高考化學大一輪復習 第12講 無機化學工藝流程題的解題策略課時達標試題

課時達標第12講1．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是(B)A．合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉2．金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學學習的重要內(nèi)容之一。下列各組物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中不全部是通過一步反應完成的是(D)A．Na→NaOH→Na2CO3→NaClB．Fe→Fe(NO3)3→Fe(OH)3→Fe2O3C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4D．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl33．取少量MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的混合粉末，加入過量鹽酸，充分反應后過濾，得到沉淀X和濾液Y。下列敘述正確的是(C)A．上述四種氧化物對應的水化物中，Al(OH)3酸性最強B．向沉淀X中逐滴加入硝酸，沉淀慢慢溶解C．溶液Y中的陽離子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋D．溶液Y中加入過量氨水，所得沉淀為Fe(OH)3和Mg(OH)24．下列實驗現(xiàn)象描述不正確的是(D)選項實驗現(xiàn)象A加熱放在坩堝內(nèi)的小塊鈉鈉先熔化成光亮的小球，燃燒時，火焰為黃色，燃燒后，生成淡黃色固體B在酒精燈上加熱鋁箔鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好像有一層膜兜著C在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液先生成白色沉淀，沉淀很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色D在空氣中久置的鋁條放入NaOH溶液中立刻產(chǎn)生大量無色氣泡，鋁條逐漸變細，鋁條逐漸發(fā)熱5．用下圖所示裝置不能達到有關(guān)實驗目的的是(D)A．用圖甲裝置證明密度：ρ(煤油)<ρ(鈉)<ρ(水)B．用圖乙裝置制備Fe(OH)2C．用圖丙裝置制取金屬錳D．用圖丁裝置比較NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性解析鈉放入裝有水和煤油的燒杯中，鈉在水和煤油的接觸界面處反應，說明鈉的密度介于二者之間，A項正確；利用煤油隔絕空氣，將滴管插入試管底部，可以觀察到白色的Fe(OH)2沉淀，B項正確；鎂條引燃，氯酸鉀助燃可以引發(fā)鋁熱反應，C項正確；NaHCO3被直接加熱，溫度較高，即使NaHCO3分解，也不能說明二者的穩(wěn)定性差異，D項錯誤。6．已知Fe(OH)3在pH為3.7時完全沉淀，而Ni(OH)2在pH為6.9時才開始沉淀，現(xiàn)在為了除去NiSO4酸性溶液中的Fe3＋，可在攪拌的情況下加入一種試劑，過濾后用重結(jié)晶法來制備NiSO4·7H2O，則加入的試劑應是(C)A．NH3·H2O B．NaOHC．NiCO3 D．CaCO3濁液解析加入的試劑必須能調(diào)節(jié)pH在3.7～6.9之間且不能引入新雜質(zhì)，故C項正確。7．鋅焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物。下圖是工業(yè)上利用鋅焙砂制取金屬鋅的流程圖：(1)酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，該反應的化學方程式為__ZnFe2O4＋4H2SO4=ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O__。(2)凈化Ⅰ操作分為兩步：第一步是將溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液的pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。①寫出酸性條件下H2O2與Fe2＋反應的離子方程式：__H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O__。②25℃時，pH＝3的溶液中，c(Fe3＋)＝__4.0×10－5__mol·L－1{已知25℃，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38③凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)，溶液中的懸浮雜質(zhì)被共同沉淀的原因是__Fe(OH)3膠體具有吸附性__。(3)本流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)除硫酸鋅外還有__H2SO4、Zn__。(4)若沒有凈化Ⅱ操作，則對鋅的制備帶來的影響是__制取的鋅含銅、鎳等雜質(zhì)__。解析(1)根據(jù)信息，酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，這兩種鹽分別為硫酸鋅、硫酸鐵，即ZnFe2O4與硫酸反應的化學方程式為ZnFe2O4＋4H2SO4=ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。(2)①亞鐵離子被雙氧水氧化成鐵離子，反應的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；②已知25℃時，氫氧化鐵的溶度積Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，pH＝3的溶液中，氫氧根離子的濃度為1×10－11mol·L－1，c(Fe3＋)＝eq\f(4×10－38,1×10－113)mol·L－1＝4.0×10－5mol·L－1。(3)通過制取金屬鋅的流程圖可知，可以循環(huán)利用的物質(zhì)除硫酸鋅外，還有硫酸、鋅。(4)由于鋅焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，酸浸后溶液中存在鈣離子、亞鐵離子、銅離子、鎳離子，如果沒有凈化Ⅱ操作，則電解制取的鋅中會含有銅、鎳等雜質(zhì)。8．某地煤矸石經(jīng)預處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜合利用煤矸石的工藝流程如圖所示。(1)寫出“酸浸”過程中主要反應的離子方程式：__Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O__、__Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O__。(2)“酸浸”時鋁浸出率的影響因素可能有__鹽酸的濃度__反應溫度__煤矸石的顆粒大小__是否充分攪拌__反應時間(任選2個即可)__(寫出2個)。(3)物質(zhì)X的化學式為__CO2__。“堿溶”時反應的離子方程式為__Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O__。(4)已知Fe3＋開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2，Al3＋開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4。為了獲得Al(OH)3產(chǎn)品，從煤矸石的鹽酸浸取液開始，若只用CaCO3一種試劑，后續(xù)的操作過程是__加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2，過濾除去Fe(OH)3，再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4，過濾得到Al(OH)3__。(5)以煤矸石為原料還可以開發(fā)其他產(chǎn)品，例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后，常溫下向AlCl3飽和溶液中不斷通入HCl氣體，可析出大量AlCl3·6H2O晶體。結(jié)合化學平衡移動原理解釋析出晶體的原因：__AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s)Al3＋(aq)＋3Cl－(aq)＋6H2O(l)，通入HCl氣體使溶液中的c(Cl－)增大，平衡向析出晶體的方向移動，從而析出AlCl3·6H2O晶體__。解析(1)SiO2不溶于鹽酸；Al2O3是兩性氧化物，能夠溶于鹽酸；Fe2O3是堿性氧化物，能與鹽酸反應。(3)氯化鋁和氯化鐵水解都生成鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和二氧化碳，所以物質(zhì)X是二氧化碳?！皦A溶”時利用Al(OH)3的兩性，將Fe(OH)3、Al(OH)3分開。(4)若只用CaCO3處理酸浸的溶液，可根據(jù)Fe(OH)3和Al(OH)3的沉淀pH差異進行分步沉淀，從而得到較純的Al(OH)3。(5)氯化鋁在其飽和溶液中存在溶解平衡，通入氯化氫后溶液中的氯離子濃度增大，抑制氯化鋁的溶解，所以可促進氯化鋁晶體的析出。9．過氧化鈣可以用于改善地表水質(zhì)，處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應急供氧等。工業(yè)上生產(chǎn)過氧化鈣的主要流程如下：已知CaO2·8H2O呈白色，微溶于水，加熱至350℃左右開始分解放出氧氣。(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化學方程式是__CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl__。(2)檢驗“水洗”是否合格的方法是__取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產(chǎn)生白色沉淀__。(3)沉淀時常用冰水控制溫度在0℃左右，其可能原因是(寫出兩種)：①__溫度低可減少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率__；②__該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO2·8H2O的產(chǎn)率__。(4)測定產(chǎn)品中CaO2含量的實驗步驟第一步：準確稱取ag產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的bgKI晶體，再滴入少量2mol·L－1的H2SO4溶液，充分反應。第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。第三步：逐滴加入濃度為cmol·L－1的Na2S2O3溶液至反應完全，消耗Na2S2O3溶液VmL。(已知：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))①CaO2的質(zhì)量分數(shù)為__eq\f(0.036cV,a)__(用字母表示)；②某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO2的質(zhì)量分數(shù)可能__偏高__(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)，原因是__滴速太慢，S2Oeq\o\al(2－,3)在滴定過程中被氧氣氧化__。10．工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)，具體生產(chǎn)流程如下：eq\x(\a\al(硫鐵礦,燒渣))eq\o(→,\s\up7(酸浸過濾),\s\do5(步驟Ⅰ))eq\x(濾液X)eq\o(→,\s\up7(調(diào)節(jié)pH＝1，加入過量鐵粉),\s\do5(步驟Ⅱ))eq\o(→,\s\up7(調(diào)節(jié)pH至5～6.5，過濾),\s\do5(步驟Ⅲ))eq\x(濾液Y)eq\o(→,\s\up7(加入NH4HCO3，過濾),\s\do5(步驟Ⅳ))eq\x(\a\al(FeCO3,固體))eq\o(→,\s\up7(煅燒))eq\x(\a\al(產(chǎn)品,氧化鐵))試回答下列問題：(1)濾液X中含有的金屬陽離子是__Fe2＋、Fe3＋__(填離子符號)。(2)步驟Ⅲ中可選用__B__(填字母)調(diào)節(jié)溶液的pH。A．稀硝酸 B．氨水C．氫氧化鈉溶液 D