2025版高考化学一轮总复习提升训练第三章金属及其化合物第十讲金属材料与金属的冶炼考点四金属及其化合物的综合应用微考点一金属及其化合物的制备微流程

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已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表：
下列说法错误的是( A )
A．调节pH＝5的目的是除去Fe和Cu等杂质元素
B．“滤渣2”的主要成分为MnO2、Fe(OH)3
C．“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4
D．“熔炼”过程中利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离
[解析] 向镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)中加入硫酸溶解生成多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4；在滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀、把Mn2＋氧化为MnO2；向滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠溶解过量的锌，得到Cd和Na2ZnO2。调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4，没有除去Fe元素，A错误；向滤液中加入KMnO4，将Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀，将Mn2＋氧化为MnO2，则“滤渣2”的主要成分为MnO2、Fe(OH)3，B正确；向滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4，C正确；海绵镉用氢氧化钠溶解过量锌，“熔炼”过程中利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离，D正确。
2．(2022·山东卷，12)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
下列说法错误的是( D )
A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn
B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH的范围为3.2～4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
[解析] 固体X的主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，可促进金属离子的浸取，B正确；用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋生成Cu单质，因此不利用于Cu的生成，D错误。
【对点训练】
1．(2024·山东德州模拟)利用锌灰(主要成分为ZnO，含有CuO、PbO、SiO2、FeO、Fe2O3等杂质)制备高纯ZnO的工艺流程如下，下列说法错误的是( D )
A．滤渣1的主要成分为SiO2、PbSO4
B．步骤1中发生反应的离子方程式为MnOeq \\al(－,4)＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋
C．加入的试剂a为Zn，目的是除去Cu2＋
D．取步骤3后的干燥滤饼11.2 g煅烧，可得产品8.1 g，则x＝2
[解析] SiO2不与稀硫酸反应，PbSO4不溶于水，向锌灰中加稀硫酸过滤，滤渣1为PbSO4、SiO2，A正确；加入的高锰酸钾氧化亚铁离子为氢氧化铁，自身被还原为二氧化锰，B正确；为除去硫酸铜可采用置换反应，试剂a为Zn，锌粉发生置换反应：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，目的是除去Cu2＋，C正确；设ZnCO3·xZn(OH)2的物质的量为y ml，ZnCO3·xZn(OH)2煅烧得到ZnO，则固体减少的质量为二氧化碳、水的质量，n(ZnO)＝eq \f(m,M)＝eq \f(8.1 g,81 g·ml－1)＝0.1 ml，根据固体减少的质量、ZnO的物质的量可得：44y＋18xy＝11.2－8.1，y＋xy＝0.1，联立解得x＝1、y＝0.05，D错误。
2．(2023·河北邢台高三期末)下列是部分矿物资源铝土矿(主含有氧化铝、氧化铁)和黄铜矿(主要成分为CuFeS2)的利用及产品生产流程。下列有关说法不正确的是( D )
A．除杂过程中铝元素的存在形式的变化可以如下：Al2O3→AlOeq \\al(－,2)→Al(OH)3→Al2O3
B．Al和Cu(精)均在电解槽的阴极获得
C．粗铜炼制过程中发生反应2CuFeS2＋O2eq \(=====,\s\up9(高温))Cu2S＋2FeS＋SO2，每转移1.2 ml电子，生成0.2 ml SO2
D．若电解法分别制铝和铜的过程中转移电子数相等，理论上获得的铝和铜的物质的量之比为3∶2
[解析] 制铝过程中存在关系Al～3e－，制铜过程中存在关系Cu～2e－，当转移电子数相等时，铝和铜的物质的量之比为2∶3。阳离子
Fe3＋
Fe2＋
Cu2＋
开始沉淀pH
2.7
6.3
3.8
完全沉淀pH
3.2
8.3
5.0
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2