专题突破卷03 金属及其化合物 -2025年高考化学一轮复习考点通关卷（江苏专用）

专题突破卷03 金属及其化合物 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的） 1．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A. Na2O2具有强氧化性，可用作呼吸面具供氧剂 B. Na具有强还原性，可用于和TiCl4反应制备Ti C. 钠的密度较小，可用于制作高压钠灯 D. Na有导电性，可用作快中子反应堆的热交换剂 2．下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( ) A. FeCO3受热易分解，可用作补血剂 B. K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒 C. 常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸 D. FeSO4·7H2O具有还原性，可用作食品包装中的抗氧化剂 3．下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( ) A. 金属铝质地柔软，可用于冶炼高熔点金属 B. 氧化铝熔点高，可用作耐火材料 C. 氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多 D. Al2(SO4)3易溶于水，故可用作净水剂 阅读下列材料，完成4～6题： 高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，在水中不稳定，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂；微溶于KOH浓溶液，碱性条件下，KClO的氧化性强于K2FeO4。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下： 4. 下列关于K2FeO4的说法正确的是( ) A. 与水反应，每消耗1 mol K2FeO4转移6 mol 电子 B. 将K2FeO4与盐酸混合使用，可增强其杀菌消毒效果 C. 可用丁达尔效应鉴别K2FeO4和KMnO4两种紫红色溶液 D. K2FeO4中，基态K＋的核外三个电子能层均充满电子 5. 下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺的说法正确的是( ) A. “反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3 B. “过滤Ⅰ”所得滤液中大量存在的离子有：Na＋、Fe3＋、Cl－、NO、FeO C. “转化”时，反应能进行的原因：该条件下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小 D. “过滤Ⅱ”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明滤液为NaOH溶液 6．下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是( ) A. FeFe2O3Fe B. FeCl3K2FeO4 H2 C. FeCl3(aq) Fe2O3 Fe(OH)3 D. FeFeCl3FeCl2 7．下列离子方程式正确的是( ) A. 可溶性铝盐净水原理： 2Al3＋＋3H2O===Al2O3＋6H＋ B. 向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液： Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O C. 向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至Al3＋恰好沉淀完全：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋3OH－===Al(OH)3↓＋2BaSO4↓ D. 向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液使沉淀物质的量达到最大：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O 8．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是( ) A. Al(s)Al(OH)3(s)Al2O3(s) B. Al2O3(熔融)Al(s)AlCl3(s) C. AlAl2O3NaAlO2(aq) D. Al2O3(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) 9．在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是( ) A. Cu2S(s)Cu(s) B. Cu(s)Fe(s) C. Cu(s)CuS(s) D. Cu(s)SO2(g) 10.侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料，发生反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。将析出的固体灼烧获取纯碱，向析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵。下列说法正确的是( ) A. CO中C原子的轨道杂化类型为sp3 B. 相同温度下，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度 C. 用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3与NaHCO3 D. NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强 11. 下列制纯碱的实验原理与装置不能达到实验目的的是( ) A. 制取氨气 B. 制取碳酸氢钠　　 C. 过滤得到碳酸氢钠固体　　D. 加热分解碳酸氢钠得到纯碱 12.用表面有油污的铁屑等原料可以制备FeSO4·7H2O，实验中的部分装置和操作如图所示，其中不能达到实验目的的是( ) A. 用装置甲去除铁屑表面的油污 B. 用装置乙溶解铁屑制备FeSO4 C. 用装置丙吸收铁屑溶解过程中产生的H2S D. 用装置丁蒸干溶液获得FeSO4·7H2O 13.以菱镁矿(主要成分是MgCO3，含有少量FeCO3)为原料制取高纯氧化镁需要经历酸浸、调pH、过滤、灼烧等操作。下列实验装置和原理能达到实验目的的是( ) A. 用装置甲配制稀硫酸 B. 用装置乙测溶液的pH C. 用装置丙过滤悬浊液 D. 用装置丁灼烧Mg(OH)2固体 14.实验室以浓缩盐湖水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)为原料制备高纯Li2CO3的实验流程如下： Li2CO3的溶解度曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A. “步骤Ⅰ”“步骤Ⅱ”中均需使用漏斗 B. “沉淀2”的主要成分为CaCO3 C. “操作X”依次为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥 D. “滤液3”经除杂后可用作氯碱工业的原料 15.室温下，下列关于铁的化合物的实验探究方案能达到探究目的的是(C) 选项 探究方案 探究目的 A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱 B 用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化 Fe2O3是否已全部被还原 C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2＋ 、I－还原性的强弱 D 将铁锈溶于浓盐酸中再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化 铁锈中是否含有二价铁 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16．（15分） NaBH4是一种常见的还原剂。一种以H2、Na、硼酸三甲酯[B(OCH3)3]为原料生产NaBH4的工艺流程如下： (1) 下列措施能提高“反应1”的化学反应速率的有　 　(填字母)。 A. 充分搅拌熔融钠 B. 将熔融钠充分分散在石蜡油中 C. 反应前排尽装置中的空气 (2) 在浓硫酸作用下，B(OCH3)3可由B(OH)3和CH3OH发生酯化反应制得。浓硫酸的作用是　　 。 (3) “反应2”在240 ℃条件下进行，生成的产物是NaBH4和CH3ONa，写出该反应的化学方程式：　 　。 “反应2”所用B(OCH3)3需充分干燥，原因是　 　。 (4) 反应NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑可用于制取H2。 一定浓度的NaBH4催化制氢的半衰期(溶液中NaBH4消耗一半时所需的时间)与溶液pH的关系如图所示。 ①NaBH4与水反应所得溶液呈碱性，原因是　 　。 ②随着反应的进行，生成H2的速率逐渐减慢，原因是　 　。 17. （13分）以粉煤灰浸取液(含有Al3＋、Li＋、Mg2＋、Cl－等)为原料制备电极材料LiFePO4的实验流程如下： (1) “焙烧”过程中，AlCl3最终转化为Al2O3和　 　(填化学式)。 (2) “浸出”后的滤液中主要含有Li＋、Mg2＋、Cl－等。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.5×10－12。欲使c(Mg2＋)≤5.5×10－6 mol/L，“除杂”需要调节溶液的pH不低于　　。 (3) 离子筛法“富集”锂的原理如图1所示。在碱性条件下，离子筛吸附Li＋容量较大，其可能原因是　　 。 图1 (4) 已知Li2CO3的溶解度曲线如图2所示。“沉锂”反应1 h，测得Li＋沉淀率随温度升高而增加，其原因有 　。 图2 (5) “合成”在高温下进行，其化学方程式为　　 。 18. （17分）实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于KOH浓溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0～5 ℃、强碱性溶液中较稳定。 (1) 制备K2FeO4(夹持装置略) ①A为氯气发生装置，A中反应的离子方程式为(锰被还原为Mn2＋)　 　。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③写出C中生成紫色固体的化学方程式：　 　。 (2) 湿法制备高铁酸钾 原理：强碱性介质中，Fe(NO3)3与KClO反应生成紫红色高铁酸钾。 ①写出该反应的离子方程式：　 　。 ②制备K2FeO4时，饱和KClO溶液(含有KOH)与饱和Fe(NO3)3溶液的混合方式为　 　。 ③提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，　　 (实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇)。 19.（10分）硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)可用于生产聚合硫酸铁。以钕铁硼二次废渣(主要含有Fe2O3、Fe3O4等)为原料制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下： (1) “酸浸”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为　 　。 (2) 将“滤渣”返回“酸浸”工序，其目的是　 。 (3) 与普通过滤相比，使用右图装置进行过滤的优点是　 。 (4) 固定其他条件不变，反应温度、反应时间、铁粉过量系数分别对“滤液”中Fe3＋还原率的影响如图1、图2、图3所示(Fe—56)。 设计由100 mL“滤液”[其中c(Fe3＋)＝0.8 mol/L]制备硫酸亚铁粗品的实验方案：　　(须使用的试剂和仪器：铁粉、冰水、真空蒸发仪)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题突破卷03 金属及其化合物 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的） 1．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A. Na2O2具有强氧化性，可用作呼吸面具供氧剂 B. Na具有强还原性，可用于和TiCl4反应制备Ti C. 钠的密度较小，可用于制作高压钠灯 D. Na有导电性，可用作快中子反应堆的热交换剂 【答案】B 【解析】 Na2O2能与CO2或H2O反应产生O2，故可用作供氧剂，A错误；Na产生的黄光射程远、透雾能力强，故可用于制作高压钠灯，C错误；液态Na有很好的导热性，故可用作快中子反应堆的热交换剂，D错误。 2．下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( ) A. FeCO3受热易分解，可用作补血剂 B. K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒 C. 常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸 D. FeSO4·7H2O具有还原性，可用作食品包装中的抗氧化剂 【答案】A 【解析】 Fe2＋是血红蛋白的成分，故FeCO3可用作补血剂，与其热稳定性无关，A符合题意。 3．下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( ) A. 金属铝质地柔软，可用于冶炼高熔点金属 B. 氧化铝熔点高，可用作耐火材料 C. 氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多 D. Al2(SO4)3易溶于水，故可用作净水剂 【答案】B 【解析】 Al具有还原性，可用于冶炼高熔点金属，A错误；氢氧化铝具有弱碱性，可用于治疗胃酸过多，C错误；Al2(SO4)3溶于水产生的Al3＋可水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体能吸附水体中悬浮物，可用于净水，D错误。 阅读下列材料，完成4～6题： 高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，在水中不稳定，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂；微溶于KOH浓溶液，碱性条件下，KClO的氧化性强于K2FeO4。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下： 4. 下列关于K2FeO4的说法正确的是( ) A. 与水反应，每消耗1 mol K2FeO4转移6 mol 电子 B. 将K2FeO4与盐酸混合使用，可增强其杀菌消毒效果 C. 可用丁达尔效应鉴别K2FeO4和KMnO4两种紫红色溶液 D. K2FeO4中，基态K＋的核外三个电子能层均充满电子 【答案】C 【解析】 K2FeO4能与H2O反应放出O2，并生成Fe(OH)3胶体，每消耗1 mol K2FeO4转移3 mol电子，A错误；K2FeO4具有强氧化性，与盐酸混合时，K2FeO4能将盐酸氧化，从而降低杀菌消毒效果，B错误；K2FeO4溶于水后生成Fe(OH)3胶体，胶体有丁达尔效应，C正确；基态K＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,3d轨道上没有填充电子，故最外层没有充满电子，D错误。 5. 下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺的说法正确的是( ) A. “反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3 B. “过滤Ⅰ”所得滤液中大量存在的离子有：Na＋、Fe3＋、Cl－、NO、FeO C. “转化”时，反应能进行的原因：该条件下，K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小 D. “过滤Ⅱ”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明滤液为NaOH溶液 【答案】C 【解析】 在“反应”过程中，由NaClO～Cl－～2e－、Fe(NO3)3～FeO～3e－可知，氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，A错误；在“反应”过程中加入了过量的NaClO、过量的NaOH，Fe3＋将全部被氧化成FeO，故“过滤Ⅰ”的滤液中不可能含有大量的Fe3＋，B错误；“转化”步骤中加入KOH后得到了K2FeO4，说明K2FeO4的溶解度更小，C正确；“转化”步骤中加入了过量的KOH，“过滤Ⅱ”所得滤液中除NaOH外，还含有KOH，只是在焰色试验中，K元素的紫色被Na元素的黄色掩盖，D错误。 6．下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是( ) A. FeFe2O3Fe B. FeCl3K2FeO4 H2 C. FeCl3(aq) Fe2O3 Fe(OH)3 D. FeFeCl3FeCl2 【答案】D 【解析】 Fe与水蒸气反应的固体产物是Fe3O4，A错误；K2FeO4具有强氧化性，不能作还原剂，故其不能与水反应产生H2，B错误；Fe2O3与水不反应，C错误。 7．下列离子方程式正确的是( ) A. 可溶性铝盐净水原理： 2Al3＋＋3H2O===Al2O3＋6H＋ B. 向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液： Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O C. 向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至Al3＋恰好沉淀完全：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋3OH－===Al(OH)3↓＋2BaSO4↓ D. 向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液使沉淀物质的量达到最大：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O 【答案】B 【解析】 用可溶性铝盐净水时，Al3＋水解生成Al(OH)3胶体和H＋，A错误；向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至Al3＋恰好沉淀完全，离子方程式为2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓，C错误；向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液使沉淀物质的量达到最大，即Al3＋全部沉淀，离子方程式为2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓，D错误。 8．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是( ) A. Al(s)Al(OH)3(s)Al2O3(s) B. Al2O3(熔融)Al(s)AlCl3(s) C. AlAl2O3NaAlO2(aq) D. Al2O3(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) 【答案】A 【解析】 Al与NaOH溶液反应生成的是NaAlO2，A错误。 9．在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是( ) A. Cu2S(s)Cu(s) B. Cu(s)Fe(s) C. Cu(s)CuS(s) D. Cu(s)SO2(g) 【答案】A 【解析】 金属性：Fe>Cu，Cu不能将Fe从Fe2(SO4)3溶液中置换出来，B错误；S的氧化性较弱，不能将变价金属直接氧化到最高价，应该生成Cu2S, C错误；Cu和浓硫酸要在加热条件下才能发生反应，D错误。 10. (2022·盐城三校联考)侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料，发生反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。将析出的固体灼烧获取纯碱，向析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵。下列说法正确的是( ) A. CO中C原子的轨道杂化类型为sp3 B. 相同温度下，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度 C. 用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3与NaHCO3 D. NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强 【答案】B 【解析】 CO中C原子的轨道杂化类型为sp2，A错误；依据同离子效应可知，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度，B正确；Na2CO3、NaHCO3均能与Ca(OH)2反应产生白色沉淀，现象相同，无法鉴别，C错误；NaHCO3受热易分解，其热稳定性比Na2CO3弱，D错误。 11. 下列制纯碱的实验原理与装置不能达到实验目的的是( ) A. 制取氨气 B. 制取碳酸氢钠　　 C. 过滤得到碳酸氢钠固体　　D. 加热分解碳酸氢钠得到纯碱 【答案】D 【解析】 灼烧NaHCO3固体时，应该在坩埚中进行，D错误。 12.用表面有油污的铁屑等原料可以制备FeSO4·7H2O，实验中的部分装置和操作如图所示，其中不能达到实验目的的是( ) A. 用装置甲去除铁屑表面的油污 B. 用装置乙溶解铁屑制备FeSO4 C. 用装置丙吸收铁屑溶解过程中产生的H2S D. 用装置丁蒸干溶液获得FeSO4·7H2O 【答案】D 【解析】 FeSO4具有强还原性，在空气中加热会被氧化，且制备含结晶水的晶体时，不能加热蒸干，否则会失去结晶水，D错误。 13. 以菱镁矿(主要成分是MgCO3，含有少量FeCO3)为原料制取高纯氧化镁需要经历酸浸、调pH、过滤、灼烧等操作。下列实验装置和原理能达到实验目的的是( ) A. 用装置甲配制稀硫酸 B. 用装置乙测溶液的pH C. 用装置丙过滤悬浊液 D. 用装置丁灼烧Mg(OH)2固体 【答案】C 【解析】 不能在容量瓶中稀释溶液，A错误；测定溶液pH时，不能将pH试纸伸入溶液中，B错误；用试管加热固体时，试管口应略向下倾斜，且灼烧固体应该使用坩埚，D错误。 14.实验室以浓缩盐湖水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)为原料制备高纯Li2CO3的实验流程如下： Li2CO3的溶解度曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A. “步骤Ⅰ”“步骤Ⅱ”中均需使用漏斗 B. “沉淀2”的主要成分为CaCO3 C. “操作X”依次为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥 D. “滤液3”经除杂后可用作氯碱工业的原料 【答案】C 【解析】 “步骤Ⅰ”和“步骤Ⅱ”的目的是分离溶液和沉淀，操作方法为过滤，均需使用漏斗，A正确；“沉淀2”的主要成分为CaCO3，B正确；由Li2CO3溶解度曲线可知，温度越高，Li2CO3的溶解度越小，“操作X”依次为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥，C错误；滤液3中的溶质主要为NaCl，故“滤液3”经除杂后可用作氯碱工业的原料，D正确。 15.室温下，下列关于铁的化合物的实验探究方案能达到探究目的的是(C) 选项 探究方案 探究目的 A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱 B 用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化 Fe2O3是否已全部被还原 C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2＋ 、I－还原性的强弱 D 将铁锈溶于浓盐酸中再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化 铁锈中是否含有二价铁 【解析】 酸性条件下，NO也能将Fe2＋氧化为Fe3＋，故无法比较Ag＋、Fe3＋氧化性的强弱，A错误；Fe2O3未完全被还原时，Fe2O3溶于稀盐酸得到的少量Fe3＋会和还原产物Fe发生归中反应产生Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液不会变为红色，故无法确定Fe2O3是否已全部被还原，B错误；Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，故无法确定铁锈中是否含有二价铁，D错误。 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16．（15分）NaBH4是一种常见的还原剂。一种以H2、Na、硼酸三甲酯[B(OCH3)3]为原料生产NaBH4的工艺流程如下： (1) 下列措施能提高“反应1”的化学反应速率的有　 　(填字母)。 A. 充分搅拌熔融钠 B. 将熔融钠充分分散在石蜡油中 C. 反应前排尽装置中的空气 (2) 在浓硫酸作用下，B(OCH3)3可由B(OH)3和CH3OH发生酯化反应制得。浓硫酸的作用是　　 。 (3) “反应2”在240 ℃条件下进行，生成的产物是NaBH4和CH3ONa，写出该反应的化学方程式：　 　。 “反应2”所用B(OCH3)3需充分干燥，原因是　 　。 (4) 反应NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑可用于制取H2。 一定浓度的NaBH4催化制氢的半衰期(溶液中NaBH4消耗一半时所需的时间)与溶液pH的关系如图所示。 ①NaBH4与水反应所得溶液呈碱性，原因是　 　。 ②随着反应的进行，生成H2的速率逐渐减慢，原因是　 　。 【答案】(1) AB （2分）(2) 催化剂、吸水剂 （2分） (3) B(OCH3)3＋4NaHNaBH4＋3CH3ONa （3分） 防止NaH与水发生反应 （3分） (4) NaBO2水解，使溶液呈碱性 （2分） 反应物的浓度逐渐减小，溶液的碱性逐渐增强（3分） 【解析】 (1) 充分搅拌，能增大反应物的接触面积，充分分散，也能增大反应物的接触面积，都能加快反应速率；反应前排尽装置中的空气的目的是防止Na被氧化，防止H2与空气加热发生爆炸，确保实验安全。(2) 在酯化反应中，浓硫酸作催化剂和吸水剂。(3) NaH能与水发生反应，故所用B(OCH3)3需充分干燥。(4) ①NaBH4与水反应生成NaBO2和H2，NaBO2水解，使溶液呈碱性。②反应物浓度逐渐减小，反应速率减慢；随着反应的进行，溶液中NaBO2浓度逐渐增大，溶液的碱性逐渐增强，反应的半衰期加长，生成H2的速率减慢。 17. （13分）以粉煤灰浸取液(含有Al3＋、Li＋、Mg2＋、Cl－等)为原料制备电极材料LiFePO4的实验流程如下： (1) “焙烧”过程中，AlCl3最终转化为Al2O3和　 　(填化学式)。 (2) “浸出”后的滤液中主要含有Li＋、Mg2＋、Cl－等。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.5×10－12。欲使c(Mg2＋)≤5.5×10－6 mol/L，“除杂”需要调节溶液的pH不低于　　。 (3) 离子筛法“富集”锂的原理如图1所示。在碱性条件下，离子筛吸附Li＋容量较大，其可能原因是　　 。 图1 (4) 已知Li2CO3的溶解度曲线如图2所示。“沉锂”反应1 h，测得Li＋沉淀率随温度升高而增加，其原因有 　。 图2 (5) “合成”在高温下进行，其化学方程式为　　 。 【答案】(1)HCl （2分） (2)11 （2分） (3)在碱性条件下，OH－与离子筛中H＋反应，使离子筛留出更多“空位”，能吸附更多Li＋（3分） (4)随温度升高，“沉锂”反应速率加快，相同时间内Li2CO3沉淀量增大；随温度升高，Li2CO3溶解度减小，Li2CO3沉淀量增大（3分） (5)Li2CO3＋H2C2O4＋2FePO42LiFePO4＋H2O＋3CO2↑（3分） 【解析】 (1) “焙烧”浸取液过程中，AlCl3最终转化为Al2O3，有水参与，根据元素质量守恒和元素价态不变可知，另一产物是HCl。(2) “浸出”后的滤液中主要含Li＋、Mg2＋、Cl－等，加入NaOH溶液，使Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，根据Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝5.5×10－12，欲使c(Mg2＋)≤5.5×10－6 mol/L，则此时溶液中c(OH－)＝＝ mol/L＝1×10－3 mol/L，c(H＋)＝＝ mol/L＝1×10－11 mol/L，故“除杂”需要调节溶液的pH不低于11。(3) 离子筛中含有H＋和Li＋，碱性条件下，OH－与离子筛中H＋反应，使离子筛留出更多“空位”，能吸附更多Li＋。(4) 温度越高，Li2CO3的溶解度越小，越易产生沉淀；“沉锂”发生反应：2Li＋＋CO===Li2CO3↓，温度越高，反应速率越大，相同时间内产生Li2CO3的量越大，故“沉锂”反应1 h，测得Li＋沉淀率随温度升高而增加。 18. （17分）实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于KOH浓溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在0～5 ℃、强碱性溶液中较稳定。 (1) 制备K2FeO4(夹持装置略) ①A为氯气发生装置，A中反应的离子方程式为(锰被还原为Mn2＋)　 　。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③写出C中生成紫色固体的化学方程式：　 　。 (2) 湿法制备高铁酸钾 原理：强碱性介质中，Fe(NO3)3与KClO反应生成紫红色高铁酸钾。 ①写出该反应的离子方程式：　 　。 ②制备K2FeO4时，饱和KClO溶液(含有KOH)与饱和Fe(NO3)3溶液的混合方式为　 　。 ③提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，　　 (实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇)。 【答案】(1) 2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O （3分） （2分） 3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O（3分） (2)2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－===2FeO＋3Cl－＋5H2O（2分） 在搅拌下，将饱和Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到饱和KClO溶液(含有KOH)中（3分） 快速过滤，将滤液置于冰水浴中，边搅拌边向滤液中加入饱和的KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，减压干燥（4分） 【解析】 (1) ②浓盐酸具有挥发性，制得的Cl2中混有HCl气体，可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去挥发出来的HCl气体。(2) ②K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，在强碱性溶液中较稳定，应将饱和Fe(NO3)3溶液滴加到饱和KClO溶液(含有KOH)中。③将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中，快速过滤，除去Fe(OH) 3，然后根据K2FeO4微溶于KOH浓溶液，将滤液置于冰水浴中，加入饱和KOH溶液至不再析出K2FeO4晶体，过滤，用乙醇洗涤晶体2～3次，减压干燥得到K2FeO4。 19.（10分） (2023·南京、盐城二模)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)可用于生产聚合硫酸铁。以钕铁硼二次废渣(主要含有Fe2O3、Fe3O4等)为原料制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下： (1) “酸浸”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为　 　。 (2) 将“滤渣”返回“酸浸”工序，其目的是　 。 (3) 与普通过滤相比，使用右图装置进行过滤的优点是　 。 (4) 固定其他条件不变，反应温度、反应时间、铁粉过量系数分别对“滤液”中Fe3＋还原率的影响如图1、图2、图3所示(Fe—56)。 设计由100 mL“滤液”[其中c(Fe3＋)＝0.8 mol/L]制备硫酸亚铁粗品的实验方案：　　(须使用的试剂和仪器：铁粉、冰水、真空蒸发仪)。 【答案】(1) Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O （2分） (2)提高铁元素的浸出率　 （2分） (3) 过滤速率更快　（2分） (4) 在80 ℃水浴加热条件下，向“滤液”中加入2.688 g铁粉，搅拌下反应2 h 后，过滤；滤液在真空蒸发仪中蒸发、在冰水浴中冷却结晶、过滤（4分） 【解析】 (2) 将“滤渣”返回“酸浸”工序，可使Fe3O4和Fe2O3更充分地与硫酸发生反应，提高铁的浸取率。(3) 抽滤装置通过减小锥形瓶内的压强，可以加快过滤速率。(4) 由图1可知，温度在80 ℃时还原率已经很高，由图3可知，铁粉过量系数为1.2时还原率已经最高，由图2可知，反应时间为2 h时还原率已经很高，加入铁粉的量为FeCl3消耗铁粉量的1.2倍；100 mL“滤液”[其中c(Fe3＋)＝0.8 mol/L]可消耗铁粉0.04 mol，故应加入铁粉0.04×1.2 mol ＝0.048 mol (质量为0.048 mol×56 g/mol＝2.688 g)，为防止Fe2＋被氧化，应在真空蒸发仪中蒸发，然后冷却结晶后过滤。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$