【小题狂练大题冲关】2014届高三化学二轮复习专题突破系列：化工生产流程-无机物的推断(含详解点拨).doc

【小题狂练·大题冲关】2014届高三化学二轮复习专题突破系列--化工生产流程　无机物的推断
一、选择题
1．(2013·浙江卷·8)下列说法正确的是(　　)
A．实验室从海带提取单质碘的方法是：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取
B．用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度
C．氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中
D．将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性
解析：从物质的组成、结构、性质、变化等角度入手，分析、解决相关问题。
海带中的碘元素以I－形式存在，从海带中提取单质碘时，过滤后要加入氧化剂(如H2O2等)将I－氧化为I2，再加入萃取剂(如苯、CCl4等)进行萃取、分液，最后经蒸馏获得单质碘，A项错。实验室利用乙醇制取乙烯时，要控制温度在170℃，不能用水浴加热，B项错，Cl－存在时，会破坏铝表面氧化膜的结构，形成空隙，加速铝制品的腐蚀，C项正确。(NH4)2SO4溶液使蛋白质发生盐析，CuSO4溶液为重金属盐溶液，使蛋白质发生变性，D项错。
答案：C
点拨：知识：从海带中提取碘，实验室制取乙烯，Al和Al2O3的性质，蛋白质的盐析和变性。能力：考查考生对教材基础知识的掌握及应用能力。试题难度：较小。
2．(2013·石家庄市模拟(一))下列说法正确的是(　　)
A．电解、电镀、电化学腐蚀都需要通电才可进行
B．Al、Fe、Cu三者对应的氧化物均为碱性氧化物
C．浓H2SO4和新制氯水分别滴在pH试纸上均会出现先变红后褪色的现象
D．从石油中得到汽油，可采用分馏的方法
解析：本题考查物质性质，考查考生对物质性质的掌握情况。难度较小。A项，电解和电镀需要通电才行，但电化学腐蚀是形成原电池，即产生电流；B项，Al2O3既能与强酸反应又能与强碱反应，是两性氧化物；C项，浓硫酸具有脱水性，滴在pH试纸上会使试纸因脱水而炭化变黑；D项，石油是多种烃组成的混合物，根据沸点不同可用分馏法将各组分分开。
答案：D
3．(2013·高考命题研究专家原创卷)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是(　　)

A．反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2具有酸性
B．反应②中生成物n(Na2SO3)：n(NaHSO3)＝1：1时，则反应物n(SO2)：n(NaOH)＝1：2
C．反应③④⑤均属于氧化还原反应
D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2
解析：反应①中先变蓝后褪色显然是因为KIO3的还原产物先是I2后是I－，体现了SO2具有还原性，反应②属于酸性氧化物和碱的反应，体现了SO2具有酸性，A错；根据元素守恒，当n(Na2SO3)：n(NaHSO3)＝1：1时，n(SO2)：n(NaOH)＝2：3，B错；反应④是非氧化还原反应，C错。
答案：D
点拨：本题考查氧化还原反应和酸碱反应的相关知识，意在考查考生分析问题和解决问题的能力。
4．“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。

下列有关该方法的叙述中不正确的是(　　)
A．能耗大是该方法的一大缺点
B．整个过程中，可以循环利用的物质是CaO和NaOH
C．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
答案：C
5．(2013·高考名校联考信息优化卷)X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。下列组合中不符合该关系的是(　　)

[来源:学科网]
A
B
C
D
X
HCl
Na2O2
Na2CO3
SO2
Y
FeCl2
NaOH
CO2
Na2SO3
Z
Cl2
Na2CO3
CaCO3
H2SO4[来源:学+科+网Z+X+X+K]
W
FeCl3
NaHCO3
Ca(HCO3)2
NaHCO3
解析：B项中NaOH与Na2CO3不能发生反应生成NaHCO3。
答案：B
点拨：本题考查物质的转化关系，意在考查考生对元素化合物性质的掌握及推理能力。
6．钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(NO3)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：

下列有关该工艺流程的说法正确的是(　　)
A．酸溶后的溶液中，铁元素以Fe(NO3)2的形式存在
B．酸溶时，硝酸的浓度越大，温度越高对于钡泥溶解越有利，故工业上往往采用70℃以上温度
C．中和Ⅰ中的X可以是BaCO3，目的是通过调整溶液的pH除去Fe3＋
D．上述流程中洗涤废渣的主要目的是为了循环利用原料，提高经济效益
答案：C
7．物质X、Y、Z均含有同一种元素，其转化关系如图所示。下列物质X和试剂M的组合不可能是(　　)

A
B
C
D
X的化学式
Na2O
Al
Mg
SO2
试剂M
水
NaOH溶液
稀硫酸
NaOH溶液
解析：A组Na2O→Na2O2→NaOH。B组Al→Al2O3→NaAlO2。C组Mg→MgO→MgSO4。D组SO2→Na2SO3或NaHSO3，SO2→SO3→Na2SO4。
答案：D
8．二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，其相关转化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．SiO2属于两性氧化物
B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
C．硅胶吸水后不能重复再生
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
解析：SiO2是酸性氧化物，A错误。硅胶吸水后可以再生，C错误。SiO2与HF的反应、SiO2与NaOH的反应、Na2SiO3与HCl的反应，SiO2与Na2CO3的反应等均为非氧化还原反应，D错误。
答案：B
9．(2013·武汉市4月调研·13)下图是利用钛白粉生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程：
有关说法正确的是(　　)
A．反应Ⅰ中钛白粉(TiO2)做氧化剂
B．该工艺中可以循环使用的物质只有Cl2
C．可以用N2代替Ar作为反应Ⅱ中的保护气
D．反应Ⅱ的化学方程式为2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti
解析：A项，反应Ⅰ中TiO2转化为TiCl4，Ti的化合价不变，TiO2既不是氧化剂又不是还原剂；B项，该工艺中可以循环使用的物质有Mg、Cl2；C项，Mg能与N2反应，N2不能作为反应Ⅱ中保护气；D项，反应Ⅱ为Mg和TiCl4的置换反应。
答案：D
点拨：本题考查海绵钛生产流程，考查考生对化工流程的综合分析能力。难度中等。
10．已知：A、B为单质，C为化合物，A＋BCA＋B。能实现该转化关系的是(　　)
①若C溶于水后得到强碱性溶液，则A可能是Na
②若C的溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则A可能是H2
③若C的溶液中滴加KSCN溶液显红色，则B可能为Fe[来源:学科网ZXXK]
④若C的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu
A．①②　　　 B．②④　　　
C．①③　　　 D．③④
解析：溶液电解不可能生成钠，①不正确；若A为氢气，B为氯气，符合题示转化关系，②正确；电解氯化铁溶液，得不到铁单质，③不正确；若A为氯气，B为铜，符合题示转化关系，④正确。
答案：B
二、非选择题
11．(2013·福建卷·23)利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既价廉又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第三周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为________。
②常温下，不能与M单质发生反应的是________(填序号)。
a．CuSO4溶液　b．Fe2O3　c．浓硫酸
d．NaOH溶液　e．Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法
已知：H2S(g)H2(g)＋S2(g)
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L－1测定H2S的转化率，结果见下图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K＝________；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：____________________________________。

②电化学法
该法制氢过程的示意图如下。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是______________________________；
反应池中发生反应的化学方程式为____________________。反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为_______________。

解析：运用无机材料的化学式推断元素的化合价，是解决(1)小题的突破口。
①根据元素M、R均位于第三周期，且质子数之和为27，无机材料中M的化合价为＋3，R的化合价为＋4，可得M、R分别为Al、Si，则R的原子结构示意图为；铝与三氧化二铁只能在高温下反应；铝与碳酸钠固体在常温下不反应；铝与硫酸铜溶液在常温下发生置换反应；常温下铝在浓硫酸中形成致密的氧化膜(钝化)；铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气。
(2)①由图知，985℃时H2S的平衡转化率为40%，则：
H2S(g)H2(g)＋S2(g)
起始时浓度
(mol·L－1)　　 c 0 0
平衡时浓度
(mol·L－1) 0.6c 0.4c 0.2c
则K＝＝＝
b曲线表示未达到平衡时H2S的转化率，温度越高，b曲线上的转化率越接近平衡值，原因是温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短。
②采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积，使反应更充分。反应池内发生反应的化学方程式为H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl。进入电解池的物质应为FeCl2和HCl，根据电解池图示，左侧生成的为Fe3＋，右侧生成的为H2，则可得总反应的离子方程式：2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑。
答案：(1)①　②b、c
(2)①　温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)
②增大反应物接触面积，使反应更充分　H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl　2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑
点拨：知识：元素推断、元素化合物性质、平衡常数、电解时离子方程式的书写。能力：读图能力、计算能力、分析问题并解决问题能力、知识的灵活运用能力。试题难度：中等。
12．(2013·四川卷·11)明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示：
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O＋3S===2K2SO4＋2Al2O3＋9SO2↑＋48H2O
请回答下列问题：[来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com]
(1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是________。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是________。

(3)Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是________。
(4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是________。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH1＝－197 kJ/mol；
H2O(g)===H2O(l)　ΔH2＝－44 kJ/mol；
2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)　ΔH3＝－545 kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是________。焙烧948 t明矾(M＝474 g/mol)，若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸________t。
解析： 结合流程图，根据物质的溶解性去分析解决问题。(1)根据焙烧明矾的化学方程式中各元素的化合价可知，明矾中部分硫元素的化合价降低，而硫单质在反应中元素的化合价升高，故还原剂为单质硫。(2)从滤液中得到晶体的方法为蒸发结晶。(3)由图中的晶体结构可以看出每个Al原子的周围距离相等且最近的N原子有4个，故其配位数为4。(4)放电时Al作负极，失电子被氧化，NiO(OH)在正极得电子，反应的方程式为Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2。(5)给题中的三个热化学方程式分别编号为①、②、③，根据盖斯定律由(③－①)－②可得到目标热化学方程式；设可生成硫酸的质量为x吨，据题意列式得到××96%＝，故x＝432。
答案：(1)S(硫)　(2)蒸发结晶　(3)4
(4)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2
(5)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝－130 kJ/mol　432
点拨：知识：氧化还原反应、实验基本操作、原子配位数、原电池电池反应方程式、热化学方程式。能力：考查考生框图推断能力、读图识图分析图像能力、知识应用能力。试题难度：较大。
13．(2013·全国课标Ⅱ·27)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：

提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题：
(1)反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________。
(2)反应③的反应类型为________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是______________。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于________。
解析：从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。
(1)在反应②中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，将Mn2＋氧化为MnO2而除去；若开始溶液的pH过低，Fe2＋、Mn2＋将很难生成沉淀而除去。
(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2＋、Ni2＋、H＋等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有金属镍。
(3)反应④生成的沉淀为ZnCO3，同时生成Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO和Na＋，故只要对洗涤液中是否含有SO进行检验即可。
(4)煅烧过程中ZnCO3、Zn(OH)2均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO3·xZn(OH)2～(x＋1)ZnO，可得＝，故x＝1。
答案：(1)Fe2＋和Mn2＋　MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋　铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
(2)置换反应　镍
(3)取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净　(4)1
点拨：知识：除杂条件的选择、反应类型、离子检验、化学计算。能力：考查考生的逻辑思维能力、知识迁移应用能力和计算能力。试题难度：中等。