5．硼氫化鈉（NaBH4）在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，某研究小組采用偏硼酸鈉（NaBO2）為主要原料制備NaBH4，其流程如下．已知：NaBH4常溫下能與水反應(yīng)，可溶于異丙酸（沸點(diǎn)：13℃）．

（1）硼氫化鈉（NaBH4）的電子式為；其中B元素的化合價(jià)為+3
（2）在第①步反應(yīng)加料之前，需要將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣，該操作的目的是：排盡裝置內(nèi)空氣及水汽
（3）請配平第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式：1NaBO2+2SiO2+4Na+2H2-1NaBH4+2Na2SiO3
（4）第②步操作需要的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；第③步分離（NaBH4）并回收溶劑，采用的方法是蒸餾．

分析 NaBO2、SiO2、Na和H2在一定條件下反應(yīng)生成NaBH4、Na2SiO3，NaBH4常溫下能與水反應(yīng)，且氫氣和氧氣混合加熱易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象，為防止NaBH4水解、防止產(chǎn)生安全事故，需要將裝置中的空氣和水蒸氣排出；NaBH4可溶于異丙胺，根據(jù)③知，②中加入的溶劑是異丙胺，NaBH4溶解于異丙胺、Na2SiO3不溶于異丙胺，難溶性固體和溶液采用過濾方法分離，通過過量得到濾液和濾渣，濾渣成分是Na2SiO3；異丙胺沸點(diǎn)：33℃，將濾液采用蒸餾的方法分離，得到異丙胺和固體NaBH4；
（1）NaBH4中Na為+1價(jià)，B為+3價(jià)，可結(jié)合化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，計(jì)算出氫元素的化合價(jià)，①反應(yīng)中H元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)、Na元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（2）原料中的金屬鈉通常保存在煤油中，需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有鑷子、濾紙、玻璃片和小刀等，為防止安全事故發(fā)生和防止NaBH4水解，在第①步反應(yīng)加料之前，需要將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣，從而排出空氣和水蒸氣；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（4）分離難溶性固體和溶液采用過濾；熔沸點(diǎn)相差較大的可以采用蒸餾方法．

解答 解：（1）NaBH4中根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，并結(jié)合Na為+1價(jià)、B為+3價(jià)計(jì)算出H為-1價(jià)，第①步反應(yīng)中根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式為NaBO2+2SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為4e-，
故答案為：；+3；
（2）鈉的密度大于煤油，為隔絕空氣和水，原料中的金屬鈉通常保存在煤油中，實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉時(shí)，需要鑷子夾取鈉、用濾紙吸煤油，所以實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有鑷子、濾紙、玻璃片和小刀等，NaBH4常溫下能與水反應(yīng)，且氫氣和氧氣混合加熱易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象，為防止NaBH4水解、防止產(chǎn)生安全事故，需要將裝置中的空氣和水蒸氣排出，鈉極易和空氣中氧氣、和水反應(yīng)，
故答案為：除去裝置中的空氣和水蒸氣；
（3）第①步反應(yīng)中根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式為NaBO2+2SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3，
故答案為：1，2，4，2-1，2；
（4）分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；②中加入的溶劑是異丙胺，NaBH4溶解與異丙胺、Na2SiO3不溶于異丙胺，所以第②步分離采用的方法是過濾；熔沸點(diǎn)相差較大的可以采用蒸餾方法，異丙胺沸點(diǎn)：33℃，將濾液采用蒸餾的方法分離，得到異丙胺和固體NaBH4，
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；蒸餾．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷及知識綜合應(yīng)用能力，涉及物質(zhì)分離提純、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)基本操作等知識點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)且較基礎(chǔ)，難點(diǎn)是分析流程圖中發(fā)生的反應(yīng)、基本操作等，題目難度中等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

3．化學(xué)科學(xué)在藥物的開發(fā)、合成和使用中起著至關(guān)重要的作用，如小蘇打、胃舒平等可以治療胃潰瘍，胃舒平的主要成分是氫氧化鋁，胃潰瘍是由于胃酸過多導(dǎo)致的，用胃舒平治療胃潰瘍的主要化學(xué)反應(yīng)方程式是：Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

16．根據(jù)題目要求，回答下列問題：
（1）某同學(xué)用乙醇、乙酸和濃硫酸制取乙酸乙酯，裝置如圖所示．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O．裝置中干燥管的作用是防止倒吸，小試管中的試劑為飽和碳酸鈉溶液．
（2）某芳香烴A的相對分子質(zhì)量為104，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.3%．則A的結(jié)構(gòu)簡式為．在一定條件下，A發(fā)生聚合反應(yīng)得到一種高分子化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為．A與氫氣完全加成后產(chǎn)物的一氯代物共有5種．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

13．某化工廠制取純堿的流程如圖所示：

（1）流程中先通NH3后通CO2的原因是氨氣在水中溶解度大，先通氨氣，可以吸收更多的二氧化碳，提高生成HCO3-的濃度，有利于促進(jìn)更多的NaHCO3析出；生成沉淀A的化學(xué)方程式為NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓．
（2）流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)為CO2、NaCl．不用其他試劑，檢查流程中副產(chǎn)品F是否純凈的操作是取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品純凈．
（3）合成氨工廠在900～1000℃時(shí)，使用天然氣與水蒸氣在催化劑（Al2O3+Ni）作用下獲得合成氨的原料氣之一氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Al_{2}O_{3}+Ni\;\;\;\;\;}}{900～1000℃}$CO2+4H2或CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;\;\;Al_{2}O_{3}+Ni\;\;\;\;\;}}{900～1000℃}$CO+3H2．
（4）合成氨工業(yè)實(shí)際選擇的條件是B（填字母代號）．
    A.200℃，10MPa          B.400℃，20MPa          C.800℃，5MPa
（5）在該流程中，每使用11.70t食鹽最終得到10.07t純堿，則NaCl的利用率為95%．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

20．高錳酸鉀（KMnO4）是一種常見氧化劑．主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等．以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：

回答下列問題：
（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率． 
（2）“平爐”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（3）“平爐”中需要加壓，其目的是提高氧氣的壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率，增加軟錳礦轉(zhuǎn)化率．
（4）將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝．
①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成KMnO4，MnO2和KHCO3（寫化學(xué)式）．
②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為MnO42--e-=MnO4-
，陰極逸出的氣體是H2．
③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為3：2．
（5）高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻．取濃度為0.2000mol•L-1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL，該樣品的純度為95.6%．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．高錳酸鉀可用于生活消毒，是中學(xué)化學(xué)常見的氧化劑．工業(yè)上，用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下：

請回答下列問題：
（1）該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體．寫出實(shí)驗(yàn)室制取CO2的化學(xué)方程式CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是bd（填字母）．
a．75%酒精    b．雙氧水    c．苯酚    d． 84消毒液（NaClO溶液）
（3）寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時(shí)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)的方程式：2MnO2+4KOH+O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（4）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有KOH、MnO2（寫化學(xué)式）．
（5）測定高錳酸鉀樣品純度采用硫酸錳滴定：向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液，產(chǎn)生黑色沉淀．當(dāng)溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不恢復(fù)，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)．寫出該反應(yīng)的離子方程式：2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+．
（6）已知：常溫下，Ksp[Mn（OH）2]=2.4×10-13．工業(yè)上，調(diào)節(jié)pH可以沉淀廢水中Mn2+，當(dāng)pH=10時(shí)，溶液中c（Mn2+）=2.4×10-5mol/L．
（7）操作Ⅰ的名稱是過濾；操作Ⅱ根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在溶解性上的差異，采用濃縮結(jié)晶（填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

17．CoCl2•6H2O是一種飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑．一種利用水鈷礦（主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工藝流程如圖1：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：（金屬離子濃度為：0.01mol/L）
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
開始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔點(diǎn)為86℃，加熱至110～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷．
（1）寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O．
（2）寫出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時(shí)，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）“加Na2CO3調(diào)pH至a”，過濾所得到的沉淀成分為Fe（OH）3、Al（OH）3．
（4）“操作1”中包含3個基本實(shí)驗(yàn)操作，它們依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾．制得的CoCl2•6H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解．
（5）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖2．向“濾液”中加入萃取劑的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范圍是B．
A．2.0～2.5   B．3.0～3.5
C．4.0～4.5    D．5.0～5.5
（6）為測定粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水，加入足量AgNO3溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量．通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%，其原因可能是粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水．（答一條即可）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

14．某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg（CO3）2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：

部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如下表，請回答下列問題：
沉淀物Fe3+Al3+Mg2+
pH3.25.212.4
（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有升高溫度、攪拌、多次浸取等（要求寫出兩條）．
（2）濾渣I的主要成分有Fe（OH）3、Al（OH）3．
（3）從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有Na2SO4．
（4）若將MgCl2溶液加熱蒸干得到的固體是Mg（OH）2，若要得到MgCl2應(yīng)采取的操作是在HCl的氣流中將MgCl2溶液加熱蒸干．
（5）用稀硫酸酸浸時(shí)形成濾渣的離子方程式有MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg（CO3）2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

15．現(xiàn)在和將來的社會，對能源和材料的需求是越來越大，我們學(xué)習(xí)化學(xué)就為了認(rèn)識物質(zhì)，創(chuàng)造物質(zhì)，開發(fā)新能源，發(fā)展人類的新未來．請解決以下有關(guān)能源的問題：
（1）未來新能源的特點(diǎn)是資源豐富，在使用時(shí)對環(huán)境無污染或污染很小，且可以再生．下列屬于未來新能源標(biāo)準(zhǔn)的是B：
①天然氣  ②煤   ③核能   ④石油   ⑤太陽能   ⑥生物質(zhì)能   ⑦風(fēng)能   ⑧氫能
A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．③⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧
（2）運(yùn)動會上使用的火炬的燃料一般是丙烷（C3H8），請根據(jù)完成下列題目．
①已知11g丙烷（C3H8）在298K和101Kpa條件下完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出的熱量為555kJ，請寫出丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=2220 kJ•mol-1 ；
②以丙烷（C3H8）和空氣為原料，稀硫酸為電解質(zhì)溶液能（填能或不能）設(shè)計(jì)成池！
若能，則寫出通入丙烷（C3H8）的那一極為：負(fù)極；氧氣在正極發(fā)生反應(yīng)．若不能，則理由是：．．
③丙烷在一定條件下發(fā)生脫氫反應(yīng)可以得到丙烯．
已知：C3H8（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=+156.6kJ•mol-1
CH3CH=CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=+32.4kJ•mol-1
則相同條件下，反應(yīng)C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）的△H=124.2kJ•mol-1
（3）已知：H-H鍵的鍵能為436KJ/mol，H-N鍵的鍵能為391KJ/mol，根據(jù)化學(xué)方程式：N2+3H2?2NH3△H=-92.4KJ/mol，
①請計(jì)算出N≡N鍵的鍵能為945.66KJ/mol．
②若向處于上述熱化學(xué)方程式相同溫度和體積一定的容器中，通入1mol N2 和3mol H2，充分反應(yīng)后，恢復(fù)原溫度時(shí)放出的熱量小于 92.4KJ（填大于或小于或等于）．

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