分组练(4)无机综合B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（4) (限时4 可能用到的相对原子质量：H1N14O16 F 19 P 31 S32 K 39 Mn 55 Fe 56 Ni 59 Ga 70 5.(15分)以镍废渣（主要成分为Ni,含少量Fe、Al、 Fe3O4、Al2)、不溶于碱溶液和酸溶液的杂质)为 原料合成结构化学研究的热点物质氟镍化钾 (K2NiF4)的工艺流程如图所示。 NH HCO N证，为花Nc0,溶液NiSO,a+ K2NiFKF NH.F NaOH(aq)H2S04(aq)空气沉淀剂 镍废渣碱浸一→酸浸一→氧化→调H@ 浸出液A固体A 固体B 盐酸 元相滤饼段烧一a-A,0, 溶液中相关金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH如下表所示 金属离子 Fe3+ Al+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 2.7 3.8 7.6 7.1 沉淀完全的pH 3.75.29.79.2 回答下列问题： (1)a-Al203硬度很大，熔点为2045℃，其晶体类 型为 (2)“碱浸”时能溶解的金属单质发生反应的化学 方程式为 (3)滤饼的成分为AOOH,则“沉铝”的离子方程 式为 (4)“酸浸”中其他条件不 92 变时，不同温度下镍的浸 90 出率随时间的变化如图所 解86 示，则工业上“酸浸”的最 日 佳温度与时间分别为 82 4-30℃ 0 0-50℃ (填选项字母)。 o-70℃ 78 ·90℃ A.30℃、30min 70406080100120140160 B.70℃、120min 时间min C.90℃、140min (5)“调pH=a”,a的取值范围是 (6)灼烧NiCO3和NHF的混合物时发生反应的 化学方程式为 (7)若镍废渣中Ni的质量分数为25%，整个流程 中Ni的损失率为5%，则1t镍废渣能制备 tK2NiF4(保留两位小数)。 6.(14分)电解金属锰阳极渣（主要成分Mn02,杂质 为PbCO3、FeO3、CuO)和黄铁矿(FeS2)为原料可 制备Mn3O,其流程如图所示： 稀硫酸 X.Y MnF2 贺赞液二夏一膝回一的一M咖S0洛液] 滤渣I 滤渣Ⅱ CaF2 Mm,0O,真空热蟹MnS0,H,0晶体系列操作 化学第63页 无机综合B组 分钟) 已知：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的 pH如下：Fe3+3.7,Fe2+9.7,Cu2+7.4,Mn2+ 9.8。 回答下列问题： (1)“酸浸”过程中，滤渣I的主要成分为S、 (填化学式)。 (2)“酸浸”过程中Fe+、Fe3+的质量浓度、Mn浸 出率与时间的关系如图1所示。 6 6100 5 4 pFe 3 pFe2 60 。-Mn的浸出率 40 20 204060801001200 反应时间/min 图1 20~80min,浸出Mn的主要离子方程式为 。 80~100min时，Fe2+浓度上升的原因可 能是 (3)“除Fe、Cu”过程中依次加人的试剂X、Y为 (填选项字母)。 A.NH3·H2O、H2O2 B.H2O2、CaCO3 C.SO2、MnCO (4)硫酸锰晶体的溶解度曲线如图2所示，由 nSO,溶液获得MnSO,·H,O晶体的系列操作 为 洗涤、干燥。 Sle 100 60 MnSO,5H,O 40 20 MnSO,H,O 020406080100120T7℃ 图2 (5)“真空热解”过程中，测得固体的质量随温度变 化如图3所示。需控制的温度为 100 6001 90 10.65% 020040060080010001200 温度/℃ 图3 (6)由MnSO溶液制取MnO4的另一种方案是 向MnSO4溶液中加人氨水，产生Mn(OH)2沉淀 (共74页) 和少量Mn2(OH)2SO4,滤出，洗净，加水打成浆 浆液边加热边持续通空气，制得MnO4。沉淀加 热通空气过程中，7小时之前，溶液的pH=6,7小 时之后迅速下降，原因是 (结合方程式解释)。 7.(14分)实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体 [Fe(PO,)2·8HO],其部分实验过程如图1所示。 空气30%硫酸FcS2 Na2HPO FeS2一焙烧-酸溶→还原过滤共沉淀一→心，O28H,0 图1 回答下列问题： (1)将一定体积质量分数为98%，密度为1.84g/cm 的浓硫酸稀释为250mL1.0mo/L的硫酸，除量 筒外，还必须使用的玻璃仪器有 (2)检验“还原”已完全的实验操作为 (3)向过滤后的滤液中加人Na2 HPO4,并用氨水 或CH,COONa调节溶液pH,“共沉淀”生成 Fe3(PO4)2·8H2O. ①若使用CH COONa调节溶液pH,“共沉淀”反 应的离子方程式为 ②不使用NaOH调节溶液pH的原因是 ③补充完整利用图2所示 装置（夹持装置已略去）制 恒压滴液 漏斗b 取Fe(PO4)2·8HO的实 验方案：向三颈烧瓶中加 漏斗a 入抗坏血酸溶液， pH计 至混合液pH≈4， 磁力搅拌器 图2 ,充分搅拌一段时间，过滤， 洗涤固体，真空干燥。（已知：所用抗坏血酸溶液 pH=2.8,当溶液pH控制在4~6之间时，所得晶 体质量最好。恒压滴液漏斗a、b中分别盛放 FeSO,溶液和CH,COONa--Na2 HPO,混合液) (4)测定样品中Fe(PO)2·8HO(M= 502g·mol1)的纯度。取0.6275g样品完全溶解后 配制成250ml溶液，取出25.00mL于维形瓶中，加 入一定量的HO,将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸 为指示剂，用0.0200mol·L,1EDTA标准溶液进行 滴定至终点(Fe3+与EDTA按物质的量之比为1：1发 生反应)，消耗EDTA溶液15.00mL。该磷酸亚铁晶 体样品的纯度为 8.(15分)综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Gaz(FeO)3、 铁酸锌ZnFe2 O4,还含少量Fe及一些难溶于酸的物质 获得金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能 的氮化镓(GaN),部分工艺流程如图所示。 稀疏酸H202 盐酸固体X萃取剂 网过遇选饼转化过一取] 花到54 浸出渣 滤液1 水层 CH3Br NaOH溶液 Mocv四合成一电解一反萃取 GaN 化学第64页 已知：①FO在酸性条件下不稳定，易转化为 Fe+;常温下，“浸出液”中金属离子的浓度、完全沉淀 的pH及对应浓度下开始沉淀的pH如下表所示。 金属离子 Fe2+ Fe3+ Zn2+ Ga+ 浓度/ 1.0× 4.0× 3.0× 1.5 (mol·L1) 10-3 10-2 10-3 完全沉淀的pH (当离子浓度) 8.34 3.2 5.3 1.0X 8.2 10-5mol·L-1 开始沉淀的pH 7.34 2.4 5.8 3.8 ②金属离子在该工艺条件下的萃取率（进入有机 层中金属离子的百分数)如下表所示。 金属离子Fe2+Fe+Zn+Ga 萃取率/%099097~98.5 ③在电解过程中，电位为正表现出氧化性，电位为 负表现出还原性。以Ga的电位为参照，Fe、Cu的 电位为正，Zn的电位为负；以Ga3+的电位为参照， Fe+、Cu+的电位为正，Zn2+的电位为负。 ④已知：“水层”中只含有一种金属阳离子。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为 ;“转化1”中加入H2O2的作用是 (2)“转化2”中加人的固体X为 (填化学式)；Ga与Al同主族，化学性质 相似，“反萃取”过程中发生反应的离子方程式为 (3)“电解”过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓 精炼两个步骤。若将某工业粗镓（含少量Zn、Fe、 Cu杂质)进行电解精炼制高纯镓，精炼时，以粗镓 为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极的电极材料 为 (填名称)，阳极泥中含有 的金属有 (填化学式)。 (4)利用上述流程综合利用炼锌矿渣可获得的金 属盐除镓盐、钠盐外、还有 (填化学式)。 (5)采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技 术制备的GaN,晶胞如图1所示，可看作金刚石晶 胞内部的碳原子被Ga原子取代。 4’4’4 图1 图2 ①设晶胞边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的 值，则GaN晶体的密度为 (用含a和NA的代数式表示)g·cm3 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可表示晶 胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，若沿之轴 投影的晶胞中所有原子分布如图2所示，则3号 原子的分数坐标为 (共74页)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) 化学 (6)开始时，Mn(OH)2十O2△2MnO,+6H,0,故 溶液pH无明显变化：7小时后，3Mn2(OH)2SO十 O,△2MnO,十6H++3SO,溶液pH减小(2分) 【解析】(1)分析可知，“酸浸”过程中，滤渣I的主要 成分为S、PbSO,沉淀。 (2)由图示知，20~80min内，Mn浸出率高，Fe3+含 量明显增加，说明此时MnO2与FeS,反应生成 Mn+、Fe3+、S等，对应离子方程式为3MnO,十2FeS +12H+—3Mn2++4S+2Fe3++6H2O;80~ l00min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。 (3)由分析可知，滤液中含有Fe3+、Fe2+、Mn+、Cu+ 等，加入H2O2将Fe+氧化为Fe3+,再加入CaO或 CaCO调节pH除去Fe+、Cu+,故选B项。 (4)硫酸锰晶体的溶解度曲线如图2，温度高于40℃ 时MnSO,·H,O的溶解度减小，由MnSO,溶液获得 MnSO,·H2O晶体的系列操作为蒸发浓缩，结晶，趁 热过滤、洗涤、干燥。 (5)根据Mn守恒可知，3MnSO:·HO~MnO,此 时MnO:的质量占原固体质量的 3X(55+32+16×4+18X100%≈45.17%，失重1 3×55+16×4 -45.17%=54.83%,结合图像可知，需控制温度在 1000-1200℃。 (6)开始时，6Mn(OH),十O,△2Mn0,十6H,0,故 溶液pH无明显变化：7小时后，3Mn2(OH),SO十 O,△2MnO,+6H++3sO,溶液pH减小。 7.(14分) (1)烧杯、玻璃棒、胶头滴管、，250mL容量瓶(2分) (2)取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液 (2分，其他合理答案也给分) (3)13Fe2+2HPO+2CH COO+8H,O- Fe(PO)2·8H2OY+2CH3COOH(2分) ②NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成 Fe(OH):等杂质(2分) ③向三颈烧瓶中滴加CH COONa-Na2HPO,混合溶 液(1分)再向三颈烧瓶中滴加FSO,溶液，通过调 节恒压滴液漏斗a、b的活塞，控制溶液pH为4~6 (3分) (4)80%(2分) 【解析】(1)将一定体积质量分数为98%，密度为 1.84g/cm的浓硫酸稀释为250mL1.0mol/L的硫 酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃 棒、胶头滴管、250mL容量瓶。 (2)“还原”时，硫酸铁被二硫化亚铁还原生成硫酸亚 铁和硫沉淀，反应是否完全可检验溶液中有无Fε3+， ·35 参考答案及解析 其实验操作为取少量还原后的溶液于试管中，滴加 KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe+,反之则不含 有，“还原”已完全。 (3)①若使用CH COONa调节溶液pH,“共沉淀”反 应生成Fe(PO,)2·8H2O和醋酸，其反应的离子方 程式为3Fe2++2HPO+2 CH;COO+8H,O一 Fea(PO),.8H,O+2CH COOH ②不使用NaOH调节溶液pH的原因是NaOH碱性 强，容易造成局部pH过高，生成Fe(OH)2等杂质。 ③制取Fe(PO)2·8HO的实验方案：向三颈烧瓶 中加入抗坏血酸溶液，向三颈烧瓶中滴加 CH,COONa-Na2HPO,混合溶液至混合液pH≈4，再 向三颈烧瓶中滴加FSO,溶液，通过调节恒压滴液 漏斗a、b的活塞，控制溶液pH为4~6，充分搅拌一 段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥。 (4)每25.00mL溶液中n(Fe+)=0.0200mol/L× 15.00mL×10-3L/mL=3.000×10-4mol, Fe(PO,)2·8HO]=1.000×10mol,0.6275g样品 中含Fe,(P0,)2·8H,0=1,000X10molX2500月 1.000×10-mol,m[Fe(PO,)2·8H2O]=1.000× 103molX502g/mol=0.5020g,纯度为9,5029 0.6275X100% =80.00%。 8.(15分) (1)3d4s2(1分)把Fe2+氧化成Fe3+(2分) (2)Fe(1分)Ga++4OH-—GaO2+2H2O (2分) (3)高纯镓(2分)Cu、Fe(2分) (4)ZnSO,(1分)FeC2(1分) (5)03.36X10 (2分) aNA @(1分) 【解析】(1)Fe是26号元素，基态铁原子的价层电子 排布式为3d54s2:“转化1”中加入H2O2的作用是把 Fe2+氧化成Fe3+。 (2)萃取前加入固体X的目的是还原铁离子，且不能 引进杂质，则X为Fe:由分析可知，“反萃取”过程中 加入氢氧化钠溶液使Ga+转化为NaGaO2,离子方程 式为Ga3++4 DH--GaO2+2H20。 (3)电解精炼过程中，以粗镓为阳极，以高纯镓为阴 极；由信息③可知，以Ga+的电位为参照，Fe+、Cu+ 的电位为正，Zn+的电位为负，粗稼作阳极时，Cu、Fe 会失去电子而存在阳极泥中。 (4)由分析可知，滤液1为硫酸锌，萃取后的水层中含 有氯化亚铁，则利用上述流程综合利用炼锌矿渣可获 得的金属盐除镓盐、钠盐外、还有ZnSO,、FeCl2。 参考答案及解析 (6)①Ga位于顶点和面心，个数为8X号+6×号 4,N原子位于体心，个数也为4，晶胞质量为 4X14十4X70g,晶胞体积为(a×107)3cm,则 NA 4×14+4×70 -g GaN晶体的密度为p=(aX10)cm NA 3.36×1023 aN g·cm3。 ②已知2号原子的分数坐标是（宁，片，子），故3号 原子的分数坐标是(，子子 分组练(5)化学反应原理综合A组 1.(15分) (1)十42k·mol-1(2分)高温(2分) (2)①反应I和反应Ⅱ都是吸热反应，温度升高，平衡 都正向移动；温度较低时，反应I正向进行的程度大， 0 的物质的量分数增大：温度较高时反应Ⅱ 正向进行的程度增大， 的物质的量分数减 小(3分) 0 ② iO NH,(g) (g)+H2O(g)(2分) 第二步反应非常快(2分) ③0.012(2分) ④反应Ⅱ为气体分子数增大的反应，恒压密闭容器中 充入一定量N2,相当于扩大容器体积，降低了各气体 分压，使反应Ⅱ正向移动(2分) 【解析】(1)△H=反应物键能之和减去生成物键能之 和，△H=+42kJ·mol-1:根据△G=△H-T△S0 反应自发进行，△H>0,△S>0,则反应高温下可以自 发进行。 (2)①反应I、Ⅱ均为吸热反应，最高点前反应I进行 程度大，最高点后反应Ⅱ进行程度大，所以随着温度 升高，丙烯酸乙酯的平衡体积分数先增大后减小。 ②第二步反应为总反应一第一步反应，则第二步反应 TiO, 的化学方程式为 NH2 (g) (g)+ H2O(g):第二步反应的活化能小于第一步，第二步反 0 应的速率非常快，故实验过程中未检测出 NH, ·36 化学 ③设起始HO O(g)和NH(g)的物质的量 0 分别为1mol、7mol,A点HO 含量为0，说 明反应I完全反应，生成1mol 和1mol 水：由图1可知， 的含量相等，说 明有0.5mol 0和0.5mol氨气参与反应Ⅱ， 生成0.5mol乙醇和0.5mol水，则平衡体系中氨气 0 的物质的量为6.5mol, 的物质的量为 N 0.5 mol,= 的物质的量为0.5mol,乙醇的物质 的量为0.5mol,水的物质的量为1.5mol,K,≈ 0.012。 ④反应Ⅱ为气体分子数增大的反应，恒压密闭容器中 充入一定量N2,相当于扩大容器体积，降低了各气体 分压，使反应Ⅱ正向移动。 2.(15分) (1)①<(2分) ②加快反应速率；提高平衡时CHSH的选择性 (2分) (2)①AB(2分) ②08分) (3)①Na-e-Na+(2分) ②cd(2分) 【解析】(1)①根据盖斯定律，将副反应一主反应得 C.H,SH(g)-C.H.(g+S.(g)AH- (-45.8 kJ/mol)-(-16.8 kJ/mol)=-29 kJ/mol <0,△H=E)一E边)，故E()<Ea地)。 ②反应常在高压容器内进行，该措施的优点有加快反 应速率；使副反应平衡逆向移动，从而使主反应平衡 正向移动，提高平衡时CHSH的选择性。 (2)①设起始充入的C6HCI和HS的物质的量为 amol,主反应消耗CHCl物质的量为xmol,则主 反应消耗HS、生成C:HSH和HCI物质的量都为