2019版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二篇 理綜化學(xué)填空題突破 第8題 以工藝流程為主流的無機綜合題學(xué)案.doc

第8題以工藝流程為主流的無機綜合題復(fù)習(xí)建議：4課時(題型突破2課時習(xí)題2課時)1(2018課標全國，27)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式_。(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：pH4.1時，中為_溶液(寫化學(xué)式)。工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是_。(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_。電解后，_室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 molL1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_，該樣品中Na2S2O5 的殘留量為_gL1(以SO2計)。解析(1)NaHSO3結(jié)晶脫水生成Na2S2O5。(2)向Na2CO3飽和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈堿性，中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。審題時抓住“生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得”，則工藝中加入Na2CO3固體，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3過飽和溶液。(3)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：2H2O4e=4HO2(或4OH4e=2H2OO2)，陽極室H向a室遷移，a室中的Na2SO3轉(zhuǎn)化成NaHSO3。陰極發(fā)生還原反應(yīng)，析出H2，OH增多，Na由a室向b室遷移，則b室中Na2SO3濃度增大。(4)I2作氧化劑，將S2O氧化成SO。計算樣品中Na2S2O5的殘留量時以SO2計，則n(I2)n(SO2)0.010 00 molL10.01 L0.000 1 mol，m(SO2)0.006 4 g，則該樣品中Na2S2O5的殘留量為0.128 gL1。答案(1)2NaHSO3=Na2S2O5H2O(2)NaHSO3得到NaHSO3過飽和溶液(3)2H2O4e=4HO2(或4OH4e=2H2OO2)a(4)S2O2I23H2O=2SO4I6H0.1282(2018課標全國，26)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：相關(guān)金屬離子c0(Mn)0.1 molL1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Fe3Fe2Zn2Cd2開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問題：(1)焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有_；氧化除雜工序中ZnO的作用是_，若不通入氧氣，其后果是_。(3)溶液中的Cd2可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為_。(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應(yīng)式為_；沉積鋅后的電解液可返回_工序繼續(xù)使用。解析(1)在焙燒過程中ZnS和O2反應(yīng)生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2與SO不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即濾渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除雜過程中O2能將溶液中Fe2氧化生成Fe3，加入ZnO能調(diào)節(jié)溶液的pH，促進Fe3完全水解。由題表知Fe2、Zn2開始沉淀和沉淀完全時的pH非常接近，若不通入O2使Fe2氧化為Fe3，加入ZnO后無法除去Fe2，會影響Zn的純度。(3)根據(jù)題中信息可知還原除雜工序中涉及的離子反應(yīng)為Cd2Zn=CdZn2。(4)結(jié)合圖示可知電解ZnSO4溶液時生成Zn，即電解時Zn2在陰極被還原，電極反應(yīng)式為Zn22e=Zn。沉積Zn后的電解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中繼續(xù)使用。答案(1)2ZnS3O22ZnO2SO2(2)PbSO4調(diào)節(jié)溶液的pH無法除去雜質(zhì)Fe2(3)Cd2Zn=CdZn2(4)Zn22e=Zn溶浸3(2018課標全國，27)KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)KIO3的化學(xué)名稱是_。(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如圖所示：“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是_?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是_?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式_。電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_，其遷移方向是_。與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有_(寫出一點)。解析(1)KIO3的名稱為碘酸鉀。(2)Cl2是一種易揮發(fā)且溶解度不大的氣體，可通過加熱法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“調(diào)pH”使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3：KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O。(3)電解法制備KIO3時，H2O在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O2e=2OHH2或2H2e=H2。電解池中陽離子向陰極移動，即由電極a向電極b遷移，陽離子交換膜只允許陽離子通過，故主要是K通過陽離子交換膜。根據(jù)工藝流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在調(diào)pH時加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中雜質(zhì)較多。答案(1)碘酸鉀(2)加熱KClKH(IO3)2KOH=2KIO3H2O(或HIO3KOH=KIO3H2O)(3)2H2O2e=2OHH2(或2H2e=H2)K由a到b產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等4(2017課標全國，27)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備，工藝流程如下：回答下列問題：(1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為_。(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式_。(3)TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實驗結(jié)果如下表所示：溫度/3035404550TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388分析40 時TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為4，其中過氧鍵的數(shù)目為_。(5)若“濾液”中c(Mg2)0.02 molL1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.31022、1.01024(6)寫出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式_。解析(1)由圖示可知，當鐵浸出率為70%時，可以采用100 、2 h，也可采用90 、5 h。(2)反應(yīng)物有FeTiO3，由生成物有TiOCl可知，反應(yīng)物中還含有Cl，生成物中還有Fe2，注意酸性條件，用H平衡電荷，配平。(3)溫度低，轉(zhuǎn)化速率慢，單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化效率低，溫度過高，H2O2分解，NH3揮發(fā)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化速率慢。注意：取的是相同時間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率。(4)由化合物中所有元素化合價代數(shù)和為0，有15個O原子共顯22價，設(shè)2價氧原子為x個，1價氧原子則為(15x)個，有2x(15x)22，x7，則1價O原子共8個，即有4個過氧鍵。(6)反應(yīng)物為FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，鐵元素的化合價降低，則H2C2O4中碳元素的化合價升高，產(chǎn)物為CO2，配平。答案(1)100 、2 h或90 、5 h(2)FeTiO3 4H 4Cl=Fe2TiOCl2H2O(3)低于40 ，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40 ，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)4(5)Fe3恰好沉淀完全時， c(PO) molL11.31017molL1，c3(Mg2)c2(PO)值為0.013(1.31017)21.71040<Ksp Mg3(PO4)2，因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀(6)2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO4H2O3CO25(2016課標全國，28)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問題：(1)NaClO2中Cl的化合價為_。(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式_。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2和Ca2，要加入的試劑分別為_、_?！半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是_。(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))解析(1)根據(jù)化合物中化合價的代數(shù)和為零的原則，可知NaClO2中Cl的化合價為3價；(2)由工藝流程圖可知，“反應(yīng)”步驟中的反應(yīng)物為NaClO3、H2SO4和SO2，生成物為NaHSO4和ClO2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3H2SO4SO2=2NaHSO42ClO2；(3)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3更小，CaCO3的溶解度比Ca(OH)2更小，所以為了能更完全的除去粗鹽水中的Mg2和Ca2，要加入的試劑分別為NaOH溶液和Na2CO3溶液，電解時在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氯元素化合價降低，產(chǎn)物為NaClO2；(4)由題意可知，“尾氣吸收”是利用NaOH和H2O2溶液吸收“電解”過程排出的少量ClO2，生成的是NaClO2，則此吸收反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為2NaOHH2O22ClO2=2NaClO22H2OO2，其中ClO2是氧化劑，H2O2是還原劑，其物質(zhì)的量之比為21，該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物是O2；(5)NaClO2在殺菌消毒的過程中被還原為Cl，則1 mol NaClO2得到電子的物質(zhì)的量為4 mol，1 mol Cl2被還原為Cl時得到電子的物質(zhì)的量為2 mol，故1 g NaClO2得到電子的物質(zhì)的量為4/90.5 mol，根據(jù)“有效氯含量”的定義可知，NaClO2的有效氯含量為1.57。答案(1)3(2)2NaClO3H2SO4SO2=2NaHSO42ClO2(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO(或NaClO2)(4)21O2(5)1.57命題調(diào)研(20142018五年大數(shù)據(jù))命題角度設(shè)空方向頻數(shù)難度1.以工業(yè)廢料及礦物為原料通過分離、提純、制備物質(zhì)類工藝流程題2.以給定物質(zhì)為載體的無機綜合題1.加快浸出速率的操作80.602.實驗條件的選擇40.513. 浸出或除雜過程中涉及到的化學(xué)(離子)方程式的書寫160.424.陌生物質(zhì)類別判斷、電子式的書寫30.575.陌生物中元素化合價或化學(xué)鍵數(shù)判斷30.466.分離、提純操作70.457. 物質(zhì)成分判斷80.488. 分析流程中某一操作目的70.409. 轉(zhuǎn)化率的分析判斷20.4110.Ksp除雜或判斷沉淀是否生成中的應(yīng)用90.4011. 含量測定70.39 通過對五年高考的統(tǒng)計分析可以看出，高考對于無機綜合題的考查，主要基于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及物質(zhì)制備與提純、反應(yīng)現(xiàn)象與變量控制的判斷、電化學(xué)原理、基本化學(xué)計算，并將化學(xué)與社會、生產(chǎn)、生活的聯(lián)系為切入點，以圖表、模型、化學(xué)工藝流程圖等方式展現(xiàn)題干內(nèi)容，讓考生在陌生情景下書寫化學(xué)方程式、完成具體任務(wù)，解決一些簡單的化學(xué)問題，重點體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的價值。從題型來看與實際問題緊密聯(lián)系的工藝流程題逐漸取代了前幾年?？嫉奶摌?gòu)的框圖題。預(yù)測2019年高考仍會以元素化合物知識載體，以化學(xué)工藝流程圖的形式，圍繞核心反應(yīng)推斷陌生物質(zhì)；圍繞核心反應(yīng)或副反應(yīng)考物質(zhì)變化及定量關(guān)系；圍繞產(chǎn)品純度考物質(zhì)的分離提純(調(diào)pH、結(jié)晶、過濾、洗滌)；圍繞原料的預(yù)處理考影響速率的因素；圍繞經(jīng)濟原則考循環(huán)利用。陌生方程式的書寫與含量計算是化工流程題的重要組成部分，也是學(xué)生失分較多的能力點，復(fù)習(xí)時加以重視！1?？蓟ばg(shù)語關(guān)鍵詞釋義研磨、霧化將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦浸取向固體中加入適當溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過程蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質(zhì)就會呈晶體析出蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度水洗用水洗去可溶性雜質(zhì)，類似的還有酸洗、醇洗等2.操作與思考角度常見的操作思考角度加氧化劑氧化某物質(zhì)，生成目標產(chǎn)物或除去某些離子判斷能否加其他物質(zhì)要考慮是否引入雜質(zhì)(或影響產(chǎn)物的純度)等分離、提純過濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸餾等常規(guī)操作從溶液中得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌、干燥提高原子利用率綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)在空氣中或在其他氣體中進行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；或能否達到隔絕空氣、防氧化、防水解、防潮解等目的控制溶液的pH調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出(或抑制水解)“酸作用”還可除去氧化物(膜)“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)控制溫度(常用水浴、冰浴或油浴)防止副反應(yīng)的發(fā)生使化學(xué)平衡移動；控制化學(xué)反應(yīng)的方向控制固體的溶解與結(jié)晶控制反應(yīng)速率；使催化劑達到最大活性升溫：促進溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)加熱煮沸：促進水解，聚沉后利于過濾分離趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫(或減壓)可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求洗滌晶體水洗：通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì)冰水洗滌：能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且防止晶體在洗滌過程中的溶解損耗用特定有機試劑清洗晶體：洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度、有利于析出，減少損耗等洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次示例1 (2017海南化學(xué)，17)以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO47H2O的過程如圖所示：硼鎂泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%40%20%25%5%15%2%3%1%2%1%2%回答下列問題：(1)“酸解”時應(yīng)該加入的酸是_，“濾渣1”中主要含有_(寫化學(xué)式)。(2)“除雜”時加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是_、_(3)判斷“除雜”基本完成的檢驗方法是_。(4)分離濾渣3應(yīng)趁熱過濾的原因是_。答案 (1)濃硫酸SiO2(2)氧化亞鐵離子促進鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀(3)溶液接近為無色(4)溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響不同，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾方法除去硫酸鈣1濾渣、濾液成分的確定要考慮樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步驟中與每一種試劑反應(yīng)的情況：(1)反應(yīng)過程中哪些物質(zhì)(離子)消失了？(2)所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又產(chǎn)生了哪些新離子？要考慮這些離子間是否會發(fā)生反應(yīng)？2循環(huán)物質(zhì)的確定3副產(chǎn)品的判斷示例2 某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后主要含SiO2(61%)、Al2O3(30%)和少量的Fe2O3、FeO及鈣鎂化合物等。某實驗小組利用其提取Al(OH)3。(1)濾渣的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和_。(2)上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)的化學(xué)式是_。答案(1)Fe(OH)3(2)CO2、Na2CO3 首尾主線分析：原料中間轉(zhuǎn)化物質(zhì)目標產(chǎn)物。分析每一步操作的目的以及所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，跟蹤主要物質(zhì)的轉(zhuǎn)化形式。 1題型特點以元素化合物知識為載體，從素材情境中提取化學(xué)問題，將不同知識板塊的內(nèi)容整合和關(guān)聯(lián)進行命題。包括：物質(zhì)及其變化的規(guī)范表達，物質(zhì)變化時的定量關(guān)系、分析解釋、說明理由、概括結(jié)論、物質(zhì)的氧化性和還原性與電化學(xué)原理相關(guān)聯(lián)、溶液中的粒子成分與平衡常數(shù)相關(guān)聯(lián)等。2認識陌生物質(zhì)的性質(zhì)的一般思路典例演示1 (2017課標全國，27)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：回答下列問題：(1)步驟的主要反應(yīng)為：FeOCr2O3Na2CO3NaNO3Na2CrO4Fe2O3CO2NaNO2上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為_。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_。(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是_，濾渣2的主要成分是_及含硅雜質(zhì)。(3)步驟調(diào)濾液2的pH使之變_(填“大”或“小”)，原因是_(用離子方程式表示)。(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到_(填標號)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。a80 b60 c40 d10 步驟的反應(yīng)類型是_。(5)某工廠用m1kg鉻鐵礦粉(含Cr2O340%)制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2 kg，產(chǎn)率為_。解析(1)首先標出變價元素的化合價，分析價態(tài)變化可知：1 mol FeOCr2O3失去7 mol電子，1 mol NaNO3得到2 mol電子，則由得失電子守恒可知二者系數(shù)比應(yīng)為27；該步驟中主要反應(yīng)的反應(yīng)物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融時反應(yīng)，故不能使用陶瓷容器；(2)步驟的反應(yīng)產(chǎn)生了不溶于水的Fe2O3，故熔塊水浸后濾渣1的主要成分是Fe2O3，則含量最多的金屬元素是鐵元素；將濾液1調(diào)節(jié)pH7后，Al3會變?yōu)锳l(OH)3沉淀而除去，故濾渣2的主要成分是Al(OH)3和含硅雜質(zhì)；(3)濾液2中的主要成分是Na2CrO4，濾液3中的主要成分應(yīng)為Na2Cr2O7，則第步調(diào)節(jié)pH的作用是使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，離子方程式為2CrO2HCr2OH2O，酸性越強越利于Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，故應(yīng)調(diào)節(jié)pH使之變??；(4)由溶解度曲線圖可知，10 時K2Cr2O7溶解度最小，而Na2Cr2O7、KCl、NaCl此時溶解度均大于K2Cr2O7，三者均存在于溶液當中，故冷卻到10 時得到的K2Cr2O7固體最多，該步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式為2KClNa2Cr2O7=2NaClK2Cr2O7，顯然該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)；(5)由Cr元素守恒可知：Cr2O3K2Cr2O7，則理論產(chǎn)生K2Cr2O7的質(zhì)量為(294) g，而實際產(chǎn)量為1 000m2 g，則產(chǎn)率100%100%。答案(1)27陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng)(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO2HCr2OH2O(4)d復(fù)分解反應(yīng)(5)100%題型訓(xùn)練1 (2017江蘇化學(xué)，16)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_。(2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”、“不變”或“減小”)。(3)“電解”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是_。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_。(5)鋁粉在1 000 時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_。解析(1)“堿溶”時，Al2O3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2和H2O，注意離子方程式。(2)“過濾I”所得濾液為NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液，過濾后電解的是Na2CO3溶液，說明溶液的溶質(zhì)由NaAlO2變?yōu)镹a2CO3，發(fā)生反應(yīng)AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，說明AlO結(jié)合H能力強于CO，即其水解能力強，說明堿性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH減小。(3)電解Al2O3，陽極O2放電生成O2，石墨(C)電極會被O2氧化。(4)陽極水中的OH放電生成O2(圖示)及H(2H2O4e=O24H)，H與CO結(jié)合生成HCO(COH=HCO，由圖可知陽極區(qū)Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3)，寫出總反應(yīng)：4CO2H2O4e=4HCOO2。陰極，水中的H放電生成H2。(5)NH4Cl加熱時分解生成HCl和NH3，HCl可以破壞鋁表面的氧化膜，有利于反應(yīng)進行。答案(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)減小(3)石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜題型訓(xùn)練2 (2018江蘇化學(xué)，16)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：(1)焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為_。(2)添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 硫去除率100%不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時，去除的硫元素主要來源于_。700 焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是_。(3)向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為_(填化學(xué)式)。(4)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)_。解析(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫與NaOH溶液反應(yīng)生成正鹽Na2SO3，過量二氧化硫與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHSO3。(2)根據(jù)高硫鋁土礦的成分中含F(xiàn)eS2和金屬硫酸鹽，而已知多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ，如果不添加CaO在低于500 焙燒，則去除的硫元素主要來源于FeS2，具體的反應(yīng)原理為4FeS211O22Fe2O38SO2。添加的CaO吸收SO2生成CaSO3，CaSO3易被空氣中的氧氣氧化為CaSO4。根據(jù)題目所給“多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ”，可知700 時，CaSO4可能未分解或未完全分解而留在礦粉中，從而導(dǎo)致添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低。(3)高硫鋁土礦中的氧化鋁溶于NaOH生成NaAlO2：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；向NaAlO2溶液中通入過量的二氧化碳，生成氫氧化鋁：CO2(過量)2H2ONaAlO2=Al(OH)3NaHCO3。(4)根據(jù)得失電子守恒可知FeS2與Fe2O3的物質(zhì)的量之比為116。答案(1)OHSO2=HSO(2)FeS2硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中(3)NaAlO2Al(OH)3(4)116典例演示2 高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種易溶于水，高效的多功能水處理劑。工業(yè)上通常先制得高鐵酸鈉，然后在一定溫度下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，從而使高鐵酸鉀析出。(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為_，推測其具有的化學(xué)性質(zhì)是_。(2)高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成O2、Fe(OH)3(膠體)和KOH。該反應(yīng)的離子方程式為_。高鐵酸鉀作為水處理劑起到的作用是_。(3)在無水條件下制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為2FeSO4aNa2O2=2Na2FeO4bX2Na2SO4cO2，該反應(yīng)中物質(zhì)X的化學(xué)式為_，b與c的關(guān)系是_。一定溫度下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀，原因是_。(4)在堿性條件下，由氯化鐵、氯氣可制備出高鐵酸鉀，寫出該反應(yīng)的離子方程式：_。(5)某同學(xué)配制了一瓶K2FeO4溶液，但標簽丟失了，測定該瓶溶液物質(zhì)的量濃度的實驗步驟如下：步驟1：準確量取V mL溶液加入錐形瓶中；步驟2：在強堿溶液中，用過量CrO與FeO反應(yīng)生成Fe(OH)3和CrO；步驟3：加足量稀硫酸，使CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O，CrO轉(zhuǎn)化為Cr3，F(xiàn)e(OH)3轉(zhuǎn)化為Fe3；步驟4：加入二苯胺磺酸鈉作指示劑，用c molL1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液V1 mL。滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。原溶液中K2FeO4的物質(zhì)的量濃度為_(用含字母的代數(shù)式表示)。解析(1)根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零，可得鐵元素的化合價為6；高鐵酸鉀中鐵元素處于最高價態(tài)，則高鐵酸鉀具有強氧化性。(2)高鐵酸鉀與水反應(yīng)生成O2，同時它本身被還原生成Fe(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為4FeO10H2O=4Fe(OH)3(膠體)8OH3O2。高鐵酸鉀具有強氧化性，作為水處理劑能起到殺菌消毒的作用，同時其還原產(chǎn)物為Fe(OH)3膠體，又能起到凈水的作用。(3)根據(jù)元素守恒可知，X應(yīng)是Na2O，根據(jù)鈉元素守恒，有2a82b，根據(jù)氧元素守恒有2a8b2c，兩式聯(lián)立，可得b2c。一定溫度下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀，原因是該條件下高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉的溶解度。(4)用氯氣在堿性條件下氧化氯化鐵可制備高鐵酸鉀，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒及電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為2Fe33Cl216OH=2FeO6Cl8H2O。(5)根據(jù)題意，步驟2中發(fā)生反應(yīng)FeOCrO2H2O=Fe(OH)3CrOOH，步驟3中CrO在稀硫酸作用下發(fā)生反應(yīng)2CrO2HCr2OH2O，步驟4滴定時發(fā)生反應(yīng)Cr2O6Fe214H=6Fe32Cr37H2O，故可得關(guān)系式FeO3Fe2。原溶液中K2FeO4的物質(zhì)的量濃度為 molL1。答案(1)6強氧化性(2)4FeO10H2O=4Fe(OH)3(膠體)8OH3O2殺菌消毒、凈水(3)Na2Ob2c相同條件下高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉的溶解度(4)2Fe33Cl216OH=2FeO6Cl8H2O(5)Cr2O6Fe214H=6Fe32Cr37H2O molL1題型訓(xùn)練3 (2018天津理綜，7)下圖中反應(yīng)是制備SiH4的一種方法，其副產(chǎn)物MgCl26NH3是優(yōu)質(zhì)的鎂資源?；卮鹣铝袉栴}：(1)MgCl26NH3所含元素的簡單離子半徑由小到大的順序(H除外)：_，Mg在元素周期表中的位置：_，Mg(OH)2的電子式：_。(2)A2B的化學(xué)式為_。反應(yīng)的必備條件是_。上圖中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_。(3)在一定條件下，由SiH4和CH4反應(yīng)生成H2和一種固體耐磨材料_(寫化學(xué)式)。(4)為實現(xiàn)燃煤脫硫，向煤中加入漿狀Mg(OH)2，使燃燒產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Mg化合物，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(5)用Mg制成的格氏試劑(RMgBr)常用于有機合成，例如制備醇類化合物的合成路線如下： (R：烴基，R：烴基或H)依據(jù)上述信息，寫出制備所需醛的可能結(jié)構(gòu)簡式：_。解析(1)MgCl26NH3所含元素的簡單離子有Mg2、Cl、N3、H，Cl有3個電子層，四者中離子半徑最大，Mg2、N3有2個電子層，且具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則N3的半徑大于Mg2的半徑，故離子半徑由小到大的順序為r(H)<r(Mg2)<r(N3)<r(Cl)。根據(jù)鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖，可推知鎂位于元素周期表的第三周期A族。Mg(OH)2為離子化合物，其電子式為。(2)根據(jù)反應(yīng)，由原子守恒可推知A2B為Mg2Si?？赏ㄟ^電解熔融的MgCl2獲得Mg。由題圖可知，由MgCl26NH3得到的NH3、NH4Cl可以循環(huán)用于反應(yīng)。(3)由SiH4和CH4反應(yīng)生成H2和一種固體耐磨材料，顯然該耐磨材料為原子晶體SiC。(4)煤燃燒產(chǎn)生的SO2與Mg(OH)2反應(yīng)生成MgSO3，MgSO3具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化為MgSO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg(OH)22SO2O2=2MgSO42H2O。(5)根據(jù)格氏試劑與醛反應(yīng)合成醇的反應(yīng)原理，可由CH3MgBr與CH3CH2CHO反應(yīng)制得，也可由CH3CH2MgBr與CH3CHO反應(yīng)制得，故所需醛的可能結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CHO、CH3CHO。答案(1)r(H)<r(Mg2)<r(N3)<r(Cl)第三周期A族 (2)Mg2Si熔融、電解NH3、NH4Cl(3)SiC(4)2Mg(OH)22SO2O2=2MgSO42H2O(5)CH3CH2CHO、CH3CHO1(2018開封市高三一模，27)利用氯堿工業(yè)中的固體廢物鹽泥主要成分為Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，還含有少量NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等與廢稀硫酸反應(yīng)制備七水硫酸鎂，既處理了三廢，又有經(jīng)濟效益。其工藝流程如圖1所示：已知：i)部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如表所示。沉淀物Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH(完全沉淀)10.028.963.204.7011.12ii)兩種鹽的溶解度隨溫度的變化(單位為g/100 g水)如圖2所示。根據(jù)圖1并參考表格pH數(shù)據(jù)和圖2，請回答下列問題。(1)在酸解過程中，加入的酸為_，加快酸解速率可采取的措施有_。(2)加入的NaClO可與Mn2反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是_。(3)本工藝流程多次用到抽濾操作，優(yōu)點是_。抽濾所得濾渣A的成分為_和CaSO4；抽濾所得濾渣B的成分為MnO2、_和_；抽濾所得濾液D中主要陽離子的檢驗方法是_。(4)依據(jù)圖2，操作M應(yīng)采取的方法是適當濃縮，_。(5)每生產(chǎn)1噸MgSO47H2O，需要消耗鹽泥2噸。若原料利用率為70%，則鹽泥中鎂(以氫氧化鎂計)的質(zhì)量分數(shù)約為_。解析本題考查工藝流程的分析，涉及物質(zhì)的分離提純、離子的檢驗以及離子方程式的書寫等。(1)因制備的物質(zhì)為七水硫酸鎂，為不引入其他雜質(zhì)，故應(yīng)加入硫酸溶解鹽泥，為加快酸解速率，可采取升溫、攪拌、粉碎鹽泥等措施。(2)根據(jù)得失電子守恒、元素守恒及電荷守恒，可配平離子方程式為：Mn2ClOH2O=MnO22HCl。(3)抽濾又稱減壓過濾，過濾時速度快，得到的固體較干燥；根據(jù)鹽泥的成分可知，鹽泥用硫酸溶解、抽濾后得到的濾渣A為BaSO4和CaSO4；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當調(diào)節(jié)濾液A的pH為56，時，Al3和Fe3可分別水解生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；濾液D中的陽離子主要為Na，其灼燒時火焰顏色為黃色，可用焰色反應(yīng)進行檢驗。(4)根據(jù)題圖2可知，MgSO47H2O在溫度高時溶解度較大，低溫時易結(jié)晶析出，故操作M為將濾液B適當濃縮，趁熱過濾。(5)設(shè)2噸鹽泥中含Mg(OH)2的質(zhì)量為x g，MgSO47H2O的質(zhì)量為1噸，即106 g，由MgSO47H2OMg(OH)2得x，該鹽泥中鎂(以氫氧化鎂計)的質(zhì)量分數(shù)為100%，代入x的數(shù)值可得其質(zhì)量分數(shù)約為16.8%。答案(1)硫酸升溫、把鹽泥粉碎、攪拌等(2)Mn2ClOH2O=MnO22HCl(3)速度快BaSO4Fe(OH)3Al(OH)3焰色反應(yīng)(4)趁熱過濾(5)16.8%2(2018濱州市高三期末，19)鋅及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用比較廣泛。(1)ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料，也是一種催化劑，能催化烯類有機物氧化脫氫等反應(yīng)。ZnFe2O4中Fe的化合價是_。工業(yè)上利用反應(yīng)ZnFe2(C2O4)36H2OZnFe2O42CO24CO6H2O 制備ZnFe2O4，該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是_(填化學(xué)式)，每生成1 mol ZnFe2O4轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)是_。(2)工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質(zhì))制取金屬鋅的工藝流程如下：酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，為達到這一目的，還可采用的措施是_(任答一條)。寫出ZnFe2O4溶于酸的離子方程式_。凈化中H2O2 參與反應(yīng)的離子方程式為_。凈化中Y 的主要成分是_(填化學(xué)式)。(3)利用鋅錳電池在8001 000 時電解TiO2可制得金屬鈦，裝置如圖所示。圖中a電極的材料為_，陰極的電極反應(yīng)式為_。解析(1)ZnFe2O4中Zn是2價，O是2價，根據(jù)化合物中正負價代數(shù)和為0可知Fe的化合價是3價。反應(yīng)中Fe元素化合價從2價升高到3價，碳元素化合價從3價部分降低到2價，部分升高到4價，所以還原產(chǎn)物是CO；根據(jù)方程式可知每生成1 mol ZnFe2O4轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量是4 mol，總數(shù)是4NA(或2.4081024)。(2)將鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等氧化物雜質(zhì))酸浸，發(fā)生反應(yīng)ZnFe2O48H=2Fe3Zn24H2O、ZnO2H=Zn2H2O、FeO2H=Fe2H2O、CuO2H=Cu2H2O，向溶液中加入雙氧水，發(fā)生反應(yīng) 2Fe22HH2O2=2Fe32H2O，調(diào)節(jié)溶液的pH將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，調(diào)節(jié)溶液pH時不能引進新的雜質(zhì)，可以用ZnO，所以X為ZnO，然后向溶液中加入ZnS，發(fā)生反應(yīng)Cu2ZnS=Zn2CuS，然后過濾，所以Y中含有CuS，最后電解得到Zn。酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，為達到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、攪拌等。ZnFe2O4溶于酸的離子方程式為ZnFe2O48H=2Fe3Zn24H2O。凈化I中H2O2參與反應(yīng)的離子方程式為2Fe22HH2O2=2Fe32H2O；由于ZnS過量，則凈化中Y的主要成分是CuS、ZnS。(3)a電極產(chǎn)生Ti，是陰極，所以a電極是負極，其電極材料為鋅，陰極是二氧化鈦得到電子，電極反應(yīng)式為TiO24e=Ti2O2。答案(1)3CO4NA(或2.4081024)(2)適當增大c(H)(或升高溫度、攪拌等其他合理答案)ZnFe2O48H=2Fe3Zn24H2OH2O22Fe22H=2Fe32H2OCuS、ZnS(3)鋅(或Zn)TiO24e=Ti2O23. (2018河南師范大學(xué)附中高三月考，27)鐵的化合物有廣泛用途，如碳酸亞鐵(FeCO3)可作為補血劑，鐵紅(Fe2O3)可作為顏料。利用某硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO，還有一定量的SiO2)制備FeCO3的流程如下：(1)“酸溶”時加快反應(yīng)速率的方法有_(寫出一種)。 (2)“還原”時，F(xiàn)eS2與H2SO4不反應(yīng)，F(xiàn)e3通過兩個反應(yīng)被還原，其中一個反應(yīng)如下：FeS214Fe38H2O=15Fe22SO16H，則另一個反應(yīng)的離子方程式為_。加入FeS2還原后，檢驗Fe3是否反應(yīng)完全的方法是_