专题无机综合题.docx

1、专题无机综合题专题：无机综合题热点题型一以化工流程为载体的综合题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)围绕核心反应或副反应考查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)围绕产品纯度考查物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)。(4)围绕原料的预处理考查影响速率的因素。(5)围绕经济原则考查循环利用。2解答工业流程题的一般思路(1)读题干，找信息和目的。找出题干中的“制备”或“提纯”等关键词，明确化工生产的原料、产品和杂质。(2)看问题，根据具体的问题，找出流程中需重点分析的步骤或环节，重点抓住物质流向(进入与流出)，操作方法等。(3)

2、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。3常考化工术语关键词释义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程过滤固体与液体的分离滴定定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定蒸发结晶蒸发

3、溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)4.常考条件控制(1)控制溶液的pH调节溶液的酸碱性，使某些金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。“酸作用”还可除去氧化物(膜)。“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。(2)温度控制：主要从物质性质(热稳定、水解、氧化性或还原性、溶解度

4、、熔沸点、挥发、胶体聚沉等)和反应原理(反应速率、平衡移动、催化剂活性、副反应)两个角度去思考。题组一无机物转化型1(2018全国卷，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：金属离子Fe3Fe2Zn2Cd2开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4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

5、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。答案(1)2ZnS3O22ZnO2SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2(3)Cd2Zn=CdZn2(4)Zn22e=Zn溶浸解析(1)闪锌矿的主要成分是ZnS，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS3O22ZnO2SO2。(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：ZnOH2SO4=ZnSO4H2O、Fe2

6、O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、CdOH2SO4=CdSO4H2O、PbOH2SO4=PbSO4H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.86.2，使Fe3完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2转化为Fe3，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2。(3)溶液中的Cd2与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为ZnCd2=Zn2Cd。(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2和H。因为溶液中的Zn2浓度较大，所以

7、阴极电极反应式应该是Zn22e=Zn，阳极放电的是OH，电极反应式是4OH4e=2H2OO2。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。2含锰化合物在化学工业中有十分重要的用途。某含锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS等杂质，由此矿石生产MnCO3的工艺流程如图所示：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Ca(OH)212Al(OH)33.84.7回答下列问题：(1)酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸_(填“是”或“否”)，原因是_。(2)取滤液加入KSCN溶液，溶液呈红色，试写出酸溶过程中F

8、eS发生反应的离子方程式：_。(3)调节滤液的pH时所用的物质X最好为_。(4)滤渣中除了Al(OH)3、Fe(OH)3外，还含有_，滤渣为_。(5)沉锰的化学方程式为_。答案(1)否MnO2高温时可以氧化浓盐酸生成氯气，污染环境(2)2FeS12H3MnO22Fe32S3Mn26H2O(3)MnCO3(4)CaSO4CaF2(5)MnSO42NaHCO3=MnCO3Na2SO4H2OCO2解析该含锰矿石的主要成分是MnO2，还含有CaO、Al2O3、FeS等杂质，加入稀硫酸高温酸溶，二氧化锰和硫化亚铁反应得到硫单质、铁离子、锰离子，同时氧化钙和氧化铝分别转化成钙离子、铝离子，通过过滤得到单质

9、S和含有锰离子、铁离子、钙离子、铝离子的滤液；通过调节滤液的pH，将铝离子、铁离子分别转化成Al(OH)3、Fe(OH)3，过滤分离出Al(OH)3、Fe(OH)3，滤液中含有钙离子和锰离子，加入适量NaF将钙离子转化成CaF2沉淀，过滤后得到滤渣(CaF2沉淀)和滤液(主要含有硫酸锰)，再加入碳酸氢钠，发生反应：MnSO42NaHCO3=MnCO3Na2SO4H2OCO2，从而获得MnCO3。解答物质转化型化工流程题的注意事项(1)阅读流程时，要尽量弄懂流程图，但不必过度纠结每个框中发生的反应及原因，问题中可能未涉及相关问题。(2)要看清所问问题，不能答非所问，要特别注意语言表达的科学性，即

10、用学科语言表达。题组二侧重考查实验能力的化工流程图3(2018江苏，19)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4H2O(水合肼)和无水Na2SO3，其主要实验流程如下：已知：Cl22OH=ClOClH2O是放热反应。N2H4H2O沸点约118 ，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。(1)步骤制备NaClO溶液时，若温度超过40 ，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为_；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是_。(2)步骤合成N2H4H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 以下反应一段时间后，再

11、迅速升温至110 继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_；使用冷凝管的目的是_。(3)步骤用步骤得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO、SO随pH的分布如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_。请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：_，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。答案(1)3Cl26OH5ClClO3H2O缓慢通入Cl2(2)NaClO碱性溶液减少水合肼的挥发(3)测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2边搅拌边向N

12、aHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 条件下趁热过滤解析(1)由题意知，该反应的反应物为氯气和氢氧化钠，部分生成物为氯酸钠和氯化钠，根据氧化还原反应方程式的书写要求和步骤，可写出该反应的离子方程式为3Cl26OH5ClClO3H2O。由题给信息可知，该反应是放热反应，为防止温度过高，除用冰水浴外，还可采取缓慢通入氯气的措施，以使放出的热量能够充分散失。(2)由题给信息可知，水合肼有强还原性，而次氯酸钠有强氧化性，因此次氯酸钠与尿素反应时，为防止生成的水合肼被次氯酸钠氧化，应保持尿素在反应过程中过量，则应用

13、滴液漏斗滴加次氯酸钠。该反应的温度控制在110 ，而水合肼的沸点为118 ，为了减少水合肼的挥发，可使用冷凝管进行冷凝回流。(3)由题给图2可知，当完全生成亚硫酸氢钠时，溶液的pH约为4，因此当溶液的pH约为4时，即可停止向溶液中通入二氧化硫。首先加入氢氧化钠溶液，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，由题给图2可知，当完全生成亚硫酸钠时，溶液的pH约为10，当溶液的pH约为10时，停止滴加氢氧化钠溶液；然后加热、浓缩，当有大量晶体析出时，由题给图3可知，可在高于34 条件下趁热过滤。4(2018东北三省三校联考)某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧

14、化物)为原料，制备MgCO33H2O。实验流程如下图所示：(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有_(任写一点)，酸溶时废渣中主要成分发生反应的离子方程式为_。(2)加入30%H2O2的目的是_。(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3加入30%H2O2后，检验溶液中是否含有Fe2的最佳试剂是_。萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe3的最佳试剂是_。(4)室温下，除去MgSO4溶液中的Al3(使Al3浓度小于1106 molL1)而不引入其他杂质，应加入的试剂X为_，应调节pH的范围为_。已知：KspAl(OH)31.01033；pH8.5时，Mg(OH)2开始沉淀(5)向滤液中加入Na

15、2CO3溶液生成MgCO3沉淀并用蒸馏水洗涤，确认沉淀洗净的操作及现象是_。答案(1)升高温度、搅拌、适当提高硫酸浓度等(合理即可)MgCO32H=Mg2H2OCO2、MgSiO32H=Mg2H2SiO3(2)将Fe2氧化为Fe3，便于除铁(3)K3Fe(CN)6溶液KSCN溶液(4)MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3(写出一个即可)5.0pH8.5(5)取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净解析(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有升高温度、搅拌、适当提高硫酸浓度等，酸溶时废渣中主要是碳酸镁和硅酸镁

16、与硫酸的反应，碳酸镁和硅酸镁都要保留化学式。(2)由流程信息可知下一步是“萃取分液”除去溶液中的Fe3，而溶液中可能含有亚铁离子，因而用双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，便于除去。(3)检验溶液中是否含有Fe2的最佳试剂是K3Fe(CN)6溶液。萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe3的最佳试剂是KSCN溶液。(4)MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3均能消耗溶液中的氢离子且不引入新的杂质。根据氢氧化铝的溶度积常数可知当铝离子浓度小于1106 molL1可计算氢氧根的浓度：c(OH)1.0109 molL1，即pH应大于5.0，又因为pH8.5时，Mg(OH)2开始沉淀，所以

17、应调节pH的范围为5.0pH8.5。(5)沉淀表面含有硫酸根离子，可以通过检验硫酸根离子判断沉淀是否洗涤干净。无机化工流程中的常见分离方法总结(1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子。(2)过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物。(3)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质。(4)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质。(5)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物。(6)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。(7)冷却法：利用气体易液化的特点分离气体。题组三侧重考查基本理论和基本计算的化工流程题5(2018全国卷，27)焦亚硫

18、酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方向应用广泛。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，_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

19、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)。答案(1)2NaHSO3=Na2S2O5H2O(2)NaHSO3得到NaHSO3过饱和溶液(3)2H2O4e=4HO2a(4)S2O2I23H2O=2SO4I6H0.128解析(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5H2O。(2)酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。工艺中加入Na2CO3固

20、体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)阳极上阴离子OH放电，电极反应式为2H2O4e=O24H，电解过程中H透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。(4)根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O2I23H2O=2SO4I6H，n(S2O)n(I2)0.010 00 molL110.00103 L5105 mol，该样品中S2O的残留量(以SO2计)为5105 mol264 gmol10.128 gL1。6钴是周期表第四周期族元素，其化合物用途广泛，利用一种含钴矿石主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等

21、制取CoC2O42H2O的工艺流程如下：已知：浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2完全沉淀的pH3.79.69.25.29.8(1)浸出过程中加入NaClO3的目的是_。(2)请用平衡移动原理说明加Na2CO3调pH到5.2生成沉淀的原因：_。(3)滤液中加入萃取剂的作用是_。(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)7.351011，Ksp(CaF2)1.051010。

22、当加入过量NaF后，所得滤液中_。(5)已知水钴矿中Co2O3的质量分数为83%，若取1 kg该矿石按照上述流程，理论上最多能制得CoC2O4的质量为_ g。答案(1)将Fe2氧化为Fe3，利于从混合液中除去(2)因Fe3和Al3(用M3代替)在水溶液中存在平衡M33H2O M(OH)33H，CO在溶液中存在平衡COH2O HCOOH，两者相互促进，最终生成沉淀和CO2气体(3)除去Mn2(4)0.7(5)1 470解析(1)使Fe2完全沉淀的pH9.6，使Co2完全沉淀的pH9.2，如直接除掉Fe2，溶液中的Co2也沉淀下来。Fe3完全沉淀的pH3.7，所以加NaClO3将浸出液中Fe2氧化

23、为Fe3，利于从混合液中除去。(2)加Na2CO3调pH5.2能使Fe3、Al3转化成氢氧化物沉淀，原因是Fe3和Al3(用M3代替)在水溶液中存在平衡M33H2OM(OH)33H，CO在溶液中存在平衡COH2OOHHCO，两者相互促进，最终生成沉淀和CO2气体。(3)由工艺流程可知溶液中的锰离子还未除去，最终得到草酸钴，说明滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子。(4)由溶度积可知，滤液“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2转化为CaF2、MgF2沉淀，根据溶度积可知0.7。(5)水钴矿中Co元素的物质的量210 mol，m(CoC2O4)10 mol147 gmol11 470 g。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