2024版新高考版化学总复习专题五金属及其化合物习题部分

高考

化学新高考专用专题五金属及其化合物考点一钠及其化合物基础篇1.(2022海南,1,2分)化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是

(

)A.使用含氟牙膏能预防龋齿B.小苏打的主要成分是Na2CO3C.可用食醋除去水垢中的碳酸钙D.使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值答案B

2.(2022辽宁辽阳一模,1)食品膨松剂添加到食品中,在食品加工过程中受

热分解产生气体,使面坯起发,做出的食品口感柔软或酥脆。下列物质不

能作食品膨松剂的是

(

)A.碳酸氢钠B.碳酸氢铵C.生物酵母D.氯化钠答案D

3.(2022江西吉安期末,6)下列关于钠及其化合物的说法中错误的是

(

)A.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效B.Na2O2与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具C.分别将少量钠投入盛有水和乙醇的烧杯中,可比较水与乙醇中氢的活

泼性D.用洁净的铂丝蘸取某溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+答案A

4.(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A

5.(2022广东,6,2分)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有

关联的是

(

)选项劳动项目化学知识A面包师用小苏打作发泡剂烘焙

面包Na2CO3可与酸反应B环保工程师用熟石灰处理酸性

废水熟石灰具有碱性C工人将模具干燥后再注入熔融

钢水铁与H2O高温下会反应D技术人员开发高端耐腐蚀镀铝

钢板铝能形成致密氧化膜答案A

6.(2020浙江7月选考,8,2分)下列说法不正确的是

(

)A.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B

7.(2022甘肃兰州一诊,11)“侯氏制碱法”是我国化学家侯德榜为世界纯

碱工业做出的突出贡献。某实验小组模拟工业制纯碱的工艺流程及实

验装置(部分夹持装置省略)如图所示。下列叙述正确的是

(

)

A.装置①中的试管中应盛放氯化铵固体B.装置②的球形干燥管中应盛放碱石灰C.装置②和装置③之间应该增加盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶D.装置①可以用装置③代替,但不可用装置④代替答案D

8.(2022辽宁锦州一模,6)某化学实验小组为探究过氧化物的性质,进行下

图所示实验。经检验实验①、③中的白色沉淀为BaO2。下列说法合理

的是

(

)序号实验①实验②实验③实验

Na2O2与H2O反应后的溶液pH=12

H2O2溶液

H2O2与NaOH混合溶液pH=12现象出现白色沉淀无明显现象出现白色沉淀A.实验①、②说明在碱性条件下H2O2电离产生O2-B.实验①、②、③证明Na2O2与H2O反应过程中发生反应:Na2O2+2H2O

2NaOH+H2O2C.实验①、③生成白色沉淀的反应属于氧化还原反应D.可用BaCl2、H2O检验长期放置的Na2O2中是否含有Na2CO3答案B

9.(2022北京101中学三模,8)实验小组研究Na与CO2的反应,装置、步骤和

现象如下:

实验步骤和现象:ⅰ.通入CO2至澄清石灰水变浑浊后,点燃酒精灯。ⅱ.一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。

检验CO的试剂未见明显变化。ⅲ.将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过

量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再次过滤,滤液呈碱性;取白色沉淀加入盐酸,

产生气体。ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热,生成能使品红溶液褪色的气

体。下列说法不正确的是

(

)A.步骤ⅰ的目的是排除O2的干扰B.步骤ⅲ证明白色物质是Na2CO3C.步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2OD.根据以上实验推测:CO2与金属K也可以发生氧化还原反应答案B

10.(2021江苏,11,3分)室温下,通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。实验1:用pH试纸测量0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8实验2:将0.1mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1CaCl2溶液等体积混合,产

生白色沉淀实验3:0.1mol·L-1Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9实验4:0.1mol·L-1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去下列说法正确的是

(

)A.由实验1可得出:

(H2CO3)>

B.实验2中两溶液混合时有:c(Ca2+)·c(C

)<Ksp(CaCO3)C.实验3中发生反应的离子方程式为C

+H2O+CO2

2HC

D.实验4中c反应前(C

)<c反应后(C

)答案C

11.(2022湖北,8,3分)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过

如下反应制备:2NaHS(s)+CS2(l)

Na2CS3(s)+H2S(g)下列说法正确的是

(

)A.Na2CS3不能被氧化B.Na2CS3溶液显碱性C.该制备反应是熵减过程D.CS2的热稳定性比CO2的高答案B

12.(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A~E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

。

ABCDE(2)B中使用雾化装置的优点是

。(3)生成NaHCO3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:①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0.14g,则固体NaHCO3的质量为

g。②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.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+H2O

NaHCO3↓+NH4Cl(4)①0.84②冷却结晶过滤

(5)A13.(2023届河南豫北名校测评一,17)Na2O2(s)是一种重要的化学原料,有着

重要的用途,可与CO2、H2O、NO2、SO2等多种物质反应。回答下列问

题:(1)将C3H8、O2、Na2O2放入一个真空密闭容器中,在150℃下用电火花不

断引燃,恰好完全反应,生成物之一为Na2CO3,压强为零,则C3H8、O2、Na2

O2的物质的量之比为

。(2)Na2O2(s)与NO2(g)之间也能进行反应,某科研小组对其反应产物进行了

探究分析。第1步:用图1所示装置制取NO2,用98.3%浓硫酸吸收(NO2可溶于浓硫酸,

加热后又会逸出),得到无色吸收液。

图1第2步:用图2所示装置加热浓硫酸吸收液,使NO2挥发,通入盛有Na2O2的试

管中,至固体颜色不变后,再通入NO2气体2min。

图2第3步:称取第2步中反应后的固体0.5g,加水溶解,配制100mL待测溶液。①Na2O2(s)与NO2(g)可能发生反应的化学方程式为Na2O2+2NO2

2NaNO2+O2、

。②上述“第3步”中配制100mL待测溶液,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、

(填1种)。③图1、图2中的NaOH溶液用于尾气处理,则反应中氧化产物与还原产物

的物质的量之比为

。(3)某科研兴趣小组运用数字化实验对Na2O2、SO2的反应过程进行探究

(如图3所示)。

图3步骤如下:Ⅰ.将计算机、数据采集器、氧气传感器依次相连。Ⅱ.用无水Na2SO3与H2SO4(70%)反应制取并用仪器A收集SO2气体。Ⅲ.将氧气传感器接入仪器A中间接口,进行数据采集,用药匙取少量Na2O2

从仪器A右端加入,迅速塞紧瓶塞。①仪器A的名称为

。②ab段氧气的含量迅速升高,对应的化学方程式为

,该反应是

(填“吸热”或“放热”)反应。③bc段氧气的含量慢慢降低,可能发生反应的化学方程式为

。答案

(1)2∶3∶14(2)①Na2O2+2NO2

2NaNO3

②100mL容量瓶或胶头滴管③1∶1(3)①三颈烧瓶

②2Na2O2+2SO2

2Na2SO3+O2放热

③2Na2SO3+O2

2Na2SO4

1.(2022上海松江二模,8)铁与下列足量溶液发生反应,一定有固体剩余的

是

(

)A.稀硫酸B.稀硝酸C.热的浓硫酸D.冷的浓硝酸答案D

考点二铁及其化合物2.(2021江苏,4,3分)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是

(

)A.铁粉能与O2反应,可用作食品保存的吸氧剂B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的CuD.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水答案B

3.(2022上海嘉定一模,13改编)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是

(

)A.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红B.Fe2(SO4)3与KSCN反应,产生红色沉淀C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤D.Fe(OH)2为白色固体,不溶于水,能在空气中稳定存在答案C

4.(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C

5.(2022海南,6,2分)依据下列实验,预测的实验现象正确的是

(

)选项实验内容预测的实验现象AMgCl2溶液中滴加NaOH溶液至

过量产生白色沉淀后沉淀消失BFeCl2溶液中滴加KSCN溶液溶液变血红色CAgI悬浊液中滴加NaCl溶液至

过量黄色沉淀全部转化为白色沉淀D酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至

过量溶液紫红色褪去答案D

6.(2022天津部分区质量调查二,4)向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少

量铁粉,按下图进行实验。下列分析错误的是

(

)

A.操作①为振荡B.步骤Ⅰ中的离子方程式为2Fe3++Fe

3Fe2+C.若步骤Ⅱ溶液变红色,说明Fe2+能用KSCN检验D.步骤Ⅲ中Fe2+被氧化为Fe3+答案C

7.(2019浙江4月选考,28,4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8.(2023届福建泉州监测一,11)以钛白渣(主要成分为FeSO4,含Mg、Ti等

元素)为原料,生产氧化铁黄(α-FeOOH)的工艺流程如下:

已知:Ⅰ.钛白渣溶于稀硫酸后,主要含金属的阳离子为Fe2+、Mg2+、TiO2+Ⅱ.25℃,Ksp(MgF2)=5.22×10-11;偏钛酸(H2TiO3)难溶于水回答下列问题:(1)“溶解”过程,可加快反应速率的措施有

(任写一项)。(2)“除镁钛”时,TiO2+水解生成偏钛酸的离子方程式为

,根据平衡移动原理分析加入适量铁粉可促进生成偏钛酸

的原因是

。(3)“除镁钛”后,滤液①中c(Mg2+)=5.80×10-6mol/L,此时c(F-)=

。(4)“酸化、氧化”时,主要反应的离子方程式为

。(5)“酸化、氧化”后,检验溶液中Fe2+已被完全氧化的最佳试剂为

。A.KSCN溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液和新制氯水(6)“浆化”前,将溶液加热至85℃以去除过量氯酸钠,反应如下:Cl

+Cl-+H+

ClO2↑+Cl2↑+H2O(未配平)。氧化产物与还原产物的物质的量之比为

。答案

(1)升高温度、适当增大稀硫酸浓度、粉碎固体、搅拌等任写一

项(2)TiO2++2H2O

H2TiO3↓+2H+消耗H+,使TiO2+水解平衡正向移动,促进生成偏钛酸沉淀

(3)3.00×10-3mol/L

(4)Cl

+6Fe2++6H+

6Fe3++Cl-+3H2O

(5)B

(6)1∶21.(2022广东,1,2分)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功

至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应

变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是

(

)考点三金属冶炼金属材料汉字载体

选项A.兽骨B.青铜器C.纸张D.液晶显示屏答案B

2.(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D

3.(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D

4.(2022河北唐山三模,1)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关

说法中正确的是

(

)A.可用明矾使海水淡化来解决饮水危机B.雾是一种气溶胶,能产生丁达尔现象C.在日常生活中,造成钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀D.工业上运输浓硫酸可以使用铝制槽罐车,因为铝与浓硫酸常温下不反

应答案B

5.(2022上海崇明二模,10)核潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金作载热

介质。下列有关说法中正确的是

(

)A.该合金的熔点介于钠、铝之间B.铝钠合金的良好传热性与自由电子有关C.钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物D.原子半径钠大于铝,金属键钠强于铝答案B

6.(2022黑龙江嫩江期末,9)Mg、Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列

说法正确的是

(

)A.上述四种元素对应的氢氧化物均能在空气中稳定存在B.上述四种元素的单质放置在空气中最终产物均是氧化物C.制备上述四种元素的氯化物晶体均能采用将溶液直接蒸干的方法D.目前工业上冶炼Cu、Fe可以采用热还原法,Mg、Al采用电解法答案D

7.(2022湖南,7,3分)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:

下列说法错误的是

(

)A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D.滤液可回收进入吸收塔循环利用答案C

8.(2022重庆质检七,13)工业上用海水和牡蛎壳为原料冶炼镁的工艺流程

如图所示:

下列叙述正确的是

(

)A.牡蛎壳主要成分是CaCO3,沉淀甲主要成分为Mg(OH)2B.滤液乙经蒸发结晶、趁热过滤后进入“过滤器”C.“烘干器”中通入干燥的热空气烘干D.“合成器”中发生的反应为H2+Cl2

2HCl答案A

9.(2022湖南,17,14分)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材

料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制

备金属钛的工艺流程如下:

已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点/答下列问题:(1)已知ΔG=ΔH-TΔS,ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略ΔH、

ΔS随温度的变化。若ΔG<0,则该反应可以自发进行。根据下图判断:600

℃时,下列反应不能自发进行的是

。

A.C(s)+O2(g)

CO2(g)B.2C(s)+O2(g)

2CO(g)C.TiO2(s)+2Cl2(g)

TiCl4(g)+O2(g)D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)

TiCl4(g)+CO2(g)(2)TiO2与C、Cl2在600℃的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分

压如下表:物质TiCl4COCO2Cl2分压/MPa4.59×10-21.84×10-23.70×10-25.98×10-9①该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为

;②随着温度升高,尾气中CO的含量升高,原因是

。(3)“除钒”过程中的化学方程式为

;“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是

。(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序

(填“能”或“不能”)交

换,理由是

。(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是

。A.高炉炼铁

B.电解熔融氯化钠制钠C.铝热反应制锰

D.氧化汞分解制汞答案

(1)C(2)①5TiO2+6C+10Cl2

2CO+5TiCl4+4CO2②随着温度升高,生成CO(g)反应的ΔG变小,而生成CO2(g)反应的ΔG几乎

不变,则生成CO的反应正向进行趋势大(3)Al+3VOCl3

AlCl3+3VOCl2蒸馏或精馏(分馏)(4)不能若是工序互换,将引入AlCl3,降低TiCl4的纯度(5)AC综合化工流程题解题策略综合篇1.(2022河北,8,3分)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr

工艺流程如下:下列说法错误的是

(

)A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离C.中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr

CO2↑+2LiBr+H2OD.参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1答案A

2.(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+Cl2

MgCl2+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D

3.(2022山东,12,4分)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化

铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可

能用到的数据见下表。

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是

(

)A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为ZnB.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.2~4.2D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成答案D

4.(2021河北,6,3分)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备

BiOCl的工艺流程如图:

下列说法错误的是

(

)A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成答案D

5.(2022北京通州一模,14)稀土永磁材料——高性能钕铁硼合金为新能源

汽车提供核心原材料。从制备钕铁硼的废料中提取氧化钕(Nd2O3)的工

艺流程如图1所示,草酸钕晶体的热重曲线如图2所示。

图1

图2已知:ⅰ.Nd与酸反应生成Nd3+,草酸钕晶体[Nd2(C2O4)3·10H2O]的摩尔质量

是732g/mol;ⅱ.0.1mol/LFe2+生成Fe(OH)2,开始沉淀时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.3;0.1

mol/LFe3+生成Fe(OH)3,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8。下列说法不正确的是

(

)A.气体1的主要成分是H2,滤渣1是硼和其他不溶性杂质B.“氧化”时会发生反应:2Fe2++H2O2+4H2O

2Fe(OH)3↓+4H+C.若“调pH=4”与“氧化”顺序颠倒,H2O2的利用率无影响D.由图2可知,500℃时剩余固体的主要成分是Nd2O2CO3答案C

6.(2022全国甲,26,14分)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防

腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要

成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流

程如下:

本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:离子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+Ksp4.0×10-386.7×10-172.2×10-208.0×10-161.8×10-11回答下列问题:(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为

。(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有

、

。(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是

(填标号)。A.NH3·H2OB.Ca(OH)2C.NaOH滤渣①的主要成分是

、

、

。(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤

渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为

。(5)滤液②中加入锌粉的目的是

。(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是

、

。答案(1)ZnCO3

ZnO+CO2↑(2)升高温度、不断搅拌、充分粉碎、适当提高硫酸浓度等(任选两个,答

案合理即可)(3)BSiO2Fe(OH)3CaSO4(4)Mn

+3Fe2++7H2O

MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+(5)除去铜离子(6)硫酸钙硫酸镁7.(2022全国乙,26,14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、

PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分

利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。

一些难溶电解质的溶度积常数如下表:难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×10-87.4×10-141.1×10-102.6×10-9一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列问题:(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为

,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:

。(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是

。(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是

;(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为

;(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是

。(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是

。(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有

。答案

(1)PbSO4(s)+C

(aq)

PbCO3(s)+S

(aq)存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)

Pb2+(aq)+S

(aq),已知Ksp(PbCO3)≪Ksp(PbSO4),加入Na2CO3,可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,有利于后续溶于酸(2)沉淀转化反应BaSO4(s)+C

(aq)

BaCO3(s)+S

(aq)的平衡常数K≈0.04,K值较小,说明正向反应程度有限(3)(ⅰ)Fe2+

(ⅱ)Pb+H2O2+2HAc

Pb(Ac)2+2H2O

(ⅲ)H2O2作还原剂,还原PbO2(4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4(5)Ba2+、Na+

8.(2022湖北,18,13分)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来

越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤

水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备碳

酸锂来提取锂。

25℃时相关物质的参数如下:LiOH的溶解度:12.4g/100gH2O化合物KspMg(OH)25.6×10-12Ca(OH)25.5×10-6CaCO32.8×10-9Li2CO32.5×10-2回答下列问题:(1)“沉淀1”为

。(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是

。(3)为提高Li2CO3的析出量和纯度,“操作A”依次为

、

、洗涤。(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料后,发现

文献对常温下的LiHCO3有不同的描述:①是白色固体;②尚未从溶液中分

离出来。为探究LiHCO3的性质,将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO3溶液等体

积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色

沉淀。上述现象说明,在该实验条件下LiHCO3

(填“稳定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为

。(5)他们结合(4)的探究结果,拟将原流程中向“滤液2”加入Na2CO3改为

通入CO2。这一改动能否达到相同的效果,作出你的判断并给出理由

。答案

(1)Mg(OH)2

(2)沉淀Ca2+

(3)蒸发浓缩

趁热过滤

(4)不稳定2Li++2HC

Li2CO3↓+CO2↑+H2O

(5)能达到相同效果,通入过量的CO2时LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探

究结果,LiHCO3会很快转化成Li2CO3

9.(2022河北,15,14分)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原

料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:

回答下列问题:(1)红渣的主要成分为

(填化学式);滤渣①的主要成分为

(填化学式)。(2)黄铁矿研细的目的是

。(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为

。(4)工序①的名称为

,所得母液循环使用。(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为

,

氧化工序发生反应的离子方程式为

。(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加试剂为

和

(填化学式,不引入杂质)。答案

(1)Fe2O3SiO2(2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O

15FeSO4+8H2SO4(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤(5)+26Fe(NH4)2Fe(CN)6+Cl

+6H+

6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6N

(6)H2O2NH3·H2O10.(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

=4.5×10-7,

=4.7×10-11;Ksp(BaMoO4)=3.5×10-8;Ksp(BaCO3)=2.6×10-9;该工艺中,pH>6.0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。①生成BaMoO4的离子方程式为

。②若条件控制不当,BaCO3也会沉淀。为避免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)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为

。②往滤液Ⅲ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。

①该氧化物为

。②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)①Mo

+Ba2+

BaMoO4↓

②

(4)①NaHCO3②NH3

(5)①Al2O3②4∶111.(2023届安徽蚌埠质检一,17)某镍矿石的主要成分为NiO,另含CoO、

FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2等杂质,按以下流程可制备NiSO4·

6H2O晶体和金属钴。

回答下列问题:(1)“预处理”时需将Fe2+全部氧化为Fe3+,试剂X最好选用

(填序

号),写出发生反应的化学方程式

。a.稀硝酸b.双氧水c.高锰酸钾溶液d.新制氯水(2)常温下,一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的浓度表示)与pH

的关系如图所示:加入NiO调pH=5可除去

(填金属离子符号)。(3)滤渣Z的成分为MgF2和CaF2。若原溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1,沉淀

后溶液中c(Mg2+)=1.5×10-6mol·L-1,则除钙率为

(忽略沉淀前后溶液体积的变化)。[已知:Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11](4)影响P507萃取率的因素有很多,在其他条件相同时,根据下图分析分离

镍、钴的最佳条件。相比(油相O∶水相A)=

;P507萃取金属离子

的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)

MRn(Org)+nH+(aq),在一定范围内,随着pH升高,萃取率升高的原因是

。

(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有下表所示关系:温度低于30.8℃30.8~53.8℃53.8~280℃高于280℃晶体形态NiSO4·7H2ONiSO4·6H2O多种结晶水合物NiSO4从NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作a依次是

。答案

(1)b

2FeSO4+H2O2+H2SO4

Fe2(SO4)3+2H2O

(2)Fe3+、Al3+

(3)99.7%(4)1∶1萃取产生H+,随pH的升高H+被消耗,促进萃取金属离子的反应正

向移动(5)蒸发浓缩,冷却至30.8~53.8℃之间结晶、过滤、洗涤、干燥12.(2023届辽宁鞍山质检一,17)某厂利用富锗ZnO烟尘(还含有CuO、

CaO、PbO2、FeO、MnO2等)生产碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]和储精矿。

其流程如下:

已知:Ⅰ.酸浸时,锰与铅元素被还原为+2价,锗以Ge4+存在。Ⅱ.25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38、Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17。请回答下列问题:(1)浸渣①主要含有

;(2)采取下列哪些措施可以提高锗的浸出率

(填代号);A.增大烟尘与硫酸的固液比B.多次反复浸出C.适当进行搅拌(3)流程中,“Ⅰ”加入Zn粉主要是为了置换

(填离子符号);(4)流程中,“Ⅱ”控制pH最高为

(溶液中金属离子浓度均按0.12

mol/L计算),该步骤pH不宜过低,除了考虑到锰的形态可能发生变化外,主

要原因可能是

;(5)流程中,“Ⅱ”除锰反应的离子方程式为

;(6)沉锌的化学方程式为

。答案

(1)CaSO4、PbSO4

(2)BC

(3)Cu2+

(4)6酸度过低不利于Fe3+沉淀完全,且会在沉锌时消耗更多的

NH4HCO3,造成浪费

(5)2Mn

+3Mn2++2H2O

5MnO2↓+4H+

(6)2ZnSO4+4NH4HCO3

Zn2(OH)2CO3↓+2(NH4)2SO4+3CO2↑+H2O13.(2022河北邯郸一模,14)五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行

业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化

剂(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、NiO等)中回收钒,既能避免

对环境的污染,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如下:

已知:①“酸浸”时V2O5和V2O4与稀硫酸反应分别生成V

和VO2+。②溶液中V

与V

可相互转化:V

+H2O

V

+2H+,且NH4VO3为沉淀。(1)“酸浸”前,需对废钒催化剂进行粉碎预处理,其目的是

。(2)“还原转化”中加入FeSO4的目的是将V

转化为VO2+,写出反应的离子方程式:

。(3)加入H2O2的目的是将过量的Fe2+转化为Fe3+。“氧化1”后,溶液中含有

的阳离子主要有Fe3+、Ni2+、VO2+等,调节pH使离子沉淀,溶液中c(Ni2+)=0.

2mol·L-1。当调节溶液的pH最小值为

时可使Fe3+沉淀完全(离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全),此时

(填“有”或“无”)Ni

(OH)2沉淀生成。{假设溶液体积不变,lg6≈0.8,Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,Ksp

[Ni(OH)2]=2×10-15}(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为

。(5)“沉钒”时,通入氨气的作用是

。(6)若该废钒催化剂中V2O5的含量为10%(原料中所有的钒已换算成V2O

5)。取100g待处理样品,按照上述流程进行实验。当加入150mL0.1mol·

L-1KClO3溶液时,溶液中的钒元素恰好完全反应,则该工艺中钒的回收率

是

%(假设与KClO3反应后的操作步骤中钒元素无损失)。答案

(1)增大接触面积,加快反应速率(2)V

+Fe2++2H+

VO2++Fe3++H2O

(3)2.8无(4)6VO2++Cl

+3H2O

6V

+Cl-+6H+

(5)使平衡V

+H2O

V

+2H+正向移动,将V

转化为V

,同时增大N

的浓度

(6)81.914.(2022广东,18,14分)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键

支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含

铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:

已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8;Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。离子Mg2+Fe3+Al3+RE3+开始沉淀时的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是

。(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至

的范围内,该过程中Al3+发生反

应的离子方程式为

。(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7g·L-1。

为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前

的溶液中c(C11H23COO-)低于

mol·L-1(保留两位有效数字)。(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是

。②“操作X”的过程为先

,再固液分离。(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有

(写化学式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1molPt3Y转移

mol电子。②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还

原,发生的电极反应为

。

答案

(1)Fe2+

(2)4.7≤pH<6.2Al3++3OH-

Al(OH)3↓

(3)4.0×10-4

(4)①加热可以加快反应速率,并防止生成的月桂酸凝固阻碍反应物相互

接触,搅拌可以使(C11H23COO)3RE与盐酸充分接触发生反应,加快RE3+溶

出②降温至44℃以下

(5)MgSO4、月桂酸、月桂酸钠等

(6)①15②O2+2H2O+4e-

4OH-

15.(2021福建,11,13分)四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品,具有广泛的

用途。一种以钼精矿(主要含MoS2,还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)为原

料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。

回答下列问题:(1)“焙烧”产生的气体用

吸收后可制取氮肥。(2)“浸出”时,MoO3转化为Mo

。提高单位时间内钼浸出率的措施有

(任写两种)。温度对90min内钼浸出率的

影响如图所示。当浸出温度超过80℃后,钼的浸出率反而降低,主要原因

是温度升高使水大量蒸发,导致

。

(3)“净化”时,浸出液中残留的Cu2+、Fe2+转化为沉淀除去。研究表明,该

溶液中c(S2-)和pH的关系为lgc(S2-)=pH-15.1。为了使溶液中的杂质离子

浓度小于1.0×10-6mol·L-1,应控制溶液的pH不小于

。(已知:pKsp=

-lgKsp;CuS和FeS的pKsp分别为35.2和17.2)(4)“净化”后,溶液中若有低价钼(以Mo

表示),可加入适量H2O2将其氧化为Mo

,反应的离子方程式为

。(5)“沉淀”时,加入NH4NO3的目的是

。(6)高温下用H2还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼,反应的化学方程式为

。[已知:(NH4)2Mo4O13受热分解生成MoO3]答案

(1)氨水(2)适当升温、搅拌、增加Na2CO3用量(增大Na2CO3浓度)等Na2MoO4晶

体析出,混入浸渣(3)3.9(4)H2O2+Mo

Mo

+H2O(5)提供N

,使Mo

充分转化为沉淀析出(6)(NH4)2Mo4O13+12H2

4Mo+2NH3+13H2O16.(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(Ⅱ)]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[lgc总(V)]与pH关系如图

1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(V)=0.01mol·L-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(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最

佳pH为

;在该条件下滤液B中c(Cr3+)=

mol·L-1[KW近似为

1×10-14,Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30]。

图2(5)“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为

。(6)“提纯”过程中Na2S2O3的作用为

。答案

(1)四ⅥB(2)FeCl3+3H2O

Fe(OH)3(胶体)+3HCl(3)H3V2

(4)6.01×10-6(5)Mn2++H2O2+2OH-

MnO2↓+2H2O(6)作还原剂,将Mn(Ⅱ)的氧化产物转化为Mn(Ⅱ)17.(2022山西太原一模,8)无水氯化镨(PrCl3)是制取稀土金属镨及镨合金

的主要原料,采用以下工艺流程可由孪生矿(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、

SiO2等)制备氯化镨晶体(PrCl3·6H2O)。

已知:①2FeCl3+ZnS

ZnCl2+2FeCl2+S;2FeCl3+FeS

3FeCl2+S②该条件下,溶液中部分氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:金属离子Zn2+Fe3+Fe2+开始沉淀时的pH5.42.27.5沉淀完全时的pH6.43.29.0回答下列问题:(1)①若其他条件不变,采取下列措施能提高镨元素浸出率的有

(填

字母)。A.适当升高溶浸温度B.适当加快搅拌速度C.适当缩短溶浸时间②写出“溶浸”时Pr2S3发生反应的离子方程式:

。(2)“滤渣1”的主要成分是

。(3)在“沉淀”时加入氨水逐步调节溶液的pH至6.5,依次析出的金属离子

是

;已知Fe(OH)3在隔绝空气的条件下与FeS2混合焙烧时生成Fe3O4

和S,写出该反应的化学方程式:

。(4)①利用电解法可以生产金属镨。先将氯化镨与工业纯KCl配成二元电

解质体系(PrCl3-KCl),然后置于石墨电解槽内熔化,通入直流电进行电

解。电解过程中得到金属镨的电极反应式为

。②科学家以氯化镨气溶胶为前驱体,研究了PrCl3·6H2O的高温热解机制。

利用X射线衍射技术分析,其结果如下表所示:热解温度/℃氯化镨气溶胶的热解产物600Pr(OH)2Cl和PrOCl700~1000Pr(OH)2Cl、PrOCl和PrO21100PrO2和Pr(OH)2Cl以上热解产物中,热稳定性最差的是

(填化学式)。氯化

镨的高温热解过程主要是发生PrCl3的水解反应、Pr(OH)2Cl的脱水反应

和PrOCl的氧化反应,从表中数据分析1100℃时热解产物主要为PrO2而

无PrOCl的原因是

。答案

(1)①AB②Pr2S3+6Fe3+

6Fe2++2Pr3++3S

(2)SiO2、S

(3)Fe3+、Zn2