新高考化学复习专题五金属及其化合物练习含答案

这是一份新高考化学复习专题五金属及其化合物练习含答案，共36页。试卷主要包含了劳动开创未来等内容，欢迎下载使用。

考点过关练
考点1 钠、铁及其化合物
1.(2023浙江6月选考,3,3分)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )
A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
答案 A
2.(2023浙江6月选考,4,3分)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是( )
A.铝有强还原性,可用于制作门窗框架
B.氧化钙易吸水,可用作干燥剂
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
答案 A
3.(2023浙江1月选考,5,3分)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是( )
A.Na和乙醇反应可生成H2 B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2
C.工业上用氨的催化氧化制备NO D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
答案 D
4.(2022广东,6,2分)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )
答案 A
5.(2022广东,14,4分)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++CO32- HCO3-+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2O22-+2H2O 4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ H2SiO3↓+2Na+
答案 B
6.(2022浙江6月选考,22,2分)关于化合物FeO(OCH3)的性质,下列推测不合理的是( )
A.与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O
B.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O
C.溶于氢碘酸(HI),再加CCl4萃取,有机层呈紫红色
D.在空气中,与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
答案 B
7.(2023湖南,7,3分)取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 ml·L-1),反应现象没有明显差别的是( )
答案 D
8.(2022山东,11,4分)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
答案 A
9.(2022海南,6,2分)依据下列实验,预测的实验现象正确的是( )
答案 D
考点2 金属资源的开发利用
10.(2022广东,1,2分)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字厥功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
答案 B
11.(2023辽宁,3,3分)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:N2+3H2 2NH3
B.制HCl:H2+Cl2 2HCl
C.制粗硅:SiO2+2C Si+2CO↑
D.冶炼镁:2MgO 2Mg+O2↑
答案 D
12.(2023福建,7,4分)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下:
“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,并有少量Fe2+和Fe3+浸出。下列说法错误的是( )
A.“盐浸”过程若浸液pH下降,需补充NH3
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C.“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2- ZnS↓+4NH3·H2O
D.应合理控制(NH4)2S用量,以便滤液循环使用
答案 B
13.(2022福建,6,4分)用铬铁合金(含少量Ni、C单质)生产硫酸铬的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.“浸出”产生的气体含有H2
B.“除杂”的目的是除去Ni、C元素
C.流程中未产生六价铬化合物
D.“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3
答案 D
14.(2022山东,12,4分)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( )
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
答案 D
15.(2023湖南,9,3分)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是( )
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2O HS-+OH-
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中c(Cu2+)c(Zn2+)=4.0×10-12
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
答案 D
16.(2022湖南,7,3分)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
答案 C
17.(2023重庆,15,14分)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料,以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
25 ℃时各物质溶度积见下表:
回答下列问题:
(1)Fe3O4中Fe元素的化合价是+2和 。O2-的核外电子排布式为 。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是 。
(3)反应釜2中,加入CaO和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为 。
②为加快反应速率,可采取的措施有 (写出两项即可)。
(4)①反应釜3中,25 ℃时,Ca2+浓度为5.0 ml/L,理论上pH不超过 。
②称取CaCl2水合物1.000 g,加水溶解,加入过量Na2C2O4,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用0.100 0 ml/L KMnO4标准溶液滴定,消耗24.00 mL。滴定达到终点的现象为 ,该副产物中CaCl2的质量分数为 。
答案 (1)+3 1s22s22p6 (2)Fe2+易被氧化,得不到Fe(OH)2 (3)①4CaO+6H2O+4Fe2++O2 4Fe(OH)3+4Ca2+ ②适当升高温度、搅拌等合理答案
(4)①11 ②加入最后半滴KMnO4标准溶液后,溶液变为浅红色,且半分钟内不变色 66.6%
18.(2023福建,11,20分)白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物,一种从白合金(主要含Fe3O4、CO、CuS、Cu2S及少量SiO2)中分离回收金属的流程如下:
(1)“酸浸1”中加快反应速率的措施有 (任写一种)。CO发生反应的离子方程式: 。
(2)“焙烧1”中,晶体[Fe2(SO4)3·xH2O和CSO4·yH2O]总质量随温度升高的变化情况如下:
①升温至227 ℃过程中,晶体总质量变小的原因是 ;
566～600 ℃发生分解的物质是 (填化学式)。
②为有效分离铁、钴元素,“焙烧1”的温度应控制为 ℃。
(3)25 ℃时,Ksp(CuS)=6.3×10-36,H2S的Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13。反应CuS(s)+2H+(aq) Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K= (列出计算式即可)。经计算可判断CuS难溶于稀硫酸。
(4)铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝,其晶胞结构如图。
①基态Cu2+的价电子排布式为 。
②晶胞中含有 个S22-,N(Cu+)∶N(Cu2+)= 。
③晶体中微粒间作用力有 (填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.共价键 d.金属键
(5)“焙烧2”中Cu2S发生反应的化学方程式为 ;“滤渣2”是 (填化学式)。
答案 (1)将白合金粉碎,搅拌,适当提高酸的浓度,适当提高温度等任写1条 CO+2H+ C2++H2O
(2)①晶体失去结晶水 Fe2(SO4)3 ②600
(3)6.3×10-361.1×10-7×1.3×10-13 (4)①3d9 ②2 2∶1(或4∶2或2) ③bc (5)Cu2S+2O2 2CuO+SO2 SiO2
19.(2023河北,16,14分)闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离,同时得到的CuCl可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下:
已知:室温下的Ksp(CuCl)=10-6.8。
回答下列问题:
(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到,其主要成分为 (填化学式)。
(2)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(3)浸取工序的产物为[Cu(NH3)2]Cl,该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①,氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(4)浸取工序宜在30～40 ℃之间进行。当环境温度较低时,浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是 。
(5)补全中和工序中主反应的离子方程式[Cu(NH3)2]++2H++Cl- + 。
(6)真空干燥的目的为 。
答案 (1)[Cu(NH3)4]Cl2 (2)Fe
(3)[Cu(NH3)4]Cl2+Cu 2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+ 4[Cu(NH3)4]2++2H2O
(4)盐酸和液氨反应放热 (5)CuCl↓ 2NH4+ (6)防止干燥过程中CuCl被空气中的O2氧化

考点强化练
考点1 钠、铁及其化合物
1.(2024届广东执信中学开学考,6)下列有关金属的说法中正确的是( )
A.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4
B.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体
C.镁不慎着火,可用CO2灭火
D.实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中
答案 D
2.(2023北京丰台二模,5)已知2Na+O2 Na2O2。下列说法不正确的是( )
A.钠在空气中燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体
B.Na2O2中含有离子键和非极性共价键
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
D.Na2O2可作供氧剂,与CO2反应过程中每生成1 ml O2转移2 ml e-
答案 C
3.(2024届辽宁沈阳二中开学考,1)下列“类比”“推理”合理的是( )
A.Fe与Cl2反应生成FeCl3,则Fe与I2反应生成FeI3
B.CaO与CO2反应生成CaCO3,CuO与CO2反应生成CuCO3
C.在Na2O2与水反应后的溶液中加入MnO2粉末,会产生大量气体,该气体能使带火星的木条复燃,则可推测Na2O2与水反应有中间产物H2O2生成
D.Na与水反应生成NaOH和H2,则Fe与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2
答案 C
4.(2024届湖北武汉六中月考,4)月球土壤中富含铁元素,主要以单质Fe和Fe2+的形式存在,但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的Fe3+,这有可能是以下哪个原因造成的( )
A.4FeO Fe+Fe3O4 B.Fe3O4 Fe2O3+FeO
C.4FeO+O2 2Fe2O3 D.Fe2O3+FeO Fe3O4
答案 A
5.(2024届四川泸县一中开学考,10)某同学欲利用下图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且所用蒸馏水先加热煮沸。下列说法正确的是( )
A.X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
答案 D
6.(2024届福建厦门一中开学考,8)在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入铁粉与铜粉的混合物,下列说法错误的是( )
A.若金属无剩余,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+、Cu2+,可能存在的有Fe3+
B.若剩余固体中有铁和铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+,一定不存在Cu2+、Fe3+
C.若剩余固体中只有铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+,可能存在的有Cu2+、Fe3+
D.实验中,不会出现剩余固体中只有铁的情况
答案 C
考点2 金属资源的开发利用
7.(2024届云南师大附中开学考,8,改编)工业冶炼下列金属,采用的化学原理正确的是( )
A.钠:2NaCl(溶液) 2Na+Cl2↑
B.锰:3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3
C.钙:CaO+C Ca+CO↑
D.汞:HgS Hg+S
答案 B
8.(2023山西大同三模,7)《吕氏春秋》二十五卷中记载了铜锡合金的性质:“金(即铜单质)柔锡(即锡单质)柔,合两柔则为刚(即坚硬),燔(灼烧)之则为淖(液体)”。铜、锡和铜锡合金的熔点如下表所示:
下列说法错误的是( )
A.铜锡合金是青铜器的主要成分
B.铜锡合金的熔点较低,比其成分金属易熔化
C.铜锡合金比纯铜有更好的抗腐蚀性
D.铜锡合金的硬度比纯铜的高
答案 B
9.(2024届四川成都七中零诊,8)下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中不正确的是( )
A.四种元素的单质只有三种能和盐酸反应,生成相应的盐和氢气
B.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
C.将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中,Mg棒上发生氧化反应
D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜
答案 C
10.(2024届重庆八中开学考,14)用镁还原TiCl4可制取高熔点的金属钛,工艺流程如图。下列说法不正确的是( )
A.工业上电解熔融MgCl2可制备金属Mg
B.“高温还原”时,发生反应的化学方程式为2Mg+TiCl4 Ti+2MgCl2
C.用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气
D.“真空蒸馏”的目的是实现Mg、MgCl2与Ti的分离
答案 C
11.(2024届河北保定期中,11)金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由FeCr2O4(亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是( )
A.FeCr2O4中Cr元素的化合价为+3
B.反应①中参加反应的FeCr2O4和Na2CO3的物质的量之比为3∶1
C.反应②的离子方程式为2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O
D.反应④中的Si可用Al来代替
答案 B
12.(2024届山东烟台期中,13)以Pd(NH3)2Cl2固体为原料制备纯PdCl2,其部分实验过程如下:
已知:
①Pd(NH3)2Cl2+2HCl (NH4)2[PdCl4];
②H2PdCl4+4NaOH Pd(OH)2↓+4NaCl+2H2O,Pd(OH)2有两性,Ksp[Pd(OH)2]=10-31;
③Pd2++4NH3·H2O [Pd(NH3)4]2++4H2O K=1032.8。下列说法错误的是( )
A. “酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率
B. “氧化”过程中可能有Cl2生成
C. Pd(OH)2既能溶于NaOH溶液又能溶于氨水
D. “氧化”不充分,“沉钯”时所得Pd(OH)2的产率无影响
答案 D
13.(2024届福建漳州质检一,9)工业上从废催化剂(主要成分是钯和活性炭,还含有少量铁、锌)中回收钯(Pd),采用如下流程:
已知:“酸溶Ⅱ”的主要反应:3Pd+12HCl+2HNO3 3H2PdCl4+2NO↑+4H2O。
下列说法错误的是( )
A.“酸溶Ⅰ”的目的是除去铁、锌等杂质
B.为加快酸溶速率,“酸溶Ⅱ”需要高温条件
C.调节pH使溶液显碱性可以减少甲醛的损耗
D.溶液Ⅰ可能含有HCOO-
答案 B
14.(2023河北唐山二模,16)海水中提取镁的工艺流程如下:
(1)该工艺流程中属于分解反应的有 个,请写出其中属于氧化还原反应的化学方程式 。
(2)MgCl2·6H2O脱水得到MgCl2的过程中,通入HCl的作用是 。
(3)25 ℃时,在沉镁过程中,将MgCl2溶液滴加到Ca(OH)2悬浊液中,当混合溶液pH=12时,同时存在Ca(OH)2、Mg(OH)2两种沉淀,则此时溶液中c(Ca2+)∶c(Mg2+)= 。判断此时Mg2+ (填“是”或“否”)完全沉淀。已知:Ksp[Ca(OH)2]=4.8×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12,当某离子浓度降到1×10-5 ml·L-1以下时,认为该离子已经完全沉淀。
(4)新工艺向含氧化镁熔浆中添加三氯化铈(CeCl3)和氯气反应,生成CeO2和无水氯化镁。请写出该反应的化学方程式 。
(5)某实验小组对MgCl2·6H2O进行热重曲线分析:
①分析181 ℃时固体产物的化学式为 。
②写出230～300 ℃时生成固体产物(一种含镁的碱式盐)的化学方程式 。
答案 (1)3 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ (2)抑制MgCl2水解 (3)8×105 是 (4)4MgO+2CeCl3+Cl2 2CeO2+4MgCl2 (5)①MgCl2·2H2O ②MgCl2·H2O Mg(OH)Cl+HCl↑
微专题 化工流程题解题策略
1.(2024届吉林长春外国语开学考,18)比亚迪推出的“刀片电池”正极材料为LiFePO4。利用LiFePO4废料(带铝箔)回收Li、Al、Fe、P元素的工业模拟过程如下:
下列说法错误的是( )
A.LiFePO4中Fe为+2价
B.产品1主要成分为Al(OH)3
C.步骤③发生反应2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
D.④、⑥两步加入Na2CO3产生沉淀的原理相同
答案 C
2.(2023辽宁,16,14分)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、C2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为 (答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1 ml H2SO5中过氧键的数目为 (用NA表示)。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为
(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、 (填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为 时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是 。
(5)“沉钴镍”中得到的C(Ⅱ)在空气中可被氧化成CO(OH),该反应的化学方程式为 。
(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25 ℃),需控制pH不低于 (精确至0.1)。
答案 (1)升高温度、充分搅拌、粉碎矿物、适当增大硫酸的浓度等(任写一条即可) (2)NA (3)Mn2++HSO5-+H2O MnO2↓+SO42-+3H+(Ca2++SO42- CaSO4↓) CaSO4、Fe(OH)3 (4)9.0% SO2被HSO5-氧化,则与Mn2+反应的HSO5-减少,导致Mn(Ⅱ)氧化速率减小
(5)4C(OH)2+O2 4CO(OH)+2H2O (6)11.1
3.(2023安徽合肥一模,16)一种从铜阳极泥(主要成分有Se、Ag2Se、Cu2Se等,还含有少量的Au、Pt等贵金属)中提取Se,同时回收Ag和Cu的工艺流程如下图所示。
已知:①硒的沸点为685 ℃,在空气中加热时会被氧化。②在该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和恰好沉淀完全的pH如下表:
回答下列问题:
(1)为了提高“浸出”效果,可采取的措施有 (写出一种合理措施);浸出渣的主要成分是 。
(2)工业上铜阳极泥还可以用浓硫酸浸出,从产物角度分析其缺点是 。
(3)铜阳极泥中的硒元素主要以SeO32-形式留在浸出液中,写出Se单质在“浸出”时反应的离子方程式: 。
(4)“沉硒”所得粗硒可采用真空蒸馏的方法提纯,采用真空蒸馏的目的是 。
(5)加入NaOH进行“沉铜”处理,调节溶液pH的范围是 。
(6)已知:常温下,[Ag(S2O3)2]3-(aq) Ag+(aq)+2S2O32-(aq) K1=2.7×10-14,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10。“溶浸”时发生反应的离子方程式为AgCl+2S2O32- [Ag(S2O3)2]3-+Cl-。常温下,该反应的平衡常数K= 。
(7)“还原”时,工业上常用HCHO在碱性条件下还原[Ag(S2O3)2]3-得到Ag,反应后所得滤液3可进入 操作中循环利用(填流程中操作名称)。
答案 (1)适当增大硫酸浓度、搅拌等(写出一种即可) Au、Pt等贵金属 (2)产生SO2,污染空气 (3)Se+2MnO2+2H+ SeO32-+2Mn2++H2O (4)使硒在较低温度下蒸出,并防止其被空气氧化 (5)6.7≤pH<8.1 (6)6.7×103 (7)溶浸
4.(2023全国甲,26,14分)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题:
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为 。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a.稀硫酸 b.浓硫酸
c.盐酸 d.磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取,是否可行?其原因是 。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为 。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的nCO2∶nCO= 。
答案 (1)作还原剂,将BaSO4转化为易溶于水的BaS
(2)Ca2++S2- CaS↓ (3)c (4)不可行,会产生大量H2S气体,且溶液中含有较多的Ca2+,浓缩得不到较纯的钡盐
(5)TiCl4+3(NH4)2C2O4+BaCl2+H2O BaTiO(C2O4)2↓+H2C2O4+6NH4Cl (6)1∶1
5.(2023河南郑州三模,26)砷酸铜是一种蓝色粉末,难溶于水和酒精,广泛应用于木材防腐剂。某化工厂以硫化砷废渣(主要成分为As2S3,含少量的Sb、Bi)为原料制备砷酸铜的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)Cu3(AsO4)2中As的化合价为 。
(2)“粉碎”的目的是 。
(3)“碱浸”时,在加热条件下As2S3中硫元素被氧化为SO42-,反应的离子方程式为 。
(4)“沉砷”后滤液中主要含有 ,该物质可循环利用到 步骤中。
(5)“滤渣”的成分是 。
(6)“转化”时发生反应的化学方程式为 。
(7)该化工厂实验员称取100 g硫化砷废渣(As2S3质量分数为73.8%),粉碎后通空气并加入NaOH溶液,得到1 L的悬浊液,测得碱浸后的滤液中Na3AsO4的浓度为0.45 ml·L-1,该实验员检测的砷的浸出率为 。
答案 (1)+5
(2)增大反应物接触面积,提高碱浸速率和原料转化率
(3)As2S3+7O2+12OH- 2AsO43-+3SO42-+6H2O
(4)NaOH 碱浸
(5)硫酸钙或CaSO4
(6)3CuSO4+2H3AsO4+6NH3·H2O Cu3(AsO4)2+3(NH4)2SO4+6H2O
(7)75%
6.(2023北京,18,13分)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下, MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出;矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中,发生反应MnS+2H+ Mn2++H2S↑,则可推断:Ksp(MnS) Ksp(Ag2S)(填“>”或“<”)。
②在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有 。
(2)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
Fe3++Ag2S+ +2[AgCl2]-+S
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中Cl-、H+的作用: 。
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 。
②一定温度下,Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释t分钟后Ag的沉淀率逐渐减小的原因: 。
(4)结合“浸锰”过程,从两种矿石中各物质利用的角度,分析联合提取银和锰的优势: 。
答案 (1)①> ②Fe3+、Mn2+
(2)①2 4Cl- 2Fe2+ ②H+的作用是抑制Fe3+水解,Cl-的作用是与Ag+生成配合物[AgCl2]-,促使平衡正向移动
(3)①2Fe3++Fe 3Fe2+、Fe+2H+ Fe2++H2↑、2[AgCl2]-+Fe 2Ag+4Cl-+Fe2+
②若反应时间过长,溶液中c(Fe2+)升高,导致平衡2[AgCl2]-+Fe 2Ag+4Cl-+Fe2+逆向移动,Ag溶解
(4)在“浸锰”过程中,氧化锰矿中的MnO2作氧化剂,银锰精矿中的FeS2作还原剂,不需要额外加入氧化剂与还原剂即可联合提取
7.(2023湖北,16,13分)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCO2进行氯化处理以回收Li、C等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)C位于元素周期表第 周期,第 族。
(2)烧渣是LiCl、CCl2和SiO2的混合物,“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因 。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是 。
(4)已知Ksp[C(OH)2]=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中C2+浓度为
ml·L-1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为 。
(5)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有 (填标号)。
a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
答案 (1)四 Ⅷ (2)SiCl4+3H2O H2SiO3↓+4HCl↑或SiCl4+4H2O H4SiO4↓+4HCl↑ (3)焰色试验 (4)5.9×10-7 6C(OH)2+O2 2C3O4+6H2O (5)abd
8.(2024届黑龙江哈尔滨三中开学考,22)黏土钒矿中,钒以+3价、+4价、+5价的形式存在,还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐(Al2O3·SiO2)等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。
已知:ⅰ.有机酸性萃取剂HR的萃取原理为Mn+(aq)+nHR(rg) MRn(rg)+nH+(aq)(rg表示有机溶液);
ⅱ.酸性溶液中,HR对+4价钒萃取能力强,而对+5价钒的萃取能力较弱;
ⅲ.HR能萃取Fe3+而不能萃取Fe2+。
(1)从黏土钒矿到浸出液的流程中,加快浸出速率的措施有 (写一条即可)。
(2)滤渣的主要成分是 。
(3)浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在,简述加入铁粉的原因: 。
(4)从平衡移动原理角度解释加入20% H2SO4溶液的作用: 。
(5)KClO3和VO2+反应生成VO2+和Cl-的离子方程式是 。
(6)测定V2O5产品的纯度。称取V2O5产品a g,先加入硫酸将V2O5转化为VO2+,加入指示剂后,用c ml/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定将VO2+转化为VO2+至终点,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为V mL。假设杂质不参与反应,则V2O5产品中V2O5的质量分数是 (V2O5的摩尔质量为M g/ml)。
(7)从无机层获得Fe(OH)3的离子方程式是 。
(8)硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质,根据下图的溶解度曲线,进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶解、 、 、洗涤、干燥。
答案 (1)粉碎矿石、搅拌等合理答案
(2)SiO2
(3)将溶液中+5价钒、Fe3+分别转化为+4价钒、Fe2+,利于+4价钒的萃取,实现钒元素和铁元素的分离
(4)加入20% H2SO4溶液,H+浓度增大,平衡Mn+(aq)+nHR(rg) MRn(rg)+nH+(aq)逆向移动,利于钒元素进入水层,与萃取剂(HR)分离
(5)6VO2++ClO3-+3H2O 6VO2++Cl-+6H+
(6)cVM20a%
(7)4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O 4Fe(OH)3↓+8NH4+
(8)降温结晶、过滤
9.(2023新课标,27,14分)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示。
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在,在碱性介质中以CrO42-存在。
回答下列问题:
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性,主要除去的杂质是 。
(4)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH<9时,会导致
; pH>9时,会导致 。
(5)“分离钒”步骤中,将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1时,溶解为VO2+或VO3+;在碱性条件下,溶解为VO3-或VO43-。上述性质说明V2O5具有 (填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
答案 (1)Na2CrO4 (2)Fe2O3 (3)Al元素
(4)磷不能除净(磷酸盐会转化为可溶性酸式盐) 硅不能除净(生成氢氧化镁,镁离子被消耗) (5)C (6)2Cr2O72-+3S2O52-+10H+ 4Cr3++6SO42-+5H2O
10.(2023山东,17,12分)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:常温下,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡:B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-(常温下,Ka=10-9.24);B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下,在0.10 ml·L-1硼砂溶液中,[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-,该水解反应的离子方程式为 ,该溶液pH= 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式);精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 ml·L-1,则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在 ml·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收HCl外,还将增加 的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ;进行操作X时应选择的试剂是 ,若不进行该操作而直接浓缩,将导致 。
答案 (1)[B4O5(OH)4]2-+5H2O 2B(OH)3+2[B(OH)4]- 9.24
(2)CaSO4、Mg(OH)2 5.5×10-3 CaO、Na2CO3
(3)除去精制Ⅰ引入的Ca2+ 盐酸 浓缩时,Li2CO3析出,最终所得Li2CO3产率减小
11.(2022河北,15,14分)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)红渣的主要成分为 (填化学式);滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的名称为 ,所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为 ,氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加试剂为 和 (填化学式,不引入杂质)。
答案 (1)Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O 15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)+2 6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3-+6H+ 6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6NH4+
(6)H2O2 NH3·H2O
12.(2023全国乙,27,15分)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施是 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= ml·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
答案 (1)MnCO3+H2SO4 MnSO4+H2O+CO2↑ 将矿石粉碎(其他合理答案均可)
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ H2O2在Fe3+、Mn2+等的催化作用下会快速分解 (3)2.8×10-9 Al3+ (4)NiS、BaSO4
(5)Mn2++2H2O MnO2↓+H2↑+2H+ 补充MnSO4溶液,及时排出电解废液
(6)8MnO2+2Li2CO3 4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
13.(2023湖南,17,15分)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一。近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果。工业上以粗镓为原料,制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下:
已知:①金属Ga的化学性质和Al相似,Ga的熔点为29.8 ℃;
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
③相关物质的沸点:
回答下列问题:
(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是 ;
(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在40～45 ℃的原因是
,阴极的电极反应式为 ;
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI,写出该反应的化学方程式 ;
(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是 ;
(5)下列说法错误的是 ;
A.流程中Et2O得到了循环利用
B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3
D.用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是 ;
(7)比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH3)3 Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”),其原因是 。
答案 (1)分子晶体
(2)确保Ga处于液态,易于分离 GaO2-+3e-+2H2O Ga+4OH-[或Ga(OH)4-+3e- Ga+4OH-]
(3)Ga2Mg5+8CH3I+2Et2O 2Ga(CH3)3(Et2O)+3MgI2+2CH3MgI
(4)CH4 (5)D
(6)Ga(CH3)3与Et2O的沸点相近,不易分离,而Ga(CH3)3与NR3的沸点相差较大,将Ga(CH3)3(NR3)分解后,蒸馏时可得到超纯Ga(CH3)3
(7)> Ga(CH3)3中Ga采取sp2杂化,Ga(CH3)3(Et2O)中Ga采取sp3杂化,前者C—Ga—C的键角大于后者
14.(2021福建,11,13分)四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品,具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含MS2,还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时,MO3转化为MO42-。提高单位时间内钼浸出率的措施有
(任写两种)。温度对90 min内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过80 ℃后,钼的浸出率反而降低,主要原因是温度升高使水大量蒸发,导致 。
(3)“净化”时,浸出液中残留的Cu2+、Fe2+转化为沉淀除去。研究表明,该溶液中c(S2-)和pH的关系为lgc(S2-)=pH-15.1。为了使溶液中的杂质离子浓度小于1.0×10-6 ml·L-1,应控制溶液的pH不小于 。 (已知:pKsp=-lgKsp;CuS和FeS的pKsp分别为35.2和17.2)
(4)“净化”后,溶液中若有低价钼(以MO32-表示),可加入适量H2O2将其氧化为MO42-,反应的离子方程式为 。
(5)“沉淀”时,加入NH4NO3的目的是 。
(6)高温下用H2还原(NH4)2M4O13可制得金属钼,反应的化学方程式为 。[已知:(NH4)2M4O13受热分解生成MO3]
答案 (1)氨水
(2)适当升温、搅拌、增加Na2CO3用量(增大Na2CO3浓度)等 Na2MO4晶体析出,混入浸渣
(3)3.9
(4)H2O2+MO32-MO42-+H2O
(5)提供NH4+,使MO42-充分转化为沉淀析出
(6)(NH4)2M4O13+12H2 4M+2NH3+13H2O
选项
劳动项目
化学知识
A
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
Na2CO3可与酸反应
B
环保工程师用熟石灰处理酸性废水
熟石灰具有碱性
C
工人将模具干燥后再注入熔融钢水
铁与H2O高温下会反应
D
技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板
铝能形成致密氧化膜
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
AgNO3溶液
B
NaOH溶液
Al2(SO4)3溶液
C
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
D
KSCN溶液
FeCl3溶液
气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
D
NH3
H2O
AgCl
选项
实验内容
预测的实验现象
A
MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量
产生白色沉淀后沉淀消失
B
FeCl2溶液中滴加KSCN溶液
溶液变红色
C
AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量
黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D
酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量
溶液紫红色褪去
A.兽骨
B.青铜器
C.纸张
D.液晶显示屏
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
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀pH
3.2
6.7
8.2
4.6
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ca(OH)2
溶度积(Ksp)
4.9×10-17
2.8×10-39
5.0×10-6
温度区间/℃
<227
227～566
566～600
600～630
晶体总质量
变小
不变
变小
不变
物质
Cu
Sn
铜锡合金
熔点/℃
1 083.4
232
约为800
物质
Fe(OH)3
C(OH)2
Ni(OH)2
Mg(OH)2
Ksp
10-37.4
10-14.7
10-14.7
10-10.8
金属离子
Cu2+
Mn2+
开始沉淀的pH
4.0
8.1
恰好沉淀完全的pH
6.7
10.1
物质
Ga(CH3)3
Et2O
CH3I
NR3
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8