高三一轮试题化学（人教版）第四章第18练“VCrMnCo”等过渡金属化合物的制备流程

第四章第18练“V、Cr、Mn、Co”等过渡金属化合物的制备流程[分值：100分](选择题1~8题，每小题8分，共64分)一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1.(2024·潍坊模拟)从电子废料(含Au、Ag和Cu等)中可回收金，主要流程如图。已知：王水溶金发生反应Au＋HNO3＋4HCl=HAuCl4＋NO↑＋2H2O。下列说法不正确的是()A.盐酸促进了Au和HNO3的反应，其原因是降低了c(Au3＋)，增强了Au的还原性B.以HAuCl4为电解质进行粗金的电解精炼，可能会有AgCl覆盖在阴极C.Na2SO3可实现析金发生反应：2HAuCl4＋3H2O＋3Na2SO3=2Au＋3Na2SO4＋8HClD.依据王水溶金原理，NaNO3溶液与浓盐酸也可使Au溶解2.(2024·青岛模拟)以黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2)和软锰矿(主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3)为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如图。下列说法正确的是()A.酸浸和沉锰操作均应在较高温度下进行B.滤渣1的成分中含有S和SiO2C.调pH的目的只为除去溶液中的Fe3＋D.沉锰操作中主要反应的离子方程式是2HCO3-＋Mn2＋=MnCO3↓＋CO2↑＋H3.(2024·济宁高三下学期质量检测)以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、SiO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。下列说法正确的是()已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋。A.“除杂”时发生的主要反应的离子方程式为Zn+[Cu(NH3)4]2+=Cu+[Zn(NH3)4]2+B.“滤渣②”的主要成分为Fe、Cu和ZnC.所含金属元素的质量“滤液①”<“滤液②”D.“煅烧”时需要在隔绝空气条件下进行4.(2024·济南实验中学高三模拟)KMnO4是重要氧化剂，广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料，经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法错误的是()A.熔融过程中，n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶1B.滤渣2经处理后可循环回熔融过程以提高锰元素的利用率C.用盐酸替代CO2能加快酸化时的速率D.得到KMnO4晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥5.(2024·日照高三模拟)为了减少污染和合理使用资源，某厂计划与氯碱厂、甲醇厂进行联合生产。设计的联合生产的工艺流程如图所示(FeTiO3中Ti为＋4价)。下列叙述正确的是()A.在电解槽中阳极常用铁作电极材料B.“氯化”反应中氧化剂与CO的物质的量之比为7∶6C.“合成”甲醇的反应不符合绿色化学中的原子经济性原则D.利用TiCl4水解制TiO2·xH2O时，应加强热以促进水解6.铁和钛是重要的金属材料。一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量Fe2O3)制备钛和绿矾的工艺流程如图。下列说法错误的是()A.为加快“浸出”速率，可将钛铁矿粉碎，并适当增大硫酸的浓度B.加入适量铁屑的目的是除去Fe3＋和过量的硫酸C.若制得1mol金属钛，则步骤Ⅲ中转移电子的物质的量至少为8molD.TiCl4被还原为Ti的过程中需要在密闭容器中用Ar作保护气7.以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备NixOy和碳酸亚钴(CoCO3)的工艺流程如图。下列说法不正确的是()A.“滤渣Ⅰ”的主要成分是SiO2B.“氧化”时的离子反应为6Fe2＋＋6H＋＋ClO3-=6Fe3＋＋Cl－C.“调pH”过程中形成黄钠铁矾渣，Na2CO3必须过量D.“沉钴”过程发生的反应为Co2＋＋2HCO3-=CoCO3↓＋CO2↑8.某铬贫矿主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3，采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如图，已知“氧化浸出”时铁以最高价氧化物存在。下列说法错误的是()A.“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率B.滤渣的主要成分是MgO、Fe2O3C.化合物Ⅰ为NaOH，化合物Ⅱ为NaHCO3D.实验室进行“混合”时，将Na2Cr2O7溶液缓慢倒入浓硫酸中，边倒边搅拌二、非选择题9.(20分)(2024·山东名校联盟高三月考)六水合三氯化铬(CrCl3·6H2O)可用于制备催化剂、媒染剂和聚合胶黏剂。实验室用铬酸钠(Na2CrO4)为原料制备六水合三氯化铬的实验方案和装置如下：已知：①甲醇沸点64.7℃。②六水合三氯化铬易溶于水、可溶于乙醇、不溶于乙醚。③Cr(OH)3的性质与Al(OH)3类似。(1)仪器a的名称为；步骤Ⅰ中使用该仪器的作用是。(2)步骤Ⅰ反应生成CrCl3的同时有CO2气体逸出，反应的化学方程式为。(3)步骤Ⅱ中调节溶液pH不能加入过量NaOH的原因是(用离子方程式解释)。(4)步骤Ⅳ中洗涤Cr(OH)3固体的方法是。(5)步骤Ⅵ中“一系列操作”包括加热浓缩、冷却结晶、过滤、用少量洗涤、低温烘干。(6)用碘量法测定产品纯度。称取6.0g产品，在强碱性条件下，加入过量H2O2溶液，小火加热使Cr3＋完全转化为CrO42-，再继续加热煮沸一段时间。冷却至室温后，滴入适量稀硫酸使CrO42-转化为Cr2O72-，再加入蒸馏水将溶液稀释至250mL。取25.00mL溶液，加入过量KI溶液，滴加2~3滴淀粉溶液，用0.3000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2＋2S2O32-=S4O6第1次第2次第3次20.05mL20.30mL19.95mL①“继续加热煮沸一段时间”的目的是。②滴定终点的现象为。③该产品的纯度为%(结果保留1位小数)。10.(16分)(2025·泰安期中)工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Al、Li等)的工艺流程如图1，Li2CO3的溶解度温度关系如图2。已知：Fe、Co单质的化学性质相似。(1)“浸取”过程中要保持强制通风，原因是

。

(2)“净化”过程中取少量加入H2O2后的溶液，加入化学试剂，若出现(填现象)，则需补加H2O2；从滤渣中分离得到Al(OH)3所用的试剂为。

(3)“沉钴”反应的化学方程式为

。“沉锂”过程中为减少Li2CO3的溶解损失，分离出Li2CO3的操作为蒸发浓缩、、洗涤、干燥。

(4)草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料，如图为CoC2O4·2H2O(摩尔质量为183g·mol1)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中温度在300℃以上所得固体均为钴的氧化物，通过计算确定B点剩余固体的化学成分为(填化学式)，取C点固体用足量的浓盐酸完全溶解可得到黄绿色气体，写出反应的离子方程式：

。

答案精析1.B2.B[酸浸时采用高温可以使反应速率加快，而沉锰时如果温度过高，氨水和NH4HCO3受热分解，MnCO3溶解度增大，导致沉锰效率降低，因此应该在低温下进行沉锰，A错误；调pH的目的是使溶液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，从而达到除去Fe3+、Al3+的目的，C错误；沉锰操作中加入NH3·H2O和NH4HCO3，反应的离子方程式为2HCO3-+Mn2++2NH3·H2OMnCO3↓+CO32-+2NH4++2H23.AC4.AC[熔融时发生反应2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，然后水浸，在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，生成KMnO4、MnO2和KHCO3，再经过一系列操作得到产品，以此解答该题。由分析可知，熔融过程中O2为氧化剂，MnO2为还原剂，故n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2，A错误；滤渣2为MnO2，经处理后可循环回熔融过程以提高锰元素的利用率，B正确；由于KMnO4和K2MnO4均能与盐酸发生氧化还原反应，故不能用盐酸替代CO2，C错误；由题干图示可知，KMnO4的溶解度随温度升高而明显增大，故得到KMnO4晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥，D正确。]5.B6.C[加入适量铁屑，发生反应：Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑，因此加入铁屑的目的是除去Fe3+和过量的硫酸，故B说法正确；由反应TiO2+2Cl2+2C2CO+TiCl4，TiCl4+2MgTi+2MgCl2可知，若制得1mol金属钛，步骤Ⅲ中转移电子的物质的量至少为4mol，故C说法错误；Mg为活泼金属，能与氧气、二氧化碳、氮气反应，因此TiCl4被还原为Ti的过程中需要在密闭容器中用Ar作保护气，故D说法正确。]7.AC8.D[温度升高，反应速率变快，A正确；Al2O3与NaOH溶液反应，则“滤渣”的主要成分为MgO、Fe2O3，B正确；由于电解时产生氢气和氯气，故会产生NaOH，“沉铝”时通入过量的CO2，产生NaHCO3，C正确；实验室进行“混合”时，将浓硫酸缓慢倒入Na2Cr2O7溶液中，边倒边搅拌，D错误。]9.(1)球形冷凝管将甲醇、盐酸冷凝回流，提高原料利用率(2)2Na2CrO4+CH3OH+10HCl(浓)2CrCl3+4NaCl+7H2O+CO2↑(3)Cr(OH)3+OH[Cr(OH)4](4)向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待蒸馏水自然流下，重复操作2~3次(5)乙醚(6)①除去过量的H2O2，防止将KI氧化为I2②当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液恰好由蓝色褪为无色，且半分钟不恢复原来的颜色③88.810.(1)反应中有氢气生成，易出现爆炸危险，且HCl具有挥发性(2)K3[Fe(CN)6]溶液蓝色沉淀NaOH溶液、CO2(3)(NH4)2C2O4+CoCl2+2H2O=CoC2O4·2H2O↓+2NH4Cl趁热过滤(4)CoC2O4Co3O4+2Cl+8H+=3Co2++Cl2↑+4H2O解析(2)“净化”过程中加入H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，取少量加入H2O2后的溶液，加入化学试剂K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，证明Fe2+未完全被氧化为Fe3+，则需补加H2O2；滤渣含有Al(OH)3和Fe(OH)3，由于Al(OH)3能与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]溶液，过滤即可将Fe(OH)3分离出来，再向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2，反应又生成Al(OH)3，故从Al(OH)3和Fe(OH)3中分离得到Al(OH)3所用的试剂为NaOH溶液和CO2。(3)“沉钴”反应的化学方程式为(NH4)2C2O4+CoCl2+2H2O=CoC2O4·2H2O↓+2NH4Cl；由Li2CO3的溶解度温度关系图可知，温度越高，Li2CO3的溶解度越低，故“沉锂”过程中为减少Li2CO3的溶解损失，分离出Li2CO3的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。(4)由图可知，二水合草酸钴的质量为18.3g，B点时固体的质量为14.70g，加热固体减少的质量为18.3g14