内容正文:
主题一 物质的组成、性质、用途与转化
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Na-23 K-39 Cr-52 Mn-55
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、选择题(本题共13个小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 【最新科技】(25-26高三上·江苏徐州·阶段练习)化学助力科技。下列说法正确的是
A.“核磁共振波谱法”使用的与空气中的互为同位素
B.“碲化镉薄膜太阳能电池”能有效地将化学能转化为电能
C.“蛟龙号”载人深潜器采用的钛合金材料,属于无机非金属材料
D.“祝融号”火星车上采用的新型碳化硅材料为共价晶体
2.(25-26高三上·江苏镇江·开学考试)大气中的氧是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氧气作反应物的是
A.工业合成氨 B.湿法炼铜
C.从海水中提取镁 D.接触法制硫酸
3.(25-26高三上·江苏苏州·月考)人们在金星大气中探测到,据此推断金星大气层或存在生命。反应可制备。下列说法正确的是
A.为非极性分子 B.的结构示意图为
C.的电子式为 D.的VSEPR模型为形
4.(24-25高三上·江苏常州·期末)石油加工时获得副产物,催化热解可同时回收和。下列说法正确的是
A.石油经分馏、催化裂化和裂解加工时,均主要发生化学变化
B.的形成可用电子式表示为
C.(结构为)分子中含有非极性键,固态时为共价晶体
D.中键的形成可用电子云轮廓图表示为)
5.(25-26高三上·江苏泰州·月考)周期表中第VIA族元素的单质及其化合物应用广泛。、等都是生产中常见的氧化剂;的燃烧热为;单质硒可以用作光敏材料,工业上可由甲酸与含亚硒酸()的废液在反应制得;我国科学家还研发了一种硒电池,放电时总反应为,其表现出了超强的电容量和出色的循环性能。
下列化学反应表示正确的是
A.稀溶液中通入少量气体:
B.燃烧的热化学方程式:
C.制取单质硒的化学方程式:
D.硒电池放电时正极反应式:
6.(2025·江苏南京·模拟预测)下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.(稀)
B.(溶液)
C.
D.
7.【生活情境】(24-25高三上·江苏无锡·阶段练习)化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是
A.将地沟油回收加工成燃料,可提高资源的利用率
B.推广使用聚碳酸酯等可降解塑料,可减少“白色污染”
C.煤的干馏与石油的分馏均属于化学变化
D.苯酚皂用于环境消毒,医用酒精可用于皮肤消毒,其原因是它们都可以杀死细菌
(25-26高三上·江苏扬州·月考)阅读下列材料,完成8~10题:
周期表中ⅢA族元素(、、、等)的单质及其化合物应用广泛。极易水解,生成(是一种强酸)和硼酸。硼酸是一元弱酸,能溶于水,硼酸和甲醇在浓硫酸催化下生成挥发性的硼酸甲酯[],硼酸甲酯主要用作热稳定剂,木材防腐剂等。高温下和过量焦炭在氯气的氛围中获得。已知与的性质相似,微量分散于铝土矿中,在一定条件下和可以制得。GaN誉为第二代半导体材料,具有硬度大、熔点高的特点。已知成键结构与金刚石相似,其晶胞结构如图。已知:GaN、GaP、GaAs的熔点高,且熔融状态均不导电。
8.下列化学反应表示正确的是
A.制备
B.高温下、焦炭在氯气中反应:
C.水解:
D.用石墨作电极电解制备的阳极反应式:
9.下列说法不正确的是
A.熔点:
B.GaN为共价晶体
C.晶体中所有原子均采取杂化
D.与原子相连的原子构成的空间构型为正四面体
10.下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.极易水解,可用作强氧化剂
B.硼酸甲酯具有挥发性,可用作木材防腐剂
C.硬度大,可用作半导体材料
D.熔点高,可用作耐火材料
11.硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.工业制硫酸过程中的物质转化:
B.工业尾气中的处理:
C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:
D.钙基固硫主要反应:
12.(25-26高三上·江苏无锡·阶段练习)下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.溶液呈酸性,用于蚀刻铜电路板
B.受热易分解,用于制造化肥
C.具有氧化性,用于纸张、织物脱色
D.Na具有强还原性,用于冶炼金属Ti
13.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.工业制高纯Si:
B.侯氏制碱法:
C.工业制硝酸:
D.海水中提取镁:
第II卷(非选择题 共61分)
二、填空题(本题共4小题,共61分)
14.(6分)(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)根据信息书写方程式。
(1)从铅银焙烧渣(含Pb、Ag、Cu单质及其氧化物)中提取银的流程如下:
“混合酸浸”时使用H2SO4、NaCl和NaNO3的混合液作为浸取剂,浸出液中含有的金属阳离子为Na+和Cu2+。“混合酸浸”时Cu所发生反应的离子方程式为 。
(2)利用含铁矿渣(主要含FeO,还含少量Cr2O3)制备Cr(OH)3的一种工艺流程如下:
已知:①矿渣焙烧后生成NaFeO2和Na2CrO4;
②“水浸”时NaFeO2发生反应:NaFeO2+2H2O=NaOH+Fe(OH)3↓。
写出“沉铬”时所发生反应的离子方程式: 。
15.(19分)(24-25高三上·江苏徐州·阶段练习)以铅精矿(含,PbS等)为主要原料可提取金属Ag。
(1)热浸。用含过量的饱和食盐水、浓盐酸热浸铅精矿转化为、及单质硫。溶解等物质的量的PbS和时,消耗物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大的原因是 。
(2)还原。将热浸后的混合物过滤掉硫渣,滤液稀释、冷却后继续过滤掉沉淀,再向滤液中加入适量铅精矿还原、过滤。加铅精矿还原的目的是 。
(3)置换。向还原、过滤后的滤液中加入适量铅,置换出金属银,得到富银铅泥。写出反应的离子方程式: 。
(4)提取银。从富银铅泥中提取银的流程如下:
已知:,;
,。
①使用、NaCl和的混合液浸取富银铅泥,单质银发生反应的离子方程式为 。
②向“混合酸浸”所得浸出渣中加入,可得到含的溶液,向所得溶液中加入还原析银。呈弱碱性,其电离与相似。写出水合肼电离产生阳离子的结构式: 。加入NaOH调节至溶液,此时加入发生“还原析银”反应的离子方程式为 。
16.(15分)(24-25高三上·江苏南京·期中)以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。
已知:酸性条件下,的氧化性强于。
(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出,矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。溶液中,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有 。
(2)“浸银"时,使用过量和的混合溶液作为浸出剂,将会使的中银以形式浸出,元素被氧化为单质。
①写出“浸银”反应(可逆反应)的离子方程式: 。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中的作用: 。
(3)“沉银"过程中需要过量的铁粉作为还原剂,该步反应的离子方程式有 。
(4)由硫酸锰溶液可制得,已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从硫酸锰溶液中获得较高纯度的“操作Ⅰ”为 。
17.(21分)(24-25高三上·江苏常州·阶段练习)五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、NiO等)中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如下:
已知:
①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。
②溶液中与可相互转化:,且为沉淀。
(1)钒原子的价层电子排布式为 。
(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为,写出反应的离子方程式: 。
(3)“氧化1”后,溶液中含有的金属阳离子主要有、、、,调节溶液的pH为2.8(即),可使沉淀完全。若溶液中,则此时 (填“有”或“无”)沉淀生成。请列式并简单表示推理过程 (假设溶液体积不变,)。
(4)向反萃取后的水层中加入氧化,再加入得到沉淀。
①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为 。
②“沉钒”时,通入氨气的作用是 。
③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示,由4个四面体(位于体心的V为+5价),通过共用顶点氧原子构成八元环,其化学式为 。
(5)取234g 进行煅烧获得,过程中减少的质量(△m)随温度变化的曲线如图所示。写出C→D过程中的化学方程式: ()
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主题一 物质的组成、性质、用途与转化
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Na-23 K-39 Cr-52 Mn-55
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、选择题(本题共13个小题,每小题3分,共39分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 【最新科技】(25-26高三上·江苏徐州·阶段练习)化学助力科技。下列说法正确的是
A.“核磁共振波谱法”使用的与空气中的互为同位素
B.“碲化镉薄膜太阳能电池”能有效地将化学能转化为电能
C.“蛟龙号”载人深潜器采用的钛合金材料,属于无机非金属材料
D.“祝融号”火星车上采用的新型碳化硅材料为共价晶体
【答案】D
【解析】A.质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素,是原子,是分子,二者不互为同位素,A错误;B.太阳能电池将光能转化为电能,B错误;C.钛合金属于金属材料,而非无机非金属材料,C错误;D.碳化硅结构与金刚石相似,属于共价晶体,D正确;故选D。
2.(25-26高三上·江苏镇江·开学考试)大气中的氧是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氧气作反应物的是
A.工业合成氨 B.湿法炼铜
C.从海水中提取镁 D.接触法制硫酸
【答案】D
【解析】A.工业合成氨的反应为N2和H2生成NH3,氧气未参与,A错误;B.湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu,反应不涉及氧气,B错误;C.从海水中提取镁的主要步骤为沉淀Mg(OH)2、酸化生成MgCl2、电解MgCl2,氧气未作为反应物,C错误;D.接触法制硫酸中,SO2催化氧化为SO3的反应为2SO2 + O2 → 2SO3,氧气是直接反应物,D正确;故选D。
3.(25-26高三上·江苏苏州·月考)人们在金星大气中探测到,据此推断金星大气层或存在生命。反应可制备。下列说法正确的是
A.为非极性分子 B.的结构示意图为
C.的电子式为 D.的VSEPR模型为形
【答案】A
【解析】A.P4分子呈正四面体结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,A正确;B.K+的核外有18个电子,结构示意图为,B不正确;C. PH3分子中,1个P与3个H各形成一对共用电子,另外P的最外层还有1个孤电子对,电子式为,C不正确;D.H2O中氧原子的价层电子对个数为2+=4且含有2个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,D不正确;答案选A。
4.(24-25高三上·江苏常州·期末)石油加工时获得副产物,催化热解可同时回收和。下列说法正确的是
A.石油经分馏、催化裂化和裂解加工时,均主要发生化学变化
B.的形成可用电子式表示为
C.(结构为)分子中含有非极性键,固态时为共价晶体
D.中键的形成可用电子云轮廓图表示为)
【答案】D
【解析】A.石油的分馏是物理变化,A错误;B.是共价化合物,不是离子化合物,间通过共用电子对结合,的最外层电子数达到8,其形成过程为:,B错误;C.分子中含有非极性键,固态时为分子晶体,共价晶体形成的是空间网状结构,所以它不是共价晶体,C错误;D.分子中两个H原子的轨道相互重叠,形成键,用电子云轮廓图表示键的形成过程为相互靠拢原子轨道,形成键相互重叠,D正确;故选D。
5.(25-26高三上·江苏泰州·月考)周期表中第VIA族元素的单质及其化合物应用广泛。、等都是生产中常见的氧化剂;的燃烧热为;单质硒可以用作光敏材料,工业上可由甲酸与含亚硒酸()的废液在反应制得;我国科学家还研发了一种硒电池,放电时总反应为,其表现出了超强的电容量和出色的循环性能。
下列化学反应表示正确的是
A.稀溶液中通入少量气体:
B.燃烧的热化学方程式:
C.制取单质硒的化学方程式:
D.硒电池放电时正极反应式:
【答案】C
【解析】A.稀溶液与少量气体发生氧化还原反应:,A错误;B. 燃烧热是生成液态水时放出的热量,燃烧的热化学方程式应为:,水的状态应该是液态而非气态,B错误;C.具有氧化性,甲酸具有还原性,故二者在一定条件下可发生氧化还原反应:,方程式的原子守恒、得失电子守恒均成立,C正确;D.硒电池放电时,正极得到电子发生还原反应:,D错误;故答案选C。
6.(2025·江苏南京·模拟预测)下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.(稀)
B.(溶液)
C.
D.
【答案】C
【解析】A.稀硝酸和铜生成一氧化氮,一氧化氮和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,A错误; B.二氧化碳和次氯酸钙溶液生成次氯酸,次氯酸见光分解为氧气而不是氯气,B错误;C.煅烧生成二氧化硫,二氧化硫被过氧化氢氧化为硫酸,C正确; D.硝酸银和过量氨水生成银氨溶液,银氨溶液可以被葡萄糖还原为银单质,蔗糖本身不是还原糖,不能使得银氨溶液反应生成银单质,D错误; 故选C。
7.【生活情境】(24-25高三上·江苏无锡·阶段练习)化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是
A.将地沟油回收加工成燃料,可提高资源的利用率
B.推广使用聚碳酸酯等可降解塑料,可减少“白色污染”
C.煤的干馏与石油的分馏均属于化学变化
D.苯酚皂用于环境消毒,医用酒精可用于皮肤消毒,其原因是它们都可以杀死细菌
【答案】C
【解析】A.地沟油对人体有害,将地沟油回收加工成燃料,可充分利用资源,A正确;B.聚碳酸酯可降解,可减少“白色污染”,B正确;C.煤的干馏是化学变化,但石油的分馏属于物理变化,C错误;D.苯酚和酒精都能使蛋白质变性,可用于杀菌消毒,D正确;答案选C。
(25-26高三上·江苏扬州·月考)阅读下列材料,完成8~10题:
周期表中ⅢA族元素(、、、等)的单质及其化合物应用广泛。极易水解,生成(是一种强酸)和硼酸。硼酸是一元弱酸,能溶于水,硼酸和甲醇在浓硫酸催化下生成挥发性的硼酸甲酯[],硼酸甲酯主要用作热稳定剂,木材防腐剂等。高温下和过量焦炭在氯气的氛围中获得。已知与的性质相似,微量分散于铝土矿中,在一定条件下和可以制得。GaN誉为第二代半导体材料,具有硬度大、熔点高的特点。已知成键结构与金刚石相似,其晶胞结构如图。已知:GaN、GaP、GaAs的熔点高,且熔融状态均不导电。
8.下列化学反应表示正确的是
A.制备
B.高温下、焦炭在氯气中反应:
C.水解:
D.用石墨作电极电解制备的阳极反应式:
【答案】B
【解析】A.硼酸与甲醇在浓硫酸存在下反应生成挥发性的硼酸甲酯和水,反应的化学方程式为,A错误;B.氧化铝、碳、氯气在高温条件下反应生成氯化铝和一氧化碳,化学方程式为,B正确;C.三氟化硼在水中发生水解反应生成强酸四氟合硼酸和弱酸硼酸,反应的离子方程式为,C错误;D.用石墨作电极电解氧化铝制备铝时,氧离子在阳极失去电子生成氧气,电极反应式为,D错误;答案选B。
9.下列说法不正确的是
A.熔点:
B.GaN为共价晶体
C.晶体中所有原子均采取杂化
D.与原子相连的原子构成的空间构型为正四面体
【答案】A
【解析】A.已知成键结构与金刚石相似,且GaN、GaP、GaAs的熔点高,熔融状态均不导电,则三者都是共价晶体,由于原子半径:N<P<As,则熔点:,A错误;B.成键结构与金刚石相似,且熔点高,熔融状态不导电,则GaN为共价晶体,B正确;C.成键结构与金刚石相似,根据晶胞结构可知每个原子连有4个共价键,则晶体中所有原子均采取杂化,C正确;D.成键结构与金刚石相似,根据晶胞结构可知N原子连有4个Ga原子,则构成的空间构型为正四面体,D正确;答案选A。
10.下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.极易水解,可用作强氧化剂
B.硼酸甲酯具有挥发性,可用作木材防腐剂
C.硬度大,可用作半导体材料
D.熔点高,可用作耐火材料
【答案】D
【解析】A.极易水解生成四氟合硼酸和硼酸,没有化合价变化,与用作强氧化剂无关,A不符合题意;B.硼酸甲酯可用作木材防腐剂,与其具有稳定性,可以杀菌有关,与挥发性无关,B不符合题意;C.的结构与晶体硅类似可用作半导体材料,与硬度大无关,C不符合题意;D.熔点高,可以耐高温,因此用作耐火材料,D符合题意;答案选D。
11.硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.工业制硫酸过程中的物质转化:
B.工业尾气中的处理:
C.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:
D.钙基固硫主要反应:
【答案】D
【解析】A.工业制硫酸的流程为:硫铁矿高温煅烧生成SO2,SO2催化氧化为SO3,再经浓硫酸吸收生成H2SO4,故A错误; B.工业尾气中的SO2主要用CaO吸收,CaCl2不能直接吸收SO2,故B错误;C.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成S沉淀和SO2,反应方程式为Na2S2O3 + H2SO4= Na2SO4 + S↓ + SO2↑ + H2O,故C错误; D.钙基固硫是用生石灰来除去生成的SO2,反应为,故D正确;选D。
12.(25-26高三上·江苏无锡·阶段练习)下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.溶液呈酸性,用于蚀刻铜电路板
B.受热易分解,用于制造化肥
C.具有氧化性,用于纸张、织物脱色
D.Na具有强还原性,用于冶炼金属Ti
【答案】D
【解析】A.由于Fe3+水解,FeCl3溶液显酸性。FeCl3溶液蚀刻铜电路板是因为Fe3+的强氧化性,而非FeCl3溶液的酸性,A错误;B.(NH4)2SO4用作化肥是因为其提供氮元素,而非受热分解的性质,B错误;C.SO2用于脱色是基于其漂白性(与色素化合生成无色物质),而非氧化性,C错误;D.Na的强还原性使其能还原钛的化合物(如TiCl4)以冶炼金属Ti,D正确;故选D。
13.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.工业制高纯Si:
B.侯氏制碱法:
C.工业制硝酸:
D.海水中提取镁:
【答案】A
【解析】A.硅和碳高温生成粗硅,粗硅和HCl高温生成,再被氢气还原为硅单质,A正确; B.饱和氨盐水通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体,氯化钠和二氧化碳不反应,碳酸氢钠受热分解为碳酸钠,B错误;C.氨气被氧气氧化为NO,NO和水不反应,制硝酸应为NO和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,C错误; D.氢氧化镁和盐酸生成氯化镁溶液,结晶得到氯化镁晶体,再转化为无水氯化镁,电解熔融氯化镁得到镁单质,电解氯化镁溶液得不到金属镁,D错误;故选A。
第II卷(非选择题 共61分)
二、填空题(本题共4小题,共61分)
14.(6分)(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)根据信息书写方程式。
(1)从铅银焙烧渣(含Pb、Ag、Cu单质及其氧化物)中提取银的流程如下:
“混合酸浸”时使用H2SO4、NaCl和NaNO3的混合液作为浸取剂,浸出液中含有的金属阳离子为Na+和Cu2+。“混合酸浸”时Cu所发生反应的离子方程式为 。
(2)利用含铁矿渣(主要含FeO,还含少量Cr2O3)制备Cr(OH)3的一种工艺流程如下:
已知:①矿渣焙烧后生成NaFeO2和Na2CrO4;
②“水浸”时NaFeO2发生反应:NaFeO2+2H2O=NaOH+Fe(OH)3↓。
写出“沉铬”时所发生反应的离子方程式: 。
【答案】(1)3Cu+2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(3分)
(2)2CrO+3H2C2O4+8OH-=2Cr(OH)3↓+6CO+4H2O(3分)
【解析】(1)由题目信息可知,“混合酸浸”时单质Cu被氧化为,则加入的浸取剂中做氧化剂(酸性条件),故离子方程式为:;
(2)“沉铬”时,Na2Cr2O4是氧化剂,H2C2O4是还原剂,碱性条件下(题中信息②生成了NaOH),草酸被氧化为,Na2Cr2O4被还原为,故离子方程式为:。
15.(19分)(24-25高三上·江苏徐州·阶段练习)以铅精矿(含,PbS等)为主要原料可提取金属Ag。
(1)热浸。用含过量的饱和食盐水、浓盐酸热浸铅精矿转化为、及单质硫。溶解等物质的量的PbS和时,消耗物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大的原因是 。
(2)还原。将热浸后的混合物过滤掉硫渣,滤液稀释、冷却后继续过滤掉沉淀,再向滤液中加入适量铅精矿还原、过滤。加铅精矿还原的目的是 。
(3)置换。向还原、过滤后的滤液中加入适量铅,置换出金属银,得到富银铅泥。写出反应的离子方程式: 。
(4)提取银。从富银铅泥中提取银的流程如下:
已知:,;
,。
①使用、NaCl和的混合液浸取富银铅泥,单质银发生反应的离子方程式为 。
②向“混合酸浸”所得浸出渣中加入,可得到含的溶液,向所得溶液中加入还原析银。呈弱碱性,其电离与相似。写出水合肼电离产生阳离子的结构式: 。加入NaOH调节至溶液,此时加入发生“还原析银”反应的离子方程式为 。
【答案】(1)1∶1 (2分) 防止“热浸”时HCl挥发,防止产生(2分)
(2)将过量的还原为(3分)
(3) (3分)
(4) ① (3分)
② (3分)(3分)
【解析】使用、NaCl和的混合液浸取富银铅泥发生反应,向含有硫酸铅、氯化银的固体中加入,得到含的溶液,硫酸铅仍是固体沉淀,向含的溶液中加入水合肼,将银配合物转化为单质银,得到银。(1)“热浸”时,将和中-2价的硫离子氧化为单质硫,被还原为,在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变,所以和的物质的量相等时,硫离子物质的量相等,消耗的物质的量相等,即比值为1:1;溶液中盐酸浓度过大,氢离子浓度会过大,会生成H2S气体,故答案为:1∶1;防止“热浸”时HCl挥发,防止产生;
(2)将热浸后的混合物过滤掉硫渣,滤液稀释、冷却后继续过滤掉沉淀,再向滤液中加入适量铅精矿将过量的还原为、过滤。加铅精矿还原的目的是将过量的还原为,故答案为:将过量的还原为;
(3)向滤液中加入适量铅,置换出金属银,得到富银铅泥,对应的离子方程式:,故答案为:;
(4)①使用、NaCl和的混合液浸取富银铅泥,单质银发生反应的离子方程式为,故答案为:;
②水合肼电离为,产生阳离子的结构式:;还原析银发生的反应为溶液中的与水合肼反应生成银、氮气、硫代硫酸根和水,反应的离子方程式为:, 故答案为:;。
16.(15分)(24-25高三上·江苏南京·期中)以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。
已知:酸性条件下,的氧化性强于。
(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出,矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。溶液中,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有 。
(2)“浸银"时,使用过量和的混合溶液作为浸出剂,将会使的中银以形式浸出,元素被氧化为单质。
①写出“浸银”反应(可逆反应)的离子方程式: 。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中的作用: 。
(3)“沉银"过程中需要过量的铁粉作为还原剂,该步反应的离子方程式有 。
(4)由硫酸锰溶液可制得,已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从硫酸锰溶液中获得较高纯度的“操作Ⅰ”为 。
【答案】(1)Fe3+、Mn2+(3分)
(2) (3分)
Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成沉淀(3分)
(3) (3分)
(4)控制温度在80~90℃蒸发结晶、趁热过滤、80~90℃蒸馏水洗涤2~3次、真空干燥(3分)
【解析】银锰精矿主要含Ag2S、MnS、FeS2,氧化锰矿主要含MnO2。“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中,“浸锰液”中主要阳离子为Fe3+、Mn2+;“浸锰渣”中Ag2S与过量FeCl3、HCl和CaCl2反应生成[AgCl2]-,用铁粉把[AgCl2]-还原为金属银,据此分析;(1)酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+,酸性条件下MnO2把FeS2氧化为Fe3+、S,MnO2被还原为Mn2+,浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+;(2)①铁离子具有氧化性,能和反应将硫氧化为硫单质而铁离子被还原为亚铁离子,释放出银离子和氯离子形成,故“浸银”反应的离子方程式:;②Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成沉淀;(3)铁具有还原性,铁粉能把还原为金属银同时生成亚铁离子,“沉银”的离子方程式。(4)的溶解度随温度升高而降低,为得到纯度较高的晶体,操作I”为控制温度在80~90℃蒸发结晶、趁热过滤、80~90℃蒸馏水洗涤2~3次、真空干燥。
17.(21分)(24-25高三上·江苏常州·阶段练习)五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、NiO等)中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如下:
已知:
①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。
②溶液中与可相互转化:,且为沉淀。
(1)钒原子的价层电子排布式为 。
(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为,写出反应的离子方程式: 。
(3)“氧化1”后,溶液中含有的金属阳离子主要有、、、,调节溶液的pH为2.8(即),可使沉淀完全。若溶液中,则此时 (填“有”或“无”)沉淀生成。请列式并简单表示推理过程 (假设溶液体积不变,)。
(4)向反萃取后的水层中加入氧化,再加入得到沉淀。
①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为 。
②“沉钒”时,通入氨气的作用是 。
③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示,由4个四面体(位于体心的V为+5价),通过共用顶点氧原子构成八元环,其化学式为 。
(5)取234g 进行煅烧获得,过程中减少的质量(△m)随温度变化的曲线如图所示。写出C→D过程中的化学方程式: ()
【答案】(1)(2分)
(2)VO+ Fe2++2H+= VO2++ Fe3++H2O(3分)
(3)无(2分) <,所以无生成(3分)
(4) ①ClO+6VO2++3H2O=6VO+ Cl-+6H+ (3分) ③使平衡正向移动,将VO转化为,同时增大NH的浓度(3分) (2分)
(5)(或(3分)
【解析】本题主要考查由废钒催化剂制备五氧化二钒的工艺流程,向废钒催化剂中加入稀硫酸进行酸浸,将和与稀硫酸反应分别生成和,Fe2O3转化为Fe2(SO4)3,NiO转化为NiSO4,过滤后的滤渣1,主要成分为SiO2,加入FeSO4是将转化为,加入H2O2是将过量的Fe2+全部转化为Fe3+便于后续调pH步骤中除去,过滤得滤渣2,主要成分为Fe(OH)3,滤液2中加入萃取剂,萃取出含有钒微粒,再进行反萃取后得到含钒的溶液,加入H2SO4和KClO3的目的是将低价态的钒氧化为+5价的钒,经过加入NH4Cl和NH3后析出NH4VO3沉淀,过滤洗涤最后灼烧沉淀得V2O5,据此分析解题。(1)钒为23号元素,钒原子的价层电子排布式为;(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为,根据氧化还原反应配平可知,该反应的离子方程式为:,(3)<,所以无生成;(4)①将氧化为的过程中,中氯元素得电子被还原为,根据氧化还原反应配平可得其离子方程式为,②溶液中存在平衡,通入氨气,溶液中OH-浓度增大,消耗了H+,该平衡正向移动,从而使VO尽可能都转化为;③由图可知, 4个四面体通过共用顶点氧原子构成八元环,V原子位于体心总数为4,O原子实际个数为4×4-4=12,V为价,其化学式为:;
(5)234g NH4VO3的物质的量为2mol,n(V)=2mol,A→B(C)质量减少34g,则减少的是2mol NH3的质量,故B(C)为HVO3(或H2V2O6),C →D质量减少(52-34)g =18g,减少的是1molH2O,HVO3失重即变成钒的氧化物,234g-52g=182g,含氧原子的物质的量:,因此D是V2O5,则C到D过程中的化学方程式:(或);
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