高考化学二轮复习简易通 下篇 专题二（二）专练三 无机化工流程题

专练三无机化工流程题题型狂练1(2013佛山二模，26)铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)3n/2m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：请回答下列问题：(1)若A为H2O(g)，可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：_。(2)若B为NaClO3与稀硫酸，写出其氧化Fe2的离子方程式(还原产物为Cl)_。(3)若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾的化学方程式，并配平： (4)为测定溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00 mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.1 000 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL。已知：2Fe32I=2Fe2I2I22S2O32=2IS4O62。写出滴定选用的指示剂_，滴定终点观察到的现象_。溶液中铁元素的总含量为_gL1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(5)设计实验方案，检验溶液中的Fe2_ _。解析(4)若滴定前溶液中H2O2没有除尽，过量的H2O2氧化KI得到I2，根据关系式2Fe3I2，I2的量增大使所测定的铁元素的含量偏高。(5)可利用Fe2的还原性，让其与高锰酸钾反应来检验；也可以利用铁氰化钾溶液与Fe2反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验，离子方程式为：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。答案(1)HH(2)6Fe2ClO36H=6Fe3Cl3H2O(3)1342K2FeO432H2O(4)淀粉溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色5.6偏高(5)取溶液少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2(或取溶液少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2)2(2013广东汕头二模，32)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：试回答下列问题：(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO)：_。(2)写出ZrOCl28H2O在900 生成ZrO2的反应方程式：_。(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是 ()。A二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料B1纳米1010米C锆合金的硬度比纯锆要高D日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起的(4)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的二氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。在熔融电解质中，O2向_(填“正”或“负”)极移动。电池正极电极反应为_，负极电极反应为_。解析(1)根据流程图中“高温气化”前后的物质可判断反应物为ZrSiO4、Cl2、C，生成物为SiCl4、ZrCl4和CO，故该反应的化学方程式为ZrSiO44Cl24CSiCl4ZrCl44CO。(2)ZrOCl28H2O在900 生成ZrO2的化学方程式为ZrOCl28H2OZrO22HCl7H2O。(3)根据题目提示“二氧化锆可以制造耐高温纳米陶瓷”可知选项A正确；1 nm109 m，B项错；合金的硬度一般比其成分金属的硬度高，C项正确；锆合金在高温下与水蒸气反应生成氢气，D项正确。(4)正极为氧气得电子，发生还原反应，故反应式为O24e=2O2；负极为丁烷失电子，发生氧化反应，反应式为C4H1026e13O2=4CO25H2O。由两个电极的反应式可知，正极生成O2，而负极反应需要O2，故O2从正极向负极移动。答案(1)4C4Cl2ZrSiO4ZrCl4SiCl44CO(2)ZrOCl28H2OZrO22HCl7H2O(3)B(4)负O24e=2O2C4H1026e13O2=4CO25H2O3(2013广东潮州一模，32)医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙(含少量Na、Al3、Fe3等杂质)生产医用二水合氯化钙工艺流程为：已知：查阅资料得知氢氧化物沉淀时的pH如下表。氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3开始沉淀时的pH2.34.0开始溶解：7.8完全沉淀时的pH3.75.2完全溶解：10.8(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式：_。(2)除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为_，目的是除去溶液中少量的Al3、Fe3。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是_。(3)过滤时需用的玻璃仪器有_。滤渣主要成分的化学式：_。(4)酸化时加盐酸的目的为_，防止Ca2在蒸发时发生水解。(5)为什么蒸发结晶要保持在160 ：_。(6)若所测样品CaCl22H2O的质量分数偏高(忽略其他实验误差)，可能的原因之一为_。解析根据流程可知，加入氢氧化钙的目的是通过调节溶液的pH使Al3、Fe3转化为Fe(OH)3、Al(OH)3，使其沉淀完全，根据表中的数据可知，选择的pH应使得两种离子都生成沉淀，特别要保证Al3全部沉淀后不能再溶解，故选择pH为5.27.8。检验Fe(OH)3是否沉淀完全即检验溶液中是否还存在Fe3，可用KSCN溶液检验。(4)加入氢氧化钙除去杂质离子后，往往会有剩余的氢氧化钙，故加入盐酸的目的就是除去过量的氢氧化钙。答案(1)CaCO32H=Ca2CO2H2O(2)5.27.8取少量上层清液于小试管中，滴加KSCN溶液，若不显红色，则Fe(OH)3沉淀完全(3)烧杯、玻璃棒、普通漏斗Fe(OH)3、Al(OH)3(4)除去过量的氢氧化钙(5)温度太高CaCl22H2O会失水(6)Na没除去，析出NaCl，导致测定结果偏高4(2013北京西城二模，26)钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeOTiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示：已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl422H2O。(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_。(2)滤渣A的成分是_。(3)滤液B中TiOCl42转化生成TiO2的离子方程式是_。(4)反应中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_。(5)反应的化学方程式是_。(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是_。(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O123LiFePO4Li7Ti5O123FePO4该电池充电时阳极反应式是_。解析(1)FeTiO3可表示为FeOTiO2，由此可知铁元素的化合价是2。(2)FeTiO3、MgO、CaO均可以溶于盐酸，故滤渣中只有SiO2。(6)滤液D中含有Fe2，由滤液D制备LiFePO4的过程中，Fe2先被H2O2氧化，后又被H2C2O4还原成Fe2。H2O2作氧化剂时1 mol H2O2得到2 mol电子；H2C2O4作还原剂时，1 mol H2C2O4转化为CO2失去2 mol电子，由于两个过程转移的电子数相同，所以H2O2与H2C2O4的物质的量之比为11，则所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是90209。(7)阳极发生氧化反应，应是LiFePO4转化为FePO4。答案(1)2(2)SiO2(3)TiOCl42H2OTiO22H4Cl(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5)(NH4)2Ti5O152LiOH=Li2Ti5O152NH3H2O(或2NH32H2O)(6)209(7)LiFePO4e=FePO4Li