猜押02 元素及其化合物(上海专用)-2025年高考化学冲刺抢押秘籍
2025-04-08
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 常见无机物及其应用 |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.42 MB |
| 发布时间 | 2025-04-08 |
| 更新时间 | 2025-04-08 |
| 作者 | 载载化学知识铺 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2025-04-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51496527.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
猜押02 元素及其化合物
上海高考化学等级性考试中采用新题型,全部以综合情境题的形式呈现,整卷约包含5个大综合情境,其中元素及其化合物综合题中涉及常见的元素及其化合物知识,在考查中与基本概念、基本理论、实验等知识融入越来越深,有时与化工生产实际相结合,这也就要求我们队元素及化合物知识不再是单纯的记和背了,而是从原理的角度进行掌握,进行整体分析,通过联系、对比、归纳等方法进行解决。
押题一 铁的化合物(本题共18分)
1.Fe2+、Fe3+可形成多种配合物,邻二氮菲(,平面分子,简称为phen)能与Fe2+生成稳定的橙红色配合物,可测定Fe2+的浓度,其与Fe2+反应的原理如图所示:。中Fe2+的配位数为_______。
2.Fe3+可与配体H2O、SCN-、F-分别形成配离子[Fe(H2O)6]3+、[Fe(SCN)6]3-、[FeF6]3-。某同学按如图步骤完成实验:
已知:向Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子;Co2+不能与F-形成配离子。
(1)[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,但溶液I却呈黄色,其原因是Fe3+水解产物颜色所致,为了能观察到溶液I中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色,已知FeCl4-呈黄色,可采取的方法是:_____________________。
(2)已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡:Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色) K1;Fe3++6F-[FeF6]3-(无色) K2。向溶液II中加入后,溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应,其离子方程式为_______,平衡常数为_______(用K1和K2表示)。
(3)已知用KSCN溶液检验Co2+时,若有Fe3+存在会产生干扰,请完善检验FeCl3溶液中是否含有Co2+的实验方法:取FeCl3溶液于试管中,________________________。
3.K2FeO4是一种新型绿色消毒剂。
(1) K2FeO4对水体杀菌消毒时会产生Fe(OH)3胶体,同时产生一种气体,写出该反应的离子方程式_______。
(2) K2FeO4作为水处理剂的作用有_______、_______。
(3)向置于U型管中的Fe(OH)3胶体中插入两根电极,接通直流电源,发现阴极区附近红褐色加深,说明Fe(OH)3胶粒_______。
A项,带正电 B项,带负电 C项,不带电
(4)常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,计算Fe(OH)3在纯水中的物质的量浓度_______。(列式计算)
押题二 元素化学
化学物质是由丰富多彩的元素组成的,元素化学的学习对于化学知识的整体性掌握有着重要意义。
1.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)_______。
A.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2OHClO+OH-
B.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O
C.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-=HClO+CH3COO-
2.向BaCl2溶液中通SO2气体,无明显现象,再滴加H2O2溶液,最终得到白色沉淀。关于以上实验说法正确的是___________。
A.SO2体现氧化性
B.白色沉淀中可能含BaSO3
C.最终溶液呈强酸性
D.若将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液,现象完全一样
3.下列有关0.2mol•L-1NH4Fe(SO4)2溶液的叙述正确的是___________。
A.室温下,其溶液中c(Fe3+)比0.1mol•L-1Fe2(SO4)3溶液中c(Fe3+)小
B.向其中滴加HBr,生成Br2
C.向其中加入铜粉,发生的离子方程式为:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
D.向其中滴入Ba(OH)2溶液恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为:NH4++Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓+ NH3·H2O
4.利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2,反应过程如图所示,下列说法错误的是___________。
A.捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B.环节a中物质分离的操作是过滤
C.反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D.高温反应炉中的物质是Ca(HCO3)2
5.硫及其部分化合物的“价-类”二维图如图所示,下列说法正确的是___________。
A.可与SO2反应生成S B.可由S和O2化合生成
C.Z的水溶液一定呈碱性 D.不能用浓硫酸干燥SO2
6.向500mL2mol·L−1的NaOH溶液中通入一定体积的CO2充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加1mol·L−1的稀盐酸。测得产生CO2的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示。则下列说法正确的是___________。
A.整个过程中Na+没有参与化学反应,故c(Na+)保持不变
B.图中的a=0.4,b=1.0
C.稀盐酸滴加在0→0.2L过程中,发生的离子反应是:CO32-+H+=HCO3-
D.在A、B、C、D四处的溶液中,能与大量K+、Ba2+、NO3-、OH−共存的只有1处
7.SO42-是海洋中硫元素的主要存在形式之一,其存在会干扰海水中Cl-的检验。检验海水中Cl-的方法是_______。
8.通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能,其转化关系如图所示。从绿色化学角度评价该循环过程_______(任意问答1点)。
9.工业上高温煅烧FePO4、Li2CO3和草酸的混合物制取电池材料磷酸铁锂(LiFePO4),写出发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目_______。
押题三 细菌冶金
中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
1.回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为_______。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生 C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”,表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为_______。
(6)“沉金”中Zn的作用为_______。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
2.在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,阳极和阳极区依次发生的反应有:
ⅰ.CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O
ⅱ.2Cl--2e-=Cl2↑
ⅲ.3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O
(1)除去1molCN-,外电路中至少要转移___________mol电子。
(2)为了使电解池连续工作,需要不断补充及___________。
押题四 菱锰矿的提纯
以菱锰矿(主要成分为MnCO3、CaCO3、MgCO3、SiO2和少量FeCO3等)为原料提纯MnCO3的一种流程示意图如下。
已知:i.浸出渣C的主要成分为SiO2、CaCO3、Fe2O3。
ii.常温时,部分物质的Ksp如下表所示:
物质
MnCO3
Mn(OH)2
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
iii.1mol·L-1的NH4HCO3溶液,。
(1)基态Mn原子的价层电子排布式为___________。
(2)基态Fe原子中,电子占据的最高能层的符号是___________,处于最高能级的电子的运动状态共有___________个。
(3)将菱锰矿“研磨”的目的是___________。
(4)写出MnCO3在“氯化焙烧”过程发生反应的化学方程式:___________。
用1mol·L-1的NH4HCO3溶液“沉锰”时浸出液pH对产品中锰元素的质量分数和锰的回收率的影响如下图。
注:锰的回收率
(5)“沉锰”反应的离子方程式是___________。
(6)分析浸出液pH=8时MnCO3产品中存在的杂质可能是___________,说明判断依据___________。
(7)该流程中可以循环利用的物质有___________。
(8)产品中锰元素的质量分数为___________。
(9)若未充分加热,则会使测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
押题五 制取氯化铜晶体
用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:
pH
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Fe(OH)3 2
开始沉淀
2.7
5.4
8.1
沉淀完全
3.7
6.9
9.6
(1)“酸浸”后所得溶液中含有的阳离子有 种。
(2)“氧化”步骤中,氧化剂A可选用 。(不定项)
A.浓H2SO4 B.Cl2 C.HNO3 D.H2O2
该步骤中检验Fe2+是否被完全氧化能否用KMnO4 (选填“是”或“否”),理由是 。
(3)“过滤”步骤中,试剂B的作用是__________。
A.提高溶液的pH B.降低溶液的pH C.使Fe3+完全沉淀 D.使Cu2+完全沉淀
(4)“过滤”步骤,为提高产品纯度并减少原料损耗,应将溶液范围控制在 。
___________________。
(5)“过滤”步骤,要得到较纯的产品,试剂B可选用___________。
A.NaOH B.FeO C.CuO D.Fe2O3
(6)从滤液中得到晶体的步骤: →冷却结晶→过滤→ →低温烘干。
为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止、冷却、称量所得无水CuCl2的质量为。
方案二:称取mg晶体、加入足量NaOH溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止、冷却、称量所得固体的质量为。
(7)试评价上述两种实验方案,其中正确的方案是 (选填“方案一”或“方案二”),据此计算得 (用含m、n的代数式表示)。
押题六 提取高纯GeO2
锗在芯片制造领域应用广泛,与镓共同被誉为“芯片新粮食”,锗的出口也因此被许多国家限制,成为了一种重要的战略性金属。所以锗及其化合物的提取技术变得尤为重要。以下是一种用锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4,另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)提取高纯GeO2和ZnSO4·H2O的工艺流程:
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3 ]= 4×10-38,Ksp[Ge (OH)4 ]= 4×10-46。
②GeCl4极易水解,沸点为86.6℃。
请回答下列问题:
(1) GeCl4的晶体类型为___________。
A.共价晶体 B.离子晶体进 C.分子晶体 D.金属晶体
(2)“中和沉淀”中,化合物A为 (填化学式),调节溶液使Ge和Fe共沉淀,此时滤液中 。
(3)“中和沉淀”后,用蒸馏水多次洗涤滤饼,判断滤饼洗净的实验操作和现象是 。
(4)称取4g高纯GeO2样品,加入NaOH溶液,用电炉加热溶解。溶解完全后冷却至20℃以下,加入次磷酸钠(Na2HPO2)溶液充分反应,溶液中锗元素以Ge2+存在。加入适量稀硫酸将溶液pH调为酸性,以淀粉为指示剂,用0.500mol·L-1KIO3标准溶液滴定,消耗KIO3溶液的体积为25.00mL。
已知:
a.20℃以下,次磷酸钠不会被KIO3和I2氧化;
b.3Ge2++IO3-+6H+=3Ge4++I-+3H2O;
c.样品中的杂质不参与反应。
①滴定终点的现象为 。
②样品中GeO2的纯度为 %(保留2位小数)。
(5)制得的GeO2有不同的晶型,α-GeO2和β-GeO2在一定条件下可以互变,测定其属于哪种晶型最常用的仪器为___________。
A.核磁共振仪 B.X射线衍射仪 C.红外光谱仪 D.质谱仪
(6) GeO2与碱反应可生成锗酸盐,其中CaGeO3是一种难溶电解质,一定温度下,CaGeO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是___________。(不定项)
A.n点与p点对应的Ksp相等
B.q点无CaGeO3沉淀生成
C.通过蒸发可以使溶液由q点变到p点
D.加入Na2GeO3可以使溶液由n点变到m点
押题七 从镍钼矿中分离钼
钼(Mo)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以NiS和MoS2形式存在,从镍钼矿中分离钼,并得到Na2SO4的一种工艺流程。
已知“浸取”过程中发生如下反应:
(1)位于元素周期表第 周期第 族。
(2)“焙烧”中生成,Na2MoO4的反应如下所示,请配平该化学方程式 。
上述反应中共价化合物的中心原子杂化方式是 杂化。
(3)下列说法正确的是________。(不定项)
A.电负性: B.离子半径:
C.第一电离能: D.基态的简化电子排布式
Na2CO3用量对钼浸出率和浸取液中CO32-浓度的影响如左下图所示,Na2MoO4、Na2SO4的溶解度曲线如右下图所示。
(4)分析实际生产中选择用量为理论用量1.2倍的原因是: 。
(5)为充分分离Na2SO4,工艺流程中的“操作”应为________。
A.蒸发结晶 B.低温结晶 C.蒸馏 D.萃取
(6) (NH4)2MoO4中存在的相互作用有________。
A.分子间作用力 B.金属键 C.共价键 D.离子键
(7) (NH4)2MoO4分解可得MoO3。高温下,用铝粉还原MoO3得到金属钼的化学方程式为: 。
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猜押02 元素及其化合物
上海高考化学等级性考试中采用新题型,全部以综合情境题的形式呈现,整卷约包含5个大综合情境,其中元素及其化合物综合题中涉及常见的元素及其化合物知识,在考查中与基本概念、基本理论、实验等知识融入越来越深,有时与化工生产实际相结合,这也就要求我们队元素及化合物知识不再是单纯的记和背了,而是从原理的角度进行掌握,进行整体分析,通过联系、对比、归纳等方法进行解决。
押题一 铁的化合物(本题共18分)
1.Fe2+、Fe3+可形成多种配合物,邻二氮菲(,平面分子,简称为phen)能与Fe2+生成稳定的橙红色配合物,可测定Fe2+的浓度,其与Fe2+反应的原理如图所示:。中Fe2+的配位数为_______。
【答案】6
【解析】[Fe(phen)3]2+中,1个Fe2+与3个配体中的6个N原子形成配位键,配位数为6,配体数为3。
2.Fe3+可与配体H2O、SCN-、F-分别形成配离子[Fe(H2O)6]3+、[Fe(SCN)6]3-、[FeF6]3-。某同学按如图步骤完成实验:
已知:向Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子;Co2+不能与F-形成配离子。
(1)[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,但溶液I却呈黄色,其原因是Fe3+水解产物颜色所致,为了能观察到溶液I中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色,已知FeCl4-呈黄色,可采取的方法是:_____________________。
(2)已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡:Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色) K1;Fe3++6F-[FeF6]3-(无色) K2。向溶液II中加入后,溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应,其离子方程式为_______,平衡常数为_______(用K1和K2表示)。
(3)已知用KSCN溶液检验Co2+时,若有Fe3+存在会产生干扰,请完善检验FeCl3溶液中是否含有Co2+的实验方法:取FeCl3溶液于试管中,________________________。
【答案】(1)向该溶液中加HNO3
(2)①[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN- ②
(3)加入适量溶液KSCN溶液,再加入足量的NaF溶液,溶液呈蓝色,证明原溶液中含有Co2+
【解析】Fe(NO3)3·9H2O加水,形成黄色溶液Ⅰ可知,铁元素以[Fe(H2O)6]3+形式存在,加入KSCN形成红色溶液Ⅱ,铁元素以[Fe(SCN)6]3-形式存在,加入NaF形成无色溶液Ⅲ,铁元素以[FeF6]3-形式存在,据此分析;
(1)由于Fe3+水解产物的颜色导致溶液Ⅰ却呈黄色,为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色,可向该溶液中加HNO3,抑制铁离子的水解
(2)向溶液Ⅱ中加入NaF后,溶液颜色由红色转变为无色,说明[Fe(SCN)6]3-和氟离子转化为[FeF6]3-,其离子方程式为[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN-,和,相减得到[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN-,所以平衡常数为;
(3)检验FeCl3溶液中含有Co2+的实验方法是:[Fe(SCN)6]3-能转化为[FeF6]3-,Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子,Co2+不能与F-形成配离子,取FeCl3溶液于试管中,加入适量溶液KSCN溶液,再加入足量的NaF溶液,溶液呈蓝色,证明原溶液中含有Co2+。
3.K2FeO4是一种新型绿色消毒剂。
(1) K2FeO4对水体杀菌消毒时会产生Fe(OH)3胶体,同时产生一种气体,写出该反应的离子方程式_______。
(2) K2FeO4作为水处理剂的作用有_______、_______。
(3)向置于U型管中的Fe(OH)3胶体中插入两根电极,接通直流电源,发现阴极区附近红褐色加深,说明Fe(OH)3胶粒_______。
A项,带正电 B项,带负电 C项,不带电
(4)常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,计算Fe(OH)3在纯水中的物质的量浓度_______。(列式计算)
【答案】(1)4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-
(2)①杀菌消毒 ②净水
(3)A (4) 10-10mol·L-1
【解析】(1)K2FeO4具有强氧化性,能够与水反应产生Fe(OH)3胶体,同时反应产生O2,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:4 FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-;
(2)高铁酸钾在水中反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂的作用是高铁酸钾具有强氧化性,能够起到杀菌消毒作用,反应产生的Fe3+发生水解作用产生的Fe(OH)3胶体表面积大,吸附力强,可以除去水中悬浮的固体小颗粒,使之形成沉淀而从水中析出,又具有净水作用;
(3)异种电荷相互吸引,阴极附近红褐色加深,说明氢氧化铁胶粒带正电荷,故选A;
(4)常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,Fe(OH)3(s)Fe3+ (aq)+ 3OH-(aq),在纯水中的物质的量浓度为xmol/L,则,x=10-10mol·L-1,Fe(OH)3在纯水中的物质的量浓度为10-10mol·L-1。
押题二 元素化学
化学物质是由丰富多彩的元素组成的,元素化学的学习对于化学知识的整体性掌握有着重要意义。
1.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH,下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)_______。
A.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2OHClO+OH-
B.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O
C.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-=HClO+CH3COO-
【答案】A
【解析】A项,某消毒液的主要成分是次氯酸钠,饱和的次氯酸钠溶液的pH约为11,即ClO-+H2OHClO+OH-;而其pH约为12,因为含有少量的氢氧化钠,电离出OH-,故A错误;B项,次氯酸钠与盐酸发生反应,产生有毒气体氯气,离子方程式为:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O,故B正确;C项,醋酸酸性强于次氯酸,所以可以利用醋酸来制备更多的次氯酸,而真正起到漂白作用的是次氯酸,所以加白醋起到增强漂白作用,离子方程式为:CH3COOH+ClO-=HClO+CH3COO-,故C正确;故选A。
2.向BaCl2溶液中通SO2气体,无明显现象,再滴加H2O2溶液,最终得到白色沉淀。关于以上实验说法正确的是___________。
A.SO2体现氧化性
B.白色沉淀中可能含BaSO3
C.最终溶液呈强酸性
D.若将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液,现象完全一样
【答案】C
【解析】向BaCl2溶液中通SO2气体,由于HCl的酸性比H2SO3强,二者不反应,即无明显现象,再滴加H2O2溶液,由于H2O2具有氧化性,SO2具有还原性,二者发生氧化还原反应:H2O2+SO2=H2SO4,然后H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,最终得到白色沉淀BaSO4。A项,由分析可知,反应H2O2+SO2=H2SO4中SO2体现还原性,A错误;B项,由分析可知,白色沉淀中是BaSO4,不可能含BaSO3,B错误;C项,由分析可知,最终溶液为HCl溶液,呈强酸性,C正确;D项,若将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液,由于Ba(OH)2+SO2=BaSO3↓+H2O,BaSO3+H2O2=BaSO4+H2O,观察到的现象为先产生白色沉淀,加入H2O2后沉淀不溶解,即现象不完全一样,D错误;故答案为:C。
3.下列有关0.2mol•L-1NH4Fe(SO4)2溶液的叙述正确的是___________。
A.室温下,其溶液中c(Fe3+)比0.1mol•L-1Fe2(SO4)3溶液中c(Fe3+)小
B.向其中滴加HBr,生成Br2
C.向其中加入铜粉,发生的离子方程式为:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
D.向其中滴入Ba(OH)2溶液恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为:NH4++Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓+ NH3·H2O
【答案】D
【解析】A项,NH4Fe(SO4)2溶液中,NH4+和Fe3+均水解,使溶液呈酸性,抑制Fe3+水解,故0.2mol•L-1NH4Fe(SO4)2溶液中c(Fe3+)比0.1mol•L-1Fe2(SO4)3溶液中c(Fe3+)大,故A错误;B项,Fe3+的氧化性弱于Br2,故Fe3+不能氧化Br-,故B错误;C项,Fe3+的氧化性强于Cu2+,故Fe3+能氧化Cu,但题给离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故C错误;D项,将NH4Fe(SO4)2的量定为“1”,其中滴入Ba(OH)2溶液恰好使SO42-完全沉淀,则Ba(OH)2的量为“2”,OH-的量为“4”,刚好将Fe3+和NH4+反应完,离子方程式为NH4++Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓+ NH3·H2O,故D正确;故选D。
4.利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2,反应过程如图所示,下列说法错误的是___________。
A.捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B.环节a中物质分离的操作是过滤
C.反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D.高温反应炉中的物质是Ca(HCO3)2
【答案】D
【解析】由图可知,捕捉室中,氢氧化钠溶液喷雾用于吸收二氧化碳,反应得到二氧化碳含量低的空气和碳酸钠溶液;环节a为向碳酸钠溶液中加入氧化钙,氧化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液;高温反应炉中,碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,将二氧化碳收集后储存,环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用。A项,捕捉室中氢氧化钠溶液喷成雾状,可以增大与二氧化碳的接触面积,有利于二氧化碳充分反应被吸收,A正确;B项,由分析可知,环节a为向碳酸钠溶液中加入氧化钙,氧化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液,B正确;C项,由分析可知,环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用,C正确;D项,高温反应炉中的物质是碳酸钙,D错误;故选D。
5.硫及其部分化合物的“价-类”二维图如图所示,下列说法正确的是___________。
A.可与SO2反应生成S B.可由S和O2化合生成
C.Z的水溶液一定呈碱性 D.不能用浓硫酸干燥SO2
【答案】A
【解析】X是S元素的气态氢化物,X是H2S;Y是S的+6价氧化物,Y是SO3;Z是+4价S元素的钠盐,Z是Na2SO3或NaHSO3。A项,H2S可与SO2发生反应,2H2S+SO2=3S↓+2H2O生成S,A正确;B项,S和O2化合生成SO2,不能得到SO3,B错误;C项,亚硫酸是弱酸,Na2SO3溶液由于亚硫酸根水解呈碱性,NaHSO3溶液中亚硫酸氢根电离程度大于水解程度,因此呈酸性,C错误;D项,SO2不和浓硫酸反应,可以用浓硫酸干燥,D错误;故选A。
6.向500mL2mol·L−1的NaOH溶液中通入一定体积的CO2充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加1mol·L−1的稀盐酸。测得产生CO2的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示。则下列说法正确的是___________。
A.整个过程中Na+没有参与化学反应,故c(Na+)保持不变
B.图中的a=0.4,b=1.0
C.稀盐酸滴加在0→0.2L过程中,发生的离子反应是:CO32-+H+=HCO3-
D.在A、B、C、D四处的溶液中,能与大量K+、Ba2+、NO3-、OH−共存的只有1处
【答案】BD
【解析】向500mL2mol·L−1的NaOH溶液中通入一定体积的CO2充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加1mol·L−1的稀盐酸,BC段放出二氧化碳气体,BC段发生反应H++HCO3- =CO2↑+H2O,当二氧化碳气体恰好完全放出时,溶质恰好为NaCl。A项,整个过程中Na+没有参与化学反应,由于加入盐酸,溶液体积增大,故c(Na+)减小,故A错误;B项,当二氧化碳气体恰好完全放出时,溶质恰好为NaCl,根据元素守恒n(HCl)=n(NaOH)= 0.5L×2mol·L−1=1mol,所以消耗盐酸的体积为;BC段发生反应H++HCO3- =CO2↑+H2O,BC段消耗盐酸的体积为0.4L,所以放出二氧化碳气体的物质的量为0.4mol,则图中的a=0.4,b=1.0,故B正确;C项,OH-结合H+的能力大于CO32- ,所以稀盐酸滴加在0→0.2L过程中,发生的离子反应是H++OH-=H2O,故C错误;D项,在A点溶液中含有CO32-, B点溶液中含有HCO3-、D点溶液中含有H+,A、B、D三处的溶液均不能与K+、Ba2+、NO3-、OH−共存,只有C点的溶液能与大量K+、Ba2+、NO3-、OH−共存,故D正确;选BD。
7.SO42-是海洋中硫元素的主要存在形式之一,其存在会干扰海水中Cl-的检验。检验海水中Cl-的方法是_______。
【答案】先向海水中加入Ba(NO3)2,静置,取少量上层清液于另一试管中,然后滴加少量硝酸酸化后的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明海水中含氯离子
【解析】检验海水中Cl-首先要去除SO42-,避免其造成干扰,方法为:取少量海水于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,摇匀后静置,取少量上层清液于另一试管中,然后滴加少量硝酸酸化后的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明海水中存在Cl-。
8.通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能,其转化关系如图所示。从绿色化学角度评价该循环过程_______(任意问答1点)。
【答案】由图中信息可知,该过程的总反应为CO2C+O2,该循环过程不仅利用了太阳能,而且可以降低环境中CO2的含量
【解析】该过程利用太阳能将CO2变为C和O2,总反应为CO2C+O2,该循环过程不仅利用了太阳能,而且可以降低环境中CO2的含量,符合绿色化学理念。
9.工业上高温煅烧FePO4、Li2CO3和草酸的混合物制取电池材料磷酸铁锂(LiFePO4),写出发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目_______。
【答案】
【解析】高温煅烧FePO4、Li2CO3和草酸的混合物制取电池材料磷酸铁锂,反应中铁化合价由+3变为+2、草酸中碳化合价由+3变为+4,结合电子守恒,反应为,反应中草酸中碳失去2×1个电子、铁得到2×1个电子,单线桥表示为:。
押题三 细菌冶金
中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
1.回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为_______。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生 C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”,表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为_______。
(6)“沉金”中Zn的作用为_______。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
【答案】(1)CuSO4
(2) 4FeS2+15O24Fe3++8SO42-+4H+
(3) Fe(OH)3 (4)BC
(5)做络合剂,将Au转化为[Au(CN)2]-从而浸出
(6)作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au
(7)①Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4 ②NaCN
【解析】矿粉中加入足量空气和H2SO4,在pH=2时进行细菌氧化,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,过滤,滤液中主要含有Fe3+、SO42-、As(V),加碱调节pH值,Fe3+转化为Fe(OH)3胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,过滤可得到净化液;滤渣主要为Au,Au与空气中的O2和NaCN溶液反应,得到含[Au(CN)2]-的浸出液,加入Zn进行“沉金”得到Au和含[Zn(CN)4]2-的滤液②。
(1)“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要成分为CuSO4;
(2)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和SO42-,离子方程式为:4FeS2+15O24Fe3++8SO42-+4H+;
(3)“沉铁砷”时,加碱调节pH值,Fe3+转化为Fe(OH)3胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降;
(4)A项,细菌的活性与温度息息相关,因此细菌氧化也需要控温,A不符合题意;B项,焙烧氧化时,金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,可减少有害气体的产生,B符合题意;C项,焙烧氧化需要较高的温度,因此所使用的设备需要耐高温,而细菌氧化不需要较高的温度就可进行,设备无需耐高温,C符合题意;D项,由流程可知,细菌氧化也会产生废液废渣,D不符合题意;故选BC;
(5)“浸金”中,Au作还原剂,O2作氧化剂,NaCN做络合剂,氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性,将Au转化为[Au(CN)2]-从而浸出;
(6)“沉金”中Zn作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au;
(7)滤液②含有[Zn(CN)4]2-,经过H2SO4的酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN,反应得化学方程式为:Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4;用碱中和HCN得到的产物,可实现循环利用,即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤,从而循环利用。
2.在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,阳极和阳极区依次发生的反应有:
ⅰ.CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O
ⅱ.2Cl--2e-=Cl2↑
ⅲ.3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O
(1)除去1molCN-,外电路中至少要转移___________mol电子。
(2)为了使电解池连续工作,需要不断补充及___________。
【答案】(1)33. 5
(2)NaOH
【解析】如图,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,石墨电极为阳极,在阳极区发生的反应有CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O、2Cl--2e-=Cl2↑,生成的Cl2与CNO-在碱性条件下发生3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O反应,将CN-转化为N2和CO32-,铁电极为阴极,在阴极水得到电子生成氢气和氢氧根,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(1)从反应过程来看,除去CN-涉及的反应有CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O和3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O,由反应i可知,1molCN-转化为1molCNO-时转移2mol电子;根据反应iii,2molCN-反应需要3molCl2,生成3molCl2的反应ii中,2Cl--2e-=Cl2↑,生成3molCl2转移6mol电子,即1molCNO-对应的Cl2生成过程转移3mol电子。所以除去1molCN-,外电路中至少转移2 + 3=5mol电子;
(2)通电过程中OH-不断被消耗,且有部分Cl2逸出,为了使电解池连续工作,需要不断补充NaOH和NaCl。
押题四 菱锰矿的提纯
以菱锰矿(主要成分为MnCO3、CaCO3、MgCO3、SiO2和少量FeCO3等)为原料提纯MnCO3的一种流程示意图如下。
已知:i.浸出渣C的主要成分为SiO2、CaCO3、Fe2O3。
ii.常温时,部分物质的Ksp如下表所示:
物质
MnCO3
Mn(OH)2
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
iii.1mol·L-1的NH4HCO3溶液,。
(1)基态Mn原子的价层电子排布式为___________。
(2)基态Fe原子中,电子占据的最高能层的符号是___________,处于最高能级的电子的运动状态共有___________个。
(3)将菱锰矿“研磨”的目的是___________。
(4)写出MnCO3在“氯化焙烧”过程发生反应的化学方程式:___________。
用1mol·L-1的NH4HCO3溶液“沉锰”时浸出液pH对产品中锰元素的质量分数和锰的回收率的影响如下图。
注:锰的回收率
(5)“沉锰”反应的离子方程式是___________。
(6)分析浸出液pH=8时MnCO3产品中存在的杂质可能是___________,说明判断依据___________。
(7)该流程中可以循环利用的物质有___________。
(8)产品中锰元素的质量分数为___________。
(9)若未充分加热,则会使测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【答案】(1)3d54s2
(2)①N ②6
(3)增大接触面积,加快反应速率,使反应充分进行
(4) MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
(5) Mn2++HCO3-=MnCO3↓ +CO2↑+H2O
(6)①MnCO3 ②MnCO3和Mg(OH)中锰元素的质量分数均大于38%,推知必有含镁难溶杂质
(7) CO2、NH3、NH4Cl
(8)
(9)偏大
【解析】菱锰矿(主要成分为MnCO3、CaCO3、MgCO3、SiO2和少量FeCO3等)研磨后与氯化铵固体焙烧,尾气为NH3和CO2,固体A加水浸锰,浸出渣C的主要成分为SiO2、CaCO3、Fe2O3,浸出液B主要为氯化锰与氯化镁,加入碳酸氢铵沉锰,得到碳酸锰,滤液D为NH4Cl,气体E为CO2。
(1)基态Mn原子是25号元素,价层电子排布式为3d54s2;
(2)基态Fe原子中,共有4个电子层,电子占据的最高能层的符号是N;根据构造原理,最高能级为3d能级,电子排布式为3d6,电子的运动状态共有6种;
(3)将菱锰矿“研磨”的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应充分进行;
(4)在“氯化焙烧”过程,MnCO3与氯化铵反应生成氯化锰、CO2、NH3、H2O,发生反应的化学方程式:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
(5)“沉锰”时,氯化锰与碳酸氢铵反应生成碳酸锰、二氧化碳、水、氯化铵,反应的离子方程式是: Mn2++HCO3-=MnCO3↓ +CO2↑+H2O。
(6)根据题中各沉淀的Ksp数据可知,形成MgCO3沉淀时,c(Mg2+)=≈2×10-3 mol·L-1;同理可得,形成MnCO3沉淀时,c(Mn2+)=≈0.5×10-8mol·L-1;形成Mn(OH)2沉淀时,c(Mn2+)=≈1.9×10-1 mol·L-1;形成Mg(OH)2沉淀时,c(Mg2+)=≈5.6 mol·L-1;沉淀时所需的浓度越小,越易形成,MnCO3产品中存在的杂质可能是MgCO3;已知在碳酸锰中,Mn%=,在氢氧化锰中Mn%=,MnCO3和Mn(OH)2中锰元素的质量分数均大于38%,推知必有含镁难溶杂质;
(7)结合分析可知,CO2、NH3、NH4Cl在流程中先消耗后重新生成,则该流程中可以循环利用的物质有CO2、NH3、NH4Cl。检测产品中锰元素的质量分数,取ag MnCO3产品溶于100mL硫酸和磷酸的混合溶液中,取10mL加入稍过量的NH4NO3溶液,使Mn2+氧化为[Mn(PO4)2]3-。待充分反应后,加热使NH4NO3分解。冷却后用b mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液标准液滴定,消耗cmL (NH4)2Fe(SO4)2溶液。
(8)NH4NO3溶液使Mn2+氧化为[Mn(PO4)2]3-,(NH4)2Fe(SO4)2溶液又能将[Mn(PO4)2]3-还原为Mn2+,则10mL溶液中n(Mn2+)=n[[Mn(PO4)2]3-]=bc×10-3mol,m(Mn)=bc×10-3mol×55g/mol=0.055g,则100mL溶液中锰元素的质量分数、即产品中锰元素的质量分数为==;
(9)若未充分加热,过量的NH4NO3溶液会消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液标准液,使得(NH4)2Fe(SO4)2溶液标准液体积偏大,锰元素的质量分数偏大。
押题五 制取氯化铜晶体
用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:
pH
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Fe(OH)3 2
开始沉淀
2.7
5.4
8.1
沉淀完全
3.7
6.9
9.6
(1)“酸浸”后所得溶液中含有的阳离子有 种。
(2)“氧化”步骤中,氧化剂A可选用 。(不定项)
A.浓H2SO4 B.Cl2 C.HNO3 D.H2O2
该步骤中检验Fe2+是否被完全氧化能否用KMnO4 (选填“是”或“否”),理由是 。
(3)“过滤”步骤中,试剂B的作用是__________。
A.提高溶液的pH B.降低溶液的pH C.使Fe3+完全沉淀 D.使Cu2+完全沉淀
(4)“过滤”步骤,为提高产品纯度并减少原料损耗,应将溶液范围控制在 。
___________________。
(5)“过滤”步骤,要得到较纯的产品,试剂B可选用___________。
A.NaOH B.FeO C.CuO D.Fe2O3
(6)从滤液中得到晶体的步骤: →冷却结晶→过滤→ →低温烘干。
为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止、冷却、称量所得无水CuCl2的质量为。
方案二:称取mg晶体、加入足量NaOH溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止、冷却、称量所得固体的质量为。
(7)试评价上述两种实验方案,其中正确的方案是 (选填“方案一”或“方案二”),据此计算得 (用含m、n的代数式表示)。
【答案】(1)3
(2) BD 否 溶液中有Cl-,也能使高锰酸钾溶液褪色
(3)AC (4)3.7≤pH<5.4 (5)C (6) 蒸发浓缩 洗涤
(7)方案二
【解析】由题给流程可知,向含少量铁的氧化铜中加入盐酸酸浸,将金属元素转化为金属氯化物,先向溶液中通入氯气或加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,再向溶液中加入氧化铜调节溶液pH在3.7≤pH<5.4的范围内,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和氯化铜溶液;溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温烘干得到氯化铜晶体。
(1)酸浸得到的溶液中含有氯化亚铁、氯化铜和过量的盐酸,阳离子为亚铁离子、铁离子和氢离子,共有3种;
(2)向溶液中通入氯气或加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,不选用浓硫酸和硝酸的原因是反应后会引入新杂质;溶液中的氯离子也能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,所以检验亚铁离子是否被完全氧化时,不能选用高锰酸钾溶液;
(3)由分析可知,向溶液中加入氧化铜调节溶液pH在3.7≤pH<5.4的范围内的目的是提高溶液的pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,故选AC;
(4)由分析可知,向溶液中加入氧化铜调节溶液pH在3.7≤pH<5.4的范围内的目的是提高溶液的pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,而铜离子不转化为氢氧化铜沉淀;
(5)向溶液中加入氧化铜调节溶液pH在3.7≤pH<5.4的范围内的目的是提高溶液的pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,而铜离子不转化为氢氧化铜沉淀,不选用氢氧化钠溶液的原因是会引入新杂质,故选C;
(6)氯化铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温烘干得到氯化铜晶体;
(7)氯化铜是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解生成氢氧化铜和盐酸,直接灼烧氯化铜晶体会因氯化氢挥发导致水解趋于完全得到氢氧化铜,氢氧化铜分解生成氧化铜,无法测得x值,所以正确方案为方案二;由题意可得如下转化关系:(CuCl2·xH2O)—CuO,由题给数据可得:(135+18x):80=m:n,解得x=。
押题六 提取高纯GeO2
锗在芯片制造领域应用广泛,与镓共同被誉为“芯片新粮食”,锗的出口也因此被许多国家限制,成为了一种重要的战略性金属。所以锗及其化合物的提取技术变得尤为重要。以下是一种用锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4,另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)提取高纯GeO2和ZnSO4·H2O的工艺流程:
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3 ]= 4×10-38,Ksp[Ge (OH)4 ]= 4×10-46。
②GeCl4极易水解,沸点为86.6℃。
请回答下列问题:
(1) GeCl4的晶体类型为___________。
A.共价晶体 B.离子晶体 C.分子晶体 D.金属晶体
(2)“中和沉淀”中,化合物A为 (填化学式),调节溶液使Ge和Fe共沉淀,此时滤液中 。
(3)“中和沉淀”后,用蒸馏水多次洗涤滤饼,判断滤饼洗净的实验操作和现象是 。
(4)称取4g高纯GeO2样品,加入NaOH溶液,用电炉加热溶解。溶解完全后冷却至20℃以下,加入次磷酸钠(Na2HPO2)溶液充分反应,溶液中锗元素以Ge2+存在。加入适量稀硫酸将溶液pH调为酸性,以淀粉为指示剂,用0.500mol·L-1KIO3标准溶液滴定,消耗KIO3溶液的体积为25.00mL。
已知:
a.20℃以下,次磷酸钠不会被KIO3和I2氧化;
b.3Ge2++IO3-+6H+=3Ge4++I-+3H2O;
c.样品中的杂质不参与反应。
①滴定终点的现象为 。
②样品中GeO2的纯度为 %(保留2位小数)。
(5)制得的GeO2有不同的晶型,α-GeO2和β-GeO2在一定条件下可以互变,测定其属于哪种晶型最常用的仪器为___________。
A.核磁共振仪 B.X射线衍射仪 C.红外光谱仪 D.质谱仪
(6) GeO2与碱反应可生成锗酸盐,其中CaGeO3是一种难溶电解质,一定温度下,CaGeO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是___________。(不定项)
A.n点与p点对应的Ksp相等
B.q点无CaGeO3沉淀生成
C.通过蒸发可以使溶液由q点变到p点
D.加入Na2GeO3可以使溶液由n点变到m点
【答案】(1)C
(2) ZnO或Zn(OH)2 1.2
(3)取最后一次洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液,若未产生白色沉淀,则证明已洗净
(4) 滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且30s内不褪色 98.44
(5)B
(6)AB
【解析】由题给流程可知,向锌浸渣中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液,将ZnFe2O4转化为硫酸锌、硫酸铁,硫化锌,二硫化锗转化为硫酸锌、硫酸锗和硫,二氧化硅不反应,过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅和硫的滤渣和滤液;向滤液中加入化合物A,根据不引入新的杂质可知A可以为氧化锌或氢氧化锌调节溶液pH,将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀,过滤得到滤液和滤饼;滤液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到一水硫酸锌晶体;向滤饼中加入盐酸溶解后,蒸馏得到四氯化锗,四氧化锗一定条件下水解、过滤得到水解液和二氧化锗。
(1)GeCl4沸点为86.6℃,不高,GeCl4的晶体类型为分子晶体,故选C;
(2)根据分析可知,向滤液中加入化合物A的目的是为了调节溶液pH,将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀,根据不引入新的杂质,所以A可以为氧化锌或氢氧化锌;由溶度积可知,,所以;
(3)沉淀上面附着的杂质主要是硫酸锌,检验滤饼是否洗净可以检验是否还含有硫酸根,检验操作为取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若未产生白色沉淀,则证明已洗净;
(4)根据已知,碘酸根和Ge2+反应生成碘离子,当Ge2+反应完,碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单质遇溶液中淀粉变蓝,故滴定终点现象为,当最后半滴标准溶液滴下时,溶液由无色变为蓝色,且30s内不褪色;根据所给反应,故样品中GeO2的纯度为;
(5)区分晶体与非晶体的科学方法是X射线衍射法,采用的仪器是X射线衍射仪;故选B;
(6)A项,Ksp只受温度影响,温度不变则Ksp不变,n点与p点对应温度相同,则Ksp相等,故A正确;B项,q点离子积小于Ksp,无CaGeO3沉淀生成,故B正确;C项,蒸发过程中溶剂损失,溶液中c(Ca2+)、c(GeO32-)浓度均增大,因此通过蒸发不能使溶液由q点变到p点,故C错误;D项,加入Na2GeO3,可使c((GeO32-)浓度增大,同时c(Ca2+)减小,故D错误;故选AB。
押题七 从镍钼矿中分离钼
钼(Mo)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以NiS和MoS2形式存在,从镍钼矿中分离钼,并得到Na2SO4的一种工艺流程。
已知“浸取”过程中发生如下反应:
(1)位于元素周期表第 周期第 族。
(2)“焙烧”中生成,Na2MoO4的反应如下所示,请配平该化学方程式 。
上述反应中共价化合物的中心原子杂化方式是 杂化。
(3)下列说法正确的是________。(不定项)
A.电负性: B.离子半径:
C.第一电离能: D.基态的简化电子排布式
Na2CO3用量对钼浸出率和浸取液中CO32-浓度的影响如左下图所示,Na2MoO4、Na2SO4的溶解度曲线如右下图所示。
(4)分析实际生产中选择用量为理论用量1.2倍的原因是: 。
(5)为充分分离Na2SO4,工艺流程中的“操作”应为________。
A.蒸发结晶 B.低温结晶 C.蒸馏 D.萃取
(6) (NH4)2MoO4中存在的相互作用有________。
A.分子间作用力 B.金属键 C.共价键 D.离子键
(7) (NH4)2MoO4分解可得MoO3。高温下,用铝粉还原MoO3得到金属钼的化学方程式为: 。
【答案】(1) 四 VIII
(2) 2MoS2+6Na2CO3+9O2=2Na2MoO4+6CO2+4Na2SO4 sp
(3)D
(4)若高于1.2倍,会导致净化过程消耗过多的硫酸镁,若低于1.2倍,钼浸出率较低
(5)B (6)CD
(7) 2Al+MoO3Al2O3+Mo
【解析】镍钼矿与碳酸钠、通空气焙烧后,加水浸取得到含NiO的浸渣,滤液中含Na2MoO4、Na2SO4等,加入MgSO4净化后,滤液进行操作X得到Na2SO4,溶液进行离子交换萃取得到交换溶液,最后萃取液经系列操作得(NH4)2MoO4。
(1)Ni元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
(2)反应MoS2+Na2CO3+O2→Na2MoO4+CO2+Na2SO4中Mo元素的化合价由+4价升至+6价、S元素的化合价由-2价升至+6价,1molMoS2参与反应失去18mol电子,1molO2得到4mol电子,根据得失电子守恒和原子守恒,配平后的方程式为2MoS2+6Na2CO3+9O2=2Na2MoO4+6CO2+4Na2SO4;该反应中的共价化合物为CO2,CO2中中心碳原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2,C采取sp杂化。
(3)A项,同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,元素的非金属性越强、电负性越大,则电负性:O>S>C,A项错误;B项,根据“层多径大、序大径小”,离子半径:Na+<O2-<S2-,B项错误;C项,同周期从左到右主族元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅡA、ⅤA族大于相邻元素,同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Na<O<N,C项错误;D项,基态Ni的简化电子排布式为[Ar]3d84s2,基态Ni2+的简化电子排布式为[Ar]3d8,D项正确;故选D。
(4)若高于1.2倍,会导致净化过程消耗过多的硫酸镁,由图可知,若低于1.2倍,钼浸出率较低,故实际生产中选择碳酸钠用量为理论用量1.2倍。
(5)由Na2MoO4和Na2SO4的溶解度曲线可知,为充分分离Na2SO4,工艺流程中的“操作X”应为低温结晶,故选B。
(6)(NH4)2MoO4中NH4+与MoO42-之间为离子键,NH4+中N与H、MoO42-中Mo与O之间为共价键,故选CD。
(7)Al与MoO3发生铝热反应生成Al2O3和Mo,反应的化学方程式为2Al+MoO3Al2O3+Mo。
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