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第三章 金属及其化合物
第 1 节 钠及其化合物
五年高考
1.★(教考衔接:人教版必修一第二章第一节练习与应用)(2024北京,8,3分)关于Na CO
2 3
和NaHCO 的下列说法中,不正确的是( )
3
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO 转化为Na CO
3 2 3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO
3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
答案 D
2.★(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
3.(不定项)★★(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NaCO 溶液 CaCO
2 2 3 3
B Cl FeCl 溶液 Fe
2 2
C HCl Cu(NO) 溶液 Cu
3 2
D NH HO AgCl
3 2
答案 A
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三年模拟
4.★(2024山东潍坊、滨州一模,2)下列物质的性质与用途对应关系错误的是( )
A.金属钠导热性好,可用作传热介质
B.Al O 熔点高,可用于制造耐高温材料
2 3
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.NaClO具有碱性,可用作消毒剂
答案 D
5.★(2024山东淄博一模,2)实验室中使用钠盐或NaOH溶液时,对应关系错误的是(
)
A.饱和NaCl溶液:除去Cl 中的HCl
2
B.饱和Na CO 溶液:除去CO 中的HCl
2 3 2
C.NaOH水溶液:油脂的皂化反应
D.NaOH醇溶液:CH CH Br的消去反应
3 2
答案 B
6.★★(2025届山东济宁育才中学月考,8改编)探究钠及其化合物的性质,下列方案设
计、现象及结论都正确的是( )
方案设计 现象 结论
向露置在空气中的NaO 固体中加入稀盐
A 2 2 溶液中产生气泡 NaO 固体已经变质
酸 2 2
将一小块金属钠放在燃烧匙中点燃,伸入 钠的还原性强,与CO 发生
B 产生黑、白两种固体 2
盛有CO 的集气瓶中 了置换反应
2
向2 mL 2 mol·L-1NaCO 溶液中滴加2滴 该NaCO 溶液中不存在
C 2 3 溶液中未产生气泡 2 3
4 mol·L-1稀盐酸 NaHCO 杂质
3
向插有温度计的10 mL 0.1 mol·L-1 有刺激性气味产生,温反应NH+ +OH- NH↑+HO
D 4 3 2
NH 4 Cl溶液中加入一定量NaOH固体 度计示数增大 为放热反应
答案 B
第 2 节 铁及其化合物
五年高考
1.★(教考衔接:人教版必修一第三章第一节)(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( )
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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.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2024新课标,9,6分)实验室中利用下图装
置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是( )
A.反应为3Fe(s)+4H O(g) Fe O (s)+4H (g)
2 3 4 2
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳
C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
答案 B
3.★★(2023江苏,11,3分)室温下,探究0.1 mol·L-1 FeSO 溶液的性质,下列实验方案
4
能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
溶液中是否含有 向2 mL FeSO 溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶
A 4
Fe3+ 液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO 溶液中滴加几滴酸性KMnO 溶液,观察溶液颜色变化
4 4
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO 溶液中滴加2~3滴酚酞试液,观察溶液颜色变化
4
Fe2+能否催化HO
D 2 2 向2 mL 5% HO 溶液中滴加几滴FeSO 溶液,观察气泡产生情况
分解 2 2 4
答案 B
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三年模拟
4.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2025届山东青岛期初调研,1改编)汉·陈
琳《武军赋》:“铠则东胡阙巩,百炼精钢”。下列说法正确的是( )
A.钢是合金,合金是指含有两种或两种以上金属的混合物
B.炼铁常用的水煤气可通过煤的气化获得
C.铁比铜活泼,铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜
D.铁是比较活泼的金属,自然界中不存在游离态的铁
答案 B
5.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2025届山东济宁实验中学开学考,6)如图
为铁元素的“价—类”二维图,“→”表示物质间的转化关系。下列说法错误的是(
)
A.铁与高温水蒸气的反应可实现转化①
B.FeO可应用于瓷器制作中使釉呈绿色
C.由图可预测:高铁酸盐(FeO2-
)具有强氧化性,可用于消毒
4
D.加热Fe(OH) 可实现转化⑥,加入盐酸可实现转化③
3
答案 A
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第 3 节 金属资源的开发利用
五年高考
1.★(2023重庆,1,3分)重庆市战略性新兴产业发展“十四五”规划(2021—2025年)涉
及的下列物质中,属于金属材料的是( )
A.重组蛋白 B.高性能铜箔
C.氮化镓半导体 D.聚氨酯树脂
答案 B
2.★★(创新点:用同一个“价—类”二维图考查三种金属元素)(2024广东,14,4分)部
分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( )
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
答案 B
3.★★(创新点:根据实验步骤示意图分析回收金的实验操作)(2024江西,8,3分)从CPU
针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如下图。下列说法错误的是( )
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A.将CPU针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
C.富集后,K[AuBr ]主要存在于滤液中
4
D.还原步骤中有SO2-
生成
4
答案 C
4.★★(2024湖南,11,3分)中和法生产Na HPO ·12H O的工艺流程如下:
2 4 2
已知:①H PO 的电离常数:K =6.9×10-3,K =6.2×10-8,K =4.8×10-13;
3 4 a a a
1 2 3
②Na HPO ·12H O易风化。
2 4 2
下列说法错误的是( )
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入Na CO 溶液
2 3
B.“调pH”工序中X为NaOH或H PO
3 4
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
答案 C
5.★★(创新点:利用生成CuCl脱除Cl-)(2024黑、吉、辽,13,3分)某工厂利用铜屑脱
除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下
列说法正确的是( )
第 6 页 共 26 页第 6 页 共 26 页
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锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度/(g·L-1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H O ,确保铜屑溶解完全
2 2
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H O 2Cu2++H ↑+2H O
2 2 2 2
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl- 2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
答案 C
6.★★(2023辽宁,10,3分)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH) ,已知焙烧后Cr元素以+6
3
价形式存在,下列说法错误的是( )
A.“焙烧”中产生CO
2
B.滤渣的主要成分为Fe(OH)
2
C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO2-
4
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
答案 B
7.★★★(创新点:利用LAEM膜提取金属离子)(2024广东,18,14分)镓(Ga)在半导体、
记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F
和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
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工艺中,LAEM是一种新型阴离子交换膜,允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓
度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。
已知:
①pK (HF)=3.2。
a
②Na [AlF ](冰晶石)的 K 为4.0×10-10。
3 6 sp
③浸取液中,Ga(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)以[MCl ](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在,Fe2+最多可与2个Cl-
m
配位,其他金属离子与Cl-的配位可忽略。
(1)“电解”中,反应的化学方程式为 。
(2)“浸取”中,由Ga3+形成[GaCl ]-的离子方程式为 。
4
(3)“还原”的目的:避免 元素以 (填化学式)微粒的形式通过LAEM,从
而有利于Ga的分离。
(4)“LAEM提取”中,原料液的Cl-浓度越 ,越有利于Ga的提取;研究表明,原料
液酸度过高,会降低Ga的提取率。因此,在不提高原料液酸度的前提下,可向Ⅰ室中加
入 (填化学式),以进一步提高Ga的提取率。
(5)“调pH”中,pH至少应大于 ,使溶液中c(F-)>c(HF),有利于[AlF ]3-配离子
6
及Na [AlF ]晶体的生成。若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10 mol·L-1,则[AlF ]3-的浓度
3 6 6
为 mol·L-1。
(6)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构
成的立方体体心,形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中,粒子个数最简比
Co∶Ga∶Ni= ,其立方晶胞的体积为 nm3。
答案 (1)2Al O 4Al+3O ↑
2 3 2
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(2)Ga3++4Cl- [GaCl ]-
4
(3)Fe [FeCl ]-
4
(4)高 NaCl
(5)3.2 4.0×10-7
(6)2∶1∶1 8a3
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三年模拟
8.★★(2025届山东滕州一中开学考,9)一种以辉铋矿(主要成分为Bi S ,含有少量的Bi
2 3
和Bi O 等)为原料冶炼金属铋的工艺流程如图所示。
2 3
已知:①BiCl 水解生成难溶的BiOCl;②化合物中Bi通常呈+3价或+5价,NaBiO 具有强
3 3
氧化性。
下列说法错误的是( )
A.“溶浸”步骤加入盐酸的目的是提高铋的浸取率,抑制Bi3+的水解
B.“溶浸”步骤发生的主要反应为6FeCl +Bi S 6FeCl +2BiCl +3S
3 2 3 2 3
C.“置换”步骤发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.流程中可循环利用的物质为FeCl
3
答案 C
9.★★(2024山东德州三模,6)用过量的盐酸和CuCl 溶液的混合液作为浸取剂,浸取黄
2
铜矿(CuFeS )的流程示意图如下。
2
下列说法错误的是( )
A.[CuCl ]-的中心离子是Cu+,配体是Cl-
2
B.参与反应的n(CuCl )∶n(CuFeS )=3∶1
2 2
C.浸取剂中的Cl-有助于CuFeS 固体的溶解
2
D.浓盐酸和FeCl 溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
3
答案 B
10.★★(2024山东潍坊三模,9)铂钯精矿中的Au、Pt、Pd含量较低,Cu、Zn、Pb含量
较高。一种从铂钯精矿中提取Au和Pt的工艺如图所示。
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已知:“酸浸”过程为电控除杂;“氯化溶解”后所得主要产物为HAuCl 、H PtCl 、
4 2 6
H PdCl ;(NH ) PdCl 在煮沸下与水反应得到易溶于水的(NH ) PdCl 。
2 6 4 2 6 4 2 4
下列说法错误的是( )
A.“酸浸”可除去Cu、Zn、Pb
B.“分金”过程发生反应的化学方程式是2HAuCl +3SO +6H O 2Au+3H SO +8HCl
4 2 2 2 4
C.“煅烧”过程中每消耗1 mol (NH ) PtCl 转移6 mol e-
4 2 6
D.“煮沸”过程中产生HCl
答案 C
11.(不定项)★★(2025届山东枣庄八中开学考,14)电解精炼铜产生的阳极泥富含Cu、
Ag、Au等多种金属单质。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程,如
图所示。
下列说法错误的是( )
A.“浸出液1”的溶质主要是CuSO
4
B.“浸取2”中Ag、Au被HCl氧化
C.“浸取3”中用氨水也可溶解AgCl
D.“还原”中1 mol N H 反应则转移4 mol电子
2 4
答案 B
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12.(不定项)★★(2023山东青岛一模,12)我国首创高钛渣沸腾氯化法获取TiCl ,以高
4
钛渣(主要成分为TiO ,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料采用该方法获取TiCl
2 4
并制备金属钛的流程如下。下列说法错误的是( )
流程中几种物质的沸点如表:
物质 TiCl VOCl SiCl AlCl
4 3 4 3
沸点/℃ 136 127 57 180
A.“除钒”反应为3VOCl +Al 3VOCl +AlCl
3 2 3
B.“除硅、铝”过程中,可通过蒸馏的方法分离TiCl 中含Si、Al的杂质
4
C.“除钒”和“除硅、铝”的顺序可以交换
D.“反应器”中应增大湿度以提高反应速率
答案 CD
13.★★★(创新点:使用三种方法测定结晶水的数目)(2024山东济南三模,17)垃圾是放
错位置的资源。从某废旧钾离子电池(主要含石墨、K NiFeO 、铝箔、醚类有机物等)回
2 4
收部分有价金属的流程如图1。
图1
已知:K NiFeO 中Ni为+3价;Mn+(水相)+nRH(有机相) MR (有机相)+nH+(水相)。
2 4 n
回答下列问题:
(1)为符合“双碳”战略,将“焙烧”后的气体A通入滤液Ⅰ至过量,除Al(OH) 外,还可
3
获得的副产品有 (填化学式)。
(2)“酸溶”时主要反应的离子方程式为 。
“酸溶”时不能用SO 替代双氧水,原因是 。
2
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(3)“萃取”过程中萃取剂与溶液的体积比(V /V )对溶液中金属元素的萃取率影响如图
0 A
2所示。则V /V 的最佳取值为 ;“反萃取”时应选择的试剂为 (填化学
0 A
式)。
图2
(4)NH Fe(SO ) ·xH O中x的测定。
4 4 2 2
方法一:称取一定质量晶体,加水溶解后,加入足量NaOH溶液并加热,产生的气体全部被
一定量的H SO 溶液吸收,反应结束后,加入指示剂 (填“甲基橙”“酚酞”或
2 4
“石蕊”),再用NaOH标准溶液滴定剩余的H SO 。
2 4
方法二:称取一定质量晶体,加水溶解并加入过量的BaCl 溶液,沉淀经过滤、水洗、醇
2
洗、烘干、称重。若烘干不彻底,将导致x的测定结果 (填“偏高”“偏低”
或“无影响”)。
方法三:采用热重分析法测定时,当样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重
5.6%,则x= 。
答案 (1)KHCO
3
(2)2K NiFeO +H O +14H+ 2Ni2++2Fe3++4K++O ↑+8H O Fe3+会被SO 还原为Fe2+,无法
2 4 2 2 2 2 2
被完全除去,影响含镍产品的纯度
(3)0.25 H SO
2 4
(4)甲基橙 偏低 12
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微专题 1 化工流程题解题策略
五年高考
1.★★(2020山东,9,2分)以菱镁矿(主要成分为MgCO ,含少量SiO 、Fe O 和Al O )为
3 2 2 3 2 3
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SiO 、Fe(OH) 和Al(OH) 。下列说法错误的是( )
2 3 3
A.浸出镁的反应为MgO+2NH Cl MgCl +2NH ↑+H O
4 2 3 2
B.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NH 、NH Cl
3 4
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物K 的不同
sp
答案 B
2.★★(2023河北,10,3分)一种以锰尘(主要成分为Mn O ,杂质为铝、镁、钙、铁的氧
3 4
化物)为原料制备高纯MnCO 的清洁生产新工艺流程如下:
3
已知:室温下相关物质的K 如下表。
sp
Al(OH) Mg(OH) Ca(OH) Fe(OH)
3 2 2 2
10-32.9 10-11.3 10-5.3 10-16.3
Fe(OH) Mn(OH) MgF CaF
3 2 2 2
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10-38.6 10-12.7 10-10.3 10-8.3
下列说法错误的是( )
A.酸浸工序中产生的气体①为氯气
B.滤渣①主要成分为Al(OH) 和Fe(OH)
3 3
C.除杂②工序中逐渐加入NaF溶液时,若Ca2+、Mg2+浓度接近,则CaF 先析出
2
D.沉淀工序中发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO-
MnCO ↓+CO ↑+H O
3 3 2 2
答案 C
3.(不定项)★★(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( )
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.★★(2022山东,17,13分)工业上以氟磷灰石[Ca F(PO ) ,含SiO 等杂质]为原料生产
5 4 3 2
磷酸和石膏,工艺流程如下:
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回答下列问题:
(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO 反应生成二元强酸H SiF ,离子方程式为
2 2 6
。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na CO
)∶n(SiF2-
2 3 6
)=1∶1加入Na CO 脱氟,充分反应后,c(Na+)= mol·L-1;再分批加入一定量的
2 3
BaCO ,首先转化为沉淀的离子是 。
3
BaSiF NaSiF CaSO BaSO
6 2 6 4 4
K 1.0×10-6 4.0×10-6 9.0×10-4 1.0×10-10
sp
(3)SO2-
浓度(以SO %计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、H PO 浓度(以P O %计)的
4 3 3 4 2 5
关系如图甲所示。酸解后,在所得100 ℃、P O %为45的混合体系中,石膏存在形式为
2 5
(填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是
,回收利用洗涤液X的操作单元是 ;一定温度下,石膏存在形式与溶液中P O %
2 5
和SO %的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是 (填标
3
号)。
图乙
A.65 ℃、P O %=15、SO %=15
2 5 3
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B.80 ℃、P O %=10、SO %=20
2 5 3
C.65 ℃、P O %=10、SO %=30
2 5 3
D.80 ℃、P O %=10、SO %=10
2 5 3
答案 (1)6HF+SiO
2H++SiF2-
+2H O
2 6 2
(2)2.0×10-2 SO2-
4
(3)CaSO ·0.5H O 抑制CaSO 的溶解 酸解 AD
4 2 4
5.★★★(创新点:电解产物用尾液吸收后的生成物可循环使用)(2024山东,18,12分)
以铅精矿(含PbS、Ag S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:
2
回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag S转化为[PbCl ]2-和[AgCl ]-及单质硫。溶解等物质的
2 4 2
量的PbS和Ag S时,消耗Fe3+物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防
2
止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生 (填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl 沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属
2
Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为
。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是 。
(4)“置换”中可选用的试剂X为 (填标号);
A.Al B.Zn C.Pb D.Ag
“置换”反应的离子方程式为 。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板,用作 (填“阴极”或“阳极”)。
答案 (1)1∶1 H S
2
(2)热浸
(3)还原过量的FeCl
3
(4)C Pb+2[AgCl ]- 2Ag+[PbCl ]2-
2 4
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(5)阳极
6.★★★(2023山东,17,12分)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO2-
和硼酸根
4
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
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 浓缩时有Li CO 析出,最终所得Li CO 的产率减小
2 3 2 3
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7.★★★(2021山东,17,11分)工业上以铬铁矿(FeCr O ,含Al、Si氧化物等杂质)为主
2 4
要原料制备红矾钠(Na Cr O ·2H O)的工艺流程如下。回答下列问题:
2 2 7 2
(1)焙烧的目的是将FeCr O 转化为Na CrO ,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙
2 4 2 4
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c≤1.0×10-5 mol·L-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。
(3)蒸发结晶时,过度蒸发将导致 ;冷却结晶所得母液中,除Na Cr O 外,
2 2 7
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Na CrO 为主要原料制备Na Cr O 的总反应方程
2 4 2 2 7
式为:
4Na CrO +4H O 2Na Cr O +4NaOH+2H ↑+O ↑
2 4 2 2 2 7 2 2
则Na Cr O 在 (填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为
2 2 7
。
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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)4.5~9.3
使CrO2-
转化为Cr
O2-
浸取
4 2 7
(3)有Na Cr O 析出 H SO
2 2 7 2 4
(4)阳 Na+
8.★★★(2020山东,16,12分)用软锰矿(主要成分为MnO ,含少量Fe O 、Al O )和BaS
2 3 4 2 3
制备高纯MnCO 的工艺流程如下:
3
已知:MnO 是一种两性氧化物;25 ℃时相关物质的K 见下表。
2 sp
物质 Fe(OH) Fe(OH) Al(OH) Mn(OH)
2 3 3 2
K 1×10-16.3 1×10-38.6 1×10-32.3 1×10-12.7
sp
回答下列问题:
(1)软锰矿预先粉碎的目的是 ,MnO 与BaS
2
溶液反应转化为MnO的化学方程式为 。
(2)保持BaS投料量不变,随MnO 与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而
2
Ba(OH) 的量达到最大值后会减小,减小的原因是
2
。
(3)滤液Ⅰ可循环使用,应当将其导入到 操作中(填操作单元的名称)。
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(4)净化时需先加入的试剂X为 (填化学式),再使用氨水调溶液的pH,则pH的理
论最小值为 (当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀
完全)。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为 。
答案 (1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率 MnO +BaS+H O Ba(OH) +MnO+S
2 2 2
(2)过量的MnO 消耗了产生的Ba(OH)
2 2
(3)蒸发
(4)H O 4.9
2 2
(5)Mn2++HCO-
+NH ·H O MnCO
↓+NH+
+H O
3 3 2 3 4 2
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三年模拟
9.(不定项)★★(2024山东青岛一模,13)锂辉矿(主要成分为LiAlSi O )可用低温重构
2 6
—直接浸出技术制备碳酸锂,同时得到氧化铝,工艺流程如图。下列说法错误的是(
)
A.“水热反应”为2LiAlSi O +8NaOH Li SiO +3Na SiO +2Na[Al(OH) ]
2 6 2 3 2 3 4
B.“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分相同
C.冶炼金属锂和金属铝均可用电解其熔融氯化物的方法
D.流程中不涉及氧化还原反应
答案 C
10.★★★(2025届山东菏泽10月期中,18)锰是生产各种合金的重要元素,也是制备隐
形涂料[Mn Zn Fe O (铁为+3价)]的重要原料,工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO ,还含
x 1-x 2 4 3
有铁、钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如图所示:
已知:①25 ℃时,部分金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如表所示。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Mn2+ Co2+
开始沉淀的pH 7.4 2.2 4.8 8.1 8.2
沉淀完全的pH 9.2 3.2 6.4 9.8 9.6
②25 ℃时,K (MnS)=2.5×10-10、K (CoS)=4.0×10-21、K (CuS)=6.3×10-36。
sp sp sp
③“除铜”时,溶液中c(Co2+)<0.1 mol·L-1。
回答下列问题:
第 22 页 共 26 页第 22 页 共 26 页
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(1)菱锰矿经过富集、粉碎再进行酸浸,粉碎的目的是 ,“氧
化”步骤发生反应的离子方程式为 。
(2)滤渣1的成分是 ;“除铜”时,当c(Cu2+)=1×10-5 mol·L-1时,认为
Cu2+已沉淀完全,此时溶液中Co2+ (填“已经”或“尚未”)开始沉淀。
(3)试剂X是下列试剂中的一种,其中最合适的是 (填选项字母)。
A.(NH ) S B.Na S C.K S
4 2 2 2
(4)“电解”时阴极上的电极反应式为 ,电解废液
中有某种成分可循环应用,该成分是 (填化学式)。
答案 (1)增大接触面积,提高酸浸速率及原料利用率(合理即可) MnO +2Fe2++4H+
2
2Fe3++Mn2++2H O
2
(2)Fe(OH) 、MnO 尚未 (3)A
3 2
(4)Mn2++2e- Mn H SO
2 4
11.★★★(2024山东菏泽一模,17)稀土钕铁硼永磁材料广泛应用于新能源汽车、节能
环保家电、国防军事等工业领域。工业上以钕铁硼废料[含钕(Nd,质量分数为28.8%)、
Fe、B]为主要原料回收高纯度钕的工艺流程如下。
已知:①Nd的稳定价态为+3;Nd的金属活动性较强,与稀硫酸反应产生H ;硼难溶于稀硫
2
酸;钕离子可与过量H C O 生成可溶性配合物。
2 2 4
②常温下,K [Fe(OH) ]=4.9×10-17。
sp 2
回答下列问题:
(1)常温下,“沉钕”过程中调节溶液的pH为2.3,钕全部以Nd(H PO ) 沉淀完全。若溶
2 4 3
液中c(Fe2+)=1.0 mol·L-1, (填“有”或“无”)Fe(OH) 沉淀生成;酸性太强会使
2
“沉钕”不完全,原因是 。
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(2)“沉淀”过程得到Nd (C O ) ·10H O晶体。此过程中,草酸实际用量与理论计算量
2 2 4 3 2
的比值(n)和沉钕率的关系如图所示,对沉钕率的变化趋势进行解释: 。
(3)“滤液2”的溶质主要为 (填化学式);“滤液3”中的 (填化学式)
可在上述流程中循环利用。
(4)“一系列操作”包括 ;空气中“煅烧”时生成无毒气体,反应的化学方
程式为 。
答案 (1)无 酸性太强,H+与H PO- 反应生成H PO ,导致c(H PO- )减小,使“沉钕”不
2 4 3 4 2 4
完全
(2)当n<1.5时,随着n增大,c(C
O2-
)增大,反应向生成沉淀的方向移动,沉钕率增大;当
2 4
n>1.5时,过量H C O 可与Nd3+反应生成可溶性配合物,沉钕率减小
2 2 4
(3)Na PO 、NaOH H SO
3 4 2 4
(4)过滤、洗涤、干燥 2Nd (C O ) ·10H O+3O 2Nd O +12CO +20H O
2 2 4 3 2 2 2 3 2 2
12.★★★(2025届山东青岛期初调研,17)工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr O 、MgO、
2 4
SiO 、Al O 、FeO)为原料制备Cr O 和金属铝的工艺流程如图所示。
2 2 3 2 3
已知:①“焙烧”所得固体中含有Na CrO 。
2 4
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②25 ℃时,K [Al(OH) ]=1×10-33、K [Fe(OH) ]=4×10-38、K [Fe(OH) ]=8×10-16、
sp 3 sp 3 sp 2
K [Mg(OH) ]=2×10-11。
sp 2
③溶液中离子浓度≤1×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,FeCr O 参与反应的化学方程式为 。
2 4
(2)“滤渣Ⅲ”的主要成分为 (填化学式),“试剂X”为 。
(3)“煅烧”反应时生成的气体中含有一种单质,则氧化产物与还原产物的物质的量之
比为 。
(4)25 ℃时,“调pH”的最小值为 (保留小数点后一位)。
(5)通入“过量CO ”时,反应的离子方程式为 。
2
(6)下列仪器中,“操作Y”需要用到的有 (填标号)。
答案 (1)4FeCr O +7O +16NaOH 8Na CrO +2Fe O +8H O
2 4 2 2 4 2 3 2
(2)MgF NaOH溶液
2
(3)1∶1
(4)4.7
(5)[Al(OH) ]-+CO Al(OH) ↓+HCO-
4 2 3 3
(6)BE
13.★★★(2025届山东济南开学考,17)工业上常用软锰矿(主要成分为MnO ,含少量
2
Fe O 、Al O 、SiO )和Li CO 合成电极材料LiMn O 并回收净水剂明矾,其工艺流程如图
2 3 2 3 2 2 3 2 4
所示。
已知:①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.4时易被O 氧化。
2
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②当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全;常温下,
几种沉淀的K 如下表所示:
sp
Fe(OH) Al(OH) Mn(OH) Fe(OH)
3 3 2 2
K 1.0×10-38 1.0×10-33 5.0×10-12 5.0×10-17
sp
③lg5=0.7。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,被SO 还原的元素有 。
2
(2)常温下,加入MnCO “调pH”时,若c(Mn2+)=1.0 mol·L-1,其他金属阳离子浓度为
3
0.001 mol·L-1,则调pH的范围为 。
(3)若“滤渣Ⅲ”主要成分为FeOOH,则“氧化”操作中生成FeOOH的离子方程式为
。
(4)“焙烧”反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。获取明矾
KAl(SO ) ·12H O的“一系列操作”是 。
4 2 2
(5)整个流程中,可以循环使用的物质的化学式为 。
答案 (1)Mn、Fe
(2)4.7≤pH≤5.4
(3)2Fe2++H O +2H O 2FeOOH↓+4H+
2 2 2
(4)1∶4 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(5)H SO
2 4
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