《高考12题逐题突破》:无机综合(化工流程综合题的研究)——化工流程逐空特训【提升训练答案+解析】1.化学源于生活,在生产生活中,我们会遇到各种各样的化学反应。(1)过氧化钠用于潜水艇或呼吸面具作供氧剂,主要反应的化学方程式为:________________________________________________________________________。(2)工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气,即“氯碱工业”,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________。(3)野外作业中用Al焊接铁轨,该反应的化学方程式为:_______________________。(4)将一个铝制易拉罐充满CO2气体,然后往罐内注入足量的NaOH溶液,立即密封罐口,过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后又重新鼓起,试用离子方程式解释易拉罐又重新鼓起的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)用小苏打治疗胃酸过多,反应的离子方程式为:____________________________。答案(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2(2)2NaCl+2H2O=====电解2NaOH+H2↑+Cl2↑(3)2Al+Fe2O3=====高温Al2O3+2Fe(4)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑(5)HCO-3+H+===H2O+CO2↑2.请回答:(1)CaH2的电子式:__________。(2)将硫黄撒在汞表面,以除去不慎洒落的汞,用化学方程式表示其理由:__________。(3)完成以下氧化还原反应的离子方程式:________ClO2+______CN-+_____===______CO2-3+_____________N2↑+________Cl-+________。(4)SiO2溶于氢氟酸后生成一种极强的二元酸和水,经分析该酸由3种元素组成,其中氟元素的质量分数为79.17%。请写出SiO2溶于氢氟酸的离子方程式:___________________________________________________________________________________________。答案(1)[H··]-Ca2+[··H]-(2)Hg+S===HgS(3)224OH-2122H2O(4)SiO2+6HF===2H++SiF2-6+2H2O解析(4)设二元酸的化学式为:H2SixFy,根据化合价代数和为0可知2+4x-y=0,由氟元素质量分数有19y2+28x+19y=79.17%,联立解得x≈1,y≈6,则化学式为H2SiF6,再根据二元强酸,即可写出离子方程式:SiO2+6HF===2H++SiF2-6+2H2O。3.结晶水合物在煅烧过程中会发生一系列变化,请回答下列问题:(1)硫酸高铈[Ce(SO4)2]是一种常用的强氧化剂。将Ce(SO4)2·4H2O(摩尔质量为404g·mol-1)在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如图1所示。当固体残留率为70.3%时,所得固体可能为________(填字母)。A.Ce(SO4)2B.Ce2(SO4)3C.CeOSO4(2)固体A为生石膏(CaSO4·2H2O)和不含结晶水且高温时也不分解的杂质。生石膏在120℃时失水生成熟石膏(2CaSO4·H2O),熟石膏在200℃时失水生成硫酸钙。为测定固体A中生石膏的含量,某科研小组进行了如下实验:称取固体A180g置于坩埚中加热,加热过程中固体质量随温度变化的情况如图2所示。①实验中每次对固体称量时需要在冷却后进行。为保证实验结果的精确性,固体冷却时必须防止________________________________________________________________________。②将加热到1400℃时生成的气体通入品红溶液中,品红褪色。写出1400℃时的化学反应方程式:_________________________________________________________________。③固体A中生石膏的质量分数约为________(结果保留1位小数)。答案(1)B(2)①吸水②2CaSO4=====1400℃2CaO+2SO2↑+O2↑③95.6%解析(1)若1molCe(SO4)2·4H2O分解,当固体残留率为70.3%时,所剩固体的质量为404g·mol-1×1mol×70.3%≈284g,即对应所得固体的摩尔质量可能为284g·mol-1,Ce(SO4)2的摩尔质量为332g·mol-1,CeOSO4的摩尔质量为252g·mol-1,A、C项不符合题意;若2molCe(SO4)2·4H2O分解,对应所得1mol固体时固体的摩尔质量约为568g·mol-1,Ce2(SO4)3的摩尔质量为568g·mol-1,B项符合题意。(2)①失水后的晶体冷却时必须防止吸水,否则会导致测定结果有较大误差。②由图示数据及使品红褪色的信息可推知反应为2CaSO4=====1400℃2CaO+2SO2↑+O2↑。③由②中反应方程式及CaSO4分解时质量减少144g-64g=80g可知生成了1molSO2和0.5molO2,根据原子守恒知生石膏的物质的量为1mol,则m(CaSO4·2H2O)=172g,生石膏的质量分数=172g180g×100%≈95.6%。4.(2019·合肥一模)以软锰矿粉(主要含有MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制备高纯MnO2的流程如图所示:已知常温下,氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀时的pH分别为5.0、2.8;Mn2+开始沉淀的pH为7.7。(1)“酸浸”时加入一定量的硫酸,硫酸的量不能过多或过少。硫酸过多造成氨的损失;硫酸过少时,“酸浸”时会有红褐色渣出现,原因是______________________________________________________________________________________________________。(2)加入氨水应调节pH的范围为__________________________________________。(3)“过滤Ⅱ”所得滤渣为MnCO3,滤液中溶质的主要成分是____________(填化学式),写出其阳离子的电子式:__________________________________。(4)加入碳酸氢铵产生沉淀的过程为“沉锰”。①“沉锰”过程中放出CO2,反应的离子方程式为____________________________。②“沉锰”过程中沉锰速率与温度变化的关系如图所示。当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是______________________________________________。(5)工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度,其操作过程如下:准确称量0.9200g该样品,与足量酸性KI溶液充分反应后,配制成100mL溶液。取其中20.00mL,使其恰好能与25.00mL0.0800mol·L-1Na2S2O3溶液完全反应(I2+2S2O2-3===2I-+S4O2-6)。计算可得该样品纯度为______(计算结果保留1位小数)。答案(1)生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀(2)5.0~7.7(3)(NH4)2SO4(4)①Mn2++2HCO-3===MnCO3↓+CO2↑+H2O②温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快,沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢(5)47.3%解析(1)硫酸过少时,“酸浸”时会有红褐色渣出现,原因是生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀。(2)由题中信息可知,Al3+、Fe3+完全沉淀时的pH分别为5.0、2.8,Mn2+开始沉淀的pH为7.7。所以,加入氨水应调节pH的范围为5.0~7.7。(3)“过滤Ⅱ”所得滤渣为MnCO3,滤液中溶质的主要成分是(NH4)2SO4,其阳离子的电子式为。(4)①“沉锰”过程中放出CO2,反应的离子方程式为Mn2++2HCO-3===MnCO3↓+CO2↑+H2O。②温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快,沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢。(5)由反应过程可得到关系式:MnO2~I2~2S2O2-312n0.02500L×0.0800mol·L-1×100mL20.00mLn=0.005mol,该样品纯度=0.005mol×87g·mol-10.9200g×100%≈47.3%。5.一种用铬铁矿(主要成分是FeCr2O4,还含有Al2O3、Fe2O3等)制氧化铬的工艺流程如下:回答下列问题:(1)“氧化焙烧”过程中,理论上1molFeO·Cr2O3完全被氧化为Na2CrO4和Fe2O3时,转移电子的物质的量为__________;“水浸”过程中,为提高Na2CrO4的浸取率,除可适当增大水的用量之外,还可采用的措施是________________________________(列举一条)。(2)“除铝”时通入足量CO2发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________。(3)“酸化结晶”过程中发生的反应为2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O,该反应的平衡常数表达式为K=______________。(4)Na2Cr2O7与(NH4)2SO4混合热解时生成Cr2O3和N2及硫酸盐的化学方程式为________________________________________________________________________;能说明“水洗”完全的方法是______________________________________________________________________________________________________________________。(5)测定产品中Cr2O3含量的步骤如下:步骤1:准确称取ag产品,加入KClO3熔融(Cr2O3+5KClO3=====△2K2CrO4+KCl+5O2↑+2Cl2↑);步骤2:酸化,转化为K2Cr2O7溶液;步骤3:加入稍过量的KI溶液充分反应(Cr2O2-7+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O),加入淀粉溶液作指示剂,用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液进行滴定(I2+2S2O2-3===2I-+S4O2-6)至终点,消耗标准溶液VmL。则产品中含Cr2O3的质量分数为______________(列出计算表达式)。答案(1)7mol适当延长浸取时间或适当提高浸取温度或充分搅拌等(答出一点即可)(2)AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3(3)cCr2O2-7c2CrO2-4c2H+(4)Na2Cr2O7+(NH4)2SO4=====△Na2SO4+Cr2O3↓+N2↑+4H2O取少量最后一次洗涤滤液,滴入盐酸酸化的BaCl2溶液,若无沉淀,说明已洗涤完全(其他合理答案也可)(5)cV×10-3×1526a×100%解析(1)Fe元素化合价由+2价变为+3价,升1价,Cr元素由+3价变为+6价,2个Cr升高6价,故1molFeO·Cr2O3完全被氧化为Na
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