第23讲　无机化学工艺 复习讲义 （含答案）江苏省2027届普通高中化学学业水平合格性考试

第23讲　无机化学工艺
1. 理解物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理。
2. 能说明有关实验的原理、操作方法、现象等。
3. 能依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确表达化学用语。
化学工艺流程一般可划分为前期的原料预处理、中期的核心反应和后期的产品分离提纯三个阶段，整个流程都需要控制反应条件，为获取产品服务。分析流程图的规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环(如下图所示)。
工业生产中，如何提高酸浸固体的速率？
如何找到循环利用的物质？
1. [2023江苏合格考]在加热、加压条件下，利用金属锰的水热反应可将CO2转化为甲酸(HCOOH)，转化关系如图所示。
(1) HCOOH的官能团是羧基，1个HCOOH分子中与碳原子形成共价键的原子数目是　　　　。
(2) 转化过程中可认为分两步反应进行。
反应Ⅰ：Mn＋H2OMnO＋H2↑
反应Ⅱ：……
写出加热、加压条件下，反应Ⅱ的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) 反应一段时间后，生成HCOOH的速率增大，可能的原因是　　　　(填字母)。
A. 反应放热使温度升高
B. 反应Ⅰ得到的MnO对HCOOH的生成有催化作用
C. H2能将MnO转化为MnO2
2. [2022江苏合格考]为实现“碳中和”的目标，CO2资源化利用成为研究热点。将CO2转化为甲酸(HCOOH)的一种流程如下：
(1) 该流程还得到少量乙酸等副产物，甲酸与乙酸具有的相同官能团是　　　　。
(2) CO2被捕集后生成NaHCO3，理论上1 mol NaOH捕集的CO2在标准状况下的体积约为　　　　L。
(3) 在催化剂、加热条件下，H2还原NaHCO3得到HCOONa，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3. [2020江苏合格考样题]某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3，还有一定量的SiO2)可用于制备FeSO4溶液，其流程如下：
(1) “酸溶”时，提高反应速率的措施为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写一条)。
(2) 加入Fe粉还原后，检验Fe3+是否反应完全的试剂为　　　　　　　　。
(3) 写出“还原”步骤中，Fe粉和Fe3+反应的离子方程式：　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
1. [2026届徐州铜山合格考模拟]碱式次氯酸镁[Mg2(ClO)x(OH)y·H2O]是一种强氧化性抗菌剂，难溶于水。用镁渣[主要含有MgCO3、Mg(OH)2等]制备碱式次氯酸镁的流程如下：
(1) “煅烧”在700 ℃高温下进行，煅烧得到MgO的同时，生成气体的化学式为　　　　　　　　　。
(2) “溶解”时需加热，反应会生成一种能使红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) “沉淀”步骤制备[Mg2(ClO)x(OH)y·H2O]时，需控制pH约为10，碱性太强会产生杂质使沉淀中镁元素含量增大，该杂质的化学式为　　　　　　。
(4) 向100 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液中加入适量NaClO溶液、NaOH溶液，过滤，洗涤，干燥，得到[Mg2(ClO)x(OH)y·H2O]固体。为测定其组成，将所得固体溶于酸，再加入过量的KI溶液，充分反应生成Cl－和I2，测得生成的I2为0.005 mol。计算[Mg2(ClO)x(OH)y·H2O]的化学式(写出计算过程)。
2. [2026届徐州合格考模拟]实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgO和SiO2)为原料制备MgCO3·3H2O，其实验流程如下：
(1) “酸浸”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
(2) “反应”步骤中，碳酸钠与硫酸镁反应生成MgCO3·3H2O的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) “洗涤”过程中所用的乙醇的官能团的名称为　　　　，向乙醇中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液仍呈无色，由此说明乙醇具有　　　　性。
3. [2025届盐城合格考模拟]亚硝酸钠(NaNO2)是一种白色结晶状粉末，易溶于水，易被氧化，可用作织物染色的媒染剂、漂白剂等；工业制取亚硝酸钠晶体的基本流程如图所示。现设计相关实验测定其产品纯度。
(1) 吸收。
Na2CO3溶液从设备顶部以雾状喷下吸收从底部通入的气体，其优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 还原。
若硝酸在“还原”阶段只生成NO2，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为
　　　　。
4. [2025届连云港合格考模拟]我国在明代就有了利用绿矾(FeSO4·7H2O)和硝酸钾制备硝酸的工艺，其主要流程如下：
(1) 已知“煅烧”时得到一种红棕色固体和三种气态氧化物，写出“煅烧”时发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) “吸收”过程通入足量空气的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) “蒸馏”获得的硝酸液体显黄色是因为溶有　　　　(用化学式表示)。
第23讲　无机化学工艺
重难突破
问题1：碎粉固体、搅拌、适当升温、加大酸的浓度等。
问题2：从流程中寻找，后面出现的物质，在前面当作反应物的。
真题荟萃
1. (1) 3　(2) CO2＋H2HCOOH (3) AB
2. (1) 羧基　(2) 22.4　(3) H2＋NaHCO3HCOONa＋H2O
3. (1) 粉碎烧渣(或搅拌或适当加热或适当提高H2SO4的浓度)　(2) KSCN　
(3) Fe＋2Fe3+===3Fe2+
冲关集训
1. (1) CO2、H2O　(2) MgO＋2NH4ClMgCl2＋2NH3↑＋H2O　(3) Mg(OH)2
(4) n(MgCl2)＝0.01 mol
ClO－　　～　　I2
1 1
n(ClO－) 0.005 mol
n(ClO－)＝0.005 mol
根据电荷守恒，n(OH－)＝2n(Mg2+)－n(ClO－)＝0.015 mol，故碱式次氯酸镁的化学式为Mg2(ClO)(OH)3·H2O。
2. (1) 避免后续“反应”步骤消耗更多的Na2CO3　
(2) Mg2+＋CO＋3H2O===MgCO3·3H2O↓
(3) 羟基　还原
3. (1) 气液逆向吸收(或增大气液接触面积)，使Na2CO3与NO2反应更充分　(2) 2∶1
4. (1) 2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑　(2) 将亚硫酸转化为硫酸　
(3) NO2