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1、通用版高考化学二轮复习题型二无机综合化工流程综合题的研究大题突破教案无机综合化工流程综合题的研究考向突破一 物质制备类工艺流程题物质制备类工艺流程题的解题策略1首尾分析法破解无机物制备工艺流程原理与过程。 对一些线性流程工艺 （ 从原料到产品为“一条龙”的生 产工序 ）题，首先对比分析流程图中第一种物质 （原材料 ）与最后一种物质 （产品 ），找出原料与 产品之间的关系， 弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和分离、 提纯产品的化工工艺， 然后结合题设的问题，逐一推敲解答。2截段分析法 对于用同样的原材料生产两种或多种产品 （包括副产品 ） 的工艺流程题，用截段分析法更容易 找到解题的切入点

2、。关键在于看清主、副产品是如何分开的，以此确定截几段更合适，一般 截段以产品为基准点。3掌握“5 种”原料预处理 （ 研磨、水浸、酸浸、灼烧、煅烧 ）的作用和“5 种”控制反应条 件（调溶液pH、控制温度、使用催化剂、趁热过滤、冰水洗涤 ）的目的。1. TiO2和CaTiQ都是光电转化材料。某研究小组利用钛铁矿 （主要成分为FeTiOs,还含有少量SiO2等杂质）来制备TiO2和CaTiOs,并利用黄钾铁矶KFe3（SCu）2（OH）6回收铁的工艺流程如 图 1 所示：回答下列问题：（1）氧化酸解”的实验中，控制反应温度为150C,不同氧化剂对钛铁矿酸解率的影响如图2 所示。 50min 时,

3、要求酸解率大于 85%,所选氧化剂应为 采用HC2作氧化剂时，其效率低的原因可能是 。2向“氧化酸解”的滤液中加入尿素 CO（NH）2 , TiO转化为TiO2,写出相应反应的离子方程式： 使用尿素而不直接通入 NH的原因是 3亠 3亠 一5 1Fe 恰好沉淀完全时，溶液中 c(Fe ) = 1.0 x 10 mol L ，计算此时溶液的 pH =Fe(OH)3 的 Ksp= 1.0 x 10 39、水的 Kw= 1.0 x 10 14黄钾铁矶沉淀为晶体，含水量很少。回收 Fe3+时，不采用加入氨水调节 pH的方法制取Fe(OH)3的原因是 。答案(1)KClO 3在温度较高时 HQ易分解或产

4、物中的Fe3+可以催化 HQ的分解(其他合理 答案也可，如HQ氧化能力弱)(2)TiO + CO(NH2+ 2HO=2=iO2+ COf + 2Nbf 避免将溶液中 Fe3+ 沉淀咼温 .(3)TiO 2 + CaCb 2fO=CaTiQ+ 2HCIf+ HOf(4)2.7Fe(OH) 3为絮状沉淀，不容易分离解析(1)根据题目要求结合图像， 在50min时酸解率大于85%的氧化剂有KMnO和KCIQ,但 KMnO作氧化剂引入了 MS J对后续的物质分离会造成干扰，故选用 KCIQ作氧化剂。(2)由TiO2+转化为TiO2可知，Ti元素的化合价并没有发生改变，该反应为非氧化还原反应，在酸性环境

5、中，C N元素的产物为 CO、N宵；由于Fe3+开始沉淀需要的 pH很小，直接通入 NH 会使溶液pH快速增大，容易使 Fe3+沉淀，所以使用尿素而不直接通入 NH，可以避免溶液中Fe3+沉淀。(3)由信息可知制备 CaTiO3的反应为非氧化还原反应，根据元素守恒，剩余产物为HCI、HQ (4)根据 Fe(OH)3的 心=1.0 x 1039和溶液中 c(Fe3+) = 1.0 x 10 mol L 1 可知，溶、亠亠 -“、,3 丿1.0 x 10 ! H3 1 + Kv 10液中 OH 的浓度为 气 mol L 1.0 x 10 . mol L , c(H ) = = 101.0 x 10

6、 C(OH)102.7 mol L 1,所以pH为2.7 o (5)氢氧化铁为絮状沉淀，不易于从溶液中分离，所以不采用加入氨水调节pH的方法制取Fe(OH)32 铬及其化合物有许多独特的性质和用途。如炼钢时加入一定量的铬可得到不锈钢，是实验中常用的强氧化剂之一。(1)铬可形成CrCl3、NaCrO等盐类物质，则 NaCrO中铬元素的化合价为 ,由此知C2Q是 (填“酸性” “碱性”或“两性”)化合物。(2)某化工厂利用湿法从主要含有锌、铜、铁、铬、镉 (Cd)、钴(Co)等单质的铜铬渣中回收铬的流程如下：几种金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH如下表所示:氢氧化物Fe(OH)3Zn (OH)2Cd

7、(OH)2Cr(OH)3开始沉淀的pH1.587.26沉淀完全的pH3.3129.581料渣中只含有一种金属单质，该单质是 氧化过程中由铁、铬形成的离子均被氧化，则 pH 的调控范围是 。2酸浸时形成的金属离子的价态均相同， 料渣n中含有大量的 CoAs合金，请写出除钴时反应的离子方程式： ，氧化过程中氧化产物与还原产物物质的量之比为 。(3)砷酸可用于制造有机颜料、 杀虫剂等，将料渣n用NaOH处理后可得到亚砷酸钠(NasAsQ),再利用如下图所示的三室电解池进行电解可得到砷酸 (HsAsQ)及NaOH则 a 极应接电源的 极， b 电极上电极反应式为 答案 (1) 3 两性(2)铜 3.3

8、 pH 1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中 Fe3+萃取率降低的原因是 (4)用“反萃取”得到的 CuSQ溶液制备纳米铜粉时， 该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为 。(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水,静置,再经过滤、 、干燥、 等操作可得到FezQ产品。 2 答案 (1)CuFeS2+ Cu+ 2H =CuS+ Fe + HSf(2)2mol 4Fe2+ + Q+ 4H+ =4F(T + 2fQ生成的硫覆盖在 Cu2S 表面,阻碍浸取Fe 3+水解程度随pH的升高而增大(4)32 ：7(5)洗涤 煅烧 (或灼烧 )解析(4)在碱性条件下，Cu2+与N2H4反应生成氮气和铜，

9、离子方程式为2ClT + N2H+ 4OH =2Cu + NJ+ 4H.O,反应中还原产物为 Cu,氧化产物为 N,质量之比为(2 X 64) : 28= 32 : 7。2 NHAI(SO4)212甩0(铵明矶)可用作泡沫灭火器的内留剂、石油脱色剂等。用氧化铁、铝 粉和氯酸钾等物质作铝热反应后的铝灰及硫酸铵等为原料制备铵明矾的实验步骤如下：(1)铝灰用“水洗”的目的是 ;碱溶需在约 90C条件下进行，适宜的加热方式为 。(2)“过滤 1”所得滤渣主要成分为 。3 用下图装置制备 CO时，适宜的药品 A为 、B为 ; “沉铝”时，通入过量CQ发生反应的离子方程式为 (4) 请设计从“过滤 2”所

10、得滤渣制取铵明矾的实验方案：称取一定质量“过滤 2”的滤渣，放入烧杯中， 1静置，过滤、洗涤、晾干，得到铵明矶。 实验中须使用到3 mol L 硫酸、(NHk)2SQ、蒸馏水、氨水、pH试纸；已知：NHAI(SO4)2饱和溶液的pH约为1.5，几种物质的溶解度曲线见下 图。答案 (1) 除去 KCl 等可溶性杂质 水浴加热(2)Fe 等不溶性杂质 块状石灰石(或大理石、CaCQ等) 饱和NaHCQ溶液 AIO；+ CQ+ 2HaO=AI(OH)3 + HCO(4)加入适量蒸馏水，加热并在不断搅拌下加入 3mol L硫酸至沉淀恰好完全溶解，再加入计算量的(NH4)2SQ,用3mol L 1硫酸和

11、氨水调节溶液的 pH为12，蒸发浓缩，冷却结晶 解析 铝灰水洗的目的是洗去表面可溶性杂质， 在90C水浴条件下，用NaOH溶液进行溶解，Al 2C3+ 2OH =2AIQT + HO,过滤除去铁等不溶性杂质，向滤液中通入过量 CO, AIO】+ CO+2H2O=AI(OH)U+ HCO，提纯得到较纯的 AI(OH)3再制备NHAI(SO4)2。(1)铝灰用“水洗” 的目的是除去 KCI等可溶性杂质，碱溶时，需在约90C条件下进行，适宜的加热方式为 90C 水浴加热。(2) “过滤1”所得滤渣主要成分为铁等不溶性杂质。 (3)制备CO时，适宜的药品A为块状石灰石(或大理石、CaCQ等)、B为饱和

12、NaHCO液；“沉铝”时，通入过量 CO发生反应的离子方程式为 AIO；+ CO+ 2H2O=AI(OH)U+ HCO。 称取一定质量“过滤 2”的滤渣放入烧杯中，主要成分为 AI(OH) 3,加入适量蒸馏水，加热并在不断搅拌下加入 3 moI L1 1硫酸至沉淀恰好完全溶解，再加入计算量的(NH4)2SO,用3moI L硫酸和氨水调节溶液的 pH 为12，蒸发浓缩，冷却结晶，静置，过滤、洗涤、晾干，得到 NHAI(SO4)2 12H2O。3.(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 MgCMgSiQ和少量Fe、Al的氧化物)为原料，制备 MgCO 3H2

13、O。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 。加入30%HQ的目的是 。(3)用萃取分液的方法除去溶液中的 Fe3*。1加入30%HQ后，检验溶液中是否含有 Fe2 +的最佳试剂是 。2萃取分液完成后，检验水相中是否含有 f+的最佳试剂是 。 室温下，除去 MgSO溶液中的Al3+ (使Al3+浓度小于1X 10 6moljT)而不引入其他杂质, 应加入的试剂 X为 ，应调节pH的范围为 。_ 33(已知： KspAl(OH) 3 = 1.0 X 10 _ : pH= 8.5 时，Mg(OH开始沉淀)(

14、5)向滤液中加入NS2CO溶液生成MgCO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)MgCO* 2H+ =Mg+ + H2O+ COf、MgSiO+ 2H+ =Mg+ + H2SQ3 J将Fe2+氧化为Fe3+，便于除铁K 3Fe(CN) 6溶液 KSCN溶液MgO、Mg(OH卜 MgCO或 Mg(OH)2 CO(写出一个即可) 5.0 v pHv 8.5(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、

15、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与硫酸的反应，写离子方程式时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卜MgC砂 Mg(OH)2 CQ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 1 X 10_6mol L _1时，可计算氢氧又因为pH= 8.5时

16、，Mg(OH).开始沉淀，所以应调节 pH的范围为5.0 v pH 0C.室温下，将 NqCO和NaHCO勺混合溶液加水稀释,D.电解精炼铜时，若阴极析出 3.2g铜，则阳极失电子数大于 6.02 X 1022,加水稀释，NqCO和NaHCO昆合液碱性减弱，则c(H +)增大，心不变,曽大；D项，电解精炼铜时，阴极只发生 Cu2 + 2e=Cu,3.2gCu 为 0.05mol，依据得失电子守恒，阳极失去电子的物质的量应为0.1mol。可得出因而答案3.一种新型的合成氨的方法如图所示，下列说法错误的是A.反应属于“氮的固定”B.反应属于非氧化还原反应C.反应可通过电解 LiOH水溶液实现D.

17、上述三步循环的总结果为 22+ 6H2O=4Ni+ 3Q答案 C解析 反应是N2与Li反应生成Li 3N,属于“氮的固定”，故 A项正确；反应是 Li 3N与反应生成NH和LiOH,该反应中元素的化合价没有发生变化，属于非氧化还原反应，故 B项正确；电解LiOH水溶液时阴极上是 得电子生成氢气而不是 Li +得电子，故C项错误;根据图中信息可知：上述三步循环的总结果为 22+ 6H2O=4N3+ 3Q,故D项正确。4. 乳酸乙酯（）是一种食用香料，常用于调制果香型、乳酸型食用和酒用香精。乳酸乙酯的同 分异构体M有如下性质：O.lmolM分别与足量的金属钠和碳酸氢钠反应，产生的气体在相同 状况下

18、的体积相同，则 M的结构最多有（不考虑空间异构）（ ）A.8 种 B. 9 种 C. 10 种 D. 12 种答案 D解析 孚L酸乙酯的分子式为 QHwC3，由题意可判断，M中含有两个官能团，一个是羧基、一1 2 3 4个是羟基，则M可视作两个官能团分别取代丁烷上的氢原子后的产物， CHCHCHCH 、。若羧基在1号碳上，羟基可以在 1号、2号、3号、4号碳四种情况；若羧基在 2号碳上，羟 基可以在1号、2号、3号、4号碳四种情况；若羧基在 6号碳上，羟基可以在 5号（同7号、 8号）碳一种情况；若羧基在 5号碳上，羟基可以在 5号、6号、7号（同8号）碳三种情况， 因此共有12种。5.（20

19、18 吉林省实验中学十模）下列关于有机物的叙述正确的是 （ ）A.能与NaOH溶液反应且分子式为 C2H4O2的有机物一定是乙酸B.2-甲基-2- 丁醇可以被酸性高锰酸钾溶液氧化C.苯乙烯和甲苯分子中所有原子均可能共平面D.酸性高锰酸钾溶液可用来鉴别苯和乙醇答案 D解析 能与NaOH溶液反应且分子式为 GHQ的有机物可能是乙酸或甲酸甲酯， A项错误；2-甲基-2- 丁醇中，与羟基相连的碳原子上没有氢原子， 不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，B项错误；甲苯分子中含有甲基，甲基具有甲烷的四面体形构型， 所以甲苯中的所有原子不可能共平面， C项错误；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪

20、色， D项正确。6 .埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法正确的是 （ ）A.该方法将电能转化成化学能B.在此装置中钢管道作正极C.该方法称为“外加电流的阴极保护法”D. 镁块上发生的电极反应为 Q + 2H2O+ 4e=4OH答案 B解析 该保护装置利用了原电池原理，镁为负极，钢管为正极。7.下列实验能达到相应实验目的的是 （ ）选项ABCD实验实验目的将乙二醇(HOCHCHOH)转化为乙二酸(H2C2Q)比较氯化铁和二氧化锰对H2Q分解反应的催化效果证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性用 SQ 与 Ba(NQ)2溶液反应获得BaSQ沉淀答案 C解析 乙二酸(H2C2Q)具

21、有还原性，可以继续和酸性高锰酸钾溶液反应生成 CO和水，A项错误；依据控制变量法，比较催化剂的催化效果时，两试管中 的质量分数应相等，B项错误；稀硝酸与铜反应，生成不溶于水的 NQ稀硝酸被还原，表现出氧化性， C项正确；SQ可被NQ(H +)氧化为SQ，生成的沉淀应为 BaSQ, D项错误。8.四氢铝锂(LiAIH 4)常作有机合成的重要还原剂。 以辉锂矿(主要成分是Li 2Q- AI2Q 4SiQ2,含少量Fe2Q)为原料合成四氢铝锂的流程如下：已知：几种金属氢氧化物沉淀的 pH如下表所示:物质Fe(OH)3AI(OH) 3开始沉淀的pH2.34.0完全沉淀的pH3.76.5常温下，Ksp(

22、Li 2CQ) = 2.0 X 10 3。Li 2CQ在水中溶解度随着温度升高而减小。回答下列问题：(1)上述流程中，提高“酸浸”速率的措施有 (写两条)；加入CaCO的作用是 。(2)“ a”最小值为 。“电解”的阴极反应式为 。 设计简单方案由 Li 2CQ制备LiCl : 。(4)写出LiH和AICI 3反应的化学方程式： (条件不作要求)。(5)用热水洗涤Li 2CQ固体，而不用冷水洗涤， 其目的是 ；检验碳酸锂是否洗净的实验方法是 。(6)在有机合成中，还原剂的还原能力通常用“有效氢”表示， 其含义是1克还原剂相当于多少克氢气的还原能力。 LiAIH 4的“有效氢”为 。(结果保留2位小数)答案 粉碎矿石、加热、搅拌等 调节pH使Fe3+ AI3+转化成氢氧化物沉淀(2)6.5 Li + =Li(3)用盐酸溶解，在氯化氢气体中蒸干溶液（4） AICI 3+ 4LiH =LiAIH 4 + 3LiCI（5） 减少Li 2C（O损失 取最后一次洗涤液于试管中， 滴加氯化钡溶液和稀硝酸， 观察是否有沉淀产生（合理即可）（6） 0.21g解析（1）加硫酸从矿石中浸出锂， 如粉碎矿石、提高硫酸浓度、加热等措施可以提高反应速率。加入碳酸钙中和溶液中酸，使铁、