1、1专题 13 化学流程、无机物的推断及综合应用1【2018 新课标 2 卷】我国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：相关金属离子 c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下：金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+开始沉淀的 pH 1.5 6.3 6.2 7.4沉淀完全的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。（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
2、氧气，其后果是_。（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_。（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。【答案】 ZnS+ O2 ZnO+SO2 PbSO4 调节溶液的 pH 无法除去杂质 Fe2+ Zn+Cd2+ Zn2+Cd Zn2+2e Zn 溶浸【解析】分析：焙烧时硫元素转化为 SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅2点睛：无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。解
3、决本类题目的关键是分析流程中的每一步骤，可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。即抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务的。另外本题中呈现的内容展示了中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献，可以引导学生自觉传承我国科学文化，弘扬科学精神。 2 【2018 新课标 3 卷】KIO 3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）KIO 3的化学名称是_ _。（2）利用“KClO 3氧化法”制备 KIO3工艺流程如下图所示：“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl 2和 KCl。 “逐 Cl2”采
4、用的方法是_ _。 “滤液”中的溶质主要是_。 “调 pH”中发生反应的化学方程式为_。（3）KIO 3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。3写出电解时阴极的电极反应式_。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_。与“电解法”相比， “KClO3氧化法”的主要不足之处有_（写出一点 ） 。【答案】 碘酸钾 加热 KCl KH(IO3)2+KOH 2KIO3+H2O 或（HIO 3+KOH KIO3+H2O） 2H2O+2e2OH +H2 K + a 到 b 产生 Cl2易污染环境等【解析】分析：本题考查的是化学工业以及电化学的相关知识。应该从题 目的化工流程入手，判断每步流点
5、睛：题目的电解过程，可以理解为：阳极区的单质碘和氢氧化钾反应：3I 2 + 6KOH = KIO3 + 5KI + 3H2O，生成的碘离子在阳极失电子再转化为单质碘，单质碘再与氢氧化钾反应，以上反应反复循环最终将所有的碘都转化为碘酸钾。阴极区得到的氢氧化钾可以循环使用。3 【2018 北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：4已知：磷精矿主要成分为 Ca5(PO4)3(OH)，还含有 Ca5(PO4)3F 和有机碳等。溶解度：Ca 5(PO4)3(OH)”或“ 随温度升高，CO 含量增大，说明生成 CO 的反应是吸热反应H 2O、FeCl 2溶液、NaOH 溶液 MgCl 2、AlCl
6、3、FeCl 3（2）SiCl 4 高于 136，低于 181【解析】（1）生成 TiCl4和 CO 的反应方程式为 TiO22Cl 22C=TiCl 42CO，根据盖斯定律，两式相加，纯净的 TiCl4，后续温度需控制在稍微大于 136，但小于 181。【名师点睛】本题以钛精矿制备纯 TiCl4的流程为素材，主要考查盖斯定律和热化学方程式、化学平衡移14动、HCl 及 Cl2尾气的利用和吸收、制备流程中物质关系、过滤、蒸馏实验等基础化学知识，考查考生对化学反应原理知识的综合应用能力和对已知信息的综合应用能力。制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重
7、点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；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。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：本题改变了什么条件(或是什么条件)根据什么理论所以有什么变化结论。另外需要注意题干信息的提取和筛选，例如本题中：溶解性决定溶液中溶质及沉淀的成分， 表格中信息则可以得到 TiCl4液体中溶解的溶质及同时存在的沉淀成分。工业过程中有毒、有污染的尾气都需要进行处理防止污染。 8 【2017 江苏卷】(12 分)
8、铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO 2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1） “碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。 （2）向“过滤”所得滤液中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH_ (填“增大” 、 “不变”或“减小”)。（3） “电解”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。 （4） “电解”是电解 Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质 A 的化学式为_。（5）铝粉在 1000时可与 N2反应制备 AlN。在铝粉中添加少量 NH4Cl 固
9、体并充分混合，有利于 AlN的制备，其主要原因是_。 15【答案】 （1）Al 2O3+2OH=2AlO2 +H2O （2）减小（3）石墨电极被阳极上产生的 O2氧化（4）4CO 32 +2H2O4e=4HCO3 +O2 H 2（5）NH 4Cl 分解产生的 HCl 能够破坏 Al 表面的 Al2O3薄膜【解析】结合流程及题中信息可知，铝土矿在碱溶时，其中的氧化铝和二氧化硅可与强碱溶液反应，过滤【名师点睛】本题通过化工流程考查了课本上学过的从铝土矿提取铝的元素化合物的知识，在问题中又结合原料的循环利用考查了电解原理。制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审
10、题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；解答时要先看框内，后看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：本题改变了什么条件(或是什么条件)根据什么理论或性质所以有什么变化结论，如本题最后一个问题，只要注意了铝表面易生成氧化膜和氯化铵受热易分解 这两 条性质，即可想到分解产物对氧化膜的作用，所以备考时，要多看课本上元素化合物方面内容，知道学了哪些，大多数的试题的根都在课本上。9 【2017 江苏卷】(
11、15 分)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)。16已知：NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO 2NaCl+NaClO3AgCl 可溶于氨水：AgCl+2NH 3H2O Ag(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+N 2+4NH 4 +4NH3+H 2O（1） “氧化”阶段需在 80条件下进行，适宜的加热方式为_。（2）NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2，该反应的
12、化学方程式为_。 HNO3也能氧化 Ag，从反应产物的角度分析，以 HNO3代替 NaClO 的缺点是_。（3）为提高 Ag 的回收率，需对“过滤”的滤渣进行洗涤，并_。（4）若省略“过滤” ，直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量 NaClO 与 NH3H2O 反应外(该条件下 NaClO3与 NH3H2O 不反应)，还因为_。（5）请设计从“过滤”后的滤液中获取单质 Ag 的实验方案：_(实验中须使用的试剂有：2 molL 1水合肼溶液，1 molL 1H2SO4)。【答案】 （1）水浴加热 （2）4Ag+4NaClO+2H 2O 4AgCl+4NaOH+
13、O2会释放出氮氧化物(或 NO、N O2 )，造成环境污染 （3）将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中 （4）未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的 Cl，不利于 AgCl 与氨水反应 （5）向滤液中滴加 2 molL1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用 1 molL1 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。 【解析】分析题中的实验流程可知，第一步氧化是为了把光盘中的少量银转化为氯化银，氯化银难溶于水，过滤后存在于滤渣中；第三步溶解时，氨水把氯化银溶解转化为银氨配离子，最后经一系列操作还原为银。（1） “氧化”阶段需在 80条
14、件下进行，由于加热温度低于水的沸点，所以适宜的加热方式为水浴加热。（2）因为已知 NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2 ，用化合价升降法即可配平，该反应的化学方程式为 4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O 2。 HNO3也能氧化 Ag，硝酸做氧化剂时通常17被还原为有毒的氮的氧化物而污染环境，所以以 HNO3代替 NaClO 的缺点是会释放出氮氧化物(或 NO、NO 2 )，造成环境污染。（3）为提高 Ag 的回收率，需对“过滤”的滤渣进行洗涤，洗涤的目的是为了把滤渣表面残存的银氨【名师点睛】本题以回收一种光盘金属层中的少量 Ag 的实验流程
15、为载体，将实 验原理的理解、实验试剂和仪器的选用、实验条件的控制、实验操作规范、实验方案的设计等融为一体，重点考查学生对实验流程的理解、实验装置的观察、信息的加工、实验原理和方法运用、实验方案的设计和评价等能力，也考查学生运用比较、分析等科学方法解决实际问题的能力和逻辑思维的严密性。解题的关键是能读懂实验流程，分析实验各 步骤的原理、目的、实验条件等。设计实验方案时，根据限定必须使用的试剂，结合题中所给信息，注意反应条件的控制以及实验试剂的量的控制，按照“核心转化尾气处理产品分离产品提纯”思路，对细节进行耐心的优化，直至得到完美方案。10 【2016 年高考新课标卷】 （14 分）以硅藻土为载
16、体的五氧化二钒（V 2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收 V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质 V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3质量分数/% 2.22.9 2.83.1 2228 6065 12 ”或“ 86.36% 2/15 NA 或 2.41023 生成的 Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质 其他条件不变时， pH 越小，K 2FeO4越不稳定 10 4a/b【解析】 （1）步骤中 Fe3+被 NaClO 在碱性条件下氧化为 FeO42-，则 NaClO 作氧化剂；正确答案：氧化剂。发生反应的离子方程
17、式为 4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H 2O；根据 4FeO42-12e-3O2关系可知，如果标况下产生氧气 2.24L（即为 0.1mol）,则参加反应的 FeO42- 数目 2/15 NA 或 2.41023；K 2FeO4作为净25水剂的优点除铁无毒外，还体现在自身的强氧化性，能消毒杀菌，同时还原产物 Fe3+水解生成的 Fe(OH)3可吸附水中悬浮杂质；正确答案：2/15 N A 或 2.41023 ；生成的 Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质。 （6）根据图一，可以得出的结论是：其他条件不变时， pH 越小，K 2FeO4越不稳定 ；正确答案：其他条件不变时，
18、 pH 越小，K 2FeO4越不稳定。（7）c(Fe 3+)/c(Cu2+)= c(Fe3+)c3(OH-)/ c(Cu2+)c2(OH-)c(OH-)= KspFe(OH)3/ KspCu(OH)2 c(OH-)= a/bc(OH-)，由于溶液 pH=10 时，c(H +)=10-10mol/L，所以 c(OH-)=10-4 mol/L，带入上式可得 c(Fe3+)/c(Cu2+)= 104a/b；正确答案：10 4a/b。5 【河北武邑中学 2019 届高三上学期期中】已知 AH 均为中学化学常见的物质，转化关系如下图。其中A、C 均为金属单质，C 与水反应生成 D 和最轻的气体，D、F、
19、G、H 的焰色反应均为黄色，E 为两性化合物。 （1）写出 C 与水反应的离子方程式_，假设温度不变，该反应会使水的电离程度_（填写“变大” “变小” “不变” ）（2）B 的水溶液呈_性，用离子方程式解释原因_（3）将 AH 中易溶于水的化合物溶于水，会抑制水的电离的是_（填序号）（4）常温下，pH 均为 10 的 D、F 溶液中，水电离出的 c(OH )之比为_向 D 的稀溶液中通入 CO2至溶液呈中性，所得溶液中离子物质的量浓度由大到小的顺序为：_【答案】2Na + 2H 2O=2Na+ + 2OH + H2 变大 酸 Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ D 110 6
20、 c(Na+)c(HCO 3 )c(H +)c(OH )c(CO 32 ) 【解析】由题干“其中 A、C 均为金属单质，C 与水反应 生成 D 和最轻的气体”知，C 为活泼金属钠、钾或者钙，又 D、F、G、H 的焰色反应均为黄色，则 C 为钠，D 为氢氧化钠，根据图中的转化关系，D 与二氧化碳反应生成 F，则 F 为碳酸钠，H 为碳酸氢钠，E 为两性化合物，且由 B 和 D 反应得到，则 E 为氢氧化铝，G 为偏铝酸钠，B 为氯化铝，A 为铝；（1）钠与水反应的离子方程式为：2Na + 2H 2O=2Na+ + 2OH + H2；钠与水反应可以认为是钠与水电26离出来的氢离子反应，故促进了水的
21、电离，使水的电离程度变大，故答案为：2Na + 2H 2O=2Na+ + 2OH + H2；变大；（2）氯化铝为强酸弱碱盐，水溶液因为铝离子的水解作用呈现酸性，离子方程式为： Al 3+ + 3H2OAl(OH)3 + 3H + ，故答案为： 酸；Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H + ； （3）盐的水解促进水的电离，酸和碱的电离会抑制水的电离，易溶于的氢氧化钠会抑制水的电离，故答案为：D；（4） pH 为 10 的氢氧化钠溶液中，c(H +)=1 10-10，氢氧化钠无法电离出氢离子，则由水电离出来的c(0H-)= c(H+)=1 10-10，pH 为 10 的碳酸钠溶液中，
22、水电离出的 c(0H-)=Kw /c(H+)=1 10-14/1 10-10=1 10-4，故它们的比为：10 -10/10-4=110 6；向 D 的稀溶液中通入 CO2至溶液呈中性，则此时的溶液中溶质为碳酸钠和碳酸，且 c(0H-)= c(H+)，根据电荷守恒得：c(Na +)+ c(H+)=c(HCO3 )+c(OH )+2c(CO32 )，则 c(Na+)=c(HCO3 ) +2c(CO32 )，HCO 3 的电离程度很小，综上所述各离子浓度大小为：c(Na+)c(HCO 3 )c(H +)c(OH )c(CO 32 )，故答案为：110 6 ， c(Na +)c(HCO 3 )c(H
23、 +)c(OH )c(CO 32 )。6 【甘肃甘谷县一中 2019 届高三上学期第二次检测】KAl(SO 4)212H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂应选用_（填标号） 。aHCl 溶液 bH 2SO4溶液 c氨水 dNaOH 溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_。 （3）沉淀 B 的化学式为_II毒重石的主要成分 BaCO3（含 Ca2+、Mg 2+、Fe 3+等杂质） ，实验室利用毒重石制备 BaCl22H2O 的流程如下
24、:（4）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_。27（5）滤渣中含_（填化学式） 。加入 H2C2O4时应避免过量，原因是_。已知：Ksp（BaC 2O4）=1.610 -7，Ksp（CaC 2O4）=2.3 10-9【答案】d 2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO2+3H2 Al(OH) 3 增大接触面积从而使反应速率加快Mg(OH)2、Ca(OH) 2 H2C2O4过量会 导致生成 BaC2O4沉淀，产品的产量减少【解析】易拉罐的主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质，可选择浓 NaOH 溶解，得到偏铝酸钠溶II （4）毒重石用盐酸浸取前研磨将块状固体变成粉末状，可以增大反
25、应物的接触面积，增大 反应速率；（2）根据流程图和表中数据分析加入 NH3H2O 调节 pH=8 可除去 Fe3+，加入 NaOH 调 pH=12.5，可完全除去 Mg2+，除去部分 Ca2+，滤渣中含 Mg（OH） 2、Ca（OH） 2；加入过量 H2C2O4，易发生Ba2+H2C2O4BaC 2O4+2H +，产品的产量减少。 281从某含有 FeCl2、FeCl 3、CuCl 2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：则下列说法正确的是 （ ）A试剂 a 是铁、试剂 b 是稀硫酸B操作、操作、操作所用仪器相同 C试剂 c 是氯气，相应的反应为:2Fe 2+Cl2=2Cl-+2Fe3
26、+D用酸性 KMn04溶液可检验溶液 W 中是否还有 Fe2+【答案】C【解析】从某含有 FeCl2、FeCl 3、CuCl 2的工业废液中回收铜，工业废水中加入试剂 a 为过量的铁，操作2下列各组物质中，能一步实现下图所示转化关系的是 （ ）注： NaAl(OH) 4等同 NaAlO229AA BB CC DD【答案】B【解析】A.碳不能直接生成碳酸钠、碳酸氢钠，故 A 错误；B.Fe 3O4与碳反应生成铁单质，铁与盐酸反应生3现有金属单质 A、B、C 和气体甲、丙以及物质 D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如下图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。请回答下列问题：（1
27、）写出下列物质的化学式：B_、丙_；（2）写出下列反应的化学方程式；反应_；反应_ _；30反应_；（3）向 F 的溶液中加入 D 溶液后产生的现象是_，并用化学反应方程式解释产生此现象的原因_、_。 【答案】Al HCl 2Na2H 2O2NaOHH 22Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2 2FeCl 2Cl 22FeCl 3 先变成白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀FeCl2 +2NaOHFe(OH) 22NaCl 4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3【解析】金属 A 焰色反应为黄色证明为 Na，与水反应生成气体甲为 H2，D 为 NaOH；金
28、属 B 和氢氧化 钠4. 一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约 21%）主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如下：回答下列问题：（1）合金中的镍难溶于稀硫酸， “酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸，反应有 N2生成。写出金属镍溶解的离子方程式_。（2） “除铁”时 H2O2的作用是_，为了证明添加的 H2O2已足量，应选择的试剂是_（填“铁氰化钾”或“硫氰化钾” ）溶液。黄钠铁矾Na xFey(SO4)m(OH)n具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点，则 xymn132_。（3） “除铜”时，反应的离子方程式为_，若用 Na2S 或 Na2S2O3代替 H2S 除铜，优点是_。
