1、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，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Mg2B2O5H2O、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：,NH4HCO3NH3=(NH4)2CO3,1,2,3,4,5,6,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_。,1,2,3,4,5,6,(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、Fe2O
2、3、Al2O3,KSCN溶液,1,2,3,4,5,6,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：H3BO3H2O Ka5.811010，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,1,2,3,4,5,6,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pH3.5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)2MgCO3沉淀的离子方程式为_
3、_，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,1,2,3,4,5,6,高温焙烧,1,2,3,4,5,6,2.(2019全国卷，26)立德粉ZnSBaSO4(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,D,1,2,3,4,5,6,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：,1,2,3,4,5,6,在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为
4、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_ _。,BaSO44C=BaS4CO,COH2O,=CO2H2,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。,1,2,3,4,5,6,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)。,
5、BaCO3,1,2,3,4,5,6,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。,沉淀器中反应的离子方程式为_。,1,2,3,4,5,6,(3)成品中S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 molL1的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为 测定时消耗Na2S2O3溶液体积
6、V mL。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%,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,3.(2019全国卷，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：,1,2,3,4,5,6,相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：,(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),MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O,1,2,
7、3,4,5,6,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Fe3,1,2,3,4,5,6,(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。,4.7,1,2,3,4,5,6,解析 “调pH”除去Fe3和Al3时，结合表格中数据信息可知需控
8、制溶液的pH在4.76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ZnS,1,2,3,4,5,6,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，MgF2 Mg22F平衡向右移动,1,2,3,4,5,6,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
9、能完全除去。,(6)写出“沉锰”的离子方程式_。,1,2,3,4,5,6,(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xy 时，z_。,1,2,3,4,5,6,4.(2018全国卷，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=Na2S2O5H2O,1,2,3,4,5,6,解析 根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O
10、5，则化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5H2O。,(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：,1,2,3,4,5,6,pH4.1时，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。,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,1,2,3,4,5,6,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，
11、_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。,2H2O4e=4HO2,a,解析 阳极上阴离子OH放电，电极反应式为2H2O4e=O24H，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。,1,2,3,4,5,6,(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0.010 00 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)。,0.128,1,2,3,4,5,6,5.(2018全国卷，26)我国
12、是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：,1,2,3,4,5,6,相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：,回答下列问题： (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。,1,2,3,4,5,6,(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有_；氧化除杂工序中ZnO的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。,PbSO4,调节溶液的pH,1,2,3,4,5,6,无法除去杂质Fe2,1,2,3,4,5,6,解析 闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、
13、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：ZnOH2SO4=ZnSO4H2O、Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、CdOH2SO4=CdSO4H2O、PbOH2SO4=PbSO4H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.86.2，使Fe3完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2转化为Fe3，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2。,(3)溶液中的Cd2可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为 _。,Cd2Zn=CdZn2
14、,1,2,3,4,5,6,解析 溶液中的Cd2与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为ZnCd2=Zn2Cd。,(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。,Zn22e=Zn,溶浸,1,2,3,4,5,6,解析 电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2和H。因为溶液中的Zn2浓度较大，所以阴极电极反应式应该是Zn22e=Zn，阳极放电的是OH，电极反应式是4OH4e=2H2OO2。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。,“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用
15、的方法是_。“滤液”中的溶质主要是_。“调pH”中发生反应的化学方程式为 _。,6.(2018全国卷，27)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题： (1)KIO3的化学名称是_。 (2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：,碘酸钾,加热,1,2,3,4,5,6,KCl,KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O(或HIO3KOH=KIO3H2O),解析 Cl2的溶解度随温度的升高而降低，所以可以用加热的方法来达到“逐Cl2”的目的；KH(IO3)2和KCl的分离可以根据溶解度的不同，采用结晶法分离，滤液中的溶质主要是KCl，要使KH(IO3)2转
16、化为KIO3，可以加入KOH调节pH。发生反应：KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O或HIO3KOH=KIO3H2O，从而避免引入新的杂质离子。,1,2,3,4,5,6,写出电解时阴极的电极反应式_。,(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。,2H2O2e=2OHH2,1,2,3,4,5,6,解析 电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。,电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。,K,由a到b,1,2,3,4,5,6,与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_ (写出一点)。,产生Cl2易污染环境等,1,2,3,4,5,6,解析 “KClO3氧化法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。,高考化工流程题的命题规律及设问方向 高考化工流程题常以“重要无机物的制备”或“工业废料中提取无机物”为载体考查： (1)无机化学基础知识(物质的类别、名称、元素的化合价、化学式和电子式的规范书写)； (2)基本技能(陌生化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写；分离提纯规范操作等)； (3)识图能力(物质的转化与跟踪)； (4)物质制备及提纯条件的控制(提高反应速率、产率或转化率、产品纯度的措施)； (5)基本计算(产品化学式、含量及纯度、氧化还原反应中电子转移数目的计算等)。,