2017年高考化学二轮复习精品资料：(押题专练)专题19+无机化工流

1．无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。

(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为____________________________________________________________

(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

已知：

物质 沸点/℃ SiCl4 57.6 AlCl3 180(升华) FeCl3 300(升华) FeCl2 1 023 ①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是________(只要求写出一种)。 ②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________。 ③已知：

Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol1

－

2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol1

－

由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为

________________________________________________________________________。

④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为____________。

⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是____________________________________。

答案：

(1)Al3＋3H2O

＋

Al(OH)3＋3H

＋

(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率 ②铁或Fe

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③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9 kJ·mol1

－

④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度

2．七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料。用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

(1)煅粉主要含MgO和____________，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶；若滤液Ⅰ中c(Mg2

＋

)小于5×106 mol·L1，则溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp＝5×10

－

－

－12

]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，

原因是

_________________。

(2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响)；若滤液Ⅰ中仅通入CO2，会生成_________________，从而导致CaCO3产率降低。

(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为____________。 (4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为____________。

(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4和Al2Cl7两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为__________________________________。

解析：(1)碳酸钙和碳酸镁受热均易分解，生成氧化镁和氧化钙，因此另一种物质为氧化钙；根据溶度积常数可计算出氢氧根离子浓度为1×103mol/L，因此氢离子浓度为1×10

－

－11

－

－

mol/L，所以pH应大于11；如果用硫酸铵代替硝

酸铵，钙离子与硫酸根离子能形成硫酸钙沉淀。

(2)滤液Ⅰ中的阴离子包括加入硝酸铵引入的硝酸根离子，水电离生成的氢氧根离子。如果只通入二氧化碳，可能会生成碳酸氢钙，从而导致碳酸钙的产率降低。

(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O。

(4)阳极上为铝失电子生成铝离子，阴极上为氢离子得电子生成氢气，其电解总反应方程式为2Al＋6H2O2Al(OH)3

＋3H2↑。

(5)因为没有其他离子放电，因此负极反应式为Al－3e＋7AlCl4===4Al2Cl7。 答案：(1)CaO 11 易生成硫酸钙沉淀而导致碳酸钙产率降低 (2)NO3、OH Ca(HCO3)2 (3)Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O

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－

－

－

－

－

－

－

－

(4)2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑ (5)Al－3e＋7AlCl4===4Al2Cl7

3．工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，除了含有大量硫酸外，还含有少量NH4、Fe3、AsO34、Cl。为除

＋

＋

－

－

－

－

－

去杂质离子，部分操作流程如下：

请回答问题：

(1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，硫酸的浓度为4.9 g·L

－

1

，则该溶液中的pH约为

________________________________________________________________________。

(2)NH4在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在。现有一份(NH4)2SO4溶液，一份NH4Cl溶液，(NH4)2SO4溶液中c(NH4)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4)的2倍，则c[(NH4)2SO4]__________c(NH4Cl)(填“＜”“＝”或“＞”)。

[NH3·H2O](3)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化)，溶液中__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 －[OH](4)投入生石灰调节pH到2～3时，大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3]，提纯CaSO4·2H2O的主要操作步骤：向沉淀中加入过量________，充分反应后，过滤、洗涤、________________________________________________________________________。

(5)25 ℃，H3AsO4电离常数为K1＝5.6×103，K2＝1.7×107，K3＝4.0×10

－

－

－12

＋

＋

＋

。当溶液中pH调节到8～9时，沉淀

主要成分为Ca3(AsO4)2。

①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是______________________________________。 ②Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为_________________________________。

32③已知：AsO34＋2I＋2H===AsO3＋I2＋H2O，SO2＋I2＋2H2O===SO4＋2I＋4H。上述两个反应中还原性最强

－

－

＋

－

－

－

＋

的微粒是__________。

(2)如c[(NH4)2SO4]＝c(NH4Cl)，则(NH4)2SO4溶液中c(NH4)较大，因c(NH4)越大，NH4水解程度越小，则(NH4)2SO4溶液

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＋

＋

＋

中c(NH4)小于NH4Cl溶液中c(NH4)的2倍，如等于2倍，则c(NH4Cl)应较大。

[NH3·H2O]－

(3)随着向废液中投入生石灰，c(OH)增大，c(NH3·H2O)减小，则溶液中减小。 －

[OH]

(4)提纯CaSO4·2H2O，可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3，且防止CaSO4·2H2O的溶解，过滤后洗涤、干燥。

(5)①H3AsO4是弱酸电离出来的AsO34较少，所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀，当溶液中pH调节到8

－

＋＋

32

左右时AsO4浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀。②Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为AsO34＋H2OHAsO4＋

－

－

－

c（HAsO2c（OH）c（HAsO2c（OH）·c（H）Kw10144）·4）·－OH，该步水解的平衡常数Kh＝＝＝K＝＋－12＝2.5×103－3－

c（AsO4）c（AsO4）·c（H）4.0×103

－

－

－

－

＋

－

－

3

。

32

③已知：AsO34＋2I＋2H===AsO3＋I2＋H2O，SO2＋I2＋2H2O===SO4＋2I＋4H。还原剂还原性大于还原产物

－

－

＋

－

－

－

＋

的还原性，则还原性SO2＞I＞AsO33，两个反应中还原性最强的微粒是SO2。

－

－

答案：(1)1 (2)＜ (3)减小

(4)稀硫酸 晾干或干燥

(5)①H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右，c(AsO34)增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀

－

②2.5×103

－

③SO2

4．业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物)联合利用电子工业废料[含SiO2和Cu2(OH)2CO3]回收铜的工艺设计。回答下列问题：

(1)初沉加入的试剂是明矾，写出参与净水的离子的水解方程式：________________________。 (2)固体X的成分是__________，反应Ⅰ的化学反应方程式________________________________。 (3)试剂Y为__________，加快反应Ⅱ速率的措施有__________________(任写一条)。 (4)反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________。

(5)硅胶在生活与生产中用途广泛，写出其中一种用途：_____________________________________。

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(3)试剂Y是氢氧化钠溶液；增大氢氧化钠溶液(试剂B)的浓度、将固体粉碎、升高温度等。

(4)液体B为正丁酸乙酯，反应方程式为：

2CH3CH2CH2COOCH2CH3＋SiO23＋2H2O2CH3CH2CH2COO＋2CH3CH2OH＋H2SiO3↓。

－

－

(5)硅胶的用途：催化剂载体(或干燥剂)。 答案：(1)Al3＋3H2O

＋

Al(OH)3(胶体)＋3H

＋

(2)CuO SiO2

CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu

(3)氢氧化钠溶液 增大氢氧化钠溶液的浓度、将固体粉碎(或升高温度等合理答案)

2(4)2CH3CH2CH2COOCH2CH3＋SiO3＋2H2O2CH3CH2CH2COO＋2CH3CH2OH＋H2SiO3↓

－

－

(5)催化剂载体(或干燥剂)

5．以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3，流程图如下。

2(1)匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO4)随时间变化见如下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方

－

程式为________；能提高其转化速率的措施有________(填序号)。

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A．搅拌浆料 B．加热浆料至100 ℃ C．增大氨水浓度 D．减小CO2通入速率

(2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和__________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是________________________________________。

(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2)增大的原因是

＋

________________________________________________________________________。

2解析：(1)向磷石膏粉、氨水浆料中通入CO2，CO2与NH3·H2O 发生反应：CO2＋2NH3·H2O===2NH4＋CO3＋H2O，

＋

－

22

CO2H2O3浓度增大，促进了CaSO4沉淀的转化：CaSO4＋CO3===CaCO3＋SO4，总反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3·

－

－

－

＋CO2===CaCO3＋2NH4＋SO24＋H2O。

＋

－

A．搅拌浆料，可增大反应物的接触面积，加快化学反应速率；B.加热浆料，由于NH3的挥发，导致NH3·H2O

2浓度降低，不利于CO23的生成，降低了CaSO4的转化速率；C.增大氨水浓度，有利于提高CO3的浓度，从而提高

－

－

CaSO4的转化速率；D. 减小CO2通入速率，不利于CO23的生成，从而降低CaSO4的转化速率。

－

(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡：NH4＋H2O分CaCO3溶解。

22

答案：(1)CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH4＋SO4＋H2O或CaSO4＋CO23===CaCO3＋SO4 AC

＋

－

－

－

＋

NH3·H2O＋H，温度升高，上述水解平衡右移，c(H)增大，导致部

＋＋

(2)SO2向其中滴加盐酸酸化的BaCl2 溶液，若不产生白色沉4 HCO3 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，

－

－

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淀，则表明已洗涤完全

(3)浸取液温度上升，溶液中c(H)增大，促进固体中Ca2浸出

＋

＋

6．为了充分利用铜资源，某工厂拟用黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜并得副产物锌盐，其生产流程如下：

(1)滤渣1的主要成分为__________。稀硫酸溶解黄铜灰过程中，可能发生多个氧化还原反应，其中没有Zn参加的反应的离子方程式是____________________________________________________________

(2)滤渣1及滤渣2用浓硫酸浸取可能产生的有毒气体是________，实验室通常用__________溶液吸收。 (3)稀硫酸通过浓硫酸稀释得到，稀释浓硫酸的正确操作方法是____________________________。 过滤操作所需玻璃仪器除玻璃棒外还有_______________________________

(4)用惰性电极电解滤液4可制取金属铜，若制得金属铜12.8 g，则同时阳极得到______L气体(标准状况)。 解析：根据题给信息和生产流程知黄铜灰加入过量稀硫酸发生的反应为Zn＋2H===Zn2＋H2↑、ZnO＋2H===Zn2

＋

＋

＋

＋

＋H2O、CuO＋2H===Cu2＋H2O、FeO＋2H===Fe2＋H2O、Fe2O3＋6H===2Fe3＋3H2O、2Fe3＋Cu===2Fe2＋Cu2

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

，过滤，滤渣1的主要成分为Cu和SiO2，滤液1为硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁的混合液；向滤液1中加锌粉发生

＋

＋

＋

＋

的反应为Zn＋Fe2===Fe＋Zn2、Zn＋Cu2===Cu＋Zn2，过滤，滤液2为硫酸锌溶液，滤渣2为铁、铜混合物；铁、铜和二氧化硅的混合物与浓硫酸混合加热生成硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁及二氧化硫和水，过滤，滤渣3为二氧化硅，滤液3为硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁的混合液，加入稀硫酸、H2O2后亚铁离子被氧化为铁离子，调节pH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤渣4为氢氧化铁，滤液4为硫酸铜溶液，处理后得铜单质。

答

案：(1)Cu和SiO2 2Fe3＋Cu===2Fe2＋Cu2

＋

＋

＋

(2)SO2 NaOH

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(3)将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入蒸馏水中，同时不断地用玻璃棒搅拌 烧杯、漏斗 (4)2.24 L

7．碱式碳酸铜广泛用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、催化剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等，也用于种子处理及杀菌剂等。某化学兴趣小组在实验室利用Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备并检验碱式碳酸铜，实验步骤如下：

Na2CO3·10H2O?混合沸水

―→粘胶状――→蓝绿色沉淀蓝绿色晶体 ?―搅拌CuCO4·5H2O?研磨

(1)写出制备碱式碳酸铜的化学方程式_________________。

(2)用盐钵分别研细Na2CO3·10H2O和CuCO4·5H2O的目的是_________________________________。 (3)检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净的实验操作是

________________________________________________________________________。

(4)碱式碳酸铜可以堪称Cu(OH)2·CuCO3，该兴趣小组同学选择下列实验仪器验证产物中含有Cu(OH)2、CuCO3。

①各装置连结顺序为____________________________________________________。 ②装置B中试剂的名称是________，装置C中试剂的名称是________。 ③证明含有CuCO3的实验现象是_________________，

证明含有Cu(OH)2的实验现象是_______________________________________________。

答

案：(1)2CuSO4＋2Na2CO3＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋ 2Na2SO4＋CO2↑

(2)增大反应物接触面积，使反应物充分混合并反应。

(3)取最后一次洗涤液少许，滴加BaCI2溶液，若没有白色沉淀产生，则沉淀已洗涤干净

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(4)①ACB ②澄清石灰水 无水硫酸铜粉末

③装置B中澄清石灰水变浑浊 装置C中白色粉末变为蓝色

8．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金，含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下：

已知：Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，pH＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2。下

－

表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L

开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 请回答下列问题：

Fe3 ＋－1

计算)。

Fe2 ＋Zn2 ＋1.1 3.0 5.8 8.8 5.9 8.9 (1)加入ZnO调节pH＝a的目的是______________________，a的范围________________________。 (2)由不溶物E生成溶液D的化学方程式为____________________________。

(3)滤液A中加入H2O2反应的离子方程式为________________________________________。 (4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是

_______________________________________________________ (5)下列试剂可作为Y试剂的是____________。 A．ZnO B．NaOH C．Na2CO3 D．ZnSO4

若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量，则产生的现象是______________________。

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案：(1)使溶液中的Fe3＋

完全沉淀，Zn2＋

不被沉淀(其他解释合理即可)(2)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O (3)2Fe2＋

＋H＋

2O2＋2H===2Fe3＋

＋2H2O

(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (5)B 先产生白色沉淀后沉淀溶解 - 10 - / 10

3.0≤a＜5.9

答

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