2017届二轮复习无机化工流程专题练习课件（共55张）（全国通用）

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2017 届高考化学二轮总复习 无机化工流程 专题练习 A 【 解析 】 若 A 为 Al 、 X 为 KOH ， Al 与 KOH 反应只能生成 KAlO 2 ， B 项错；若 A 、 B 、 C 均为焰色反应呈黄色的化合物，则三者中都含有钠元素，则 X 可能为 CO 2 、 SO 2 、 H 2 S 等， C 项错；如果 A 为 S ，则 S 与 O 2 反应只能生成 SO 2 ， D 项错。 【 答案 】A C C B 【 解析 】 稀盐酸不能与 Ba(NO 3 ) 2 反应， A 项不符合；硫酸钠、碳酸钠都不能与 CuO 和 Fe 反应，也不能使石蕊溶液变红， C 、 D 项都不符合。 【 答案 】B B (2) 吸收塔中吸收剂 X 是 ________________________ ，有关反应的离子方程式是 ________________________ ； (3) 温度超过 673 K 时，捕集器中捕集到的物质的相对分子质量为 325 ，该物质的分子式为 ________________ 。 (4) 从副产物 FeCl 3 溶液中获得 FeCl 3 ·6H 2 O 的方法是 _______________________ ； (5) 用 FeCl 3 溶液 (32% ～ 35%) 腐蚀印刷线路板的废液中含 FeCl 3 、 FeCl 2 和 CuCl 2 。用化学方法回收废液中铜的方法是 __________________________( 用反应式表示并简述操作要点 ) 。 【 解析 】 (1)FeCl 3 是强酸弱碱盐，能水解生成 Fe(OH) 3 胶体， Fe(OH) 3 胶体可吸附并沉降水中悬浮的杂质，用作净水剂。 (2) 铁屑与氯气在反应炉中发生放热反应，反应炉中的温度很高，所以尾气中含有 Cl 2 和 FeCl 3 ，用吸收剂 FeCl 2 溶液可吸收此尾气得到 FeCl 3 溶液。 (3)FeCl 3 的相对分子质量为 162.5 ，所以捕集器中相对分子质量为 325 的物质为 Fe 2 Cl 6 。 (4)FeCl 3 水解生成的 HCl 易挥发，直接在空气中加热 FeCl 3 溶液不能得到 FeCl 3 ·6H 2 O ，为了抑制 FeCl 3 水解，可在 HCl 气氛中加热浓缩 FeCl 3 溶液，然后冷却结晶。 【 答案 】 (1)FeCl 3 ＋ 3H 2 O  Fe(OH) 3 ( 胶体 ) ＋ 3HCl ， Fe(OH) 3 胶体能吸附并沉降水中悬浮的物质 (2)FeCl 2 溶液　 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 　 (3)Fe 2 Cl 6 (4) 在 HCl 气氛中加热浓缩 FeCl 3 溶液，然后冷却结晶 (5) 加过量铁粉，发生反应 CuCl 2 ＋ Fe===FeCl 2 ＋ Cu ，过滤，分离得到的固体再与盐酸反应以溶解残留的铁，过滤得到铜 ( 或过滤、洗涤、干燥后，用磁铁吸去铁可得到铜 ) 7. 合金是建造航空母舰的主体材料。 (1) 航母升降机可由铝合金制造。 ①铝元素在周期表中的位置是 __________________________________________ 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为 ________ ； ② Al － Mg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 Al 2 O 3 膜，其化学方程式为 _____________________________________ ， 焊接过程中使用的保护气为 ________( 填化学式 ) ； (2) 航母舰体材料为合金钢。 ①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 ________ ； ②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 ________ ； (3) 航母螺旋桨主要用铜合金制造。 【 解析 】 本题考查元素周期表、金属的腐蚀、化学方程式的书写、质量分数的计算、金属的冶炼和物质成分的判断。 (1) ①铝土矿中的 Al 2 O 3 与 NaOH 反应生成 NaAlO 2 通入 CO 2 可生成氢氧化铝。② Al 2 O 3 与 NaOH 反应生成 NaAlO 2 和 H 2 O ；为防止合金被氧化，需要加惰性气体，如 Ar 等。 (2) ①海水为中性，舰体中的钢发生吸氧腐蚀。② CaO 能与生铁中的 SiO 2 反应生成 CaSiO 3 和 CO 2 ，从而降低生铁中硅的含量。 (3) ①白色沉淀为 Al(OH) 3 可得 Cu 的质量分数为： (80.0 g － 27 g·mol － 1 ×39.0 g/78 g·mol － 1 )/80.0 g×100% ＝ 83.1% 。②根据题目所给图可以看出， Al 3 ＋ 在 pH ＝ 3.4 时开始转化为沉淀，说明合金中含 Al ；在 pH 为 7.0 、 8.0 时过滤沉淀，说明 pH 7.0 到 8.0 范围内生成沉淀，根据图可以看出 Ni 2 ＋ 在这个范围内转化为沉淀，说明合金中含 Ni 。 【 答案 】 (1) ①第三周期第 ⅢA 族　 CO 2 ② Al 2 O 3 ＋ 2NaOH===2NaAlO 2 ＋ H 2 O 　 Ar( 其他合理答案均可 ) (2) ①吸氧腐蚀　② CaCO 3 或 CaO (3) ① 83.1% 　② Al 、 Ni 8. 轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品，以卤块 ( 主要成分为 MgCl 2 ，含 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 Mn 2 ＋ 等杂质离子 ) 为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如下： 已知生成氢氧化物沉淀的 pH 见下表： 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH) 3 2.7 3.7 Fe(OH) 2 7.6 9.6 Mn(OH) 2 8.3 9.8 Mg(OH) 2 9.9 11.1 注： Fe(OH) 2 沉淀呈絮状，不易从溶液中除去。 (1) “氧化”一步中发生反应的离子方程式为 __________________________________ ； (2) “调节 pH ”一步应调节溶液的 pH ＝ 9.8 ，其目的是 ___________________________________________ ； (3) “热解”一步温度控制在 75 ℃左右，其原因是 __________________________________ ； (4) 从“过滤 2 ”步骤中得到的滤液中能回收的盐类物质主要有 __________( 填化学式 ) ； (5) 轻质碳酸镁的成分为碱式碳酸镁 [MgCO 3 ·Mg(OH) 2 ·3H 2 O] ，则“热解”一步发生反应的离子方程式为 _____________________________________________ 。 【 解析 】 由于卤块主要成分为氯化镁，其中含有 Fe 3 ＋ 、 Fe 2 ＋ 、 Mn 2 ＋ 等杂质离子，通过生产流程最后得到轻质碳酸镁，因此加盐酸溶解后，溶液中主要有 Mg 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 Fe 2 ＋ 、 Mn 2 ＋ 和 Cl － 等，加次氯酸钠主要是将 Fe 2 ＋ 氧化为 Fe 3 ＋ ，由各种氢氧化物生成沉淀的 pH 可知，加入烧碱的目的主要是把溶液中的 Fe 3 ＋ 和 Mn 2 ＋ 转化为沉淀，而 Mg 2 ＋ 留存溶液中，加入碳酸氢铵的目的是生成轻质碳酸镁沉淀。 (1) 离子反应为 ClO － ＋ 2H ＋ ＋ 2Fe 2 ＋ ===2Fe 3 ＋ ＋ Cl － ＋ H 2 O 。 (2) 调节 pH ＝ 9.8 的目的是使溶液中的 Fe 3 ＋ 和 Mn 2 ＋ 生成对应的氢氧化物沉淀而除去，而 Mg 2 ＋ 不生成沉淀留存在溶液中。 (3) 加热温度至 75 ℃是为了提高碳酸氢铵和氯化镁溶液反应速率，但如果温度过高会导致碳酸氢铵分解。 (1) 滤渣的成分是 ________( 填化学式 ) ； (2)Zn 2 (OH) 2 CO 3 与硝酸反应的离子方程式为 ______________________________________________ ； (3) 酸溶过程锌与硝酸反应生成 NH 的离子方程式为 ___________________________________________ ； 10. 金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。 (1) 由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 ________ ； a ． Fe 2 O 3 　　　　　　　 b ． NaCl c ． Cu 2 S d ． Al 2 O 3 (2) 辉铜矿 (Cu 2 S) 可发生反应 2Cu 2 S ＋ 2H 2 SO 4 ＋ 5O 2 ===4CuSO 4 ＋ 2H 2 O ，该反应的还原剂是 ________ ，当 1 mol O 2 发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为 ________mol ，向 CuSO 4 溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是 ________ ； 【 解析 】 此题考查了金属的冶炼、氧化还原反应、电解精炼和原电池知识。 (1) 金属冶炼时，金属活动性顺序表中铝及其前面的金属一般采用电解法，故选 bd ； (2) 分析题给方程式： 2Cu 2 S ＋ 2H 2 SO 4 ＋ 5O 2 ===4CuSO 4 ＋ 2H 2 O ， Cu 元素和 S 元素的化合价均升高， O 元素的化合价降低，故还原剂是 Cu 2 S ；当 1 mol O 2 发生反应时，氧化剂氧气得到 4 mol 电子，则同时还原剂所失电子也为 4 mol ； CuSO 4 溶液由于 Cu 2 ＋ 水解呈酸性，故加入镁条放出氢气； (3) 分析电解精炼银的装置，其中粗银应做阳极，故连接电源正极，是 a 极； b 极是阴极，若生成红棕色的 NO 2 气体，则是硝酸根放电： 2H ＋ ＋ NO 3 － ＋ e － ===NO 2 ＋ H 2 O ； (4) 处理银器时，食盐水的作用是做电解质溶液 ( 或导电 ) 。 【 答案 】 (1)bd 　 (2)Cu 2 S 　 4 　 H 2 　 (3)a 　 2H ＋ ＋ NO 3 － ＋ e － ===NO 2 ＋ H 2 O 　 (4) 做电解质溶液 ( 或导电 ) (4) 黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量 Fe 、 Ag 、 Au 等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理： ________________________________________________ ； (5) 下表中，对陈述 Ⅰ 、 Ⅱ 的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 ________( 填字母 ) 。 选项 陈述 Ⅰ 陈述 Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Ⅰ 对； Ⅱ 对；有 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ 对； Ⅱ 对；有 C 铁比铜活泼 铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈 Ⅰ 对； Ⅱ 对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ 错； Ⅱ 对；无 【 解析 】 (1) 铜的质量百分含量： CuFeS 2 (34.8%) ， Cu 5 FeS 4 (63.5%) ， Cu 2 S(80%) ， CuCO 3 ·Cu(OH) 2 (57.6%) 。 (2)Cu 2 O 、 Cu 2 S 的 Cu 由＋ 1 被还原为 0 价，作氧化剂； Cu 2 S 的 S 由－ 2 价被氧化为＋ 4 价，作还原剂。 (3) 处理 SO 2 尾气一般为循环制备硫酸，和用氨水吸收，最后可得到 (NH 4 ) 2 SO 4 等有价值的化学品。 (5) 稀盐酸可以与 Cu(OH) 2 和 CuCO 3 反应，而且稀盐酸不能与 Cu 反应。所以稀盐酸可以除铜器表面的铜绿 [CuCO 3 ·Cu(OH 2 )] ， A 正确。铜表面不能形成致密氧化膜；铜和浓硫酸在常温下是反应的，生成硫酸铜、 SO 2 和水，反应很慢，反应过程中放热，随着反应的进行，速率会越来越快，所以不能用铜制容器装浓硫酸， B 错误。因为 Fe 比 Cu 活泼，所以 Fe － Cu 形成的原电池中， Fe 作负极，更容易被氧化生锈， C 错误。蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，有新物质生成，属于化学变化； CuSO 4 可用作消毒剂，但与前者没有因果关系， D 正确。综上所述，答案选 A 、 D 。 【 答案 】 (1)Cu 2 S 　 (2)Cu 2 S 、 Cu 2 O (3) 形成酸雨　硫酸、硫酸铵 (4) 电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应， Cu 失去电子，使 Cu 单质变为 Cu 2 ＋ 进入溶液中， Cu － 2e － ===Cu 2 ＋ ；阴极上发生还原反应， Cu 2 ＋ 得到电子在阴极上析出 Cu 单质， Cu 2 ＋ ＋ 2e － ===Cu ，从而达到精制 Cu 的目的 (5)AD 【 解析 】 (1) 硝酸具有氧化性，会氧化 Fe 2 ＋ ，盐酸会引入 Cl － 杂质，故应加入稀硫酸。 (2) 由表格中的数据可知 pH ＝ 5.4 时， Fe(OH) 3 和 Al(OH) 3 沉淀完全；由于开始时向软锰矿中加入了过量的硫酸，所以滤液 A 酸性很强，需要加碱性物质，使溶液 pH ＝ 5.4 。 (3) 表格中 MnS 的溶度积最大，将 MnS 加入到含有 Cu 2 ＋ 、 Zn 2 ＋ 、 Fe 2 ＋ 的溶液中，能够使溶度积更小的物质沉淀。 【 答案 】 (1) 稀硫酸　 MnO 2 ＋ 2Fe 2 ＋ ＋ 4H ＋ ===Mn 2 ＋ ＋ 2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O (2)Fe(OH) 3 、 Al(OH) 3 　 cd (3) 使溶液中的 Cu 2 ＋ 、 Zn 2 ＋ 、 Fe 2 ＋ 转化为沉淀 (2) 高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体 Ⅰ 中的碳氧化物主要为 ____________ ，由气体 Ⅱ 中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为 ____________________ ； (3) 步骤①为：搅拌、 ________________ ，所得溶液 Ⅳ 中的阴离子有 ________________ ； (4) 由溶液 Ⅳ 生成沉淀 Ⅴ 的总反应的离子方程式为 ________________________ ， 100 kg 初级石墨最多可获得 Ⅴ 的质量为 ________kg 。； (5) 石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注 【 解析 】 (1) 向反应器中通入 Cl 2 前，通一段时间 N 2 的主要目的是排净反应器中的空气，作为保护气，防止石墨在高温下被氧化。 (2) 初级石墨中的氧化物杂质主要是 SiO 2 、 Al 2 O 3 、 Fe 2 O 3 和 MgO ，经高温反应后，均转变为相应的氯化物，则氧元素与碳 ( 过量 ) 在高温下结合为 CO ，故气体 Ⅰ 中的碳氧化物主要为 CO,80 ℃冷凝气体 Ⅰ ，由于 SiCl 4 的沸点为 57.6 ℃，金属氯化物的沸点均高于 150 ℃，故气体 Ⅱ 为 SiCl 4 。 SiCl 4 与 NaOH 溶液反应得到 Na 2 SiO 3 、 NaCl 和 H 2 O ，其化学方程方式为 SiCl 4 ＋ 6NaOH===Na 2 SiO 3 ＋ 4NaCl ＋ 3H 2 O 。 (3) 由 (2) 知，固体 Ⅲ 为 AlCl 3 、 FeCl 3 、 MgCl 2 ， 加入过量 NaOH 溶液， Al 3 ＋ 转变为 AlO ，而 Fe 3 ＋ 、 Mg 2 ＋ 转化为 Fe(OH) 3 、 Mg(OH) 2 沉淀，故步骤①为：搅拌、过滤，所得溶液 Ⅳ 中的 Z 阴离子有 AlO 、 OH － 、 Cl － 。 (4) 溶液 Ⅳ 中加入乙酸乙酯，消耗了 OH － ，促进 AlO 的水解，最终转化为 Al(OH) 3 沉淀， 14. 我国有丰富的锆英石资源，其主要成分是 ZrSiO 4 ，还含有 Al 2 O 3 、 SiO 2 、 Fe 2 O 3 等杂质，生产锆的流程之一如下： 已知：锆 (Zr) 合金是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆 (ZrO 2 ) 可以制造耐高温纳米陶瓷。 (1) 上述流程中高温气化的反应是氧化还原反应 ( 碳转化成 CO) ，其中氧化剂是 ________ ，转移 1.204×10 24 个电子时，生成 SiCl 4 ________g ； (2) 写出 ZrCl 4 与水反应的化学方程式： ____________________________ ； 写出 ZrOCl 2 ·8H 2 O 在 900 ℃条件下分解的化学方程式： _________________________________________ ； (3) 下列关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是 ________ ； A ． 1 nm ＝ 10 － 10 m B ．锆合金的硬度比纯锆要高 C ．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料 (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 (Y 2 O 3 ) 的氧化锆 (ZrO 2 ) 晶体，在熔融状态下能传导 O 2 － 。在熔融电解质中， O 2 － 向 ________( 填“正”或“负” ) 极移动。电池的负极反应式为 ________________________ 。 15. 重铬酸钾 (K 2 Cr 2 O 7 ) 是工业上重要的氧化剂 , 实验室利用铬铁矿 ( 主要成分为 FeO·Cr 2 O 3 ) 模拟工业生产制备重铬酸钾的主要工艺如下 : 回答下列问题 : (1) 铬铁矿中的 SiO 2 和 Al 2 O 3 在反应器中与纯碱共热反应转变为可溶性盐 , 写出 Al 2 O 3 与碳酸钠反应的化学方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；