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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章,金属及其化合物,第,6,练,以金属元素为主体,考查物质的性质与应用,1,.,2020浙江1月12,2分,难度,下列关于铝及其化合物的说法,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.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物,1.A明矾能电离出Al,3+,Al,3+,水解产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮杂质,故明矾可作净水剂,但不能作为消毒剂,A错误;铝热反应能放出大量的热,可用于冶炼高熔点金属,B正确;铝表面易形成氧化膜保护层,不易被腐蚀,铝还具有易加工、质轻等特点,所以可用作包装材料和建筑材料,C正确;氢氧化铝能中和胃酸,可用作治疗胃酸过多的药物,D正确。,答案,2,.,2021湖北2,3分,难度,“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,2.D根据金属活动性顺序表,铜的金属活动性大于银,A项正确;通过揉搓,手上的汗水可提供电解质溶液,B项正确;银丝发生还原反应,氧化银转化为单质银,单质银活动性较弱,可长时间保持光亮,C项正确;铜的活动性比铝弱,氧化铝不能被铜还原为单质铝,因此铜不会变黑,D项错误。,答案,3.,2022,浙江,6,月,22,2,分,难度,关于化合物,FeO(OCH,3,),的性质,下列推测不合理的,是,（ ）,A.,与稀盐酸反应生成,FeCl,3,、,CH,3,OH,、,H,2,O,B.,隔绝空气加热分解生成,FeO,、,CO,2,、,H,2,O,C.,溶于氢碘酸,(HI),再加,CCl,4,萃取,有机层呈紫红色,D.,在空气中,与,SiO,2,高温反应能生成,Fe,2,(SiO,3,),3,3.B,FeO(OCH,3,),中,Fe,为,+3,价,CH,3,OH,中的,OH,比,H,2,O,中的,OH,更难电离,因此,FeO(OCH,3,),水解生成,CH,3,OH, FeO,+,溶于盐酸生成,FeCl,3,和,H,2,O,A,项正确,;,由物质的化学式可知其,C,、,O,原子个数比为,12,但题给产物,C,、,O,原子个数比不是,12,B,项错误,;FeO(OCH,3,),将,HI,氧化为,I,2,I,2,溶于,CCl,4,呈紫红色,C,项正确,;,在空气中,FeO(OCH,3,),与,SiO,2,高温反应能生成硅酸铁,D,项正确。,答案,4.,2021,山东,6,2,分,难度,X,、,Y,均为短周期金属元素。同温同压下,0.1 mol X,的单质与足量稀盐酸反应,生成,H,2,体积为,V,1,L;0.1 mol Y,的单质与足量稀硫酸反应,生成,H,2,体积为,V,2,L,。下列说法错误的,是,（ ）,A.X,、,Y,生成,H,2,的物质的量之比一定为,B.X,、,Y,消耗酸的物质的量之比一定为,C.,产物中,X,、,Y,化合价之比一定为,D.,由,一定能确定产物中,X,、,Y,的化合价,4.D,由稀盐酸和稀硫酸均足量,知金属均完全反应,根据同温同压下,气体的物质的量之比等于体积之比,知,X,、,Y,生成,H,2,的物质的量之比一定为,A,项正确,;,根据,2HClH,2,、,H,2,SO,4,H,2,知,X,、,Y,消耗酸的物质的量之比一定为,B,项正确,;,根据金属失电子总数等于,H,+,得电子总数,知,0.1 mol X,、,0.1 mol Y,失电子数之比为,则产物中,X,、,Y,的化合价之比一定为,C,项正确,;,由,C,项可知,只能确定,X,、,Y,化合价的比值,不能确定化合价的具体数值,D,项错误。,答案,5.,2021,广东,10,2,分,难度,部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的,是,（ ）,A.a,可与,e,反应生成,b,B.b,既可被氧化,也可被还原,C.,可将,e,加入浓碱液中制得,d,的胶体,D.,可存在,bcdeb,的循环转化关系,5.C,【教你审题】结合图象可知,a,为,Fe,b,为亚铁盐,e,为铁盐,;,根据,c,、,d,均为碱且,Fe,分别为,+2,价和,+3,价可知,c,为,Fe(OH),2,、,d,为,Fe(OH),3,。,Fe,能与,Fe,3+,发生归中反应生成,Fe,2+,A,项正确,;Fe,2+,既有还原性又有氧化性,既能被氧化又能被还原,B,项正确,;,将含,Fe,3+,的盐加入浓碱溶液中得到的是,Fe(OH),3,沉淀,不能制得,Fe(OH),3,胶体,C,项错误,;,存在,循,环转化,:Fe,2+,Fe(OH),2,Fe(OH),3,Fe,3+,Fe,2+,D,项正确。,答案,第,7,练,结合,实验考查,金属,及其,化合物,1.,2022,全国乙,27,14,分,难度,二草酸合铜,(),酸钾,(K,2,Cu(C,2,O,4,),2,),可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜,(),酸钾可采用如下步骤,:,.,取已知浓度的,CuSO,4,溶液,搅拌下滴加足量,NaOH,溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。,.,向草酸,(H,2,C,2,O,4,),溶液中加入适量,K,2,CO,3,固体,制得,KHC,2,O,4,和,K,2,C,2,O,4,混合溶液。,.,将,的混合溶液加热至,8085 ,加入,中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。,.,将,的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜,(),酸钾晶体,进行表征和分析。,回答下列问题,:,(1),由,CuSO,4,5H,2,O,配制,中的,CuSO,4,溶液,下列仪器中不需要的是,(,填仪器名称,),。,(2),长期存放的,CuSO,4,5H,2,O,中,会出现少量白色固体,原因是,。,(3),中的黑色沉淀是,(,写化学式,),。,(4),中原料配比为,n,(H,2,C,2,O,4,),n,(K,2,CO,3,)=1.51,写出反应的化学方程式,。,(5),中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入,K,2,CO,3,应采取,的方法。,(6),中应采用,进行加热。,(7),中,“,一系列操作,”,包括,。,1.,【参考答案】,(1),分液漏斗、球形冷凝管,(2,分,),(,2),晶体部分失去结晶水,(,风化,)(2,分,),(3)CuO(2,分,),(,4)3H,2,C,2,O,4,+2K,2,CO,3,=2KHC,2,O,4,+ K,2,C,2,O,4,+2CO,2,+2H,2,O(2,分,),(5),分批加入,(2,分,),(,6),水浴,(2,分,),(,7),冷却结晶、过滤、洗涤,(2,分,),【解题思路】,(1),由,CuSO,4,5H,2,O,配制,中的,CuSO,4,溶液,称量,CuSO,4,5H,2,O,的质量,用到电子天平,;,溶解晶体用到烧杯,;,加水用到量筒,故不需要的是分液漏斗、球形冷凝管。,(2),长期存放的,CuSO,4,5H,2,O,固体在空气中部分失去结晶水,(,风化,),会出现少量白色,CuSO,4,固体,。,(3),中取已知浓度的,CuSO,4,溶液,搅拌下滴加足量,NaOH,溶液,产生浅蓝色,Cu(OH),2,沉淀。加热,Cu(OH),2,沉淀脱水转变成黑色的,CuO,。,(4),根据,中原料配比为,n,(H,2,C,2,O,4,),n,(K,2,CO,3,)=1.51,可以得到反应的化学方程式,是,3H,2,C,2,O,4,+2K,2,CO,3,=2KHC,2,O,4,+ K,2,C,2,O,4,+ 2CO,2,+2H,2,O,。,(5),中反应生成,CO,2,产生,CO,2,过快易引起喷溅,为避免,CO,2,产生过快,应采取分批加入,K,2,CO,3,的方法。,(6),中将混合溶液加热至,8085 ,应采用水浴加热。,(7),中,“,将,的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜,(),酸钾晶体,”,“,一系列操作,”,在,“,加热浓缩,”,与,“,干燥,”,之间,故,“,一系列操作,”,包括冷却结晶、过滤、洗涤。,答案,2.,2021,海南,15,10,分,难度,无水,FeCl,3,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,SiO,2,杂质,),为原料制备无水,FeCl,3,(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.KMnO,4,溶液,b.Cl,2,水,c.Br,2,水,d.H,2,O,2,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),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,Fe,3+,还原,。,2.,【参考答案】,(1),漏斗,(1,分,),(,2)bd(2,分,),(,3),抑制,FeCl,3,水解,(1,分,),(,4),液体变红色,(1,分,),(5)6SOCl,2,+FeCl,3,6H,2,O,FeCl,3,+6SO,2,+12HCl(2,分,),(6)SO,2,(1,分,),取,E,固体少许于一洁净试管中,加蒸馏水溶解,滴加盐酸酸化的,BaCl,2,溶液,有白色沉淀生成,说明,SO,2,将,Fe,3+,还原成,Fe,2+,(2,分,),【解题思路】,(1),过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。,(2),试剂,B,的作用是将,Fe,2+,氧化成,Fe,3+,为了避免引入新的杂质,可选用,Cl,2,水或,H,2,O,2,溶液。,(3),FeCl,3,为强酸弱碱盐,在水溶液中易水解,加热促进水解,为抑制,FeCl,3,水解,蒸发结晶时应通入,HCl(g),。,(4)FeCl,3,6H,2,O,溶于水电离出,Fe,3+,Fe,3+,遇,KSCN,溶液呈红色。,(5),由题给条件,SOCl,2,易水解可知,反应,DE,的化学方程式为,6SOCl,2,+FeCl,3,6H,2,O,+ 12HCl,。,(6),由,(5),可知,D,转化成,E,的过程中,SO,2,可能将,Fe,3+,还原为,Fe,2+,SO,2,被氧化成,S,可以通过检验,E,的溶液中含有,S,进行验证,实验方案为,:,取,E,固体少许于一洁净试管中,加蒸馏水溶解,滴加盐酸酸化的,BaCl,2,溶液,有白色沉淀生成,说明,SO,2,将,Fe,3+,还原成,Fe,2+,。,答案,3.,2021,河北,14,14,分,难度,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,2,CO,3,和,NH,4,Cl,。实验流程如图,:,回答下列问题,:,(1),从,AE,中选择合适的仪器制备,NaHCO,3,正确的连接顺序是,(,按气流方向,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,。,(2)B,中使用雾化装置的优点是,。,(3),生成,NaHCO,3,的总反应的化学方程式为,。,(4),反应完成后,将,B,中,U,形管内的混合物处理得到固体,NaHCO,3,和滤液,:,对固体,NaHCO,3,充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量,Na,2,O,2,Na,2,O,2,增重,0.14 g,则固体,NaHCO,3,的质量为,g,。,向滤液中加入,NaCl,粉末,存在,NaCl(s)+NH,4,Cl(aq),NaCl(aq)+NH,4,Cl(s),过程。为使,NH,4,Cl,沉淀充分析出并分离,根据,NaCl,和,NH,4,Cl,溶解度曲线,需采用的,操作为,、,、洗涤、干燥,。,(5),无水,Na,2,CO,3,可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水,Na,2,CO,3,保存不当,吸收了一定量水分,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,3.,【参考答案】,(,除标明外,每空,2,分,),(1)aefbcg,将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上口颈部的小孔对齐,(2),增大饱和氨盐水和,CO,2,的接触面积,增加,CO,2,的吸收效率,(1,分,),(3)NaCl+NH,3,H,2,O+CO,2,=NaHCO,3,+NH,4,Cl,(,4)0.84,降温过滤,(1,分,),(,5)A,【解题思路】,(1),制备,NaHCO,3,的原理是向饱和氨盐水中通入,CO,2,A,为,CO,2,的发生装置,制得的,CO,2,中含有,H,2,O,、,HCl,通过,D,除去,HCl,再通过,B,制备,NaHCO,3,最后用,E,吸收多余的,CO,2,正确的连接顺序为,aefbcg,。,(2)B,中使用雾化装置,可以增大饱和氨盐水和,CO,2,的接触面积,增加,CO,2,的吸收效率。,(3),生成,NaHCO,3,的总反应的化学方程式为,NaCl+NH,3,H,2,O+CO,2,=NaHCO,3,+NH,4,Cl,。,(4),根据,2NaHCO,3,Na,2,CO,3,+,H,2,O+ CO,2,、,2Na,2,O,2,+2CO,2,=,+O,2,可得关系式,:4NaHCO,3,2CO,2,2Na,2,CO,3,结合差量法得,(844)56=,m,(NaHCO,3,)0.14 g,则,m,(NaHCO,3,)=0.84 g,。,根据,NaCl,和,NH,4,Cl,的溶解度曲线可知,NH,4,Cl,的溶解度受温度影响较大,而,NaCl,的溶解度受温度影响不大,要使,NH,4,Cl,沉淀充分析出并分离,需采取的操作为降温、过滤、洗涤、干燥。,(5),若无水,Na,2,CO,3,保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,消耗的,Na,2,CO,3,溶液的体积偏大,会使结果偏高。,答案,第,8,练,结合,无机,工艺流程,考查,金属及其化合物,题组一,1.,2022,湖南,7,3,分,难度,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,3,AlF,6,和,CO,2,D.,滤液可回收进入吸收塔循环利用,1.C,【流程梳理】,陶瓷中的,SiO,2,能与,HF,反应,A,项正确,;,喷淋法能使溶液与烟气充分接触,提高吸收效率,B,项正确,;,根据流程梳理知,C,项错误,;,滤液中含有,Na,2,CO,3,可用作吸收塔中的吸收剂,D,项正确。,答案,2.,2021,河北,6,3,分,难度,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,3,可降低反应剧烈程度,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,3,COONa(s),可提高,Bi,3+,水解程度,D.,水解工序中加入少量,NH,4,NO,3,(s),有利于,BiOCl,的生成,2.D,酸浸时分次加入稀硝酸,相当于降低了硝酸浓度,减小了反应的速率,降低反应剧烈程度,A,项正确,;,转化工序中,Bi(NO,3,),3,水解生成,BiONO,3,和,H,+,加入盐酸,可抑制,Bi,3+,的水解,从而抑制生成,BiONO,3,B,项正确,;,水解工序中加入的醋酸钠电离生成的,CH,3,COO,-,可与,Bi,3+,水解生成的,H,+,结合,生成,弱电解,质,CH,3,COOH,促进,Bi,3+,的水解,C,项正确,;,硝酸铵水解使溶液显酸性,由上述分析可知,酸会抑制,Bi,3+,水解,D,项错误。,答案,3.,2022,全国甲,26,14,分,难度,硫酸锌,(ZnSO,4,),是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为,ZnCO,3,杂质为,SiO,2,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,:,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,3,H,2,O,B.Ca(OH),2,C.NaOH,滤渣,的主要成分是,、,、,。,(4),向,8090 ,的滤液,中分批加入适量,KMnO,4,溶液充分反应后过滤,滤渣,中有,MnO,2,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,H,2,SO,4,反应可以释放,HF,并循环利用,同时得到的,副产,物,是,、,。,3.,【参考答案】,(1)ZnCO,3,ZnO+CO,2,(2,分,),(2),将菱锌矿焙烧产品粉碎、适当增大硫酸浓度、升高浸取时的反应温度等,(2,分,),(3)B(1,分,),SiO,2,(1,分,),CaSO,4,(1,分,),Fe(OH),3,(1,分,),(4)3Fe,2+,+Mn,+7H,2,O=3Fe(OH),3,+MnO,2,+5H,+,(2,分,),(5),除去,Cu,2+,(2,分,),(,6)CaSO,4,(1,分,),MgSO,4,(1,分,),【流程梳理】,答案,【解题思路】,(3),加入物质,X,调溶液,pH=5,为了不引入新的阳离子,故,X,宜选用,Ca(OH),2,;pH=5,时,c,(OH,-,)=10,-9,molL,-1,根据表中各离子的氢氧化物的,K,sp,可知,只有,Fe,3+,能完全沉淀。,(4)Fe,2+,被适量,KMnO,4,溶液氧化为,Fe(OH),3,同时生成,MnO,2,Fe(OH),3,沉淀和,MnO,2,进入滤渣,中。,4.,2021,辽宁,16,14,分,难度,从钒铬锰矿渣,(,主要成分为,V,2,O,5,、,Cr,2,O,3,、,MnO),中提铬的一种工艺流程如下,:,已知,:pH,较大时,二价锰,Mn(),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,3,溶液制备,Fe(OH),3,胶体的化学方程式为,。,(3),常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数,lg,c,总,(V),与,pH,关系如图,1,。已知,钒铬锰矿渣硫酸浸液中,c,总,(V,)= 0.01,molL,-1,“,沉钒,”,过程控制,pH=3.0,则,与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为,(,填化学式,),。,(,4),某温度下,Cr(),、,Mn(),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,(Cr,3+,)=,molL,-1,K,W,近似,为,110,-14,Cr(OH),3,的,K,sp,近似为,110,-30,。,(5)“,转化,”,过程中生成,MnO,2,的离子方程式为,。,(6)“,提纯,”,过程中,Na,2,S,2,O,3,的作用为,。,4.,【参考答案】,(,除标明外,每空,2,分,),(1),四,(1,分,),B(1,分,),(,2)FeCl,3,+3H,2,O,Fe(OH),3,(,胶体,)+3HCl,(3)H,3,V,2,(,4)6.0,110,-6,(5)Mn,2+,+H,2,O,2,+2OH,-,=MnO,2,+2H,2,O,(,6),作还原剂,将,Mn(),还原为,Mn(),除去,从而提纯,Cr(OH),3,【解题思路】,(1)Cr,为,24,号元素,在元素周期表中位于第四周期第,B,族。,(2),向沸水中滴加饱和,FeCl,3,溶液,继续煮沸至溶液呈红棕色可得到,Fe(OH),3,胶体,其化学方程式为,FeCl,3,+3H,2,O,Fe(OH),3,(,胶体,)+3HCl,。,(3),已知,c,总,(V)=0.01 molL,-1,则,lg,c,总,(V)=-2,由题图,1,知,当,pH=3.0,时,钒主要以,H,3,V,2,形式存在,故与胶体共沉降的五价钒粒子是,H,3,V,2,。,(4),根据图,2,可知,当,pH=6.0,时,Cr(),沉淀率较高,而,Mn(),沉淀率较低,故,“,沉铬,”,过程的最佳,pH,为,6.0,此时溶液中,c,(OH,-,)=10,-8,molL,-1,根据,K,sp,Cr(OH),3,=110,-30,可得溶液中,c,(Cr,3+,)=110,-30,(,10,-8,),3, molL,-1,=110,-6,molL,-1,。,(5),结合图示流程可知,转化时,Mn,2+,在碱性条件下被,H,2,O,2,氧化为,MnO,2,其离子方程式为,Mn,2+,+H,2,O,2,+2OH,-,=MnO,2,+2H,2,O,。,(6),由图,2,可知,在沉铬时部分,Mn,2+,会转化为,Mn(OH),2,沉淀,又,pH,较大时,二价锰在空气中易被氧化,故,Mn(OH),2,发生反应,:2Mn(OH),2,+O,2,=2MnO(OH),2,Na,2,S,2,O,3,具有还原性,能将,MnO(OH),2,还原成,Mn,2+,除去,从而达到提纯,Cr(OH),3,的目的。,答案,题组二,1.,2021,湖南,17,13,分,难度,Ce,2,(CO,3,),3,可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈,(Ce),主要以,CePO,4,形式存在,还含有,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,、,CaF,2,等物质。以独居石为原料制备,Ce,2,(CO,3,),3,n,H,2,O,的工艺流程如下,:,回答下列问题,:,(1),铈的某种核素含有,58,个质子和,80,个中子,该核素的符号为,。,(2),为提高,“,水浸,”,效率,可采取的措施有,(,至少写两条,),。,(3),滤渣,的主要成分是,(,填化学式,),。,(4),加入絮凝剂的目的是,。,(5)“,沉铈,”,过程中,生成,Ce,2,(CO,3,),3,n,H,2,O,的离子方程式为,常温下加入的,NH,4,HCO,3,溶液呈,(,填,“,酸性,”“,碱性,”,或,“,中性,”)(,已知,:,O,的,K,b,=1.7510,-5,H,2,CO,3,的,K,a1,=4.410,-7,K,a2,=4.710,-11,),。,(6),滤渣,的主要成分为,FePO,4,在高温条件下,Li,2,CO,3,、葡萄糖,(C,6,H,12,O,6,),和,FePO,4,可制备电极材料,LiFePO,4,同时生成,CO,和,H,2,O,该反应的化学方程式为,。,1.,【参考答案】,(1,Ce(1,分,),(,2),充分搅拌、延长水浸时间,(,或适当升高溶液温度等,)(2,分,),(3)Fe(OH),3,、,Al(OH),3,(2,分,),(,4),强化沉降,Fe(OH),3,和,Al(OH),3,(2,分,),(5)2Ce,3+,+6HC,+(,n,-3)H,2,O=Ce,2,(CO,3,),3,n,H,2,O+3CO,2,(2,分,),碱性,(2,分,),(6)3Li,2,CO,3,+C,6,H,12,O,6,+6FePO,4,6LiFePO,4,+9CO+6H,2,O(2,分,),【解题思路】,(1),题给铈的核素的质量数,=58+80=138,故符号是,Ce,。,(2),提高,“,水浸,”,效率,可以让固体物质与水充分接触并溶解,故可以采取充分搅拌、延长水浸时间,(,或适当升高溶液温度,),等方法。,(3)“,焙烧,”,后,F,-,转化为,HF,而除去,SiO,2,不溶解,“,水浸,”,后溶液中有,Al,3+,、,Fe,3+,、,Ce,3+,的磷酸盐或硫酸盐,P,在,“,除磷,”,过程中被除去,故,“,聚沉,”,后所得的滤渣,的主要成分是,Fe(OH),3,、,Al(OH),3,。,(4)Fe(OH),3,和,Al(OH),3,是胶状沉淀,不能完全被过滤掉,故加入絮凝剂强化沉降,Fe(OH),3,和,Al(OH),3,。,(,5),由进料和出料可知,“,沉铈,”,中的反应为,2Ce,3+,+6HC,+(,n,-3)H,2,O,=Ce,2,(CO,3,),3,n,H,2,O,+3CO,2,NH,3,H,2,O,的,电离常数,K,b,大于,H,2,CO,3,的一级电离常数,K,a1,说明,HC,水解程度比,N,大,故溶液中,OH,-,浓度比,H,+,大,溶液呈碱性。,(6),由题干信息可知反应物是,Li,2,CO,3,、,C,6,H,12,O,6,和,FePO,4,产物是,LiFePO,4,、,CO,和,H,2,O,结合原子守恒和得失电子守恒可得化学方程式为,3Li,2,CO,3,+,+,6FePO,4,6LiFePO,4,+9CO+6H,2,O,。,答案,2.,2022,全国乙,26,14,分,难度,废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有,PbSO,4,、,PbO,2,、,PbO,和,Pb,还有少量,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,。,一些难溶电解质的溶度积常数如下表,:,一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的,pH,如下表,:,回答下列问题,:,(1),在,“,脱硫,”,中,PbSO,4,转化反应的离子方程式为,用沉淀溶解平衡原理解释选择,Na,2,CO,3,的原因,。,(2),在,“,脱硫,”,中,加入,Na,2,CO,3,不能使铅膏中,BaSO,4,完全转化,原因是,。,(3),在,“,酸浸,”,中,除加入醋酸,(HAc),还要加入,H,2,O,2,。,(i),能被,H,2,O,2,氧化的离子是,;,(ii)H,2,O,2,促进了金属,Pb,在醋酸中转化为,Pb(Ac),2,其化学方程式为,;,(iii)H,2,O,2,也能使,PbO,2,转化为,Pb(Ac),2,H,2,O,2,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,。,2.,【参考答案】,(1)PbSO,4,(s)+C,(aq)=PbCO,3,(s)+S,(aq)(2,分,),该反应的,K,=,=,=,=3.410,5,反应正向进行的程度很大,可以进行到底,(2,分,),(2),反应,BaSO,4,(s)+C,(aq),BaCO,3,(s)+S,(aq),的,K,=,=,=,=0.04,反应正向进行的程度很小,(2,分,),(3,) Fe,2,+,(1,分,),Pb+H,2,O,2,+2HAc,=Pb(Ac),2,+2H,2,O(2,分,),作,还原剂,(1,分,),(4)Al(OH),3,、,Fe(OH),3,(2,分,),(5)Ba,2+,、,Na,+,(2,分,),【信息转换】加入,Na,2,CO,3,使,PbSO,4,(s),转化为,PbCO,3,(s),便于后续的酸浸,;,通过酸浸,铅元素全部转化为可溶性的,Pb(Ac),2,过滤后在滤液中加入,NaOH,溶液,使,Pb(Ac),2,转化为,Pb(OH),2,Pb(OH),2,加热分解得到,PbO,。,答案,【解题思路】,(1) PbCO,3,的,K,sp,远小于,PbSO,4,的,K,sp,易发生生成,PbCO,3,的沉淀转化,且进行较为彻底。,(2)BaCO,3,的,K,sp,大于,BaSO,4,的,K,sp,不易发生生成,BaCO,3,的沉淀转化,即使发生,反应进行的程度也很小。,(3,) Fe,2,+,具有还原性,能被,H,2,O,2,氧化,; H,2,O,2,能氧化,Pb,使其转化成,Pb,2+,Pb,2+,再与,Ac,-,结合生成,Pb(Ac),2,依据氧化还原反应的规律,即可写出反应的化学方程式,; PbO,2,通过与,H,2,O,2,、,HAc,反应转化为,Pb(Ac),2,发生氧化还原反应,Pb,化合价降低,H,2,O,2,作还原剂。,(4),根据题给信息,当,pH=4.9,时,Al,3+,、,Fe,3+,完全转化为,Al(OH),3,、,Fe(OH),3,。,(5),加入,NaOH,溶液,发生沉铅的反应为,Pb(Ac),2,+2NaOH=Pb(OH),2,+2NaAc,故滤液中含有的金属阳离子有,Na,+,以及未沉淀的,Ba,2+,。,3.,2022,广东,18,14,分,难度,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,11,H,23,COOH),熔点为,44 ;,月桂酸和,(C,11,H,23,COO),3,RE,均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持,+3,价不变,;(C,11,H,23,COO),2,Mg,的,K,sp,=1.810,-8,;Al(OH),3,开始溶解时的,pH,为,8.8;,有关金属离子沉淀的相关,pH,见下表。,(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,Al,3+,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,Mg,2+,浓度为,2.7 gL,-1,。为尽可能多地提取,RE,3+,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,11,H,23,COO,-,),低于,molL,-1,(,保留两位有效数字,),。,(4)“,加热搅拌,”,有利于加快,RE,3+,溶出、提高产率,其原因是,。,“,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,3,Y,。,还原,YCl,3,和,PtCl,4,熔融盐制备,Pt,3,Y,时,生成,1 mol Pt,3,Y,转移,mol,电子。,Pt,3,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,2,的还原,发生的电极反应为,。,3.,【参考答案】,(1)F,(1,分,),(,2)4.7pH6.2(1,分,),Al,3+,+3OH,-,=Al(OH),3,(2,分,),(3)4.010,-4,(2,分,),(,4),加热搅拌可加快反应速率,(1,分,),冷却结晶,(1,分,),(5)MgSO,4,(2,分,),(,6)15(2,分,),O,2,+4e,-,+2H,2,O=4OH,-,(2,分,),【解题思路】,(1),由题意知,“,氧化调,pH”,中只有铁是变价金属,铝和稀土金属元素均为,+3,价,F,被氧化为,F,。,(2)“,过滤,1”,所得,“,滤渣,”,为,Fe(OH),3,和,Al(OH),3,应调节的,pH,范围为,4.7pH6.2,pH,小于,6.2,是防止,RE,3+,开始沉淀。该过程中,Al,3+,与,OH,-,反应生成,Al(OH),3,沉淀。,(3)“,滤液,2”,中,Mg,2+,浓度为,2.7 gL,-1,其物质的量浓度为,0.112 5 molL,-1,K,sp,(C,11,H,23,COO),2,Mg=,c,2,(C,11,H,23,COO,-,),),c,2,(C,11,H,23,COO,-,)=(1.810,-8,/0.112 5) mol,2,L,-2,= 1610,-8,mol,2,L,-2,c,(C,11,H,23,COO,-,)=,molL,-1,=4.010,-4,molL,-1,若,c,(C,11,H,23,COO,-,),大于,4.01,molL,-1,则,形成的,“,滤饼,”,中会混入,(C,11,H,23,COO),2,Mg,。,(4)“,滤饼,”,的主要成分为,(C,11,H,23,COO),3,RE,为难溶物,搅拌可以增加其与盐酸的接触面积,加热也可以加快固体的溶解,进而加快反应速率。,加热搅拌的温度为,55 ,而月桂酸的熔点为,44 ,所以,“,操作,X”(,过滤,),前,先要冷却结晶,使月桂酸变成固体。,(5)“,滤液,2”,中含有,MgSO,4,可以用作,“,浸取,”,时加入的,“,酸化,MgSO,4,溶液,”,。,(6)YCl,3,中,Y,为,+3,价,PtCl,4,中,Pt,为,+4,价,Pt,3,Y,为合金,Pt,和,Y,均可以看成,0,价,若生成,1 mol Pt,3,Y,转移电子的物质的量为,(43+31) mol=15 mol,。,在氢氧燃料电池的碱性介质中,O,2,得电子与水反应生成,OH,-,。,答案,4.,2021,湖北,16,14,分,难度,废旧太阳能电池,CIGS,具有较高的回收利用价值,其主要组成为,CuIn,0.5,Ga,0.5,Se,2,。某探究小组回收处理流程如下,:,回答下列问题,:,(1),硒,(Se),与硫为同族元素,Se,的最外层电子数为,;,镓,(Ga),和铟,(In,),位于,元素周期表第三主族,CuIn,0.5,Ga,0.5,Se,2,中,Cu,的化合价为,。,(2)“,酸浸氧化,”,发生的主要氧化还原反应的化学方程式为,。,(3)25 ,时,已知,:,K,b,(NH,3,H,2,O)2.010,-5,K,sp,Ga(OH),3,1.010,-35,1.010,-33,1.010,-20,“,浸出液,”,中,c,(Cu,2+,)=0.01 molL,-1,。当金属阳离子浓度小于,1.010,-5,molL,-1,时沉淀完全,In,3+,恰好完全沉淀时溶液的,pH,约为,(,保留一位小数,);,若继续加入,6.0 molL,-1,氨水至过量,观察到的实验现象是先有蓝色沉淀,然后,;,为探究,Ga(OH),3,在氨水中能否溶解,计算反应,Ga(OH),3,(s)+NH,3,H,2,O,Ga(OH),4,-,+N,的平衡常数,K,=,。,(,已知,:Ga,3+,+4OH,-,Ga(OH),4,-,K,=,1.010,34,),(4)“,滤渣,”,与,SOCl,2,混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中,S,是否洗净的试剂是,;“,回流过滤,”,中,SOCl,2,的作用是将氢氧化物转化为氯化物和,。,(5)“,高温气相沉积,”,过程中发生反应的化学方程式为,。,4.,【参考答案】,(,除标明外,每空,1,分,),(1)6,+1,(,2)Cu,2,O+H,2,O,2,+2H,2,SO,4,=2CuSO,4,+3H,2,O (2,分,),(,3)4.7(2,分,),蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色,(2,分,),2.010,-6,(2,分,),(,4)HCl,溶液、,BaCl,2,溶液作,溶剂,(,5)GaCl,3,+NH,3,GaN+3HCl(2,分,),【解题思路】,(1)Se,与硫同为,A,族元素,最外层有,6,个电子。,Se,为,A,族元素,化合价为,-2,Ga,和,In,同为,A,族元素,化合价均为,+3,根据化合物中正负化合价代数和为,0,设,CuIn,0.5,Ga,0.5,Se,2,中,Cu,的化合价为,x,则,x,+30.5+30.5-22=0,解得,x,=+1,。,(2)CuIn,0.5,Ga,0.5,Se,2,中,Ga,和,In,元素均处于最高价态,高温焙烧时,Se,元素转化为,SeO,2,则酸浸氧化时,H,2,O,2,氧化,+1,价的,Cu,高温焙烧时,Cu,元素转化为,Cu,2,O,故酸浸氧化时发生的主要氧化还原反应为,Cu,2,O+H,2,O,2,+2H,2,SO,4,=2CuSO,4,+3H,2,O,。,(3),根据,K,sp,In(OH),3,=,c,(In,3+,),c,3,(OH,-,),知,当,In,3+,恰好完全沉淀时,c,(OH,-,)=,molL,-1,=1,molL,-1,c,(H,+,)=,molL,-1,=1,molL,-1,pH=-lg 1,4.7,。若继续加入,6.0 molL,-1,氨水至过量,先,有蓝色,Cu(OH),2,沉淀生成,然后蓝色沉淀溶解,得到深蓝色溶液。将,Ga(OH),3,(s),Ga,3,+,+3OH,-,、,Ga,3+,+4OH,-,Ga(OH),4,-,、,O,+OH,-,三个反应相加可以得到,Ga(OH),3,(s) +NH,3,H,2,O,Ga(OH),4,-,+ N,则,平衡常,数,K,=,K,K,b,(NH,3,H,2,O,)= 1.010,-35, 1.010,34,2.010,-5,=2.010,-6,。,答案,(4),加氨水调,pH,的目的是沉淀溶液中的,Ga,3+,、,In,3+,得到的滤液,主要含硫酸铵、,Cu(NH,3,),4,SO,4,检验滤渣中,S,是否洗净,可以加入盐酸酸化的,BaCl,2,溶液。,Ga(OH),3,、,In(OH),3,可分别写为,Ga,2,O,3,3H,2,O,、,In,2,O,3,3H,2,O,的,形式,SOCl,2,能和分子内的,H,2,O,反应,:SOCl,2,+H,2,O=SO,2,+2HCl,Ga,2,O,3,、,In,2,O,3,和,HCl,反应均生成氯化物和,H,2,O,因此,SOCl,2,的作用是将氢氧化物转化为氯化物和作溶剂。,(5),高温气相沉积时,GaCl,3,和,NH,3,反应生成,GaN,同时得到,HCl,化学方程式为,GaCl,3,+NH,3,GaN+3HCl,。,
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