2023版高考化学总复习：专题五金属及其化合物试题

1、第 页专题五金属及其化合物基础篇固本夯基考点一钠、镁、铝及其化合物1.(2022届江西上饶重点高中期中,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂B.SiO2熔点高、硬度大,可用于制光导纤维C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料D.CaO能与水反应,可用作食品干燥剂答案D2.(2021浙江6月选考,9,2分)下列说法不正确的是()A.硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐B.镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气D.常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化答案A3.(2020浙江7月选考,8,2分)下列说法不正确的是()A

2、.Cl-会破坏铝表面的氧化膜B.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强C.KMnO4具有氧化性,其稀溶液可用于消毒D.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀答案B4.(2020江苏单科,3,2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水答案D5.(2022届河南中原名校联盟质检,4改编)下列有关物质的性质及用途具有对应关系的是()A.FeCl3具有氧化性,可用作铜线路板的蚀刻剂B.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝C.Na

3、2CO3可用于制胃酸中和剂D.BaCO3不溶于水,可用作医疗上检查肠胃的钡餐答案A6.(2020山东,5,2分)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是()A.用甲装置制备并收集CO2 B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生C.用丙装置制备无水MgCl2 D.用丁装置在铁上镀铜答案C7.(2021北京,13,3分)有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下,利用足量重水(D2O)与含LiH的Li负极材料反应,通过测定n(D2)/n(HD)可以获知n(Li)/n(LiH)。已知:LiH+H2OLiOH+H22Li(s)+ H2(g)2Li

4、H(s)HGaNiCu。(1)写出氧化镓与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:。通入适量二氧化碳生成氢氧化铝、碳酸钠的化学方程式是。(2)镓与NH3在1 000 发生可逆反应生成固体半导体材料GaN,每生成1 mol H2时放出10.3 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:。(3)图中“酸浸”的目的是,“操作”的名称是。(4)某粗镓中含有杂质Ni、Zn、Cu,可采用电解精炼法提纯镓,其装置如图所示。N为电源的极,电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分是 (填化学式)。电解过程中阳极产生的离子迁移到阴极并在阴极析出高纯镓,写出电解过程中阴极的电极反应式:。答案(1)Ga2O3+2OH-2GaO2-+H2O

5、2NaAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3+Na2CO3(2)2Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)H=-30.9 kJmol-1(3)除去未反应完的Ga过滤(4)正Ni、CuGaO2-+3e-+2H2OGa+4OH-考点二铁、铜及其化合物金属材料1.(2021河北,1,3分)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其本草经集注中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是()A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高,熔

6、点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3答案C2.(2021湖北,2,3分)“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是()A.铜的金属活动性大于银B.通过揉搓可提供电解质溶液C.银丝可长时间保持光亮D.用铝丝代替银丝,铜也会变黑答案D3.(2020江苏单科,6,2分)下列有关化学反应的叙述正确的是()A.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2B.室温下,Al与4.0 molL-1 NaOH溶液反应生成NaAlO2C.室温下,Cu与浓HNO3反应放出NO气体D.室温下,F

7、e与浓H2SO4反应生成FeSO4答案B4.(2020课标,7,6分)宋代千里江山图描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料主要成分为Cu(OH)2CuCO3,青色来自蓝铜矿颜料主要成分为Cu(OH)22CuCO3。下列说法错误的是()A.保存千里江山图需控制温度和湿度B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D.Cu(OH)2CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)22CuCO3答案C5.(2019天津理综,3,6分)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.铝中添加适量锂,制

8、得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良D.无水CoCl2呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水答案C6.(2021广东,10,2分)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.a可与e反应生成b B.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D.可存在bcdeb的循环转化关系答案C7.(2022届河南洛阳期中,12)CuSO4是一种重要的化工原料,有关制备途径及性质如图所示。下列说法正确的是()A.从“绿色化学”的角度分析,用途径制备最合适B.生成等量的硫酸铜,三个

9、途径中参加反应的硫酸的物质的量:C.硫酸铜在1 100 分解的化学方程式:2CuSO4 Cu2O+SO2+SO3D.化合物Y可以是乙醇答案A8.(2022届四川绵阳重点高中一检,19)某冶炼厂产生的废渣主要含有CuS、K2Fe6(SO4)4(OH)12及少量MgO、SiO2等。由该废渣回收铜、制备复合镍锌铁氧体(NiZnFe4O8)的流程如下图。已知:有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:离子开始沉淀时pH完全沉淀时pHMg2+10.412.4Fe3+2.34.1回答下列问题:(1)K2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为,OH-的电子式为。(2)滤渣1的主要成分为。(3)反应

10、中加入适量氨水的作用是 ;写出反应生成沉淀的离子方程式。(4)滤液中含有的阳离子是。(5)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质,写出反应中CuS发生反应的化学方程式,当转移2.4081024个电子时,生成硫的物质的量为。答案(1)+3OH-(2)CuS、SiO2(3)调节溶液pH,仅使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4+(4)NH4+、K+、Mg2+(5)MnO2+CuS+2H2SO4MnSO4+CuSO4+S+2H2O2 mol9.(2022届安徽蚌埠一检,18)铍铜合金具有良好的综合性能,广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某旧铍铜元件(

11、含BeO、CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程。已知:.铍、铝元素的化学性质相似,氧化物具有两性.常温下部分难溶物的溶度积常数(Ksp)如下表:难溶物Cu(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2溶度积常数2.210-208.010-382.110-13(1)用NaOH溶液溶解铍铜元件时,能提高浸取率的措施有(写出两种)。(2)滤渣1的成分有(填化学式)。(3)滤液2中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,下列实验步骤合理的顺序为(填字母)。a.加入过量的氨水b.加入适量的HCl c.洗涤 d.过滤从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是。(4)滤渣3中

12、有淡黄色固体,写出反应中CuS发生反应的离子方程式。(5)滤液3中含Fe3+,若使Fe3+完全沉淀,溶液pH至少为(已知离子物质的量浓度小于10-5 molL-1时认为完全沉淀,lg2=0.3)。答案(1)粉碎铍铜元件、搅拌、加热、适当增加NaOH溶液浓度等(任答2点)(2)CuS、FeS(3)adcb在HCl气流中加热蒸发(4)CuS+MnO2+4H+Cu2+S+Mn2+2H2O(5)3.310.(2020陕西合阳中学开学调研,19)利用硫铁矿(主要成分FeS2)生产硫酸和绿矾(FeSO47H2O)的工业流程示意图如图:(1)沸腾炉中,硫铁矿进行粉碎处理的目的是 。(2)接触室中,发生的主要

13、反应是SO2与O2的反应,其化学方程式是。(3)反应釜中,烧渣经过反应转化为溶液和固体。烧渣中的FeS在反应中作 剂(填“氧化”或“还原”)。溶液中所含溶质的化学式是。(4)操作a的主要步骤:加热浓缩、过滤、洗涤。(5)流程中,固体X可以选择硫铁矿(FeS2)或;当固体X为硫铁矿(FeS2)时,将溶液与固体X发生反应的离子方程式补充完整:FeS2+Fe2+SO42-+。答案(1)增大反应物的接触面积,提高化学反应速率(2)2SO2+O2 2SO3(3)还原Fe2(SO4)3、H2SO4(4)冷却结晶(5)FeFeS2+14Fe3+8H2O15Fe2+2SO42-+16H+综合篇知能转换综合重要

14、金属及其化合物的制备1.(2021湖南,6,3分)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:下列说法错误的是()A.物质X常选用生石灰B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+COD.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2答案D2.(2022届山西怀仁期中,21)以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2,少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁Fe2(OH)x(SO4)yn和明矾的部分工艺流程如下:已知:赤泥液的主要成分为Na2CO3。下列说法错误的是()A.赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中

15、产生的SO2B.从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤C.聚合硫酸铁可用于净化自来水,与其组成中的Fe3+具有氧化性有关D.在“聚合”阶段,若增加Fe2O3用量,会使Fe2(OH)x(SO4)yn中x变大答案C3.(2019浙江4月选考,28,8分)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答:(1)仪器1的名称。装置5的作用。(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中 。(3)装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白

16、色沉淀的原因 。答案(1)滴液漏斗(分液漏斗)液封,防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽4.(2021河北,14,14分)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:回答下列问题:(1)从AE中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或。A BC D E(2)B中使用雾化装置的优点是。(3)生成NaH

17、CO3的总反应的化学方程式为。(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为g。向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、 、洗涤、干燥。(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果(填标号)。A.偏高B

18、.偏低C.不变答案(1)a-e-f-b-c-g-h将玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔(2)增大反应物的接触面积,提高吸收效率 (3)NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl(4)0.84冷却结晶过滤(5)A5.(2021湖南,15,12分)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下:步骤.Na2CO3的制备步骤.产品中NaHCO3含量测定称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.100 0 molL-1盐酸标准溶液滴定

19、,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 molL-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。已知:()当温度超过35 时,NH4HCO3开始分解。()相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g H2O)温度/0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.

20、241.445.850.455.2回答下列问题:(1)步骤中晶体A的化学式为,晶体A能够析出的原因是;(2)步骤中“300 加热”所选用的仪器是(填标号);(3)指示剂N为,描述第二滴定终点前后颜色变化;(4)产品中NaHCO3的质量分数为(保留三位有效数字);(5)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。答案(1)NaHCO33035 时,碳酸氢铵、氯化钠、碳酸氢钠以及氯化铵中碳酸氢钠的溶解度最小(2)D(3)甲基橙黄色变为橙色(4)3.56%(5)偏大6.(2022届河南中原名校联盟质检,15)碳酸铈Ce2(CO3

21、)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。以平板电视显示屏生产过程中产生的大量废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)为原料,制备Ce2(CO3)3nH2O的工艺流程如图所示:已知:酸性条件下,铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式,Ce4+有较强氧化性;CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于氢氧化钠溶液;酸性条件下,CeO2可与H2O2反应生成Ce3+。回答下列问题:(1)“酸浸”时,要采取适当升高温度或搅拌反应物等措施,其目的是。(2)操作a的名称。(3)滤渣用稀盐酸溶解产生大量黄绿色气体,用离子方程式解释原因:;为避免产生上述污染,请提出一种解决方案: 。(4)已知有机

22、物HR能将Ce3+从水溶液中萃取出来,该过程可表示为2Ce3+(水层)+6HR(有机层)2CeR3+6H+(水层)。从平衡角度解释:向CeR3(有机层)加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是。(5)向“含Ce3+浓溶液”中加入NH4HCO3溶液过程中,生成Ce2(CO3)3nH2O的离子方程式为 。(6)若向“含Ce3+浓溶液”中加碱调pH并通入O2,可获得Ce(OH)4沉淀。取0.50 g经洗涤干燥的Ce(OH)4样品,加硫酸溶解后,用0.100 0 molL-1的FeSO4溶液滴定至终点(Ce4+被还原成Ce3+),平均消耗23.00 mL FeSO4溶液,滴定时发生反应的离子

23、方程式为Ce4+Fe2+Ce3+Fe3+。FeSO4溶液应盛放在(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;计算Ce(OH)4样品的纯度为%(保留小数点后1位)。答案(1)提高“酸浸”时的反应速率和浸取率(2)过滤(3)2CeO2+8H+2Cl-2Ce3+Cl2+4H2O改用稀H2SO4和H2O2的混合溶液溶解滤渣(或其他合理答案)(4)混合液中加硫酸使得氢离子浓度增大,平衡向生成Ce3+的方向移动(5)2Ce3+6HCO3-+(n-3)H2OCe2(CO3)3nH2O+3CO2(6)酸式95.77.(2021安徽皖江名校一联,22)硫酸锰、碳酸锰均可促进动物生长,常作饲料添加剂。工业上用软锰矿(主要成

24、分是MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2)制备MnSO4H2O晶体和高纯碳酸锰的流程如下:已知离子完全沉淀时的pH:Fe3+为3.5,Al3+为5.4,Mn2+为10.8,Mg2+为11.6。请回答以下问题:(1)“浸锰”过程中加入的酸A为,写出燃煤尾气中SO2和MnO2发生反应的化学方程式: 。(2)若在实验室中进行操作,需要使用的玻璃仪器有;滤渣主要成分的化学式为 。(3)为达到更好的除杂效果,物料B可选用,调节溶液pH=m的最小值为。(4)已知硫酸锰晶体和硫酸镁晶体的溶解度曲线如图所示。操作:在下蒸发结晶、趁热过滤。其中趁热过滤的目的是。(5)上述流程中制备高纯碳酸

25、锰反应的离子方程式为。试解释该反应在50 进行的原因可能是。答案(1)硫酸MnO2+SO2MnSO4 (2)漏斗、烧杯、玻璃棒SiO2(3)MnCO3或MnO、Mn(OH)25.4(4)60防止MgSO4结晶析出,提高MnSO4晶体的纯度(5)2HCO3-+Mn2+MnCO3+H2O+CO2若温度过高NH4HCO3易分解,不利于碳酸锰的生成,温度过低反应速率太慢应用篇知行合一应用金属及其化合物在无机化工流程题中的应用1.(2022届山西运城期中,22|生产环保情境)一种从废电池正极材料(含铝箔、LiCoO2、Fe2O3及少量不溶于酸碱的导电剂)中回收各种金属的工艺流程如下:已知:黄钠铁矾晶体颗

26、粒粗大,沉淀速度快,易于过滤。钴酸锂难溶于水,碳酸锂的溶解度随温度升高而降低。Ksp(CoC2O4)=6.310-8,KspCo(OH)2=6.310-15。回答下列问题:(1)为了提高“碱溶”效率,可以采取的措施是(写出一条即可)。(2)“浸取”时有无色气体产生,发生反应的离子方程式为。(3)“沉钴”时采用饱和草酸铵溶液将钴元素转化为CoC2O4,与草酸钠溶液相比效果更好,原因是。(4)“沉锂”后得到碳酸锂固体的实验操作为。(5)“沉铁”时所得黄钠铁矾的化学式可表示为NaxFey(SO4)m(OH)n。采用滴定法测定黄钠铁矾样品的组成,实验步骤如下:.称取4.850 g样品,加盐酸完全溶解后

27、,配成100.00 mL溶液。.量取25.00 mL溶液,加入足量的KI,用0.250 0 molL-1 Na2S2O3溶液滴定至终点(I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6),消耗30.00 mL Na2S2O3溶液。.另取25.00 mL溶液,加入足量BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到沉淀1.165 g。用Na2S2O3溶液进行滴定时,使用的指示剂为;黄钠铁矾的化学式为。答案(1)粉碎正极材料(或适当升高碱溶温度、边浸泡边搅拌、适当增大碱的浓度等,写出一条即可)(2)2LiCoO2+6H+H2O22Li+2Co2+O2+4H2O(3)草酸铵溶液的碱性比草酸钠溶液弱,防

28、止沉钴时生成氢氧化物(4)趁热过滤(5)淀粉(溶液)NaFe3(SO4)2(OH)62.(2022届河南部分名校摸底,23|生产环保情境)硫酸锰广泛用于基肥、拌种、食品加工和无机化工生产。以硬锰矿(组成为rMnOMnO2mH2O,含少量SiO2和Cu、Fe、Ca化合物杂质)为原料制备MnSO4的一种工艺流程如图所示:已知:KspCu(OH)2=210-20、KspMn(OH)2=210-13、 KspFe(OH)3=410-38。回答下列问题:(1)硬锰矿预先球磨、筛分的目的为。(2)“酸浸”时MnO2溶解反应的化学方程式为;滤渣1中所含成分的化学式为。(3)“萃取”时发生的反应为Fe3+S+

29、(R3NH)2SO4+H2O+TBP(R3NH)2Fe(OH)(SO4)2TBP+H+,Fe3+的萃取率与溶液pH的关系如图所示。当pH=a时Fe3+萃取率最大的原因为。(4)若省去“深度除钙”工序,会导致的后果为。(5)若要使滤液3中c(Cu2+)210-5 molL-1、c(Mn2+)2.0 molL-1,则“调pH”的合理范围为。(6)母液经处理后得到Na2SO4溶液,该溶液制备芒硝(Na2SO410H2O)的操作为。(7)测定产品纯度:准确称量m g产品,加入适量浓磷酸和硝酸铵的混合液中(氧化产物为Mn3+),滴加指示剂,用c molL-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定(杂质

30、不参加反应),达到滴定终点时消耗标准溶液体积为V mL,则产品中MnSO4的质量分数为;若读取滴定终点的标准溶液体积时仰视,会导致所测结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。答案(1)控制矿石颗粒大小,使“酸浸”反应速率更均匀,反应更充分(2)MnO2+Na2SO3+H2SO4MnSO4+Na2SO4+H2OSiO2、CaSO4(3)pHa时,pH增大,Fe3+转化为沉淀,导致Fe3+的萃取率降低 (4)“沉锰”时生成CaCO3,使产品不纯(5)6.5pH7.5 (6)蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥(7)100%偏大3.(2021四川顶级名校一模,27)钛白粉(TiO2)是重要的白色颜料

31、,LiFePO4是锂离子电池的正极材料。一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3和少量Fe2O3、CaO、SiO2)进行钛白粉和LiFePO4的联合生产工艺如下图所示:回答下列问题:(1)LiFePO4中铁元素的化合价是。(2)“酸浸”中主要发生的反应的化学方程式为;“滤渣”的主要成分有。(3)操作加入过量A物质的目的是;硫酸亚铁晶体的溶解度如下表所示,其中绿矾(FeSO47H2O)容易被氧化,则“操作”包括真空加热浓缩、。温度/010305056.76064708090溶解度/g14.017.025.033.035.235.335.633.030.527析出晶体FeSO47H2OFeSO44H

32、2OFeSO4H2O(4)“转化”利用的是TiO2+的水解过程,则其在90 水解的离子方程式为。“转化后的滤液”可返回到工序循环利用。煅烧TiO2xH2O获得的TiO2会发黄,发黄的杂质可能是(填化学式)。(5)由“沉铁”到制备LiFePO4的过程中,所需17% H2O2溶液与草酸(H2C2O4)的质量比是。答案(1)+2(2)FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2OCaSO4、SiO2(3)将溶液中Fe3+还原为Fe2+,防止Fe2+被氧化(仅答出“将未反应的硫酸转化为FeSO4”不可)低于50 降温结晶,过滤(洗涤)(4)TiO2+(x+1)H2OTiO2xH2O+2H

33、+酸浸Fe2O3(5)2094.(2021广东,18,13分)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:已知:25 时,H2CO3的=4.510-7,=4.710-11;Ksp(BaMoO4)=3.510-8;Ksp(BaCO3)=2.610-9;该工艺中,pH6.0时,溶液中Mo元素以Mo的形态存在。(1)“焙烧”中,有Na2MoO4生成,其中Mo元素的化合价为。(2)“沉铝”中,生成的沉淀X为。(3)“沉钼”中,pH为7.0。生成BaMoO4的离子方程式为。若条件控制不当,BaCO3也会沉淀。为避

34、免BaMoO4中混入BaCO3沉淀,溶液中c(HC)c(Mo)=(列出算式)时,应停止加入BaCl2溶液。(4)滤液中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为。往滤液中添加适量NaCl固体后,通入足量(填化学式)气体,再通入足量CO2,可析出Y。(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如下图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。该氧化物为。已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为。答案(1)+6(2)Al(OH)3(3)Mo+

35、Ba2+BaMoO4(4)NaHCO3NH3(5)Al2O3415.(2020山东,16,12分)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:已知:MnO2是一种两性氧化物;25 时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp110-16.3110-38.6110-32.3110-12.7回答下列问题:(1)软锰矿预先粉碎的目的是,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为。(2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的量达

36、到最大值后会减小,减小的原因是。(3)滤液可循环使用,应当将其导入到操作中(填操作单元的名称)。(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式),再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为(当溶液中某离子浓度c1.010-5molL-1时,可认为该离子沉淀完全)。(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为。答案(1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率MnO2+BaS+H2O Ba(OH)2+MnO+S(2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2 (3)蒸发(4)H2O24.9(5)Mn2+HC+NH3H2O MnCO3+N+H2O6.(2020课标,26,14分)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+

37、3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列问题:(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是。(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V,同时还有离子被氧化。写出VO+转化为V反应的离子方程式。(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5xH2O,随滤液可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、,以及部分的。(4)“沉淀转溶”中,V2

38、O5xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣的主要成分是。(5)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是。(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是。答案(1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)(2)Fe2+VO+MnO2+2H+ V+Mn2+H2O(3)Mn2+Al3+和Fe3+(4)Fe(OH)3(5)NaAl(OH)4+HClAl(OH)3+NaCl+H2O(6)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全7.(2021全国乙,26,14分)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分

39、利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表金属离子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c=1.010-5 molL-1)的pH3.24.711.113.8回答下列问题:(1)“焙烧”中,TiO2、SiO2几乎不发生反应,Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是。(3)“母液”中Mg2+浓度为molL-1。(4)“

40、水浸渣”在160 “酸溶”,最适合的酸是。“酸溶渣”的成分是、。(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2xH2O沉淀,该反应的离子方程式是。(6)将“母液”和“母液”混合,吸收尾气,经处理得,循环利用。答案(1)Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3(2)Fe3+、Al3+、Mg2+(3)1.010-6(4)硫酸SiO2CaSO4(5)TiO2+(x+1)H2OTiO2xH2O+2H+(6)(NH4)2SO48.(2020课标,27,15分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质

41、。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O):溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01 molL-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.010-5 molL-1)的pH8.74.73.29.0回答下列问题:(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是。为回收金属,用稀硫酸将“滤液”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式。(2)“滤液”中含有的金属离子是。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,“滤液”中可能含有的杂质离子为。(4)利用上述表格

42、数据,计算Ni(OH)2的Ksp=(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 molL-1,则“调pH”应控制的pH范围是。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是。答案(1)除去油脂、溶解铝及其氧化物 Al(OH+H+ Al(OH)3+H2O(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+(3)O2或空气Fe3+(4)0.01(107.2-14)2或10-5(108.7-14)23.26.2(5)2Ni2+ClO-+4OH- 2NiOOH+Cl-+H2O(6)提高镍

43、回收率9.(2021山东,17,11分)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O72H2O)的工艺流程如下。回答下列问题:(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是。(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c1.010-5 molL-1时,可认为已除尽。中和时pH的理论范围为;酸化的目的是;Fe元素在(填操作单元的名称)过程中除去。(3)蒸发结晶时,过度蒸发将导致;冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上

44、述流程中循环利用的物质还有。(4)利用膜电解技术(装置如图所示),以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为:4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2则Na2Cr2O7在(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为。答案(1)使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行(2)4.59.3使Cr转化为Cr2浸取(3)有Na2Cr2O7析出H2SO4(4)阳Na+10.(2021北京,18,12分)铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。资料:.钛白粉废渣成分:主要为FeSO4H2O,含少量TiOSO4和不溶物

45、.TiOSO4+(x+1)H2O TiO2xH2O+H2SO4.0.1 molL-1 Fe2+生成Fe(OH)2,开始沉淀时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.30.1 molL-1 Fe3+生成FeOOH,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8(1)纯化加入过量铁粉的目的是 。充分反应后,分离混合物的方法是 。(2)制备晶种为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是:向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如下图)。产生白色沉淀的离子方程式是。产生白色沉淀后的pH低于资料中的6.3。原因是:沉淀

46、生成后c(Fe2+)0.1 molL-1(填“”“=”或“pH在6.0左右,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此pH几乎不变,之后发生反应4Fe2+O2+6H2O4FeOOH+8H+,溶液中H+浓度增大,pH减小溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O和4Fe2+O2+6H2O4FeOOH+8H+,因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加,或用叠加反应解释:12Fe2+3O2+2H2O4FeOOH+8Fe3+(3)不受影响11.(2021辽宁,16,14分)从钒铬锰矿渣(主要成分为V2O5、Cr2O3、MnO)中提铬的一种工艺流程如下:已知:pH较大时,二价锰Mn()在空气中易被氧化。回答下列问题:(1)Cr元素位于元素周期表第周期族。(2)用FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为。(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数lg c总(V)与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(V)=0.01 molL-1,“沉钒”过程控制pH=3.0,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为(填化学式)。图1(4)某温度下,Cr()、Mn()的沉淀率与pH关系如图2。“