1、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
2、，_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)。,2(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：
3、,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F
4、e3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。,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
5、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K
6、IO3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 KCl KH(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
7、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：,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
8、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_。,5(2016课标全国，28)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：,回答下列问题： (1)NaClO2中Cl的化合价为_。 (2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_ _。,(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分别为
9、_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。 (4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。 (5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数),命题调研(20142018五年大数据),通过对五年高考的统计分析可以看出，高考对于无机综合题的考查，主要基于物质结构与性质，涉及物质制备与提纯、反应现象与变量控制的判断、电化学原理、基本化学计算，并将化学与社会、生产、生活的联系为切入点，以图表、模型、化学
10、工艺流程图等方式展现题干内容，让考生在陌生情景下书写化学方程式、完成具体任务，解决一些简单的化学问题，重点体现化学学科的价值。从题型来看与实际问题紧密联系的工艺流程题逐渐取代了前几年常考的虚构的框图题。预测2019年高考仍会以元素化合物知识载体，以化学工艺流程图的形式，围绕核心反应推断陌生物质；围绕核心反应或副反应考物质变化及定量关系；围绕产品纯度考物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)；围绕原料的预处理考影响速率的因素；围绕经济原则考循环利用。陌生方程式的书写与含量计算是化工流程题的重要组成部分，也是学生失分较多的能力点，复习时加以重视！,1常考化工术语,2.操作与思考角度,示例1 (2
11、017海南化学，17)以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO47H2O的过程如图所示：,硼镁泥的主要成分如下表：,回答下列问题： (1)“酸解”时应该加入的酸是_，“滤渣1”中主要含有_(写化学式)。 (2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是_、_ (3)判断“除杂”基本完成的检验方法是_。 (4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是_ _。,答案 (1)浓硫酸 SiO2 (2)氧化亚铁离子 促进铁离子、铝离子转化为沉淀 (3)溶液接近为无色 (4)温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙,1滤渣、滤液成分的确定,要考虑
12、样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况： (1)反应过程中哪些物质(离子)消失了？ (2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应？,2循环物质的确定,3副产品的判断,示例2 某地煤矸石经预处理后主要含SiO2(61%)、Al2O3(30%)和少量的Fe2O3、FeO及钙镁化合物等。某实验小组利用其提取Al(OH)3。,(1)滤渣的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和_。 (2)上述流程中可循环利用的物质的化学式是_。,答案 (1)Fe(OH)3 (2)CO2、Na2CO3,首尾主线分析：原料中间转化物质目标产物。 分析每一步
13、操作的目的以及所发生的化学反应，跟踪主要物质的转化形式。,1题型特点,以元素化合物知识为载体，从素材情境中提取化学问题，将不同知识板块的内容整合和关联进行命题。 包括：物质及其变化的规范表达，物质变化时的定量关系、分析解释、说明理由、概括结论、物质的氧化性和还原性与电化学原理相关联、溶液中的粒子成分与平衡常数相关联等。,2认识陌生物质的性质的一般思路,典例演示1 (2017课标全国，27)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：,(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过
14、滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a80 b60 c40 d10 ,步骤的反应类型是_。,(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为_。,解析 (1)首先标出变价元素的化合价，分析价态变化可知：1 mol FeOCr2O3失去7 mol电子，1 mol NaNO3得到2 mol电子，则由得失电子守恒可知二者系数比应为27；该步骤中主要反应的反应物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融时反应，故不能使用陶瓷容器；(2)步骤的反应产生了不溶于水的Fe2O3，故熔块水浸后滤渣1的主要
15、成分是Fe2O3，则含量最多的金属元素是铁元素；将滤液1调节pH7后，Al3会变为Al(OH)3沉淀而除去，故滤渣2的主要成分是Al(OH)3和含硅杂质；(3)滤液2中的主要成分是Na2CrO4，滤液3中的主要成,题型训练1 (2017江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：,注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_ _。,(2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融Al2O3，
16、电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_ _。,(4)“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。(5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_。,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
17、化曲线如图所示。,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)_。,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
18、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：_ _。,原溶液中K2FeO4的物质的量浓度为_(用含字母的代数式表示)。,题型训练3 (2018天津理综，7)下图中反应是制备SiH4的
19、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),
