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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Na2CO3 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.Na2O2与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具 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(　　) 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 Na2CO3可与酸反应 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H2O高温下会反应 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.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强 C.KMnO4具有氧化性,其稀溶液可用于消毒 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BaO2。下列说法合理的是(　　) 序号 实验① 实验② 实验③ 实验 Na2O2与H2O反应后的溶液pH=12 H2O2溶液 H2O2与NaOH混合溶液pH=12 现象 出现白色沉淀 无明显现象 出现白色沉淀 A.实验①、②说明在碱性条件下H2O2电离产生O2- B.实验①、②、③证明Na2O2与H2O反应过程中发生反应:Na2O2+2H2O 2NaOH+H2O2 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BaCl2、H2O检验长期放置的Na2O2中是否含有Na2CO3 答案　B　 9.(2022北京101中学三模,8)实验小组研究Na与CO2的反应,装置、步骤和现象如下: 实验步骤和现象: ⅰ.通入CO2至澄清石灰水变浑浊后,点燃酒精灯。 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BaCl2溶液,产生白色沉淀;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O2的干扰 B.步骤ⅲ证明白色物质是Na2CO3 C.步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O D.根据以上实验推测:CO2与金属K也可以发生氧化还原反应 答案　B　 10.(2021江苏,11,3分)室温下,通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。 实验1:用pH试纸测量0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8 实验2:将0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀 实验3:0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9 实验4:0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去 下列说法正确的是(　　) A.由实验1可得出:Ka2(H2CO3)>KWKa1(H2CO3) B.实验2中两溶液混合时有:c(Ca2+)·c(CO32-)<Ksp(CaCO3) C.实验3中发生反应的离子方程式为CO32-+H2O+CO22HCO3- D.实验4中c反应前(CO32-)<c反应后(CO32-) 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)+CS2(l) Na2CS3(s)+H2S(g) 下列说法正确的是(　　) A.Na2CS3不能被氧化 B.Na2CS3溶液显碱性 C.该制备反应是熵减过程D.CS2的热稳定性比CO2的高 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NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图: 回答下列问题: (1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,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　　　　　　　　　　　　　　　。  A B C D E (2)B中使用雾化装置的优点是　　　　　　　　　　　　。  (3)生成NaHCO3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NaHCO3和滤液: ①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为　　　　g。  ②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为　　　、　　　　、洗涤、干燥。  (5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2CO3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 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+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl (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)Na2O2(s)是一种重要的化学原料,有着重要的用途,可与CO2、H2O、NO2、SO2等多种物质反应。回答下列问题: (1)将C3H8、O2、Na2O2放入一个真空密闭容器中,在150 ℃下用电火花不断引燃,恰好完全反应,生成物之一为Na2CO3,压强为零,则C3H8、O2、Na2O2的物质的量之比为　　　　　　　　。  (2)Na2O2(s)与NO2(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。 第1步:用图1所示装置制取NO2,用98.3%浓硫酸吸收(NO2可溶于浓硫酸,加热后又会逸出),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NO2挥发,通入盛有Na2O2的试管中,至固体颜色不变后,再通入NO2气体2 min。 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。 ①Na2O2(s)与NO2(g)可能发生反应的化学方程式为Na2O2+2NO2 2NaNO2+O2、　　　　　　　　　　　　　　　　。  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Na2O2、SO2的反应过程进行探究(如图3所示)。 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Na2SO3与H2SO4(70%)反应制取并用仪器A收集SO2气体。 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Na2O2从仪器A右端加入,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)①Na2O2+2NO2 2NaNO3　 ②100 mL容量瓶或胶头滴管　③1∶1 (3)①三颈烧瓶　 ②2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2　放热　 ③ 2Na2SO3+O2 2Na2SO4 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 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O2反应,可用作食品保存的吸氧剂 B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料 C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu 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.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红 B.Fe2(SO4)3与KSCN反应,产生红色沉淀 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质,可以向溶液中加入过量的铁粉,然后过滤 D.Fe(OH)2为白色固体,不溶于水,能在空气中稳定存在 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Fe2O3 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(　　) 选项 实验内容 预测的实验现象 A MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失 B FeCl2溶液中滴加KSCN溶液 溶液变血红色 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KMnO4溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去 答案　D　 6.(2022天津部分区质量调查二,4)向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,按下图进行实验。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)2白色沉淀。 请回答: (1)仪器1的名称　　　　。装置5的作用　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入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　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。  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FeSO4,含Mg、Ti等元素)为原料,生产氧化铁黄(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 ℃,Ksp(MgF2)=5.22×10-11;偏钛酸(H2TiO3)难溶于水 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.K3[Fe(CN)6]溶液 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:ClO3-+Cl-+H+ ClO2↑+Cl2↑+H2O(未配平)。氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　　。  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++2H2O H2TiO3↓+2H+　消耗H+,使TiO2+水解平衡正向移动,促进生成偏钛酸沉淀　(3)3.00×10-3 mol/L　(4)ClO3-+6Fe2++6H+ 6Fe3++Cl-+3H2O　(5)B　(6)1∶2 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 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Na3AlF6和CO2 D.滤液可回收进入吸收塔循环利用 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CaCO3,沉淀甲主要成分为Mg(OH)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H2+Cl2 2HCl 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TiO2,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: 已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点: 物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3 沸点/℃ 136 127 57 180 回答下列问题: (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)+O2(g) CO2(g) B.2C(s)+O2(g) 2CO(g) C.TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+CO2(g) (2)TiO2与C、Cl2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: 物质 TiCl4 CO CO2 Cl2 分压/MPa 4.59×10-2 1.84×10-2 3.70×10-2 5.98×10-9 ①该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为　　　　　　　　　;  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TiCl4中含Si、Al杂质的方法是　　　　　　　　。  (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 (2)①5TiO2+6C+10Cl2 2CO+5TiCl4+4CO2 ②随着温度升高,生成CO(g)反应的ΔG变小,而生成CO2(g)反应的ΔG几乎不变,则生成CO的反应正向进行趋势大 (3)Al+3VOCl3 AlCl3+3VOCl2　蒸馏或精馏(分馏) (4)不能　若是工序互换,将引入AlCl3,降低TiCl4的纯度 (5)AC 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Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序 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Li2CO3+2HBr CO2↑+2LiBr+H2O D.参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1 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MgCl2制备金属镁 C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO 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MgCl2 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。 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)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)3和S;金属M为Zn B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出 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HNO3可降低反应剧烈程度 B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3 C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度 D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成 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(Nd2O3)的工艺流程如图1所示,草酸钕晶体的热重曲线如图2所示。 图1 图2 已知:ⅰ.Nd与酸反应生成Nd3+,草酸钕晶体[Nd2(C2O4)3·10H2O]的摩尔质量是732 g/mol; ⅱ.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH)2,开始沉淀时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.3;0.1 mol/L Fe3+生成Fe(OH)3,开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8。 下列说法不正确的是(　　) A.气体1的主要成分是H2,滤渣1是硼和其他不溶性杂质 B.“氧化”时会发生反应:2Fe2++H2O2+4H2O 2Fe(OH)3↓+4H+ C.若“调pH=4”与“氧化”顺序颠倒,H2O2的利用率无影响 D.由图2可知,500 ℃时剩余固体的主要成分是Nd2O2CO3 答案　C　 6.(2022全国甲,26,14分)硫酸锌(ZnSO4)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ZnCO3,杂质为SiO2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: 离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ksp 4.0×10-38 6.7×10-17 2.2×10-20 8.0×10-16 1.8×10-11 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.NH3·H2O　　B.Ca(OH)2　　C.NaOH 滤渣①的主要成分是　　　　、　　　　、　　　　。  (4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,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H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是　　　　、　　　　。  答案　 (1)ZnCO3 ZnO+CO2↑ (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　SiO2　Fe(OH)3　CaSO4 (4)MnO4-+3Fe2++7H2O MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ (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PbSO4、PbO2、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: 难溶 电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3 Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9 一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表: 金属氢 氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2 开始沉 淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2 完全沉 淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1 回答下列问题: (1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是　　　　　　　　　　　　　　。  (3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。 (ⅰ)能被H2O2氧化的离子是　　　　;  (ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为　　　　　　　　  　　　　　　　　;  (ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2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　　　　。  答案　(1)PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq)　存在沉淀溶解平衡PbSO4(s) Pb2+(aq)+SO42-(aq),已知Ksp(PbCO3)≪Ksp(PbSO4),加入Na2CO3,可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,有利于后续溶于酸 (2)沉淀转化反应BaSO4(s)+CO32-(aq) BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K≈0.04,K值较小,说明正向反应程度有限 (3)(ⅰ)Fe2+　(ⅱ)Pb+H2O2+2HAc Pb(Ac)2+2H2O　(ⅲ)H2O2作还原剂,还原PbO2 (4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4 (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 H2O 化合物 Ksp Mg(OH)2 5.6×10-12 Ca(OH)2 5.5×10-6 CaCO3 2.8×10-9 Li2CO3 2.5×10-2 回答下列问题: (1)“沉淀1”为　　　　。  (2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是　　　　　　　　　　　　　　。  (3)为提高Li2CO3的析出量和纯度,“操作A”依次为　　　　、　　　　、洗涤。  (4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料后,发现文献对常温下的LiHCO3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LiHCO3的性质,将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下LiHCO3　　　(填“稳定”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 Na2CO3改为通入CO2。这一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　(2)沉淀Ca2+　 (3)蒸发浓缩　趁热过滤　(4)不稳定　2Li++2HCO3- Li2CO3↓+CO2↑+H2O　 (5)能达到相同效果,通入过量的CO2时LiOH转化为LiHCO3,结合(4)的探究结果,LiHCO3会很快转化成Li2CO3 9.(2022河北,15,14分)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下: 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(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为　　　　,氧化工序发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加试剂为　　　　和 　　　　(填化学式,不引入杂质)。  答案　(1)Fe2O3　SiO2 (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)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O 15FeSO4+8H2SO4 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 (5)+2　6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3-+6H+ 6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6NH4+ (6)H2O2　NH3·H2O 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,H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11;Ksp(BaMoO4)=3.5×10-8;Ksp(BaCO3)=2.6×10-9;该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-的形态存在。 (1)“焙烧”中,有Na2MoO4生成,其中Mo元素的化合价为　　　。  (2)“沉铝”中,生成的沉淀X为　　　　。  (3)“沉钼”中,pH为7.0。 ①生成BaMoO4的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  ②若条件控制不当,BaCO3也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀,溶液中c(HCO3-)∶c(MoO42-)=　　　　　　　　(列出算式)时,应停止加入BaCl2溶液。  (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CO2,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H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。 ①该氧化物为　　　　。  ②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+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)①MoO42-+Ba2+BaMoO4↓　 ②10-7×2.6×10-94.7×10-11×3.5×10-8　(4)①NaHCO3　②NH3　(5)①Al2O3　②4∶1 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、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2等杂质,按以下流程可制备NiSO4·6H2O晶体和金属钴。 回答下列问题: (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MgF2和CaF2。若原溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3 mol·L-1,沉淀后溶液中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:Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11]  (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) MRn(Org)+nH+(aq),在一定范围内,随着pH升高,萃取率升高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (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: 温度 低于30.8 ℃ 30.8~53.8 ℃ 53.8~280 ℃ 高于 280 ℃ 晶体 形态 NiSO4·7H2O NiSO4·6H2O 多种结晶 水合物 NiSO4 从NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作a依次是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)b　2FeSO4+H2O2+H2SO4 Fe2(SO4)3+2H2O　(2)Fe3+、Al3+　(3)99.7% (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、PbO2、FeO、MnO2等)生产碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]和储精矿。其流程如下: 已知:Ⅰ.酸浸时,锰与铅元素被还原为+2价,锗以Ge4+存在。 Ⅱ.