北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
专题五 金属及其化合物
基础篇
考点一 钠及其化合物
1.(2022海南,1,2分)化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是 ( )
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.小苏打的主要成分是Na CO
2 3
C.可用食醋除去水垢中的碳酸钙
D.使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值
答案 B
2.(2022辽宁辽阳一模,1)食品膨松剂添加到食品中,在食品加工过程中受热分解产生气体,
使面坯起发,做出的食品口感柔软或酥脆。下列物质不能作食品膨松剂的是( )
A.碳酸氢钠 B.碳酸氢铵 C.生物酵母 D.氯化钠
答案 D
3.(2022江西吉安期末,6)下列关于钠及其化合物的说法中错误的是 ( )
A.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
B.Na O 与CO 反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
2 2 2
C.分别将少量钠投入盛有水和乙醇的烧杯中,可比较水与乙醇中氢的活泼性
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
答案 A
4.(2021浙江6月选考,9,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐
B.镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
D.常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
答案 A
5.(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 (
)
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选
劳动项目 化学知识
项
A 面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包 NaCO 可与酸反应
2 3
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HO高温下会反应
2
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
答案 A
6.(2020浙江7月选考,8,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.Cl-会破坏铝表面的氧化膜
B.NaHCO 的热稳定性比Na CO 强
3 2 3
C.KMnO 具有氧化性,其稀溶液可用于消毒
4
D.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
答案 B
7.(2022甘肃兰州一诊,11)“侯氏制碱法”是我国化学家侯德榜为世界纯碱工业做出的突
出贡献。某实验小组模拟工业制纯碱的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如图所
示。下列叙述正确的是 ( )
A.装置①中的试管中应盛放氯化铵固体
B.装置②的球形干燥管中应盛放碱石灰
C.装置②和装置③之间应该增加盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
D.装置①可以用装置③代替,但不可用装置④代替
答案 D
8.(2022辽宁锦州一模,6)某化学实验小组为探究过氧化物的性质,进行下图所示实验。经
检验实验①、③中的白色沉淀为BaO 。下列说法合理的是 ( )
2
序
实验① 实验② 实验③
号
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实
验
Na 2 O 2 与H 2 O反应后的溶液pH=12 H 2 O 2 溶液 H 2 O 2 与NaOH混合溶液pH=12
现
出现白色沉淀 无明显现象出现白色沉淀
象
A.实验①、②说明在碱性条件下H O 电离产生O2-
2 2
B.实验①、②、③证明 Na O 与 H O 反应过程中发生反应:Na O +2H O
2 2 2 2 2 2
2NaOH+H O
2 2
C.实验①、③生成白色沉淀的反应属于氧化还原反应
D.可用BaCl 、H O检验长期放置的Na O 中是否含有Na CO
2 2 2 2 2 3
答案 B
9.(2022北京101中学三模,8)实验小组研究Na与CO 的反应,装置、步骤和现象如下:
2
实验步骤和现象:
ⅰ.通入CO 至澄清石灰水变浑浊后,点燃酒精灯。
2
ⅱ.一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂
未见明显变化。
ⅲ.将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过量BaCl 溶液,产生
2
白色沉淀;再次过滤,滤液呈碱性;取白色沉淀加入盐酸,产生气体。
ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热,生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤ⅰ的目的是排除O 的干扰
2
B.步骤ⅲ证明白色物质是Na CO
2 3
C.步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C+2H SO (浓) CO ↑+2SO ↑+2H O
2 4 2 2 2
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D.根据以上实验推测:CO 与金属K也可以发生氧化还原反应
2
答案 B
10.(2021江苏,11,3分)室温下,通过下列实验探究NaHCO 、Na CO 溶液的性质。
3 2 3
实验1:用pH试纸测量0.1 mol·L-1 NaHCO 溶液的pH,测得pH约为8
3
实验2:将0.1 mol·L-1 NaHCO 溶液与0.1 mol·L-1 CaCl 溶液等体积混合,产生白色沉淀
3 2
实验3:0.1 mol·L-1 Na CO 溶液中通入CO ,溶液pH从12下降到约为9
2 3 2
实验4:0.1 mol·L-1 Na CO 溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去
2 3
下列说法正确的是 ( )
K
A.由实验1可得出:K (H CO )> W
a 2 2 3 K (H CO )
a 2 3
1
B.实验2中两溶液混合时有:c(Ca2+)·c(CO2-
)<K (CaCO )
3 sp 3
C.实验3中发生反应的离子方程式为CO2-+H2O+CO22HCO-
3 3
D.实验4中c (CO2- )<c (CO2- )
反应前 3 反应后 3
答案 C
11.(2022湖北,8,3分)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:
2NaHS(s)+CS (l) Na CS (s)+H S(g)
2 2 3 2
下列说法正确的是 ( )
A.Na CS 不能被氧化 B.Na CS 溶液显碱性
2 3 2 3
C.该制备反应是熵减过程D.CS 的热稳定性比CO 的高
2 2
答案 B
12.(2021河北,14,14分)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发
展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO ,
3
进一步处理得到产品Na CO 和NH Cl。实验流程如图:
2 3 4
回答下列问题:
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(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO ,正确的连接顺序是 (按气流方向,
3
用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞
打开或 。
A B
C D E
(2)B中使用雾化装置的优点是 。
(3)生成NaHCO 的总反应的化学方程式为 。
3
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO 和滤液:
3
①对固体NaHCO 充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na O ,Na O 增重
3 2 2 2 2
0.14 g,则固体NaHCO 的质量为 g。
3
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH Cl(aq) NaCl(aq)+NH Cl(s)过程。为使
4 4
NH Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、
4 4
、洗涤、干燥。
(5)无水Na CO 可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na CO 保存不当,吸收了
2 3 2 3
一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果 (填标号)。
A.偏高 B.偏低 C.不变
答案 (1)a-e-f-b-c-g-h 将玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔
(2)增大反应物的接触面积,提高吸收效率
(3)NaCl+CO +NH +H O NaHCO ↓+NH Cl
2 3 2 3 4
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(4)①0.84 ②冷却结晶 过滤
(5)A
13.(2023届河南豫北名校测评一,17)Na O (s)是一种重要的化学原料,有着重要的用途,可
2 2
与CO 、H O、NO 、SO 等多种物质反应。回答下列问题:
2 2 2 2
(1)将C H 、O 、Na O 放入一个真空密闭容器中,在150 ℃下用电火花不断引燃,恰好完
3 8 2 2 2
全反应,生成物之一为 Na CO ,压强为零,则 C H 、O 、Na O 的物质的量之比为
2 3 3 8 2 2 2
。
(2)Na O (s)与NO (g)之间也能进行反应,某科研小组对其反应产物进行了探究分析。
2 2 2
第1步:用图1所示装置制取NO ,用98.3%浓硫酸吸收(NO 可溶于浓硫酸,加热后又会逸
2 2
出),得到无色吸收液。
图1
第2步:用图2所示装置加热浓硫酸吸收液,使NO 挥发,通入盛有Na O 的试管中,至固体
2 2 2
颜色不变后,再通入NO 气体2 min。
2
图2
第3步:称取第2步中反应后的固体0.5 g,加水溶解,配制100 mL待测溶液。
①Na O (s)与NO (g)可能发生反应的化学方程式为Na O +2NO 2NaNO +O 、
2 2 2 2 2 2 2 2
。
②上述“第 3 步”中配制 100 mL 待测溶液,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、
(填1种)。
③图1、图2中的NaOH溶液用于尾气处理,则反应中氧化产物与还原产物的物质的量
之比为 。
(3)某科研兴趣小组运用数字化实验对Na O 、SO 的反应过程进行探究(如图3所示)。
2 2 2
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图3
步骤如下:
Ⅰ.将计算机、数据采集器、氧气传感器依次相连。
Ⅱ.用无水Na SO 与H SO (70%)反应制取并用仪器A收集SO 气体。
2 3 2 4 2
Ⅲ.将氧气传感器接入仪器A中间接口,进行数据采集,用药匙取少量Na O 从仪器A右端
2 2
加入,迅速塞紧瓶塞。
② 仪器A的名称为 。
②ab段氧气的含量迅速升高,对应的化学方程式为 ,该反应
是
(填“吸热”或“放热”)反应。
③bc段氧气的含量慢慢降低,可能发生反应的化学方程式为 。
答案 (1)2∶3∶14
(2)①Na O +2NO 2NaNO
2 2 2 3
②100 mL容量瓶或胶头滴管 ③1∶1
(3)①三颈烧瓶
②2Na O +2SO 2Na SO +O 放热
2 2 2 2 3 2
③ 2Na SO +O 2Na SO
2 3 2 2 4
考点二 铁及其化合物
1.(2022上海松江二模,8)铁与下列足量溶液发生反应,一定有固体剩余的是 ( )
A.稀硫酸 B.稀硝酸
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C.热的浓硫酸 D.冷的浓硝酸
答案 D
2.(2021江苏,4,3分)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是 ( )
A.铁粉能与O 反应,可用作食品保存的吸氧剂
2
B.纳米Fe O 能与酸反应,可用作铁磁性材料
3 4
C.FeCl 具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
3
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
答案 B
3.(2022上海嘉定一模,13改编)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 ( )
A.Fe O 是一种红棕色粉末,俗称铁红
3 4
B.Fe (SO ) 与KSCN反应,产生红色沉淀
2 4 3
C.除去FeCl 溶液中的FeCl 杂质,可以向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤
2 3
D.Fe(OH) 为白色固体,不溶于水,能在空气中稳定存在
2
答案 C
4.(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Fe O
2 3
答案 C
5.(2022海南,6,2分)依据下列实验,预测的实验现象正确的是 ( )
选
实验内容 预测的实验现象
项
A MgCl 溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
2
B FeCl 溶液中滴加KSCN溶液 溶液变血红色
2
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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KMnO 溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
4
答案 D
6.(2022天津部分区质量调查二,4)向盛有2 mL FeCl 溶液的试管中加入少量铁粉,按下图
3
进行实验。下列分析错误的是 ( )
A.操作①为振荡
B.步骤Ⅰ中的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+
C.若步骤Ⅱ溶液变红色,说明Fe2+能用KSCN检验
D.步骤Ⅲ中Fe2+被氧化为Fe3+
答案 C
7.(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) 白色沉
2
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K ,打开K ,反应一段时间后,再打开K ,关闭K ,发现3中溶液不能进
2 1 2 1
入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中 。
(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 。
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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
8.(2023届福建泉州监测一,11)以钛白渣(主要成分为FeSO ,含Mg、Ti等元素)为原料,生
4
产氧化铁黄(α-FeOOH)的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.钛白渣溶于稀硫酸后,主要含金属的阳离子为Fe2+、Mg2+、TiO2+
Ⅱ.25 ℃,K (MgF )=5.22×10-11;偏钛酸(H TiO )难溶于水
sp 2 2 3
回答下列问题:
(1)“溶解”过程,可加快反应速率的措施有 (任写一项)。
(2)“除镁钛”时,TiO2+水解生成偏钛酸的离子方程式为 ,根
据 平 衡 移 动 原 理 分 析 加 入 适 量 铁 粉 可 促 进 生 成 偏 钛 酸 的 原 因 是
。
(3)“除镁钛”后,滤液①中c(Mg2+)=5.80×10-6 mol/L,此时c(F-)= 。
(4)“酸化、氧化”时,主要反应的离子方程式为 。
(5)“酸化、氧化”后,检验溶液中Fe2+已被完全氧化的最佳试剂为 。
A.KSCN溶液
B.K [Fe(CN) ]溶液
3 6
C.KSCN溶液和新制氯水
(6)“浆化”前,将溶液加热至 85
℃以去除过量氯酸钠,反应如下:ClO-
+Cl-+H+
3
ClO ↑+Cl ↑+H O(未配平)。氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
2 2 2
答案 (1)升高温度、适当增大稀硫酸浓度、粉碎固体、搅拌等任写一项
(2)TiO2++2H O H TiO ↓+2H+ 消耗H+,使TiO2+水解平衡正向移动,促进生成偏钛酸
2 2 3
沉淀 (3)3.00×10-3 mol/L
(4)ClO-
+6Fe2++6H+ 6Fe3++Cl-+3H O (5)B (6)1∶2
3 2
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考点三 金属冶炼 金属材料
1.(2022广东,1,2分)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。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 ( )
汉字
载体
选项 A.兽骨 B.青铜器 C.纸张 D.液晶显示屏
答案 B
2.(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 D
3.(2021湖北,2,3分)“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝
镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙
述错误的是 ( )
A.铜的金属活动性大于银
B.通过揉搓可提供电解质溶液
C.银丝可长时间保持光亮
D.用铝丝代替银丝铜也会变黑
答案 D
4.(2022河北唐山三模,1)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中正确的是
( )
A.可用明矾使海水淡化来解决饮水危机
B.雾是一种气溶胶,能产生丁达尔现象
C.在日常生活中,造成钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀
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D.工业上运输浓硫酸可以使用铝制槽罐车,因为铝与浓硫酸常温下不反应
答案 B
5.(2022上海崇明二模,10)核潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金作载热介质。下列有
关说法中正确的是 ( )
A.该合金的熔点介于钠、铝之间
B.铝钠合金的良好传热性与自由电子有关
C.钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物
D.原子半径钠大于铝,金属键钠强于铝
答案 B
6.(2022黑龙江嫩江期末,9)Mg、Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是
( )
A.上述四种元素对应的氢氧化物均能在空气中稳定存在
B.上述四种元素的单质放置在空气中最终产物均是氧化物
C.制备上述四种元素的氯化物晶体均能采用将溶液直接蒸干的方法
D.目前工业上冶炼Cu、Fe可以采用热还原法,Mg、Al采用电解法
答案 D
7.(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Na AlF 和CO
3 6 2
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
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答案 C
8.(2022重庆质检七,13)工业上用海水和牡蛎壳为原料冶炼镁的工艺流程如图所示:
下列叙述正确的是 ( )
A.牡蛎壳主要成分是CaCO ,沉淀甲主要成分为Mg(OH)
3 2
B.滤液乙经蒸发结晶、趁热过滤后进入“过滤器”
C.“烘干器”中通入干燥的热空气烘干
D.“合成器”中发生的反应为H +Cl 2HCl
2 2
答案 A
9.(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TiO ,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:
2
已知“降温收尘”后,粗TiCl 中含有的几种物质的沸点:
4
物质 TiCl VOCl SiCl AlCl
4 3 4 3
沸点/℃ 136 127 57 180
回答下列问题:
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(1)已知ΔG=ΔH-TΔS,ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略ΔH、ΔS随温度的变
化。若ΔG<0,则该反应可以自发进行。根据下图判断:600 ℃时,下列反应不能自发进行
的是 。
A.C(s)+O (g) CO (g)
2 2
B.2C(s)+O (g) 2CO(g)
2
C.TiO (s)+2Cl (g) TiCl (g)+O (g)
2 2 4 2
D.TiO (s)+C(s)+2Cl (g) TiCl (g)+CO (g)
2 2 4 2
(2)TiO 与C、Cl 在600 ℃的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表:
2 2
物质 TiCl CO CO Cl
4 2 2
分压/MPa4.59×10-21.84×10-23.70×10-25.98×10-9
①该温度下,TiO 与C、Cl 反应的总化学方程式为 ;
2 2
②随着温度升高,尾气中CO的含量升高,原因是 。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为 ;“除硅、铝”
过程中,分离TiCl 中含Si、Al杂质的方法是 。
4
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序 (填“能”或“不能”)交换,理由是
。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是 。
A.高炉炼铁
B.电解熔融氯化钠制钠
C.铝热反应制锰
D.氧化汞分解制汞
答案 (1)C
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(2)①5TiO +6C+10Cl 2CO+5TiCl +4CO
2 2 4 2
②随着温度升高,生成CO(g)反应的ΔG变小,而生成CO (g)反应的ΔG几乎不变,则生成
2
CO的反应正向进行趋势大
(3)Al+3VOCl AlCl +3VOCl 蒸馏或精馏(分馏)
3 3 2
(4)不能 若是工序互换,将引入AlCl ,降低TiCl 的纯度
3 4
(5)AC
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综合篇
综合 化工流程题解题策略
1.(2022河北,8,3分)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下:
下列说法错误的是 ( )
A.还原工序逸出的Br 用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
2
B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为Li CO +2HBr CO ↑+2LiBr+H O
2 3 2 2
D.参与反应的n(Br )∶n(BaS)∶n(H SO )为1∶1∶1
2 2 4
答案 A
2.(2021湖南,6,3分)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是 ( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融MgCl 制备金属镁
2
C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl MgCl +CO
2 2
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl
2
答案 D
3.(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。
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Fe(OH) Cu(OH) Zn(OH)
3 2 2
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是 ( )
A.固体X主要成分是Fe(OH) 和S;金属M为Zn
3
B.浸取时,增大O 压强可促进金属离子浸出
2
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
4.(2021河北,6,3分)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流
程如图:
下列说法错误的是 ( )
A.酸浸工序中分次加入稀HNO 可降低反应剧烈程度
3
B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO
3
C.水解工序中加入少量CH COONa(s)可提高Bi3+水解程度
3
D.水解工序中加入少量NH NO (s)有利于BiOCl的生成
4 3
答案 D
5.(2022北京通州一模,14)稀土永磁材料——高性能钕铁硼合金为新能源汽车提供核心
原材料。从制备钕铁硼的废料中提取氧化钕(Nd O )的工艺流程如图1所示,草酸钕晶体
2 3
的热重曲线如图2所示。
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图1
图2
已知:ⅰ.Nd与酸反应生成Nd3+,草酸钕晶体[Nd (C O ) ·10H O]的摩尔质量是732 g/mol;
2 2 4 3 2
ⅱ.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH) ,开始沉淀时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.3;0.1 mol/L Fe3+生成
2
Fe(OH) ,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8。
3
下列说法不正确的是 ( )
A.气体1的主要成分是H ,滤渣1是硼和其他不溶性杂质
2
B.“氧化”时会发生反应:2Fe2++H O +4H O 2Fe(OH) ↓+4H+
2 2 2 3
C.若“调pH=4”与“氧化”顺序颠倒,H O 的利用率无影响
2 2
D.由图2可知,500 ℃时剩余固体的主要成分是Nd O CO
2 2 3
答案 C
6.(2022全国甲,26,14分)硫酸锌(ZnSO )是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学
4
上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO ,杂质为SiO 以及
3 2
Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
第 18 页 共 36 页第 18 页 共 36 页
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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+
K 4.0×10-38 6.7×10-17 2.2×10-20 8.0×10-16 1.8×10-11
sp
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.NH ·H O B.Ca(OH) C.NaOH
3 2 2
滤渣①的主要成分是 、 、 。
(4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO 溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO ,
4 2
该步反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
(6)滤渣④与浓H SO 反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是 、
2 4
。
答案 (1)ZnCO ZnO+CO ↑
3 2
(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)B SiO Fe(OH) CaSO
(4)MnO-
+3Fe2++7H O MnO ↓+3Fe(OH) ↓+5H+
2 3 4 4 2 2 3
(5)除去铜离子 (6)硫酸钙 硫酸镁
7.(2022全国乙,26,14分)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO 、PbO 、PbO和Pb,还有
4 2
少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现
铅的回收。
第 19 页 共 36 页第 19 页 共 36 页
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一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶
PbSO PbCO BaSO BaCO
4 3 4 3
电解质
K 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
sp
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢
Fe(OH) Fe(OH) Al(OH) Pb(OH)
3 2 3 2
氧化物
开始沉
2.3 6.8 3.5 7.2
淀的pH
完全沉
3.2 8.3 4.6 9.1
淀的pH
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO 转化反应的离子方程式为 ,
4
用 沉 淀 溶 解 平 衡 原 理 解 释 选 择 Na CO 的 原 因 :
2 3
。
(2) 在 “ 脱 硫 ” 中 , 加 入 Na CO 不 能 使 铅 膏 中 BaSO 完 全 转 化 , 原 因 是
2 3 4
。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H O 。
2 2
(ⅰ)能被H O 氧化的离子是 ;
2 2
(ⅱ)H O 促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac) ,其化学方程式为
2 2 2
;
(ⅲ)H O 也能使PbO 转化为Pb(Ac) ,H O 的作用是 。
2 2 2 2 2 2
(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)PbSO
(s)+CO2-
(aq) PbCO
(s)+SO2-
(aq) 存在沉淀溶解平衡PbSO (s)
4 3 3 4 4
Pb2+(aq)+SO2- (aq),已知K (PbCO ) K (PbSO ),加入Na CO ,可将PbSO 转化为更难溶的
4 sp 3 sp 4 2 3 4
≪
PbCO ,有利于后续溶于酸
3
第 20 页 共 36 页第 20 页 共 36 页
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(2)沉淀转化反应BaSO
(s)+CO2-
(aq) BaCO
(s)+SO2-
(aq)的平衡常数K≈0.04,K值较
4 3 3 4
小,说明正向反应程度有限
(3)(ⅰ)Fe2+ (ⅱ)Pb+H O +2HAc Pb(Ac) +2H O (ⅲ)H O 作还原剂,还原PbO
2 2 2 2 2 2 2
(4)Al(OH) 、Fe(OH) 、BaSO
3 3 4
(5)Ba2+、Na+
8.(2022湖北,18,13分)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某
兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量
Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
25 ℃时相关物质的参数如下:
LiOH的溶解度:12.4 g/100 g H O
2
化合物 K
sp
Mg(OH) 5.6×10-12
2
Ca(OH) 5.5×10-6
2
CaCO 2.8×10-9
3
LiCO 2.5×10-2
2 3
回答下列问题:
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(1)“沉淀1”为 。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li CO 的目的是 。
2 3
(3)为提高Li CO 的析出量和纯度,“操作A”依次为 、 、洗涤。
2 3
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li CO 。查阅资料后,发现文献对常温下的
2 3
LiHCO 有不同的描述:①是白色固体;②尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO 的性质,
3 3
将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO 溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴
3
有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下LiHCO (填“稳
3
定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为 。
(5)他们结合(4)的探究结果,拟将原流程中向“滤液2”加入 Na CO 改为通入CO 。这一
2 3 2
改 动 能 否 达 到 相 同 的 效 果 , 作 出 你 的 判 断 并 给 出 理 由
。
答案 (1)Mg(OH) (2)沉淀Ca2+
2
(3)蒸发浓缩 趁热过滤 (4)不稳定
2Li++2HCO-
Li CO ↓+CO ↑+H O
3 2 3 2 2
(5)能达到相同效果,通入过量的CO 时LiOH转化为LiHCO ,结合(4)的探究结果,LiHCO
2 3 3
会很快转化成Li CO
2 3
9.(2022河北,15,14分)以焙烧黄铁矿FeS (杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝
2
Fe(NH )Fe(CN) 颜料。工艺流程如下:
4 6
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。
第 22 页 共 36 页第 22 页 共 36 页
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(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH ) Fe(CN) 中Fe的化合价为 ,氧化工序发生
4 2 6
反应的离子方程式为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe O ·xH O和(NH ) SO ,所加试剂为 和
2 3 2 4 2 4
(填化学式,不引入杂质)。
答案 (1)Fe O SiO
2 3 2
(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)7Fe (SO ) +FeS +8H O 15FeSO +8H SO
2 4 3 2 2 4 2 4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)+2 6Fe(NH ) Fe(CN)
+ClO-
+6H+ 6Fe(NH )Fe(CN) +3H
O+Cl-+6NH+
4 2 6 3 4 6 2 4
(6)H O NH ·H O
2 2 3 2
10.(2021广东,18,13分)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝
(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已 知 :25 ℃ 时 ,H CO 的 K =4.5×10-7,K =4.7×10-11;K (BaMoO )=3.5×10-
2 3 a a sp 4
1 2
8;K (BaCO )=2.6×10-9;该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO2-的形态存在。
sp 3 4
(1)“焙烧”中,有Na MoO 生成,其中Mo元素的化合价为 。
2 4
(2)“沉铝”中,生成的沉淀X为 。
(3)“沉钼”中,pH为7.0。
①生成BaMoO 的离子方程式为 。
4
第 23 页 共 36 页第 23 页 共 36 页
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②若条件控制不当,BaCO 也会沉淀。为避免BaMoO 中混入BaCO 沉淀,溶液中c(HCO-
3 4 3 3
)∶c(MoO2- )= (列出算式)时,应停止加入BaCl 溶液。
4 2
(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为 。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量 (填化学式)气体,再通入足量CO ,
2
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H O 刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
2 2
①该氧化物为 。
②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H O 与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变
2 2
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)①MoO2-
+Ba2+ BaMoO ↓
4 4
10-7×2.6×10-9
② (4)①NaHCO ②NH (5)①Al O ②4∶1
4.7×10-11×3.5×10-8 3 3 2 3
11.(2023届安徽蚌埠质检一,17)某镍矿石的主要成分为 NiO,另含CoO、FeO、Fe O 、
2 3
Al O 、MgO、CaO和SiO 等杂质,按以下流程可制备NiSO ·6H O晶体和金属钴。
2 3 2 4 2
回答下列问题:
第 24 页 共 36 页第 24 页 共 36 页
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(1)“预处理”时需将Fe2+全部氧化为Fe3+,试剂X最好选用 (填序号),写出发生反
应的化学方程式 。
a.稀硝酸 b.双氧水
c.高锰酸钾溶液 d.新制氯水
(2)常温下,一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的浓度表示)与pH的关系如图所示:
加入NiO调pH=5可除去
(填金属离子符号)。
(3)滤渣Z的成分为MgF 和CaF 。若原溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3 mol·L-1,沉淀后溶液中
2 2
c(Mg2+)=1.5×10-6 mol·L-1,则除钙率为 (忽略沉淀前后溶液体积的变化)。[已知:
K (CaF )=1.5×10-10、K (MgF )=7.5×10-11]
sp 2 sp 2
(4)影响P507萃取率的因素有很多,在其他条件相同时,根据下图分析分离镍、钴的最佳
条件。相比(油相O∶水相A)= ;P507萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)
MR (Org)+nH+(aq),在一定范围内,随着 pH 升高,萃取率升高的原因是
n
。
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有下表所示关系:
温 低于30.8 ℃30.8~53.8 ℃53.8~280 ℃ 高于
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度 280 ℃
晶
体 多种结晶
NiSO·7HO NiSO·6HO NiSO
4 2 4 2 4
形 水合物
态
从 NiSO 溶 液 获 得 稳 定 的 NiSO ·6H O 晶 体 的 操 作 a 依 次 是
4 4 2
。
答案 (1)b 2FeSO +H O +H SO Fe (SO ) +2H O (2)Fe3+、Al3+ (3)99.7%
4 2 2 2 4 2 4 3 2
(4)1∶1 萃取产生H+,随pH的升高H+被消耗,促进萃取金属离子的反应正向移动
(5)蒸发浓缩,冷却至30.8~53.8 ℃之间结晶、过滤、洗涤、干燥
12.(2023届辽宁鞍山质检一,17)某厂利用富锗 ZnO烟尘(还含有 CuO、CaO、PbO 、
2
FeO、MnO 等)生产碱式碳酸锌[Zn (OH) CO ]和储精矿。其流程如下:
2 2 2 3
已知:Ⅰ.酸浸时,锰与铅元素被还原为+2价,锗以Ge4+存在。
Ⅱ.25 ℃,K [Fe(OH) ]=4×10-38、K [Zn(OH) ]=1.2×10-17。
sp 3 sp 2
请回答下列问题:
(1)浸渣①主要含有 ;
(2)采取下列哪些措施可以提高锗的浸出率 (填代号);
A.增大烟尘与硫酸的固液比
B.多次反复浸出
C.适当进行搅拌
(3)流程中,“Ⅰ”加入Zn粉主要是为了置换 (填离子符号);
(4)流程中,“Ⅱ”控制pH最高为 (溶液中金属离子浓度均按0.12 mol/L计算),该步
骤pH不宜过低,除了考虑到锰的形态可能发生变化外,主要原因可能是
;
第 26 页 共 36 页第 26 页 共 36 页
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(5)流程中,“Ⅱ”除锰反应的离子方程式为 ;
(6)沉锌的化学方程式为 。
答案 (1)CaSO 、PbSO (2)BC
4 4
(3)Cu2+ (4)6 酸度过低不利于Fe3+沉淀完全,且会在沉锌时消耗更多的NH HCO ,造成
4 3
浪 费
(5)2MnO-
+3Mn2++2H O 5MnO ↓+4H+ (6)2ZnSO +4NH HCO
4 2 2 4 4 3
Zn (OH) CO ↓+2(NH ) SO +3CO ↑+H O
2 2 3 4 2 4 2 2
13.(2022河北邯郸一模,14)五氧化二钒(V O )广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加
2 5
剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有K SO 、V O 、V O 、
2 4 2 5 2 4
SiO 、Fe O 、NiO等)中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源,回收工艺
2 2 3
流程如下:
已知:
①“酸浸”时V O 和V O
与稀硫酸反应分别生成VO+
和VO2+。
2 5 2 4 2
②溶液中VO+ 与V O-可相互转化:VO++H2O V O- +2H+,且NH VO 为沉淀。
2 3 2 3 4 3
(1)“酸浸”前,需对废钒催化剂进行粉碎预处理,其目的是 。
(2)“还原转化”中加入FeSO 的目的是将VO+转化为VO2+,写出反应的离子方程式:
4 2
。
(3)加入H O 的目的是将过量的Fe2+转化为Fe3+。“氧化1”后,溶液中含有的阳离子主要
2 2
有Fe3+、Ni2+、VO2+等,调节pH使离子沉淀,溶液中c(Ni2+)=0.2 mol·L-1。当调节溶液的
pH最小值为 时可使Fe3+沉淀完全(离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时沉淀完全),此
第 27 页 共 36 页第 27 页 共 36 页
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时 ( 填 “ 有 ” 或 “ 无 ” )Ni(OH) 沉 淀 生 成 。 { 假 设 溶 液 体 积 不 变 ,
2
lg6≈0.8,K [Fe(OH) ]=2.16×10-39,K [Ni(OH) ]=2×10-15}
sp 3 sp 2
(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉钒”时,通入氨气的作用是 。
(6)若该废钒催化剂中V O 的含量为10%(原料中所有的钒已换算成V O )。取100 g待
2 5 2 5
处理样品,按照上述流程进行实验。当加入 150 mL 0.1 mol·L-1 KClO 溶液时,溶液中的
3
钒元素恰好完全反应,则该工艺中钒的回收率是 %(假设与KClO 反应后的操作
3
步骤中钒元素无损失)。
答案 (1)增大接触面积,加快反应速率
(2)VO+
+Fe2++2H+ VO2++Fe3++H O (3)2.8 无
2 2
(4)6VO2++ClO-+3H2O 6V O+ +Cl-+6H+ (5)使平衡VO++H2O V O- +2H+正向移动,
3 2 2 3
将VO+ 转化为V O- ,同时增大NH+的浓度 (6)81.9
2 3 4
14.(2022广东,18,14分)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南
方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工
艺如下:
已知:月桂酸(C H COOH)熔点为44 ℃;月桂酸和(C H COO) RE均难溶于水。该工艺
11 23 11 23 3
条件下,稀土离子保持+3价不变;(C H COO) Mg的K =1.8×10-8;Al(OH) 开始溶解时的
11 23 2 sp 3
pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
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沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是 。
(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至 的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方程式
为 。
(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7 g·L-1。为尽可能多地提
取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C H COO-)低于
11 23
mol·L-1(保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是
。
②“操作X”的过程为先 ,再固液分离。
(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt Y。
3
①还原YCl 和 PtCl 熔融盐制备Pt Y时,生成1 mol Pt Y转移 mol电子。
3 4 3 3
②Pt Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O 的还原,发生的电
3 2
极反应为 。
答案 (1)Fe2+ (2)4.7≤pH<6.2 Al3++3OH- Al(OH) ↓ (3)4.0×10-4
3
(4)①加热可以加快反应速率,并防止生成的月桂酸凝固阻碍反应物相互接触,搅拌可以使
(C H COO) RE 与盐酸充分接触发生反应,加快 RE3+溶出 ②降温至 44 ℃以下
11 23 3
(5)MgSO 、月桂酸、月桂酸钠等
4
(6)①15 ②O +2H O+4e- 4OH-
2 2
15.(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MoS ,还有Cu、Fe的化合物及SiO 等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程
2 2
如下图所示。
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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,MoO 转化为MoO2-。提高单位时间内钼浸出率的措施有
3 4
(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 mol·L-1,应控
制溶液的 pH 不小于 。 (已知:pK =-lgK ;CuS 和 FeS 的 pK 分别为 35.2 和
sp sp sp
17.2)
(4)“净化”后,溶液中若有低价钼(以MoO2-表示),可加入适量H O 将其氧化为MoO2- ,反
3 2 2 4
应的离子方程式为 。
(5)“沉淀”时,加入NH NO 的目的是 。
4 3
(6) 高 温 下 用 H 还 原 (NH ) Mo O 可 制 得 金 属 钼 , 反 应 的 化 学 方 程 式 为
2 4 2 4 13
。[已知:(NH ) Mo O 受热分解生成MoO ]
4 2 4 13 3
答案 (1)氨水
(2)适当升温、搅拌、增加Na CO 用量(增大Na CO 浓度)等 Na MoO 晶体析出,混入浸
2 3 2 3 2 4
渣
(3)3.9
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(4)H O +MoO2-MoO2-+H O
2 2 3 4 2
(5)提供NH+ ,使MoO2-充分转化为沉淀析出
4 4
(6)(NH ) Mo O +12H 4Mo+2NH +13H O
4 2 4 13 2 3 2
16.(2021辽宁,16,14分)从钒铬锰矿渣(主要成分为V O 、Cr O 、MnO)中提铬的一种工
2 5 2 3
艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[Mn(Ⅱ)]在空气中易被氧化。回答下列问题:
(1)Cr元素位于元素周期表第 周期 族。
(2)用FeCl 溶液制备Fe(OH) 胶体的化学方程式为 。
3 3
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lg c (V)]与pH关系如图1。已知钒铬锰
总
矿渣硫酸浸液中c (V)=0.01 mol·L-1,“沉钒”过程控制pH=3.0,则与胶体共沉降的五价钒
总
粒子的存在形态为 (填化学式)。
图1
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(4)某温度下,Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为 ;
在该条件下滤液B中c(Cr3+)= mol·L-1[K 近似为1×10-14,Cr(OH) 的K 近似为
W 3 sp
1×10-30]。
图2
(5)“转化”过程中生成MnO 的离子方程式为 。
2
(6)“提纯”过程中Na S O 的作用为 。
2 2 3
答案 (1)四 ⅥB
(2)FeCl +3H O Fe(OH) (胶体)+3HCl
3 2 3
(3)H V O-
3 2 7
(4)6.0 1×10-6
(5)Mn2++H O +2OH- MnO ↓+2H O
2 2 2 2
(6)作还原剂,将Mn(Ⅱ)的氧化产物转化为Mn(Ⅱ)
17.(2022山西太原一模,8)无水氯化镨(PrCl )是制取稀土金属镨及镨合金的主要原料,采用
3
以下工艺流程可由孪生矿(主要含 ZnS、FeS、Pr S 、SiO 等)制备氯化镨晶体
2 3 2
(PrCl ·6H O)。
3 2
已知:①2FeCl +ZnS ZnCl +2FeCl +S;2FeCl +FeS 3FeCl +S
3 2 2 3 2
②该条件下,溶液中部分氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:
金属离子 Zn2+ Fe3+ Fe2+
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开始沉淀时的pH 5.4 2.2 7.5
沉淀完全时的pH 6.4 3.2 9.0
回答下列问题:
(1)①若其他条件不变,采取下列措施能提高镨元素浸出率的有 (填字母)。
A.适当升高溶浸温度
B.适当加快搅拌速度
C.适当缩短溶浸时间
②写出“溶浸”时Pr S 发生反应的离子方程式: 。
2 3
(2)“滤渣1”的主要成分是 。
(3)在“沉淀”时加入氨水逐步调节溶液的pH至6.5,依次析出的金属离子是 ;已知
Fe(OH) 在隔绝空气的条件下与FeS 混合焙烧时生成Fe O 和S,写出该反应的化学方程
3 2 3 4
式: 。
(4)①利用电解法可以生产金属镨。先将氯化镨与工业纯 KCl 配成二元电解质体系
(PrCl -KCl),然后置于石墨电解槽内熔化,通入直流电进行电解。电解过程中得到金属镨
3
的电极反应式为 。
②科学家以氯化镨气溶胶为前驱体,研究了PrCl ·6H O的高温热解机制。利用X射线衍
3 2
射技术分析,其结果如下表所示:
热解温度/℃ 氯化镨气溶胶的热解产物
600 Pr(OH)Cl和PrOCl
2
700~1 000 Pr(OH)Cl、PrOCl和PrO
2 2
1 100 PrO 和Pr(OH)Cl
2 2
以上热解产物中,热稳定性最差的是 (填化学式)。氯化镨的高温热解
过程主要是发生PrCl 的水解反应、Pr(OH) Cl的脱水反应和PrOCl的氧化反应,从表中
3 2
数 据 分 析 1 100 ℃ 时 热 解 产 物 主 要 为 PrO 而 无 PrOCl 的 原 因 是
2
。
答案 (1)① AB ② Pr S +6Fe3+ 6Fe2++2Pr3++3S (2)SiO 、S (3)Fe3+、Zn2+
2 3 2
8Fe(OH) +FeS 3Fe O +2S+12H O (4)①Pr3++3e- Pr ②PrOCl 1 100 ℃时主
3 2 3 4 2
要发生PrOCl的氧化反应,生成PrO
2
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18.(2022河北石家庄一模,15)碳酸锶(SrCO )难溶于水,主要用于电磁材料和金属冶炼。一
3
种由工业碳酸锶(含少量Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.Cr(OH) 为两性氢氧化物;
3
Ⅱ.常温下,各物质的溶度积常数如下表所示。
化合物 Cr(OH) Ca(OH) Mg(OH) SrCO
3 2 2 3
K 近似值 1×10-31 5.5×10-6 1.8×10-11 5.6×10-10
sp
回答下列问题:
(1)气体A的电子式为 。
(2)“沉钡、铅”时,pH过低会导致(NH ) CrO 的利用率降低,原因为 (用
4 2 4
离 子 方 程 式 解 释 );“ 还 原 ” 时 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为
。
(3)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(4)用氨水和 NaOH 分步调节 pH,而不是直接调节溶液的 pH≈13 的原因为
。
(5)“调pH≈13”后需对溶液进行煮沸并趁热过滤出滤渣2,煮沸并趁热过滤的原因为
。
(6)已知:碳酸的电离常数K =4.4×10-7、K =4.7×10-11,则“碳化”时,反应 Sr2+(aq)
a a
1 2
+2HCO-
(aq) SrCO (s)+H CO (aq)的平衡常数K= (保留两位有效数字)。
3 3 2 3
(7)“系列操作”中包含“200 ℃烘干”操作,烘干过程中除蒸发水分外,还能够除去SrCO
3
中的微量可溶性杂质,该杂质除NH HCO 外还可能为 (填化学式)。
4 3
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答案 (1)··O ·· ····C····O ·· ·· (2)2CrO2 4 -+2H+ Cr2O 7 2-+H2O8H++Cr2O 7 2- +3H 2 C 2 O 4
2Cr3++6CO ↑+7H O (3)Cr(OH) (4)pH过高会使Cr(OH) 溶解,导致铬的去除率降
2 2 3 3
低 (5)Ca(OH) 的溶解度随着温度的升高而降低,煮沸并趁热过滤有利于除尽溶液中的
2
Ca2+ (6)1.9×105 (7)NH NO
4 3
19.(2022北京,18,14分)白云石的主要化学成分为CaMg(CO ) ,还含有质量分数约为2.1%
3 2
的Fe O 和1.0%的SiO 。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程示意图如下。
2 3 2
已知:
物质Ca(OH) Mg(OH) CaCO MgCO
2 2 3 3
K 5.5×10-6 5.6×10-12 3.4×10-96.8×10-6
sp
(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为 。
(2)NH Cl用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
4
产品中
氧化物(MO)浸出率/% CaCO
3
n(NH
4
Cl)/n(CaO) 纯度/% 产品中Mg杂质含量/%(以MgCO
3
计)
CaO MgO 计算值 实测值
2.1∶1 98.4 1.1 99.1 99.7 —
2.2∶1 98.8 1.5 98.7 99.5 0.06
2.4∶1 99.1 6.0 95.2 97.6 2.20
备注:ⅰ.MO浸出率=(浸出的MO质量/煅烧得到的MO质量)×100%(M代表Ca或Mg)
ⅱ.CaCO 纯度计算值为滤液 A 中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中
3
CaCO 纯度。
3
①解释“浸钙”过程中主要浸出CaO的原因是 。
②沉钙反应的离子方程式为 。
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③“浸钙”过程不适宜选用n(NH Cl)∶n(CaO)的比例为 。
4
④ 产 品 中 CaCO 纯 度 的 实 测 值 高 于 计 算 值 的 原 因 是
3
。
(3)“浸镁”过程中,取固体B与一定浓度的(NH ) SO 溶液混合,充分反应后MgO的浸出
4 2 4
率低于60%。加热蒸馏,MgO的浸出率随馏出液体积增大而增大,最终可达98.9%。从化
学 平 衡 的 角 度 解 释 浸 出 率 增 大 的 原 因 是
。
(4)滤渣C中含有的物质是 。
(5)该流程中可循环利用的物质是 。
答案 (1)CaMg(CO ) CaO+MgO+2CO ↑
3 2 2
(2)①K [Ca(OH) ] K [Mg(OH) ],在一定量NH Cl溶液中,CaO先浸出
sp 2 sp 2 4
②Ca2++2NH +CO
≫
+H O CaCO
↓+2NH+
3 2 2 3 4
③2.4∶1
④ K (CaCO )<K (MgCO ),CaCO 优先析出,沉钙过程中耗 NH 且少量 NH 挥发,减少
sp 3 sp 3 3 3 3
MgCO 析出
3
(3)MgO+H O Mg(OH) ,Mg(OH)
+2NH+
Mg2++2NH +2H O,随大量氨气逸出,平
2 2 2 4 3 2
衡正向移动
(4)Fe O 、SiO 、CaSO 、Mg(OH) (MgO)
2 3 2 4 2
(5)NH Cl、(NH ) SO 、CO 、NH
4 4 2 4 2 3
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