安徽省高考化学二轮复习资料 高考题型考点详析(10)(教师版)
发布时间:2019-04-14 14:42:18
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2013高考化学二轮复习资料之安徽高考题型考点详析(10)(教师版)
【四年安徽高考题回顾】
1.【2009安徽卷·27题】(12分)
某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:
(1)第步反应的离子方程式是
(2)第步中用PH试纸测定溶液PH的操作是:
(3)第步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有
(4)欲使1L该废水中的Cr2O完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入 gFeSO4·7H2O。
2.【2010安徽卷·27题】(14分)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题:某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
(2)第③步反应的离子方程式是 。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:
、 。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。
3.【2011安徽卷·27题】(14分)MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO2和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的 (写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式□ + □ClO3 + □ =□MnO2↓ + □ 。
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、 、 、 ,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还有含有 (写化学式)。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(标准状况下载),则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3
4.【2012安徽卷·27题】(15分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:
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(1)气体A的主要成分是__________,为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入__________;通入N2的目的是____________________。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式______________________________。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是__________。
(4)若用盐酸代替洗硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果__________(填“偏高”、“偏低”、“不影响”)。
(5)若取样品w g,按乙方案测得消耗0.01000 mol·L-1 I2溶液V mL,则1 kg样品中含SO2的质量__________g(用含w,V的代数式表示)。
【答案】⑴SO2、N2 碎瓷片(或沸石) 将生成的SO2全部赶出
⑵SO2+H2O2=2H++SO2-4 ⑶向滴定管注入少量NaOH标准液,倾斜转动滴定管润洗整个滴定管内壁,然后将润洗液从下端尖嘴处放出,重复操作2~3次 ⑷无影响 ⑸0.64 V/w
【四年安徽高考题分析】
【考纲解读】
【考点精析】
☞考点一:重要的非金属及其化合物
1、重要的非金属单质及其化合物的性质。
(1)卤素单质及其化合物的性质
①氟元素无正价,无含氧酸。
②F2能与某些稀有气体化合生成氟化物;F2能置换出水中的氧:2F2+2H2O=4HF+O2;在水溶液中F2不能从其他卤化物中置换出相应的卤素单质(Cl2、Br2、I2)
③氢氟酸为弱酸,能腐蚀玻璃: SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。
④溴易挥发,AgBr具有良好的感光性。
⑤碘易升华,碘遇淀粉变蓝。
⑥溴、碘在不同溶剂中显示不同的颜色
⑦Cl2具有强氧化性,能与大多数金属反应生成高价态化合物;Cl2与H2O反应生成HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌消毒。
(2)氧族元素
①氧及其化合物
H2O2是考查的重点,尤其利用它的氧化性,它是“绿色”氧化剂。如2Fe2++H2O2+2H+=2Fe2++2H2O。
②硫及其化合物
二氧化硫:与SO2相关的环境问题、实验设计是考查的重点,尤其它的还原性与漂白性(可逆)是重中之重。如C12+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4。
③硫酸
a.浓H2SO4的三大特性,尤其是强氧化性是重点,从课本与Cu、C的反应,联想到其他金属,反应的“动态化”常隐藏在试题中,如
先:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O
后:Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
b.SO的检验及有关H2SO4的性质实验也是高考的热点之一。
(3)氮族元素
①不同价态氮元素的氧化还原反应常出现在高考题中NH3N2NONO2 HNO3。
②氨及铵盐的性质
a.氨的性质如喷泉实验(体现碱性)及还原性是常考内容。
2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
b.铵盐的不稳定性的考查常出现在无机框图中,如NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。
③HNO3的性质,尤其是强氧化性是热点,涉及与单质反应产物的判断,尤其是与铁的反应如稀HNO3与Fe
(4)碳族元素
①C的还原性、CO、CO2性质及CO2的制备反应。
②硅及其化合物的“亲氟性”
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
③CO、HCO的检验方法
未知溶产生无色、无味气体白色沉淀
④涉及纳米材料、新材料、电子信息材料等的信息题
2、非金属单质及其氧化物的共性和特性
(1)非金属单质的性质
(2)非金属氧化物的性质
特别提醒:
①Br2是唯一一种常温下呈液态的非金属单质,NO2的红棕色、碘遇淀粉变蓝,这些性质都可作为推断题的突破口。
②鉴别SO2和CO2时,可利用SO2的还原性、漂白性以及刺激性气味等,不能利用二者与澄清石灰水的反应。
③Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS。
3、常见无机酸的重要规律和重要特性
(1)重要规律
a.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱决定于元素非金属性的强弱,如酸性:
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3。
b.证明酸性强弱顺序,可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律,如:Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓
c.强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应,一般不生成H2;金属和浓HNO3反应一般生成NO2,而金属和稀HNO3反应则生成NO。
(2)重要特性
a.H2SiO3(或H4SiO4)为难溶性酸,浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。
b.硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性,属于氧化性酸,其中硝酸、HClO见光受热易分解。
c.浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)。浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随着反应的进行,产物会发生变化或反应停止。
d.浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。
e.常温下,铁、铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
☞ 典型例题:
【例1】(2012·海南)8.两种盐的固体混合物:①加热时有气体产生,②加水溶解时有沉淀生成,且沉淀溶于稀盐酸。满足上述条件的混合物是
A.BaCl2和(NH4)2SO4 B.AgNO3和NH4Cl
C.FeCl3和NaHCO3 D.KCl和Na2CO3
【答案】AC
【解析】硫酸铵和氯化钡混合加热时会释放氨气,加水溶解会生成硫酸钡沉淀,A符合;氯化铵受热能放出氨气,但生成的盐酸AgCl不溶于盐酸,B排除;碳酸氢钠受热放出二氧化碳气体,溶于水生成的Fe(OH)3可溶于盐酸,C符合;氯化钾和碳酸钠混合溶于水不生成沉淀,D排除。
【考点定位】此题以实验现象为载体考查了元素化合物的性质。
【例2 】化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 ( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
☞ 巩固练习:
1.(2012·四川)13.向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2,在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是
A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1
B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol
【答案】B
【解析】Cu摩尔质量64g/mol,Cu2O摩尔质量为144g/mol,相信很多同学一看就知道n(Cu)=0.2mol,n(Cu2O)=0.1 mol,待入沉淀刚好生成0.4molCu(OH)2沉淀,根据化合价升降,A C答案正确。对于B答案,硝酸去向只有2个,最终形成NaNO3与生成NO,根据钠守衡得知n(NaNO3)=1mol,所以加入硝酸的物质的量为1+0.2=1.2 ,所以原硝酸的浓度为1.2/0.5=2.4mol/L,D答案,后来加入NaOH的作用为中和多余的硝酸与生成0.4molCu(OH)2沉淀,也就是说加入1molNaOH,中和的硝酸为1-0.4×2=0.2mol。
【考点定位】本题考查铜及其化合物知识和氧化还原反应的计算。
2.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是
A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
☞考点二:金属元素及其化合物
1、金属元素及其化合物的性质
(1)碱金属族(以钠为代表)
①Na、Na2O、Na2O2与盐溶液的反应过程:先与水生成碱,再与盐发生复分解反应。
②Na2CO3与NaHCO3的性质、转化及鉴别
注意二者不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别,而用CaCl2或BaCl2鉴别。
③碱金属元素性质的递变性、差异,焰色反应的应用。注意Li的保存、锂电池的应用。
(2)镁、铝
①镁的多种燃烧,如在Cl2、O2、N2、CO2、空气中等燃烧,由此联想CO2作为灭火剂,不能灭由活泼金属造成的火灾(用细沙盖灭)。
②铝元素单质及化合物的两性、“铝三角”是命题的重点,涉及离子共存如Al3+与S2-、CO及离子方程式的书写;Al3+与OH-、AlO与H+图像判断。
(3)铁、铜及其化合物
作为两种变价金属元素近几年在高考中频频出现,命题方式多样。
①铁元素以“铁三角”的反应、Fe(OH)2的制备、Fe3+的检验等知识与实验、推断相结合是考试的重点和热点。
②铜元素以+1、+2价转化关系为线索设计试题,集中特殊反应,加以强化记忆。如4CuO2Cu2O+O2↑,2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。
③铁与稀硝酸反应时,各自量不同反应产物不同。
用数轴表示如下:
显然、4为分界点,若<<4,为Fe2+、Fe3+的混合物。
④Cu2O与稀H2SO4的反应
Cu+在酸性条件下发生歧化反应,Cu2O与稀H2SO4反应的离子方程式为Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
特别提醒:铁及其化合物要注意价态的变化,挖掘隐含条件,否则易出错。
①FeO溶于稀HNO3中,易写成生成Fe(NO3)2和H2O而出错,正确的是:3FeO+10H++ NO=3Fe3++NO↑+5H2O。
②Fe(OH)3溶于HI溶液中,容易写成复分解反应而出错,正确的是:2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe3++I2+6H2O。
③Fe(NO3)2溶液用盐酸酸化,易忽略了NO遇H+后有强氧化性,正确的是:3Fe2++ NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。
④SO2通入FeCl3和BaCl2混合溶液中,忽略SO被Fe3+氧化,正确的是:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe3++4H++ SO,SO+Ba2+=BaSO4↓。
B.金属活动性顺序、金属的性质及冶炼
特别提醒:①在化学反应中,金属的还原能力与金属失去电子的难易程度有关,与失去电子的数目无关。
②相同物质的量的金属与非氧化性酸反应,产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。
③Al既能与强酸又能与强碱反应生成H2。
④越活泼的金属越难冶炼,应用时间越晚,与其在地壳中的含量无必然联系。
C.金属氧化物和金属氢氧化物
金属氧化物
金属氢氧化物
特别提醒:
(1)金属氧化物
①金属氧化物
②两性氧化物既能与强酸反应,又能与强碱反应。
③过氧化物一般具有强氧化性。
④Fe3O4还可表示为FeO·Fe2O3。
(2)金属氢氧化物
①溶于水的碱受热难分解,难溶于水的碱受热易分解。
②两性氢氧化物既能与强酸反应,又能与强碱反应
☞ 典型例题:
【例1】(09年广东卷)广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是
A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
B.往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输
C.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的
D.海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属
【例2】(2012·天津)2.下列单质或化合物性质的描述正确的是
A.NaHSO4水溶液显中性
B.SiO2与酸、碱均不反应
C.NO2溶于水时发生氧化还原反应
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【答案】C
【解析】硫酸氢钠在水溶液中完全电离为:NaHSO4=Na++H++SO42-,故溶液呈酸性,A错;二氧化硅属于酸性氧化物,其能和强碱反应,也能和氢氟酸反应,B错;二氧化氮溶于水和水反应生成硝酸和一氧化氮,属于氧化还原反应,C对;氯气具有较强的氧化性,铁在其中燃烧一定生成氯化铁,D错。
【考点定位】此题以元素化合物知识为基础,综合考查了物质性质、氧化还原反应等知识。
☞ 巩固练习:
1.(09年山东卷)下列推断合理的是
A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应
C.浓H2SO4有强氧化性,不能与Cu发生剧烈反应
D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水褪色后加热
也能恢复原色
2.(2012·广东)12.下列陈述正确并且有因果关系的是
【答案】D
【解析】A、两个陈述均正确,不过SO2使溴水褪色体现了溴的还原性,关系不对;B、硅是良好的半导体,而二氧化硅不导电,错误;C、两个陈述均正确,浓硫酸可用于干燥H2和CO体现的是浓硫酸的吸水性,而不是强氧化性,错误;D、涉及到氧化还原反应是:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
【考点定位】元素化合物
3.(2012·上海)15.下图所示最验证氯气性质的徼型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是
【答案】D
【解析】A项,由实验现象不能说明氧化性:Br2>I2;B项,由实验现象还可以说明氯气与水生成了漂白性物质;C项,氯气与水生成酸性物质也可出现对应的实验现象。
【考点定位】本题考查氯气的性质。
4.(2012·江苏)5. 下列有关物质的性质与应用不相对应的是
A.明矾能水解生成Al(OH)3 胶体,可用作净水剂
B.FeCl3 溶液能与Cu 反应,可用于蚀刻印刷电路
C.SO2 具有氧化性,可用于漂白纸浆
D.Zn 具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料
☞考点三:工艺流程题解题方法与策略
1、题型分析
化工工艺流程图试题是近几年高考中常考的一类题型,安徽理综连续四年都以这种形式呈现一个大的无机综合题。其在地区的高考题出现的频率也较高。这类题型涵盖的知识面较广,考查的知识面较宽,形式灵活多变,难度较大。它借助工艺流程考查元素化合物的相关知识,特别是金属元素的相关知识。它还时常与物质的制备、化学实验相结合,考查物质的检验、除杂、离子反应、氧化还原、化学实验仪器、化学实验基本操作、化学计算等。考查学生运用基础知识解决化学问题的能力,以及对图表观察分析的能力。
2、解题思路
明确整个流程及每一部分的目的 → 仔细分析每步发生的反应及得到的产物 → 结合基础理论与实际问题思考 → 注意答题的模式与要点
(1)在解这类题目时:
首先,要粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。
其次,再精读试题,根据问题去精心研究某一步或某一种物质。
第三,要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性
在答题时应注意:前一问回答不了,并不一定会影响回答后面的问题。
(2)分析流程图需要掌握的技巧是:
1 浏览全题,确定该流程的目的——由何原料获得何产物(副产物),对比原料和产物;
2 了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;
3 解析流程图并思考:
从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?)。每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?
(3)考察内容主要有:
①原料预处理
②反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择)
③反应原理(离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯)
④绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
⑤化工安全(防爆、防污染、防中毒)等。
(4)工业生产流程主线与核心
3、熟悉工业流程常见的操作与名词
(1)原料的预处理
①溶解 通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等
②灼烧 如从海带中提取碘
③煅烧 如煅烧高岭土 改变结构,使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解
④研磨 适用于有机物的提取 如苹果中维生素C的测定等。
(2)控制反应条件的方法
①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。
例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH 如下表所示
问题:若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?
调节pH所需的物质一般应满足两点:
a、能与H+反应,使溶液pH值增大; b、不引入新杂质。
例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值
②蒸发、反应时的气体氛围
③加热的目的 加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
④降温反应的目的 防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤趁热过滤 防止某物质降温时会析出
⑥冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
(3)物质的分离和提纯的方法
①结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)
②过滤——固、液分离
③蒸馏——液、液分离
④分液——互不相溶的液体间的分离
⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
(4)常见名词
浸 出:固体加水(酸)溶解得到离子
浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少
酸 浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程
水 洗:通常为除去水溶性杂质
水 浸:与水接触反应或溶解
4、题型分类
(1)化学工艺流程与物质的制备
①明确题目目的是制取什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识,善于从质量守恒原理的角度分析未知物质,寻找解题的突破口。箭头进入的是投料(反应物),箭尾是生成物。
②注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。读懂流程图,写出主要的化学反应方程式或制备原理。
③要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。
【例1】(分离提纯工艺流程)“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低,流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。
表1 生成氢氧化物沉淀的pH值 表2 化学试剂价值表
注:Fe2+的氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀而去除。
请填写以下空白:
(1)在步骤②加入的试剂X,最佳选择应是_______,其作用是_________________________________。
(2)步骤③加入的试剂Y应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________________。
(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是________________。
【答案】(1)漂液 使Fe2+转化为Fe3+,既不带进杂质同时又相对经济
(2)NaOH 使杂质离子(Fe3+、Mn2+)沉淀完全,又尽量减少Mg2+的损失
(3)MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑
(2)化学工艺流程与反应原理
化学工艺流程常涉及的化学反应原理有:
1.沉淀溶解平衡的相关应用
(1)沉淀的最小浓度控制。(2)沉淀转化的条件。
2.反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用
(1)反应速率控制。(2)化学平衡移动。(3)化学平衡常数的应用。(4)反应条件的控制。
3.氧化还原反应的具体应用
(1)强弱规律。(2)守恒规律。(3)选择规律。
4.盐类水解的具体应用
(1) 水解规律。(2) 水解反应的控制(抑制或促进)
【例2】 (2010·福建理综,24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意图如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
Fe(OH)2+__________+__________=Fe(OH)3+Cl-
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是_______。
(4)根据下表数据,调节“滤液 2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________________。
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于 。
【答案】(1)增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分
(2)2Fe(OH)2+ClO-+H2O===2Fe(OH)3+Cl-
(3)FeO(OH)(或其他合理答案)
(4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案)
(5)b(或d或b和d)
(6)蒸发浓缩 冷却结晶(或其他合理答案)
(7) (或其他合理答案)
(3)化学工艺流程与实验技术
无机化工类实验题主要以无机化工流程图为载体,联系中学化学中基本实验方法,如装置气密性检查,混合物分离、提纯和检验以及产品收集与尾气处理等。无机化工实验题的命题热点主要有:
(1)金属冶炼类,如冶炼铁、铜、锰和钨等金属,联系产品纯度测定、冶炼条件控制以及混合物分离和提纯等。
(2)中学重要化工产品的制备,如胆矾、绿矾、明矾、氧化铜、硝酸铜和碳酸钙等物质的制备。
(3)模拟化工原理,设计实验。如探究接触法制硫酸、合成氨、氨催化氧化法制硝酸和硅的精炼等原理。
【例3】亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气将其稀释到体积分数为10%以下较安全;③HClO2可看成是强酸。
(1)160 g·L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为____________,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是______(用文字说明)。
(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是______(填序号)。
A.将SO2氧化成SO3,增强酸性
B.稀释ClO2以防止爆炸
C.将NaClO3还原成ClO2
(3)吸收塔内发生反应的化学方程式为_________________,吸收塔的温度不能超过20 ℃,其目的是防止H2O2分解,写出H2O2发生分解的化学方程式: ___________________。
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,吸收塔中应使NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单的实验方法是__________。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是______(填序号)。
A.Na2O2 B.Na2S C.FeCl2 D.PbO悬浊液
(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____(填序号)。
A.蒸馏 B.蒸发 C.灼烧 D.过滤 E.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是_______(填操作名称)。
【答案】 (1)4 mol·L-1 该溶液的密度
(2)B
(3)2NaOH+2ClO2+H2O2===2NaClO+2H2O+O2 2H2O2=2H2O+O2↑
(4)连续测定吸收塔内溶液的pH
(5)AD
(6)BED或ED 重结晶
☞ 巩固练习:
1.(2012合肥二模)27. (10分)硫酸铝是一个被广泛运用的工业试剂,可作为絮凝剂,用于提纯饮用水及污水处理设备当中,还可用于造纸工业等。硫酸铝中含铁量的大小直接影响造纸工业的产品质量。由铝土矿(氧化铝、氧化铁、氧化亚铁及二氧化硅等)制得成品无水硫酸铝工艺流程如下图所示:
(1) 第②步加人氢氧化铝的目的是__________________。
(2) 第③步加人KMnO4溶液,可将二价铁离子氧化为三价铁离子,本身被还原为Mn2+,c(Mn2+)随时间变化的曲线如右图所示,分析曲线的变化趋势,你认为形成该变化的原因是_________。
(3) 第④步加人MnSO4溶液,可与过量的KMnO4溶液反应生成活性二氧 化锰,进而吸附三价铁离子水解生成的氢氧化铁,达到除铁的效果。请完成下列离子反应方程式:
Mn2++ + —— MnO2↓+ ,
(4) 第⑥步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈) _________、_________、_________
【答案】
(1)调节溶液的pH,使Fe3+在pH=3时沉淀完全(2分)
(2)反应生成的Mn2+对该反应有催化作用(2分)
(3)3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+(3分)
(4)酒精灯 蒸发皿 玻璃棒(每空1分)
2.(2012淮南一模)27.(16分)回收再利用锗产品加工废料,是生产GeO2的重要途径,其流程如下图。
(1)Gd2+与氧化剂H2O2反应生成Ge4+,写出该反应的离子方程式: 。
(2)蒸馏可获得沸点较低的(GeCl4,在此过程中加入浓盐酸的原因是 。实验室蒸馏操作时常用的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、 、 、尾接管、锥形瓶等。
(3)GeCl4水解生成GeO2·nH2O,此过程用化学方程式可表示为 。温度对GeCl4的水解率产生的影响如右图所示,其原因是 。为控制最佳的反应温度,实验时可采取的措施为 (填序号)
a.冰水浴 b.49℃水浴 c.-12℃冰盐水浴
(4)结合Ge在元素周期表中的位置,分析下表中GeO2溶解率随pH变化的原因 ,用离子方程式表示pH>8时GeO2溶解率增大可能发生的反应 。
【答案】(16分,每空2分)
(1)Ge2++H2O2+2H+=Ge4++2H2O
(2)抑制GeCl4水解 温度计 冷凝管
(3)GeCl4+(2+n)H2O=GeO2·nH2O+4HCl 该水解反应是一个放热反应 c
(4)二氧化锗具有两性 GeO2+2OH-=GeO32-+H2O
3.(2012江南十校一模)27.(14分)。在氯化银的表面负载银纳米颗粒后将具有优秀的光催化性能,可用于光催化降解污水中的有机污染物。某课题组利用如下流程制备这种光催化剂,并同时获取新型净水剂高铁酸钠。
(1)写出①反应的离子方程式
(2)过滤得到氯化银纳米线须洗涤干净后再进行光照。检验氯化银纳米线是否洗净的操作方法是
(3)反应②的离子方程式是
口 + 口NO3- + 口 = 口FeO42-+口NO2-+口
(4)由21.60g银纳米线得到了25.15g最终产物,则产物中银纳米粒子的质量分数是 。(计算结果保留两位小数)。
【答案】(14分)
(1)Fe3+ + Ag + Cl- =AgCl+ Fe2+(3分)
(2)取最后少量洗涤液,滴加KSCN溶液(或检验Cl-,其它合理答案均给分)。(3分)
(3)1 Fe2O3 + 3 NO3- + 4OH- =2 FeO42- + 3 NO2- + 2H2O (4分)
(4)43% 或0.43(4分)
4.(2012宿州三模)27.(14分)化工生产中形成的铬渣对环境的污染越来越严重,特别是含+6价铬的矿渣其毒性更大,利用钛铁矿(TiO2·Fe2O3)生产钛白粉的副产品(FeSO4)可以把其还原为+3价的铬,在碱性条件下可生成氢氧化铬沉淀。某研究性学习小组设计如下处理铬渣的流程:
(1)步骤②③④中均需进行 操作(填操作名称);步骤②中过量硫酸的作用 、 。
(2)上述流程中可循环使用的物质是 (写化学式)。
(3)写出步骤⑤反应的离子方程式 。
(4)若步骤⑤所得沉淀质量为42.4 g,则步骤④中所加铁粉的质量至少为 g。
5.(2012·江苏)19. (15 分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)铜帽溶解时加入H2O2 的目的是 (用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后, 需将溶液中过量的H2O2 除去。除去H2O2 的简便方法是 。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:摇摇2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32- +I2=2I-+S4O62-
滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。
若滴定前溶液中的H2O2 没有除尽,所测定的Cu2+含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)已知pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L-1计算)。
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为: ; ;过滤; ;过滤、洗涤、干燥; 900℃煅烧。
【答案】
19. (15 分)
(1) Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加热(至沸)
(2)淀粉溶液 蓝色褪去 偏高
(3)①向滤液中加入适量30%H2O2,使其充分反应
②滴加1.0mol/LnaOH,调节溶液pH约为5,使Fe3+沉淀完全
4 滤液中滴加1.0mol/LnaoH,调节溶液pH约为10,使Zn2+沉淀完全