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专练三无机化工流程题题型狂练1．(2013·浙江温州二模，26)铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为＋6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：请回答下列问题：(1)若A为H2O(g)，可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：________________。(2)若B为NaClO3与稀硫酸，写出其氧化Fe2＋的离子方程式(还原产物为Cl－)________________。(3)若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾的化学方程式，并配平：(4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH＜3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6。①写出滴定选用的指示剂________，滴定终点观察到的现象_____________。②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为________g·L－1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(5)设计实验方案，检验溶液Ⅰ中的Fe2＋______________________________。解析(4)②若滴定前溶液中H2O2没有除尽，过量的H2O2氧化KI得到I2，根据关系式2Fe3＋～I2，I2的量增大使所测定的铁元素的含量偏高。(5)可利用Fe2＋的还原性，让其与高锰酸钾反应来检验；也可以利用铁氰化钾溶液与Fe2＋反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验，离子方程式为：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。答案(1)H··O······H(2)6Fe2＋＋ClO－3＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O(3)1342K2FeO432H2O(4)①淀粉溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色②5.6偏高(5)取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2＋(或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2＋)2．(2013·北京西城二模，26)钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示：已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4＋2H2O。(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是________。(2)滤渣A的成分是________。(3)滤液B中TiOCl2－4转化生成TiO2的离子方程式是____________________。(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是________________。(5)反应③的化学方程式是________________________________________。(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是________。(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12＋3LiFePO4充电放电Li7Ti5O12＋3FePO4该电池充电时阳极反应式是__________________。解析(1)FeTiO3可表示为FeO·TiO2，由此可知铁元素的化合价是＋2。(2)FeTiO3、MgO、CaO均可以溶于盐酸，故滤渣中只有SiO2。(6)滤液D中含有Fe2＋，由滤液D制备LiFePO4的过程中，Fe2＋先被H2O2氧化，后又被H2C2O4还原成Fe2＋。H2O2作氧化剂时1molH2O2得到2mol电子；H2C2O4作还原剂时，1molH2C2O4转化为CO2失去2mol电子，由于两个过程转移的电子数相同，所以H2O2与H2C2O4的物质的量之比为1∶1，则所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是3417%∶90＝20∶9。(7)阳极发生氧化反应，应是LiFePO4转化为FePO4。答案(1)＋2(2)SiO2(3)TiOCl2－4＋H2O=====△TiO2↓＋2H＋＋4Cl－(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5)(NH4)2Ti5O15＋2LiOH===Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2O(或2NH3＋2H2O)(6)20∶9(7)LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋3．(2013·北京海淀二模，28)硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应，并在600T的加热基板上生成氮化硅膜：3SiH4＋4NH3=====一定条件Si3N4＋12H2以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：反应原理：4NH4Cl＋Mg2Si=====常温常压4NH3↑＋SiH4↑＋2MgCl2(ΔH＜0)①NH4Cl中的化学键类型有____________，SiH4的电子式为________________。②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是______________________________。③氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式________________________，实验室可利用如下图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是________。(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_____________________。将0.184g三硅酸镁加入到50mL0.1mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1mol/LNaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30mL，则Mg2Si3O8·nH2O中的n值为________。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260g/mol)解析(1)②液氨的作用是制冷、吸收热量，保证反应在常温下进行，并不参与反应。(2)书写Mg2Si3O8·nH2O与HCl反应的化学方程式时，Mg2Si3O8·nH2O要以整体形式出现。Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O1mol4mol0.050L×0.1mol/L－0.1mol/L×0.030Lxmol＝0.002molx＝0.00050．0005×(260＋18n)＝0.184，n＝6。答案(1)①极性键(或共价键)、离子键H··Si····HH··H②吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可)③4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2ONH4NO3(或硝酸铵)(2)Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O6