（通用版）2020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真题调研课件

1真题调研把握命题规律第二篇题型二无机综合——化工流程综合题的研究1.(2019·全国卷Ⅰ，26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3123456回答下列问题：(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_____________________________。解析硫酸铵溶液中存在平衡：NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋，硼酸镁能与水解出的H＋反应，促进平衡向右移动，生成的一水合氨浓度增大，因溶液中存在平衡NH3·H2ONH3＋H2O，一水合氨浓度增大，促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气，发生的反应为NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。123456(2)“滤渣1”的主要成分有____________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是______________。SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN溶液123456解析二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3＋的试剂可选用KSCN溶液。(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OKa＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节到3.5，目的是_________________________________。一元弱将硼元素转化123456H＋＋B(OH)－4，为H3BO3，促进析出解析由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前，调节pH≈3.5的目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是__________。CO2↑)溶浸2Mg2＋＋3CO2－3＋2H2O123456===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO－3(或2Mg2＋＋2CO2－3＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋高温焙烧解析“沉镁”中，碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱式碳酸镁：2MgSO4＋2(NH4)2CO3＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2(NH4)2SO4＋CO2↑，或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁，也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳，可知采用的方法是高温焙烧法，Mg(OH)2·MgCO3=====高温2MgO＋H2O＋CO2↑。1234562.(2019·全国卷Ⅱ，26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________(填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色D123456解析灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：123456①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为__________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为________________________。BaSO4＋4C===BaS＋4CO↑CO＋H2O===CO2＋H2解析由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知，在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO；生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO，即CO与H2O反应生成CO2和H2。123456②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。BaCO3123456解析所得“还原料”的主要成分是BaS，BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体，“还原料”的水溶性变差，表明其表面生成了难溶性的BaCO3。③沉淀器中反应的离子方程式为________________________________________。S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO2－4===ZnS·BaSO4↓解析结合立德粉的成分可写出沉淀器中S2－、Ba2＋、Zn2＋、SO2－4反应生成ZnS·BaSO4的离子方程式。123456(3)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L－1的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，反应式为测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为________________，样品中S2－的含量为_________________________________(写出表达式)。浅蓝色至无色×100%25.00－12V×0.1000×32m×1000123456I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6。解析达到滴定终点时I2完全反应，可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色，且半分钟内颜色不再发生变化；根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2～2S2O2－3，可得n(I2)过量＝12×0.1000V×10－3mol，再根据关系式S2－～I2可知，n(S2－)＝0.1000×25.00×10－3mol－12×0.1000V×10－3mol＝(25.00－V2)×0.1000×10－3mol，则样品中S2－的含量为25.00－V2×0.1000×32m×1000×100%。1234563.(2019·全国卷Ⅲ，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：123456相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2＋Fe2＋Fe3＋Al3＋Mg2＋Zn2＋Ni2＋开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣1”含有S和___________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式__________________________________________。SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O123456解析硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S，根据化合价升降法可配平该反应。解析“溶浸”后溶液中含Fe2＋，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是__________________。将Fe2＋氧化为Fe3＋123456(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。4.7123456解析“调pH”除去Fe3＋和Al3＋时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7～6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是__________。NiS和ZnS123456解析“除杂1”中加入Na2S能将Zn2＋和Ni2＋分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是______________________________________________________________。F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2＋＋2F－平衡向右移动123456解析“除杂2”中F－与Mg2＋反应生成MgF2沉淀，若溶液酸度过高，则F－与H＋结合生成弱电解质HF，导致MgF2(s)Mg2＋(aq)＋2F－(aq)平衡向右移动，Mg2＋不能完全除去。(6)写出“沉锰”的离子方程式_________________________________________。Mn2＋＋2HCO－3===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O解析“沉锰”时Mn2＋与HCO－3反应生成MnCO3并放出CO2，由此可写出离子方程式。123456(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝时，z＝______。13解析化合物LiNixCoyMnzO2中，当x＝y＝13时，根据化合价代数和为0得1＋2×13＋3×13＋4z－2×2＝0，解得z＝13。123456134.(2018·全国卷Ⅰ，27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。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：__________________________。2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O123456解析根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：123456①pH＝4.1时，Ⅰ中为_________溶液(写化学式)。NaHSO3解析酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是_______________________。得到NaHSO3过饱和溶液123456解析工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(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。2H2O－4e－===4H＋＋O2↑a解析阳极上阴离子OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，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。123456(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为____________________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为______g·L－1(以SO2计)。0.128S2O2－5＋2I2＋3H2O===2SO2－4＋4I－＋6H＋解析根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O2－5＋2I2＋3H