高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)簡(jiǎn)易通 下篇 專(zhuān)題二（二）專(zhuān)練三 無(wú)機(jī)化工流程題

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1、專(zhuān)練三　無(wú)機(jī)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)3－n/2]m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(jià)為＋6)是一種重要的殺菌消毒劑，某課題小組設(shè)計(jì)如下方案制備上述兩種產(chǎn)品： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)若A為H2O(g)，可以得到Fe3O4，寫(xiě)出H2O的電子式：________________。 (2)若B為NaClO3與稀硫酸，寫(xiě)出其氧化Fe2＋的離子方程式(還原產(chǎn)物為 Cl－)________________。 (3)若C為KNO3和KOH的混合物，寫(xiě)出其與Fe2O3加熱共

2、融制得高鐵酸鉀的化學(xué)方程式，并配平： (4)為測(cè)定溶液Ⅰ中鐵元素的總含量，實(shí)驗(yàn)操作如下：準(zhǔn)確量取20.00 mL溶液Ⅰ于帶塞錐形瓶中，加入足量H2O2，調(diào)節(jié)pH＜3，加熱除去過(guò)量H2O2；加入過(guò)量KI充分反應(yīng)后，再用0.1 000 mol·L－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。 已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2　I2＋2S2O32－===2I－＋S4O62－。 ①寫(xiě)出滴定選用的指示劑________，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象________________。 ②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為_(kāi)_______g·L－1。若滴定前溶液中H2O2沒(méi)

3、有除盡，所測(cè)定的鐵元素的含量將會(huì)________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 (5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)溶液Ⅰ中的Fe2＋_________________________________ _________________________________________________________________。 解析　(4)②若滴定前溶液中H2O2沒(méi)有除盡，過(guò)量的H2O2氧化KI得到I2，根據(jù)關(guān)系式2Fe3＋～I(xiàn)2，I2的量增大使所測(cè)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(yīng)來(lái)檢驗(yàn)；也可以利用鐵氰化鉀溶液與 Fe2＋反應(yīng)生成具有特征藍(lán)色的

4、鐵氰化亞鐵沉淀檢驗(yàn)，離子方程式為：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。 答案　(1)H····H (2)6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O (3)1　3　4　2　K2FeO4　3　2　H2O (4)①淀粉　溶液由藍(lán)色變無(wú)色且保持半分鐘不變色　②5.6　偏高 (5)取溶液Ⅰ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Ⅰ少量于試管中，加入鐵氰化鉀溶液，有藍(lán)色沉淀生成，則含有Fe2＋) 2．(2013·廣東汕頭二模，32)鋯產(chǎn)業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產(chǎn)業(yè)，鋯(

5、Zr)元素是核反應(yīng)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(guó)有豐富的鋯英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，生產(chǎn)鋯流程之一如下： 試回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出上述流程中高溫氣化的反應(yīng)方程式(碳轉(zhuǎn)化成CO)：_______________。 (2)寫(xiě)出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反應(yīng)方程式：__________________。 (3)關(guān)于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說(shuō)法不正確的是 (　　)。 A．二氧化鋯納米陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料 B．1納米＝10－10米 C．鋯合金的硬度比純鋯要高 D．日

6、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(yīng)產(chǎn)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(zhì)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(dǎo)O2－。在熔融電解質(zhì)中，O2－向________(填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)。電池正極電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________，負(fù)極電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________。 解析　(1)根據(jù)流程圖中“高溫氣化”前后的物質(zhì)可判斷反應(yīng)物為ZrSiO4、Cl2、C，生成物為SiCl4、ZrCl4和CO，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZrSiO4＋4Cl2＋4CSi

7、Cl4＋ZrCl4＋4CO。(2)ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的化學(xué)方程式為ZrOCl2·8H2OZrO2＋2HCl↑＋7H2O↑。(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(xiàng)A正確；1 nm＝10－9 m，B項(xiàng)錯(cuò)；合金的硬度一般比其成分金屬的硬度高，C項(xiàng)正確；鋯合金在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，D項(xiàng)正確。(4)正極為氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故反應(yīng)式為O2＋4e－===2O2－；負(fù)極為丁烷失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O。由兩個(gè)電極的反應(yīng)式可知，正極生成O2－，而負(fù)極反應(yīng)需要O2－，故O2－從正極向負(fù)極移

8、動(dòng)。 答案　(1)4C＋4Cl2＋ZrSiO4ZrCl4＋SiCl4＋4CO (2)ZrOCl2·8H2OZrO2＋2HCl↑＋7H2O↑ (3)B (4)負(fù)　O2＋4e－===2O2－　C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O 3．(2013·廣東潮州一模，32)醫(yī)用氯化鈣可用于補(bǔ)鈣、抗過(guò)敏和消炎等，以工業(yè)碳酸鈣(含少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)用二水合氯化鈣工藝流程為： 已知：查閱資料得知?dú)溲趸锍恋頃r(shí)的pH如下表。 氫氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 2.3 4.0 開(kāi)始溶解：7.8 完全沉淀時(shí)的pH

9、 3.7 5.2 完全溶解：10.8 (1)CaCO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_________________________________。 (2)除雜操作是加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液的pH為_(kāi)_______，目的是除去溶液中少量的Al3＋、Fe3＋。檢驗(yàn)Fe(OH)3是否沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作是________________________。 (3)過(guò)濾時(shí)需用的玻璃儀器有________。濾渣主要成分的化學(xué)式：________。 (4)酸化時(shí)加鹽酸的目的為①_______________________________________， ②防止Ca2＋在蒸發(fā)時(shí)發(fā)生水解。 (5

10、)為什么蒸發(fā)結(jié)晶要保持在160 ℃：__________________________________。 (6)若所測(cè)樣品CaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(忽略其他實(shí)驗(yàn)誤差)，可能的原因之一為_(kāi)_________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　根據(jù)流程可知，加入氫氧化鈣的目的是通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH使Al3＋、Fe3＋轉(zhuǎn)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

11、知，選擇的pH應(yīng)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5.2～7.8。檢驗(yàn)Fe(OH)3是否沉淀完全即檢驗(yàn)溶液中是否還存在Fe3＋，可用KSCN溶液檢驗(yàn)。(4)加入氫氧化鈣除去雜質(zhì)離子后，往往會(huì)有剩余的氫氧化鈣，故加入鹽酸的目的就是除去過(guò)量的氫氧化鈣。 答案　(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O (2)5.2～7.8　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(guò)量的氫氧化鈣 (5)溫度太高CaCl2·2H2O會(huì)失水

12、 (6)Na＋沒(méi)除去，析出NaCl，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)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(zhì)。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(yīng)的離子方程式為：FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl42－＋2H2O。 (1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價(jià)是________。 (2)濾渣A的成分是________。 (3)濾液B中TiOCl42－轉(zhuǎn)化生成TiO2的離子方程式是

13、________________________________________________________________________。 (4)反應(yīng)②中固體TiO2轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時(shí)，Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示。反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，Ti元素浸出率下降的原因是________________。 (5)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是____________________________________________ ________________________________________________________________。 (6)

14、由濾液D制備LiFePO4的過(guò)程中，所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)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： Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4 該電池充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式是__________________。 解析　(1)FeTiO3可表示為FeO·TiO2，由此可知鐵元素的化合價(jià)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(guò)程中，F(xiàn)e2＋先被H2O2氧化，后又被H2

15、C2O4還原成Fe2＋。H2O2作氧化劑時(shí)1 mol H2O2得到2 mol電子；H2C2O4作還原劑時(shí)，1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2失去2 mol電子，由于兩個(gè)過(guò)程轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，所以H2O2與H2C2O4的物質(zhì)的量之比為1∶1，則所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是∶90＝20∶9。 (7)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)是LiFePO4轉(zhuǎn)化為FePO4。 答案　(1)＋2　(2)SiO2 (3)TiOCl42－＋H2OTiO2↓＋2H＋＋4Cl－ (4)溫度過(guò)高時(shí)，反應(yīng)物氨水(或雙氧水)會(huì)受熱分解 (5)(NH4)2Ti5O15＋2LiOH===Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2O(或2NH3＋2H2O) (6)20∶9 (7)LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋