高考化学《元素原理综合探究》(无答案).docx

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“真实性”的分析,认识化学知识的价值,培养化学素养。题题型赋分考查内容相关考点号2815分硫酸亚铁废液为化学方程式的书写、离子方程式的书写、热化原料生产氧化铁学方程式的书写、化学计算等元素离子方程式的书写、化学平衡原理的应用、热26原理14分氨氮废水的处理化学方程式的书写、氧化还原的应用等综合电解原理、化学平衡解释问题、铵离子的还原26应用14分***碱工业性、沉淀转化、实际应用中的定量计算。题酸雨、钠碱循环化学方程式的书写、化学平衡原理的应用、电2513分法、电解再生。化学、氧化还原原理的应用等典例分析研究近4年高考试题,把握解题方法与难度【例1】(北京理综, 26,15分)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):榉轩詔现说软籪铀锭鮮謫响郸遜鳖。1/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)Ⅰ.从废液中提纯并结晶出 FeSO4·7H2O。.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的 NH4HCO3溶液混合,得到含 FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤,用 90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到 FeCO3固体。嘱实闖玨闻籪糁嶁鹳驏钠僉诬嘱肅。Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。已知:NH4HCO3在热水中分解。(1)Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是_________________。(2)Ⅱ中,需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_____________。(3)Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是。(4)Ⅳ中,通过检验SO2来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO2的操作是。44(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2高温2Fe2O3+4CO2。,。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是_________kg。(摩尔质量/g·mol-1:FeCO3116Fe2O3160FeO72)【例2】(北京理综, )某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以 NH+4和NH3·H2O的形式存在,该废水的处理流程如下:頸档阂蜗終贪铺笃伟銓块飪郦籃鶻。氨氮废水低浓度氨氮废水含HNO3废水达标废水(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收。①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:________。②用化学平衡原理解释通空气的目的:________________________。(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,NH4经过两步反应被氧化成NO3。两步反应的能量变化示意图如下:①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是________。②1molNH4(aq)全部氧化成NO3(aq)的热化学方程式是___________________。(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。【例3】(北京理综, )***碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。精品文档精品文档3精品文档2/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)(1)溶液A的溶质是 。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的 pH在2~3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:。4)电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):輪適賈饮龔揀渑鈸异瘍趱鸚禱谊钋。①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是。②过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是。③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程II中除去的离子有。④经过程III处理,要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。,则处理10m3盐水b,至多添加10%Na2SO3溶液kg(溶液体积变化忽略不计)。【例4】()直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:。(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是。(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3)变化关系如下表:n(SO32-)∶n(HSO3)91∶91∶19∶①由上表判断,NaHSO3溶液显性,用化学平衡原理解释:。②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)。(Na+2-)+c(HSO3))=2c((Na+)>c(HSO3)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)(Na++2--)+c(H)=c(SO3)+c(HSO3)+c(OH)精品文档精品文档5精品文档3/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)(4)当吸收液的 pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:HSO3-在阳极放电的电极反应式是_______________________________________。②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:________________________________________________________________________。氳買譫绰悦芈鄔雋妩诳锱厅顓賕撫。解流程题的步骤和方法1、浏览全题——确定该流程的目的;2、精读局部——明确反应原理;3、针对问题研读 ——明确要求。学****能力要求1、接受、吸收、整合化学信息的能力2、分析和解决(解答)化学问题的能力3、化学实验与探究能力考查要点1、物质性质、反应及相互转化1)主要物质:钠、铝、铁、***、硫、氮单质及其化合物(共 20多种)。2)三大反应:第一大反应:氧化还原反应——对应氧化性、还原性及其强弱;第二大反应:酸碱反应——对应酸性、碱性及其强弱;第三大反应:沉淀反应 ——对应溶解性及其大小;第四大反应:络合反应 ——中学不作要求。3)相互转化:金 属:单质——氧化物——碱——盐类的相互转化;非金属:气态氢化物 ——单质——氧化物——碱——盐类的相互转化。2、化学方程式的书写 ——先离子反应方程式,后转化成为化学方程式。1)通法四步:第一,化合价升降实现电子转移守恒;瞒揿漵縛毿妫縭嬋腎华逊铢呕丛嬈。精品文档精品文档7精品文档4/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)第二,数电荷,判断介质的酸碱性,加H+或加OH-,哪边需要加哪边,实现离子反应电荷守恒;第三,数H配水的系数,数O验证;第四,改写成为化学方程式。2)难点有二:介质及连续反应,水溶液中的介质主要是酸碱,连续反应需要加和合并。3、物质的分离和提纯的方法结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发) 。结晶是提纯的重要方法之一。重结晶是将晶体溶于溶剂或熔融以后,又重新从溶液或熔体中结晶的过程。又称再结晶。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化,或使混合在一起的盐类彼此分离。蒸发结晶:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出。可以观察溶解度曲线, 溶解度随温度升高而升高得很明显时, 这个溶质叫陡升型, 反之叫缓升型。当陡升型溶液中混有缓升型时,若要分离出陡升型,可以用降温结晶的方法分离,若要分离出缓升型的溶质,可以用蒸发结晶的方法,也就是说,蒸发结晶适合溶解度随温度变化不大的物质,如:***化钠。如***钾就属于陡升型,***化钠属于缓升型,所以可以用蒸发结晶来分离出***化钠,也可以用降温结晶分离出***钾。从溶液中析出结晶水合物或易分解晶体:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥(区别烘干) 。过滤——固、液分离蒸馏——液、液分离——有机物分离用得最多的方法分液——互不相溶的液体间的分离萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。升华——将可直接气化的固体分离出来。盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出4、电解质溶液基本理论平衡理论:化学平衡,弱酸、弱碱的电离平衡,盐类水解,沉淀平衡,氧化还原平衡等;盖斯定律:能量变化及热化学方程式;电化学原理:电极反应是核心,燃料电池及电解池, 。5、定量计算找准关系式:写出方程式,确定关系式;元素化合物的综合题,无论是传统的出法还是密切联系生产、生活实际、科技新成果的出法,考试的内容都离不开以上教材中的核心知识内容。复****时要学会深入思考,不断总结以达到对所学知识融会贯通的目的。这是解好题的关键,联系的题目则不要求多求全。随堂演练頂况喾來奮赅帶铐鳏嚦閿剮銪瘧記。【练1】()工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:①石灰乳调pH至11饱和Na2CO3溶液②Na2CO3溶液93%~98%硫酸250℃~300℃滤液15/16滤液2过滤、热水洗涤锂辉石研磨浸出过滤过滤滤渣2滤渣1Li2CO3粗品精品文档精品文档9精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)已知:①Li22322SO4(浓)250℃~300℃Li2423·4SiO2·H2O↓O·AlO·4SiO+HSO+AlO②某些物质的溶解度(S)如下表所示。T/℃20406080S(Li2CO3)/(Li2SO4)/(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是。()()灼烧23滤渣1IIIIIIAlO(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)。(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是。(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。,过滤、烘干得高纯Li2CO3。①a中,阳极的电极反应式是。②b中,生成 Li2CO3反应的化学方程式是【练2】()某电镀铜厂有两种废水需要处理,一种废水中含有CN-离子,另一种废水中含有Cr2O72-离子。该厂拟定如图所示的废水处理流程。含CN-废水调整pH加入NaClO溶液①10~11含CNO-废水②继续处理待检水样精品文档精品文档10精品文档含Cr2O72-调整pH废水2~3加入Na2S2O3溶液④含SO2-废水③4精品文档精品文档16精品文档回答以下问题:(1)上述处理废水的流程中主要使用的方法是。(2)②中使用的NaClO溶液呈碱性,用离子方程式解释原因。(3)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为。(4)③中反应时,--,该反应的离子方程式为。(5)取少量待检水样于试管中,先加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,继续加入NaOH溶液,直到不再产生蓝色沉淀为止,再加入Na2S溶液,有黑色沉淀生成,且蓝色沉淀逐渐减少。请你使用化学用语,结合必要的文字解释其原因。精品文档精品文档16精品文档6/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)【练3】(西城一模)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备***钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示。铬铁矿煅烧Na2CrO4水浸滤液1调pH滤液2NaFeO2Na2CrO4Na2CrO4Na2Cr2O7溶液NaOH固体过滤过滤KCl固体O2滤渣1滤渣2K2Cr2O7晶体已知:①NaFeO2遇水强烈水解。②2-2-+Cr2O7+H2O2CrO4+2H请回答:(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是。(2)生成滤渣1中红褐色物质的反应的化学方程式是。滤液1的成分除Na2CrO4外,还含有(填化学式)。(3)利用滤渣2,可制得两种氧化物,其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属,该电解反应的化学方程式是。(4)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是。(5)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥。(6)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是。【练4】(天津 14分)工业废水中常含有一定量的 Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1:还原沉淀法镰猃荦鼴吶锅滞争贍锅聯贿辔犖个。2-HCr2O72-Fe23+OHCr(OH)3↓该法的工艺流程为:CrO4①转化②还原Cr③沉淀其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显色。(2)能说明第①步反应达平衡状态的是。2-2-(Cr2-2-)=v(CrO4)(3)第②步中,还原1molCr2O72-离子,需要mol的FeSO47H2O。(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)―Cr3+(aq)+3OH(aq)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+3―)=10-32,要使c(Cr3+)降至-5mol/L,溶液的pH)·c(OH10应调至。方法2:电解法该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe做电极的原因为。(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释),溶液中同时生成的沉淀还有。精品文档精品文档14精品文档7/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)【练5】(海淀期末, )蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下::用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的 ,再调节溶液 pH至7~8,并分离提纯。:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。憮观黃鐮靚統澠锗撺協枨来诞銖癭。已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pHFe3+Al3+Fe2+Mg2+:(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是(填字母序号)。(2)工业上,常通过测定使铁***化钾(K3[)6])溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定粗硫酸镁中Fe2+的含量。已知,。平行测定数据平均值实验编号1234消耗H2O2溶液的体积/①Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为。②根据该表数据,可计算出123g粗硫酸镁样品中含Fe2+mol。(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为②根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系,可判断此反应是(填“吸热”或“放热”)反应。③图中,温度升高至 50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:勁蠍茔谆檸枭塒丝癟铥遲蓽嘯鏈标。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=c(Mg2+2-)=-12)·c(OH10×Ca(OH)2(s)2+-(aq)2+2-)=-6Ca(aq)+2OHKsp=c(Ca)·c(OH10×若用石灰乳替代氨水,(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是。【练6】(西城期末, )海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下:成分含量/(mgL-1)成分含量/(mgL-1)Cl-18980Ca2+400Na+10560-1422-HCO3SO42560Br-64精品文档精品文档16精品文档8/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)Mg2+12721)电渗析法淡化海水示意图如右图所示,其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。①阳极主要电极反应式是。②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有和CaCO3,生成CaCO3的离子方程式是。③淡水的出口为(填“a、”“b”或“c)”。(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:①提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是,吸收塔中发生反应的离子方程式是。用平衡移动原理解释通空气的目的是。②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是、过滤、洗涤、干燥。③依据上述流程,若将10m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为L(忽略Cl2溶解)。【练7】(西城期末,)欲探究某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成,探究过程如下图所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。(1)Si在周期表中的位置是。(2)下列说法正确的是。:H2CO3>:O<C<Si<:H2O>CH4>:O2-<Al3+(3)该矿石的组成是,滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是。(4)该矿石和1molL-1。HNO3反应的离子方程式(5)工业上依据上述实验原理处理该矿石,将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中,目的是;×103kg,×103kg,理论上至少需要1molL-1HNO3的体积为L。精品文档精品文档18精品文档9/16精品文档精品文档16精品文档高考化学《元素原理综合探究》 (无答案)【练8】(东城,21、9分)已知:①工业上用硫酸与β-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用硫酸与β-锂辉矿生产金属锂的工业流程如下:①Ca(OH)2溶液沉淀x溶液①浓硫酸②适量稀Na2CO3溶液β-锂辉矿②初步处理Li2SO4稀溶液铝硅化合物金属Li①加热蒸干LiCl溶液①洗涤、干燥Li2CO3沉淀①蒸发浓缩②电解②盐酸②饱和Na2CO3溶液请回答:(1)β-锂辉矿经初步处理后从溶液中分离出铝硅化合物沉淀的操作是。(2)沉淀x的主要成份的化学式是。(3)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其浓度不同的原因是。(4)由Li2CO3与盐酸反应得到LiCl溶液的离子方程式是。(5)LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下进行电解生产锂。电解时产生的***气中混有少量氧气,产生氧气的原因是。【练9】MnO2是一种重要的无机功能材料,粗 MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学****小组设计了将粗 MnO2(含有较多的 MnO和MnCO3)样品转化为纯 MnO2的实验,其流程如下:浊騷严瑣懔戀頜敵餌嬷訌堕铵癆谨。(1)第①步加稀硫酸时,粗MnO2样品中的________(写化学式)转化为可溶性物质。(2)第②步反应的离子方程式是________+ClO3+________===MnO2↓+Cl2↑+________。(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、________、________、________,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还含有________(写化学式)。(4),第①步反应后,,(标准状况下),则在第②步反应中至少需要 ________molNaClO3。【题1】将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和***化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和***化钙的工艺流程示意图。辁皺轎乱径揿飩滞鲔礡饧恥绘訛埙。精品文档精品文档20精品文档10/16精品文档精品文档16精品文档