2024年江苏高考化学一轮复习 微主题2　金属综合 课时练（含解析）

这是一份2024年江苏高考化学一轮复习 微主题2　金属综合 课时练（含解析），共7页。试卷主要包含了5 ml/L的Pb2溶液]等内容，欢迎下载使用。


A. 高温灼烧时发生的主要反应为4[FeO·Cr2O3]＋8Na2CO3＋7O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2
B. 浸取所得溶液中大量共存的离子有：
Na＋、Al3＋、AlOeq \\al(－,2)、CrOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3)
C. 除杂时，加入稀硫酸，发生的反应为非氧化还原反应
D. 向Na2CrO4溶液加入硫酸酸化，溶液将由黄色变为橙色
2. (2022·海门期末)现用菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有FeCO3、CCO3、NiCO3等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如图。下列说法正确的是( )
A. “酸浸”时MnCO3发生反应为
2H＋＋COeq \\al(2－,3)===2H2O＋CO2↑
B. MnO2氧化了Fe2＋、C2＋、Ni2＋
C. “沉降”后溶液中主要存在的离子：
NHeq \\al(＋,4)、Mn2＋、OH－、SOeq \\al(2－,4)
D. 分离Mn2＋与C2＋、Ni2＋是利用了它们硫化物Ksp的差异性
3. (2022·如东期末)工业用强氧化剂 PbO2来制备 KClO4的工业流程如图：
下列判断不正确的是( )
A. “滤渣”的主要成分是 PbO2，可循环使用
B. “酸化”的试剂可用浓盐酸
C. 反应的n(NaClO3)∶n(PbO2)＝1∶1
D. KNO3制得 KClO4利用了溶解度差异
4. (2022·南通通州期末)铬(Cr)属于分布较广的元素之一，其单质与化合物在颜料、纺织、电镀、制革等方面都有着重要作用。
(1) 氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)是一种重要的工业原料，可通过甲醇还原铬酸钠(Na2CrO4)制备。其实验装置和步骤如下：
Ⅰ. 将一定量铬酸钠、甲醇与水的混合物加入三颈烧瓶中；
Ⅱ. 缓慢滴加足量盐酸，保持温度在100 ℃反应3 h；
Ⅲ. 冷却后加入NaOH，得到Cr(OH)3沉淀；
Ⅳ. 洗净沉淀，加入理论用量1.1倍的盐酸溶解后，通过结晶法得到CrCl3·6H2O晶体。
回答下列问题：
①装置b的主要作用除导气外，还有____________。
②步骤Ⅱ中的反应会有CO2生成，请写出反应的化学方程式：________________________________________。
③步骤Ⅳ中，盐酸过量的原因是_________________________________。
(2) 已知：碱性条件下，H2O2能把Cr(Ⅲ)氧化为CrOeq \\al(2－,4)；酸性条件下，H2O2能把Cr2Oeq \\al(2－,7)还原为Cr3＋；Pb2＋形成Pb(OH)2开始沉淀pH为5，完全沉淀pH为8。以CrCl3·6H2O和Pb(NO3)2为原料可制备铬酸铅(PbCrO4难溶于水)，具体步骤如下：边搅拌边向CrCl3·6H2O晶体中加入2 ml/L的NaOH溶液至产生的沉淀完全溶解，得到NaCrO2溶液，_________________________________。
过滤，冷水洗涤，烘干，得到铬酸铅产品[实验中须使用的试剂：H2O2溶液、6 ml/L的醋酸溶液、0.5 ml/L的Pb(NO3)2溶液]。
5. (2021·江苏适应性)以软锰矿浆(主要成分为MnO2，杂质为Fe、Al等元素的氧化物)和烟气(含有SO2、O2等)为原料可制备Mn2O3。
(1) 向一定量软锰矿浆中匀速通入烟气，溶液中c(H2SO4)、c(MnSO4)随吸收时间的变化如图所示。
①软锰矿浆吸收烟气中SO2生成MnSO4。Mn2＋基态核外电子排布式为________________。
②随着吸收时间增加，溶液中c(H2SO4)的增加呈现由慢到快的趋势，其主要原因是______________________________________。
(2) 向吸收后的混合溶液中滴加氨水，调节pH进行除杂。若溶液中c(Mn2＋)＝0.2 ml/L，欲使溶液中Fe3＋、Al3＋的浓度均小于1×10－6 ml/L，需控制的pH范围为____________。已知：室温下Ksp [Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，Ksp[Mn(OH)2]＝2×10－13。
(3) 向除杂后的溶液中加入NH4HCO3溶液，反应生成MnCO3沉淀，将过滤得到的滤液蒸发浓缩、冷却结晶，可得到的晶体为________(填化学式)。
6. (2022·南通通州诊断)雷尼镍(Raney­Ni)是一种镍铝合金，对氢气具有强吸附性，是烯烃、炔烃氢化反应的高效催化剂。一种以铜镍渣(主要含Cu、Fe和Ni等金属)生产雷尼镍的流程如下：
(1) “酸浸”时，为了提高铜镍渣浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③________________________等。如通入空气并不断搅拌，可将“滤渣1”氧化溶解，离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。
(2) “电解”时，工业上用惰性电极电解0.05～0.1 ml/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得到高纯度的镍粉。当其他条件一定时，NH4Cl溶液的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图。NH4Cl溶液浓度在10～15 g/L时，随着NH4Cl浓度增大，镍的成粉率下降的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) “熔融”所得的镍铝合金不可用作烯烃氢化反应的催化剂，而“碱浸”后所得的新制雷尼镍可直接与烯烃发生氢化反应，其原因是______________________________________。
(4) 硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]常用于电镀镍领域。为测定其组成，进行如下实验：
①称取3.950 样品，配成250 mL溶液A。
②取25.00 mL溶液A，加足量NaOH浓溶液并加热，生成NH3 44.80 mL(标准状况)。
③另取25.00 mL溶液A，用0.050 00 ml/L的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2＋(离子方程式为Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋)，进行三次平行实验，平均消耗20.00 mL EDTA标准溶液。
通过计算确定硫酸镍铵的化学式为____________ (写出计算过程)。
7. (2021·常熟一检)氧化还原法、沉淀法等是常用于治理水体污染的重要化学方法。
(1) 还原法处理含铬废水：铝粉可将废水中的Cr2Oeq \\al(2－,7)还原为Cr3＋。如图1所示，废水的不同初始pH对Cr2Oeq \\al(2－,7)去除效果有重要影响。
图1 图2
①基态Cr3＋的核外电子排布式为____________________________________。
②酸性条件下，铝粉去除Cr2Oeq \\al(2－,7)反应的离子方程式为________________________________________。
③初始pH为3.0，反应180 min后，废水中Cr2Oeq \\al(2－,7)浓度仍较高的原因是________________________。
(2) 沉淀法处理含氯废水：向模拟废水(NaCl溶液)中加入Ca(OH)2和NaAlO2粉末，氯离子可转化为Ca4Al2 (OH)12Cl2沉淀。
①该反应的化学方程式为___________________________________。
②保持投料比[n(Ca)∶n(Al)∶n(Cl)]和其他反应条件不变，溶液中氯离子去除率随溶液初始氯离子浓度的变化如图2所示，当初始氯离子浓度高于5 g/L时，氯离子去除率下降的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
微主题2 金属综合
1. B 【解析】 铬铁矿与Na2CO3高温灼烧时，FeO·Cr2O3被空气中的氧气氧化，生成Fe2O3和Na2CrO4，化学方程式为4[FeO·Cr2O3]＋8Na2CO3＋7O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，A正确；Al3＋和COeq \\al(2－,3)或AlOeq \\al(－,2)会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，B错误；除杂时，加入稀硫酸，目的是调节pH将AlOeq \\al(－,2)转为Al(OH)3沉淀，发生的反应为非氧化还原反应，C正确；Na2CrO4溶液加入硫酸酸化，2CrOeq \\al(2－,4)(黄色)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙红色)＋H2O平衡向右移动，溶液由黄色变为橙色，D正确。
2. D 【解析】 MnCO3难溶于水，不能拆分为离子形式，A错误；根据流程图可知，MnO2只氧化Fe2＋，C2＋、Ni2＋未参与反应，B错误；OH－与Mn2＋、NHeq \\al(＋,4)不能大量共存，C错误。
3. B 【解析】 酸性条件下，二氧化铅与氯酸钠发生氧化还原反应，而二氧化铅不溶于水，“滤渣”的主要成分是过量的二氧化铅，可循环使用，A正确；浓盐酸具有还原性，会被二氧化铅、氯酸钠氧化，所以“酸化”的试剂不可以用浓盐酸，B错误；由ClOeq \\al(－,3)＋PbO2＋2H＋===Pb2＋＋ClOeq \\al(－,4)＋H2O可知，反应的n(NaClO3)∶n(PbO2)＝1∶1，C正确。
4. (1) ①冷凝回流 ②2Na2CrO4＋CH3OH＋10HCleq \(=====,\s\up7(100 ℃))2CrCl3＋CO2↑＋4NaCl＋7H2O ③抑制Cr3＋的水解 (2) 先向溶液中加过量H2O2溶液，煮沸，再向溶液中加6 ml/L的醋酸调节pH约为5，再滴加0.5 ml/L的Pb(NO3)2溶液至不再产生沉淀
【解析】 (2) 由所给信息知，得到NaCrO2碱性溶液后，可加入H2O2将NaCrO2氧化为Na2CrO4，之后控制pH不大于5，加入Pb(NO3)2溶液形成PbCrO4。
5. (1) ①1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 ②生成的Mn2＋催化O2氧化SO2生成H2SO4的反应 (2) 5【解析】 (2) Mn2＋刚好开始沉淀时，c(OH－)＝eq \r(\f(2×10－13,0.2)) ml/L＝10－6 ml/L，此时溶液的pH＝8；当c(Fe3＋)＝1×10－6 ml/L，溶液中c(OH－)＝eq \r(3,\f(3×10－39,1×10－6)) ml/L≈10－11 ml/L，此时溶液的pH≈3；当c(Al3＋)＝1×10－6 ml/L，溶液中c(OH－)＝eq \r(3,\f(1×10－33,1×10－6)) ml/L＝10－9 ml/L，此时溶液的pH＝5，故需要控制溶液的5＜pH＜8。(3) 除杂后的溶液中含有的阴离子主要是SOeq \\al(2－,4)，加入NH4HCO3生成MnCO3后，溶液中的溶质主要是(NH4)2SO4。
6. (1) 适当增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O (2) 在电流效率不变的情况下，增加氯化铵溶液浓度，铵根离子水解导致溶液中氢离子浓度增加，阴极氢离子放电速率大于镍离子，镍的成粉率下降 (3) 铝与氢氧化钠溶液反应，形成多孔结构，吸附反应生成的氢气 (4) 250 mL 溶液中：n(NHeq \\al(＋,4))＝n (NH3)＝eq \f(44.8×10－3 L,22.4 L/ml)×eq \f(250 mL,25.00 mL)＝0.02 ml，n(Ni2＋)＝n(EDTA)＝0.05 ml/L×0.02 L×eq \f(250 mL,25.00 mL)＝0.01 ml，n(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(nNH\\al(＋,4)＋2nNi2＋,2)＝eq \f(0.02 ml＋2×0.01 ml,2)＝0.02 ml，m(H2O)＝3.950 g－0.02 ml×18 g/ml－0.01 ml×59 g/ml－0.02 ml×96 g/ml＝1.080 g，n(H2O)＝eq \f(1.080 g,18 g/ml)＝0.06 ml，n(NHeq \\al(＋,4))∶n(Ni2＋)∶n(SOeq \\al(2－,4))∶n(H2O)＝0.02 ml∶0.01 ml∶0.02 ml∶0.06 ml＝2∶1∶2∶6 硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O
【解析】 (2) NH4Cl溶液浓度在10～15 g/L时，随着NH4Cl溶液浓度增大，氢离子浓度增大，阴极生成的氢气增多，吸附在镍表面，使镍的成粉率下降。(3) “熔融”所得的镍铝合金表面有单质铝，碱浸时发生反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑，从而使新制雷尼镍吸附了大量的氢气，可直接与烯烃发生氢化反应。
7. (1) ①[Ar]3d3 ②2Al＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===2Al3＋＋2Cr3＋＋7H2O ③铝粉表面有致密的Al2O3氧化层，弱酸性环境中，Al2O3不溶解，会阻碍Al与Cr2Oeq \\al(2－,7)反应 (2) ①4Ca(OH)2＋2NaAlO2＋2NaCl＋4H2O===Ca4Al2(OH)12Cl2＋4NaOH ② 初始Cl－浓度过大，所需Ca(OH)2的用量较大，Ca(OH)2溶解度小，导致Cl－去除率下降