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专题13 化学流程、无机物的推断及综合应用考向一 无机推断(1) 考纲要求无机推断题经常考查6条线,硫、氮、氯、钠、铝、铁及其化合物的转化;无机推断题的形式通常有文字描述推断、文字描述与反应式结合推断和框图题等。(2) 命题规律无机推断题,集元素化合物知识、基本概念和基本理论知识于一体,考查面广,综合性强,思维容量大。无机推断题层次分明,区分度高。由于此类题目具有较强的 2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O。(5)利用格氏试剂可以制备,现在要求制备,所以可以选择R为CH3CH2,R为CH3;或者选择R为CH3,R为CH3CH2,所以对应的醛RCHO可以是CH3CH2CHO或CH3CHO。点睛:本题是一道比较基本的元素综合问题,比较新颖的是在题目的最后一问中加入了一个有机小题,这样的无机有机综合题目是比较少见的,当然难度并不大。第(4)小题中的反应,可以参考必修1的课后练习中涉及的钙基固硫问题。方程式中按道理应该加上反应的条件,例如:加热。【例2】【2016年高考上海卷】(本题共12分)半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。完成下列填空:(1)半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入_溶液中(填写试剂名称),出现_,可以证明有硫化氢存在。(2)半水煤气在铜催化下实现CO变换:CO+H2OCO2+H2若半水煤气中V(H2):V(CO):V(N2)=38:28:22,经CO变换后的气体中:V(H2):V(N2)=_。(3)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知:Na2CO3K2CO320碱液最高浓度(mol/L)2.08.0碱的价格(元/kg)1.259.80若选择Na2CO3碱液作吸收液,其优点是_;缺点是_。如果选择K2CO3碱液作吸收液,用什么方法可以降低成本?_写出这种方法涉及的化学反应方程式。_(4)以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。取一定体积(标准状况)的半水煤气,经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。选用合适的无机试剂分别填入、方框中。该实验方案中,步骤、的目的是: 。该实验方案中,步骤_(选填“”或“”)可以确定半水煤气中H2的体积分数。【答案】(1)硝酸铅(或硫酸铜);黑色沉淀 (4)3:1 (3)价廉;吸收CO2能力差碱液循环使用;2KHCO3K2CO3+CO2+H2O(4)除去半水煤气中的CO2(包括H2S)和H2O IV【解析】试题分析:(1)硫化氢能与重金属生成沉淀,所以将半水煤气样品通入硝酸铅(或硫酸铜)溶液中,出现氢气还原氧化铜生成水蒸气,浓硫酸吸收水蒸气,所以该实验方案中,步骤可以确定半水煤气中H2的体积分数。故答案为:。【考点定位】考查水煤气中气体成分测定实验设计与探究。【名师点睛】“教真实的化学,学有用的知识”已成为大家的共识,现在的化学试题强调化学与生活的交融,突出理论联系生产、生活实际和科技前沿,强调学以致用。试题将真实的问题转化为试题情境,真实问题的复杂性带来了化学试题的综合性,这就要求考生首先读懂并捕捉到全部相关信息,弄清这些信息之间的逻辑关系,特别是确定性信息和未知信息之间的关系,为问题的解决奠定基础。这显然属于“关键能力”。对于一个流程的设计和评价,要分析它由几个部分组成,每个部分在整体中处于什么地位、有什么作用,为什么要这样设计,这样设计的优缺点如何,可以如何改进等等,这些都是高考中考查综合能力的重点。无机框图推断是无机化合物知识的综合考查,氯、硫、氮、铝、铁、钠元素及化合物之间的转化是框图题的热点。无机推断题具有明显的化 (2)由X、Y制F的过程为SiO2+2CO2CO2+Si,CO做还原剂。(3)转化的化学方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O ;无色气体A是引起温室效应的主要气体,则A为CO2,转化(A少量)的离子方程式为SiOCO2H2O=H2SiO3CO。【趁热打铁】【江西九江同文中学2019届高三上学期期中】A、B、C、X是中学化学常见物质,均由短周期元素组成,转化关系如图所示。请针对以下三种不同情况回答:(1)若A、B、C均为化合物且焰色反应均为黄色,水溶液均为碱性。则C物质的化学式是_。(2)若A、B、C中均含同一种常见金属元素,该元素在C中以阴离子形式存在,将A、C的水溶液混合可得B的白色胶状沉淀。A中含有的金属元素为_。(写元素符号)该金属元素的单质与某红棕色粉末在高温下反应,可用于焊接铁轨,反应的化学反应方程式为_。若A为固态非金属单质,A与X同周期,常温常压下C为白色固体,B分子中各原子最外层均为8e-结构。C与水剧烈反应,生成两种常见酸,反应的化学方程式为_。【答案】NaHCO3 Al 2A1+Fe2O3A12O3+2Fe PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl 【解析】A、B、C、X是中学化学常见物质,均由短周期元素组成。 Al2O3+2Fe,本小题答案为:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。(3)若A为固态非金属单质,A与X为同周期,常温常压下C为白色固体,B分子中各原子最外层均为8e结构,由转化关系可知,A为磷,B为三氯化磷,C为五氯化磷,X为氯气。C与水剧烈反应,生成两种常见酸,则反应的化学方程式为PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。本小题答案为:PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。1、解答无机推断题五步骤一审:审清题意,从题干问题框图迅速浏览一遍,尽量在框图中把相关信息表示出来。二找:找“题眼”即找到解题的突破口。“题眼”主要有:物质的特殊颜色、特征反应现象、特殊反应条件、特征转化关系、特征数据等。三析:从题眼出发,联系新信息及所学的旧知识,大胆猜测,顺藤摸瓜,应用正逆向思维、横向纵向思维等多种思维方式进行综合分析、推理,初步得出结论。四验:验证确认,将结果放入原题检验,完全符合才算正确。五答:按题目要求写出答案。2、无机框图推断题的解题方法(1)顺推法:顺推是根据题设条件和转化关系方框图,从最初反应物入手,利用给定反应物的结构和性质特点,顺 着转化关系往后推,从而解决问题。(2)逆推法:有的推断题,最初条件意义并不明确,但某一结果有较明确的含义,求解时,从这一结果入手,采 用 逆推模式,逆向逐层推理,可顺利达到解决问题的目的。 (3)假想验证法:假设思维模式是由题设条件和转化关系图找出题目突破口,并对有关内容建立假设,然后将假设结果代入题中验证分析,由此可使问题得以解决。假设模式的思维途径可表示为:3、“框图”推断题的答题要领(1)思维要有整体性:解答时必须认真研究题目的总体要求,仔细推敲每一个环节,结合限制条件,弄清各个环节的相互联系,相互影响,串联整个过程,回答力求完整。(2)假设推断要合理:在框图推断中,抓住关键环节,进行合理假设是必须的,按照题目要求理顺后再确定,这样可以大大节省时间。(3)检验一遍很重要:通过一系列思维活动推断出结果后,将结果放入原题中进行检验,完全符合才正确,如有一处不符,可能是哪个环节出现了纰漏,则需再思考。(4)思维发散有必要:注意多解,有时符合题意的解可能不止一种或一组。【例】【陕西黄陵中学2018届高三上学期期末】AI分别表示中学化学中常见的一种物质,其中A、I为常见金属,它们之间的相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白:(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中的位置是_。(2)写出C物质的化学式:_。(3)写出下列反应的化学方程式或离子方程式:反应的化学方程式:_;反应的离子方程式:_;反应的化学方程式:_。(4)从能量变化的角度看,反应中,属于H0的反应是_(填序号)【答案】第四周期第族 FeCl2 8Al3Fe3O44Al2O39Fe 2Al2OH2H2O=2AlO23H2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 【解析】G为主族元素的固态氧化物,电解G得到I和H,G能和氢氧化钠溶液反应生成J,I能和氢氧化钠溶液反应生成J,工业上常用电解氧化铝的方法冶炼铝,则G是Al2O3,I是Al,J是NaAlO2,H是O2,Al和B能在高温下反应生成A,A能在氧气中燃烧生成B,B与铝在高温下发生铝热反应,则B是金属氧化物,A是金属单质,B和盐酸反应生成C和D,C和氢氧化钠反应生成E,D和氨水反应生成F,E在空气中反应生成F,说明E不稳定,易被氧气氧化,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素,则A是Fe、B为Fe3O4、C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2、F为Fe(OH)3。(1). 由上述分析可知,A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素是Fe,Fe位于第四周期第误区警示:1思维要有整体性:解答时必须认真研究题目的总体要求,仔细推敲每一个环节,结合限制条件,弄清各个环节的相互联系,相互影响,串联整个过程,回答力求完整。2假设推断要合理:在框图推断中,抓住关键环节,进行合理假设是必须的,按照题目要求理顺后再确定,这样可以大大节省时间。 3检验一遍很重要:通过一系列思维活动推断出结果后,将结果放入原题中进行检验,完全符合才正确,如有一处不符,可能是哪个环节出现了纰漏,则需再思考。考向二 化学流程(1)考纲要求能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息,并与已有知识整合,在分析评价的基础上应用新信息的能力。能将与化学相关的实际问题分解,综合运用相关知识和科学方法,解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。(2)命题规律化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力,具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识,而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力,且这类试题陌生度高,文字量大,包含信息多,思维能力要求高,近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。【例1】【2018新课标1卷】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_。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:pH=4.1时,中为_溶液(写化学式)。工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是_。(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。(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50.00 mL葡萄酒样品,用0.01000 molL1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_,该样品中Na2S2O5的残留量为_gL1(以SO2计)。【答案】 2NaHSO3Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3过饱和溶液 2H2O4e4H+O2 a S2O52+2I2+3H2O2SO42+4I+6H 0.128【解析】分析:(1)根据原子守恒书写方程式;(2)根据溶液显酸性判断产物;要制备焦亚硫酸钠,需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液,据此判断; 点睛:本题以焦亚硫酸钠的制备、应用为载体考查学生对流程的分析、电解原理的应用以及定量分析等,题目难度中等。难点是电解池的分析与判断,注意结合电解原理、交换膜的作用、离子的移动方向分析电极反应、亚硫酸氢钠浓度的变化。易错点是最后一问,注意计算残留量时应该以二氧化硫计,而不是焦亚硫酸钠。【例2】【2018江苏卷】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_。(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 硫去除率=(1)100%不添加CaO的矿粉在低于500 焙烧时,去除的硫元素主要来源于_。700焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是_。(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由_(填化学式)转化为_(填化学式)。(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)=_。【答案】(1)SO2+OHHSO3(2)FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中(3)NaAlO2 Al(OH)3(4)116【解析】分析:根据流程,矿粉焙烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,在空气中CaO可将SO2转化为CaSO4;“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3;Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,(1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O。(2)根据题给已知,多数金属硫酸盐的分解温度高于600,不添加CaO的矿粉低于500焙烧时,去除的硫元素主要来源于FeS2。添加CaO,CaO起固硫作用,根据硫去除率的含义,700焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3,向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3。点睛:本题以高硫铝土矿为原料生产氧化铝和Fe3O4的流程为载体,考查流程的分析,Fe、Al、S元素及其化合物的性质,图像的分析,获取新信息的能力,指定情境下方程式的书写。如NaOH溶液吸收过量SO2则产物为HSO3,Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧则没有氧气作氧化剂等需注意反应物及用量的不同。化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,这类题常呈现的形式:流程图、表格、图像等。1、无机化工流程题的特点从化工工艺分,可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题;从生产过程中的主要工序分,可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源(能源)综合利用工艺流程题;按资源的不同,分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。(1)一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点(2)这类题常围绕以下几个知识点进行设问: 反应速率与平衡理论的运用反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等。温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写。通过调节溶液的pH达到分离除杂的目的。化学反应的能量变化。实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用。环境保护与绿色化学评价。2、熟悉工业流程常见的操作与名词化工流程题目在流程上一般分为3个过程:(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率 研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。溶解:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解控制反应条件的方法如控制温度,根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。(2)分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂a控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2,应该怎样做?提示:先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3,再调溶液的pH到3.7。b调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。例如:若要除去Cu2溶液中混有的Fe3,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。试剂除杂a趁热过滤。防止某物质降温时会析出。b冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯氏制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动萃取3、对于目的为制备某一物质的流程题,需要明确题目目的是制什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。只有知道了实验目的,才能非常清楚的知道整个流程的意义所在,题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断),则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况:(1)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯德榜制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。(2)如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性的酸产生时,则要加相对应的酸来防止水解。如:制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质时,要蒸干其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解,否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。 (3)如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂,则要防止它们发生氧化还原的物质,如:含Fe2+、SO32-等离子的物质,则要防止与氧化性强的物质接触。(4)如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等物质),则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去,也要防止空气中的CO2或水进入装置中。(5)如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况,根据它们的不同变化,找出合适的分离方法。【例1】【华大新高考联盟2019届高三1月测评】工业氧化铍可生产金属铍、制作铍合金及特殊陶瓷。由绿柱石(含3BeOAl2O36SiO2及铁等微量元素)和方解石(主要成分是CaCO3)为原料生产氧化铍的工艺流程如下:已知:Be与Al性质相似。下列叙述错误的是 ( )A“浸渣”受热后的主要成分是SiO2和CaSO4B利用“碱溶渣”可回收金属铁C“水解,调节pH”反应的主要离子是BeO22D上述流程中“碱、水”宜使用廉价的氨水,降低生产成本【答案】D【解析】铍矿物(绿柱石-3BeOAl2O36SiO2及铁等微量元素)和方解石熔炼,然后加入稀硫酸,SiO2、Al2O3分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙,BeO和熔融方解石反应生成铍酸钙,Fe元素被氧化,然后加入稀硫酸溶解,浸出出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,然后向溶液中加入“碱、水”,调节溶液pH除去铁离子,然后过滤得到氢氧化铁沉淀,滤液中含有BeO22、AlO2-,再调节溶液pH,得到Be(OH)2沉淀,煅烧氢氧化铍得到工业BeO,以此分析。A. 利用“原子去向分析法”,硫酸浸泡后生成不溶性或微溶性的H2SiO3和CaSO4 ,受热后H2SiO3 转化为SiO2 ,故A正确;B. “碱溶渣”中有氢氧化铁,可用于回收金属铁,故B正确;C. “水解”反应的主要离子是BeO22,故C正确;D. 流程中“碱、水”将Be、Al元素分别转化为BeO22和AlO2-,只能使用强碱,故D错误。答案选D。 【趁热打铁】【山东博兴一中2019届高三上学期第三次月考】以高硫铝土矿(主要成分为、,少量)为原料,生产的部分工艺流程如下:下列说法错误的是 ( )A用溶液吸收焙烧过程产生的有利于保护环境和资源再利用B从高硫铝土矿中可制得、的化合物C向“过滤”得到的滤液中通入过量,铝元素存在的形式由转化为D与混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成和【答案】C【解析】A.SO2为有毒气体,不能直接排放到空气中,可用NaOH吸收焙烧过程产生的SO2,有利于保护环【例2】【汕头市2019届高三第一学期期末】我国是世界上最大的钨储藏国,金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器,有“光明使者”的美誉;现以白钨矿(主要成分为CaWO4,还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨,工业流程如下:已知:钨酸酸性很弱,难溶于水;完全沉淀离子的pH值:SiO32-为8,WO42-为5;碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨。回答下列问题:(1)工业上生产纯碱常先制得碳酸氢钠,此法叫“联碱法”,为我国化工专家侯德榜创立,即向饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2,最终生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液,写出该化学反应方程式:_。(2)流程中白钨矿CaWO4和纯碱发生的化学反应方程式是:_。(3)滤渣B的主要成分是(写化学式)_。调节pH可选用的试剂是:_(填选项)。A.氨水 B.盐酸 C.NaOH溶液 D.Na2CO3溶液(4)检验沉淀C是否洗涤干净的操作是_。(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_。(6)将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙,已知某温度时,Ksp(CaWO4)=110-10,KspCa(OH)2=410-7,当溶液中WO42-恰好沉淀完全(离子浓度等于10-5mol/L)时,溶液中c(OH-)=_。【答案】NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2 H2SiO3 B 取最后一次的洗涤液少量于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴加12滴AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净,若出现白色沉淀则表明沉淀未洗净。 如果用碳做还原剂,过量的碳混杂在金属中难以除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨,若用氢气作还原剂,就可避免该问题。 0.2mol/L 【解析】白钨矿的主要成分是CaWO4,含有SiO2、Fe2O3等杂质,白钨矿与碳酸钠在1000温度下反应,SiO2与Na2CO3会反应生成Na2SiO3,Fe2O3不反应,得到的混合物用水浸取,过滤后的滤液经过系列操作得到WO3,说明Na2CO3与CaWO4反应生成Na2WO4,则滤渣A为Fe2O3等,滤液中含有Na2SiO3、Na2WO4,再调节pH在58之间,使SiO32-转化为H2SiO3沉淀过滤除去,母液中含有Na2WO4,向其中加入盐酸得到沉淀C为H2WO4,沉淀C灼烧产生WO3和水,再还原WO3得到钨。 (1)向饱和食盐水中先通入足量氨气,使溶液显碱性,然后通入CO2气体,发生反应:【趁热打铁】【贵州部分重点中学2019届高三上学期评测(四)】某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。已知:NaClO溶液在受热温度过高或酸性条件下容易分解,如3NaClO=2NaCl+ NaClO3AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+ Cl+2H2O常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+;4Ag(NH3)2+N2H4H2O=4Ag+N2+4NH4+ +4NH3 +H2O(1)氧化时采用了过量的 NaClO溶液并水浴加热,水浴加热的目的是_。(2) NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的离子方程式为:_;若改用稀HNO3氧化Ag,生成了NO气体等,则该反应的化学方程式为:_;从反应产物的角度分析,以稀HNO3代替 NaClO的缺点是:_。(3)为提高Ag的回收率,需利用少量10%氨水对“过滤II”的滤渣进行洗涤,并将洗涤后的滤液合并入过滤II的滤液中,在实验室洗涤该滤渣的操作为:_。(4)请设计从“过滤II”后的滤液中获取单质Ag的实验方案: (提供的试剂有:2molL1水合肼溶液、1molL1H2SO4溶液)_。【答案】加快反应速率,且防止NaClO受热温度过高而分解 4Ag+4ClO-+2H2O4AgCl+4OH-+O2 4HNO3+3Ag=3AgNO3+NO+2H2O 会释放出氮氧化物( NO ),造成环境污染 沿玻璃棒向漏斗中注入10%氨水,使溶液完全浸没沉淀,待溶液完全流尽后,重复操作23次 向滤液中滴加2molL-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 molL-1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥。 止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥。1、无机化工流程题的解题思路:无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面:一是选择将原料转化为产品的生产原理;二是除杂并分离提纯产品;三是提高产量和产率;四是减少污染,注意环保,发展“绿色化学”;五是考虑原料的来源丰富和经济成本;六是生产设备简单,生产工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问,我们的解题思路是:(1)从生产目的(标)出发,读懂框图(流程)。解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。(2)分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么,B.发生了什么反应,C.该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。(3)从问题中获取信息,帮助解题,了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护等方面考虑)。2、解答无机化工流程题的基本步骤(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。(2)然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤,从以下几个方面了解流程:反应物是什么;发生了什么反应; 该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用;抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。(4)从问题中获取信息,帮助解题。3、化工流程题解答技巧(1)读懂题干,弄清用什么原料生产何种产品。如果是化学实验流程,则要弄清实验目的是什么,是合成新物质还是分离提纯物质?(2)研读流程图。对照流程图两端的原料和产品,确定化工流程的主线和支线,找到为发生核心反应而加入的主要辅料,结合箭头指向,分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用,实现对整个流程的全盘分析。(3)由易到难,破解问题。对于比较复杂的问题,在读懂流程图、明确每一步操作涉及的化学反应及弄清每一中间产物的微粒种类的前提下,从基本理论(氧化还原反应、化学平衡、盐类水解、电化学等)、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、溶剂选择、除杂、产品分离等)、绿色化学思想(原子经济性、循环操作、环保)、经济角度(提高产量与产率、原料廉价易得、降低能耗、设备简单)、安全生产(防爆、防中毒、防污染)等方面联系问题进行解答。【特别提醒】注意答案的文字叙述规范(1)洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作23次。(2)从溶液中得到晶体:蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。(3)在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去某某杂质”,只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平【例】【山东泰安市一中2019届高三上学期第一次联考】铬是重要的战略物质之一,由于具有质硬,耐磨,耐高温,抗腐蚀性等特性,所以在工业上应用比较广泛,在冶金工业上主要用铬铁矿(Cr2O3 、FeO、SiO2 、Al2O3 等,其它杂质不参加反应)生产铬和铁等金属。流程如下:已知:2Cr2O33O24Na2CO34Na2CrO44CO2;部分物质的溶解度(单位g)0102030405060Na2CO37.0132940494644NaHCO36.98.59.611.112.714.416.9Na2Cr2O7161170183198218240265(1)粉碎的目的_;(2)写出焙烧时含铝物质发生的化学反应方程式_;(3)操作4是_,沉淀3含有的物质有_;(4)写出生成沉淀5的离子方程式_;(5)整个流程可以循环使用的物质有_;(6)最后一步制备金属铬的化学方程式_。【答案】增大接触面积,加快反应速率 Al2O3Na2CO34NaAlO2CO2过滤 Al(OH)3 、H2SiO3 2Na2CrO422CO2H2O=Cr2O722NaHCO3Na2CO3、CO2、Al)或NaHCO3、Al CrO32AlCr2Al2O3【解析】(1)铬铁矿粉碎的目的:增大接触面积,加快反应速率;正确答案:增大接触面积,加快反应速误区警示:常见的解题误区有:(1)过度拘泥于流程图的细节,难以找到实验目的,不能明确有关图示信息。解题时应:快速浏览题干与转化过程,明确实验目的;关注箭头号:图1箭头表示的是反应物同时加入,图2表示反应物分步加入,图3表示循环反应;关注框内所列内容:根据实验目的,大致弄清从原料到产品的物质间的转化关系。(2)只局限于题干,没有从设问的问题中提炼解题信息。解题时应:根据设问提炼出对解决问题有用的信息。有些题干中不很明了的信息可能会在问题中有所涉及而得以完善。有些信息问题涉及不到,属于无效信息,所以对题干中和流程图中不懂的信息要大胆跳过,对于解决问题有用的信息要重新梳理。(3)不清楚化学工艺生产要解决的主要矛盾是什么。工艺生产主要解决的矛盾是:解决将原料转化为产品的生产原理;除去所有杂质并分离提纯产品;提高产量与产率;减少污染,考虑“绿色化学”生产;原料的来源既要考虑丰富,还要考虑成本问题;生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题。
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