高中化学经典题型 逐空突破大题突破真题调研3Word文档格式.docx
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MgCO3↓+2HCO
(或2Mg2++2CO
+H2O===Mg(OH)2·
MgCO3↓+CO2↑) 溶浸 高温焙烧
解析
(1)硫酸铵溶液中存在平衡:
NH
+H2ONH3·
H2O+H+,硼酸镁能与水解出的H+反应,促进平衡向右移动,生成的一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡NH3·
H2ONH3+H2O,一水合氨浓度增大,促进NH3·
H2O分解产生NH3。
用NH4HCO3溶液吸收氨气,发生的反应为NH4HCO3+NH3===(NH4)2CO3。
(2)二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。
检验Fe3+的试剂可选用KSCN溶液。
(3)由题给硼酸的解离反应方程式知,硼酸是一元弱酸。
“过滤2”之前,调节pH≈3.5的目的是将硼元素转化为硼酸,促进硼酸析出。
(4)“沉镁”中,碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱式碳酸镁:
2MgSO4+2(NH4)2CO3+H2O===Mg(OH)2·
MgCO3↓+2(NH4)2SO4+CO2↑,或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。
母液含硫酸铵,可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境保护思想。
碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁,也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳,可知采用的方法是高温焙烧法,Mg(OH)2·
MgCO3
2MgO+H2O+CO2↑。
2.(2019·
全国卷Ⅱ,26)立德粉ZnS·
BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。
(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。
灼烧立德粉样品时,钡的焰色为________(填标号)。
A.黄色B.红色C.紫色D.绿色
(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为________________________________________________________________________。
回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为________________________________________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的____________________(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。
称取mg样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mol·
L-1的I2KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。
以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol·
L-1Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O
===2I-+S4O
。
测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。
终点颜色变化为________________,样品中S2-的含量为_____________________________________________________
(写出表达式)。
答案
(1)D
(2)①BaSO4+4C===BaS+4CO↑ CO+H2O===CO2+H2 ②BaCO3 ③S2-+Ba2++Zn2++SO
===ZnS·
BaSO4↓ (3)浅蓝色至无色
×
100%
解析
(1)灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。
(2)①由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知,在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO;
生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO,即CO与H2O反应生成CO2和H2。
②所得“还原料”的主要成分是BaS,BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体,“还原料”的水溶性变差,表明其表面生成了难溶性的BaCO3。
③结合立德粉的成分可写出沉淀器中S2-、Ba2+、Zn2+、SO
反应生成ZnS·
BaSO4的离子方程式。
(3)达到滴定终点时I2完全反应,可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色,且半分钟内颜色不再发生变化;
根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2~2S2O
,可得n(I2)过量=
0.1000V×
10-3mol,再根据关系式S2-~I2可知,n(S2-)=0.1000×
25.00×
10-3mol-
10-3mol=(25.00-
)×
0.1000×
10-3mol,则样品中S2-的含量为
100%。
3.(2019·
全国卷Ⅲ,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·
L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
(1)“滤渣1”含有S和________;
写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是______________________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为________~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。
若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是________________________________________________________________________
(6)写出“沉锰”的离子方程式_______________________________________________
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。
当x=y=
时,z=________。
答案
(1)SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2+MnS+2H2SO4===2MnSO4+S+2H2O
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ (3)4.7 (4)NiS和ZnS (5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF2Mg2++2F-平衡向右移动 (6)Mn2++2HCO
===MnCO3↓+CO2↑+H2O (7)
解析
(1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在,则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。
结合“滤渣1”中含S,可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S,根据化合价升降法可配平该反应。
(2)“溶浸”后溶液中含Fe2+,“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2+氧化为Fe3+。
(3)“调pH”除去Fe3+和Al3+时,结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7~6之间。
(4)“除杂1”中加入Na2S能将Zn2+和Ni2+分别转化为沉淀除去,故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。
(5)“除杂2”中F-与Mg2+反应生成MgF2沉淀,若溶液酸度过高,则F-与H+结合生成弱电解质HF,导致MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)平衡向右移动,Mg2+不能完全除去。
(6)“沉锰”时Mn2+与HCO
反应生成MnCO3并放出CO2,由此可写出离子方程式。
(7)化合物LiNixCoyMnzO2中,当x=y=
时,根据化合价代数和为0得1+2×
+3×
+4z-2×
2=0,解得z=
4.(2018·
全国卷Ⅰ,27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
(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:
①pH=4.1时,Ⅰ中为________溶液(写化学式)。
②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50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·
L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
该样品中Na2S2O5的残留量为______g·
L-1(以SO2计)。
答案
(1)2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e-===4H++O2↑ a
(4)S2O
+2I2+3H2O===2SO
+4I-+6H+ 0.128
解析
(1)根据题给信息,将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5,则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。
(2)①酸性条件下,SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。
②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2,其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
(3)阳极上阴离子OH-放电,电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,电解过程中H+透过阳离子交换膜进入a室,故a室中NaHSO3浓度增加。
(4)根据电子、电荷及质量守恒,可写出反应的离子方程式为S2O
+4I-+6H+,n(S2O
)=
n(I2)=
0.01000mol·
L-1×
10.00×
10-3L=5×
10-5mol,该样品中S2O
的残留量(以SO2计)为5×
10-5mol×
2×
64g·
mol-1×
=0.128g·
L-1。
5.(2018·
全国卷Ⅱ,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:
Cd2+
7.4
9.4
(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。
答案
(1)2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2
(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+
(3)Cd2++Zn===Cd+Zn2+
(4)Zn2++2e-===Zn 溶浸
解析
(1)闪锌矿的主要成分是ZnS,所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2。
(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO,还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO,加稀H2SO4后,发生一系列化学反应:
ZnO+H2SO4===ZnSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O、CdO+H2SO4===CdSO4+H2O、PbO+H2SO4===PbSO4+H2O。
其中SiO2和PbSO4不溶于水,以沉淀的形式沉降下来,所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。
氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8~6.2,使Fe3+完全转变为Fe(OH)3沉淀;
通入O2的目的是使溶液中的Fe2+转化为Fe3+,有利于除杂,若不通入O2,无法除去溶液中的杂质Fe2+。
(3)溶液中的Cd2+与加入的Zn粉反应而被除去,反应的离子方程式为Zn+Cd2+===Zn2++Cd。
(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时,阴极放电的是Zn2+和H+。
因为溶液中的Zn2+浓度较大,所以阴极电极反应式应该是Zn2++2e-===Zn,阳极放电的是OH-,电极反应式是4OH--4e-===2H2O+O2↑。
沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4,可返回到溶浸工序循环使用。
6.(2018·
全国卷Ⅲ,27)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。
(1)KIO3的化学名称是________。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:
“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。
①写出电解时阴极的电极反应式_________________________________________________。
②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___________。
③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有_________________(写出一点)。
答案
(1)碘酸钾
(2)加热 KCl KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O(或HIO3+KOH===KIO3+H2O) (3)①2H2O+2e-===2OH-+H2↑ ②K+ 由a到b ③产生Cl2易污染环境等
解析
(2)Cl2的溶解度随温度的升高而降低,所以可以用加热的方法来达到“逐Cl2”的目的;
KH(IO3)2和KCl的分离可以根据溶解度的不同,采用结晶法分离,滤液中的溶质主要是KCl,要使KH(IO3)2转化为KIO3,可以加入KOH调节pH。
发生反应:
KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O或HIO3+KOH===KIO3+H2O,从而避免引入新的杂质离子。
(3)①电解液是KOH溶液,阴极的电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑。
②电解过程中阳极反应为I-+6OH--6e-===IO
+3H2O。
阳极的K+通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。
③“KClO3氧化法”的主要不足之处是产生Cl2,易污染环境。
高考化工流程题的命题规律及设问方向
高考化工流程题常以“重要无机物的制备”或“工业废料中提取无机物”为载体考查:
(1)无机化学基础知识(物质的类别、名称、元素的化合价、化学式和电子式的规范书写);
(2)基本技能(陌生化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写;
分离提纯规范操作等);
(3)识图能力(物质的转化与跟踪);
(4)物质制备及提纯条件的控制(提高反应速率、产率或转化率、产品纯度的措施);
(5)基本计算(产品化学式、含量及纯度、氧化还原反应中电子转移数目的计算等)。
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