内容正文:
章末排查练
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业(√)
(2)向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失的原因反应的化学方程式为Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4(√)
(3)根据金属与酸反应置换出氢的难易程度可比较金属的活动性(√)
(4)铝与Fe2O3发生铝热反应,反应后固体物质增重(×)
(5)Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq),物质间转化均能一步实现(×)
(6)酸性氯化亚铁溶液中加入H2O2的离子方程式为2Fe2++H2O2===2Fe3++O2↑+2H+(×)
(7)在c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中能大量存在K+、NH、MnO、SO(×)
(8)常温下,Cu既能与FeCl3溶液反应又能与浓硝酸反应(√)
(9)切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗,原因:2Na+O2===Na2O2(×)
(10)冶炼镁用MgCl2而不是MgO,冶炼铝却用Al2O3而不是AlCl3(√)
(11)铁在高温下与H2O(g)发生置换反应生成Fe3O4(√)
(12)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应(×)
(13)Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3(×)
(14)金属元素的单质只有还原性,其离子只有氧化性(×)
(15)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气(×)
(16)合金中的金属元素都是以化合态形式存在(×)
(17)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应(×)
(18)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg(×)
2.如图所示的反应均是在高温或引燃条件下进行,选项中的物质表示A和B,不合理的是( )
A.CO2、Mg B.MgO、Al
C.Fe2O3、Al D.CuO、H2
解析:B [Mg高温下与CO2反应生成C和MgO,C、Mg与足量氧气引燃分别能生成CO2与MgO,A正确;Al的还原性比Mg弱,故不能置换出Mg,B错误;Al与Fe2O3高温下反应生成Al2O3与Fe,Fe与氧气在高温加热条件下生成Fe2O3,C正确;H2还原CuO生成H2O与Cu,H2、Cu与氧气引燃反应分别生成H2O和CuO,D正确。]
3.类比法是化学学习过程中一种重要方法,以下类比关系正确的是( )
A.加热条件下,钠与氧气反应生成过氧化钠,锂与氧气反应也生成过氧化锂
B.Cl2、Br2、I2都具有强氧化性,都能将铁氧化成+3价的铁盐
C.铝与氧化铁能发生铝热反应,则铝与二氧化锰也能发生铝热反应
D.氧化铁和氧化亚铁都是碱性氧化物,和硝酸反应都只生成盐和水
解析:C [Li与O2反应只会生成Li2O,得不到过氧化锂,A错误;碘单质氧化性较弱,碘能氧化Fe生成+2价亚铁盐,且I-能被铁离子氧化生成I2,B错误;铝活泼性大于铁和锰,Al和Fe2O3能发生铝热反应,则与MnO2也能发生铝热反应,类比关系正确,C正确;FeO具有还原性,能被强氧化剂氧化生成Fe3+,硝酸具有强氧化性和酸性,能和FeO反应生成Fe(NO3)3,同时放出一氧化氮气体,D错误。]
4.(2024·长沙市高三开学考)以废银(主要含Ag,以及少量SiO2、αAl2O3杂质)为原料提取高纯度银的流程如图1所示,其他条件相同,浸出率与温度、时间的关系分别如图2和图3所示:
图1
下列叙述错误的是( )
A.最佳生产条件是温度为80 ℃、时间为6.0 h
B.浸渣的主要成分是SiO2
C.“电解”中向AgNO3溶液中添加少量NaNO3能增强导电性
D.理论上制备21.6 g Ag需要消耗2.5 g N2H4·H2O
解析:B [由题给流程可知,向银废料中加入稀硝酸酸浸,银与稀硝酸反应转化为硝酸银,αAl2O3与二氧化硅不与稀硝酸反应,过滤得到含有αAl2O3、二氧化硅的滤渣和含有硝酸银、硝酸的滤液;向滤液中加入盐酸,将溶液中的银离子转化为氯化银沉淀,过滤得到滤液和氯化银;氯化银与氨水和一水合肼混合溶液发生氧化还原反应、过滤得到粗银,粗银经电解精炼得到99.9 %的银。由图可知,温度为80 ℃、时间为6.0 h时,浸出率最大,所以最佳生产条件是温度为80 ℃、时间为6.0 h,A正确;由分析可知,浸渣的主要成分是αAl2O3和二氧化硅,B错误;由电解原理可知,电解时,粗银做电解池的阳极、纯银做阴极,电解质溶液为硝酸银溶液,向硝酸银溶液中加入少量硝酸钠可以增大溶液中的离子浓度,增强溶液的导电性,加快电解速率,C正确;由得失电子守恒可知,理论上制备21.6 g银时,消耗一水合肼的质量为××50 g/mol=2.5 g,D正确。]
5.(2024·通化市五中高三开学考)钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。工业制备钴常用硫钴矿石(主要成分Co3O4常含钙、镁、铜、铁等化合物),流程如下:
已知:①常温相关氢氧化物的Ksp值如下:
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Cu(OH)2
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Ksp
3.0×10-38
8.0×10-16
5.9×10-15
2.2×10-20
5.5×10-6
1.8×10-11
②酸性条件下Co2+极难被氧化
(1)基态钴原子价层电子排布式为____________。
(2)已知钴与铁均为Ⅷ族元素,具有类似的化合价,Co3S4中Co的化合价____________。
(3)硫酸浸取焙砂的过程中,温度及硫酸的浓度对金属离子浸出的影响如图所示,考虑生产成本和效率,最佳的浸出温度为______℃,最佳的硫酸浓度为______mol/L。
(4)向浸取液中加入KClO3发生的主要反应的离子方程式为__________________,滤渣1的主要成分是__________________。
(5)电解精炼的过程中,粗钴与电源____________极相连,用硫酸钴溶液作为电解质溶液,控制阴极室pH为3~5之间,若pH过低,在纯钴的电极表面产生气体,该气体可能是__________(填标号)。
A.O2 B.Cl2
C.H2 D.CO2
(6)若沉钴中得到二水合草酸钴CoC2O4·2H2O(M=183 g/mol)热分解质量变化过程如图所示。其中600 ℃以前是隔绝空气加热,600 ℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物,请写出从反应B点到C点反应的化学方程式____________。
解析:硫钴矿石(主要成分Co3S4常含钙、镁、铜、铁等化合物),粉碎后焙烧得到焙砂,加入硫酸、亚硫酸钠并加入氯酸钾进行浸取,得到浸取液再加入碳酸钠调节pH=8,除去滤渣1,主要为氢氧化铁沉淀,滤液1加入NaF处理去掉滤渣2及滤液2加入草酸铵沉钴,再煅烧得到氧化钴,电弧炉中还原得到粗钴,再进行电解精炼得到钴。
(1)钴为27号元素,基态钴原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2,所以价层电子排布式为3d74s2;
(2)根据Fe3O4中Fe元素的价态特点,可得出Co3S4中Co的化合价为+2、+3价;
(3)由图可知,40 ℃左右时,钴的浸出率已达98%左右,继续升温钴的浸出率增加不大反而导致杂质离子的浸出率提高,同理,硫酸为2 mol/L左右时,钴的浸出率已达98%左右,再增加硫酸浓度钴的浸出率增加不大反而导致杂质离子的浸出率提高;
(4)由于酸浸时加入了Na2SO3还原Co3+的同时可能还原了Fe3+,所以加入KClO3的目的是氧化Fe2+,发生反应的离子方程式为ClO+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O;通过调节pH使铁离子水解产生沉淀,故滤渣1的主要成分为Fe(OH)3;
(5)电解精炼金属时,含杂质的粗金属做阳极,与电源正极相连,故粗钴与电源正极相连;用硫酸钴溶液作为电解质溶液,控制阴极室pH为3~5之间,若pH过低,在纯钴的电极表面H+得电子产生气体,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,故该气体可能是H2;答案选C;
(6)CoC2O4·2H2O(M=183 g/mol),因此取的是0.1 mol的CoC2O4·2H2O,A点失重3.6 g,应该是失去所有的结晶水,所以成分是CoC2O4,B点是氧化物,Co是5.9 g,氧原子是8.03 g-5.9 g=2.13 g,应为Co3O4,同理C点Co是5.9 g,氧原子是8.3 g-5.9 g=2.4 g,应为Co2O3,所以应是Co3O4在空气中受热被氧化为Co2O3,所以B到C点反应的化学方程式为4Co3O4+O26Co2O3。
答案:(1)3d74s2 (2)+2、+3 (3)40 2 (4)ClO+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O
Fe(OH)3 (5)正 C
(6)4Co3O4+O2===6Co2O3
学科网(北京)股份有限公司
$$