2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=-545kJ/mol；Ⅲ依据盖斯定律：（Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ）÷2得该反应的热化学方程式为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol；②本题考查关系式法计算；根据题给焙烧明矾的化学方程式及元素守恒得明矾与H2SO4关系式：4KAl(SO4)2·12H2O——9H2SO4；代入题给数据计算：948t明矾生成SO2物质的量为4500mol故生成硫酸的质量m=4500×0.96×98÷0.98=432000Kg=432t。【命题意图】本题以明矾石综合利用的工艺流程为载体从知识上考查氧化还原反应基本概念、物质的分离提纯、晶胞结构分析、化学电源及新型电池、热化学方程式和盖斯定律、关系式法计算；从能力上考查学生阅读材料接受信息的能力、观察能力、计算能力，对知识理解、综合运用能力，这道高考题为一道中高档题，创新性较强。【考试方向】将氧化还原反应基本概念、物质的分离提纯、晶胞结构分析、化学电源及新型电池、热化学方程式和盖斯定律、关系式法计算等知识同明矾石综合利用的化学工艺流程等生产实际联系起来，充分体现了学以致用的目的，强调了化学与生产、生活的联系，更突显了化学是一门实用性的学科的特点。【得分要点】（1）本小题考查氧化还原反应基本概念的判断。准确分析题给反应中变价元素的化合价，熟记氧化剂、还原剂的概念是得分的关键；（2）本小题考查物质的分离提纯，明确从溶液中得晶体一般经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤是得分的关键；（3）掌握晶体结构中配位数的概念，准确观察题给晶胞的结构是得分的关键；（4）原电池分析过程中结合金属铝能与氢氧化钠溶液反应的特性，利用反应类型准确判断原电