2024年高考化学一轮复习课件（鲁科版）第3章 热点强化7　金属及其化合物制备流程分析

热点强化7　金属及其化合物制备流程分析

类型一　常见金属及其化合物的制备

常见金属及其化合物的制备涉及的内容有：

(1)金属冶炼类，如冶炼镁、铝、铁、铜等金属，主要考查产品冶炼条件控制以及混合物的分离和提纯等。

(2)中学重要化工产品的制备类，如胆矾、绿矾、明矾、氧化铁、硝酸铜等物质的制备。

往往考查物质的性质、分离提纯、反应原理、实验操作等知识点。由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，并且有的试题文字信息量大，所以这类题目容易出错。

1．(2022·湖南，7)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CO2

D．滤液可回收进入吸收塔循环利用

2．(2023·济南模拟)水合肼(N2H4·H2O)的性质类似氨水。利用水合肼处理铜氨{[Cu(NH3)4]2＋}废液回收铜粉的实验流程如图：

下列说法错误的是(　　)

A．上述三步反应过程均为氧化还原反应

B．反应1的目的是制备NaClO

C．合成水合肼的反应中每消耗1 mol CO(NH2)2转移电子数为NA

D．反应3完成后要用到过滤操作

3．以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

(1)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__________________。

(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃

硫去除率＝(1－)×100%

①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。

②700 ℃焙烧时，添加1%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___________________________________________________________________________。

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由____________(填化学式，下同)转化为________。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。

4．[2019·全国卷Ⅰ，26(1)(2)(4)]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)“滤渣1”的主要成分有________________________________。

为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是________。

(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为___________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________________________________________________________________________。

类型二　过渡金属及其化合物的制备

过渡金属元素常具有多种可变化合价，形成化合物种类较多，近年高考题常以Ni、Cr、Mn、V等元素化合物的制备流程为载体，考查不同价态物质转化规律、条件控制、物质的分离提纯等关键能力。

1．(2022·湖南长郡中学高三模拟)含铬废水会严重污染环境，一种烟气协同处理含铬废水(含CrO、Cr2O、泥沙等)的流程如图：

下列说法不正确的是(　　)

A．“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物

B．溶液A通常选用硫酸“调pH”，目的是将CrO转化为Cr2O

C．“还原”过程涉及的氧化还原反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3

D．母液经处理可获得(NH4)2SO4

2．(2022·山东滨州高三模拟)工业上以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，另含FeO、Fe2O3、CaO等杂质)为主要原料生产锰酸锂(LiMn2O4)，工艺流程如下：

下列说法错误的是(　　)

A．可采用搅拌的方法提高“酸浸”时碳酸锰矿的浸出速率

B．加入CaO的目的是调节pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3除去

C．“合成MnO2”的化学方程式为MnSO4＋K2S2O8＋2H2O===MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4

D．“气体1”中含两种气体，一种是CO2，另一种可能是CO

3．(2022·重庆八中高三模拟)黏土钒矿(主要成分为钒的＋3、＋4、＋5价的化合物以及SiO2、Al2O3等)中钒的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2＋、VO形式存在，采用如图所示工艺流程可由黏土钒矿制备V2O5。已知：V2O5在碱性条件下以VO形式存在。下列说法不正确的是(　　)

A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成VO，至少需要1 mol KClO3

B．滤液1中主要的阴离子有[Al(OH)4]－、VO、Cl－、OH－、SO

C．“煅烧”时需要的仪器主要有蒸发皿、玻璃棒、三脚架、酒精灯

D．“煅烧”时，NH4VO3受热分解：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O

4．(2022·湖北高三模拟)草酸钴主要用作制氧化钴的原料，也可用于制取其他钴化合物。利用废料铝钴膜(含有LiCoO2、Al、Fe)制备草酸钴的工艺如下：

下列有关说法错误的是(　　)

A．碱浸的目的是溶解除铝

B．氢碘酸在流程中体现酸性和还原性

C．滤渣的主要成分是氢氧化铁

D．沉钴时检验沉淀是否洗涤干净可用的试剂为盐酸

5．锆(40Zr)是现代工业中重要的金属原料，具有良好的可塑性，其抗蚀性能强于钛。以锆英石(主要成分是ZrSiO4，还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产锆及其化合物的流程如图所示：

(1)分馏属于__________________________________(填“物理变化”或“化学变化”)。

(2)锆英石________(填“能”或“不能”)直接用稀盐酸浸取后再分馏，理由是_____________

_______________________________________________________________________________。

(3)“高温气化”中ZrSiO4发生反应得到ZrCl4的反应的化学方程式为___________________。

(4)流程中ZrCl4与水反应后经过滤、洗涤、干燥等操作可获得ZrOCl2·8H2O，检验该物质是否洗涤干净的实验操作为_________________________________________________________。