2019版高考化学二轮复习第二篇理综化学填空题突破第8题以工艺流程为主流的无机综合题学案

第8题以工艺流程为主流的无机综合题复习建议：4课时(题型突破2课时习题2课时)1(2018课标全国，27)焦亚硫酸钠(na2s2o5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产na2s2o5，通常是由nahso3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式_。(2)利用烟道气中的so2生产na2s2o5的工艺为：ph4.1时，中为_溶液(写化学式)。工艺中加入na2co3固体、并再次充入so2的目的是_。(3)制备na2s2o5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中so2碱吸收液中含有nahso3和na2so3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的nahso3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到na2s2o5。(4)na2s2o5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中na2s2o5残留量时，取50.00 ml葡萄酒样品，用0.010 00 moll1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 ml。滴定反应的离子方程式为_，该样品中na2s2o5 的残留量为_gl1(以so2计)。解析(1)nahso3结晶脱水生成na2s2o5。(2)向na2co3饱和溶液中通入so2，可能生成na2so3、nahso3，因na2so3溶液呈碱性，中溶液呈弱酸性，所以生成的是nahso3。审题时抓住“生产na2s2o5，通常是由nahso3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入na2co3固体，并再次充入so2的目的是得到nahso3过饱和溶液。(3)阳极发生氧化反应：2h2o4e=4ho2(或4oh4e=2h2oo2)，阳极室h向a室迁移，a室中的na2so3转化成nahso3。阴极发生还原反应，析出h2，oh增多，na由a室向b室迁移，则b室中na2so3浓度增大。(4)i2作氧化剂，将s2o氧化成so。计算样品中na2s2o5的残留量时以so2计，则n(i2)n(so2)0.010 00 moll10.01 l0.000 1 mol，m(so2)0.006 4 g，则该样品中na2s2o5的残留量为0.128 gl1。答案(1)2nahso3=na2s2o5h2o(2)nahso3得到nahso3过饱和溶液(3)2h2o4e=4ho2(或4oh4e=2h2oo2)a(4)s2o2i23h2o=2so4i6h0.1282(2018课标全国，26)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(zns，含有sio2和少量fes、cds、pbs杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子c0(mn)0.1 moll1形成氢氧化物沉淀的ph范围如下：金属离子fe3fe2zn2cd2开始沉淀的ph1.56.36.27.4沉淀完全的ph2.88.38.29.4回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。(2)滤渣1的主要成分除sio2外还有_；氧化除杂工序中zno的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。(3)溶液中的cd2可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。解析(1)在焙烧过程中zns和o2反应生成zno和so2。(2)溶液中的pb2与so不能共存生成pbso4沉淀，sio2不溶于h2so4，即滤渣1中含sio2和pbso4。氧化除杂过程中o2能将溶液中fe2氧化生成fe3，加入zno能调节溶液的ph，促进fe3完全水解。由题表知fe2、zn2开始沉淀和沉淀完全时的ph非常接近，若不通入o2使fe2氧化为fe3，加入zno后无法除去fe2，会影响zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为cd2zn=cdzn2。(4)结合图示可知电解znso4溶液时生成zn，即电解时zn2在阴极被还原，电极反应式为zn22e=zn。沉积zn后的电解液中主要含有h2so4，可返回溶浸工序中继续使用。答案(1)2zns3o22zno2so2(2)pbso4调节溶液的ph无法除去杂质fe2(3)cd2zn=cdzn2(4)zn22e=zn溶浸3(2018课标全国，27)kio3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1)kio3的化学名称是_。(2)利用“kclo3氧化法”制备kio3工艺流程如图所示：“酸化反应”所得产物有kh(io3)2、cl2和kcl。“逐cl2”采用的方法是_。“滤液”中的溶质主要是_。“调ph”中发生反应的化学方程式为_。(3)kio3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。与“电解法”相比，“kclo3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。解析(1)kio3的名称为碘酸钾。(2)cl2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的cl2。加入koh溶液“调ph”使kh(io3)2转化为kio3：kh(io3)2koh=2kio3h2o。(3)电解法制备kio3时，h2o在阴极得到电子，发生还原反应：2h2o2e=2ohh2或2h2e=h2。电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是k通过阳离子交换膜。根据工艺流程分析，kclo3氧化法生成的cl2有毒，且在调ph时加入koh的量不易控制，另外，生成的kio3中杂质较多。答案(1)碘酸钾(2)加热kclkh(io3)2koh=2kio3h2o(或hio3koh=kio3h2o)(3)2h2o2e=2ohh2(或2h2e=h2)k由a到b产生cl2易污染环境等4(2017课标全国，27)li4ti5o12和lifepo4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为fetio3，还含有少量mgo、sio2等杂质)来制备，工艺流程如下：回答下列问题：(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_。(2)“酸浸”后，钛主要以tiocl形式存在，写出相应反应的离子方程式_。(3)tio2xh2o沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550tio2xh2o转化率/%9295979388分析40 时tio2xh2o转化率最高的原因_。(4)li2ti5o15中ti的化合价为4，其中过氧键的数目为_。(5)若“滤液”中c(mg2)0.02 moll1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使fe3恰好沉淀完全即溶液中c(fe3)1.0105 moll1，此时是否有mg3(po4)2沉淀生成？_(列式计算)。fepo4、mg3(po4)2的ksp分别为1.31022、1.01024(6)写出“高温煅烧”中由fepo4制备lifepo4的化学方程式_。解析(1)由图示可知，当铁浸出率为70%时，可以采用100 、2 h，也可采用90 、5 h。(2)反应物有fetio3，由生成物有tiocl可知，反应物中还含有cl，生成物中还有fe2，注意酸性条件，用h平衡电荷，配平。(3)温度低，转化速率慢，单位时间内转化效率低，温度过高，h2o2分解，nh3挥发，导致转化速率慢。注意：取的是相同时间内的转化率。(4)由化合物中所有元素化合价代数和为0，有15个o原子共显22价，设2价氧原子为x个，1价氧原子则为(15x)个，有2x(15x)22，x7，则1价o原子共8个，即有4个过氧键。(6)反应物为fepo4、li2co3、h2c2o4，生成物有lifepo4，铁元素的化合价降低，则h2c2o4中碳元素的化合价升高，产物为co2，配平。答案(1)100 、2 h或90 、5 h(2)fetio3 4h 4cl=fe2tiocl2h2o(3)低于40 ，tio2xh2o转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ，双氧水分解与氨气逸出导致tio2xh2o转化反应速率下降(4)4(5)fe3恰好沉淀完全时， c(po) moll11.31017moll1，c3(mg2)c2(po)值为0.013(1.31017)21.71040na2co3，溶液的ph减小。(3)电解al2o3，阳极o2放电生成o2，石墨(c)电极会被o2氧化。(4)阳极水中的oh放电生成o2(图示)及h(2h2o4e=o24h)，h与co结合生成hco(coh=hco，由图可知阳极区na2co3转化为nahco3)，写出总反应：4co2h2o4e=4hcoo2。阴极，水中的h放电生成h2。(5)nh4cl加热时分解生成hcl和nh3，hcl可以破坏铝表面的氧化膜，有利于反应进行。答案(1)al2o32oh=2aloh2o(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的o2氧化(4)4co2h2o4e=4hcoo2h2(5)nh4cl分解产生的hcl能够破坏al表面的al2o3薄膜题型训练2 (2018江苏化学，16)以高硫铝土矿(主要成分为al2o3、fe2o3、sio2，少量fes2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得fe3o4的部分工艺流程如下：(1)焙烧过程均会产生so2，用naoh溶液吸收过量so2的离子方程式为_。(2)添加1%cao和不添加cao的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 硫去除率100%不添加cao的矿粉在低于500 焙烧时，去除的硫元素主要来源于_。700 焙烧时，添加1%cao的矿粉硫去除率比不添加cao的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量co2，铝元素存在的形式由_(填化学式)转化为_(填化学式)。(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的fe2o3。fe2o3与fes2混合后在缺氧条件下焙烧生成fe3o4和so2，理论上完全反应消耗的n(fes2)n(fe2o3)_。解析(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫与naoh溶液反应生成正盐na2so3，过量二氧化硫与naoh溶液反应生成nahso3。(2)根据高硫铝土矿的成分中含fes2和金属硫酸盐，而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ，如果不添加cao在低于500 焙烧，则去除的硫元素主要来源于fes2，具体的反应原理为4fes211o22fe2o38so2。添加的cao吸收so2生成caso3，caso3易被空气中的氧气氧化为caso4。根据题目所给“多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ”，可知700 时，caso4可能未分解或未完全分解而留在矿粉中，从而导致添加1%cao的矿粉硫去除率比不添加cao的矿粉硫去除率低。(3)高硫铝土矿中的氧化铝溶于naoh生成naalo2：al2o32naoh=2naalo2h2o；向naalo2溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝：co2(过量)2h2onaalo2=al(oh)3nahco3。(4)根据得失电子守恒可知fes2与fe2o3的物质的量之比为116。答案(1)ohso2=hso(2)fes2硫元素转化为caso4而留在矿粉中(3)naalo2al(oh)3(4)116典例演示2 高铁酸钾(k2feo4)是一种易溶于水，高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠，然后在一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入koh至饱和，从而使高铁酸钾析出。(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为_，推测其具有的化学性质是_。(2)高铁酸钾与水反应生成o2、fe(oh)3(胶体)和koh。该反应的离子方程式为_。高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是_。(3)在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为2feso4ana2o2=2na2feo4bx2na2so4co2，该反应中物质x的化学式为_，b与c的关系是_。一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入koh至饱和可析出高铁酸钾，原因是_。(4)在碱性条件下，由氯化铁、氯气可制备出高铁酸钾，写出该反应的离子方程式：_。(5)某同学配制了一瓶k2feo4溶液，但标签丢失了，测定该瓶溶液物质的量浓度的实验步骤如下：步骤1：准确量取v ml溶液加入锥形瓶中；步骤2：在强碱溶液中，用过量cro与feo反应生成fe(oh)3和cro；步骤3：加足量稀硫酸，使cro转化为cr2o，cro转化为cr3，fe(oh)3转化为fe3；步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c moll1(nh4)2fe(so4)2标准溶液滴定至终点，消耗(nh4)2fe(so4)2标准溶液v1 ml。滴定时发生反应的离子方程式为_。原溶液中k2feo4的物质的量浓度为_(用含字母的代数式表示)。解析(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可得铁元素的化合价为6；高铁酸钾中铁元素处于最高价态，则高铁酸钾具有强氧化性。(2)高铁酸钾与水反应生成o2，同时它本身被还原生成fe(oh)3，反应的离子方程式为4feo10h2o=4fe(oh)3(胶体)8oh3o2。高铁酸钾具有强氧化性，作为水处理剂能起到杀菌消毒的作用，同时其还原产物为fe(oh)3胶体，又能起到净水的作用。(3)根据元素守恒可知，x应是na2o，根据钠元素守恒，有2a82b，根据氧元素守恒有2a8b2c，两式联立，可得b2c。一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入koh至饱和可析出高铁酸钾，原因是该条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。(4)用氯气在碱性条件下氧化氯化铁可制备高铁酸钾，根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒，反应的离子方程式为2fe33cl216oh=2feo6cl8h2o。(5)根据题意，步骤2中发生反应feocro2h2o=fe(oh)3crooh，步骤3中cro在稀硫酸作用下发生反应2cro2hcr2oh2o，步骤4滴定时发生反应cr2o6fe214h=6fe32cr37h2o，故可得关系式feo3fe2。原溶液中k2feo4的物质的量浓度为 moll1。答案(1)6强氧化性(2)4feo10h2o=4fe(oh)3(胶体)8oh3o2杀菌消毒、净水(3)na2ob2c相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度(4)2fe33cl216oh=2feo6cl8h2o(5)cr2o6fe214h=6fe32cr37h2o moll1题型训练3 (2018天津理综，7)下图中反应是制备sih4的一种方法，其副产物mgcl26nh3是优质的镁资源。回答下列问题：(1)mgcl26nh3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(h除外)：_，mg在元素周期表中的位置：_，mg(oh)2的电子式：_。(2)a2b的化学式为_。反应的必备条件是_。上图中可以循环使用的物质有_。(3)在一定条件下，由sih4和ch4反应生成h2和一种固体耐磨材料_(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状mg(oh)2，使燃烧产生的so2转化为稳定的mg化合物，写出该反应的化学方程式：_。(5)用mg制成的格氏试剂(rmgbr)常用于有机合成，例如制备醇类化合物的合成路线如下： (r：烃基，r：烃基或h)依据上述信息，写出制备所需醛的可能结构简式：_。解析(1)mgcl26nh3所含元素的简单离子有mg2、cl、n3、h，cl有3个电子层，四者中离子半径最大，mg2、n3有2个电子层，且具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，则n3的半径大于mg2的半径，故离子半径由小到大的顺序为r(h)r(mg2)r(n3)r(cl)。根据镁的原子结构示意图，可推知镁位于元素周期表的第三周期a族。mg(oh)2为离子化合物，其电子式为。(2)根据反应，由原子守恒可推知a2b为mg2si。可通过电解熔融的mgcl2获得mg。由题图可知，由mgcl26nh3得到的nh3、nh4cl可以循环用于反应。(3)由sih4和ch4反应生成h2和一种固体耐磨材料，显然该耐磨材料为原子晶体sic。(4)煤燃烧产生的so2与mg(oh)2反应生成mgso3，mgso3具有还原性，易被空气中的氧气氧化为mgso4，反应的化学方程式为2mg(oh)22so2o2=2mgso42h2o。(5)根据格氏试剂与醛反应合成醇的反应原理，可由ch3mgbr与ch3ch2cho反应制得，也可由ch3ch2mgbr与ch3cho反应制得，故所需醛的可能结构简式为ch3ch2cho、ch3cho。答案(1)r(h)r(mg2)r(n3)r(cl)第三周期a族 (2)mg2si熔融、电解nh3、nh4cl(3)sic(4)2mg(oh)22so2o2=2mgso42h2o(5)ch3ch2cho、ch3cho1(2018开封市高三一模，27)利用氯碱工业中的固体废物盐泥主要成分为mg(oh)2、caco3、baso4，还含有少量nacl、al(oh)3、fe(oh)3、mn(oh)2等与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如图1所示：已知：i)部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的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)两种盐的溶解度随温度的变化(单位为g/100 g水)如图2所示。根据图1并参考表格ph数据和图2，请回答下列问题。(1)在酸解过程中，加入的酸为_，加快酸解速率可采取的措施有_。(2)加入的naclo可与mn2反应产生mno2沉淀，该反应的离子方程式是_。(3)本工艺流程多次用到抽滤操作，优点是_。抽滤所得滤渣a的成分为_和caso4；抽滤所得滤渣b的成分为mno2、_和_；抽滤所得滤液d中主要阳离子的检验方法是_。(4)依据图2，操作m应采取的方法是适当浓缩，_。(5)每生产1吨mgso47h2o，需要消耗盐泥2吨。若原料利用率为70%，则盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数约为_。解析本题考查工艺流程的分析，涉及物质的分离提纯、离子的检验以及离子方程式的书写等。(1)因制备的物质为七水硫酸镁，为不引入其他杂质，故应加入硫酸溶解盐泥，为加快酸解速率，可采取升温、搅拌、粉碎盐泥等措施。(2)根据得失电子守恒、元素守恒及电荷守恒，可配平离子方程式为：mn2cloh2o=mno22hcl。(3)抽滤又称减压过滤，过滤时速度快，得到的固体较干燥；根据盐泥的成分可知，盐泥用硫酸溶解、抽滤后得到的滤渣a为baso4和caso4；根据表中数据可知，当调节滤液a的ph为56，时，al3和fe3可分别水解生成al(oh)3和fe(oh)3沉淀；滤液d中的阳离子主要为na，其灼烧时火焰颜色为黄色，可用焰色反应进行检验。(4)根据题图2可知，mgso47h2o在温度高时溶解度较大，低温时易结晶析出，故操作m为将滤液b适当浓缩，趁热过滤。(5)设2吨盐泥中含mg(oh)2的质量为x g，mgso47h2o的质量为1吨，即106 g，由mgso47h2omg(oh)2得x，该盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数为100%，代入x的数值可得其质量分数约为16.8%。答案(1)硫酸升温、把盐泥粉碎、搅拌等(2)mn2cloh2o=mno22hcl(3)速度快baso4fe(oh)3al(oh)3焰色反应(4)趁热过滤(5)16.8%2(2018滨州市高三期末，19)锌及其化合物在生产生活中应用比较广泛。(1)znfe2o4是一种性能优良的软磁材料，也是一种催化剂，能催化烯类有机物氧化脱氢等反应。znfe2o4中fe的化合价是_。工业上利用反应znfe2(c2o4)36h2oznfe2o42co24co6h2o 制备znfe2o4，该反应中还原产物是_(填化学式)，每生成1 mol znfe2o4转移的电子总数是_。(2)工业上利用锌焙砂(主要含zno、znfe2o4，还含有少量feo、cuo等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，为达到这一目的，还可采用的措施是_(任答一条)。写出znfe2o4溶于酸的离子方程式_。净化中h2o2 参与反应的离子方程式为_。净化中y 的主要成分是_(填化学式)。(3)利用锌锰电池在8001 000 时电解tio2可制得金属钛，装置如图所示。图中a电极的材料为_，阴极的电极反应式为_。解析(1)znfe2o4中zn是2价，o是2价，根据化合物中正负价代数和为0可知fe的化合价是3价。反应中fe元素化合价从2价升高到3价，碳元素化合价