2019年高考化学备考全方案12题揭秘专题11元素化合物和基本理论综合题题型揭秘.doc
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1、1专题 11 元素化合物和基本理论综合题本题型在五年高考中考查 12 次(共 13 份试卷) ,试题整体有一定难度。该题型主要有无机推断、化学流程、元素化合物与基本理论相结合等,无机推断题具有明显的化 (4)单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式为S2O52 +2I2+3H2O2SO 42 +4I +6H ;消耗碘的物质的量是 0.0001mol,所以焦亚硫酸钠的残留量(以 SO2计)是 。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
2、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。2【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
3、还有_;氧化除杂工序中 ZnO 的作用是_,若不通入氧气,其后果是_。2(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 32Zn2+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,二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣,由于硫酸铅不溶于水,因此滤渣 1 中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子点睛:无机工业
4、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。 3 【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:3(1)KIO 3的化学名称是_
5、。(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。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(IO 3)2+KOH 2KIO3+H2O 或(HIO 3+KOH KIO3+H2O) 2H 2O+2e2OH +H
6、2 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4点睛: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。4【2017 年高考新课标卷】 (14 分)Li4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量MgO、SiO 2等杂质)来
7、制备,工艺流程 如下:回答下列问题:(1) “酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为 70%时,所采用的实验条件为_。5(2) “酸浸”后,钛主要以24TiOCl形式存在,写出相应反应的离子方程式_。(3)TiO 2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示:温度/ 30 35 40 45 50TiO2xH2O 转化率% 92 95 97 93 88分析 40 时 TiO2xH2O 转化率最高的原因_。(4)Li 2Ti5O15中 Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为_。(5)若“滤液”中 ,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍)
8、,使3Fe恰好沉淀完全即溶液中 ,此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式计算) 。FePO 4、Mg 3(PO4)2的 Ksp分别为 。(6)写出“高温煅烧”中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式 。【答案】 (1)100、2h,90,5h(2)FeTiO 3+ 4H+4Cl = Fe2+ 24TiOCl+ 2H2O(3)低于 40,TiO 2xH2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过 40,双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2xH2O 转化反应速率下降(4)4 (5)Fe 3+恰好沉淀完全时, c(34PO)=251.0molL1=1.31017 molL1, c3(Mg
9、2+)c2(34PO)(0.01) 3(1.31017)2=1.71040 Ksp Mg3(PO4)2,因此不会生成 Mg3(PO4)2沉淀。(6)2FePO 4 + Li2CO3+ H2C2O4高 温 2LiFePO4+ H2O+ 3CO 2【解析】 (1)由图示可知, “酸浸”时铁的净出率为 70%时,则应选择在 100、2h,90,5h 下进行;6【名师点睛】工艺流程题,就是将化工生产过程中的主要生产阶段即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,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。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。5 【2017 年高考新课标卷】 (14 分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 CaO、SiO 2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以
11、盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目7的是_,还可使用_代替硝酸。(2)沉淀 A 的主要成分是_,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为_。(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀 B 的主要成分为_、_(写化学式) 。(4)草酸钙沉淀经稀 H2SO4处理后,用 KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量 ,滴 定 反 应 为 : 4MnO+H+H2C2O4 Mn2+CO2+H2O。 实 验 中 称 取 0.400 g 水 泥 样 品 , 滴 定 时 消 耗 了 0.0500 molL1的 KMnO4溶液 36.00 mL,则该水泥样品中钙的质
12、量分数为_。【答案】(1)将样品中可能存在的 Fe2+氧化为 Fe3+ H2O2(2)SiO 2 (或 H2SiO3) SiO2+4HF=SiF4+2H 2O(或 H2SiO3+4HF= SiF4+3H 2O)(3)防止胶体生成,易沉淀分离 Fe(OH) 3 Al(OH)3 (4)45.0%【解析】(1)根据题中信息,水泥中含有一定量的铁、铝、镁等金属氧化物,根据流程需要除去这些杂质,因为 Fe3+容易在 pH 较小时以氢氧化物的形式沉淀出来,因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的 Fe2 转化成 Fe3 ;加入的物质具有氧化性,同时不能引入新的杂质,同时因为过氧化氢被称为绿色氧化剂,因此可以
13、选择双氧水。(2)根据水泥中成分,二氧化硅不溶于一般酸溶液,所以沉淀 A 是二氧化硅;SiO 2溶于氢氟酸,发生的反应是:SiO 2+4HF=SiF4+2H 2O。8【名师点睛】化学工艺流程题是高考的热点内容,每年都会涉及,体现了化学知识与生产实际的紧密联系;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;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;化学工艺流程一般涉及氧化还原反应方程式的书写、
14、化学反应原理知识的运用、化学计算、实验基本操作等知识,只要理解清楚每步的目的,加上夯实的基础知识,此题能够很好的完成。 6【2017 年高考新课标卷】 (15 分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 高 温 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后 FeOCr2O3与 NaNO3的系数比为_。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是_。(2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是_,滤渣 2 的主要成分是_及含硅杂质。
15、(3)步骤调滤液 2 的 pH 使之变_(填“大”或“小” ) ,原因是_(用离子方程式表示) 。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的 K2Cr2O7固体产品最多。9a80 b60 c40 d10步骤的反应类型是_。(5)某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉(含 Cr2O3 40%)制备 K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为_。【答案】 (1)27 陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应 (2)铁 Al(OH) 3(3)小 2 24CrO+2H+ 27r+H2O(4)d 复分解反应(5) 2
16、1907m100%【解析】 (1)FeOCr 2O3是还原剂,氧化产物为 Na2CrO4和 Fe2O3,每摩转移 7 mol 电子,而 NaNO3是氧化剂,还原产物为 NaNO2,每摩转移 2 mol 电子,根据电子守恒可知,FeOCr 2O3和 NaNO3的系数比为27;陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应,则熔融时不能使用陶瓷容器。(2)熔块中氧化铁不溶于水,过滤后进入滤渣 1,则滤渣 1 中含量最多的金属元素是铁;滤液 1 中含有AlO2-、SiO 32-及 CrO42-,调节溶液 pH 并过滤后得滤渣 2 为 Al(OH)3及含硅杂质。(3)滤液 2 调节 pH 的目的是提高溶液的酸性,
17、pH 变小;因为溶液中存在 2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O,增大溶液中 H+浓度,可促进平衡正向移动,提高溶液中 Cr2O72-的浓度。(4)由图示可知,在 10 左右时,得到 K2Cr2O7的固体最多;2KCl+Na 2Cr2O7=K2Cr2O7+2NaCl 的反应类型为复分解反应。(5)样品中 Cr2O3的质量为 m140% kg,则生成 K2Cr2O7的理论质量为 m140% kg 94152,则所得产品的产率为 m2 kg( m140% kg 2945)100%= 1904100%。【名师点睛】考查无机制备的工艺流程,涉及氧化还原反应、离子方程式配平、盐类水解的应用及混
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