第8題以工藝流程為主流的無機綜合題復習建議 4課時 題型突破2課時習題2課時 1 2018 課標全國 27 焦亞硫酸鈉 Na2S2O5 在醫(yī)藥 橡膠 印染 食品等方面應用廣泛 回答下列問題 1 生產(chǎn)Na2S2O5 通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結晶脫水制得 寫出該過程的化學方程式 2 利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為 pH 4 1時 中為 溶液 寫化學式 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 裝置如圖所示 其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3 陽極的電極反應式為 電解后 室的NaHSO3濃度增加 將該室溶液進行結晶脫水 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 00mL葡萄酒樣品 用0 01000mol L 1的碘標準液滴定至終點 消耗10 00mL 滴定反應的離子方程式為 該樣品中Na2S2O5的殘留量為 g L 1 以SO2計 2 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 為原料制備金屬鋅的流程如圖所示 相關金屬離子 c0 Mn 0 1mol L 1 形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下 回答下列問題 1 焙燒過程中主要反應的化學方程式為 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的離子方程式為 4 電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時 陰極的電極反應式為 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為Cd2 Zn Cd Zn2 4 結合圖示可知電解ZnSO4溶液時生成Zn 即電解時Zn2 在陰極被還原 電極反應式為Zn2 2e 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 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 回答下列問題 1 KIO3的化學名稱是 2 利用 KClO3氧化法 制備KIO3工藝流程如圖所示 酸化反應 所得產(chǎn)物有KH IO3 2 Cl2和KCl 逐Cl2 采用的方法是 濾液 中的溶質主要是 調pH 中發(fā)生反應的化學方程式為 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pH 使KH IO3 2轉化為KIO3 KH IO3 2 KOH 2KIO3 H2O 3 電解法制備KIO3時 H2O在陰極得到電子 發(fā)生還原反應 2H2O 2e 2OH H2 或2H 2e 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pH時加入KOH的量不易控制 另外 生成的KIO3中雜質較多 答案 1 碘酸鉀 2 加熱KClKH IO3 2 KOH 2KIO3 H2O 或HIO3 KOH KIO3 H2O 3 2H2O 2e 2OH H2 或2H 2e 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 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 寫出相應反應的離子方程式 3 TiO2 xH2O沉淀與雙氧水 氨水反應40min所得實驗結果如下表所示 分析40 時TiO2 xH2O轉化率最高的原因 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 02mol L 1 加入雙氧水和磷酸 設溶液體積增加1倍 使Fe3 恰好沉淀完全即溶液中c Fe3 1 0 10 5mol L 1 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 3 10 22 1 0 10 24 6 寫出 高溫煅燒 中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式 5 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 步驟中生成ClO2的化學方程式 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 電解 中陰極反應的主要產(chǎn)物是 4 尾氣吸收 是吸收 電解 過程排出的少量ClO2 此吸收反應中 氧化劑與還原劑的物質的量之比為 該反應中氧化產(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 計算結果保留兩位小數(shù) 命題調研 2014 2018五年大數(shù)據(jù) 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 主要基于物質結構與性質 涉及物質制備與提純 反應現(xiàn)象與變量控制的判斷 電化學原理 基本化學計算 并將化學與社會 生產(chǎn) 生活的聯(lián)系為切入點 以圖表 模型 化學工藝流程圖等方式展現(xiàn)題干內容 讓考生在陌生情景下書寫化學方程式 完成具體任務 解決一些簡單的化學問題 重點體現(xiàn)化學學科的價值 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?？嫉奶摌嫷目驁D題 預測2019年高考仍會以元素化合物知識載體 以化學工藝流程圖的形式 圍繞核心反應推斷陌生物質 圍繞核心反應或副反應考物質變化及定量關系 圍繞產(chǎn)品純度考物質的分離提純 調pH 結晶 過濾 洗滌 圍繞原料的預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 也是學生失分較多的能力點 復習時加以重視 1 ?？蓟ばg語 2 操作與思考角度 示例1 2017 海南化學 17 以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4 7H2O的過程如圖所示 硼鎂泥的主要成分如下表 回答下列問題 1 酸解 時應該加入的酸是 濾渣1 中主要含有 寫化學式 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的成分在每一步驟中與每一種試劑反應的情況 1 反應過程中哪些物質 離子 消失了 2 所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學反應 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 2 循環(huán)物質的確定 3 副產(chǎn)品的判斷 示例2 某地煤矸石經(jīng)預處理后主要含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)利用的物質的化學式是 答案 1 Fe OH 3 2 CO2 Na2CO3 首尾主線分析 原料 中間轉化物質 目標產(chǎn)物 分析每一步操作的目的以及所發(fā)生的化學反應 跟蹤主要物質的轉化形式 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問題 將不同知識板塊的內容整合和關聯(lián)進行命題 包括 物質及其變化的規(guī)范表達 物質變化時的定量關系 分析解釋 說明理由 概括結論 物質的氧化性和還原性與電化學原理相關聯(lián) 溶液中的粒子成分與平衡常數(shù)相關聯(lián)等 2 認識陌生物質的性質的一般思路 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FeO Cr2O3 還含有硅 鋁等雜質 制備流程如圖所示 4 有關物質的溶解度如圖所示 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 a 80 b 60 c 40 d 10 步驟 的反應類型是 5 某工廠用m1kg鉻鐵礦粉 含Cr2O340 制備K2Cr2O7 最終得到產(chǎn)品m2kg 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 1molFeO Cr2O3失去7mol電子 1molNaNO3得到2mol電子 則由得失電子守恒可知二者系數(shù)比應為2 7 該步驟中主要反應的反應物中有Na2CO3 而陶瓷中含有二氧化硅 二者在熔融時反應 故不能使用陶瓷容器 2 步驟 的反應產(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調節(jié)pH 7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 3 濾液2中的主要成分是Na2CrO4 濾液3中的主要成 題型訓練1 2017 江蘇化學 16 鋁是應用廣泛的金屬 以鋁土礦 主要成分為Al2O3 含SiO2和Fe2O3等雜質 為原料制備鋁的一種工藝流程如下 注 SiO2在 堿溶 時轉化為鋁硅酸鈉沉淀 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 陽極的電極反應式為 陰極產(chǎn)生的物質A的化學式為 5 鋁粉在1000 時可與N2反應制備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 題型訓練2 2018 江蘇化學 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 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 填化學式 轉化為 填化學式 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 理論上完全反應消耗的n FeS2 n Fe2O3 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 推測其具有的化學性質是 2 高鐵酸鉀與水反應生成O2 Fe OH 3 膠體 和KOH 該反應的離子方程式為 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為2FeSO4 aNa2O2 2Na2FeO4 bX 2Na2SO4 cO2 該反應中物質X的化學式為 b與c的關系是 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 寫出該反應的離子方程式 原溶液中K2FeO4的物質的量濃度為 用含字母的代數(shù)式表示 題型訓練3 2018 天津理綜 7 下圖中反應 是制備SiH4的一種方法 其副產(chǎn)物MgCl2 6NH3是優(yōu)質的鎂資源 回答下列問題 1 MgCl2 6NH3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的化學式為 反應 的必備條件是 上圖中可以循環(huán)使用的物質有 3 在一定條件下 由SiH4和CH4反應生成H2和一種固體耐磨材料 寫化學式 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轉化為穩(wěn)定的Mg化合物 寫出該反應的化學方程式 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