2023版课标版高考总复习化学版：专题五 金属及其化合物（试题）

1、曲一线 2023版5年高考3年模拟B版第 页专题五金属及其化合物高频考点考点一金属及其化合物的性质和应用基础 金属及其化合物的性质与应用。重难 金属及其化合物的转化。综合 金属及其化合物的性质在实验题中的应用。基础1.(2020天津,1,3分)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是()A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3答案C2.(2020北京,3,3分)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是()A.NaB.Cl2C.NO2D.Na2O答案A3.(2021广东,1,2分)今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明

2、的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是()选项AB文物名称铸客大铜鼎河姆渡出土陶灶选项CD文物名称兽首玛瑙杯角形玉杯答案A4.(2021河北,1,3分)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其本草经集注中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是()A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3答案C5.(2021江苏,4,3分)下列有关物

3、质的性质与用途不具有对应关系的是()A.铁粉能与O2反应,可用作食品保存的吸氧剂B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的CuD.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水答案B6.(2018课标,7,6分)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A.碳酸钠可用于去除餐具的油污B.漂白粉可用于生活用水的消毒C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查答案D7.(2014江苏单科,4,2分)下列物质性质与应用对应关系正确的是()A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂C.漂白粉在空

4、气中不稳定,可用于漂白纸张D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料答案B8.(2019天津理综,3,6分)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良D.无水CoCl2呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水答案C9.(2020浙江1月选考,12,2分)下列关于铝及其化合物说法不正确的是()A.明矾可用作净水剂和消毒剂B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属C.铝可用作包装材料和建筑材料D.氢氧化铝可

5、用作治疗胃酸过多的药物答案A10.(2020江苏单科,3,2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水答案D11.(2020课标,7,6分)宋代千里江山图描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料主要成分为Cu(OH)2CuCO3,青色来自蓝铜矿颜料主要成分为Cu(OH)22CuCO3。下列说法错误的是()A.保存千里江山图需控制温度和湿度B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐

6、碱D.Cu(OH)2CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)22CuCO3答案C12.(2020北京,1,3分)近年来,我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是()A.“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料钛合金B.“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料砷化镓C.“长征五号”运载火箭使用的高效燃料液氢D.“C919”飞机机身使用的复合材料碳纤维和环氧树脂答案A重难13.(2018江苏单科,6,2分)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是()A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN 溶液,溶液显红色B.KAl(SO4)212H2O 溶于水可形成Al(OH)3胶体C.NH4C

7、l 与Ca(OH)2 混合加热可生成NH3D.Cu与FeCl3 溶液反应可生成CuCl2答案A14.(2020江苏单科,6,2分)下列有关化学反应的叙述正确的是()A.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2B.室温下,Al与4.0 molL-1 NaOH溶液反应生成NaAlO2C.室温下,Cu与浓HNO3反应放出NO气体D.室温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4答案B15.(2021北京,7,3分)下列方程式不能准确解释相应实验现象的是()A.酚酞滴入醋酸钠溶液中变为浅红色:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-B.金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O22Na2OC.铝溶于

8、氢氧化钠溶液,有无色气体产生:2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2D.将二氧化硫通入氢硫酸中产生黄色沉淀:2H2S+SO23S+ 2H2O答案B16.(2018江苏单科,9,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)C.AgNO3(aq)Ag(NH3)2+(aq)Ag(s)D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)答案A17.(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

9、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CO2D.滤液可回收进入吸收塔循环利用答案C综合18.(2016江苏单科,6,2分)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验,经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是()答案C19.(2019浙江4月选考,28,4分)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答:(1)仪器1的名称。装置5的作用。(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中

10、。(3)装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因 。答案 (1)滴液漏斗(分液漏斗)液封,防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽20.(2020浙江7月选考,28,10分).化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01 g X,用含HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):请回答:(1)组成X的四种元素是N、H和(填元素符号),X的化学式是。(2)溶

11、液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是。(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示)。要求同时满足:其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;反应原理与“HCl+NH3 NH4Cl”相同。.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是。(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是。答案 .(1)Al、ClAlCl3NH3(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-(3)AlCl3+Cl-AlCl-4或AlCl3+NH3AlCl3NH3.(1)吸水

12、或放热导致HCl挥发(2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO421.(2021海南,15,10分)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。已知:氯化亚砜()熔点-101 ,沸点76 ,易水解。回答问题:(1)操作是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和。(2)为避免引入新的杂质,试剂B可以选用(填编号)。a.KMnO4溶液b.氯水 c.溴水d.H2O2溶液(3)操作是蒸发结晶,加热的同时通入HCl(g)的目的是。(4)取少量D晶体,溶于水并滴加KSCN溶液,现象是。(5)

13、反应DE的化学方程式为。(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,写出一种可能的还原剂,并设计实验验证是该还原剂将Fe3+还原:。答案 (1)漏斗(2)bd(3)抑制Fe3+水解(4)溶液呈红色(5)FeCl36H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2+12HCl(6)SO2将少量样品溶于水,先滴加足量盐酸无现象,再滴加少量BaCl2溶液,若出现白色沉淀则证明还原剂为SO2(合理答案均可)考点二金属资源的开发利用(化工流程)重难 金属矿物的开发利用。综合 废旧金属资源的回收利用。重难1.(2022全国甲,26,14分)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多

14、应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:离子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+Ksp4.010-386.710-172.210-208.010-161.810-11回答下列问题:(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为。(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有、。(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是(填标号)。A.NH3H2OB.Ca(OH)2C.NaOH滤渣的主要成分是、。(4)向8090 的滤液中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣

15、中有MnO2,该步反应的离子方程式为。(5)滤液中加入锌粉的目的是。(6)滤渣与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是 、。答案 (1)ZnCO3 ZnO+CO2(2)升高温度、不断搅拌、充分粉碎、适当提高硫酸浓度等(任选两个,答案合理即可)(3)BSiO2Fe(OH)3CaSO4(4)MnO4-+3Fe2+7H2O MnO2+3Fe(OH)3+5H+(5)除去铜离子(6)硫酸钙硫酸镁2.(2019课标,26,13分)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉

16、样品时,钡的焰色为(填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为。在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的(填化学式)。沉淀器中反应的离子方程式为。(3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 molL-1的I2-KI溶液于其中

17、,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 molL-1 Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O32- 2I-+S4O62-。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为,样品中S2-的含量为(写出表达式)。答案 (1)D(2)BaSO4+4C BaS+4COCO+H2O CO2+H2BaCO3S2-+Ba2+Zn2+SO42- ZnSBaSO4(3)浅蓝色至无色(25.00-12V)0.100 032m1 000100%3.(2019课标,26,14分)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二

18、氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣1”含有S和;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是。(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要

19、成分是。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是。(6)写出“沉锰”的离子方程式。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=13时,z=。答案 (1)SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2+MnS+2H2SO4 2MnSO4+S+2H2O(2)将Fe2+氧化为Fe3+(3)4.7(4)NiS和ZnS(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF2 Mg2+2F-平衡向右移动(6)Mn2+2HCO3- MnCO3+CO2+H2O(7)134.

20、(2018课标,26,14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题:(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有;氧化除杂工序中ZnO的作用是,若不通入氧气,其后果是。(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为。(4)电解硫酸锌

21、溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为;沉积锌后的电解液可返回工序继续使用。答案 (1)ZnS+32O2ZnO+SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+(3)Cd2+Zn Cd+Zn2+(4)Zn2+2e- Zn溶浸5.(2017课标,27,15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是。

22、(2)滤渣1中含量最多的金属元素是,滤渣2的主要成分是及含硅杂质。(3)步骤调滤液2的pH使之变(填“大”或“小”),原因是(用离子方程式表示)。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80 b.60 c.40 d.10 步骤的反应类型是。(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为。答案 (1)27陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O(

23、4)d复分解反应(5)190m2147m1100%6.(2021四川泸州二诊,27)钴可用于火箭发动机、导弹的耐热部件以及原子能工业。下图是由铜钴精矿提取钴的相关工业流程。铜钴精矿中主要含氧化铜、硫化钴(CoS)和少量FeS等。已知:在pH为46时Fe3+水解生成的Fe(OH)32nFe3+3(n-x)SO42-,具有吸附性。(1)从“氨浸”可知,Cu2+、 Fe2+、Co2+三者中易于形成氨合物的离子是;电解含有Cu(NH3)42+的溶液时阴极上的电极反应式为。(2)“酸浸”中硫化钴(CoS)、Na2SO3与盐酸共同反应的离子方程式为。(3)“除铁”加入了试剂X,使Fe2+转化为Fe3+,则

24、试剂X最好选用(填字母编号)。A.KMnO4溶液B.H2O2溶液 C.HNO3D.SO2(4)“萃取”是利用某磷酸酯P50 (用RH表示)萃取钴,其反应的离子方程式为。(5)整个流程中可以循环利用的物质有。(6)“除铁”中,溶液pH对钴回收率的影响如下图所示。该步应控制pH的范围为,pH较大时钴回收率骤降的原因是。(已知Co2+沉淀的pH为6.78.7)。答案 (1)Cu2+Cu(NH3)42+2e-Cu+4NH3(2)2CoS+6H+SO32-2Co2+3S+3H2O(3)B(4)2RH+Co2+CoR2+2H+(5)RH、NH3和H2C2O4(6)34Fe3+在pH大于4时水解生成Fe(O

25、H)32nFe3+3(n-x)SO42-,吸附大量Co2+而损失(不能写Co2+水解)7.(2021山东,17,11分)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O72H2O)的工艺流程如下。回答下列问题:(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是。(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c1.010-5 molL-1时,可认为已除尽。中和时pH的理论范围为;酸化的目的是;Fe元素在(填操作单元的名称)过程中除去。(

26、3)蒸发结晶时,过度蒸发将导致;冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有。(4)利用膜电解技术(装置如图所示),以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为:4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2则Na2Cr2O7在(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为。答案 (1)使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行(2)4.59.3使CrO42-转化为Cr2O72-浸取(3)有Na2Cr2O7析出H2SO4(4)阳Na+8.(2021安徽皖南八校二联,27)CuCl常用作有机合成催化剂,并用于

27、颜料、防腐等工业。工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2 ,另外还含有少量SiO2) 为主要原料制备CuCl的主要流程如下:已知,CuCl难溶于水和乙醇,在空气中易被氧化,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+2Cl- CuCl32- (无色溶液)。回答下列问题:(1)流程中的“滤渣”的主要成分是(填化学式)。(2)“溶液A”中含有硫酸铜、硫酸铁,则在一定条件下黄铜矿与稀硫酸、氧气反应的化学方程式为。(3)当中观察到时(填实验现象),表明反应已经完全,反应的离子方程式为。(4)中的“一系列操作”是、过滤、用无水乙醇洗涤、真空干燥。真空干燥的目的是。(5)已知:常温下,KspCu(OH)2=2.

28、210-20 ,KspFe(OH)3=8.010-38,溶液中离子浓度1.010-5molL-1时,可认为该离子已沉淀完全。若溶液A中c(Cu2+)=0.5 molL-1,加入氧化铜(忽略溶液体积变化),使溶液中Fe3+恰好沉淀完全,此时是否有Cu(OH)2沉淀生成?(结合计算回答)。(6)工业上还可以利用铜电极作阳极电解饱和食盐水制备CuCl,阳极的电极反应式为。答案 (1)CuO、Fe(OH)3(2)4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O(3)溶液由蓝色变无色Cu2+Cu+6Cl-2CuCl32-(4)向溶液C中加入大量的水防止CuCl被氧气氧化

29、(5)c(Cu2+) c2(OH-)=0.5(3810-381.010-5)2=2.010-22KspCu(OH)2=2.210-20,故没有Cu(OH)2沉淀生成(6)Cu-e-+Cl-CuCl9.(2022河南濮阳一模,27)石煤是一种含氧化铝杂质的钒矿石,其中钒元素主要以VO2、V2O3、V2O5形式存在。工业上以石煤为原料,采用钠化焙烧提钒的部分工艺如图所示:已知:偏钒酸钠的化学式为NaVO3;V2O5、Al(OH)3沉淀生成和溶解的pH如下表所示:物质溶液pH开始沉淀完全沉淀沉淀开始溶解沉淀完全溶解V2O52.25.17.18.1Al(OH)33.34.78.712.8回答下列问题:

30、(1)在实验室中进行焙烧需要用到的硅酸盐仪器为电炉(或酒精喷灯)、泥三角、 。(2)以V2O5为例写出“钠化焙烧”过程中发生反应的化学方程式:。“焙烧”工艺中,VO2、V2O3均被氧化为偏矾酸钠。焙烧过程中的气体产物会污染环境,可用NaOH溶液吸收,吸收时发生反应的离子方程式为。(3)硫酸调节pH时分两步操作完成,第一步加入硫酸调节pH的范围为,过滤;第二步继续向滤液中滴加硫酸调节pH的范围为,过滤得到粗V2O5。(4)煅烧偏钒酸铵时产生的气体可循环利用,具体措施是。(5)已知:室温下,Ksp(NH4VO3)=1.610-3、KspCa(VO3)2=410-6,向足量的偏钒酸铵的悬浊液中加入C

31、aCl2,当溶液中c(Ca2+)=1 molL-1时,溶液中的c(NH4+)=。(6)V2O5可用Al、Si等还原为钒单质,用Al、Si分别与V2O5反应制取等量的V时,消耗Al、Si的质量之比为。答案 (1)坩埚玻璃棒(2)2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(3)8.1pH8.75.1pH7.1(4)将产生的气体通入盐酸中生成氯化铵,循环利用(5)0.8 molL-1(6)97综合10.(2022全国乙,26,14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充

32、分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表:难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.510-87.410-141.110-102.610-9一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列问题:(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:。(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是。(3)在“酸浸”中,除加入醋

33、酸(HAc),还要加入H2O2。()能被H2O2氧化的离子是;()H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为 ;()H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是。(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是。(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有。答案 (1)PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq)存在沉淀溶解平衡PbSO4(s) Pb2+(aq)+SO42-(aq),已知Ksp(PbCO3)Ksp(PbSO4),加入Na2CO3,可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,有利于后续溶于酸(2)沉淀转化反应BaSO4

34、(s)+CO32-(aq) BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K0.04,K值较小,说明正向反应程度有限(3)()Fe2+()Pb+H2O2+2HAc Pb(Ac)2+2H2O()H2O2作还原剂,还原PbO2(4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4(5)Ba2+、Na+11.(2022湖南,17,14分)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点/1361275718

35、0回答下列问题:(1)已知G=H-TS,G的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略H、S随温度的变化。若G6.0时,溶液中Mo元素以MoO42的形态存在。(1)“焙烧”中,有Na2MoO4生成,其中Mo元素的化合价为。(2)“沉铝”中,生成的沉淀X为。(3)“沉钼”中,pH为7.0。生成BaMoO4的离子方程式为。若条件控制不当,BaCO3也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀,溶液中c(HCO3-)c(MoO42-)=(列出算式)时,应停止加入BaCl2溶液。(4)滤液中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为。往滤液中添加适量NaCl固体后,通入足量(填化学式)气体,再通入足量CO2,

36、可析出Y。(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。该氧化物为。已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为。答案(1)+6(2)Al(OH)3(3)MoO42-+Ba2+BaMoO410-72.610-94.710-113.510-8(4)NaHCO3NH3(5)Al2O3417.(2021全国乙,26,14分)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、C

37、aO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表金属离子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c=1.010-5 molL-1)的pH3.24.711.113.8回答下列问题:(1)“焙烧”中,TiO2、SiO2几乎不发生反应,Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是。(3)“母液”

38、中Mg2+浓度为molL-1。(4)“水浸渣”在160 “酸溶”,最适合的酸是。“酸溶渣”的成分是、 。(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2xH2O沉淀,该反应的离子方程式是。(6)将“母液”和“母液”混合,吸收尾气,经处理得,循环利用。答案(1)Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3(2)Fe3+、Al3+、Mg2+(3)1.010-6(4)硫酸SiO2CaSO4(5)TiO2+(x+1)H2OTiO2xH2O+2H+(6)(NH4)2SO4模型二科学探究思想模型模型认知金属及其化合物定性探究实验1.建立“金属单质碱性氧化物

39、碱盐”的转化思维模型。2.熟悉探究物质性质的顺序:观察物质的外部特征预测物质的性质设计实验方案观察实验现象解释和结论。1.(2018北京理综,28,16分)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)A为氯气发生装置。A中反应方程式是(锰被还原为Mn2+)。将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有 。(2)探究K2Fe

40、O4的性质取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:方案取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色方案用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生.由方案中溶液变红可知a中含有离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由产生(用方程式表示)。.方案可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是。根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2FeO42-(填“”或“MnO4-,验证实验如下:将溶

41、液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeO42-MnO4-。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案: 。答案(1)2KMnO4+16HCl(浓) 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2OCl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O(2).Fe3+4FeO42-+20H+ 4Fe3+3O2+10H2O.排除ClO-的干扰溶液酸碱性不同理由:FeO42-在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4-的颜色方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色模型实践金属及其化合物定量探究

42、实验1.掌握定量测定的常用方法:沉淀法、滴定法、测气体体积法或质量法、热重法,明确其原理。2.产品纯度=有效物质质量样品质量100%,物质化学式中各原子个数之比=组成各元素原子的物质的量之比。2.(2021北京,18,12分)铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。资料:.钛白粉废渣成分:主要为FeSO4H2O,含少量TiOSO4和不溶物.TiOSO4+(x+1)H2O TiO2xH2O+H2SO4.0.1 molL-1 Fe2+生成Fe(OH)2,开始沉淀时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.30.1 molL-1 Fe3+生成FeOOH,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀

43、时pH=2.8(1)纯化加入过量铁粉的目的是 。充分反应后,分离混合物的方法是 。(2)制备晶种为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是:向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如下图)。产生白色沉淀的离子方程式是。产生白色沉淀后的pH低于资料中的6.3。原因是:沉淀生成后c(Fe2+)0.1 molL-1(填“”“=”或“pH为6.0时,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此pH几乎不变,之后发生反应4Fe2+O2+6H2O4FeOOH+8H+,溶液中H+浓度增大,pH减小溶液中同时

44、存在两个氧化反应4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O和4Fe2+O2+6H2O4FeOOH+8H+,因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加,或用叠加反应解释:12Fe2+3O2+ 2H2O4FeOOH+8Fe3+(3)不受影响3.(2021浙江6月选考,28,10分)固体化合物X由3种元素组成,某学习小组开展如下探究实验。其中,白色沉淀B能溶于NaOH溶液。请回答:(1)白色固体C的化学式是,蓝色溶液D中含有的溶质是(用化学式表示)。(2)化合物X的化学式是;化合物X的一价阴离子与CH4具有相同的空间结构,写出该阴离子的电子式。(3)蓝色溶液A与N2H5+ 作用,生成一种气体,溶

45、液蓝色褪去,同时生成易溶于硝酸的白色沉淀。写出该反应的离子方程式。设计实验验证该白色沉淀的组成元素。答案(1)Al2O3Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3(2)CuAl2Cl8(3)4Cu2+N2H5+ +4Cl-4CuCl+N2+5H+将白色沉淀溶于硝酸,得到蓝色溶液,说明有Cu元素;再向溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,说明有Cl元素情境应用简单情境1.纳米氧化镁的制备(2022陕西西安中学二模,26)纳米氧化镁是在磁性、催化方面有许多优异功能的新材料,具有重要价值。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3,少量FeCO3和SiO2杂质)为原料制备纳米氧化镁的工艺流程如下

46、:试回答下列问题:(1)“焙烧”时生成的主要气体有;滤渣的主要成分为。(2)已知在该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下:金属离子Fe2+Fe3+Mg2+开始沉淀pH6.31.58.9完全沉淀pH8.12.810.9上述流程中“氧化”的目的是。氧化剂常用空气或H2O2而不选用酸性KMnO4溶液,解释其原因: 。(3)试剂a可能是。(4)资料显示煅烧MgCO3比煅烧Mg(OH)2更容易生成MgO纳米材料。“沉淀”时若将NH4HCO3更换成Na2CO3,则产生的后果是。(5)该流程中可以循环利用的物质是。答案 (1)NH3、CO2SiO2(2)将Fe2+氧化为Fe3+引入新杂质Mn2+,使产

47、品不纯;将Cl-氧化为Cl2而造成污染(3)MgO或MgCO3、Mg(OH)2、Mg2(OH)2CO3等(4)Na2CO3溶液的碱性更强,反应中易生成更多的Mg(OH)2而不利于MgO纳米材料的生成(5)NH4Cl2.电极活性物质锌酸钙的制备(2022陕西咸阳二模,27)随着人们对电动汽车需求的进一步扩大,高能量、高电流的锌系二次碱性电池受到市场的期待,但是锌电池在充电过程中存在变形、枝晶、腐蚀和钝化等问题,目前采用氢氧化钙处理氧化锌工艺得到锌酸钙作为电极的活性物质,使以上情况得到极大改善。一种锌酸钙的化学式为CaZn(OH)322H2O,其制备流程如下:请回答下列问题:(1)Zn(OH)2是

48、两性氢氧化物,与NaOH反应的方程式为Zn(OH)2+2NaOHNa2ZnO2+2H2O。ZnO是两性氧化物,则反应釜中发生反应的离子方程式为 。(2)球磨机是用研磨体摩擦、冲击物料使其研磨成粉末的设备。研磨过程加入Ca(OH)2粉末时,通入Ar的作用是。(3)ZnO和锌酸钙在KOH溶液中的溶解情况如下图所示。从反应釜进入球磨机的混合物中主要含有锌酸钾,加入Ca(OH)2粉末,转化为锌酸钙,请从平衡移动的角度分析原因:。流程中第二次加入ZnO粉末的目的是。(4)滚动球磨624小时的目的是。(5)操作为。干燥产品时必须在低温减压条件下进行,理由是。答案 (1)ZnO+2OH-ZnO22-+H2O

49、(2)防止Ca(OH)2遇到空气中的CO2转化为CaCO3(3)在碱性溶液中,锌酸钾的溶解度大于锌酸钙的溶解度,加入Ca(OH)2粉末,增大Ca2+浓度,使锌酸钙沉淀溶解平衡向沉淀生成的方向移动调整ZnO与Ca(OH)2的物质的量之比为21(4)使锌酸钾与Ca(OH)2粉末充分反应(5)过滤防止高温下产物分解失去结晶水3.沉淀法制备碳酸锂(2022东北三省三校一模,26)锂是重要的战略性资源,在我国锂主要分布在青海和西藏的盐湖中,占世界总含量的1/3。沉淀法制备Li2CO3的工艺流程如图所示。已知:.碳酸锂在不同温度下的溶解度如下表。温度/S(Li2CO3)/g01.54101.43201.3

50、3401.17601.01800.851000.72.25 时KspMg(OH)2=1.810-11,lg2=0.3,lg3=0.5。(1)从工业生产角度分析,从湖水中获取浓缩卤水的方法为。(2)脱硼时需调节pH至酸性,目的是。(3)二次脱镁时,当镁离子完全沉淀,溶液的pH应大于。(4)流程中两次使用Na2CO3溶液,第一次浓度小,第二次浓度大的原因是。(5)“沉锂”需要在95 以上进行,主要原因是;反应的化学方程式为,过滤后,如何洗涤产品:。(6)此方法不适合处理镁含量较高的湖水,请分析可能的原因:。答案 (1)日晒(或阳光照射)(2)促进硼酸析出(3)11.15(或11.2)(4)第一次浓

51、度小防止Li+以Li2CO3沉淀析出,第二次浓度大则有利于Li2CO3沉淀的生成(5)温度越高,碳酸锂的溶解度越低,可以增加产率Na2CO3+2LiClLi2CO3+2NaCl用玻璃棒引流,向漏斗中加入热水刚好没过沉淀,使水自然流下,重复操作23次(6)若镁含量较高,则会消耗较多的Na2CO3和Ca(OH)2复杂情境4.制备二氧化锰(2022山西晋中二模,27)工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含少量Fe、Al、Mg、Ni、Si等元素的氧化物)制备MnO2的工艺如图所示。相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:金属离子沉淀完全(c=1.010-5 molL-1)的pHMn2+10.1Fe

52、2+8.3Fe3+2.8Al3+4.8Mg2+10.9Ni2+8.9回答下列问题:(1)“酸浸”过程中,为提高浸出率,可采取的措施是(写一种即可)。(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为。(3)“调pH”时溶液pH范围为6。“调pH”过滤后,滤液中c(Fe3+)c(Al3+)=。工业上调节pH的过程选择在加热条件下进行,其目的是。(4)请结合平衡移动原理解释“除杂”时若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全的原因:。(5)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。当温度超过30 ,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是。(6)工业上用电解H2SO4-MnSO4-

53、H2O体系制备MnO2。电解获得MnO2的机理(部分)如图1所示。硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示,硫酸浓度超过3.0 molL-1时,电流效率降低的原因是。图1图2答案 (1)适当增加酸的浓度或适当升高溶液的温度或把矿物粉碎等(任写一种即可)(2)2Fe2+MnO2+4H+Mn2+2Fe3+2H2O(3)4.810-6促进Fe3+、Al3+水解,加快沉淀速率(4)溶液酸度过高,F-与H+结合生成弱电解质HF,F-浓度减小,使沉淀溶解平衡MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,导致Mg2+沉淀不完全(5)NH4HCO3受热容易分解(或Mn2+水解)(6)氢离子浓度太大,抑制反应5

54、.滴定法在产品纯度测定中的应用(2022河南五市一联,27)某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:已知:煅烧时,Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O22CuO+TeO2。(1)煅烧时,Cr2O3发生反应的化学方程式为。(2)为提高酸浸速率,可采用的措施是(任写一条)。(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还含有(填化学式)。(4)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。已知含铬酸性废水中存在着Cr2O72-

55、和CrO42-相互转化的平衡,请用离子方程式表示它们之间的转化反应:。在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成的沉淀为(写出化学式)。(5)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取产品试样2.50 g配成250 mL溶液,用移液管取出25.00 mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化后,再加入几滴指示剂,用0.100 0 molL-1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定,重复进行两次实验。(已知Cr2O72-被还原为Cr3+)氧化还原滴定过程中的离子方程式为。若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为

56、25.00 mL,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为%。已知M(K2Cr2O7)=294 gmol-1,计算结果保留三位有效数字(6)上述流程中K2Cr2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3+外,还含有一定浓度的Fe3+杂质,可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3+)=310-5 mol L-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时Fe3+是否沉淀完全?(填“是”或“否”)。已知:KspFe(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=6.010-31答案 (1)2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2 (2)适当增大稀硫酸的浓度、升高温度

57、、搅拌等(3)CuSO4(或CuSO4和H2SO4)(4)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2OBaCrO4(5)Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O 49.0(6)是6.(2022吉林白山一模,27)钯(Pd)广泛应用于现代工业的各个领域,但资源非常有限。工业上从电解精炼银的电解液主要含AgNO3、Pd(NO3)2、Cu(NO3)2、Fe(NO3)3、HNO3中回收钯的工艺流程如图所示:请回答下列问题:(1)已知:阳离子杂质在“调节pH”均已除去。则“滤渣1”的主要成分除AgOH(或Ag2O)外,还有、(填化学式)。(2)电解精炼银与电解精炼铜的原理相似,试从

58、电解精炼铜的角度分析电解精炼银的电解液中含有Fe3+的原因:、(用电极反应式和离子方程式回答)。(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为。(4)“沉淀”时加入的NH4Cl(aq)需过量,目的为。(5)“还原”时,可选用HCOOH、N2H4H2O或H2作还原剂,写出H2热还原(NH4)2PdCl6的化学方程式:。当与足量的(NH4)2PdCl6反应得到等量的Pd时,消耗HCOOH、N2H4H2O、H2的物质的量之比为。(已知:HCOOH、N2H4H2O的氧化产物均为无污染的物质)答案 (1)Cu(OH)2Fe(OH)3(2)Fe-2e-Fe2+3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O(3)

59、Pd2+H2O2+6Cl-+2H+PdCl62-+2H2O(4)利用同离子效应,促进(NH4)2PdCl6的析出(或使PdCl62-尽可能完全沉淀)(5)(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl212审题解题审题方法1.(2018课标,7,6分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案D2.(2020山东,

60、9,2分)以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是()A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl MgCl2+2NH3+H2OB.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同答案B解题思路3.(2020课标,26,14分)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流