适用于新教材2024版高考化学一轮总复习第四章课时规范练21金属及其化合物的综合应鲁科版

这是一份适用于新教材2024版高考化学一轮总复习第四章课时规范练21金属及其化合物的综合应鲁科版，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

课时规范练21
一、选择题:每小题只有1个选项符合题意。
1.(2023重庆第三次诊断)四氯化锡常用作合成有机锡化合物的原料。利用下图装置使含锡硫渣与氯气反应制备四氯化锡并进行尾气处理。

已知:①无水四氯化锡的熔点为-33 ℃、沸点为114.1 ℃;②四氯化锡易水解。下列说法正确的是(　　)
A.装置A中KClO3可用MnO2替代
B.装置D中球形冷凝管的进水口为1、出水口为2
C.装置B的作用是吸收HCl
D.装置E中的试剂为无水氯化钙
答案C
解析装置A中生成氯气,通过饱和食盐水吸收杂质氯化氢,通过C干燥后进入D反应生成四氯化锡,装置E吸收尾气并防止空气中水蒸气进入D;该装置为不加热装置,二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,A错误;装置D中球形冷凝管水流方向为下进上出,进水口为2、出水口为1,B错误;盐酸具有挥发性,得到的氯气中含有氯化氢,可以使用饱和食盐水吸收,C正确;尾气中的氯气有毒,会污染空气,E中可选择碱石灰,吸收尾气的同时防止水蒸气进入装置D,而无水氯化钙只能吸收水,D错误。
2.下列装置用于实验室制取NO并回收Cu(NO3)2·6H2O,能达到实验目的的是(　　)

A.用装置甲制NO气体
B.用装置乙除去NO中的少量NO2
C.用装置丙收集NO气体
D.用装置丁蒸干Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2·6H2O
答案A
解析Cu与稀硝酸在常温下发生氧化还原反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O,因此可以用装置甲制NO气体,A正确;为了使混合气体与水充分接触,洗气除杂时导气管应该采用长进短出方式,B错误;NO气体在常温下容易与空气中的O2反应产生NO2气体,因此应该根据NO不溶于水,也不与水发生反应,采用排水法收集NO气体,C错误;Cu(NO3)2溶液加热时会促进铜离子水解,且生成的硝酸易挥发,应根据其溶解度受温度的影响变化较大,采用冷却结晶法制备Cu(NO3)2·6H2O,D错误。
3.工业氢氧化锂在重结晶提纯时,采取了下述办法,巧妙地分离出杂质(P、Si、N、S等)。工艺流程如下:

已知:LiOH的溶解度随温度变化

t/℃
0
20
40
60
80
100

12.7
12.8
13
13.8
15.3
17.5

下列说法错误的是(　　)
A.LiOH的溶解度随温度升高变化不大
B.操作Ⅰ为过滤,除去P、Si等形成的难溶物
C.操作Ⅱ得到LiOH晶体应采用降温结晶
D.操作Ⅲ为趁热过滤,分离N、S等可溶性杂质
答案C
解析由于LiOH的溶解度随温度升高变化不大,故操作Ⅱ得到LiOH晶体应采用蒸发结晶,C错误。
4.(2023福建龙岩模拟)铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂。某同学设计实验制取铋酸钠,装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。已知:①NaBiO3呈浅黄色,不溶于冷水;②Bi(OH)3呈白色,难溶于水。

下列说法错误的是(　　)
A.装置B用于除去Cl2中HCl
B.装置C中反应的离子方程式为Bi(OH)3+3OH-+Cl2Bi+2Cl-+3H2O
C.拆除装置前必须进行的操作是关闭K1、K3,打开K2
D.装置D用于除去多余的氯气
答案B
解析反应物为Bi(OH)3、Cl2和NaOH混合物,+3价的Bi被氧化成NaBiO3,Cl2被还原成Cl-,根据原子守恒还有水生成,则反应为Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2NaBiO3+2Cl-+3H2O,B错误;从题图看关闭K1、K3,打开K2,可使NaOH滴下与氯气反应,C正确;装置D中装有氢氧化钠溶液,用于除去多余的氯气,以免污染空气,D正确。
5.SnCl2易水解,是常见的抗氧化剂。实验室以SnCl2为原料制备SnSO4·2H2O的流程如下,下列说法正确的是(　　)

A.气体为NH3
B.反应1只发生复分解反应
C.溶解时,再加入适量Sn粉可以提高产品纯度
D.操作1为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥
答案C
解析SnCl2易水解,SnCl2固体溶解后溶液显酸性,在溶液中加入碳酸氢铵,生成二氧化碳气体,SnCl2水解最终得到SnO,SnO溶于硫酸得到SnSO4溶液,再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作得到SnSO4·2H2O。气体应为二氧化碳,A错误;反应1中首先发生相互促进的水解反应(属于复分解反应)得到Sn(OH)2,Sn(OH)2分解得到SnO(分解反应),B错误;SnCl2常作抗氧化剂,说明其易被氧化,适量Sn粉可防止SnCl2被氧气氧化,从而提高产品纯度,C正确;SnSO4溶液通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作会发生氧化,得不到SnSO4·2H2O,D错误。
6.(2023山东滨州模拟)实验室以含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料,制备NixOy和CoCO3的工艺流程如图所示。

已知:25 ℃时,Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15。下列说法正确的是(　　)
A.滤渣Ⅰ中含SiO2和BaSO4
B.“氧化”“调pH”时均需加过量的试剂
C.“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体再从下口放出
D.“沉钴”开始时,若溶液中的c(Co2+)=0.02 mol·L-1,为防止生成Co(OH)2,应控制溶液pH>7.5
答案A
解析向含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)中加入稀硫酸酸浸,过滤分离出滤渣Ⅰ为SiO2、BaSO4,滤液中含有NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4,加入氧化剂H2O2氧化FeSO4,加入Na2CO3调节pH使Fe2(SO4)3等转化为含铁元素沉淀经过滤除去,再加入有机萃取剂,振荡、静置、分液得到含NiSO4的有机层和含CoSO4的水层溶液。向含CoSO4的溶液中加入碳酸氢钠,使Co2+转化为CoCO3沉淀,过滤、洗涤、干燥得到CoCO3;含NiSO4的有机层反萃取得到NiSO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4·6H2O晶体,煅烧生成NixOy。“滤渣Ⅰ”的主要成分是SiO2、BaSO4,A正确;“调pH”过程中,Na2CO3不能过量,否则Co2+和Ni2+会与碳酸根离子反应生成沉淀而损失,B错误;“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口放出后,上层液体再从上口倒出,C错误;当恰好生成Co(OH)2时,c平(OH-)=mol·L-1=1×10-6.5mol·L-1,常温下c平(H+)=mol·L-1=1×10-7.5mol·L-1,即pH=7.5,为了防止沉钴时生成Co(OH)2,常温下应控制溶液pH<7.5,D错误。
7.氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体
{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}难溶于水,可用于制备热敏材料VO2。已知+4价钒的化合物易被氧化,实验室以VOCl2和NH4HCO3为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.按气流方向从左往右,各装置接口为a-fg-de-bc
B.装置①的优点是节约原料且能随开随用、随关随停
C.实验时需先关闭K2,打开K1,待③中出现浑浊,再打开K2,关闭K1
D.装置②发生反应的离子方程式为6VOCl2+5N+4HC+19H2O(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓+12Cl-+13H+
答案C
解析装置的连接顺序为①④②③,接口连接顺序为a-fg-bc-de,A错误;由实验装置图可知,装置①可以防止二氧化碳气体逸出,但不能控制反应的发生,不能达到随开随用、随关随停的目的,B错误;实验时先关闭K2,打开K1,用装置①制取的二氧化碳排尽装置中的空气,待③中出现浑浊说明装置中空气排尽后,再打开K2,关闭K1制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,C正确;装置②中发生的反应为VOCl2与碳酸氢铵溶液反应制得氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体和氯化铵,反应的离子方程式为6VOCl2+5N+4HC+13OH-+6H2O(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓+12Cl-,D错误。
8.(2023湖北黄冈中学模拟)亚硝酸钠广泛用于媒染剂、漂白剂等。某兴趣小组用下列装置制取较纯净的NaNO2。

反应原理为2NO+Na2O22NaNO2。已知:NO能被酸性KMnO4溶液氧化成N,Mn被还原为Mn2+。下列分析错误的是(　　)
A.实验时,向甲中滴入稀硝酸前先通入N2
B.仪器的连接顺序为a→f→g→d→e→b
C.丙中CaCl2用于干燥NO
D.乙中吸收尾气时发生的离子反应为3Mn+5NO+4H+3Mn2++5N+2H2O
答案B
解析NO易被空气中的O2氧化生成NO2,故甲中滴入稀硝酸前需通入N2,防止NO被氧化,A正确;甲中制得的NO要先通过丙进行干燥,再与Na2O2反应,最后用酸性KMnO4溶液吸收NO尾气,故仪器的连接顺序为a→d→e→f→g→b,B错误;丙中CaCl2用于干燥NO,除去水蒸气,C正确;吸收NO尾气时,NO被酸性KMnO4溶液氧化成N,Mn被还原为Mn2+,结合守恒规律写出离子方程式,D正确。
9.(2023浙江名校联盟联考)如图为CaC2O4·xH2O在N2和O2气氛中的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)。下列有关说法错误的是(　　)

A.x的值为1
B.物质A为CaC2O4,CaC2O4在隔绝空气条件下,420 ℃以下稳定,不会分解
C.在800~1 000 ℃、氮气气氛中的反应为CaCO3CaO+CO2↑
D.无论是O2气氛还是N2气氛,当1 mol CaC2O4·xH2O最终转变为C时,转移电子的物质的量相同
答案D
解析第1步质量由100mg减小到87.5mg,该反应为CaC2O4·xH2O失去结晶水生成CaC2O4,根据质量守恒定律有,解得x≈1,A正确。420℃以下氮气气氛中,A的质量随温度升高保持不变,说明420℃以下,CaC2O4在隔绝空气条件下较稳定,不会分解,B正确。800~1000℃,在N2氛围中的反应为CaCO3CaO+CO2↑,C正确。C为CaO,在O2气氛中,1molCaC2O4·H2O最终转变为1molH2O、1molCaO和2molCO2,电子转移2mol;在N2气氛中,1molCaC2O4·H2O最终转变为1molH2O、1molCaO、1molCO2和1molCO,电子转移1mol,D错误。
二、非选择题
10.从砷化镓废料(主要成分为GaAs,含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)中回收镓和砷的工艺流程如下:

已知:镓(Ga)既能溶于酸也能溶于碱,与NaOH溶液反应生成NaGaO2和H2。
回答下列问题:
(1)“浆化”是将砷化镓废料转变成悬浊液的过程,其目的是　。 
(2)砷化镓(GaAs)在“碱浸”时,砷转化为Na3AsO4进入溶液,该反应的化学方程式为　。 
(3)“碱浸”的温度控制在70 ℃左右,温度不能过高或过低的原因是　　　　　　　　　　　　　;“滤渣Ⅰ”的成分为　　　　　　(填化学式)。 
(4)向浸出液中加H2SO4进行“中和”,调节pH使镓和硅共沉淀,不同pH时沉淀率如下表所示。根据表中数据可知,“中和”的pH应调节至　　　　　　　　范围内,沉淀的效果最好。 

pH
镓沉淀率%
硅沉淀率%
砷沉淀率%
4.0
75.0
89.2
0.02
5.0
98.5
98.6
0.01
6.0
98.9
99.2
0.02
7.0
95.3
99.5
0.06
8.0
86.1
86.3
0.11
9.0
57.4
65.1
0.13

7(5)“旋流电解”时用惰性电极,则所得“尾液”的溶质主要是　　　　　　　　(填化学式),可进行循环利用,提高经济效益。 
(6)若用240 kg含镓3%的砷化镓废料回收镓,得到纯度为99%的镓7.10 kg,则镓的回收率为　　　　　　　　%(结果保留一位小数)。 
答案(1)增大接触面积,提高碱浸效率(或“使碱浸更充分”等合理答案也可)
(2)GaAs+4NaOH+4H2O2NaGaO2+Na3AsO4+6H2O
(3)温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致H2O2分解　Fe2O3、CaCO3
(4)5.0~6.0　(5)H2SO4　(6)97.6
解析砷化镓废料的主要成分为GaAs,含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质,加入NaOH、H2O2,GaAs转化为NaGaO2、Na3AsO4,SiO2转化为Na2SiO3进入溶液,Fe2O3、CaCO3难溶于氢氧化钠溶液形成滤渣Ⅰ;向浸出液中加硫酸调节pH,生成Ga(OH)3、H2SiO3沉淀,向镓和硅共沉淀物中加入硫酸,Ga(OH)3生成Ga2(SO4)3溶液,电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、氧气和硫酸。
(1)将砷化镓废料转变成悬浊液,可以增大与氢氧化钠、过氧化氢的接触面积,提高碱浸效率。
(2)砷化镓(GaAs)在“碱浸”时,NaOH、H2O2与GaAs反应生成NaGaO2、Na3AsO4,该反应的化学方程式为GaAs+4NaOH+4H2O2NaGaO2+Na3AsO4+6H2O。
(3)“碱浸”的温度控制在70℃左右,温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致H2O2分解,所以温度不能过高或过低;Fe2O3、CaCO3难溶于氢氧化钠溶液,“滤渣Ⅰ”的成分为Fe2O3、CaCO3。
(4)向浸出液中加H2SO4进行“中和”,调节pH使镓和硅共沉淀,pH范围在5.0~6.0时,镓和硅沉淀率高、砷沉淀率低,所以“中和”的pH应调节至5.0~6.0。
(5)电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、氧气和硫酸,则所得“尾液”的溶质主要是H2SO4,可进行循环利用,提高经济效益。
(6)若用240kg含镓3%的砷化镓废料回收镓,得到纯度为99%的镓7.10kg,则镓的回收率为×100%≈97.6%。