二、主观题考前题型专练 专练一 无机化工流程题
命题角度 以实际化工生产工艺流程为载体，考查相关物质的组成、结构、性质及其转化关系，以及化学实验中物质分离与提纯等基本操作、物质的检验、测定和反应条件的控制等。①物质的分离、提纯与检验型；②化工产品制备型。 解答无机化工流程题的关键是：第一步，读图。读懂化工流程图中物质的转化解题策略 方向，混合物的分离方法，如过滤、结晶等。第二步，想原理。即每一步发生的化学反应所涉及的原理等。第三步，找联系。将流程图与原理联系起来解答相关问题。 题型狂练 1．(2013·
盐
城
检
测)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20.00
mL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0.1 000 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL。
2－－
已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 I2＋2S2O3===2I－＋S4O2 6。
1
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·OH ···
(2)6Fe2＋＋ClO－6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 3＋(3)1 3 4 2 K2FeO4 3 2 H2O
(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·
苏
锡
常
镇
三
调)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＋＋TiOCl＋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化生成TiO2的离子方程式是____________________ 4转
2－
4
2
____________________________________________________。
(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： 充电Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4
放电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1 mol H2O2得到2 mol电子；H2C2O4作还原剂时，1 mol H2C2O4转化为CO2失去2 mol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34
17%双氧水与H2C2O4的质量比是17%∶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)TiOCl2H2O=====TiO2↓＋2H＋＋4Cl－ 4＋
△
(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·南京淮安二调)硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。
3
(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600 T的加热基板上生成氮化硅膜： 一定条件3SiH4＋4NH3=====Si3N4＋12H2 以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：
常温反应原理：4NH4Cl＋Mg2Si=====4NH3↑＋SiH4↑＋2MgCl2(ΔH＜0)
常压
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0.184 g三硅酸镁加入到50 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1 NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30
mL，则Mg2Si3O8·nH2O中的n值为________。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260 g/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)H2O 1 mol 4 mol
mol/L
4
0.050 L×0.1 mol/L－0.1 mol/L×0.030 L x mol ＝0.002 mol x＝0.000 5
0．000 5×(260＋18n)＝0.184，n＝6。 答
案
(1)①极性键(或共价键)、离子键 H
·
·
Si··
··H
H
·
·
H
②吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可) 催化剂③4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O NH4NO3(或硝酸铵)
△
(2)Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O 6
5
江苏省2014届高考化学二轮复习简易通：下篇 专题2-2 专练1 无机化工流程题
