2023-2024版新高考版化学总复习 五金属及其化合物十年高考题分类

专题五金属及其化合物

考点一钠及其化合物

1.（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

工人将模具干燥后再注入熔融钢水铁与高温下会反应

CH2O

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小苏打是碳酸氢钠,小苏打作发泡剂,是因为碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳

气体,A项符合题意。

2.（2022广东,14,4分）下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是

（）

A.碱转化为酸式盐:OH+2H++CO∣~~HCO3+2H2O

碱转化为两种盐:∣：

B.2OH+C2JCIO+CI+H2O

过氧化物转化为碱:S=∣

C.2O^~+2H2O4OH+O2

盐转化为另一种盐：i：+

D.Na2Si6+2H+=H2SiO3l+2Na

答案B离子方程式左右两边氢原子、氧原子不守恒,A项错误;氢氧化钠溶液中通入

氯气生成氯化钠、次氯酸钠和水,B项正确;在溶液中进行的离子反应,书写离子方程式

时,过氧化钠应写化学式,不能拆成离子形式,C项错误;Na2SiO3是一种易溶于水、易电离

的强电解质，在书写离子方程式时,应写成离子形式,D项错误。

归纳总结书写离子方程式时应注意:①把易溶于水、易电离的强电解质拆成离子形

式;②把难溶于水的物质、单质、氧化物、难电离的物质写成化学式的形式。

3.（2022海南,1,2分）化学与日常生活息息相关。下列说法镇送的是（）

A.使用含氟牙膏能预防龈齿

小苏打的主要成分是

B.Na2CO3

C.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小苏打为NaHCc)3的俗称。

4.(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(I)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.该制备反应是端减过程

DXS2的热稳定性比CO2的高

答案BA项,Na2CS3中硫元素为-2价,处于最低价态,能被氧化,错误;B项,类比

Na2CO3溶液可知Na2CS3溶液显碱性,正确;C项，该反应中固体与液体生成了硫化氢气体,

是嫡增的过程,错误;D项，C=S键的键长大于C=O键,故C=S键的键能更

小,CS2的热稳定性比CO2的低,错误。

疑难突破。与S同主族,Na2CO3ΦW0被S取代即可得到硫代碳酸钠(Na2CS3),Na2CS3

的某些性质类似Na2CO3o

5.(2022湖南,7,3分)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：

过量Na2CO3NaAlO2

烟气∏jLlDC‰1RTLH冰晶石

(含HF)~Π吸收塔I—1合成槽(Na1AlF6)

滤液

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Na3AIF6和C02

D.滤液可回收进入吸收塔循环利用

答案C烟气中的HF会腐蚀陶瓷,A正确;采用溶液喷淋法可以增大气液接触面积,提

-z

高烟气吸收效率，B正确；吸收塔内的反应为HF+Na2CO3NaF+NaHCO3,合成槽内的

反应为6NaF+4NaHCθ3+NaAlθ2==：Na3AIF6+4Na2CO3+2H2O,C不正确、D正确。

拓展延伸工业制冰晶石的反应原理为2AI(OH)3+12HF+3Na2CO3

2Na3AIF6+3C02↑+9H20o

6.(2022山东,11,4分)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并

得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是()

气体液体固体粉末

ACO2饱和Na2CO3溶液CaCo3

BCl2FeCL溶液Fe

CHCICU(NO3)2溶液Cu

DNH3H2OAgCl___________________________

==；

答案AA项,通入Co2依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3,CaCO3+H2O+CO2

Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有白色固

体,不会得到澄清溶液;B项,通入Cl2,发生反应CI2+2FeCI2_2FeCI3>2FeCI3+Fe

3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液;C项,通入HCI,Nol在酸性条件下会表现强氧化性,发

=2+

生反应3Cu+8H++2N0］3CU+2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液；D项,AgCI在

水中存在沉淀溶解平衡Agel(S)-hAg+(aq)+CNaq),通入NK后,Ag*与NH3结合成

［Ag(NH"2;使沉淀溶解平衡正向移动,最终AgCI消失得到澄清溶液。

7.(2022山东，17节选)工业上以氟磷灰石［Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质］为原料生产磷酸和

石膏,工艺流程如下：

硫酸尾

①NafQ1

溶液气C02②BaC0,

滤渣

洗涤液χ一［⅛~l结晶转化I石膏

回答下列问题：

(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与Siθ2反应生成二元强酸bSiF6,离子方程式

为。

⑵部分盐的溶度积常数见下表。精制I中，按物质的量之比n(Na2CO3)：n(SiFj-)=1:1

加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na*)=moH√i;再分批加入一定量的BaCO3,

首先转化为沉淀的离子是_________0

BaSiF6Na2SiF6CaSO4BaSO4

KSP1.0×IO-64.0×IO-69.0×1041.0×101°

=Z+-

答案(1)6HF+Siθ22H+SiFj+2H2O

(2)2.0x10-2So仁

+

解析⑴HzSiFe为二元强酸,故离子方程式为6HF+SiO2^2H+SiF∣^+2H2Oo

⑵精制I中，按物质的量之比n(Na2CO3)："(Si瑶-)=1:1加入Na2CO3,反应的化学方程

式为H2SiF6+Na2CO3=Na2SiF6l+Cθ2t+H2θ,析出NazSiFe的溶液是饱和溶液,存在

Na2SiF6(s)2Na+(aq)+Si理-(aq),则NazSiFe的溶度积

K=c2(Na+)∙c(SiFθ-)=4c3(SiFg-),结合题表知,C(SiFθ-)。二mol∙L1=1.0XIO2

sp

mol∙L1,故c(Na+)=2c(SiFj-)=2.0×W2mo卜L";同时溶液中还有硫酸钙的饱和溶液,则

2+4

c(Ca)=c(S05~)=√9.0×IO-moH∕i=3.0xl0-2mo∏Λ再分批加入一定量的BaCO3,当

BaSiF6沉淀开始生成时,c(Ba?+)=黑黑mol∙L1=l.O×lO-4mol∙L1,当BaSo4沉淀开始生成

时,c(Ba2+)=詈震mol∙L1≈3.3×10-9mol-L1,因此首先转化为沉淀的离子是So

o.UXIU

考点二铁及其化合物

1.（2022北京,4,3分）下列方程式与所给事实不相得的是（）

△

A.加热NaHCO3固体,产生无色气体:2NaHCO3Na2∞3+H2O+CO2↑

3+

B.过量铁粉与稀硝酸反应,产生无色气体:Fe+NO/4H+^Fe+NO↑+2H2O

AONaðOH

C.苯酚钠溶液中通入Co2,出现白色浑浊：+CO2+H2O―＞、/+NaHCO3

浓硫一

D.乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热,产生有香味的油状液体:CH3CH2OH+CH3COOH一

CH3COOCH2CH3+H2O

答案B过量铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁，B不正确。

2.（2022浙江1月选考,8,2分）下列说法不正确的是（）

A.镁合金密度较小、强度较大,可用于制造飞机部件

B.还原铁粉可用作食品干燥剂

C.氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒

D.油脂是热值最高的营养物质

答案B还原铁粉具有强还原性,可作食品抗氧化剂而非干燥剂,B错误。

3.(2022浙江6月选考,22,2分)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是

()

A.与稀盐酸反应生成Fea3、CH3OH^H2O

B.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O

C.溶于氢碘酸(HI),再加CCL1萃取,有机层呈紫红色

D.在空气中，与SiCh高温反应能生成Fe2(SiO3)3

答案B由CH3OH类比推知，FeO(OCH3)中Fe元素的化合价为+3。该化合物与盐酸反

应的化学方程式为FeO(OCH3)+3HCI=-FeCI3+CH3OH+H2O,A项合理;隔绝空气加热分

i=2+

解应生成Fe2O3,B项不合理;2Fe3++2r=2Fe+l2,C项合理；由铁元素的化合价可知D

项合理。

4.(2022广东,18,14分)稀土(RE)包括镯、忆等元素,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：

酸化MgSO,溶液月桂酸钠

滤液2月桂酸

已知：月桂酸(CIIH23COOH)熔点为44°C;月桂酸和(CIIH23COO)3RE均难溶于水。该工艺

条件下,稀土离子保持+3价不变；

(CnH23COO)2Mg的KSP=I.8x10-8;AI(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

⑵"过滤Γ,前,用NaOH溶液调PH至的范围内，该过程中A甲发生反应

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Mg?+浓度为2.7g∙L-1o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(CIlH23CO。)低

于moHJ(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_______________________________________________________________________

______________________________________________________0

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)稀土元素钮(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Yo

①还原YCI3和Ptc∣4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o

答案(l)Fe2+

3+

(2)4.7≤pH<6.2AI+3OH^------AI(OH)3I

(3)4.0x10"

(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(ClIH23CoO)3RE与盐酸充分接触发生反应,加快RE?+溶出

②降温至44°C以下

(5)MgSO八CIIH23COOH(或CnH23COONa)

⑹①15②θ2+2H2θ+4e-==40H-

解析(1)矿物中的铁、铝元素与酸反应后转化为Fe2+,Fe3+和Al3+,其中Fe?+能够被氧化

3

为Fe÷o(2)调PH的作用是将Fe?+和AF+完全沉淀,但RE?+不能沉淀,所以调节PH范围为

4.7≤pH<6.2;由于PH未达到8.8,AI(OH)3未溶解转化为NaAIO2,故该过程中AF+与NaOH

反应的离子方程式为A"+30H--AI(OH)3L(3)加入月桂酸钠的目的是将RE?+转化为

难溶物(CnH23COe))3RE,但是为了防止Mg?+转化为(CllH23Coo)2Mg,故要求

22+2+11

c(CiiH23COO-)∙c(Mg)<Ksp[(CiiH23COO)2Mg],已知c(Mg)=2.7g∙L=0.1125mol∙L,则

41

c(CiiH23COO-)<4.0×IOmol∙Lo⑷①"加热搅拌”的温度为55°C,高于月桂酸的熔点，

故加热不仅可以直接加快反应速率,还能防止生成的月桂酸凝固阻碍反应物相互接触，

再结合搅拌操作使(CIlH23CoO)3RE与盐酸充分接触发生反应,从而加快RE3+溶

出；②(CuH23COO)3RE与盐酸反应生成RECl3和月桂酸,月桂酸的熔点为44°C,降温至44℃

以下时月桂酸为固体,可以通过过滤进行分离。(5)根据流程分析可知,滤液2主要溶质

为MgSo4,可用于“浸取"步骤；"操作X"得到的月桂酸可制成月桂酸钠并加入滤液1

中，循环利用。⑹①已知Pt3Y为合金,故可假设Pt3Y中Pt元素和Y元素的化合价均为0

价,生成1molPt3Y时，Pt元素和Y元素总共得到的电子为3mol×4+lmol×3=15mol;②

氢氧燃料电池中，Ch在正极发生反应,碱性溶液中发生的电极反应为5+2H2θ+4e-

40H<,

方法指导流程分析是关键,分析加入物质的目的，如酸化MgSO4溶液是利用H+溶解RE、

Fe,Al元素,氧化调PH后,得到的滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3,加入月桂酸钠的目的是将

RE3+转化为(ClIH23COO)3RE沉淀,滤液2主要为MgSo4溶液,最后(CllH23COO)3RE与盐酸

发生复分解反应生成RECb和ClIH23CoOH,降温过滤分离即可。

5.(2022河北,15节选)以焙烧黄铁矿FeSz(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铁铁蓝

Fe(NH。Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:

足量

HgSOQO%)H2SO4

NaCIO,

黄铁矿H2O

加热TJn热

〒

红f⅛钱

•

还序溶一沉氧.洗

ITl.铁

渣浸原解铁化涤

①*•—T-1•、蓝

加热干

♦♦♦pH=3燥

滤

滤

母

HSO

液

渣

渣24

①②

(NH4)2SO4

NaJFe(CN)J

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)。

⑵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

答案(I)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+8H2O15FeSO4+8H2SO4

解析(1)红渣的主要成分为Fe2O3,滤渣①的主要成分为SiO2o

（2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率。

（3）还原工序中，不产生S单质，则硫元素被氧化为SOI",反应的化学方程式为

7Fe2（SO4）3+FeS2+8H2O15FeSo4+8H2SO4。

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:

菱锌矿H2SO4XKMnO4Zn粉

焙浸

取

烧

滤渣①滤渣②滤渣③

HF

八八r,,/、滤液④I脱钙镁I.滤液③

ZnSO4∙7H2O<---------过滤---------

I

滤渣④

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+Mg2t

4.0×6.7×2.2×8.0×1.8×

Ksp

Ier38Icrl710-2。IO16IO11

回答下列问题：

⑴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、o

⑶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）2CNaOH

滤渣①的主要成分是

（4）向80~90°C的滤液①中分批加入适量KMnc）4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o

（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、o

焙烧

答案（I）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

2+Z：+

（4）Mnθ4+3Fe+7H2O=MnO2l+3Fe（OH）3l+5H

（5）除去铜离子

（6）硫酸钙硫酸镁

解析（1）根据产物有氧化锌,参照碳酸钙的高温分解可写出化学方程式。（2）为了提高

浸取效果,工业上一般需要加快反应速率,可以从浓度、温度、接触面积等角度考虑。（3）

调pH要考虑不能引入不易除去的杂质离子,如Na+和NH^后期不易除去;加入氢氧化

钙,Ca?+后期可以被F-除去，同时与硫酸根离子结合生成微溶的硫酸钙。SiOz不溶于

H2SO4,Ca?+和SOt生成CaSo4沉淀，由题表可知Fe（OH）3的Ksp,当pH=5

时,c（Fe3+）=4xlO∙nmol∙L1,Fe?+完全沉淀，同理可求出其他阳离子未沉淀完全。（4）根据题

意可知,反应中MnOl转化为Mno2,说明另一反应物具有还原性，只能是Fe2+;pH=5时，

产物为Fe（OH）3。（5）加入锌粉的目的是除去铜离子。（6）滤渣④为CaF2、MgF2,可与浓

_△△

H2SO4分别发生反应：CaF2+H2SC>4（浓）i—CaSO4+2HFT、MgF2+H2SO4（浓）一

MgSO4+2HFT,得到的副产物为硫酸钙和硫酸镁。

知识归纳化工流程中的调控PH

一使某些金属离子生成沉淀除去

1—£——调节溶液酸碱性,促进或抑制水解

的

I-核心反应需要酸性或碱性环境

原不引入新的杂质离子

则t不能使主体离子或物质损失

一加入氧化物或氢氧化物

调控

PH方一加入碳酸盐或碱式碳酸盐

法一加入氨水、NaoH溶液等

J加入盐酸、硫酸等

PH过小会导致某些离子沉淀不完全

PH过大会导致主体离子或物质损失

7.（2022全国乙,26,14分）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSo八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。

NaCOIAc、H,ONaOH

T22

ιII

铅膏—*脱硫酸浸沉铅♦PhO

^τ

ɪI

滤液滤渣滤液

一些难溶电解质的溶度积常数如下半W：

难溶电解

PbSOPbCOBaSO4BaCo3

质43

KSP2.5×10-87.4X10%l.l×10102.6×W9

一定条件下，一些金属氢氧4匕物沉淀小,的PH如下表:_________________________________

金属氢

Fe(OH)Fe(OH)AI(OH)Pb(OH)

氧化物3232

开始沉

2.36.83.57.2

淀的PH

完全沉

3.28.34.69.1

淀的PH

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：_______________________________________________________________________________

⑵在"脱硫"中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因

是_______________________________________________________________________________

_______________O

(3)在"酸浸"中，除加入醋酸(HAC),还要加入出。2。

(i)能被出。2氧化的离子是；

(ii)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为一

(巾)匕。2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,出。2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o

-

答案(1)PbSO4(s)+CO∣-(aq)PbCO3(s)+SO^(aq)存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)

2+

Pb(aq)+S0i^(aq),已知KSP(PbCʤ)«KSP(PbSOJ,加入Na2CO3,可将PbSCU转化为

更难溶的PbCO3,有利于后续溶于酸

⑵沉淀转化反应BaSo4(s)+COr(aq)BaCO3(s)+S0%-(aq)的平衡常数KyO.04,K值

较小,说明正向反应程度有限

(3)(i)Fe2+(ii)Pb+H2O2+2HAC==XPb(AC)2+2H2。(Ni)作还原剂,还原PbCh

(4)Al(OH)3>Fe(OH)3、BaSO4

(5)Ba2∖Na+

解析⑴结合题给难溶电解质的Ksp,可知利用Na2CO3"脱硫"发生沉淀转化反

应：PbSd(s)+CO歹(aq)-PbCO3(s)+S0^~(aq)»体系中存在沉淀溶解平衡PbSoJs)

2+

Pb(aq)+SO∣^(aq),已知KSP(PbCO3)«SP(PbSOJ,力"入Na2CO31可将PbSC)4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)+CO∣-(aq)~

BaCO3(s)+S0i-(aq)的平衡常数K=*黎专喏察=笠黑除0.04,K值较小,说明正向

C(L∙U3)KSP(BaCU3)<-.oXlU

反应程度有限，BaSθ4不能完全转化为BaCO3O(3)(i)根据铅膏的组成成分中含铁元素

可知，七。2能够氧化的离子为Fe2÷j(ii)H2O2将Pb氧化为Pb2+,继而Pb?+与醋酸反应生成

Pb(Ac)2,反应的化学方程式为Pb+H2O2+2HAc^Pb(AC)2+2H2O;(iii)PbCh转化为

Pb(AC)2的过程中Pb元素化合价降低,则七。2作还原剂,起到还原PbO2的作用。(4)"脱

硫”时,BaSCU部分转化为BaCO3,Ba元素以BaSO4、BaeO3的形式进入"酸浸"工序,此

外还有ALFe等金属元素,结合题给金属氢氧化物沉淀时的PH和铅膏的成分,可知滤渣

中含有AI(OH)3、Fe(OH)3、BaSO40(5)"沉铅"后的滤液中有"酸浸"时BaCo3溶于酸

产生的Ba2+,还有因加入NaOH溶液而引入的Na+。

考点三金属冶炼金属材料

1.(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()

A.兽骨B.青铜器C.纸张

答案B青铜是铜锡合金,属于合金材料,B项正确。A、C、D项均不是由合金材料制

成的。

2.(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I实验内容预测的实验现象

AMgCI2溶液中滴加NaOH溶液至过量产生白色沉淀后沉淀消失

BFeCb溶液中滴加KSCN溶液溶液变血红色

CAgl悬浊液中滴加NaCI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DA项,Mg(0H)2不能溶于NaOH溶液中，错误;B项,Fe?+与SCN-不显色,错误;C

项,KSP(Agl)<仆(AgCI),故黄色沉淀不能全部转化为白色沉淀,错误;D项,酸性KMnO4溶

液具有强氧化性,可与乙醇发生氧化还原反应,使溶液紫红色褪去,正确。

3.(2022浙江6月选考,24,2分)尖晶石矿的主要成分为MgAI2O4(⅛SiO2杂质)。已

知：MgAI2O4(s)+4C∣2(g)JMgCI2(s)+2AICI3(g)+2O2(g)∆H>0o该反应难以发生,但采

用"加炭氯化法"可以制备MgCl2和AICI3,同时还可得到副产物SiCIlSiCL沸点为

高温

58℃,AICI3在180°C升华)：MgAI2O4(s)+4C(s)+4CI2(g)===MgCI2(s)+2AICI3(g)+4C0(g)。

下列说法不巧砸的是()

A.制备时要保持无水环境

B.输送气态产物的管道温度要保持在180°C以上

C.氯化时加炭,既增大了反应的趋势,又为氯化提供了能量

D.为避免产生大量CO2,反应过程中需保持炭过量

答案DMgCI2∖AIC∣3都能发生水解反应,A项正确;温度低于180°C,AICb会发生凝华，B

项正确；炭和O2发生反应放出热量,使平衡正向移动,C项正确;炭过量,会和SiCh在高温

下发生反应生成Si,过量的炭和生成的Si会造成MgCI2中含有杂质，D项错误。

解题技巧要充分利用题中的信息,如∕H>0"、SiCI4的沸点、AICb的升华温度等。

4.(2022北京,18,14分)白云石的主要化学成分为CaMg(CO3)2,还含有质量分数约为2.1%

的Fe2O3和1.0%的SiO2O利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程示意图如下。

碳酸钙

白

云产品

石

矿煨烧

样

I滤渣C-j

逅≡⅛3⅛S暨矗ʃ

已知:

物质Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3

KSP5.5×W65.6XlO123.4×10^96.8×W6

⑴白云石矿样煨烧完全分解的化学方程式为

(2)NH4CI用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。

产品中

氧化物(Mo)浸出

CaCO3

率/%产品中Mg杂质含量/%(以

n(NHCI)Zn(CaO)纯度/%

4MgCO计)

计算实测3

CaOMgO

fl'ifl'L

2.1:198.41.199.199.7—

2.2:198.81.598.799.50.06

2.4：199.16.095.297.62.20

备注:i.MO浸出率=(浸出的MO质量/燃烧得到的MO质量)X100%(M代表Ca或Mg)

ii.CaC03纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中CaCO3

纯度。

①解释"浸钙"过程中主要浸出CaO的原因

是。

②沉钙反应的离子方程式为。

③“浸钙"过程不适宜选用n(NH4CI):〃(CaO)的比例为o

④产品中CaCo3纯度的实测值高于计算值的原因

是。

(3)“浸镁”过程中,取固体B与一定浓度的(NHJ2SO4溶液混合,充分反应后Mgo的浸

出率低于60%。加热蒸储,MgO的浸出率随储出液体积增大而增大,最终可达98.9%。从

化学平衡的角度解释浸出率增大的原因

是。

⑷滤渣C中含有的物质是。

(5)该流程中可循环利用的物质是o

烟烧

1

答案(I)CaMg(CO3)2^CaO+MgO+2CO2↑

⑵①Kp[Ca(OH)2]>*sp[Mg(OH)2],在一定量NH4CI溶液中，CaO先浸出

2+

0Ca+2NH3+CO2+H2OCaCO3l+2NHt

③2.4：1

④KSP(CaCO3)<∕Gp(MgCCh),CaCθ3优先析出，沉钙过程中耗NH3且少量NH3挥发,减少

MgCO3析出

⑶Mgo+%O==：Mg(OH)2,Mg(OH)2+2NHf=^Mg2++2NH3+2H2O,随大量氨气逸出，

平衡正向移动

(4)Fe2O3>SiO2、CaSO4>Mg(OH)2(MgO)

(5)NH4CK(NH/2SC)4、CO2>NH3

解析白云石矿样燃烧时,CaMg(CO。2高温分解生成氧化钙和氧化镁，向煨烧后的固体

中加入氯化镂溶液,氧化钙和氯化镀溶液反应生成氯化钙、NH3和七0,过滤得到含有氯

化钙.NH3的滤液A和含有Mgo、氧化铁、SiO2、Ca(OH)2的固体B;向滤液A中通入C02,CO2

与滤液A反应生成碳酸钙沉淀和氯化镂溶液；向固体B中加入硫酸镂溶液,MgO转化为

硫酸镁,Ca(OH)2转化为CaSO4,氧化铁、SiCh与硫酸镂溶液不反应,过滤得到含有氧化铁、

SiO2和少量CaSO4、Mg(OH)2、MgO的滤渣C和含有硫酸镁的滤液D;向滤液D中加入碳

酸镂溶液,碳酸镂溶液与滤液D反应、过滤得到碳酸镁沉淀和硫酸镂溶液,煨烧碳酸镁得

到氧化镁,制备分离过程中氯化钱溶液、硫酸核溶液、NH3和Co2可以循环利用。

(1)白云石矿样煨烧时,CaMg(Co3)2高温分解生成氧化钙、氧化镁和C5,反应的化学方

煨烧

程式为CaMg(CO3)Ca0+Mg0+2C02↑o

⑵①由溶度积数据知,％[Ca(θH)2]>*sp[Mg(OH)2],则溶液中Ca(OH)2的浓度大于

Mg(OH)2,Ca(OH)2能先与氯化镀溶液反应生成氯化钙、NH3和"0,而Mg(OH)2不能反

应,故"浸钙”过程主要浸出CaO;②"沉钙"时CCh与氯化钙、NH3和h0发生反应生

2+

成碳酸钙和氯化镂,反应的离子方程式为Ca+2NH3+CO2+H2O^CaCO3l+2NH2③由

题给数据知,氯化镂和氧化钙的物质的量比为2.4:1时,氧化镁的浸出率最高,而碳酸钙

的纯度无论是计算值还是实测值都最低,故不宜选用的物质的量比为2.4:1;④由溶度

积数据知,CaCO3的溶度积常数小于MgCO3,故CaeO3优先析此沉钙过程中消耗NH3且少

量NH3挥发,使溶液中NH3浓度减小,也能减少MgCo3析出，故CaCo3纯度的实测值高于

计算值。

(3)氧化镁与水反应生成Mg(OH)2,硫酸镂是强酸弱碱盐,NH：■在溶液中的水解反应为吸

热反应,加热蒸储时,氨气逸出促进NHt水解,溶液中c(H+)增大,有利于Mg(OH)2溶解转

化为MgSO4,故氧化镁浸出率提高。

⑷由分析知,滤渣C为Fe2O3、Sio2、CaSO八Mg(OH)2(MgO)o

(5)制备分离过程中氯化镀溶液、硫酸镂溶液、NH3和C02可以循环利用。

5.(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Mg?+、

Ca2÷),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。

[wɪɑj

操作I∣ι.i,coj-{7⅛

S⅛xi

浓

缩β≡∣I油液3

卤

水阮诧:

∣iic¾∏l综介科用

W灰乳II热解2冰介

25°C时相关物质的参数如下：

LiOH的溶解度:12.4g/100gH2O

化合物KSP

12

Mg(OH)25.6×IO

6

Ca(OH)25.5×10'

9

CaCO32.8×10-

2.5x10-2

Li2CO3

回答下列问题:

（1）“沉淀1"为。

⑵向"滤液1"中加入适量固体Li2CO3的目的是。

⑶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U2CO3。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NaHeO3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0

（5）他们结合（4）的探究结果,拟将原流程中向"滤液2"加入NazCQ改为通入CO2。这

-改动能否达到相同的效果,作出你的判断并给出理

由________________________________________________________________________

答案（I）Mg（OH）2（2）沉淀Ca?*

z

（3）蒸发浓缩趁热过滤（4）不稳定2Li++2HCOJ=ɪLi2CO3l+CO2t+H2O

⑸能达到相同效果,通入过量的C02时LiC）H转化为LiHCO%结合⑷的探究结果,LiH83

会很快转化成Li2CO3

解析（1）根据题表中几种化合物的KSP及LiOH的溶解度可知加入石灰乳后,浓缩卤水中

的Mg?+与石灰乳反应生成Mg（OH）2沉淀；⑵滤液1中含有Narlʃ`C「及Ca2+,结合KSP

和沉淀2经过热解、水合能生成石灰乳及后续流程可知，加入适量Li2CO3固体的目的是

将Ca?+转化成CaCo3沉淀除去；⑶由Li2CO3的溶解度曲线可知,温度升高Li2CO3的溶解度

降低,所以为提高Li2C03的析出量和纯度，需要在较高温度下得到沉淀，即依次蒸发浓缩、

趁热过滤；（4）根据实验现象可知离子方程式为2Li++2HCO]^Li2CO3l+CO2↑+H2O,

方法技巧

利用信息快速准确答题

（1）"LiOH的溶解度:12.4g/lOOgbO",为易溶物质，故加入石灰乳时Li+转化为LioH,不

是沉淀。

⑵由CaCo3和Li2CO3的KSP数据可知,加入适量固体Li2CO3的目的是使Ca?+沉淀。

（3）由Li2CO3的溶解度曲线得到其溶解度随温度升高而降低,故要趁热过滤,防止析出。

6.（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：

CClAi

已知"降温收尘”后,粗TiC∣4中含有的几种物质的沸点:

物质TiCI4VOCI3SiCI4AICI3

沸点//p>

回答下列问题：

⑴已知AG=AH-TAS,∆G的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略△以∆5随温度的

变化。若AG<0,则该反应可以自发进行。根据下图判断:600°C时，下列反应不能自发进

行的是。

300∏--------1--------1--------i--------1--------1--------

200-.TiO2(s)+2Ci2(g)=TiCl4(g)+O2(g)..

""1""***T..............r.......—∙∙∙ι∙...............I...............

-c100--------1---------1∙------1--------1--------1--------

CIllll