高考化學二輪復習簡易通 下篇 專題二（二）專練三 無機化工流程題

專練三無機化工流程題題型狂練1(2013·佛山二模，26)鐵及其化合物有重要用途，如聚合硫酸鐵Fe2(OH)n(SO4)3n/2m是一種新型高效的水處理混凝劑，而高鐵酸鉀(其中鐵的化合價為6)是一種重要的殺菌消毒劑，某課題小組設計如下方案制備上述兩種產品：請回答下列問題：(1)若A為H2O(g)，可以得到Fe3O4，寫出H2O的電子式：_。(2)若B為NaClO3與稀硫酸，寫出其氧化Fe2的離子方程式(還原產物為Cl)_。(3)若C為KNO3和KOH的混合物，寫出其與Fe2O3加熱共融制得高鐵酸鉀的化學方程式，并配平： (4)為測定溶液中鐵元素的總含量，實驗操作如下：準確量取20.00 mL溶液于帶塞錐形瓶中，加入足量H2O2，調節(jié)pH3，加熱除去過量H2O2；加入過量KI充分反應后，再用0.1 000 mol·L1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00 mL。已知：2Fe32I=2Fe2I2I22S2O32=2IS4O62。寫出滴定選用的指示劑_，滴定終點觀察到的現(xiàn)象_。溶液中鐵元素的總含量為_g·L1。若滴定前溶液中H2O2沒有除盡，所測定的鐵元素的含量將會_(填“偏高”“偏低”或“不變”)。(5)設計實驗方案，檢驗溶液中的Fe2_ _。解析(4)若滴定前溶液中H2O2沒有除盡，過量的H2O2氧化KI得到I2，根據(jù)關系式2Fe3I2，I2的量增大使所測定的鐵元素的含量偏高。(5)可利用Fe2的還原性，讓其與高錳酸鉀反應來檢驗；也可以利用鐵氰化鉀溶液與Fe2反應生成具有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀檢驗，離子方程式為：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。答案(1)H····H(2)6Fe2ClO36H=6Fe3Cl3H2O(3)1342K2FeO432H2O(4)淀粉溶液由藍色變無色且保持半分鐘不變色5.6偏高(5)取溶液少量于試管中，加入硫酸酸化，再加入高錳酸鉀溶液，溶液顏色從深紫色變成黃色或變淺，則含有Fe2(或取溶液少量于試管中，加入鐵氰化鉀溶液，有藍色沉淀生成，則含有Fe2)2(2013·廣東汕頭二模，32)鋯產業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產業(yè)，鋯(Zr)元素是核反應堆燃料棒的包裹材料，二氧化鋯(ZrO2)可以制造耐高溫納米陶瓷。我國有豐富的鋯英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質，生產鋯流程之一如下：試回答下列問題：(1)寫出上述流程中高溫氣化的反應方程式(碳轉化成CO)：_。(2)寫出ZrOCl2·8H2O在900 生成ZrO2的反應方程式：_。(3)關于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說法不正確的是 ()。A二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料B1納米1010米C鋯合金的硬度比純鋯要高D日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應產生的氫氣爆炸引起的(4)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷；電解質是摻雜氧化釔(Y2O3)的二氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O2。在熔融電解質中，O2向_(填“正”或“負”)極移動。電池正極電極反應為_，負極電極反應為_。解析(1)根據(jù)流程圖中“高溫氣化”前后的物質可判斷反應物為ZrSiO4、Cl2、C，生成物為SiCl4、ZrCl4和CO，故該反應的化學方程式為ZrSiO44Cl24CSiCl4ZrCl44CO。(2)ZrOCl2·8H2O在900 生成ZrO2的化學方程式為ZrOCl2·8H2OZrO22HCl7H2O。(3)根據(jù)題目提示“二氧化鋯可以制造耐高溫納米陶瓷”可知選項A正確；1 nm109 m，B項錯；合金的硬度一般比其成分金屬的硬度高，C項正確；鋯合金在高溫下與水蒸氣反應生成氫氣，D項正確。(4)正極為氧氣得電子，發(fā)生還原反應，故反應式為O24e=2O2；負極為丁烷失電子，發(fā)生氧化反應，反應式為C4H1026e13O2=4CO25H2O。由兩個電極的反應式可知，正極生成O2，而負極反應需要O2，故O2從正極向負極移動。答案(1)4C4Cl2ZrSiO4ZrCl4SiCl44CO(2)ZrOCl2·8H2OZrO22HCl7H2O(3)B(4)負O24e=2O2C4H1026e13O2=4CO25H2O3(2013·廣東潮州一模，32)醫(yī)用氯化鈣可用于補鈣、抗過敏和消炎等，以工業(yè)碳酸鈣(含少量Na、Al3、Fe3等雜質)生產醫(yī)用二水合氯化鈣工藝流程為：已知：查閱資料得知氫氧化物沉淀時的pH如下表。氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3開始沉淀時的pH2.34.0開始溶解：7.8完全沉淀時的pH3.75.2完全溶解：10.8(1)CaCO3與鹽酸反應的離子方程式：_。(2)除雜操作是加入氫氧化鈣，調節(jié)溶液的pH為_，目的是除去溶液中少量的Al3、Fe3。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的實驗操作是_。(3)過濾時需用的玻璃儀器有_。濾渣主要成分的化學式：_。(4)酸化時加鹽酸的目的為_，防止Ca2在蒸發(fā)時發(fā)生水解。(5)為什么蒸發(fā)結晶要保持在160 ：_。(6)若所測樣品CaCl2·2H2O的質量分數(shù)偏高(忽略其他實驗誤差)，可能的原因之一為_。解析根據(jù)流程可知，加入氫氧化鈣的目的是通過調節(jié)溶液的pH使Al3、Fe3轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3，使其沉淀完全，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，選擇的pH應使得兩種離子都生成沉淀，特別要保證Al3全部沉淀后不能再溶解，故選擇pH為5.27.8。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全即檢驗溶液中是否還存在Fe3，可用KSCN溶液檢驗。(4)加入氫氧化鈣除去雜質離子后，往往會有剩余的氫氧化鈣，故加入鹽酸的目的就是除去過量的氫氧化鈣。答案(1)CaCO32H=Ca2CO2H2O(2)5.27.8取少量上層清液于小試管中，滴加KSCN溶液，若不顯紅色，則Fe(OH)3沉淀完全(3)燒杯、玻璃棒、普通漏斗Fe(OH)3、Al(OH)3(4)除去過量的氫氧化鈣(5)溫度太高CaCl2·2H2O會失水(6)Na沒除去，析出NaCl，導致測定結果偏高4(2013·北京西城二模，26)鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工業(yè)流程如下圖所示：已知：FeTiO3與鹽酸反應的離子方程式為：FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl422H2O。(1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價是_。(2)濾渣A的成分是_。(3)濾液B中TiOCl42轉化生成TiO2的離子方程式是_。(4)反應中固體TiO2轉化成(NH4)2Ti5O15溶液時，Ti元素的浸出率與反應溫度的關系如下圖所示。反應溫度過高時，Ti元素浸出率下降的原因是_。(5)反應的化學方程式是_。(6)由濾液D制備LiFePO4的過程中，所需17%雙氧水與H2C2O4的質量比是_。(7)若采用鈦酸鋰(Li4Ti5O12)和磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)作電極組成電池，其工作原理為：Li4Ti5O123LiFePO4Li7Ti5O123FePO4該電池充電時陽極反應式是_。解析(1)FeTiO3可表示為FeO·TiO2，由此可知鐵元素的化合價是2。(2)FeTiO3、MgO、CaO均可以溶于鹽酸，故濾渣中只有SiO2。(6)濾液D中含有Fe2，由濾液D制備LiFePO4的過程中，F(xiàn)e2先被H2O2氧化，后又被H2C2O4還原成Fe2。H2O2作氧化劑時1 mol H2O2得到2 mol電子；H2C2O4作還原劑時，1 mol H2C2O4轉化為CO2失去2 mol電子，由于兩個過程轉移的電子數(shù)相同，所以H2O2與H2C2O4的物質的量之比為11，則所需17%雙氧水與H2C2O4的質量比是90209。(7)陽極發(fā)生氧化反應，應是LiFePO4轉化為FePO4。答案(1)2(2)SiO2(3)TiOCl42H2OTiO22H4Cl(4)溫度過高時，反應物氨水(或雙氧水)會受熱分解(5)(NH4)2Ti5O152LiOH=Li2Ti5O152NH3·H2O(或2NH32H2O)(6)209(7)LiFePO4e=FePO4Li