(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
2.(2017·全国卷Ⅱ,26)水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。
加入硝酸的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
还可使用________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为___________________________________________________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是___________________________________________________。
沉淀B的主要成分为_________________________________________________________、
_________________________________________________________________(写化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO
+H++H2C2O4―→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为________。
答案
(1)将Fe2+氧化为Fe3+ 双氧水
(2)SiO2 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
(3)防止胶体生成,易沉淀分离 Fe(OH)3 Al(OH)3
(4)45.0%
3.(2017·天津理综,7)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。
考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(见下图),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。
回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅰ.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)
(1)反应①所加试剂NaOH的电子式为________________________________________,B→C的反应条件为________,C→Al的制备方法称为_____________________________。
(2)该小组探究反应②发生的条件。
D与浓盐酸混合,不加热,无变化;加热有Cl2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl2。
由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)________。
a.温度 b.Cl-的浓度 c.溶液的酸度
(3)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为______________________________。
Ⅱ.含铬元素溶液的分离和利用
(4)用惰性电极电解时,CrO
能从浆液中分离出来的原因是________________,分离后含铬元素的粒子是________________;阴极室生成的物质为_________________(写化学式)。
答案
(1)
加热(或煅烧) 电解法
(2)ac
(3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-85.6kJ·mol-1
(4)在直流电场作用下,CrO
通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液 CrO
和Cr2O
NaOH和H2
热点题型一 以化工流程为载体的综合题
类型一 物质转化型
1.有关化工工艺流程题的考查特点
(1)围绕核心反应推断陌生物质。
(2)围绕核心反应或负反应考物质变化及定量关系,陌生方程式与计算是化工流程题的重要组成部分。
(3)围绕产品纯度考物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)。
(4)围绕原料的预处理考影响速率的因素。
(5)围绕经济原则考循环利用。
2.解决工业流程题的一般思路
(1)读题干,找信息和目的。
(2)看问号,根据具体的问题,找出流程中需重点分析的步骤或环节。
(3)局部隔离分析,分析加入什么物质,得到什么物质,发生什么反应(或起到什么作用)。
(4)特别提醒:
每个题中基本上都有与流程无关的问题,可直接作答。
1.钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。
工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示:
(1)NaClO的电子式是______________。
(2)为了提高焙烧效率,除增大空气的量之外还可以采用的措施是____________________。
(3)途径Ⅰ碱浸时发生反应的化学方程式为________________________________________
(4)途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为________________________________________
(5)分析纯的钼酸钠常用四钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与途径Ⅰ所产生的尾气一起通入水中,得到的正盐的化学式是______________________
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。
常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图:
①要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度之比应为____________。
②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是
________________________________________________________________________。
③试分析随着盐酸和硫酸浓度的增大,碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是________________________________________________________________________
答案
(1)
(2)充分粉碎(或逆流焙烧)
(3)MoO3+Na2CO3===Na2MoO4+CO2↑
(4)MoS2+9ClO-+6OH-===MoO
+9Cl-+2SO
+3H2O
(5)(NH4)2CO3、(NH4)2SO3
(6)①1∶1 ②常温下浓硫酸会使铁钝化 ③Cl-有利于碳素钢的腐蚀,SO
不利于碳素钢的腐蚀
2.白炭黑(SiO2·nH2O)广泛用于硅橡胶、塑料、油漆涂料等,制备白炭黑的方法主要有两种。
(1)向硅酸钠溶液中通入热的HCl气体来制取白炭黑。
①氯化氢的电子式为__________。
常温下Na2SiO3溶液的pH________(填“>”“<”或“=”)7。
②用化学方程式表示该制备原理:
_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)以红土镍矿(含SiO2、MgO、Fe2O3、NiO等)为原料制取白炭黑,其工艺流程如图所示。
①步骤Ⅰ熔融反应器适宜的材质是________(填“陶瓷”“玻璃”或“不锈钢”)。
②步骤Ⅱ在稍低于100℃时进行水浸的目的是________________________________
________________________________________________________________________。
③步骤Ⅳ通入过量二氧化碳并控制pH8~9,碳酸化时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
④向步骤Ⅴ过滤得到的滤液中加入石灰乳,发生苛性化反应,会重新生成NaOH,该反应的化学方程式为_______________________________________________________________。
⑤步骤Ⅵ酸洗后再进行水洗,某同学为加快洗涤速率,将水洗换为用无水酒精洗涤,该同学的操作____________(填“正确”或“不正确”)。
答案
(1)①
> ②2HCl+Na2SiO3+(n-1)H2O===SiO2·nH2O↓+2NaCl
(2)①不锈钢 ②加快浸取速率 ③SiO
+2CO2+(n+1)H2O===SiO2·nH2O↓+2HCO
④NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+NaOH+H2O ⑤不正确
类型二 分离提纯型
1.铁、铜单质及其化合物应用范围很广。
现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示
Fe3+
Fe2+
Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH
1.9
7.0
4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH
3.2
9.0
6.7
请回答下列问题。
(1)最适合作氧化剂X的是________(填字母,下同)。
A.K2Cr2O7B.NaClO
C.H2O2D.KMnO4
(2)加入的物质Y是________。
A.CuOB.NaOH
C.Cu2(OH)2CO3D.NH3
(3)由溶液Ⅲ获得CuCl2·2H2O,需要经过__________、____________、过滤操作。
(4)测定溶液Ⅰ中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4溶液应使用________(“酸式”或“碱式”)滴定管。
反应的离子方程式:
________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)C
(2)AC (3)蒸发浓缩 冷却结晶
(4)酸式 MnO
+8H++5Fe2+===Mn2++5Fe3++4H2O
2.[2016·全国卷Ⅲ,26
(2)(3)(4)(5)(6)]过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
(2)下图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是________(填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
CaCO3
滤液
白色结晶
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈_______(填“酸”“碱”或“中”)性。
将溶液煮沸,趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是___________。
(4)步骤③中反应的化学方程式为_________________________________________________
该反应需要在冰浴下进行,原因是_______________________________________________
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是________________________________________________________________________。
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:
将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是___________________________,产品的缺点是________________________________________________________
答案
(2)ade
(3)酸 除去溶液中的CO2
(4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O(或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O===CaO2·8H2O↓+2NH4Cl) 温度过高时双氧水易分解
(5)去除晶体表面水分
(6)工艺简单、操作方便 纯度较低
热点题型二 陌生无机物性质的综合考查
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
特别提醒 认识陌生物质时要特别注意以下三点:
(1)物质变化是复杂的、有条件的,但是可认识的,有规律的。
(2)概念、原理是严谨的,但不能僵化机械地套用。
(3)要善于多角度、系统、辨证地看问题;善于用“分类与比较”、“定性与定量”、“宏观与微观”、“量变与质变”、“一般与特殊”等重要化学思想方法分析相关联的问题。
1.铜是与人类关系密切的有色金属。
已知:
常温下,在溶液中Cu2+稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:
2Cu+===Cu2++Cu。
大多数+1价铜的化合物是难溶物,如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。
(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液,加热生成不溶物的颜色为__________________,某同学实验时却发现有黑色物质出现,这种黑色物质的化学式为_______________________
________________________________________________________________________。
(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生:
a.2Cu2++4I-===2CuI↓(白色)+I2
b.2Cu2++2Cl-+2I-===2CuCl↓(白色)+I2
为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是________(填字母)。
A.SO2B.苯C.NaOH溶液D.乙醇
(3)一定条件下,在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。
①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的反应的离子方程式:
_________________。
③将CuH溶解在适量的稀硝酸中,完成以下化学方程式:
______CuH+______HNO3===________Cu(NO3)2+______H2↑+______+______
(4)常温下,向0.20mol·L-1的硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,生成浅蓝色氢氧化铜沉淀,当溶液的pH=6时,c(Cu2+)=________[已知:
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20]。
答案
(1)砖红色 CuO
(2)B
(3)①
②2CuH+2H+===Cu2++Cu+2H2↑
③6 16 6 3 4NO↑ 8H2O
(4)2.2×10-4mol·L-1
2.过二硫酸(结构如图)是一种白色晶体,其酸及盐均为强氧化剂。
(1)(NH4)2S2O8在水溶液中的电离方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在Ag+及加热的条件下,S2O
可将溶液中的Mn2+氧化为MnO
,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
观察到的现象是_________________________________________________________。
(3)由氯磺酸(ClSO3H)与过氧化氢作用可得固态的过二硫酸,该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)工业上制备过二硫酸溶液的流程之一如下:
电解时阳极的电极反应式为__________________________________________________,阳极材料能否用铜丝代替铂丝?
______(填“能”或“不能”),说明理由:
___________。
答案
(1)(NH4)2S2O8===2NH
+S2O
(2)2Mn2++5S2O
+8H2O
2MnO
+10SO
+16H+ 溶液颜色变为紫色
(3)2ClSO3H+H2O2===H2S2O8↓+2HCl↑
(4)2SO
-2e-===S2O
不能 铜是活性电极,铜作阳极时本身会失去电子
高考12题逐题特训
A组
1.一种用磁铁矿制取高纯铁红的工艺流程如下:
(已知磁铁矿主要成分为Fe3O4,含Al2O3和SiO2杂质等)
(1)酸浸时,硫酸与四氧化三铁生成两种硫酸盐的化学方程式是_______________________
____________________________________________________________________________;
铁粉的作用是__________________。
(2)滴加氨水产生氢氧化铝的离子方程式为_________________________________________
__________________;图中“滤渣”的成分为________。
(3)FeSO4溶液与NH4HCO3合成FeCO3的化学方程式为_____________________________
________________________________________________________________________。
(4)采用图示装置(加热仪器已略去)在约600~650℃煅烧30min。
通入的气体A是________。
图中使用石英玻璃反应管,而不使用普通玻璃反应管,其原因是______________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)Fe3O4+4H2SO4
Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O 将Fe3+还原为Fe2+(或作还原剂)
(2)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
SiO2、Al(OH)3、Fe
(3)FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
(4)氧气(或空气) 普通玻璃高温下容易软化
2.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和漂白剂,主要用于棉纺、纸张漂白、食品消毒、水处理等。
已知:
NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出的晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
纯ClO2易分解爆炸。
一种制备亚氯酸钠粗产品的工艺流程如下:
(1)ClO2发生器中的离子方程式为_________________________________________________,发生器中鼓入空气的作用可能是________(填字母)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性
b.稀释ClO2以防爆炸
c.将NaClO3还原