2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第四章 高考熱點(diǎn)課3學(xué)案（含解析）.doc

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高考熱點(diǎn)課3 無(wú)機(jī)化工流程題 中無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化與推斷 命題分析：近幾年來(lái)，全國(guó)卷高考題直接考查元素的單質(zhì)及其化合物間轉(zhuǎn)化的較少，但借助工藝流程圖題或綜合實(shí)驗(yàn)題考查還是常常出現(xiàn)(主要是考查化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)、相關(guān)離子的檢驗(yàn)、物質(zhì)成分的推測(cè)等)，但元素化合物部分知識(shí)是化學(xué)能力培養(yǎng)和提升的根本，熟悉元素的單質(zhì)及常見(jiàn)化合物間的轉(zhuǎn)化規(guī)律和途徑是解決綜合題的關(guān)鍵和基礎(chǔ)；化工流程題的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如下： 突破方法 1．物質(zhì)制備類(lèi)化工流程題 (1)核心反應(yīng)——陌生方程式的書(shū)寫(xiě) 關(guān)注箭頭的指向：箭頭指入→反應(yīng)物，箭頭指出→生成物。 ①氧化還原反應(yīng)：熟練應(yīng)用氧化還原規(guī)律，a.判斷產(chǎn)物，b.配平。 ②非氧化還原反應(yīng)：結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)實(shí)際判斷產(chǎn)物。 (2)原料的預(yù)處理 ①溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。 水浸 與水接觸反應(yīng)或溶解 浸出 固體加水(酸)溶解得到離子 酸浸 在酸溶液中反應(yīng)，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程 浸出率 固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化) ②灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。 (3)常用的控制反應(yīng)條件的方法 ①調(diào)節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)： a．能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大； b．不引入新雜質(zhì)。 例如：若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。 ②控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。 ③趁熱過(guò)濾。防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出。 ④冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。 　(2018全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題： (1)生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過(guò)飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫(xiě)出該過(guò)程的化學(xué)方程式：__________________________________。 (2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為： ①pH＝4.1時(shí)，Ⅰ中為_(kāi)_______溶液(寫(xiě)化學(xué)式)。 ②工藝中加入Na2CO3固體，并再次充入SO2的目的是___________________。 解析　(1)亞硫酸氫鈉過(guò)飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水生成焦亞硫酸鈉，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的方程式為2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。 (2)①碳酸鈉飽和溶液吸收SO2后的溶液顯酸性，說(shuō)明生成物是酸式鹽，即Ⅰ中為NaHSO3溶液。②要制備焦亞硫酸鈉，需要制備亞硫酸氫鈉過(guò)飽和溶液，因此工藝中加入碳酸鈉固體、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3過(guò)飽和溶液。 答案　(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O (2)①NaHSO3?、诘玫絅aHSO3過(guò)飽和溶液 　(2018福州市高三期末)金屬鈷是一種非常稀缺的戰(zhàn)略資源。工業(yè)上通過(guò)電解法從廢舊硬質(zhì)合金刀具[含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵]中回收鈷。工藝流程簡(jiǎn)圖如下： 已知： 金屬離子 開(kāi)始沉淀pH 沉淀完全pH Co2＋ 5.6 9.5 Fe2＋ 7.6 9.7 Fe3＋ 2.7 3.7 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)電解時(shí)，廢舊刀具接電源________(填電極名稱(chēng))。 (2)凈化過(guò)程加雙氧水的目的是__________________。 (3)通氨氣的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，除去鐵元素。由表中的數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇pH最大范圍是____________。 (4)加入NH4HCO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 __________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)室洗滌過(guò)濾所得CoCO3沉淀的操作是_________________。 (6)CoCO3焙燒的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。 答案　(1)正極　(2)將亞鐵離子氧化成鐵離子 (3)3.7～5.6 (4)2HCO＋Co2＋===CoCO3↓＋CO2↑＋H2O (5)過(guò)濾器中注入蒸餾水，沒(méi)過(guò)沉淀，待液體自然濾出，重復(fù)操作2～3次 (6)4CoCO3＋O22Co2O3＋4CO2 解析　(1)電解時(shí)，廢舊刀具作陽(yáng)極，接電源正極。 (2)電解液中含有Fe2＋，加入雙氧水，目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于除去。 (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，理論上可選擇pH最大范圍是3.7～5.6。 (4)加入NH4HCO3溶液，會(huì)生成CoCO3沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2HCO＋Co2＋===CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。 (6)CoCO3焙燒的化學(xué)方程式為4CoCO3＋O22Co2O3＋4CO2。 2．以分離提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程 (1)物質(zhì)分離提純的原則 ①不增：不引入新的雜質(zhì)。 ②不減：不減少被提純的物質(zhì)。 ③易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。 ④易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來(lái)的組成、狀態(tài)。 (2)常用的提純方法 水溶法 除去可溶性雜質(zhì) 酸溶法 除去堿性雜質(zhì) 堿溶法 除去酸性雜質(zhì) 氧化劑或還原劑法 除去還原性或氧化性雜質(zhì) 加熱灼燒法 除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì) 調(diào)節(jié)溶液的pH法 如除去溶液中的Fe3＋等 (3)常用的分離方法 過(guò)濾 分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過(guò)濾或者抽濾等方法 萃取和分液 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 蒸發(fā)結(jié)晶 提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl 冷卻結(jié)晶 提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等 蒸餾或分餾 分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油 冷卻法 利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣 　(2016全國(guó)卷Ⅲ)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為： 物質(zhì) V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 質(zhì)量 分?jǐn)?shù)/% 2.2～2.9 2.8～3.1 22～28 60～65 1～2 <1 以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： 回答下列問(wèn)題： (1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________，同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是________。 (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為_(kāi)_______mol。 (3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有________。 (4)“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為：4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。 (5)“流出液”中陽(yáng)離子最多的是________。 (6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫(xiě)出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。 解析　 答案　(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2 (2)0.5　(3)Fe(OH)3和Al(OH)3　(4)堿 (5)K＋　(6)2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑ 　(2018鄭州市質(zhì)檢)工業(yè)上用鉻鐵礦(FeOCr2O3、含SiO2、Al2O3雜質(zhì))生產(chǎn)紅礬鈉晶體(Na2Cr2O72H2O)的工藝流程如下： (1)上述四個(gè)步驟中，有氧化還原反應(yīng)發(fā)生的是________(填序號(hào))，被氧化的元素是__________(寫(xiě)元素符號(hào))。 (2)濾渣1的主要成分是________(寫(xiě)化學(xué)式)，寫(xiě)出步驟③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。 (3)操作1包括________、________、過(guò)濾、洗滌、干燥。 (4)向橙紅色的紅礬鈉溶液中滴入氫氧化鈉溶液，變?yōu)辄S色Na2CrO4溶液，寫(xiě)出該轉(zhuǎn)化過(guò)程的離子方程式：____________。 答案　(1)①　Fe、Cr (2)Fe2O3、CaSiO3　AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO、SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO (3)蒸發(fā)濃縮　冷卻結(jié)晶 (4)Cr2O＋2OH－===2CrO＋H2O 解析　(1)由工藝流程可知，步驟①中，F(xiàn)e、Cr、O元素的化合價(jià)均發(fā)生變化，有氧化還原反應(yīng)發(fā)生，其中Fe、Cr元素被氧化。 (2)步驟①中煅燒時(shí)FeO被氧化為Fe2O3，SiO2與石灰石、純堿分別發(fā)生反應(yīng)：CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，Cr2O3、Al2O3分別與純堿發(fā)生反應(yīng)：4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O24Na2CrO4＋4CO2↑、Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑，水浸后過(guò)濾，濾渣1為Fe2O3、CaSiO3。步驟③中NaAlO2、Na2SiO3均能與CO2發(fā)生反應(yīng)：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO、SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。 (3)操作1由溶液得到晶體，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。 (4)Na2Cr2O7轉(zhuǎn)化為Na2CrO4，元素化合價(jià)不變，離子方程式為Cr2O＋2OH－===2CrO＋H2O。