2023山东版化学高考第二轮复习-五 金属及其化合物 (一)

2023山东版化学高考第二轮复习

专题五金属及其化合物

1.高铁酸钾（GFeCU）是一种新型的污水处理剂。为充分利用资源，变废为宝,在实验室中探究采用暖贴残

渣制备高铁酸钾，流程如下。

滤渣（活性炭、蛭石等）

暖贴_

T)Na()ll

残渣I滤液试剂溶液②NaClO

---->

(Fe2\Fe3+)(Fe3+)

饱和K0II

溶液

Na,FeO4

溶液粗品;

下列说法不正确（）

A.步骤i适当加热搅拌可以加快反应速率

B.ii中的试剂为H2O2

3++

C.iii中反应为2Fe+5H2O+3CIO-2FeO1+3CI-+10H

D.iv中反应说明溶解度Na2FeO4>K2FeO4

答案CA项，步骤i为酸溶，适当加热搅拌可以加快反应速率，正确;B项，步骤ii加入氧化性试剂将

Fe2+氧化成Fe3+,可以是H2O2,正确;C项，步骤iii溶液是碱性的,H+不能大量存在，应以H2O形式存在，离

子方程式为2Fe3++10OH+3CIO_2FeO彳+3CI+5H2O,错误;D项，步骤iv中NazFeCU转化成

GFeCU,说明高铁酸钾溶解度更小,正确。

2.工业上以黄铁矿（主要成分为FeS分为原料，采用接触法制备浓硫酸的原理如下：

so2等净化

(2)400-

500七，空气-98.3%

③浓硫酸

发烟

硫酸

下列说法不正确的是（）

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A.用盐酸和烧碱可从烧渣中提取铁红

B.净化S02的目的是防催化剂中毒降低活性

C.用水替代98.3%浓硫酸能提高吸收效率

D.制备硫酸的3个反应中2个是氧化还原反应

答案CA项，先用盐酸溶解烧渣，可除去二氧化硅，再用氢氧化钠可分离铝元素和铁元素，最后灼烧氢

氧化铁制铁红，正确;B项,二氧化硫中有杂质会使催化剂中毒（降低活性），净化S02的目的是防催化剂中

毒降低活性,正确;C项，三氧化硫与水反应放出大量热量，用水直接吸收三氧化硫会形成"酸雾"，吸收速

率慢，不利于三氧化硫的吸收,错误;D项,黄铁矿（FeS*与02反应及S02与。2反应,都是氧化还原反应，

正确。

3.以黄铁矿（主要成分为FeS4其中S的化合价为-1价）为原料生产硫酸的工艺流程如下图。

空气98.3%硫酸

供

稀

释

用

被

硫

炉渣尾气

（含FeQJ

下列说法不正确的是（）

A.将黄铁矿粉碎，可加快其在沸腾炉中的化学反应速率

B.沸腾炉中每生成1molS02,有11mole-发生转移

C.接触室中排放出的S02、。2循环利用，可提高原料利用率

D.吸收塔排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥

答案BA项，将黄铁矿粉碎,增大接触面积，可加快其在沸腾炉中的化学反应速率,正确;B项，沸腾炉中

FeS2和氧气反应生成Fe2O3和SO2反应的化学方程式是4FeS2+1102—2Fe2O3+8SC）2,每生成1

molSO2,有5.5mole-发生转移,错误;C项，接触室中排放出的S02.O2循环利用,可增大SCh转化率,

提高原料利用率,正确;D项，吸收塔排放的尾气可通过氨吸收，转化成硫酸铁，硫酸竣可作氮肥,正确。

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4.以高硫铝土矿(主要成分为AI2O3、Fe2O3xSi。%少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得

Fe3O4的部分工艺流程如图:

空气、NaOH

少量CaO溶液FeS2

备焙烧--“碱浸―"过滤一焙烧一,要一FeR

滤液so,

(1)高硫铝土矿焙烧前粉碎成矿粉的目的是,

(2)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为

⑶添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化的曲线如图所示。已知:多数金属硫

酸盐的分解温度都高于6ooy硫去除率肃-II鬻篝|鬻“io。％。

/兴6o

<

然4o

张

棍2O

0

2004006008001000

焙烧温度/七

①不添加CaO的矿粉在低于500°C焙烧时，去除的硫元素主要来源于。

②700T焙烧时，添加CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因

是O

(4)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,发生主要反应的离子方程式为

⑸"过滤”得到的滤渣中含大量的Fez。为Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成FesCU和SO2,

理论上完全反应消耗的n(FeS2):n(Fe2O3)=。

答案(1)增大矿石的表面积，加快焙烧反应速率，使焙烧更充分(2)SO2+OH—HSO3(3)①FeS2

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②硫元素转化为CaS04而留在矿粉中(4)AIO/CO2+2H2O-AI(OH)3l+HC03(5)1:16

解析(3)①多数硫酸盐的分解温度高于600℃，在低于500°C焙烧时，主要是FeS2与空气中的氧气反

应生成Fe2O3和SO2。(4)原料中的AI2O3经"碱浸"后生成NaAICH滤液中含有Alo2,用滤液生产氧

化铝的反应过程中涉及的离子方程式是Al02+CO2+2H2O—AI(OH)31+HC03O

(5)Fe3O4中Fe可看作+1价，利用得失电子守恒知:|n(FeS2)+5x2n(FeS2)=32n(FezCh),解得

n(FeS2)：n(Fe2O3)=l：16o

5.FeCL可用作净水剂、还原剂等。回答下列问题：

I.制备FeCL装置如图1所示侠持装置省略);已知FeCb极易水解。

Q)仪器a的名称是。

(2)装置二中制备FeCL的化学方程式是。装置三的作用是

①逾o

⑶该装置存在一定的缺陷，可在位置(填"A""B"或"C")增加图2装置。图2装置中气体从

(填"a"或"b")口流入;洗气瓶中盛装的是o

n.利用惰性电极电解0.1molUFeCL溶液，探究外界条件对电极反应产物的影响。

(4)实验数据如下表所示:

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电压NPH阳极现象阴极现象

实验11.55.5无气泡，滴加KSCN溶液,显红色无气泡，银白色金属析出

少量气泡，滴加KSCN溶液，显红

实验23.05.5无气泡，银白色金属析出

色

大量气泡，滴加KSCN溶液，显红

实验34.55.5较多气泡，极少量金属析出

色

实验41.5-1.0无气泡，滴加KSCN溶液,显红色较多气泡，极少量金属析出

①实验2、3中阳极产生的气体是（填化学式）。

②实验中，调节溶液的pH宜选用（填"盐酸""硝酸"或"硫酸"）。

③由实验L2现象可以得出结论:___________________________________________

④由实验1、4现象可以得出结论:。

答案Q）长颈漏斗（2）H2+2FeCl322Fe5+2HCI吸收反应产生的HCI气体防止外界空气中

的水蒸气进入装置使FeCb水解（3）Aa浓硫酸（4）①CL②盐酸③电压较低时，阳极只有Fe?+

放电产物为Fe3+,电压较高时，阳极Cl\Fe2+均放电产物为CL和Fe^④pH较高时，阴极只有Fe?+

放电,产物为Fe,pH较低时，阴极H+和极少量的Fe2+放电阴极产物为K和极少量的Fe

解析由题给装置图可知,装置一中产生H2,H2进入装置二与FeCh发生反应可以得到FeCL,装置三为

尾气处理装置，再根据FeCh极易水解，可知装置三还有防止外界水蒸气进入的作用。

（1）根据得失电子守恒和原子守恒可知，装置二中制备FeCL的化学方程式是2FeCI3+H2—

2FeCI2+2HCI0

（3）该装置的缺陷为生成的K会带出水蒸气进入装置二造成FeCb水解，应在A位置加一个装有浓硫酸

的洗气瓶，干燥Hz注意气体从a口流入。

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(4)①实验2、3中阳极产生了气体，该气体应为Q-放电生成的CM②调节溶液的pH时不能引入杂质

离子，故宜选用盐酸。

6.实验室以CUSO4-5H2O为原料制备[CU(NH3)4]SO4-H2O并进行定量分析。

已知:C11SO4+4NH3M2。一[CU(NH3)4]SO4+4H2O

2++

[CU(NH3)4]+4H-CU2++4NH：

(1)配制溶液:称取一定质量的CUSO4-5H2O晶体,放入锥形瓶中，溶解后滴加氨水。装置A如图所示(胶

头滴管中吸有氨水)。

滴加氨水时,有浅蓝色沉淀CU2(OH)2SO4生成;继续滴加氨水，沉淀消失彳导到深蓝色的[CU(NH3)4]SO4溶

液。用离子方程式解释由浅蓝色沉淀得到深蓝色溶液的原理:

(2)制备晶体:将装置A中溶液转移至装置B中析出[CU(NH3)4]SO4-H2O晶体;将装置B中混合物转移至

装置C的漏斗中，减压过滤，用乙醇洗涤晶体2~3次;取出晶体,干燥。

①两次转移均需洗涤原容器，且将洗涤液也全部转移，目的是

②减压过滤时油气泵处于工作状态，活塞需关闭，使装置内产生负压。洗涤晶体时,为了使乙醇与晶体充

分接触，提高洗涤的效果，要(填"打开"或"关闭"，下同)活塞后，向漏斗中加入乙醇至浸没沉

淀,待乙醇流下后，再活塞。

⑶废液回收:从含有[CU(NH3)4]SO4、乙醇和一水合氨的废液中回收乙醇并获得CUS04和(NH4)2SO4

的混合溶液，应加入的试剂是(填名称)，回收乙醇的实验方法为。

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(4)用沉淀法测定晶体中SO孑的含量。称取一定质量的[CU(NH3)4]SO4-H2O晶体，加适量蒸储水溶解，向

其中滴加足量溶液才觉拌，过滤，洗涤，干燥，称量沉淀的质量。检验沉淀已经洗净的方

法:.

⑸探究小组用滴定法测定CuSO4-5H2O(Mr=250)的含量。®ag试样酉己成100mL溶液,每次取20.00

mL,消除干扰离子后，用cmol-L-iEDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点，平均消耗bmLEDTA溶液。滴定

反应如下:CU2++H2Y2-CuY2-+2H+。

写出计算CUSO4-5H2O质量分数的表达式：3=。

下列操作会导致CUSO4-5H2O含量的测定结果偏高的是(填字母)。

a.未干燥锥形瓶

b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

c.未除净可与EDTA反应的干扰离子

答案(1)CU2(OH)2SO4+8NH3-H2O—2[CU(NH3)4]2++SO孑+2OH+8H2O

(2)①减少溶液中[CU(NH3)4]SO4-H2O的损失，增加[CU(NH3)4]SO4-H2O的产率②打开关闭

(3)(稀)硫酸蒸储

(4)BaCI2取最后一次洗涤液，向其中加入AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，证明沉淀已洗净

/5\cmol-L_1xbxi0'3Lx250g-mol^xS^Q

I'ag°

解析(2)①转移过程中，盛有溶液的容器内壁上会附着少量溶液，溶液中含有溶质，为提高产品的产率，需

要洗涤原容器。②减压过滤的原理是利用抽气泵使抽滤瓶中压强降低提高过滤效率，因此过滤过程中需

要关闭活塞,使抽滤瓶中形成负压(相较于大气压)，但是在加入洗涤液洗涤晶体时，若关闭活塞，大部分洗

涤液被快速抽走，会浪费洗涤液且洗涤效果不佳。洗涤晶体时，为了使乙醇与晶体充分接触,提高洗涤的效

果，要打开活塞，使抽滤瓶中压强与大气压相同，向漏斗中加入乙醇至浸没沉淀彳寺乙醇流下后，再关闭活塞。

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⑶要将[Cu(NH3)4]SO4转化为CuSO4,NH3-H2O转化为(NH4)2SO4溶液，应加入的试剂是(稀)硫酸回收

乙醇的实验方法为蒸储。

(4)可通过SO充与BaCl2溶液反应生成的BaSO4沉淀的质量来测定SO亍的含量。检验沉淀是否洗涤干

净，只需检验最后一次洗涤液中是否含有C卜即可。

(5)Cu2+的物质的量=cmolL1xbxlO_3L=bcxlO_3mol,100mL溶液中CiP+的物质的量为bcxlO3

1

molx5=5bcxl0-3mol,所以CuSO4-5H2O质量分数的表达式川口山*…"sogmd'xSxioo%。

ag

a项,未干燥锥形瓶，对实验结果没有影响;b项,滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡，则读出的b值偏小，测

定结果偏低;c项，未除净可与EDTA反应的干扰离子,读出的b值偏大，测定结果偏高，故选却

7.纳米氧化镁是在磁性、催化方面有许多优异功能的新材料，具有重要价值。工业上以菱镁矿(主要成分

为MgCCU少量FeC03和SiCh杂质)为原料制备纳米氧化镁的工艺流程如下：

NH4CIH2O氧化剂试剂aNH,HCO,

混合气体滤清I渡渣n纳米Mgo

试回答下列问题：

Q)"焙烧"时生成的主要气体有；滤渣I的主要成分为,

(2)已知在该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下：

金属离子Fe2+Fe3+Mg2+

开始沉淀pH6.31.58.9

完全沉淀pH8.12.810.9

上述流程中"氧化"的目的是o氧化剂常用空气或比。2而不选用酸性KMnCU溶液，解

释其原因:_______________________________________________________

⑶试剂a可能是,

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(4)资料显示燃烧MgCCh比喂烧Mg(OH)2更容易生成MgO纳米材料。"沉淀"时若将NH4HCO3

更换成Na2co3,则产生的后果是______________________________________

(5)该流程中可以循环利用的物质是。

答案⑴NH3、C02SiO2

(2)将Fe2+氧化为Fe3+引入新杂质Mn2+,使产品不纯;将(:卜氧化为CL而造成污染

(3)MgO[或MgCCh、Mg(OH)2xMg2(OH)2CO3^]

(4)Na2cO3溶液的碱性更强反应中易生成更多的Mg(0H)2而不利于MgO纳米材料的生成

⑸NH4cl

解析Q)由物质组成可推知"焙烧"时生成的主要气体有CO”NH%滤渣I主要成分是Si02。(2)氧

化剂用空气或H2O2不会引入新的杂质离子，而用酸性KMnO4会引入Mn2+,使产品不纯,且会将C卜氧化

为CL造成污染。(3)调pH时加入的试剂a应符合两个条件，一是能与H+反应,二是不引入新的杂质，故

选用MgO、Mg(0H)2或Mg2(0H)2cO3等均可。(4)"沉淀"时若将NH4HCO3更换成Na2c厕因

Na2cCh溶液碱性更强，反应中易生成更多的Mg(0H)2,不利于MgO纳米材料的生成。(5)"沉淀"时

会生成NH4cl，而"空气中焙烧"时需加入NFUCI,故可循环利用的物质是NFUCI。

8.随着人们对电动汽车需求的进一步扩大，高能量、高电流的锌系二次碱性电池受到市场的期待,但是锌

电池在充电过程中存在变形、枝晶、腐蚀和钝化等问题，目前采用氢氧化钙处理氧化锌工艺得到锌酸钙

作为电极的活性物质，使以上情况得到极大改善。一种锌酸钙的化学式为Ca[Zn(OH)3]2-2H2O,其制备流

程如下：

ZnOCa(OH)2ZnO

粉末粉末'粉末

溶液

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请回答下列问题:

(l)Zn(0H)2是两性氢氧化物，与NaOH反应的方程式为Zn(OH)2+2NaOH—Na2ZnO2+2H2OoZnO

是两性氧化物，则反应釜中发生反应的离子方程式为

(2)球磨机是用研磨体摩擦、冲击物料使其研磨成粉末的设备。研磨过程加入Ca(OH)2粉末时，通入Ar

的作用是.

(3)ZnO和锌酸钙在KOH溶液中的溶解情况如下图所示。从反应釜进入球磨机的混合物中主要含有锌

酸钾，加入Ca(OH)2粉末,转化为锌酸钙，请从平衡移动的角度分析原因:

_____________________________________________________________________。流程中第二次加入

ZnO粉末的目的是«

(4)滚动球磨6~24小时的目的是。

(5)操作I为。干燥产品时必须在低温减压条件下进行,理由是。

答案(l)ZnO+2OH-ZnOi+H20

(2)防止Ca(OH)2遇到空气中的C02转化为CaCO3

(3)在碱性溶液中，锌酸钾的溶解度大于锌酸钙的溶解度，加入Ca(OH)2粉末，增大Ca2+浓度，使锌酸钙沉

淀溶解平衡向沉淀生成的方向移动调整ZnO与Ca(OH)2的物质的量之比为2:1

(4)使锌酸钾与Ca(OH)2粉末充分反应

(5)过滤防止高温下产物分解失去结晶水

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解析(l)ZnO为两性氧化物，据Zn(OH)2与KOH的反应可知ZnO与0H反应生成ZnO浮口H2o(2)

通入氮气可排出空气。⑶CaZnOz中钙与锌物质的量之比为1：L产品中钙与锌物质的量之比为1：2,

故"搅拌"时需补充锌。(4)球磨机中的反应物主要为锌酸钾与Ca(OH)2粉末。(5)固液分离用过滤操作。

9.锂是重要的战略性资源,在我国锂主要分布在青海和西藏的盐湖中，占世界总含量的1/3。沉淀法制备

Li2c03的工艺流程如图所示。

盐酸

硼酸

Na2cO'溶液Ca(0H)2饱和Na2cO3溶液

MgCO,Mg(OH),Li,CO,

已知：I.碳酸锂在不同温度下的溶解度如下表。

温度/℃S(Li2co加

01.54

101.43

201.33

401.17

601.01

800.85

1000.72

D.25℃时KSp[Mg(OH)2]=1.8xl0u|g2=0.3,lg3=0.5o

(1)从工业生产角度分析，从湖水中获取浓缩卤水的方法为.

(2)脱硼时需调节pH至酸性，目的是。

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(3)二次脱镁时，当镁离子完全沉淀，溶液的pH应大于。

(4)流程中两次使用Na2c。3溶液,第一次浓度小，第二次浓度大的原因是。

(5)"沉锂"需要在95°C以上进行，主要原因是；反应的化学方程式

为，过滤后，如何洗涤产品:

(6)此方法不适合处理镁含量较高的湖水,请分析可能的原因:

答案Q)日晒(或阳光照射)

(2)促进硼酸析出

⑶11.15(或11.2)

(4)第一次浓度小防止Li+以Li2c03沉淀析出,第二次浓度大则有利于Li2c03沉淀的生成

(5)温度越高，碳酸锂的溶解度越低,可以增加产率

Na2CO3+2LiCI—Li2CO3l+2NaCI

用玻璃棒引流，向漏斗中加入热水刚好没过沉淀，使水自然流下，重复操作2~3次

(6)若镁含量较高，则会消耗较多的Na2cCh和Ca(0H)2

解析⑴注意“从工业生产角度"这一要求，可知应是利用日晒对湖水进行浓缩。(2)卤水酸化可将硼酸

盐转化为硼酸，促进硼酸析出。(3)Mg2+完全沉淀时，可认为溶液中c(Mg2-)<lxlO-5molL」,此时溶液中

C(0H-)不小于J啜mol-L-1=V18x10-3.5mol-L-1,c(H+)==盍x10-

10.5mol•L-1,则pH应大于一恒盍x10-10.5=-(-|lgl8-10.5)=10.5+|lgl8=10.5+

i(lg2+21g3)=10.5+91.3=11.15。⑸温度越高,Li2cO3的溶解度越小厕洗涤Li2c。3时要用热水。

10.工业上由天然二氧化镒粉与硫化镒矿(还含少量Fe、ALMg、Ni、Si等元素的氧化物)制备MnO?

的工艺如图所示。

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H2SO4MnO2氨水Na2sMnF2

滤渣1FegHb滤渣2MgF,

AI(OH)3

NH4HCO3

r-JL-.H.SO,

|沉锦卜MnCO、一MnSO,T电,]-MnO,

滤液1电解余液

相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:

金属离子沉淀完全(c=1.0x10-5mo卜L-i)的pH

Mn2+10.1

Fe2+8.3

Fe3+2.8

AR+4.8

Mg2+10.9

Ni2+8.9

回答下列问题:

Q)"酸浸"过程中，为提高浸出率，可采取的措施是(写一种即可)。

(2)“氧化"时发生反应的离子方程式为«

⑶"调pH"时溶液pH范围为~6。"调pH"过滤后，滤液中簿0工业上调节

pH的过程选择在加热条件下进行，其目的是O

(4)请结合平衡移动原理解释"除杂"时若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全的原因:

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(5)沉镒过程在pH为7.0条件下充分进行，反应温度对镒沉淀率的影响关系如图所示。当温度超过30℃,

沉镒反应的镒沉淀率随温度升高而下降的原因是

—00

卓8()

/

爵60

公40

二

朋

30405060

反应温度/七

(6)工业上用电解H2SO4-MnSO4-H2O体系制备MnO2o电解获得MnCh的机理(部分)如图1所示。

硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示,硫酸浓度超过3.0molLi时,电流效率降低的原因

是O

Mn2*M产丁MnOOHMnO,

(i

—I''电极''I

(i)和(ii)为快反应

(iii)为慢反应

硫酸浓度/(mol•L-1：

图1图2

答案(1)适当增加酸的浓度或适当升高溶液的温度或把矿物粉碎等(任写一种即可)

2++2+3+

(2)2Fe+MnO2+4H-Mn+2Fe+2H2O

(3)4.810-6促进Fe3+、AR+水解，加快沉淀速率

(4)溶液酸度过高F与H+结合生成弱电解质HF,F浓度减小，使沉淀溶解平衡MgF2(s)一

Mg2+(aq)+2F(aq)右移，导致Mg2+沉淀不完全

(5)NH4HCO3受热容易分解(或Md+水解)

(6)氢离子浓度太大抑制反应iii

解析⑵"氧化"时FeSCU被MnO2氧化为Fe2(SO4)3,发生反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+

——Mn2++2Fe3++2H2。。(3)调节pH使Fe3+、AP+转化为沉淀，故pH应大于4.8;由公式推导可知

c(Fe3+)：c(A[3+)为二者的(p之比,Lp可由其完全沉淀时pH进行相应换算求得。(5)镇盐受热易分解,

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当温度过高时，碳酸氢镀容易分解，而温度升高时，镒离子水解程度也会增大，所以沉镒反应的镒沉淀率随

温度升高而下降。⑹由题图1可知生成MnCh的原理为i:Mn2+-e-M2+(快),ii：Mn3++2H2。一

2++

MnOOH+3H+(快),iii:MnOOH-e-MnO2+H+(慢)，总反应为Mn+2H2O-2e—MnO2+4H„&

反应速率由慢反应决定,H2s。4浓度超过3.0molLi时,电流效率降低的原因可能是氢离子浓度太大片卬

制反应iii。

1L某种电镀污泥主要含有神化亚铜(CsTe)、三氧化二铝(U2O3)以及少量的金(Au),可以用于制取

Na2Cr2O7溶液、金属铜和粗碑等以实现有害废料的资源化利用,工艺;筋呈如下：

纯碱、空气稀硫酸so,

慧温卧厢枷酣扁郎

百叱Ij一j—1值[]液---饰

CO,NalrO4溶液回收金金属单质铜

氤)一NaWrR溶液

已知:燃烧时,CsTe发生的反应为Cu2Te+2O2—2CuO+TeO2o

(1)城烧时,503发生反应的化学方程式为O

(2)为提高酸浸速率，可采用的措施是(任写一条)。

(3)浸出液中除了含有TeOSOM在电解过程中不反应)外,还含有(填化学式)。

(4)在实际的含铝废水处理中，还可采用直接沉淀的方法，处理成本较低。

①已知含铝酸性废水中存在着50外口50亍相互转化的平衡，请用离子方程式表示它们之间的转化反

应:.

②在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCL溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成，则

生成的沉淀为(写出化学式)。

⑸测定产品中含量的方法如下:称取产品试样2.50g配成250mL溶液,用移液管取出25.00

mL于锥形瓶中，加入足量稀硫酸酸化后，再加入几滴指示剂，用0.1000molLi硫酸亚铁接

(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定,重复进行两次实验。(已知名被还原为Cr3+)

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①氧化还原滴定过程中的离子方程式为O

②若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL,则所得产品中的纯度

为%。[已知M(K2Cr2O7)=294g-moH,计算结果保留三位有效数字]

(6)上述流程中K2U2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3+外，还含有一定浓度的Fe3+杂质，可

通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3+)=3xl0$mol",则当溶液中开始析出Cr(OH)3

沉淀时Fe3+是否沉淀完全?(填"是"或"否")。｛已

3831

知:Ksp[Fe(0H)3]=4.0x10-,Ksp[Cr(OH)3]=6.0xIO)

高温

答案(l)2Cr2O3+3O2+4Na2co3——4Na2CrO4+4CO2

(2)适当增大稀硫酸的浓度、升高温度、搅拌等

(3)CuSO4(或CuS04和H2so4)

(4)①2CrO充+2H+一Cr20台+H2O②BaCrCU

2++3+3+

(5)0Cr2O^+6Fe+14H—2Cr+6Fe+7H2O

②49.0

⑹是

+3+6

解析⑴酸烧时,02。3转化为Na2CrO4,Cr2O3被氧化，氧化剂为。2,根据得失电子守

恒,11(503)：n(02)=2:3时恰好反应。⑶沉渣中含有CuO、TeO2.Au,Au与稀硫酸不反应,CuO与

稀硫酸反应生成CuS04(稀硫酸可能过量)。(4)。2。石+H2O一2CrO亍+2H+,力口NaOH中和H+,平衡正

向移动,50台转化为50亍,生成BaCrO4沉淀。(5)①50女-Cr3+,Fe2+-Fe3+,根据得失电子守叵得

n(Cr2O^)：n(Fe2+)=1：6时恰好反应。②2.50g试样中m(K2Cr2O7)=(0.1x25xl0-3x|x

察x294)g=1.225g,纯度为崇詈x100%=49.0%。(6)Cr3+开始沉淀时溶液中c3(0H-)=

6黑：=2.0X10-26,止匕时溶液中c(Fe3+)=:黑;二;:molLi=2xlO12molL^lxlQ-s

moH_-i,Fe3+沉淀完全。

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12铝(Pd)广泛应用于现代工业的各个领域，但资源非常有限。工业上从电解精炼银的电解液［主要含

AgN03、Pd(NO3)2、Cu(NO3)2.Fe(NO3)3.HNO3］中回收杷的工艺流程如图所示:

NaOH(aq)HCLH2O2NHfKaq)

电竺军工万商P<1

解

液调节pH氧化----*/几淀.还原一单一质

1

滤渣1滤液2

请回答下列问题：

⑴已知:阳离子杂质在"调节pH"均已除去。则"滤渣1"的主要成分除AgOH(或AgzO)外，还

有、(填化学式)。

(2)电解精炼银与电解精炼铜的原理相似,试从电解精炼铜的角度分析电解精炼银的电解液中含有Fe3+

的原因:、(用电极反应式和离子方程式回答)。

(3)"氧化"时发生反应的离子方程式为。

(4)"沉淀"时加入的NH4cl(aq濡过量，目的为。

⑸"还原"时，可选用HCOOH、N2H4此0或比作还原剂，写出山热还原(NH4)2PdQ6的化学方程

式:。当与足量的(NH4)2PdQ6反应得到等量的Pd时消耗

HCOOH、N2H4此0、£的物质的量之比为。(已知:HCOOH、N2H4此0的氧化产物均为

无污染的物质)

答案(1)CU(OH)2Fe(OH)3

2+2++3+2++

(2)Fe-2e-Fe3Fe+4H+NO3-3Fe+NOt+2H2O(3)Pd+H2O2+6CI+2H—

PdCli+2H2O(4)利用同离子效应，促进(NH4)2PdCl6的析出(或使PdQf尽可能完全沉淀)

△

(5)(NH4)2PdCI6+2H2-Pd+2NH3+6HCI2:1:2

解析(2)电解精炼银时,Fe优先失去电子生成Fe2+,电解液中含有H+、N()3，Fe2+可能被氧化为Fe3+。

⑶"氧化"可将PcP+转化为PdC脸Pd元素由+2价升高到+4价,H2O2作氧化剂。

+40

(5)(NH4)2PdC16~Pd,lmol(NH4)2PdCl6得4moi电子，需2moiH2还原，生成Pd、NH3、HCI(NH4cl

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+2+4-200

受热易分解，热还原时不能生成NH4CI)；HCOOH-C02,N2H4H2OTN2,出一中,转移等物质的量的电

子,n(HCOOH):n(N2H平比。)：n(H2)=2:1:20

13.从印刷电路板的腐蚀废液(主要含CuCLFeCb、FeCL等)中回收FeCb、制备CUSO4BH2O的流

程如下。

一囤稀也双、稀HNO、网蒸发浓缩J--

腐铁城固一4溶、加热阚冷却结晶［cuSOj5H2()

蚀

废搅拌

液

_[FeC,溶液1悒以溶液|

(1)上述流程中能加快反应速率的措施有1

(2)粗品的主要成分是硫酸铜晶体，而不是硝酸铜晶体，分析有两种可能的原因:

①相对于CW+,粗液中NO3浓度过小,原因是(用离子方程式表示),

不能得到硝酸铜晶体。

②粗液中NO3浓度较大,但由于，不能得到硝酸铜晶体。

(3)测量粗品CUSO4-5H2O中铁(含Fe2+、Fe3+)的含量，评定纯度等级。

I.用水溶解一定质量粗品,加入稀H2s04和H2O2溶液,加热。

LL待溶液冷却后，加入试剂X至溶液pH=lL过滤、洗涤彳导到红褐色沉淀。

田.用稀盐酸溶解红褐色沉淀，滴入KSCN溶液，稀释至一定体积。将溶液红色的深浅与标准色阶对照，确

定含量。

已知:CW+完全沉淀的pH为6.7,Fe3+完全沉淀的pH为2.8。

①I中将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式是。

②试齐IJX是0

(4)电解:在不同电压、不同pH(pH<7)条件下电解0.1m。/L-iFeCL溶液，研究FeCb溶液的再生条件。

(注:表中U2>Ui,a>b)

序号电压PH阴极现象阳极产物

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jU1a无气泡，少量金属析出无5,有Fe3+

iiU1b较多气泡，极少量金属析出无02,有Fe3+

iiiU2a少量气泡,少量金属析出有CL,有Fe3+

①iii中产生Fe3+的原因有Fe2+-e-Fe3+、.

②FeCb溶液再生的合适条件是(填实验序号)。

答案(1)加热、搅拌

(2)①3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NOT+4H2。②硫酸铜的溶解度小，硝酸铜的溶解度大

2++3+

(3)02Fe+H2O2+2H-2Fe+2H2O②氨水

2+3+

(4)02Fe+CI2-2Fe+2CI-②ii

解析(3)①I中加入稀硫酸和H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续调节pH生成Fe(OH)3

沉淀而除去铁，该反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2—2Fe3++2H2。。②由题中信息知pH=6.7

时CW+完全沉淀,现调节pH=ll，则所加的X试剂要保证Fe3+—Fe(OH)3,而CW+不是沉淀，则可为氨

水,CW+形成了[CU(NH3)4F+。

(4)①由题表中信息可知,iii中产生了CI2Q2能够将Fe2+氧化为Fe3+,故iii中产生Fe3+的原因有Fe^^-e-

—Fe3+、2Fe2++CL-2Fe^+2CI-o②ii中阴极有较多气泡，极少量金属析出，则Fe?+的损失少，且

阳极上不产生CL,对环境无污染，故FeCh溶液再生的合适条件是ii。

14铜冶炼过程中产生的粗硫酸镁废液中含有Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、H3ASO3等杂质微粒,工业生

产以此为原料精制硫酸镁，主要流程如下:

一

粗H含铜有机物I

硫有机

酸溶剂沉淀1

银

废步骤iFeAsO4

液沉淀2

一

Fe(OH)3

溶液3|

|沉淀3卜NaF

鹿前步骤iv

硫酸银晶体NiSO』•6H2。

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16

已知:常温下,Ksp[Fe(0H)3]=2.6x10-39；KsP[Ni(OH)2]=5.48x1Q-O

(1)步骤i的操作名称是。

(2)①H3ASO3中As的化合价为.

②步骤ii中H2O2的作用是«

⑶步骤iii,加入Na2c。3的目的是通过调pH进一步去除Fe3+,使c(Fe3+)«2.5xlO-9mo|-L-io若溶液2

中c(Ni2+)=0.0548moILL则需控制pH的大致范围为.

(4)①步骤iv,沉淀3的主要成分有(填化学式)。

②在加入NaF的同时需调pH约为5,若pH过低，导致沉淀率下降,原因是

⑸结合下图说明由溶液4得至[!NiSO4-6H2O的操作