【精选】高考化学二轮训练：下篇专题2无机化工流程题含答案解析

精选高考化学复习资料专练三无机化工流程题题型狂练1(2012·安徽理综，27)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组设计了如下两种实验流程：(1)气体A的主要成分是_。为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入_；通入N2的目的是_。(2)写出甲方案第步反应的离子方程式：_ _。(3)甲方案第步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是_。(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(5)若取样品w g，按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L1 I2溶液V mL，则1 kg样品中含SO2的质量是_g(用含w、V的代数式表示)。解析解答本题的关键点是SO2、NaHSO3的还原性。(1)亚硫酸盐中加入强酸会生成气体SO2，反应的离子方程式为SO322H=SO2H2O；在加热时为了防止暴沸应加入碎瓷片；通入N2的目的是将产生的SO2气体完全吹出后用吸收液吸收，从而提高实验的准确率。(2)SO2具有还原性，能被H2O2氧化成H2SO4，反应的离子方程式为SO2H2O2=2HSO42。(3)滴定管在洗涤后应用NaOH标准液润洗，方法是：向滴定管注入少量标准液，倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体，重复操作23次。(4)如果用盐酸代替稀硫酸，在逸出的SO2气体中会含有HCl气体，两者都能被碱液吸收分别生成Na2SO3和NaCl，再用盐酸处理后只有Na2SO3转变成的NaHSO3能与I2反应，反应的离子方程式为HSO3I2H2O=SO422I3H，故不会产生影响。(5)根据关系式SO2HSO3I2，则1 kg样品中含有SO2的质量为×V×103×0.010 00×64 gg。答案(1)N2和SO2碎瓷片(或沸石)使产生的SO2全部逸出(2)SO2H2O2=2HSO42(3)向滴定管注入少量标准液，倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体，重复操作23次(4)无影响(5)2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：FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl422H2O。(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TiOCl42转化生成TiO2的离子方程式是_。(4)反应中固体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：Li4Ti5O123LiFePO4Li7Ti5O123FePO4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11，则所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是90209。(7)阳极发生氧化反应，应是LiFePO4转化为FePO4。答案(1)2(2)SiO2(3)TiOCl42H2OTiO22H4Cl(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5)(NH4)2Ti5O152LiOH=Li2Ti5O152NH3·H2O(或2NH32H2O)(6)209(7)LiFePO4e=FePO4Li3(2013·江南十校二模)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600 T的加热基板上生成氮化硅膜：3SiH44NH3Si3N412H2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：4NH4ClMg2Si4NH3SiH42MgCl2(H0)NH4Cl中的化学键类型有_，SiH4的电子式为_。上述生产硅烷的过程中液氨的作用是_。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 mol/L 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)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·nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O1 mol 4 mol 0.050 L×0.1 mol/L0.1 mol/L×0.030 Lx mol 0.002 molx0.000 50000 5×(26018n)0.184，n6。答案(1)极性键(或共价键)、离子键H····H吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可)4NH35O24NO6H2ONH4NO3(或硝酸铵)(2)Mg2Si3O8·nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O6