《高中化学》阶段检测卷二元素化合物（解析版）

专题突破卷02元素化合物（考试时间：75分钟试卷满分：100分）一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的）1．(2023·上海静安二模)自然界与人类活动对硫的循环均能产生影响。下列说法错误的是()A．火山口温度过高，附近的单质硫会被O2直接氧化为SO3B．大气中的SO2会形成酸雨，最终以H2SO4的形式进入地面或海洋C．工业排放的SO2尾气可与CaO和O2反应生成CaSO4D．常温下，浓H2SO4能使铁片钝化是由于其具有强氧化性【答案】A【解析】单质硫与O2反应只能变为SO2，SO2和O2在催化剂、加热条件下发生可逆反应生成SO3，故A错误；大气中的SO2会形成酸雨，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸被氧气氧化为硫酸，因此最终以H2SO4的形式进入地面或海洋，故B正确；工业排放的SO2尾气可与CaO和O2反应生成CaSO4，因此常用氧化钙处理工业排放的SO2尾气，故C正确；浓硫酸具有强氧化性，因此常温下，浓H2SO4能使铁片钝化，故D正确。2．明末科学家宋应星出版的《天工开物》中记载了有关“五金”的内容：“……黄金美者，其值去黑铁(生铁)一万六千倍，然使釜、鬵(xín，一种炊具)、斤(这里指菜刀、镰刀、锄头等)、斧不呈效于日用之间……贸迁有无，……”，下列解释正确的是()A．明代使用的釜、鬵一类的炊具都属于青铜合金B．添加了铬、镍的不锈钢菜刀和农具使用后即使不保养，也不会生锈C．金属的另一个用途就是铸成钱币作为贸易交往中的流通手段D．黑铁在空气中发生的腐蚀主要是化学腐蚀【答案】C【解析】明代使用的釜、鬵一类的炊具都属于铁合金，故A错误；不锈钢制作就是在普通钢中添加铬、镍等元素改变了钢铁内部结构，不锈钢不容易生锈，家里用的农具是铁合金，如果没及时洗干净后晾干，铁能与氧气、水同时接触，容易发生电化学腐蚀，容易生锈，故B错误；金属可以用来铸成钱币作为贸易交往中的流通手段，故C正确；生铁的腐蚀主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D错误。3．下列措施不会直接减少大气中CO2含量的是()A．以CO2为原料人工合成淀粉B．技术落后企业购买碳排放权C．企业开展煤改电技术升级D．捕集CO2并封存于海底【答案】B【解析】以CO2为原料人工合成淀粉可减少大气中CO2含量，A项不符合题意；技术落后企业购买碳排放权，其排放的CO2没有减少，B项符合题意；煤改电技术可减少CO2排放，C项不符合题意；捕集CO2并封存于海底，减少了大气中的CO2含量，D项不符合题意。4．（2024·吉林长春吉大附中实验学校高三考前适应考试）关于下列物质制备方法正确的是A．工业上以二氧化锰和浓盐酸制备氯气B．工业上用焦炭和金刚砂反应制备粗硅C．工业上以饱和食盐水、氨气、二氧化碳为原料制取D．工业上用氯气与反应制备漂白粉【答案】C【解析】工业上通过电解饱和食盐水制取氯气，以二氧化锰和浓盐酸制备氯气是实验室制法，A项错误；工业上用焦炭和石英砂(主要成分为二氧化硅)反应制备粗硅，金刚砂的主要成分是碳化硅，B项错误；向饱和食盐水中依次通入足量氨气、二氧化碳制得碳酸氢钠，C项正确；工业上以氯气与石灰乳反应制备漂白粉，D项错误。5．(2024·江苏南通一模)FeCl3易水解、易升华，是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列说法正确的是()A．实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸B．实验时Cl2若不足量，则可能生成FeCl2C．装置丙的作用是收集FeCl3D．装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2【答案】C【解析】实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，A错误；铁与氯气反应只能生成氯化铁，即使氯气少量也不能生成氯化亚铁，B错误；装置丙的作用是收集冷凝后的氯化铁固体，C正确；CaCl2与氯气不能反应，CaCl2的作用是防止水蒸气进入装置丙使FeCl3水解等，D错误。6．（2024·甘肃兰州第二中学高三月考）某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备，部分实验装置如图所示。下列说法正确的是A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下I处胶塞加入B．所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水C．开始实验时，应先打开活塞II，再打开活塞IIID．反应结束后，试剂换为冰水，可以促进晶体的析出【答案】D【解析】试剂a为盐酸，试剂b为碳酸钙，用于制取二氧化碳，试剂c为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的HCl；然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中，反应生成碳酸氢钠，过量的氨气用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒吸。实验过程中向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A项错误；制备CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸，生成的CO2无需干燥，NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3，尾气中含有NH3，可用稀硫酸吸收，B项错误；CO2在水中溶解度小，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，通入NH3营造碱性环境，增大CO2的溶解度，再打开活塞Ⅱ，通入CO2，C项错误；反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低的溶解度，促进晶体的析出，D项正确。7．(2024·广东肇庆二模)对下列事实的解释正确的是()A．二氧化硫气体能用浓硫酸干燥，是因为二氧化硫无还原性B．医疗上可用硫酸钡作钡餐，是因为硫酸钡可以阻挡X射线通过且不溶于强酸C．向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量等于0.45molD．常温下，浓H2SO4可以用铝制容器贮存，说明铝与浓H2SO4不反应【答案】B【解析】二氧化硫具有还原性，但不能被浓硫酸氧化，故A错误；用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药是因为硫酸钡不溶于盐酸，故B正确；因随着反应的进行，硫酸的浓度降低，稀硫酸不能与铜反应，被还原的H2SO4的物质的量小于0.45mol，故C错误；因常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化)，形成致密的氧化膜阻碍了反应的继续进行，故D错误。8．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是()A．2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋成立，说明氧化性：Fe3＋>Fe2＋B．25℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋可以大量共存C．5.6g铁与足量的氯气反应失去电子0.2molD．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋=Fe3＋＋4H2O【答案】A【解析】在2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋中，Fe3＋是氧化剂，Fe2＋既是氧化产物又是还原产物，氧化性：Fe3＋>Fe2＋，A项正确；pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)、H＋不能大量共存，B项错误；5.6g铁与足量的氯气反应失去0.3mol电子，C项错误；D项电荷和得失电子不守恒，错误。9．硫化锂(Li2S)是一种潜在的锂电池的电解质材料，某化学兴趣小组选择下列实验装置制备硫化锂。已知：粗锌中含少量Cu和FeS；Li2S易潮解、易水解，在加热条件下易被氧化。下列说法错误的是()A．装置乙中有黑色沉淀生成，反应的离子方程式为H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋B．装置丁硬质玻璃管中发生的反应为Li2SO4＋4H2eq\o(=,\s\up17(△))Li2S＋4H2OC．装置戊的作用只有一个：防止空气中的水蒸气进入装置丁而使Li2S水解D．虽然从装置戊中排出的尾气无毒，但尾气还是需要进行处理【答案】C【解析】由图可知，装置甲中稀硫酸和粗锌反应制备氢气，制得的氢气中混有硫化氢气体，装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于除去硫化氢气体，装置丙中盛有的浓硫酸用于干燥氢气，装置丁中硫酸锂与氢气共热反应制得硫化锂，装置戊中盛有的浓硫酸用于吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入丁中导致硫化锂水解。粗锌中含有的FeS与稀硫酸反应生成硫化氢气体，硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成硫化铜黑色沉淀，A正确；根据装置图可知，装置甲中产生的氢气经过除杂、干燥后进入装置丁与Li2SO4在加热条件下反应生成Li2S和水，B正确；装置戊的作用有两个：一是防止空气中的水蒸气进入装置丁而使Li2S水解，二是防止空气中的氧气进入装置丁而使Li2S氧化，C错误；从装置戊中排出的尾气是氢气，虽然氢气无毒，但易燃，应进行处理，D正确。10．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25nm)的流程示意图如下：下列叙述不正确的是()A．常用热的Na2CO3溶液除去铁泥表面的油污B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去D．步骤⑤中，为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验【答案】C【解析】油污在碱性条件下可以发生水解反应，热的纯碱溶液碱性较强，水解效果较好，可用于除去油污，A正确；滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉的主要目的是还原铁离子，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，B正确；步骤④中反应完成后剩余H2O2，为防止其在步骤⑤中继续氧化＋2价的铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余的H2O2，C错误；超顺磁性的纳米Fe3O4粒子平均直径为25nm，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验，D正确。11．(2023·河北邯郸模拟)水体中的局部氮循环如图所示。下列说法错误的是()A．N2→NHeq\o\al(＋,4)属于氮的固定B．图示转化过程中N元素表现出7种化合价C．硝化过程中含N物质被氧化，反硝化过程中含N物质被还原D．在NHeq\o\al(＋,4)、NH2OH、NOeq\o\al(－,2)和NOeq\o\al(－,3)中N原子的杂化方式不完全相同【答案】C【解析】N2→NHeq\o\al(＋,4)为空气中游离态的氮转化为氮的化合物，属于氮的固定，A正确；N2、NHeq\o\al(＋,4)、NH2OH、NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)、NO、N2O中氮元素的化合价分别为0、－3、－1、＋3、＋5、＋2、＋1，N元素表现出7种化合价，B正确；硝化过程中N2→NHeq\o\al(＋,4)氮元素化合价降低，含N物质被还原，C错误；NHeq\o\al(＋,4)、NH2OH中N为sp3杂化，NOeq\o\al(－,2)和NOeq\o\al(－,3)中N为sp2杂化，N原子的杂化方式不完全相同，D正确。12．（2023·湖南湘潭开学考）工业上以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如图所示。下列说法错误的是（A.“熔融氧化”应在铁坩埚中进行B.“锰酸钾歧化”（锰元素的化合价部分升高，部分降低）过程中可以用H2SOC.该流程中可循环使用的物质是MnOD.“滤液蒸发结晶”过程中加热蒸发液体至有较多晶体析出时停止加热【答案】D【解析】在“熔融氧化”过程中有KOH参与反应，故不能用瓷坩埚，可以用铁坩埚，A正确；“锰酸钾歧化”过程中需要加入酸性物质使溶液显酸性，可以用H2SO4代替CO2，B正确；锰酸钾发生歧化反应，生成高锰酸钾和MnO2，MnO2可以循环使用，C正确；“滤液蒸发结晶13．(2024·湖北天门中学月考)胶体在生产、生活中有广泛应用(Liepatoff规则：胶核总是选择性地吸附与其本身组成相似的离子形成胶粒)。硅胶溶液组成如下：硅胶溶液下列叙述正确的是()A．胶粒中表面离子数目一定大于束缚反离子B．SiOeq\o\al(2－,3)与硅胶溶液胶核组成相似C．1molNa2SiO3和足量盐酸反应得到硅胶粒子数约为6.02×1023D．硅胶溶液的胶团中n(SiOeq\o\al(2－,3))>2n(H＋)【答案】B【解析】胶粒中SiOeq\o\al(2－,3)带负电荷数大于H＋带正电荷数，表面离子数不一定大于束缚反离子数，A错误；由图示可知，胶核优先吸附SiOeq\o\al(2－,3)，根据Liepatoff规则可得SiOeq\o\al(2－,3)与硅胶溶液胶核组成相似，B正确；许多分子聚集在一起形成胶粒，故形成胶粒数小于6.02×1023，C错误；胶团不带电荷，胶团中阴离子为硅酸根离子，阳离子为氢离子，根据电荷守恒，n(SiOeq\o\al(2－,3))＝2n(H＋)，D错误。14．(2024·湖北七市联考)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验现象的解释正确的是()选项操作及现象解释A向淀粉碘化钾溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B将生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3【答案】D【解析】Fe3＋将I－氧化生成I2，淀粉遇到I2显蓝色，并非Fe3＋能与淀粉发生显色反应，A错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，不是Fe(OH)3，B错误；稀硝酸具有强氧化性，与铁粉反应生成NO，不产生H2，C错误；Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，故新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色，D正确。15．(2024·福建福州二检)工业上采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4)，其主要的生产流程如下：已知：K2FeO4在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定，难溶于醇等有机溶剂。下列说法错误的是()A．反应②为3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH=2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2OB．由反应③可知，此温度下Ksp(K2FeO4)>Ksp(Na2FeO4)C．“提纯”步骤的洗涤剂可以选用CH3COOK溶液、异丙醇D．K2FeO4可用于水的消毒【答案】B【解析】反应②中NaClO→Cl－、Fe(NO3)3→Na2FeO4,1molNaClO反应得2mol电子，1molFe(NO3)3反应失去3mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒可得3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH=2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O，A项正确；反应③中Na2FeO4与KOH溶液混合生成K2FeO4，说明K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，B项错误；因K2FeO4在碱性条件下稳定，且在醇中的溶解度小，故可用CH3COOK溶液、异丙醇作洗涤剂，C项正确；K2FeO4具有强氧化性，可起到杀菌、消毒的作用，D项正确。二、非选择题（本题包括4小题，共55分）16．（10分）(2024·福建泉州模拟)Cu与浓HNO3反应是中学阶段一个重要反应，某兴趣小组对实验中的一些现象及产物进行实验探究。回答下列问题：(1)Cu与浓HNO3反应的离子方程式为________________________________。(2)关于该实验下列说法错误的是________。A．该反应需要加热才能进行B．可通过抽动铜丝控制反应的发生和停止C．反应后迅速生成大量红棕色气体D．烧杯中仅发生中和反应(3)小组同学发现Cu与浓HNO3反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀HNO3反应所得混合溶液为蓝色，针对绿色产生的原因展开探究。【提出猜想】猜想a：Cu(NO3)2浓度大猜想b：NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中猜想c：由于NO2与水反应能够生成HNO2，HNO2与Cu2＋能够发生可逆反应：Cu2＋＋xHNO2[Cu(NO2)x](x－2)－(绿色)＋xH＋【实验探究】实验ⅰ：配制饱和Cu(NO3)2溶液，溶液呈蓝色。实验ⅱ：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到________________，5min后，溶液完全变为蓝色。实验ⅲ：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ⅱ相同，但5min后，溶液仍为绿色。【实验结论】对比实验ⅱ与实验ⅲ，可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因主要是____________________。(4)小组同学还针对产物Cu(NO3)2的热稳定性进行探究。在如图3所示的实验装置A中，用酒精喷灯对Cu(NO3)2固体加强热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为O2。当反应结束以后，试管中残留固体为红色。①从实验安全角度考虑，需要在A、B间加入________装置。②图4为Cu(NO3)2样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线)。Cu(NO3)2加热到200℃的化学方程式为___________________，继续高温至1000℃生成________(填化学式)固体。【答案】(1)Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O（2分）(2)AD（2分）(3)有红棕色气体放出NO2溶于Cu(NO3)2溶液中（2分）(4)防倒吸2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑（2分）Cu2O（2分）【解析】(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和H2O，离子方程式为：Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；(2)铜与浓硝酸反应不需要加热，A错误；可以通过抽动铜丝控制反应的发生和停止，B正确；铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，为红棕色气体，C正确；烧杯中有硝酸和氢氧化钠的中和反应，还有二氧化氮气体与氢氧化钠发生的氧化还原反应，D错误；(3)实验(ⅰ)证明硝酸铜溶液为蓝色，实验(ⅱ)取Cu与浓HNO3反应所得绿色溶液通入空气，可以看到溶液上方有红棕色气体放出，是由于空气把溶解在硝酸中的NO2带出，对比实验(ⅲ)通入氮气也有红棕色，但是溶液仍为绿色，原因是空气中的氧气与二氧化氮和H2O反应生成硝酸，二氧化氮反应完绿色消失，溶液显蓝色，而通入氮气的没有发生反应，溶液仍然为绿色，证明溶液为绿色的原因主要是NO2溶于Cu(NO3)2溶液中；(4)固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置，从热重曲线上得出，加热到200度时，固体质量剩余42.6%，eq\f(mCuO,mCuNO32)＝eq\f(80,188)＝42.6%，因此加热到200度分解为CuO、NO2、O2，反应的化学方程式为：2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑，加热到1000度时CuO又分解，固体只剩余Cu2O了。17．（15分）纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1所示。(1)用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的Cu2S，其原理如图2所示，该反应的离子方程式为__________________________________________。(2)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3溶液作浸取剂。①反应：Cu2S＋4FeCl3=2CuCl2＋4FeCl2＋S，每生成1molCuCl2，反应中转移电子的物质的量为________；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3＋较高浓度，有关反应的离子方程式为__________________________________________________________________________。②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图3所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是__________________________________。(3)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图4所示，当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是_____________________________________________________________________________________________________。(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时，该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为________。(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经过滤、________、干燥、________等操作可得到Fe2O3产品。【答案】(1)CuFeS2＋Cu＋2H＋=Cu2S＋Fe2＋＋H2S↑(2分)(2)①2mol(2分)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O(2分)②生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取(2分)(3)Fe3＋水解程度随pH的升高而增大(2分)(4)32∶7(3分)(5)洗涤(1分)煅烧(或灼烧)(1分)【解析】(4)在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜，离子方程式为2Cu2＋＋N2H4＋4OH－=2Cu↓＋N2↑＋4H2O，反应中还原产物为Cu，氧化产物为N2，质量之比为(2×64)∶28＝32∶7。18．（15分）（2024·河北部分学校高三选择性考试）中南大学某团队采用浓硫酸、硫酸铵、硫酸氢铵或氯化铵为改性剂，利用低温焙烧将红土镍矿中的金属转化为相应的硫酸盐；随后采用水为浸出剂，利用水浸/水解法选择性浸出镍、钴、钪等金属，同时去除铁、铝、铬等金属，实现了红土镍矿（主要成分为镍及其氧化物）在温和条件下的高效提取。工艺流程（简化版）如图所示。回答下列问题：(1)基态核外电子排布式为。(2)写出氧化镍与改性剂中硫酸铵反应的离子方程式：。用处理尾气，可以将其循环利用。(3)磁选分离焙砂，最终得到铁精矿，说明氢还原焙烧时，含铁元素的产物是。这时，每得到1mol该含铁产物，反应转移的电子数为（用含的式子表示）。(4)下图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度（S）。下列说法正确的是______（填字母）。A．时，溶液中铁元素的主要存在形式是B．若溶液中含有少量的杂质，可通过调节溶液pH的方法来除去C．若分离溶液中的和，可调节溶液的pH在4左右D．若在含有和的溶液中加入烧碱，优先沉淀(5)已知25℃时，，且中和沉淀需调节pH为7.0~8.5，试估算浸出液中的浓度范围：。(6)用含镍2%的100kg红土镍矿，经上述工艺制得3kg固体，镍的回收率为（保留3位有效数字）。【答案】(1)[Ar]3d8(1分)(2)NiO+2=Ni2++H2O+2NH3↑(2分)H2SO4(1分)(3)Fe3O4(1分)NA(1分)(4)CD(2分)(5)2.5×10-5mol/L≤c(Ni2+)≤2.5×10-2mol/L(3分)(6)95.2%(4分)【解析】用浓硫酸、硫酸铵、硫酸氢铵或氯化铵为改性剂，利用低温焙烧将红土镍矿（主要成分为镍及其氧化物）中的金属转化为相应的硫酸盐，同时产生尾气NH3；随后采用水为浸出剂，利用水浸/水解法选择性浸出镍、钴、钪等金属，得到相关金属硫酸盐，同时去除铁、铝、铬等金属，将尾气NH3通入浸出液中和沉淀并过滤出Ni(OH)2，浸出渣中有铁、铝、铬的氢氧化物，还原焙烧后转化为氧化物，磁选分离出四氧化三铁，进一步得到铁。（1）Ni元素原子序数为28，基态Ni2+核外电子排布式为[Ar]3d8。（2）氧化镍与改性剂中硫酸铵反应，硫酸铵是强酸弱碱盐，铵根水解显酸性与NiO反应，NiO+2=Ni2++H2O+2NH3↑，尾气是氨气，用硫酸吸收，得硫酸铵，可以循环利用。（3）可以磁选分离说明含铁元素的产物是磁性氧化铁，即Fe3O4，其中有两个Fe为+3价，一个为+2价，氢还原焙烧是还原氢氧化铁，每得到1molFe3O4，有1molFe3+得1mol电子变为+2价，即转移电子数为NA。（4）由图像知，pH=3时，Fe(OH)3溶解度为0，说明铁元素主要存在形式是Fe(OH)3，A错误；根据图像，当Ni2+以氢氧化物形式沉淀时，Co(OH)2溶解度很小，说明Co2+也大量以氢氧化物沉淀，不能除去Co2+，B错误；由图像，pH=4时，Fe3+已经完全以氢氧化物沉淀，而Cu(OH)2溶解度还较大，Cu2+还未沉淀，可以分离Fe3+和Cu2+，C正确；若在含有Cu2+和Ni2+的溶液中加入烧碱，pH增大过程中，Ni(OH)2溶解度先减小为0，说明Ni(OH)2优先沉淀，D正确。（5）根据Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-)=2.5×10−16，c(Ni2+)=，pH为7.0~8.5，10-8.5mol/L≤c(H+)≤10-7mol/L，则10-7mol/L≤c(OH-)≤10-5.5mol/L，故2.5×10-5mol/L≤c(Ni2+)≤2.5×10-2mol/L。（6）3kgNi(OH)2固体中Ni元素的质量为=1.903kg，100kg含镍2%的红土镍矿中Ni元素的质量为2kg，故Ni的回收率为95.2%。19．（20分）(2024·山西八校联考)某小组利用数字化实验模拟制备Fe(OH)2并探究其相关性质。Ⅰ.模拟制备Fe(OH)2装置如图，打开右瓶上方空气过滤器的气阀(平衡压强，便于FeSO4溶液能够进入右瓶)；然后依次打开鲁尔阀、推动注射器，将注射器中的FeSO4溶液加入左瓶的溶液中，促使左瓶中的FeSO4溶液流入右瓶；当右瓶中明显有白色沉淀生成时，停止加液，依次关闭鲁尔阀、右瓶上方空气过滤器的气阀，打开左瓶上方空气过滤器的气阀。(1)实验证明制备Fe(OH)2的最佳pH是6～8，采用(NH4)2Fe(SO4)2代替FeSO4、氨水代替NaOH溶液效果更好的原因是_______________________________________________________________________________________________________，Na2SO3的作用是_______________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.探究原料FeSO4的相关性质向50mL蒸馏水中加入FeSO4·7H2O并搅拌以加快溶解，用溶解氧传感器测定液体中溶解氧质量浓度随时间的变化，b点时加入NaOH溶液，所得曲线如图。(2)对比ab、bc段溶解氧的消耗速率，可以得出结论：_________________________________________________________________。(3)已知：在pH≈4时，溶液中Fe2＋被氧化成Fe3＋的过程中会产生FeOOH，且c(Fe2＋)降低量大于c(Fe3＋)增加量，pH几乎不变。用总离子方程式说明原因__________________________________，检验反应后的溶液中是否存在Fe2＋，可以选择的试剂是________。A．NaOH溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液C．KSCN溶液Ⅲ.用铈量法测定市售Fe(OH)2中Fe(Ⅲ)的含量实验步骤如下：①取一定量产品溶于稀硫酸中，取待测液VmL，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用cmol·L－1硫酸铈标准溶液进行滴定可得出Fe2＋的含量。终