分组练(3)无机综合A组-【衡水金卷·先享题】2026年新高考化学专项分组练(湖南专版)

分组练(3) 无机综合A组 (限时40分钟) 可能用到的相对原子质量：016C135.5 Bi209 2.(14分)稀土元素号称“工业维生素”，以某种氟碳 1.(15分)某工厂采用辉铋矿（主要成分为Bi2S,含 铈矿[主要成分为LnFCO,(Ln代表稀土元素Ce、 有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿（主要成分为MnO2) Yb、Eu)、FezO3、SiO2]为原料提取稀土元素的工 联合焙烧法制BiOCI和MnSO4,工艺流程如图 艺流程如图所示： 所示： MgC26H20盐酸 P204 空气 浓盐酸 金属Bi 辉铋矿 联合 水 氟碳铈矿→高温焙烧→酸浸萃取除铁氧化沉铈 滤液 焙烧浸 酸浸 软锰矿 化 浸渣 有机相 (过量) 滤液 滤渣气体A 氨水、NH,CIZn (MnSO,溶液) 调pH=2.6滤液 含Eu(NH3)]2C12溶液←沉镱 还原 BiOCI沉淀 L水解 Yb(OH)3 滤液 已知：常温下，各物质的Kp如下表所示。 MnCl2、FeC12溶液) 已知：①“联合焙烧”时过量的MnO2分解为 物质 MgF Yb(OH)3 Eu(OH) Eu(OH)2 Mn2O2,FeS2转变为FezO3; Kp5.2×1014 .0×10-233.0×10-233×10-16 ②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu; 回答下列问题： ③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下表 (1)基态Ce原子的核外电子排布式为 所示： [Xe]4f5d6s2,则Ce在元素周期表中位于第 离子 开始沉淀pH 完全沉淀pH 区。 Fe+ 6.5 8.3 周期、位于 Fe+ 1.6 2.8 (2)已知：MgC12·6H2O受热分解产生 Mn2 8.1 10.1 Mg(OH)Cl和HCI;Mg(OH)Cl和HCI进一步与 回答下列问题： LnFCO3反应得到LnCl和MgF2。写出 (1)为提高焙烧效率，可采取的措施为 Mg(OH)CI和HCl与CeFCO发生反应的化学 (填选项字母)。 方程式： a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 (3)“酸浸”时，浸渣的成分为 (填 c.降低焙烧温度 化学式)。 (2)Bi,S?在空气中单独焙烧生成BiO,反应的化 学方程式为 (4)“氧化沉铈”时，只有Ce3+被氧化，该过程中 (3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为①充分浸出 Ce3+发生反应的离子方程式为 B+和Mn2+;② (4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。 (5)若缺少“还原”步骤，可能造成的影响为 (5)生成气体A的离子方程式为 (6)“沉镱”时，当Yb3+沉淀完全时[c(Yb3+)≤1× (6)加人金属Bi的目的是 105mol·L1门，应调节溶液的pH不低于 (7)将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗 1.1kg金属Bi,假设其余各步损失不计，干燥后称 量BiOC1产品质量为32kg,滴定测得产品中B1 的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bí的质量分数 为 化学第61页（共74页） 3.(15分)工业利用闪锌矿（主要成分ZnS,还含有4.（14分）六氯钌酸铵[(NH4)2RuCl]和硫化铋 FeS、CuFeS2、石英及F、Cl等杂质)富氧酸浸提 (Bi2S)用途广泛。利用某含钉、铋的废催化剂（主 取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如图所示： 要成分为Ru、Bi2O3,含少量SiO2制备 稀硫酸、O2空气调pHCu 1①石灰乳 [(NH4)2RuCL]和Bi,S的工艺流程如图所示。 ②石灰石 闪锌浸由一加热加 矿粉 压氧化一脱氢溶解腕氟电积一锌 NaOH+NaClO 滤渣1赤铁矿CuC1滤渣2Ca2电解废液 滤液1 氧化 废催 碱浸 化剂 已知：①酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应： CHCH2OH 盐酸、NH,OH-HCI NH3 Cl2 ②CaF2易形成胶体。 回答下列问题： 转化→Ru(OHD4一→酸溶一结晶RuC,氨花 盐酸 Na2S (1)“浸出”过程原理如图1a所示，ZnS“浸出”的 HCI 滤液2→酸化H<1.5)→硫化Bi2S 总反应的化学方程式为 滤渣 0 对比人造闪锌矿浸出原理（如图 NHA)RuCl6* 已知：①滤液1中Ru元素和Bi元素的存在形式 1b所示)，可知“浸出”过程中Fe+的作用为 为RuO、BiO2; ②BiCL极易水解生成BiOCI沉淀； 气膜 H,S缓慢反应 1 HS快速反应 气膜 Fe3+ ③Kp(Bi2S3)=1.0×1023。 02 回答下列问题： Zn2+ (1)“氧化碱浸”时，为提高反应速率，可采取的措 Zn2+ 固体产物层 b固体产物层 施有 (写出 图1 两条)。 (2)滤渣1的主要成分为 (2)“转化”中产生乙醛的离子方程式为 (3)“加热加压氧化”发生反应的离子方程式为 ;“酸溶”中，先加入盐酸溶解 (4)“电积”时，F、C1会腐蚀电极板，需提前 Ru(OH)4得到RuCl,再加人盐酸羟胺 除净。 (NHOH·HCI)得到RuCL和N2,这两种产物 ①“脱氯”时，脱氯率随时间变化如图2所示，约 的物质的量之比为 1.5h后脱氯率减小的原因可能为 (3)“氨化”发生反应的化学方程式为 (写出一点即可)。 100脱氯率/% (4)滤渣的主要成分是 (填 % 20 化学式)；“酸化”时需控制溶液pH<1.5,原因是 0 2广诗间h 图2 ②“脱氟”时，先按物质的量之比n[Ca(OH)2]: (5)“硫化"时向1L1.0mol/L BiCla3溶液中加入 n(F)=1:2加入Ca(OH)2脱氟，充分反应后， 0.5LNa2S溶液，反应后混合溶液中c(S2-)为1.0 c(Ca2+)= mol·L1[已知 ×107mol/L,则B+的沉淀率为 Kp(CaF2)=1.08×10-1,且不考虑Ca(OH)2沉 (忽略溶液混合引起的体积变化)。 淀]；后加入石灰石，目的为 化学第62页（共74页)化学 的量为0.03mol,由反应可知高铁酸钾的物质的量为 0.04mol,则样品中高铁酸钾的质量分数为 0.04molX198g·mol×100%=79.2%。 10g 分组练(3) 无机综合A组 1.(15分) (1)ab(2分) (2)2Bi,S,十90，格格2B,0,+6S0,(2分) (3)抑制金属离子水解(2分) (4)SiO2(2分) (5)Mn2O3+6H++2CI-—2Mn2++CL2个+3H2O (2分) (6)将Fe3+转化为Fe2+(2分) (7)24.02%(3分) 【解析】(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为进一步 粉碎矿石增大与氧气的接触面积；鼓入适当过量的空 气使燃烧更加充分，故选a、b项。 (2)BiS在空气中单独焙烧生成BiO,和二氧化硫， 反应的化学方程式为2BiS,十90，格烧2Bi,0, +6S02。 (3)“酸浸”中由于Fe+、B+易水解，因此“酸浸”时加 入过量浓盐酸的目的是防止Fe3+、B+水解生成不 溶性沉淀，提高原料的浸出率，因此过量浓盐酸的作 用为①充分浸出B+和M+;②抑制金属离子 水解。 (4)由于SO2不溶于酸和水中，故滤渣的主要成分 为SiO2。 (5)A为氯气，生成气体A的离子方程式为Mn2O3十 6H+2C1—2Mn++Cl2个+3H2O。 (6)金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu,Fe+在pH为 1.6时开始产生沉淀，为了铁元素不以沉淀形式出现 故加入金属Bi将Fe3+转化为Fe2+,形成氯化亚铁 溶液。 (7)辉铋矿中Bi的质量分数为32kgX78.5%-1.1kg× 100kg 100%=24.02%。 2.(14分) (1)六(2分)f(2分) (2)2 CeFCO,.+Mg(OH)C1+5HC1高温2CcCl+ MgF2+3H2O+2CO2(2分) (3)SiO2、MgF2(2分) (4)4Ce3++O2+6H0—4CeO2↓+12H+(2分) (5)Yb3+和Eu+共沉淀，无法分离(2分，其他合理答 案也给分) (6)8(2分) 【解析】(1)根据基态Ce原子的核外电子排布式为 [Xe]4f5d6s2,Ce位于第六周期，属于镧系，在元素 ·33 参考答案及解析 周期表中位于f区。 (2)根据题干信息可知，Mg(OH)CI和HCI与 CeFCO3的反应产物有CeCl3和MgF2,据原子守恒产 物还有H,O和CO2,由此可写出反应化学方程式为 2CeFCO,+Mg(OH)CI+5HCI2CeCI,+MgF:+ 3H2O+2CO2。 (3)将焙烧后的物质加盐酸酸浸，其中稀土元素和 FeO3转化为离子，过滤进行分离，难溶于盐酸的 SiO,和MgF2形成浸渣除去。 (4)“氧化沉铈”时，只有Ce3+被通入的O2氧化为 CeO2,则反应的离子方程式为4Ce++O2十6H,O -4Ce(02↓+12H+。 (5)Kp[Yb(OH)3]=1.0X10-3与Kp[Eu(OH)3] =3.0×10-23数值接近，而Kp[Eu(OH)2]=3.0× 101“大得多，所以若不将Eu3+还原为Eu+即缺少 “还原”步骤，则在“沉镱”时会出现Y3+和Eu3+共沉 淀，导致无法分离的情况。 (6)要使Yb+沉淀完全，即c(Yb+)≤1× 10-5mol·L1,据KpYb(OH)3]=1.0×10-3可得 Km[Yb(OH)3]=c(Yb+)·c3(OH)=1.0× 10-3,则c(0H)=1×10-8mol·L-1,c(H+)=1X 10-8mol·L,pH=8,应调节溶液的pH不低于8。 3.(15分) (1)2ZnS+2H,S04+O2—2ZnS0,+2H20+2S(2 分)催化剂(2分) (2)S、SiO2(2分) (3)4Fe2+十0，十4H,0加热，加压2Fe,O,十8H+ (2分) (4)①空气中的氧气将CuC1氧化为Cu+,C1重新进 入溶液（或CuCI发生歧化反应，C1重新进入溶液） (2分) ②3×10-4(3分)防止形成氟化钙胶体，提高氟的 沉降率(2分) 【解析】由闪锌矿粉制备单质锌，首先用硫酸溶解原 料，再用空气将酸浸后溶液中的二价铁氧化为F®+ 除去，随后调节pH,加入铜脱氯，再用单质锌置换后， 再用石灰乳脱氟，最后电解即可。 (1)“浸出”时闪锌矿中硫化锌和硫酸反应生成硫酸 锌，同时其中的硫离子被氧气氧化为单质硫，反应的 化学方程式为2ZnS+2H,SO,+O2一2ZnSO,+ 2H2O十2S;由图可知，反应开始时加入Fe+在反应 过程中又产生Fe+,故Fe2+属于催化剂。 (2)由(1)可知，浸出时会产生单质硫，故“滤渣1”主 要成分为S、SiO2。 (3)根据流程可知，“加热加压氧化”时溶液中的二价 铁被空气中的氧气氧化为Fe+,反应的离子方程式 为4Fe2+十0，十4H,0加热.加压 2Fe2O2+8Ht。 参考答案及解析 (4)①根据分析可知，通过生成CuC1来达到脱氯的目 的，但是随着时间的延长，空气中氧气可以将十1价 铜氧化为十2价铜，再结合信息可知，酸性条件下，亚 铜离子易发生歧化反应，故约1.5h后脱氯率减小的 原因可能为空气中的氧气将CuCl氧化为Cu+,C1 重新进入溶液或CuCI发生歧化反应，CI重新进入 溶液。 ②充分反应后达到沉淀溶解平衡，由于K。(CF,)= c(Ca2+)·c2(F)=1.08×10-°，并且c(Ca2+)= 之c(F),可得43(Ca2+)=1.08×100,解得 c(Ca2+)=3×10-4mol·L1;根据题给信息可知， CaF2易形成胶体，则加入石灰石目的为防止形成氟 化钙胶体，提高氟的沉降率。 4.(14分) (1)适当升高温度、减小废催化剂颗粒直径、适当增加 氢氧化钠和次氯酸钠溶液的浓度、搅拌等(2分，任写 两种) (2)RuO+C2 H;OH+2H2 O=Ru(OH)+ CHCHO+2OH-(2分)2：1(2分) (3)2RuCla+4HCI+4NHa+Cl,=2(NH),RuCle (2分) (4)H2SiO(2分)pH太大，BiCl极易水解生成 BiOCI沉淀(2分， (5)85%(2分) 【解析】(1)含钌、铋的废催化剂在“氧化碱浸”时为提 高反应速率，可采取的措施有适当升高温度、减小废 催化剂颗粒直径、适当增加氢氧化钠和次氯酸钠溶液 的浓度、搅拌等。 (2)由分析可知，滤液1中含有Na2RuO,、NaBiO2和 Na,SiO3等，加入乙醇，溶液中的RuO与乙醇反应 生成Ru(OH)4沉淀和乙醛，反应的离子方程式为 RuO+C2 H;OH+2H2O=Ru(OH)+ CH:CHO十2OH;“酸溶”中，先加入盐酸溶解 Ru(OH),得到RuCL,,再加入盐酸羟胺 (NH2OH·HCI)得到RuCl和N2,反应的化学方程 式为2RuCL+2NHOH·HCI—2RuCl+N2+ 4HC1↑+2H2O,这两种产物的物质的量之比为2：1。 (3)根据流程中反应物与生成物情况可知，“氨化”发 生反应的化学方程式为2RuCL+4HCI+4NH3+Cl —2(NH),RuCI。 (4)滤液2中含有乙醛、Na BiO2和Na2SiO3等，加入 盐酸生成硅酸沉淀和含有乙醛和BCL3的溶液，故滤 渣的主要成分为H,SOa;“酸化”时需控制溶液pH< 1.5,原因是pH太大，BiCL极易水解生成BiOCI 沉淀。 (5)混合溶液中c(S-)为1.0×10-7mol/L,由 Kp(Bi2S3)=1.0×10-3=c2(Bi+)·c3(S-)可知， ·34 化学 c(B+)=0.1mol/L,则混合溶液中n(B+)= 0.1mol/L×1.5L=0.15mol,沉淀的B3+的物质的 量为1mol-0.15mol=0.85mol,B+的沉淀率为 0.85mol×100%=85%。 1 mol 分组练(4)无机综合B组 5.(15分) (1)共价品体(2分) (2)2Al+2NaOH+6H2O=2NaCAl(OH).]+ 3H2个(2分) (3)[A1(OH):]-+H+AIOOH↓+2H2O(2分) (4)B(2分) (5)3.7≤a<7.1(2分) (6)NiC0,+2NHF约袋NF,十2NH,++CO,↑+ HO(2分) (7)0.86(3分) 【解析】(1)aAl2O硬度大、熔点高(2045℃)，其晶 体类型为共价晶体。 (2)加入NaOH碱浸时能溶解的金属单质只有Al,反 应的化学方程式为2Al十2NaOH+6H,O 2Na[Al(OH)]+3H2↑。 (3)Na[Al(OH):]溶液中加入盐酸生成A1OOH沉 淀，反应的离子方程式为[A1(OH):]+H+ A1OOH↓+2H2O。 (4)30℃、30min浸出率低不选，90℃、140min镍浸 出率，相较70℃、120min,镍的浸出率增大的很小， 但能源消耗较大，生产成本增大，故选B项。 (5)“调pH=a”的目的是除去Fe3,使Fe3+完全沉 淀，不使N+沉淀。当pH=3.7时，Fe+沉淀完全； 当pH=7.1时，N+开始沉淀，所以应调节pH为 3.7≤a<7.1。 (6)灼烧NiCO和NH,F组成的混合物，得到NiF2, 发生反应的化学方程式为NiCO,+2NH,F均烧NF, 十2NH3↑+CO2↑+H2O。 (7)1t镍废渣中Ni的质量为1t×25%,根据关系式 Ni~K2NF:可知，1t镍废渣能制备KNF:的质量 为1tX256X0-56)X213≈0.861. 59 6.(14分) (1)PbS0,(2分) (2)3MnO2+2FeS2+12H+-3Mn2++4S+2Fe3+ 十6H2O(2分)80~100min时，剩余MnO2较少， FeS,浸出的Fe2+与MnO2接触机会减少，所以Fe2+ 浓度上升(2分) (3)B(2分) (4)蒸发浓缩，结晶，趁热过滤(2分) (5)1000~1200℃(2分)