2020高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練高考壓軸大題特訓(xùn) 題型一 基礎(chǔ)實驗應(yīng)用題

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1、 題型一 以“化工流程”為載體的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)實驗應(yīng) 用題 1．(2018·南京市、鹽城市高三一模)堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是重要的無機化工 產(chǎn)品。一種由白云石[主要成分為?CaMg(CO3)2，還含少量?SiO2、Fe2O3?等]為原料制備堿式碳酸 鎂(國家標(biāo)準中?CaO?的質(zhì)量分數(shù)≤0.43%?)的實驗流程如下： (1)“煅燒”時發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________ _

2、_______________________________________________________________________。 (2)常溫常壓下，“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為?Mg(HCO3)2，“碳化”時終點?pH?對最終產(chǎn)品中 CaO?含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖?1?和圖?2?所示。 ①?應(yīng)?控?制?“?碳?化?”?終?點?pH?約?為?________?，?發(fā)?生?的?主?要?反?應(yīng)?的?化?學(xué)?方?程?式?為 ____________________________________

3、____________________________________ 和________________________________________________________________________。 ②圖?2?中，當(dāng)?pH＝10.0?時，鎂元素的主要存在形式是____________(寫化學(xué)式)。 (3)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為______________________________________ __________________________________________________________________

4、______。 (4)該工藝為達到清潔生產(chǎn)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。 高溫 3 答案 (1)CaMg(CO3)2=====CaO＋MgO＋2CO2↑ (2)①?9.0 Mg(OH)2＋2CO2===Mg(HCO?)2 1 3 Ca(OH)2＋CO2===CaCO?＋H2O ②Mg(OH)2 △ (3)5Mg(HCO3)2=====4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓＋6CO2↑ (4)CO2 解析 (2)①由圖像可知，應(yīng)控制“碳化”終點?pH?約為?9.0，這時堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高，而

5、 3 3 CaO?含量較低；煅燒產(chǎn)物?CaO?和?MgO?都可與水反應(yīng)生成?Ca(OH)2?和?Mg(OH)2，結(jié)合產(chǎn)物的要求， 所以“碳化”時發(fā)生的主要反應(yīng)有?Mg(OH)2＋2CO2===Mg(HCO?)2?和?Ca(OH)2＋CO2===CaCO?＋H2O。 ②當(dāng)?pH＝10.0?時，鎂元素的主要存在形式是?Mg(OH)2。 2．(2018·江蘇省百校高三?12?月大聯(lián)考)以軟錳礦粉(主要含?MnO2，還含有少量的?Fe2O3、Al2O3 等雜質(zhì))為原料制取高純?MnO2?的流程如下： (1)“酸浸”時所發(fā)生主要反應(yīng)的離

6、子方程式為____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“酸浸”時加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當(dāng)硫酸濃度偏小時，“酸浸” 時會有紅褐色渣出現(xiàn)，原因是____________________________________________________。 硫酸濃度不能過大的原因是_________________________________________________

7、______ ________________________________________________________________________。 (3)過濾Ⅱ所得濾渣為?MnCO3，濾液中溶質(zhì)的主要成分是____________(寫化學(xué)式)。 (4)焙燒?MnCO3?的裝置如下圖所示： ①焙燒時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________ ___________________________________________________

8、_____________________。 ②焙燒一定時間后需轉(zhuǎn)動石英管，目的是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O (2)生成的?Fe3＋水解得到?Fe(OH)3?沉淀 用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時會消耗過多的氨水，造成 原料的浪費 2 (3)(NH4)2SO4 焙燒

9、 (4)①2MnCO3＋O2=====2MnO2＋2CO2 ②使?MnCO3?充分反應(yīng)，提高?MnCO3?的轉(zhuǎn)化率 解析 軟錳礦粉(主要含?MnO2，還含有少量的?Fe2O3、Al2O3?等雜質(zhì))“酸浸”時，F(xiàn)e2O3、Al2O3?被 硫酸溶解生成硫酸鐵和硫酸鋁，二氧化錳與硫酸亞鐵在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫 酸錳和硫酸鐵；加入氨水調(diào)節(jié)?pH，使鋁離子和鐵離子沉淀除去，在濾液中加入碳酸氫銨，沉 淀錳離子，然后在空氣中焙燒碳酸錳得到二氧化錳。 (1)“酸浸”時所發(fā)生的主要反應(yīng)是二氧化錳被硫酸亞鐵還原，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋ MnO2＋4H

10、＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O。 (2)“酸浸”時加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當(dāng)硫酸濃度偏小時，鐵離子 水解程度較大，會有紅褐色氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)；硫酸濃度過大，用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時 會消耗過多的氨水，造成原料的浪費。 (3)過濾Ⅱ所得濾渣為?MnCO3，濾液中主要含有(NH4)2SO4。 3．(2018·常州市高三一模)利用廢鉛蓄電池的鉛泥(PbO、Pb?及?PbSO4?等)可制備精細無機化 工產(chǎn)品——3PbO·PbSO4·H2O?(三鹽)，主要制備流程如下： (1)步驟①PbSO4?轉(zhuǎn)化

11、為難溶?PbCO3?的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (2)濾液?1?和濾液?3?經(jīng)脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶可得到的副產(chǎn)品為________________(寫化學(xué)式)。 (3)?步?驟?③“?酸?溶?”?時?，?其?中?的?鉛?與?硝?酸?生?成?Pb(NO3)2?及?NO?的?離?子?方?程?式?為 ________________________________________________________________________

12、 ________________________________________________________________________； 濾液?2?中溶質(zhì)主要成分為________(寫化學(xué)式)。 (4)步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步驟⑦洗滌操作時，檢驗沉淀是否洗滌完全的方法是 ________________

13、________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3 3 3 4 答案 (1)CO2－＋PbSO4===PbCO?＋SO2－ (2)Na2SO4·10H2O(或?Na2SO4) 3 2 (3)3Pb＋8H＋＋2NO－===3Pb2＋＋2NO↑＋4H2O HNO3 (4)4PbSO4＋6NaOH===3Na?SO4＋3PbO·Pb

14、SO4·H2O＋2H2O (5)取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2?溶液，若不產(chǎn)生白 色沉淀，則表明已洗滌完全 3 3 4 解析 向鉛泥中加入?Na2CO3?溶液，PbSO4?轉(zhuǎn)化為難溶?PbCO3?的離子方程式為?CO2－＋PbSO4===PbCO ＋SO2－，然后過濾得到濾液?1?為?Na2SO4?溶液，向濾渣中加入硝酸酸溶，PbO、Pb、PbCO3?都與 硝酸反應(yīng)生成?Pb(NO3)2，Pb?與硝酸反應(yīng)還生成?NO，則鉛與硝酸反應(yīng)的離子方程式為?3Pb＋8H ＋ 3 ＋2NO－===3Pb2＋＋2NO↑

15、＋4H2O，然后向溶液中加入硫酸，生成?PbSO4?沉淀，過濾，濾液?2?的 2 主?要成?分是?HNO3?，向?濾渣?中加入?NaOH?溶?液，發(fā)?生反應(yīng)?：?4PbSO4?＋?6NaOH===3Na?SO4?＋ 3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O，過濾、洗滌、干燥得到?3PbO·PbSO4·H2O，濾液?3?中含有?Na2SO4。 (5)該沉淀吸附的離子是硫酸根離子，用鹽酸酸化的氯化鋇檢驗，其檢驗方法為：取少量最后 一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的?BaCl2?溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表 明已洗滌完全。 4．(2018·淮安

16、、宿遷等高三質(zhì)檢?)從廢電池外殼中回收鋅?(鋅皮中常有少量鐵、外表沾有 NH4Cl、ZnCl2、MnO2?等雜質(zhì))，制取?ZnSO4·7H2O?可以采取如下工藝流程： 已知：①Zn(OH)2?和?Al(OH)3?化學(xué)性質(zhì)相似；②金屬氫氧化物沉淀的?pH： 氫氧化物 Zn(OH)2 Fe(OH)3 開始沉淀的?pH 5.7 2.7 完全沉淀的?pH 8.0 3.7 請回答下列問題： (1)“酸溶”時，為了提高酸溶速率，可采取的措施有______________

17、__(任答一點)。 (2)“氧化”時，酸性濾液中加入?NaNO2?反應(yīng)的離子方程式為__________________ ______________________________________________________。 (3)“氧化”時，為了減少污染，工業(yè)上常用?H2O2?替代?NaNO2。 4 ①若參加反應(yīng)的?NaNO2?為?0.2?mol，則對應(yīng)至少需要加入?10%?H2O2?溶液________mL(密度近似 為?1?g·cm－3)。 ②該過程中加入的?H2O2?需多于理論值，原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外

18、，還可能是 ________________________________________________________________________。 (4)“?調(diào)?節(jié)?pH”?時?，?若?pH?＞?8?則?造?成?鋅?元?素?沉?淀?率?降?低?，?其?原?因?可?能?是 ________________________________________________________________________。 (5)將濾渣?A?溶于適量稀硫酸，調(diào)節(jié)溶液?pH，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶析出?ZnSO4·7H2O 晶體。則該過程中需調(diào)節(jié)溶液?p

19、H?的范圍為________________。 答案 (1)將廢鋅皮粉碎(或升高溫度；適當(dāng)提高硫酸濃度；攪拌) 2 (2)Fe2＋＋NO－＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O (3)①?34 ②Fe3＋(或?Fe2＋)催化分解雙氧水 (4)堿性過強，氫氧化鋅可能溶解 (5)3.7≤pH<5.7 解析 本題主要考查對于“制取?ZnSO4·7H2O?工藝流程”的評價。(1)“酸溶”時，為了提高 酸溶速率，可采取的措施有：將廢鋅皮粉碎(或升高溫度；適當(dāng)提高硫酸濃度；攪拌)。(2)“氧 2 化”時，酸性濾液中加入?NaNO2，形成的亞硝酸將亞鐵離子

20、氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程 式為?Fe2＋＋NO－＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O。(3)①若參加反應(yīng)的NaNO2?為?0.2?mol,2NaNO2～H2O2～ 2e－，則至少需要加入?10%?H2O2?溶液?34?mL(密度近似為?1?g·cm－3)。 ②該過程中加入的?H2O2?需多于理論值，原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外，還可能是 Fe3＋(或?Fe2＋)催化分解雙氧水。(4)已知氫氧化鋅具有兩性，“調(diào)節(jié)pH”時，若?pH＞8，則造 成鋅元素沉淀率降低，其原因可能是堿性過強，氫氧化鋅可能溶解。(5)該過程中將氫氧化鐵 過濾除去，同時保證?Zn

21、2＋不沉淀，所以需調(diào)節(jié)溶液?pH?的范圍為?3.7≤pH＜5.7。 5．(2018·泰州高三模擬)實驗室以蛇紋石酸浸出液(主要含?Fe3＋，還有一定量的?Al3＋、Mn2＋、 Ca2＋、Mg2＋等)為原料制備高純氧化鐵，流程如下： 已知流程中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的?pH?如下表： 氫氧化物 Fe3＋????Fe2＋????Al3＋ 開始沉淀的?pH 1.1 5.8 3.0 5 沉淀完全的?pH 3.2 8.8 5.0 (1)“還原”

22、時，應(yīng)選擇________(填字母)。 A．Zn?粉 B．NaClO?溶液 C．Fe?粉 (2)“濾渣”的主要成分除含有少量?MnF2?外，還含有________________(填化學(xué)式)。 (3)“沉錳”時，已知：Ksp(MnS)＝4.65×10－14。為確保沉錳完全[即溶液中?c(Mn2＋)＜1.0× 10－6?mol·L－1]，應(yīng)保持溶液中?c(S2－)＞________________mol·L－1。 (4)“除鋁”時，控制溶液?pH?的范圍為________________。 (5)“氧化”時，常用酸性?K2Cr2O7?溶液檢測是否殘留未被氧化的金屬

23、離子，該反應(yīng)的離子方 程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)“沉鐵”時，反應(yīng)溫度為?85?℃，反應(yīng)時間和反應(yīng)終點?pH?對鐵的沉淀率的影響分別如下 圖所示，則最佳的工藝條件是_____________________________________________________。

24、 答案 (1)C (2)CaF2?、MgF2 (3)4.65×10－8 (4)5.0～5.8 7 (5)Cr2O2－＋14H＋＋6Fe2＋?===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (6)反應(yīng)時間?30?min?、終點?pH＝3.5 解析 (1)不能引入新雜質(zhì)，把?Fe3＋還原為?Fe2＋時，應(yīng)選擇鐵粉，故?C?正確。 (2)浸出液含有?Al3＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋?，加入硫化鈉除去錳離子、加入氨水除去鋁離子，所 以加入氟化鈉是除去?Ca2＋、Mg2＋?，“濾渣”的主要成分除含有少量?MnF2?外，還含有?C

25、aF2?、 MgF2。 4.65×10－14 (3)根據(jù)?Ksp＝c(Mn2＋)·c(S2－)，c(S2－)＝?1.0×10－6  mol·L－1＝4.65×10－8?mol·L－1，所以 應(yīng)保持溶液中?c(S2－)＞4.65×10－8?mol·L－1。 (4)“除鋁”時，鋁離子完全沉淀，而亞鐵離子不能沉淀，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，控制溶液pH?的范 6 圍為?5.0～5.8。 7 (5)K2Cr2O7?溶液把?Fe2＋氧化為?Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式為?Cr2O2－＋14H＋＋6Fe2＋?===2Cr3＋＋6Fe3 ＋ ＋7H2O。 (6)根據(jù)鐵沉淀率，最佳的工藝條件是反應(yīng)時間?30?min?、終點?pH＝3.5。 7