(配套教参)第四章 金属及其化合物-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习化学一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

微素养·思维观2　热点金属及其化合物的制备(见学生用书P55) 例题 我国拥有丰富的稀土矿产资源，在合金中加入适量的稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土金属又被称为冶金工业的维生素。著名化学家徐光宪因为在稀土萃取领域取得的卓越成就被誉为“稀土界的袁隆平”。 铈是一种重要的稀土元素，常见的化合价为＋3价和＋4价。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3，少量其他稀土盐 LnFCO3、非稀土元素Fe、Al、Mg和SiO2等)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示： (1)“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是__增大固体与氧气的接触面积，使反应更充分__。 (2)氧化焙烧时，CeFCO3和其他稀土盐 LnFCO3分别转化为CeO2和 Ln2O3，请写出生成CeO2的化学方程式：__4CeFCO3＋2Na2CO3＋O24CeO2＋4NaF＋6CO2__。 (3)CeO2和 Ln2O3混合物中加入稀盐酸， Ln2O3溶解生成 LnOCl的化学方程式为__Ln2O3＋2HCl===2LnOCl＋H2O__。 (4)取上述流程中得到CeO2产品0.450 0 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol· L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+，其他杂质均不反应)，消耗25.00 mL标准溶液。该产品中CeO2的质量分数为__95.56%__。 【解析】(4)取上述流程中得到的CeO2产品0.450 0 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol· L-1FeSO4标准溶液滴定至终点，反应为CeO2＋Fe2+＋4H＋===Ce3+＋Fe3+＋2H2O，消耗25.00 mL标准溶液，即反应消耗CeO2的物质的量为0.002 5 mol，质量为0.43 g，该产品中CeO2的质量分数为×100%≈95.56%。 热点专练 1．碳酸铈[Ce2]是一种优良的环保材料，可用作汽车尾气净化催化剂。磷铈镧矿中铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以磷铈镧矿为原料制备Ce2·nH2O的工艺流程如下： 回答下列问题。 (1)铈的核电荷数为58，其某种核素含有82个中子，该核素的符号为__Ce__。 (2)焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是__生成的HF与SiO2反应，腐蚀陶瓷__。 (3)滤渣Ⅲ的主要成分能溶于NaOH溶液，所得产物的化学式是__NaAlO2__。 (4)滤渣Ⅱ的主要成分FePO4在高温条件与 Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)反应可制备电极材料 LiFePO4，同时生成CO和CO2，该反应的化学方程式为__6Li2CO3＋C6H12O6＋12FePO4===12LiFePO4＋6CO↑＋6H2O＋6CO2↑__。 (5)沉铈过程中生成Ce2·nH2O的离子方程式为__6HCO＋2Ce3+＋(n－3)H2O===Ce2·nH2O＋3CO2↑__， 分离Ce2(CO3)3·nH2O的操作名称是__过滤__。 【解析】磷铈镧矿主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质，加入浓硫酸焙烧，二氧化硅不反应，其他物质生成对应的硫酸盐，加水水浸，滤渣Ⅰ为硫酸钙和二氧化硅，滤液中加入FeCl3除磷，生成FePO4沉淀，加氧化镁调pH＝5，加絮凝剂聚沉，溶液中的Al3+和Fe3+生成沉淀除去，加入碳酸氢铵沉铈，过滤获得Ce2(CO3)3·nH2O，据此分析答题。 (1)铈的某种核素含有58个质子和82个中子，质量数＝质子数＋中子数，依据核素的表示方法，其符号为 Ce； (2)焙烧时CaF2与浓硫酸反应生成的HF能与陶瓷容器中的SiO2反应，而腐蚀容器； (3)由分析可知，滤渣Ⅲ的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3，其中Al(OH)3能溶于NaOH溶液生成NaAlO2； (4)根据题干信息滤渣Ⅱ的主要成分FePO4在高温条件与 Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)反应可制备电极材料 LiFePO4，同时生成CO和CO2，另一产物为H2O，可知葡萄糖中碳元素被氧化，FePO4中铁元素被还原，根据氧化还原反应配平，可知该反应的化学方程式为6Li2CO3＋C6H12O6＋12FePO4===12LiFePO4＋6CO↑＋6H2O＋6CO2↑； (5)“沉铈”过程中，加入Ce3+与CO结合，促进HCO电离，生成Ce2(CO3)3·nH2O，离子方程式为2Ce3+＋6HCO＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O＋3CO2↑，由流程图可知，分离出Ce2(CO3)3·nH2O和滤液，故操作为过滤。 2．硫化镍矿的主要成分是NiS，还含有MgS、FeS、一些不溶性物质等，工业上用硫化镍矿制备金属镍的工艺流程如图所示： (1)硫化镍矿粉磨的