高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)簡易通 下篇 專題二（二）專練三 無機化工流程題

專練三無機化工流程題題型狂練1(2013·佛山二模，26)鐵及其化合物有重要用途，如聚合硫酸鐵Fe2(OH)n(SO4)3n/2m是一種新型高效的水處理混凝劑，而高鐵酸鉀(其中鐵的化合價為6)是一種重要的殺菌消毒劑，某課題小組設(shè)計如下方案制備上述兩種產(chǎn)品：請回答下列問題：(1)若A為H2O(g)，可以得到Fe3O4，寫出H2O的電子式：_。(2)若B為NaClO3與稀硫酸，寫出其氧化Fe2的離子方程式(還原產(chǎn)物為Cl)_。(3)若C為KNO3和KOH的混合物，寫出其與Fe2O3加熱共融制得高鐵酸鉀的化學(xué)方程式，并配平： (4)為測定溶液中鐵元素的總含量，實驗操作如下：準(zhǔn)確量取20.00 mL溶液于帶塞錐形瓶中，加入足量H2O2，調(diào)節(jié)pH3，加熱除去過量H2O2；加入過量KI充分反應(yīng)后，再用0.1 000 mol·L1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。已知：2Fe32I=2Fe2I2I22S2O32=2IS4O62。寫出滴定選用的指示劑_，滴定終點觀察到的現(xiàn)象_。溶液中鐵元素的總含量為_g·L1。若滴定前溶液中H2O2沒有除盡，所測定的鐵元素的含量將會_(填“偏高”“偏低”或“不變”)。(5)設(shè)計實驗方案，檢驗溶液中的Fe2_ _。解析(4)若滴定前溶液中H2O2沒有除盡，過量的H2O2氧化KI得到I2，根據(jù)關(guān)系式2Fe3I2，I2的量增大使所測定的鐵元素的含量偏高。(5)可利用Fe2的還原性，讓其與高錳酸鉀反應(yīng)來檢驗；也可以利用鐵氰化鉀溶液與Fe2反應(yīng)生成具有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀檢驗，離子方程式為：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。答案(1)H····H(2)6Fe2ClO36H=6Fe3Cl3H2O(3)1342K2FeO432H2O(4)淀粉溶液由藍色變無色且保持半分鐘不變色5.6偏高(5)取溶液少量于試管中，加入硫酸酸化，再加入高錳酸鉀溶液，溶液顏色從深紫色變成黃色或變淺，則含有Fe2(或取溶液少量于試管中，加入鐵氰化鉀溶液，有藍色沉淀生成，則含有Fe2)2(2013·廣東汕頭二模，32)鋯產(chǎn)業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產(chǎn)業(yè)，鋯(Zr)元素是核反應(yīng)堆燃料棒的包裹材料，二氧化鋯(ZrO2)可以制造耐高溫納米陶瓷。我國有豐富的鋯英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，生產(chǎn)鋯流程之一如下：試回答下列問題：(1)寫出上述流程中高溫氣化的反應(yīng)方程式(碳轉(zhuǎn)化成CO)：_。(2)寫出ZrOCl2·8H2O在900 生成ZrO2的反應(yīng)方程式：_。(3)關(guān)于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說法不正確的是 ()。A二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料B1納米1010米C鋯合金的硬度比純鋯要高D日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣爆炸引起的(4)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的二氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。在熔融電解質(zhì)中，O2向_(填“正”或“負(fù)”)極移動。電池正極電極反應(yīng)為_，負(fù)極電極反應(yīng)為_。解析(1)根據(jù)流程圖中“高溫氣化”前后的物質(zhì)可判斷反應(yīng)物為ZrSiO4、Cl2、C，生成物為SiCl4、ZrCl4和CO，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZrSiO44Cl24CSiCl4ZrCl44CO。(2)ZrOCl2·8H2O在900 生成ZrO2的化學(xué)方程式為ZrOCl2·8H2OZrO22HCl7H2O。(3)根據(jù)題目提示“二氧化鋯可以制造耐高溫納米陶瓷”可知選項A正確；1 nm109 m，B項錯；合金的硬度一般比其成分金屬的硬度高，C項正確；鋯合金在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，D項正確。(4)正極為氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故反應(yīng)式為O24e=2O2；負(fù)極為丁烷失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為C4H1026e13O2=4CO25H2O。由兩個電極的反應(yīng)式可知，正極生成O2，而負(fù)極反應(yīng)需要O2，故O2從正極向負(fù)極移動。答案(1)4C4Cl2ZrSiO4ZrCl4SiCl44CO(2)ZrOCl2·8H2OZrO22HCl7H2O(3)B(4)負(fù)O24e=2O2C4H1026e13O2=4CO25H2O3(2013·廣東潮州一模，32)醫(yī)用氯化鈣可用于補鈣、抗過敏和消炎等，以工業(yè)碳酸鈣(含少量Na、Al3、Fe3等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)用二水合氯化鈣工藝流程為：已知：查閱資料得知氫氧化物沉淀時的pH如下表。氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3開始沉淀時的pH2.34.0開始溶解：7.8完全沉淀時的pH3.75.2完全溶解：10.8(1)CaCO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_。(2)除雜操作是加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液的pH為_，目的是除去溶液中少量的Al3、Fe3。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的實驗操作是_。(3)過濾時需用的玻璃儀器有_。濾渣主要成分的化學(xué)式：_。(4)酸化時加鹽酸的目的為_，防止Ca2在蒸發(fā)時發(fā)生水解。(5)為什么蒸發(fā)結(jié)晶要保持在160 ：_。(6)若所測樣品CaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(忽略其他實驗誤差)，可能的原因之一為_。解析根據(jù)流程可知，加入氫氧化鈣的目的是通過調(diào)節(jié)溶液的pH使Al3、Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3，使其沉淀完全，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，選擇的pH應(yīng)使得兩種離子都生成沉淀，特別要保證Al3全部沉淀后不能再溶解，故選擇pH為5.27.8。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全即檢驗溶液中是否還存在Fe3，可用KSCN溶液檢驗。(4)加入氫氧化鈣除去雜質(zhì)離子后，往往會有剩余的氫氧化鈣，故加入鹽酸的目的就是除去過量的氫氧化鈣。答案(1)CaCO32H=Ca2CO2H2O(2)5.27.8取少量上層清液于小試管中，滴加KSCN溶液，若不顯紅色，則Fe(OH)3沉淀完全(3)燒杯、玻璃棒、普通漏斗Fe(OH)3、Al(OH)3(4)除去過量的氫氧化鈣(5)溫度太高CaCl2·2H2O會失水(6)Na沒除去，析出NaCl，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高4(2013·北京西城二模，26)鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質(zhì)。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工業(yè)流程如下圖所示：已知：FeTiO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl422H2O。(1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價是_。(2)濾渣A的成分是_。(3)濾液B中TiOCl42轉(zhuǎn)化生成TiO2的離子方程式是_。(4)反應(yīng)中固體TiO2轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時，Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示。反應(yīng)溫度過高時，Ti元素浸出率下降的原因是_。(5)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(6)由濾液D制備LiFePO4的過程中，所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是_。(7)若采用鈦酸鋰(Li4Ti5O12)和磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)作電極組成電池，其工作原理為：Li4Ti5O123LiFePO4Li7Ti5O123FePO4該電池充電時陽極反應(yīng)式是_。解析(1)FeTiO3可表示為FeO·TiO2，由此可知鐵元素的化合價是2。(2)FeTiO3、MgO、CaO均可以溶于鹽酸，故濾渣中只有SiO2。(6)濾液D中含有Fe2，由濾液D制備LiFePO4的過程中，F(xiàn)e2先被H2O2氧化，后又被H2C2O4還原成Fe2。H2O2作氧化劑時1 mol H2O2得到2 mol電子；H2C2O4作還原劑時，1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2失去2 mol電子，由于兩個過程轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，所以H2O2與H2C2O4的物質(zhì)的量之比為11，則所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是90209。(7)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)是LiFePO4轉(zhuǎn)化為FePO4。答案(1)2(2)SiO2(3)TiOCl42H2OTiO22H4Cl(4)溫度過高時，反應(yīng)物氨水(或雙氧水)會受熱分解(5)(NH4)2Ti5O152LiOH=Li2Ti5O152NH3·H2O(或2NH32H2O)(6)209(7)LiFePO4e=FePO4Li