《（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其重要化合物 微專題強(qiáng)化突破5 無機(jī)化學(xué)工藝流程題學(xué)案 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其重要化合物 微專題強(qiáng)化突破5 無機(jī)化學(xué)工藝流程題學(xué)案 新人教版（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其重要化合物 微專題強(qiáng)化突破5 無機(jī)化學(xué)工藝流程題學(xué)案 新人教版 化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，一般具有如下環(huán)節(jié)： ―→―→―→―→ 它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問?？疾槲镔|(zhì)的制備、檢驗(yàn)、分離提純等基本實(shí)驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，要求考生依據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題。這類試題具有較強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，是高考全國卷命題的熱考題型。解題策略如下： 1．(2017·高考海南卷)以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為

2、原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示： 硼鎂泥的主要成分如下表： MgO SiO2 FeO、Fe2O3 CaO Al2O3 B2O3 30%～40% 20%～25% 5%～15% 2%～3% 1%～2% 1%～2% 回答下列問題： (1)“酸解”時應(yīng)該加入的酸是________，“濾渣1”中主要含有________。(寫化學(xué)式) (2)“除雜”時加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是________________________、________________________。 (3)判斷“除雜”基本完成的檢驗(yàn)方法是__________________

3、___________________。 (4)分離“濾渣3”應(yīng)趁熱過濾的原因是______________________________________。 解析：(1)該工藝流程制備的是MgSO4·7H2O，為了不引入雜質(zhì)，因此所用的酸是硫酸，化學(xué)式為H2SO4；根據(jù)硼鎂泥的成分，SiO2不與硫酸反應(yīng)，因此濾渣1為SiO2；(2)硼鎂泥中含有FeO，與硫酸反應(yīng)后生成FeSO4，次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，氧化鎂的作用是調(diào)節(jié)pH，使Al3＋和Fe3＋以氫氧化物形式沉淀出來，除去Fe3＋和Al3＋；(3)除雜除去的是Fe3＋和Al3＋，因此檢驗(yàn)“除雜”基本完成檢驗(yàn)濾液

4、中是否存在Fe3＋就行，方法是取少量濾液將其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全；(4)趁熱過濾是為防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出。 答案：(1)H2SO4　SiO2 (2)將Fe2＋氧化為Fe3＋　調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋、Al3＋以氫氧化物的形式沉淀除去　 (3)取少量濾液將其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全 (4)防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出 2．鋅是一種常用金屬，冶煉方法有火法和濕法。 Ⅰ.鎵(Ga)是火法冶煉鋅過程中的副產(chǎn)品，鎵與鋁同主族且相鄰，化學(xué)性質(zhì)與鋁相似。氮化鎵(GaN)是制造LED的重要材料，被譽(yù)為第三代半導(dǎo)體材料。

5、 (1)GaN可由Ga和NH3在高溫條件下合成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。 (2)鎵的性質(zhì)與鋁類似，下列有關(guān)鎵和鎵的化合物的說法正確的是________。 A．一定條件下，Ga可溶于鹽酸和氫氧化鈉 B．常溫下，Ga可與水劇烈反應(yīng)放出氫氣 C．Ga2O3可由Ga(OH)3受熱分解得到 D．一定條件下，Ga2O3可與NaOH反應(yīng)生成鹽 Ⅱ.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)濕法制取金屬鋅的流程如圖所示，回答下列問題： 已知：Fe的活潑性強(qiáng)于Ni。 (3)ZnFe2O4可以寫成ZnO·Fe2

6、O3，寫出ZnFe2O4與H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________。 (4)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pH，只使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。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___________________________________________________。 (5)凈化Ⅱ中加入Zn的目的是____________________________

7、__________________。 解析：(1)此反應(yīng)是置換反應(yīng)：2Ga＋2NH32GaN＋3H2。 (2)根據(jù)元素周期律，鋁和鎵的性質(zhì)類似，A、C、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤。 (3)堿性氧化物和酸生成相應(yīng)的鹽和水，所以化學(xué)方程式為ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。 (4)氫氧化鐵膠體有很強(qiáng)的吸附能力，能吸附溶液中的懸浮物，從而形成沉淀。 (5)鋅比銅、鎳活潑，加入鋅將Cu2＋、Ni2＋置換出來，提高產(chǎn)品的純度。 答案：(1)2Ga＋2NH32GaN＋3H2 (2)ACD (3)ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO

8、4)3＋4H2O (4)Fe(OH)3膠體具有強(qiáng)吸附性 (5)使Cu2＋、Ni2＋轉(zhuǎn)化為Cu、Ni而除去 3．(2016·高考全國卷Ⅲ，28，14分)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為 物質(zhì) V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 2.2～2.9 2.8～3.1 22～28 60～65 1～2 <1 以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： 回答下列問題： (1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方

9、程式為___________________，同時V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是__________。 (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為________mol。 (3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有________________________________________________________________________。 (4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈____

10、____性(填“酸”“堿”或“中”)。 (5)“流出液”中陽離子最多的是________。 (6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________。 解析：(1)反應(yīng)過程中V的化合價不變，所以是復(fù)分解反應(yīng)。注意V2O5在離子方程式中不能拆開；廢釩催化劑中，只有二氧化硅不溶于硫酸，成為廢渣1的主要成分。(2)3 mol VO2＋變?yōu)閂O，共失去3 mol電子，而1 mol ClO變?yōu)镃l－得到6 mol電子，所以需要0.5 mol氯酸

11、鉀。(3)中和時，F(xiàn)e3＋、Al3＋分別轉(zhuǎn)化為難溶的 Fe(OH)3和Al(OH)3，成為廢渣2的主要成分。(4)為提高洗脫效率，需使題中所述平衡逆向移動。根據(jù)平衡移動原理，堿性越強(qiáng)越有利于平衡逆向移動，所以淋洗液應(yīng)該呈堿性。(5)經(jīng)過“離子交換”，釩以R4V4O12形式存在，而鐵、鋁則在“中和”過程中轉(zhuǎn)化為沉淀，所以“流出液”中最多的陽離子是鉀離子。(6)由NH4VO3轉(zhuǎn)化為V2O5，V的化合價未發(fā)生變化，該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，所以N的化合價仍為－3，一種生成物是NH3，另一種生成物必定是H2O。 答案：(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2 (2)0.5 (3)Fe(

12、OH)3和Al(OH)3 (4)堿 (5)K＋ (6)2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O↑ 1．高純度氧化鋁有廣泛的用途，某研究小組用以下流程制取高純度氧化鋁： 根據(jù)上述流程圖填空： (1)“除雜”操作是先加入過氧化氫充分反應(yīng)后，再用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH，使硫酸銨溶液中的少量Fe2＋氧化為Fe3＋并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3從而除去Fe2＋，則Fe2＋酸性條件下氧化為Fe3＋的離子方程式為_____________________________________________________。 (2)配制硫酸鋁溶液時，需用硫酸酸化，酸化的目的是__________

13、______________。 (3)“分離”操作的名稱是________(填字母代號)。 A．蒸餾 B．分液　　　　 C．過濾 (4)銨明礬晶體的化學(xué)式為NH4Al(SO4)2?12H2O，銨明礬屬于________(填“純凈物”或“混合物”)，在0.1 mol/L銨明礬的水溶液中，濃度最大的離子是________。 (5)熱分解中發(fā)生如下反應(yīng)：6NH4Al(SO4)23Al2O3＋2NH3 ↑＋2N2 ↑＋6SO2 ↑＋6SO3 ↑＋9H2O，當(dāng)生成1 mol Al2O3時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。 解析：(1)H2O2溶液具有強(qiáng)氧化性，可以氧化亞鐵離子生成鐵

14、離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (2)由于鋁離子在溶液中能發(fā)生水解生成氫氧化鋁，所以加入硫酸酸化，抑制鋁離子的水解。 (3)把晶體從混合物中“分離”操作的名稱是過濾。 (4)銨明礬晶體的化學(xué)式為NH4Al(SO4)2·12H2O，銨明礬有固定的組成，屬于純凈物；在0.1 mol/L銨明礬的水溶液中，未水解前，c(Al3＋)＝c(NH)＝0.1 mol/L，由于銨根和鋁離子均水解，水解結(jié)合水電離出的氫氧根，水解后濃度均小于0.1 mol/L，c(SO)＝0.2 mol/L，所以在0.1 mol/L銨明礬的水溶液中，濃度最大的離子是SO。

15、(5)該反應(yīng)中N元素化合價由－3價變?yōu)?價、S元素化合價由＋6價變?yōu)椋?價，6NH4Al(SO4)23Al2O3＋2NH3↑＋2N2↑＋6SO2↑＋6SO3↑＋9H2O，轉(zhuǎn)移12e－，所以當(dāng)生成1 mol Al2O3時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4 mol。 答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ === 2Fe3＋＋2H2O (2)抑制Al3＋水解 (3)C (4)純凈物　SO (5)4 2．α-鐵納米粉在現(xiàn)代電子工業(yè)上用途極為廣泛，用赤鐵礦石(含F(xiàn)e2O3、FeO，也含有Al2O3、MnO2、CuO等)制備納米鐵顆粒的實(shí)驗(yàn)流程如下： 已知部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的

16、pH如下： 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 pH 5.2 3.2 9.7 6.7 (1)步驟②中用pH試紙測定溶液pH的操作是_________________________________。 步驟②濾液b中含有的金屬陽離子是____________________________________，步驟④中碾碎的目的是___________________________________。 (2)將第①步過濾所得的MnO2與KClO3、KOH溶液共熱，可得到K2MnO4，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________

17、_________________________________。 (3)步驟③灼燒所需的儀器有酒精燈、三腳架、_______________________________。 (4)若步驟⑤是利用電弧加熱使金屬熔融蒸發(fā)成蒸氣，使大量顆粒狀煙灰塵與周圍X氣體原子激烈碰撞進(jìn)行充分的能量交換和電荷交換生成α-Fe，X氣體可以為________。 a．O2　　　　 b．N2 c．He d．H2 (5)“納米鐵”在空氣中受撞擊時會燃燒，其反應(yīng)與鐵在純氧中燃燒相同，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________

18、____________。 解析：(1)Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO與稀硫酸反應(yīng)，濾液a中金屬陽離子為Cu2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋，加雙氧水將Fe2＋氧化為Fe3＋。根據(jù)陽離子沉淀時pH數(shù)據(jù)，可知控制pH＝4時，鐵離子已全部變成Fe(OH)3沉淀，濾液b中金屬陽離子主要為Cu2＋、Al3＋。(2)MnO2與KClO3、KOH溶液共熱，MnO2作還原劑生成K2MnO4，KClO3作氧化劑生成KCl。(3)灼燒需酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝、坩堝鉗。 答案：(1)將一小塊pH試紙放在潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點(diǎn)在pH試紙中央，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照　Cu2＋、Al

19、3＋　增大接觸面積，加快反應(yīng)速率 (2)3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O (3)泥三角、坩堝、坩堝鉗 (4)c　(5)3Fe＋2O2Fe3O4 3．鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示： 請回答下列問題： (1)固體a的化學(xué)式為________，Ⅲ中通入足量CO2氣體生成沉淀的離子方程式為 ___________________________________

20、_____________________________________。 (2)由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為________________________，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為______(填操作名稱)、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。 (3)以1 000 kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸(密度為1.84 g·cm－3)________L(保留一位小數(shù))。 (4)若同時制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1，則投料時鋁土礦中的Al2O3和H2SO4

21、的物質(zhì)的量之比為________。 解析：(1)鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，所以固體a的化學(xué)式為SiO2。AlCl3與過量燒堿反應(yīng)生成NaAlO2溶液，向其中通入足量CO2生成Al(OH)3 沉淀。 (2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3與稀硫酸反應(yīng)后通入NH3生成銨明礬溶液。 (3)m(Al2O3)＝1 000 kg×36%＝360 kg，m(H2SO4)＝×3×98 g·mol－1＝1 037.6 kg，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度為1.84 g·cm－3)的體積為＝575.4×103 mL＝575.4 L。 (4)設(shè)制得的Al2(

22、SO4)3和NH4Al(SO4)2·12H2O的物質(zhì)的量都是1 mol，則Al3＋共3 mol，SO共5 mol，根據(jù)鋁元素和SO守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為∶5＝3∶10。 答案：(1)SiO2　AlO＋CO2＋2H2O===HCO＋Al(OH)3↓ (2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al(SO4)2＋3H2O　蒸發(fā)濃縮 (3)575.4　(4)3∶10 4．硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]是一種重要的工業(yè)原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工業(yè)制法如下。請回答： (1)步驟①中堿液洗滌的目的是________________

23、__________________________。 若將堿液換為酸液，可能產(chǎn)生的問題是__________________________________。 (2)步驟②中B可以是________(填字母)，加入少量B的目的是______________。 a．CuCl2 b．CuO c．Cu(NO3)2 d．CuSO4 (3)步驟⑥中要用到少量乙醇洗滌，其目的是_________________________________。 (4)用硫酸亞鐵銨晶體配制溶液時，需加入一定量硫酸，目的是_________________。工業(yè)上常用酸性KMnO4溶液通過滴定的方法測

24、定硫酸亞鐵銨樣品的純度，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 準(zhǔn)確量取硫酸亞鐵銨溶液時，硫酸亞鐵銨溶液應(yīng)盛放于________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。 (5)硫酸亞鐵銨晶體的樣品中可能含有的雜質(zhì)離子是________，實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)方法是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)油脂在堿性條件下會發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生可溶性的物質(zhì)，而且

25、Zn可以與強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)步驟①中堿液洗滌的目的是除去油污和鋅層；若將堿液換為酸液，油脂在酸性條件下水解程度小，Zn、Fe都會發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生的問題是導(dǎo)致鐵部分損失及油污未除凈。(2)帶油污的鍍鋅鐵片被NaOH溶液洗滌后得到純凈的Fe，F(xiàn)e與稀硫酸會發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4和H2，若向其中加入少量的CuO，CuO與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CuSO4，F(xiàn)e與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生的Cu單質(zhì)與鐵及稀硫酸就會構(gòu)成原電池，使反應(yīng)速率加快，加入CuSO4也可以直接與Fe發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生Cu，然后與Fe及稀硫酸構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率，而CuCl2會引入雜質(zhì)Cl－，使物質(zhì)不純；Cu(NO3)2在酸

26、性條件下具有強(qiáng)氧化性，不能得到FeSO4，也就不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故正確選項(xiàng)是bd；加入少量B的目的是加快鐵與稀硫酸的反應(yīng)速率。(3)從溶液中獲得的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]表面有一定量的水，為了盡快去除水分，同時避免硫酸亞鐵銨晶體因溶解而損失，在步驟⑥中要用到少量乙醇洗滌，加快水的揮發(fā)。(4)硫酸亞鐵銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，容易發(fā)生水解反應(yīng)，為了抑制鹽的水解，根據(jù)鹽的水解規(guī)律，在用硫酸亞鐵銨晶體配制溶液時，需加入一定量硫酸；酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，會把Fe2＋氧化為Fe3＋，MnO被還原為Mn2＋，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H

27、＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O；硫酸亞鐵銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，容易發(fā)生水解反應(yīng)使溶液顯酸性，所以準(zhǔn)確量取硫酸亞鐵銨溶液時，硫酸亞鐵銨溶液應(yīng)盛放于酸式滴定管中。(5)Fe2＋具有還原性，容易被氧化產(chǎn)生Fe3＋，所以在制取得到的硫酸亞鐵銨晶體的樣品中可能含有的雜質(zhì)離子是Fe3＋，實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)方法是取少許樣品加入到KSCN溶液中，觀察溶液是否變紅，若有紅色產(chǎn)生，就證明含有Fe3＋，否則不含F(xiàn)e3＋。 答案：(1)除去油污和鋅層　鐵部分損失及油污未除凈 (2)bd　加快鐵與稀硫酸的反應(yīng)速率 (3)除去少量水并避免硫酸亞鐵銨晶體因溶解而損失 (4)避免樣品水解　MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O　酸式 (5)Fe3＋(或鐵離子)　取少許樣品加入到KSCN溶液中，觀察溶液是否變紅