北京曲一线图书策划有限公司 5年高考 3年模拟 A版 化学
专题五 金属及其化合物
五年高考
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H B.工业上煅烧黄铁矿(FeS )生产SO
2 2 2
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NO
2
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(
)
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 Na CO 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H O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
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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++CO2- HCO-
+2H O
3 3 2
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl ClO-+Cl-+H O
2 2
C.过氧化物转化为碱:2O2- +2H O 4OH-+O ↑
2 2 2
D.盐转化为另一种盐:Na SiO +2H+ H SiO ↓+2Na+
2 3 2 3
答案 B
6. (2022浙江6月选考,22,2分)关于化合物FeO(OCH )的性质,下列推测不合理的是(
3
)
A.与稀盐酸反应生成FeCl 、CH OH、H O
3 3 2
B.隔绝空气加热分解生成FeO、CO 、H O
2 2
C.溶于氢碘酸(HI),再加CCl 萃取,有机层呈紫红色
4
D.在空气中,与SiO 高温反应能生成Fe (SiO )
2 2 3 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 mol·L-1),反应现象没有明显差别的是( )
选项 试剂① 试剂②
A 氨水 AgNO 溶液
3
B NaOH溶液 Al (SO ) 溶液
2 4 3
C H C O 溶液 酸性KMnO 溶液
2 2 4 4
D KSCN溶液 FeCl 溶液
3
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( )
气体 液体 固体粉末
A CO 饱和Na CO 溶液 CaCO
2 2 3 3
B Cl FeCl 溶液 Fe
2 2
C HCl Cu(NO ) 溶液 Cu
3 2
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D NH H O AgCl
3 2
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( )
选项 实验内容 预测的实验现象
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 溶液变红色
2
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
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( )
A.兽骨 B.青铜器 C.纸张 D.液晶显示屏
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:N +3H 2NH
2 2 3
B.制HCl:H +Cl 2HCl
2 2
C.制粗硅:SiO +2C Si+2CO↑
2
D.冶炼镁:2MgO 2Mg+O ↑
2
答案 D
12. (2023福建,7,4分)从炼钢粉尘(主要含Fe O 、Fe O 和ZnO)中提取锌的流程如下:
3 4 2 3
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“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH ) ]2+,并有少量Fe2+和Fe3+浸出。下列说法错误的是(
3 4
)
A.“盐浸”过程若浸液pH下降,需补充NH
3
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)
3
C.“沉锌”过程发生反应[Zn(NH ) ]2++4H O+S2- ZnS↓+4NH ·H O
3 4 2 3 2
D.应合理控制(NH ) S用量,以便滤液循环使用
4 2
答案 B
13. (2022福建,6,4分)用铬铁合金(含少量Ni、Co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H
2
B.“除杂”的目的是除去Ni、Co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Fe (C O )
2 2 4 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。
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( )
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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
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:
物质 Fe(OH) Cu(OH) Zn(OH) Al(OH)
3 2 2 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
②K (CuS)=6.4×10-36,K (ZnS)=1.6×10-24。
sp sp
下列说法错误的是( )
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH) 和Al(OH)
3 3
B.Na S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H O HS-+OH-
2 2
c(Cu2+)
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中 =4.0×10-12
c(Zn2+)
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Na AlF 和CO D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
3 6 2
答案 C
17. (2023重庆,15,14分)Fe O 是一种用途广泛的磁性材料,以FeCl 为原料制备Fe O
3 4 2 3 4
并获得副产物CaCl 水合物的工艺如下。
2
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25 ℃时各物质溶度积见下表:
物质 Fe(OH) Fe(OH) Ca(OH)
2 3 2
溶度积(K ) 4.9×10-17 2.8×10-39 5.0×10-6
sp
回答下列问题:
(1)Fe O 中Fe元素的化合价是+2和 。O2-的核外电子排布式为 。
3 4
(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 mol/L,理论上pH不超过 。
②称取CaCl 水合物1.000 g,加水溶解,加入过量Na C O ,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于
2 2 2 4
热的稀硫酸中,用0.100 0 mol/L KMnO 标准溶液滴定,消耗24.00 mL。滴定达到终点
4
的现象为 ,该副产物中CaCl 的质量分数为 。
2
答案 (1)+3 1s22s22p6 (2)Fe2+易被氧化,得不到Fe(OH) (3)①4CaO+6H O+4Fe2++O
2 2 2
4Fe(OH) +4Ca2+ ②适当升高温度、搅拌等合理答案
3
(4)①11 ②加入最后半滴KMnO 标准溶液后,溶液变为浅红色,且半分钟内不变色
4
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Fe O 、CoO、CuS、Cu S及少量SiO )中分离回收金属的流程如下:
3 4 2 2
(1)“酸浸1”中加快反应速率的措施有 (任写一种)。CoO发生反应
的离子方程式: 。
(2)“焙烧1”中,晶体[Fe (SO ) ·xH O和CoSO ·yH O]总质量随温度升高的变化情况
2 4 3 2 4 2
如下:
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温度区间/℃ <227 227～566 566～600 600～630
晶体总质量 变小 不变 变小 不变
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,K (CuS)=6.3×10-36,H S的K =1.1×10-7,K =1.3×10-13。反应CuS(s)
sp 2 a a
1 2
+2H+(aq) Cu2+(aq)+H S(aq)的平衡常数K= (列出计算式即可)。经计算可
2
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S2- ,N(Cu+)∶N(Cu2+)= 。
2
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Cu S发生反应的化学方程式为 ;“滤渣2”是 (填化学式)。
2
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 CoO+2H+
Co2++H O
2
(2)①晶体失去结晶水 Fe (SO ) ②600
2 4 3
6.3×10-36
(3) (4)①3d9 ②2 2∶1(或4∶2或2) ③bc
1.1×10-7×1.3×10-13
(5)Cu S+2O 2CuO+SO SiO
2 2 2 2
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:
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已知:室温下的K (CuCl)=10-6.8。
sp
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(NH ) ]Cl,该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤
3 2
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(NH ) ]++2H++Cl- + 。
3 2
(6)真空干燥的目的为 。
答案 (1)[Cu(NH ) ]Cl (2)Fe
3 4 2
(3)[Cu(NH ) ]Cl +Cu 2[Cu(NH ) ]Cl
3 4 2 3 2
8NH +4[Cu(NH ) ]++O +4H+ 4[Cu(NH ) ]2++2H O
3 3 2 2 3 4 2
(4)盐酸和液氨反应放热 (5)CuCl↓
2NH+
(6)防止干燥过程中CuCl被空气中的O
4 2
氧化
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三年模拟
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H SO 反应生成CuSO
2 4 4
B.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na CO 固体
2 3
C.镁不慎着火,可用CO 灭火
2
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+O Na O 。下列说法不正确的是( )
2 2 2
A.钠在空气中燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体
B.Na O 中含有离子键和非极性共价键
2 2
C.Na O 中阴、阳离子个数比为1∶1
2 2
D.Na O 可作供氧剂,与CO 反应过程中每生成1 mol O 转移2 mol e-
2 2 2 2
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Cl 反应生成FeCl ,则Fe与I 反应生成FeI
2 3 2 3
B.CaO与CO 反应生成CaCO ,CuO与CO 反应生成CuCO
2 3 2 3
C.在Na O 与水反应后的溶液中加入MnO 粉末,会产生大量气体,该气体能使带火星的木
2 2 2
条复燃,则可推测Na O 与水反应有中间产物H O 生成
2 2 2 2
D.Na与水反应生成NaOH和H ,则Fe与水蒸气反应生成Fe(OH) 和H
2 3 2
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+Fe O B.Fe O Fe O +FeO
3 4 3 4 2 3
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C.4FeO+O 2Fe O D.Fe O +FeO Fe O
2 2 3 2 3 3 4
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) ,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(
2
)
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) 可较长时间存在
2
答案 D
6. (2024届福建厦门一中开学考,8)在FeCl 、CuCl 混合溶液中,加入铁粉与铜粉的混
3 2
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+Cl ↑
2
B.锰:3MnO +4Al 3Mn+2Al O
2 2 3
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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:
物质 Cu Sn 铜锡合金
熔点/℃ 1 083.4 232 约为800
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AlCl 、FeCl 、CuCl 均不能采用将溶液直接蒸干的方法
3 3 2
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TiCl 可制取高熔点的金属钛,工艺流程如
4
图。下列说法不正确的是( )
A.工业上电解熔融MgCl 可制备金属Mg
2
B.“高温还原”时,发生反应的化学方程式为2Mg+TiCl Ti+2MgCl
4 2
C.用金属镁还原TiCl 过程中需通入N 或Ar作保护气
4 2
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D.“真空蒸馏”的目的是实现Mg、MgCl 与Ti的分离
2
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FeCr O (亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是( )
2 4
A.FeCr O 中Cr元素的化合价为+3
2 4
B.反应①中参加反应的FeCr O 和Na CO 的物质的量之比为3∶1
2 4 2 3
C.反应②的离子方程式为2CrO2- +2H+ Cr O2- +H O
4 2 7 2
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(NH ) Cl 固体为原料制备纯PdCl ,其部分实验过
3 2 2 2
程如下:
已知:
①Pd(NH ) Cl +2HCl (NH ) [PdCl ];
3 2 2 4 2 4
②H PdCl +4NaOH Pd(OH) ↓+4NaCl+2H O,Pd(OH) 有两性,K [Pd(OH) ]=10-31;
2 4 2 2 2 sp 2
③Pd2++4NH ·H O [Pd(NH ) ]2++4H O K=1032.8。下列说法错误的是( )
3 2 3 4 2
A. “酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率
B. “氧化”过程中可能有Cl 生成
2
C. Pd(OH) 既能溶于NaOH溶液又能溶于氨水
2
D. “氧化”不充分,“沉钯”时所得Pd(OH) 的产率无影响
2
答案 D
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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+2HNO 3H PdCl +2NO↑+4H O。
3 2 4 2
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)MgCl ·6H O脱水得到MgCl 的过程中,通入HCl的作用是
2 2 2
。
(3)25 ℃时,在沉镁过程中,将MgCl 溶液滴加到Ca(OH) 悬浊液中,当混合溶液pH=12时,
2 2
同时存在Ca(OH) 、Mg(OH) 两种沉淀,则此时溶液中c(Ca2+)∶c(Mg2+)= 。判断
2 2
此时Mg2+ (填“是”或“否”)完全沉淀。已知:K [Ca(OH) ]=4.8×10-
sp 2
6,K [Mg(OH) ]=6.0×10-12,当某离子浓度降到1×10-5 mol·L-1以下时,认为该离子已经
sp 2
完全沉淀。
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(4)新工艺向含氧化镁熔浆中添加三氯化铈(CeCl )和氯气反应,生成CeO 和无水氯化镁。
3 2
请写出该反应的化学方程式 。
(5)某实验小组对MgCl ·6H O进行热重曲线分析:
2 2
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 MgCl (熔融) Mg+Cl ↑ (2)抑制MgCl 水解 (3)8×105 是
2 2 2
(4)4MgO+2CeCl +Cl 2CeO +4MgCl (5)①MgCl ·2H O ②MgCl ·H O
3 2 2 2 2 2 2 2
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
LiFePO 。利用LiFePO 废料(带铝箔)回收Li、Al、Fe、P元素的工业模拟过程如下:
4 4
下列说法错误的是( )
A.LiFePO 中Fe为+2价
4
B.产品1主要成分为Al(OH)
3
C.步骤③发生反应2Fe2++H O +2H+ 2Fe3++2H O
2 2 2
D.④、⑥两步加入Na CO 产生沉淀的原理相同
2 3
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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+、Co2+、
Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质 Fe(OH) Co(OH) Ni(OH) Mg(OH)
3 2 2 2
K 10-37.4 10-14.7 10-14.7 10-10.8
sp
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
(H SO ),1 mol H SO 中过氧键的数目为 (用N 表示)。
2 5 2 5 A
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H SO 氧化为MnO ,该反应的离子方程式为
2 5 2
(H SO 的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的
2 5
成分为MnO 、 (填化学式)。
2
(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。SO 体积分数
2
为 时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO 体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的
2
原因是 。
(5)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成CoO(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)。
第 15 页 共 29 页第 15 页 共 29 页
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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)N
(3)Mn2++HSO-
+H O MnO
↓+SO2-+3H+(Ca2++SO2-
CaSO ↓)
A 5 2 2 4 4 4
CaSO 、Fe(OH) (4)9.0% SO
被HSO- 氧化,则与Mn2+反应的HSO-
减少,导致Mn(Ⅱ)氧
4 3 2 5 5
化速率减小
(5)4Co(OH) +O 4CoO(OH)+2H O (6)11.1
2 2 2
3. (2023安徽合肥一模,16)一种从铜阳极泥(主要成分有Se、Ag Se、Cu Se等,还含
2 2
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:
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
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SeO2-
形式留在浸出液中,写出Se单质在“浸出”时反
3
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 。
第 16 页 共 29 页第 16 页 共 29 页
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(6)已知:常温下,[Ag(S O ) ]3-(aq) Ag+(aq)+2S O2- (aq) K =2.7×10-14,AgCl(s)
2 3 2 2 3 1
Ag+(aq)+Cl-(aq) K =1.8×10-10。“溶浸”时发生反应的离子方程式为AgCl+2S
sp 2
O2- [Ag(S O ) ]3-+Cl-。常温下,该反应的平衡常数K= 。
3 2 3 2
(7)“还原”时,工业上常用HCHO在碱性条件下还原[Ag(S O ) ]3-得到Ag,反应后所得滤
2 3 2
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
SO ,污染空气 (3)Se+2MnO +2H+
SeO2-
+2Mn2++H O (4)使硒在较低温度下蒸出,
2 2 3 2
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)BaTiO 是一种压电材料。以BaSO 为原料,采用下列路线可
3 4
制备粉状BaTiO 。
3
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BaCl 、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要
2
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(C O ) 的化学方程式为 。
2 4 2
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的n ∶n = 。
CO CO
2
答案 (1)作还原剂,将BaSO 转化为易溶于水的BaS
4
第 17 页 共 29 页第 17 页 共 29 页
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(2)Ca2++S2- CaS↓ (3)c (4)不可行,会产生大量H S气体,且溶液中含有较多的
2
Ca2+,浓缩得不到较纯的钡盐
(5)TiCl +3(NH ) C O +BaCl +H O BaTiO(C O ) ↓+H C O +6NH Cl (6)1∶1
4 4 2 2 4 2 2 2 4 2 2 2 4 4
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As S ,含少量的Sb、Bi)为原料制备砷
2 3
酸铜的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)Cu (AsO ) 中As的化合价为 。
3 4 2
(2)“粉碎”的目的是 。
(3)“碱浸”时,在加热条件下As S
中硫元素被氧化为SO2-
,反应的离子方程式为
2 3 4
。
(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(As S 质量分数为73.8%),粉碎后通空气并
2 3
加入NaOH溶液,得到1 L的悬浊液,测得碱浸后的滤液中Na AsO 的浓度为0.45
3 4
mol·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)As S +7O +12OH- 2AsO3-+3SO2- +6H O
2 3 2 4 4 2
(4)NaOH 碱浸
(5)硫酸钙或CaSO
4
(6)3CuSO +2H AsO +6NH ·H O Cu (AsO ) +3(NH ) SO +6H O
4 3 4 3 2 3 4 2 4 2 4 2
(7)75%
第 18 页 共 29 页第 18 页 共 29 页
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6. (2023北京,18,13分)以银锰精矿(主要含Ag S、MnS、FeS )和氧化锰矿(主要含
2 2
MnO )为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
2
已知:酸性条件下, MnO 的氧化性强于Fe3+。
2
(1)“浸锰”过程是在H SO 溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS ,有利于后续
2 4 2
银的浸出;矿石中的银以Ag S的形式残留于浸锰渣中。
2
①“浸锰”过程中,发生反应MnS+2H+ Mn2++H S↑,则可推断:K (MnS)
2 sp
K (Ag S)(填“>”或“<”)。
sp 2
②在H SO 溶液中,银锰精矿中的FeS 和氧化锰矿中的MnO 发生反应,则浸锰液中主要的
2 4 2 2
金属阳离子有 。
(2)“浸银”时,使用过量FeCl 、HCl和CaCl 的混合液作为浸出剂,将Ag S中的银以
3 2 2
[AgCl ]-形式浸出。
2
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
Fe3++Ag S+ +2[AgCl ]-+S
2 2
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+
第 19 页 共 29 页第 19 页 共 29 页
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(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
[AgCl ]-,促使平衡正向移动
2
(3)①2Fe3++Fe 3Fe2+、Fe+2H+ Fe2++H ↑、2[AgCl ]-+Fe 2Ag+4Cl-+Fe2+
2 2
②若反应时间过长,溶液中c(Fe2+)升高,导致平衡2[AgCl ]-+Fe 2Ag+4Cl-+Fe2+逆向
2
移动,Ag溶解
(4)在“浸锰”过程中,氧化锰矿中的MnO 作氧化剂,银锰精矿中的FeS 作还原剂,不需
2 2
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)SiCl 是生产多晶硅的副产物。利用SiCl 对废弃的锂电池正
4 4
极材料LiCoO 进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
2
回答下列问题:
(1)Co位于元素周期表第 周期,第 族。
(2)烧渣是LiCl、CoCl 和SiO 的混合物,“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl 应先除去,否
2 2 4
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Na CO 常用方法的名称是 。
2 3
(4)已知K [Co(OH) ]=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中Co2+浓度
sp 2
为
mol·L-1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为 。
(5)导致SiCl 比CCl 易水解的因素有 (填标号)。
4 4
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)SiCl +3H O H SiO ↓+4HCl↑或SiCl +4H O
4 2 2 3 4 2
H SiO ↓+4HCl↑ (3)焰色试验 (4)5.9×10-7 6Co(OH) +O 2Co O +6H O
4 4 2 2 3 4 2
(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SiO 、Fe O 和铝硅酸盐(Al O ·SiO )等。采用以下流程可由黏土钒矿制
2 2 3 2 3 2
备V O 、Fe O 和硫酸铝铵。
2 5 2 3
第 20 页 共 29 页第 20 页 共 29 页
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已知:ⅰ.有机酸性萃取剂HR的萃取原理为Mn+(aq)+nHR(org) MR (org)+nH+(aq)
n
(org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% H SO 溶液的作用: 。
2 4
(5)KClO 和VO2+反应生成VO+ 和Cl-的离子方程式是 。
3 2
(6)测定V O 产品的纯度。称取V O 产品a g,先加入硫酸将V O
转化为VO+
,加入指示剂
2 5 2 5 2 5 2
后,用c mol/L(NH ) Fe(SO ) 溶液滴定将VO+ 转化为VO2+至终点,消耗(NH ) Fe(SO ) 溶
4 2 4 2 2 4 2 4 2
液的体积为V mL。假设杂质不参与反应,则V O 产品中V O 的质量分数是 (V O
2 5 2 5 2 5
的摩尔质量为M g/mol)。
(7)从无机层获得Fe(OH) 的离子方程式是 。
3
(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。
第 21 页 共 29 页第 21 页 共 29 页
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答案 (1)粉碎矿石、搅拌等合理答案
(2)SiO
2
(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% H SO 溶液,H+浓度增大,平衡Mn+(aq)+nHR(org) MR (org)+nH+(aq)逆向
2 4 n
移动,利于钒元素进入水层,与萃取剂(HR)分离
(5)6VO2++ClO- +3H O 6VO+ +Cl-+6H+
3 2 2
cVM
(6) %
20a
(7)4Fe2++8NH ·H O+O +2H O 4Fe(OH) ↓+8NH+
3 2 2 2 3 4
(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Cr
O2- 存在,在碱性介质中以CrO2-
存在。
2 7 4
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)。
第 22 页 共 29 页第 22 页 共 29 页
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(2)水浸渣中主要有SiO 和 。
2
(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MgSiO 和MgNH PO 的形式沉淀。该步需要控制
3 4 4
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V O 沉淀。V O 在pH<1时,溶解为V
2 5 2 5
O+或VO3+;在碱性条件下,溶解为VO-或VO3-。上述性质说明V O 具有 (填标号)。
2 3 4 2 5
A.酸性 B.碱性 C.两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na S O )溶液,反应的离子方程式为 。
2 2 5
答案 (1)Na CrO (2)Fe O (3)Al元素
2 4 2 3
(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)2Cr O2-+3S2O2- +10H+ 4Cr3++6SO2- +5H O
2 7 5 4 2
10.
(2023山东,17,12分)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO2-
和硼酸根等)
4
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Li CO 的工艺流程如下:
2 3
已知:常温下,K (Li CO )=2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
sp 2 3
第 23 页 共 29 页第 23 页 共 29 页
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回答下列问题:
(1)含硼固体中的B(OH) 在水中存在平衡:B(OH) +H O H++[B(OH) ]-(常温下,K =10-
3 3 2 4 a
9.24);B(OH) 与NaOH溶液反应可制备硼砂Na B O (OH) ·8H O。常温下,在0.10 mol·L-1
3 2 4 5 4 2
硼砂溶液中,[B O (OH) ]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH) 和[B(OH) ]-,该水解反应的
4 5 4 3 4
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
mol·L-1,则常温下精制Ⅱ过程中CO2- 浓度应控制在 mol·L-1以下。若脱硼后
3
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)[B O (OH) ]2-+5H O 2B(OH) +2[B(OH) ]- 9.24
4 5 4 2 3 4
(2)CaSO 、Mg(OH) 5.5×10-3 CaO、Na CO
4 2 2 3
(3)除去精制Ⅰ引入的Ca2+ 盐酸 浓缩时,Li CO 析出,最终所得Li CO 产率减小
2 3 2 3
11. (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
2
铵铁蓝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。
(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 。
第 24 页 共 29 页第 24 页 共 29 页
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(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
12. (2023全国乙,27,15分)LiMn O 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由
2 4
菱锰矿(MnCO ,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn O 的流程如下:
3 2 4
已知:K [Fe(OH) ]=2.8×10-39,K [Al(OH) ]=1.3×10-33,K [Ni(OH) ]=5.5×10-16。
sp 3 sp 3 sp 2
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MnO 的作用是 。不宜使用H O 替代MnO ,原因是
2 2 2 2
。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·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LiMn O 反应的化学方程式是 。
2 4
答案 (1)MnCO +H SO MnSO +H O+CO ↑ 将矿石粉碎(其他合理答案均可)
3 2 4 4 2 2
第 25 页 共 29 页第 25 页 共 29 页
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(2)将Fe2+氧化为Fe3+ H O 在Fe3+、Mn2+等的催化作用下会快速分解 (3)2.8×10-9
2 2
Al3+ (4)NiS、BaSO
4
(5)Mn2++2H O MnO ↓+H ↑+2H+ 补充MnSO 溶液,及时排出电解废液
2 2 2 4
(6)8MnO +2Li CO 4LiMn O +2CO ↑+O ↑
2 2 3 2 4 2 2
13. (2023湖南,17,15分)超纯Ga(CH ) 是制备第三代半导体的支撑源材料之一。近
3 3
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(CH ) 方面取得了显著成果。工业上以粗镓为原料,制备超纯Ga(CH ) 的工艺流
3 3 3 3
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 ℃;
②Et O(乙醚)和NR (三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
2 3
③相关物质的沸点:
物质 Ga(CH ) Et O CH I NR
3 3 2 3 3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题:
(1)晶体Ga(CH ) 的晶体类型是 ;
3 3
(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 ;
第 26 页 共 29 页第 26 页 共 29 页
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(3)“合成Ga(CH ) (Et O)”工序中的产物还包括MgI 和CH MgI,写出该反应的化学方程
3 3 2 2 3
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Et O得到了循环利用
2
B.流程中,“合成Ga Mg ”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
2 5
C.“工序X”的作用是解配Ga(CH ) (NR ),并蒸出Ga(CH )
3 3 3 3 3
D.用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH ) 和CH I
3 3 3
(6)直接分解Ga(CH ) (Et O)不能制备超纯Ga(CH ) ,而本流程采用“配体交换”工艺制
3 3 2 3 3
备超纯Ga(CH ) 的理由是 ;
3 3
(7)比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH ) Ga(CH ) (Et O)(填“>”“<”
3 3 3 3 2
或“=”),其原因是 。
答案 (1)分子晶体
(2)确保Ga处于液态,易于分离 GaO- +3e-+2H O Ga+4OH-[或Ga(OH)- +3e-
2 2 4
Ga+4OH-]
(3)Ga Mg +8CH I+2Et O 2Ga(CH ) (Et O)+3MgI +2CH MgI
2 5 3 2 3 3 2 2 3
(4)CH (5)D
4
(6)Ga(CH ) 与Et O的沸点相近,不易分离,而Ga(CH ) 与NR 的沸点相差较大,将
3 3 2 3 3 3
Ga(CH ) (NR )分解后,蒸馏时可得到超纯Ga(CH )
3 3 3 3 3
(7)> Ga(CH ) 中Ga采取sp2杂化,Ga(CH ) (Et O)中Ga采取sp3杂化,前者C—Ga—C的
3 3 3 3 2
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MoS ,还有Cu、Fe的化合物及SiO 等)为原料制备四钼酸铵的工艺
2 2
流程如下图所示。
第 27 页 共 29 页第 27 页 共 29 页
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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
sp sp sp
为35.2和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-
,
3 2 2 4
反应的离子方程式为 。
(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 。[已知:
2 4 2 4 13
(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
(4)H O
+MoO2- MoO2-
+H O
2 2 3 4 2
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北京曲一线图书策划有限公司 5年高考 3年模拟 A版 化学
(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
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