(江蘇)2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)專題專練1“無機(jī)化工流程題”的解題策略

1、熱點(diǎn)專題專練(一)“無機(jī)化工流程題的解題策略1(2022·鹽城摸底考試)利用磷肥廠的副產(chǎn)品氟硅酸生產(chǎn)冰晶石晶體，既充分利用資源又提高經(jīng)濟(jì)效益，其局部工藝流程如下：氟硅酸(1)冰晶石用途之一是(選填序號：a.煉鋼b.電冶鋁c.冶鎂)工業(yè)作助熔劑。(2)制取nh4f反響器材質(zhì)適宜是(選填序號：a.聚四氟乙烯b玻璃c陶瓷)，過濾1所得濾渣的成分為(填化學(xué)式)。(3)圖中的廢氣經(jīng)吸收可循環(huán)利用，該氣體是(填化學(xué)式)，含氟廢水可用石灰處理生成難溶caf2，其溶度積常數(shù)表達(dá)式為ksp(caf2)。(4)冰晶石能在堿溶液中分解，寫出冰晶石與足量氫氧化鈉溶液反響生成兩種鈉鹽的化學(xué)方程式。2四氯化鈦(

2、ticl4)是制取航天航空工業(yè)材料鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是 fetio3)制備 ticl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意圖如下：答復(fù)以下問題：(1)往中參加鐵屑至浸出液顯紫色，此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過程中有如下反響發(fā)生： 2fe3fe=3fe2222tio2(無色)fe4h=2ti3(紫色)fe22h o ti3(紫色)fe3h o=tio2(無色)fe22h參加鐵屑的作用是。(2)在工藝過程中需要控制條件以形成 tio2·nh2o 溶膠，該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在范圍。(3)上述工藝具有本錢低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處是(只

3、要求寫出一項(xiàng))。(4)依據(jù)表格信息，要精制含少量sicl4雜質(zhì)的ticl4，可采用方法。ticl4sicl4熔點(diǎn)/25.068.8沸點(diǎn)/136.457.63.(2022·蘇北四市高三第一次調(diào)研)輝銅礦主要成分 cu2s，此外還含有少量 sio2、fe2o3等雜質(zhì)，軟錳礦主要含有 mno2，以及少量 sio2、fe2o3等雜質(zhì)。研究人員綜合利用這兩種資源，開發(fā)出同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：mno2有較強(qiáng)的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫cu(nh3)4so4常溫穩(wěn)定，在熱水溶液中會分解生成 nh3局部金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的ph范圍(開始

4、沉淀和完全沉淀的ph)： fe3：1.53.2mn2：8.39.8cu2：4.46.4(1)實(shí)驗(yàn)室配制250ml4.8mol·l1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還需要、。(2)酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有(任寫一點(diǎn))。(3)酸浸時(shí)，得到的浸出液中主要含有cuso4、mnso4等。寫出該反響的化學(xué)方程式。 (4)調(diào)節(jié)浸出液ph4的作用是。 (5)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是(寫化學(xué)式)。 (6)獲得的mnso4·h2o晶體后常用酒精洗滌，主要目的是。(7)用標(biāo)準(zhǔn)的bacl2溶液測定樣品中mnso4·h2o質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%(測

5、定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能原因有(任寫一種)。24(2022·南京二模)輕質(zhì)碳酸鎂是廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、食品和醫(yī)藥工業(yè)的化工產(chǎn)品，以鹵塊(主要成分為 mgcl ，含 fe2、fe3、mn2等雜質(zhì)離子)為原料制備輕質(zhì)碳酸鎂的工藝流程如下：(1)“氧化一步中發(fā)生反響的離子方程式為。 (2)“調(diào)節(jié)ph一步應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的ph9.8，其目的是。 (3)“熱解一步溫度控制在75左右，其原因是。 (4)從“過濾2步驟中得到的濾液中能回收的鹽類物質(zhì)主要有(填化學(xué)式)。表生成氫氧化物沉淀的ph物質(zhì)開始沉淀沉淀完全fe(oh)32.73.7fe(oh)27.69.6mn(oh)28.39.8mg

6、(oh)29.911.1注：fe(oh)2沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去。(5)輕質(zhì)碳酸鎂的成分為堿式碳酸鎂mgco3·mg(oh)2·3h2o，那么“熱解一步發(fā)生反響的離子方程式為。5(2022·南通二模)工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn) mno2的工藝流程如下：有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的 ph 如下表：氫氧化物al(oh)3fe(oh)3fe(oh)2cu(oh)2pb(oh)2mn(oh)2開始沉淀的 ph3.31.56.54.28.08.3沉淀完全的 ph5.23.79.76.78.89.8請問答以下問題：(1)酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是。4(2)酸浸

7、后的溶液中含有 mn2、so2，另含有少量 fe2、fe3、al3、cu2、pb2等，其除雜過程如下：參加mno2將fe2氧化，其反響的離子方程式為。參加cao將溶液的ph調(diào)到5.26.0，其主要目的是。參加bas，除去cu2、pb2后，再參加naf溶液，除去。(3)從溶液a中回收的主要物質(zhì)是，該物質(zhì)常用作化肥。(4) mno2粗品中含有少量mn3o4，可以用稀硫酸處理，將其轉(zhuǎn)化為mnso4和mno2，然后再用氧化劑將mn2轉(zhuǎn)化為mno2，制得優(yōu)質(zhì)mno2。寫出mn3o4與稀硫酸反響的化學(xué)方程式。6(2022·蘇錫常鎮(zhèn)徐連六市高三調(diào)研)k2so4是無氯優(yōu)質(zhì)鉀肥，mn3o4是生產(chǎn)軟磁鐵

8、氧體材料的主要原料。以硫酸工業(yè)的尾氣聯(lián)合制備 k2so4和 mn3o4的工藝流程如下：(1)幾種鹽的溶解度見圖 1。反響中，向(nh4)2so4溶液中參加kcl 溶液充分反響后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、洗滌、枯燥等操作即得 k2so4產(chǎn)品。(2)檢驗(yàn)k2so4樣品是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是：。(3)反響的化學(xué)方程式為。(4)mn3o4與濃鹽酸加熱時(shí)發(fā)生反響的離子方程式為。 (5)圖2是煅燒mnso4·h2o時(shí)溫度與剩余固體質(zhì)量變化曲線。該曲線中b段所表示物質(zhì)的化學(xué)式為。煅燒過程中固體錳含量隨溫度的升高而增大，但當(dāng)溫度超過1000時(shí)，再冷卻后，測得產(chǎn)物的總錳含量反而減小。試分析產(chǎn)物總錳含量減

9、小的原因：。答 案1解析：(1)冰晶石可以作為冶煉鋁的降低熔點(diǎn)的物質(zhì)。(2)含 f的物質(zhì)與含 si物質(zhì)易反響，故不能用硅酸鹽產(chǎn)品作為制 nhf的容器。由元素守恒知，h sif與 nh·ho反響生成 nhf外，還應(yīng)有 sio。(3)nh42632424與 naoh 反響生成的 nh3，可用于制 nh4f。(4)先確定出兩種鈉鹽為 naalo2和 naf，再由 f 守恒知 naf 前配 6，然后由 na 守恒確定出 naoh 前的系數(shù)為 4，最后確定出 h2o 前配 2。答案：(1)b(2)asio2(或 h2sio3、h4sio4、sio2·nh2o)(3)nh3ksp(ca

10、f2)c(ca2)·c2(f) (4)na3alf64naoh=naalo26naf2h2o2解析：(1)從圖中可以看出，對進(jìn)行處理的目的是得到富含 tio2的溶液和綠礬(feso4·7h2o)，所以參加鐵粉的目的是將 fe3復(fù)原為 fe2，同時(shí)將局部tio2復(fù)原成 ti3，以防止 fe2被氧化成 fe3。(2)膠體的分散質(zhì)微粒直徑大小在 1100 nm 之間。(3)該反響產(chǎn)生廢渣、廢液和廢氣，不符合綠色化學(xué)的零排放要求。(4)ticl4和sicl4的沸點(diǎn)相差較大，可以用蒸餾的方法將二者別離。答案：(1)使fe3復(fù)原為fe2；生成ti3保護(hù)fe2不被氧化(2)1100 nm

11、 (3)產(chǎn)生三廢(4)蒸餾或精餾232242223解析：(3)由流程圖知：酸浸時(shí)發(fā)生反響，反響物有 cu2s、mno2、h2so4，產(chǎn)物有 cuso4、mnso4、s，由元素守恒知還有產(chǎn)物 h o 生成，cu s2cuso 失 2e，cu ss 失 2e，mno mn2得 2e，故 cu s 與 mno以 12 的比例反響，再通過元素守恒配平其他物質(zhì)。(4)由條件知：fe3在 ph>3.2 時(shí)完全沉淀，故調(diào)節(jié)浸出液 ph4 的作用是使 fe3完全水解生成 fe(oh) 沉淀，同時(shí)又不影響溶液中 mn2和 cu2的含量。(5)由流程知：最后步驟中加熱趕出的氨氣可以用來制氨水而循環(huán)利用。答案

12、：(1)250 ml 容量瓶、膠頭滴管(2)粉碎礦石或適當(dāng)升高溫度或攪拌(其它合理答案也得分) (3)cu2s2mno24h2so4=2cuso42mnso4s 4h2o3(4)使 fe3完全水解生成 fe(oh) 沉淀(5) nh3(6)減少 mnso4·h2o 晶體的損失(7)混有硫酸鹽雜質(zhì)或局部晶體失去結(jié)晶水2434324解析：(1)由于鹵塊有雜質(zhì) fe2、fe3、mn2等，需要除雜，fe2一般先氧化成 fe3再調(diào)節(jié) ph題給信息 fe(oh) 沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去，用 naclo 氧化 fe2，流程中第一步參加了鹽酸，故溶液呈酸性。(2)調(diào)節(jié) ph9.8 是為了除去雜

13、質(zhì)離子而 mg2不沉淀。(3)溫度過高，nh hco會分解，溫度低反響速率慢。(4)由于所加試劑有鹽酸、naclo、naoh 及 nh4hco3，放出 co2，能回收的鹽類主要是 nacl、nh4cl。(5)熱解這步主要是 mg2與 nh hco 反響生成堿式碳酸鎂，同時(shí)放出 co ，根據(jù)電荷守恒配平。2答 案 ：(1)clo2h2fe2=2fe3clh o (2)使 fe3、mn2等雜質(zhì)離子生成氫氧化物沉淀除去，且盡量防止mg2轉(zhuǎn)化為沉淀。(3)溫度太低，反響速率慢，溫度太高 nh4hco3會分解。(4)nacl、nh4cl2(5)2mg 4hco32h2o=mgco3·mg(oh

14、)2·3h2o3co245解析：(2)結(jié)合題目的文字描述，可知主要反響物為 fe2和 mno2，主要產(chǎn)物為 fe3和 mn2，然后結(jié)合溶液呈酸性進(jìn)行配平。結(jié)合表中信息，可以確定 ph 調(diào)到 5.26.0 的目的是除去 fe3、al3。另外，結(jié)合中描述，也能判斷出的目的是除去 fe3、al3。一方面，由于溶液中含有大量 so2，能結(jié)合 ba2形成沉淀，所以參加naf 的目的不是除去 ba2。另一方面，由于 caso4微溶于水，溶液中必然含有較多 ca2，只能靠外加 naf 溶液除去，caf2是一種難溶的物質(zhì)。(3)結(jié)合溶液中主要元素和信息中“化肥的提示，可知 a 是(nh4)2so4。

15、(4)結(jié)合題意，可知錳有2 和4 價(jià)兩種常見價(jià)態(tài)。而 mn3o4組成與 fe3o4 類似，應(yīng)為2 和4 價(jià)錳的復(fù)雜化合物，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零的規(guī)那么，可以寫成 2mno·mno2。22答案：(1)增大接觸面積，加快反響速率(使反響更充分) (2)2fe2mno 4h=2fe3mn22h o除去fe3、al3ca2(3)(nh4)2so4 (4)mn3o42h2so4=2mnso4mno22h2o46解析：(1)由溶解度曲線可知 k2so4在相同溫度下溶解性最小，所以可通過在熱的過飽和溶液下過濾的方法得到。(2)實(shí)質(zhì)上就是檢驗(yàn) cl的存在，但 so2的存在會對 cl的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，所以先要加足量的ba(no ) 溶液來除去 so2，再用 agno來檢驗(yàn)。(3)發(fā)生的是 so與 mno生成 mnso的反響。(4)mno32432242 3242具有較強(qiáng)的氧化性，可將 cl氧化為 cl，本身被復(fù)原為 mn2。(5)由圖像可知 n(mnso·ho)0.0006mol， 猜想a點(diǎn)是失去水的物質(zhì)的量，計(jì)算可知假設(shè)減少的是水，其物質(zhì)的量為(100mg89.35mg)/18g·mol12 320.000 6 mol，得到驗(yàn)證確實(shí)是水，由