内容正文:
实战
实战高考·化学
程式为
(4)净化时需先加入的试剂X为
(2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投
(填化学式)。再使用氨水调溶液的
料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,
pH,则pH的理论最小值为
(当
而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小
溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol·L1
的原因是
时,可认为该离子沉淀完全)。
(3)滤液I可循环使用,应当将其导入到
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为
操作中(填操作单元的名称)。
将来考什么
山东模拟专练
答案:P382
考点闯关
考点①钠及其化合物
考点②铁及其化合物
1.(2025山东日照一模)物质的性质决定用
4.(2024山东滨州二模)图甲为某常见金属单
途,下列两者对应关系错误的是(
质及其部分化合物的“价一类”二维图。下
A.Na2CO3具有碱性,可用作食品膨松剂
列推断不合理的是(
)
B.维C具有还原性,可作补铁剂中的抗氧
物质类别
盐
化剂
C.FeCL3溶液具有氧化性,可作刻蚀铜电路
氧化物
单质
板的腐蚀液
0+打+2+3+4+5+6化合价
D.Na2O2能与CO2反应生成O2,可作潜水
甲
艇中的供氧剂
2.(2024山东淄博一模)实验室中使用钠盐或
NaOH溶液时,对应关系错误的是()
A.饱和NaCI溶液:除去Cl2中的HCI
NaCI溶液
B.饱和Na2CO3溶液:除去CO2中HCI
乙
C.NaOH水溶液:油脂的皂化反应
A.a→f→g→d,a→c→d的每步转化均可一
D.NaOH醇溶液:CH3CH2Br的消去反应
步实现
3.(2024山东泰安一模)取一定体积的下列两
B.b、c均可与氢碘酸反应,但反应原理不同
种试剂(浓度均为0.1mol·L1)进行反
C.h可同时实现饮用水的消毒与净化
应,改变两种试剂的滴加顺序,反应产生的
D.向图乙中a极附近滴入铁氰化钾溶液,会
现象相同的是()
产生蓝色沉淀
A.Na2CO3溶液、稀盐酸
5.(2025山东青岛一模,不定项)探究A1和
B.Al2(SO4)3溶液、氨水
CuC2溶液的反应机理,进行以下实验。
C.NaHCO3溶液、溴水
实验一:将光洁的A1条插入饱和CuCl2溶
D.H2C2O4溶液、酸性KMnO4溶液
液中,一段时间后溶液变为无色,产生大量
24■
O专题3金属及其化合物
气泡,析出红色固体,取反应后的无色溶液
2HCOs=MnCOs+CO2+H2O
于试管中,加入蒸馏水,产生大量白色沉淀。
C.“还原”后所得产物主要为Na[CuCl2]
实验二:取白色沉淀于试管中,加入NaCI
D.产品CuCI可用冷的乙醇洗涤
溶液,沉淀溶解,得无色溶液,插入光洁的
7.(2024山东聊城一模)马日夫盐
A1条,析出紫红色固体。
[Mn(H2PO4)2·2H2O]常用于机械设备
根据实验现象分析,下列说法正确的
的磷化处理,可起到防锈效果。以水锰矿
是(
[主要成分为MnO(OH),还含有少量的
A.生成的气体为H2,白色沉淀为A1(OH)3
Fe2O3、Al2O3、SiO2及微量的CaO]为原料
B.1molA1与足量饱和CuCL2溶液反应可
制备马日夫盐的一种工艺流程如图所示。
生成1.5 mol Cu
H,S0,溶液、S02Mn02
氨水
NHF溶液
C.上述实验涉及的含铜物质发生的化学反
水锰矿
矿浆
步骤了→步骤Ⅱ→步骤Ⅲ→除钙
应均为氧化还原反应
滤渣1
滤渣2
滤渣3
D.“实验二”无色溶液中,铜元素的价态为
磷酸溶液NH,HCO,溶液
+1价
一系列
考点3金属材料开发利用金属矿物
马日夫盐操作酸溶,一低温沉钰
6.(2023山东日照校际联考一模,不定项)氯
已知:Kp(CaF2)=3.6×10-12,当溶液中
化亚铜(CuCI)是石油工业常用的脱硫剂和
剩余的某金属离子浓度≤1×10-5mol/L
脱色剂,以低品位铜矿(主要成分为Cu2S和
时,通常认为该金属离子已沉淀完全。下
铁的氧化物)为原料制备CuCI流程如图。
列说法错误的是(
稀硫酸
氨水
A.步骤I、Ⅱ、Ⅲ均涉及氧化还原反应
MnO2
氨水NH,HCO
→浸取一除闵→除锰加热滤液过滤、洗涤高活性
B.滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3
CuO
滤渣1MnCO,
C.低温条件下沉锰是为了防止NH HCO3分解
HO
Cu盐酸
CuC1过滤、洗涤、干燥
D.“除钙”步骤中控制c(F-)≥6X
稀释一
还原
NaCl
10-4mol/L可使Ca+完全沉淀
已知:CuCl难溶于醇和水,热水中能被氧
8.(2024山东聊城二模,不定项)某废旧三元
化,CuCI易溶于浓度较大的C1-体系中
锂离子电池正极材料的主要成分是
CuCl+CI-=[CuC2]。
LiNio.6Coo.2Mno.2O2和A1,如图是处理电池
下列说法错误的是()
正极材料回收锂、钴、镍、锰、铝的一种流程。
A.“浸取”过程中可用浓硫酸代替稀硫酸
已知:常温下,碳酸锂微溶于水,碳酸氢锂易
B.“除锰”过程中发生离子反应为Mn++
溶于水。焙烧时Li元素转化为Li2CO3。
25
实战册
实战高考·化学
NaOH
氮气适量
稀HS04KS0
锂离子
,溶液
气流碳粉
C02
电池正
碱浸
焙烧
水浸热解Li,C0
闲→油风攀装
极材料
证液-热释列A1cd
滤渣
滤液I
两种气体
Co、Ni、MnO
下列说法正确的是(
)
A.LiNio.6Co.2Mno.2O2中Ni2+、N+、Co+个数
A电解AO水浸
比为1:2:1,则Mn的化合价为+4
滤液Ⅱ
B.该流程中除“焙烧”外均不涉及氧化还原
下列说法错误的是(
反应
A.“滤液Ⅱ”可以循环利用
C.冶炼金属锂和金属铝均可用电解其熔融
B.“煅烧”中产生的两种气体为SO2和O2
氯化物的方法
C.“滤渣”的成分为SiO2和少量残余的
D.“水浸”步骤反应温度不宜过高
A12Os
9.(2024山东名校考试联盟二模)以电厂废料
D.10.0g废料得到5.0g干燥的“滤渣”
(Al2O3的质量分数为50%,其余为SiO2和
(A12O3质量分数为5%),A12O3的浸取率
CaO)为原料提取A1的工艺流程如图:
为95%
题型
闯关)
题型①微型化工流程题
1mol电子
1.(2025山东淄博一模)用黄铜矿(主要成分
2.(2024山东烟台一模,不定项)一种利用含
CuFeS2,含少量SiO2)冶炼铜的一种工艺流
钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量
程如图所示:
SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质)制备LiCoO2的
FeCl溶液
NaCI溶液
盐酸
工艺流程如下。下列说法错误的是(
铜
→一次浸取
→二次浸取
调节pH→Cu
硫酸H,O2氨水NH,HCO
LiCO,
矿
滤液1
滤渣
滤液2
含
废料酸浸一调p日-沉钻cC0,
高温
+LiCoO,
已知:“一次浸取”后的滤渣主要为CuC1、S、
焙烧
SiOz CuCl(s)+C (ag)[CuCl2](ag).
滤渣
滤渣气体X
下列说法错误的是()
已知:常温下,部分金属离子沉淀的pH如
A.“一次浸取”反应的化学方程式为CuFeS2
下表。
+3FeCl3=CuCl++4FeCl2+2S
金属离子
Fe2+
Fes+
A3+
Co2+
B.滤液1在空气中加热蒸干灼烧后,可
开始沉淀的pH
8.5
2.2
3.4
7.8
得Fe2Os
完全沉淀[c(金属离子)
C.“二次浸取”后滤渣中的混合物可用热的
≤1×105mol·L1]10.0
3.0
4.5
9.4
NaOH溶液分离
的pH
D.“调节pH”中每生成1 mol Cu,转移
A.“酸浸”时可用SO2代替H2O2
26
O专题3金属及其化合物
B.“调pH”的范围为4.5~7.8,滤液中残留
NaCl、CH3 COONa、
的c(A13+):c(Fe3+)=104.5
(3)蒸馏时,所用到的玻璃仪器有酒精灯、冷
C.气体X可在“调pH”操作单元回收利用
凝管、锥形瓶、温度计、
0
D.“高温焙烧”时的化学方程式:4CoCO3十
(4)滤液1中含Cx3+和Co+的浓度分别为
2Li6C0,+0,高温4LiCo02十6C0,
520mg·L-1、10.62mg·L1,“调节pH”
步骤pH的范围为
。[已知:当
题型-②金属类化工流程题
c(+)≤105mol·L1时,可认为m+已
3.(2025山东聊城一模)铂族金属钌(Ru)广泛
经沉淀完全]
用于航天航空、石油化学、信息传感工业、制
4.(2025山东烟台一模)一种铂铼废催化剂
药等高科技领域。以下工艺实现了电子废
(Pt、Re,含Al2O3、FeO4、积碳等杂质)中金
弃物中铂族金属钉(Ru)的回收利用,电子
属元素的综合回收利用的工艺流程如下。
废弃物主要成分为Ru、Co、Cr、Si等物质。
NaOH溶液气体Y NHCI
H.
HCI
NaOH+氧化剂
CH,CH2OH
废能剂塔是一密斋包一而-民包一朵一高还圆一·铁粉
晶体
电子废弃物→酸溶
→氧化溶浸Na,Ru0还原
滤渣1滤渣Ⅱ
HC-NaClO,溶液NH,C
滤液1(含Cr、Co2
滤液2
丛S0游液,路解→湘相一→器解口一→沉的一系列操件海络铂
调节pH一→沉钴
>CoCO3
地液
滤渣1
NH.HCO
已知:①高铼酸铵(NH ReO4)微溶于冷水,
盐酸
NaClO
易溶于热水;
RuCl,结晶吸收蒸馏
Ru(OH)
②室温下:Kp{(NH4)2[PCl6]}=5.7×
气体x
10-6w57≈7.5。
已知:①lg4=0.6,②Kp[Cr(OH)3]=6.4
回答下列问题:
×10-31,Kp[Co(OH)2]=1.8×10-15。
(1)“焙烧”的目的:①将铼转化为Re2O,
(1)“氧化溶浸”步骤,两种氧化剂在不同温
②
;“溶解I”中含铼化合物发生
度下对渣率和钉浸出率的影响分别如图甲、
反应的离子方程式为
图乙所示,则最佳反应温度为
,适
(2)“滤渣Ⅱ”的成分为
,“操作
宜选择的氧化剂为
,反应的离子方
I”为
过滤、洗涤、干燥。
程式为
(3)“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为
70
■NaClo2
100F
;“沉铂”时,若溶液中c[PtC]2-〉
NaClO
60
80
是50
0.1mol/L,加入等体积NH4Cl溶液,
60
●
Naclo
40
40
NaClO
[PtC]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)
30
20L
20
所需NH4CI的最小浓度为
190200210220
230
190200210220230
温度/℃
温度/℃
mol/L(忽略溶液混合后体积的变化)。
分
乙
(4)“高温还原”时,工业上用价格稍贵的
(2)“还原”步骤,CHCH2OH的氧化产物
H2,而不选用廉价还原剂碳的原因是
为CH COO,则氧化剂和还原剂的物质的
;理论上获得3.72g铼粉,需要标准
量之比为
,滤液2中的主要成分有
状况下H2的体积至少为
27
实战册
实战高考·化学
5.(2024山东日照一模)回收利用废旧锂离子
6.(2024山东济宁一模)一种以钉矿石[主要
电池中钴酸锂粗品制备LiCoO2产品,可实
含Ru(CO3)2还含少量的Al2O3、FeO、
现资源的循环利用。其工艺流程如下。
MgO、SiO2和CaO等]为原料制备钌(Ru)的
氯化胆碱H,C0。
NaOH溶液Na,CO,
流程如图,回答下列问题:
NazCO3
水浸
H,SO4碱性NaClo,Na正
LiCo0,粗品→微波共熔
水浸一沉钴一→沉锂
钉矿石→熔融→熔块→酸浸→沉铁→软化
滤渣1
滤渣2→煅烧
沉淀
滤液1
NazFex(SO)d(OH)
通空气
H2
浓Na,C0,
通空气
Ru+还原炉,灼烧
沉钉1力案1
LiCo0,产品←高温烧结
滤液2
已知:①氯化胆碱[HOCHCHN+(CH)3·C]
C02
(NHC2O
Ru灼烧
方案2
沉钉2
是铵盐,熔点较低;LiCoO2熔点较高。
A
滤液3
②Co+在溶液中常以[CoCL4]2-(蓝色)和
已知:①常温下,Kp(CaF2)=1.5×10-10,
[Co(H2O)6]2+(粉红色)形式存在。
Ksp(MgF2)=7.4X10-1,W/7.4≈2.7w√15
③常温下,K[Co(OH)2]=1×10-15。
≈3.9。
回答下列问题:
②离子浓度等于或低于1×10-5mol·L1
(1)“水浸”过程中溶液由蓝色逐渐变为粉红
时,则认为该离子已被完全除去。
色,则“微波共熔”后获得的含Li、Co的化合
(1)气体A的成分为
,滤液1中溶
物为
(填化学式),“微波共熔”中氯
质为
化胆碱的作用是
(2)“沉铁”的离子方程式为
(3)“软化”时,溶液中钙离子和镁离子的浓度
(2)“沉钴”过程发生反应的离子方程式为
分别为0.01mol·L1和0.02mol·L1,常温
。
常温下,钴离子恰好沉淀
下取2.0L该滤液,使其中Ca2+、Mg2+沉淀
完全时溶液的pH=
[当c(Co2+)
完全,则至少需要加入NaF的物质的量为
≤105mol/L时可认为离子沉淀完全]。
(3)“煅烧”过程生成Co3O4,则消耗的
(4)“灼烧”时Ar的作用是
n[Co(OH)2]:n(O2)=
(5)产生相同物质的量的钌,方案1中消耗
(4)可回收利用“沉锂”后的滤液的操作单元
H2与方案2中产生CO2的物质的量之比为
是
;从安全角度分析,方案2优于方
(5)“高温烧结”发生反应的化学方程式为
案1,其理由是
28答案册
实战高考·化学
(2)4.5≤pH≤9.3使2CrO2-+H20=Cr2O-+
2OH-平衡正向移动,提高Na2Cr2Oh的产率
浸取
(3)有Na2Cr2On析出H2SO4(4)阳CrO
解析以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要
原料制备红矾钠(N2Cr2On·2H2O)过程中,向铬铁矿中
加入纯碱和O2进行焙烧,FeCr2O4转化为Na2Cr2O4,
Fe(Ⅱ)被O2氧化成Fe2O3,Al、Si氧化物转化为
Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,加入水进行“浸取”,Fe2O3不溶
于水,过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使
[A1(OH)4]一、SiO与转化为沉淀过滤除去,再向滤液中
加入H2SO4,将Na2Cr2O4转化为Na2Cr2O7,将溶液蒸发
结晶将Na2SO4除去,所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7
·2H2O晶体,母液中还含有大量H2SO4。(2)中和时调
节溶液pH目的是将[A1(OH)4]一、SiO转化为沉淀过
滤除去,由图可知,当溶液pH≥4.5时,A13+除尽,当溶
液pH>9.3时,H2SiO3会再溶解生成SiO号,因此中和时
pH的理论范围为4.5≤pH≤9.3;将Al元素和Si元素除
去后,溶液中Cr元素主要以Cr2O号和CrO存在,溶液
中存在平衡:2CrO2+H20=Cr2O号+2OH,降低
溶液pH,可提高Na2Cr2On的产率,由上述分析可知,Fe
元素在“浸取”操作中除去。(3)蒸发结晶时,N2SO4主要
以Na2SO4·10H2O存在,溶液中还含有Na2Cr2O7,若蒸
发结晶时,过度蒸发将导致有Na2Cr2O7析出;由上述分
析可知,流程中循环利用的物质除Na2Cr2O7外,还有H2
SO4.(4)由4Na2Cr2O4十4H0通电2Na2Cr2O+
4NaOH+2H2◆十O2个可知,电解过程中实质是电解水,
阳极上OH-失去电子生成H2O和O2,阴极上H+得到
电子生成H2,由2CrO+H20、Cr2O号+20H-可
知,Cr2O号在c(OH-)减小的电极室中制得,即Na2Cr2
O,在阳极室产生;电解过程中,阳极室中c(OH一)减小,
CrO2水解平衡正向移动,c(CrO)减小,c(Cr2O号)
增大,为提高制备Na2Cr2On的效率,CrO通过离子交
换膜移向阳极。
⑨(1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率MnO2
+BaS+H2O一Ba(OH)2+MnO+S(2)过量的
MnO2消耗了产生的Ba(OH)2(3)蒸发(4)H2O2
山东模
考点闯关
①A解析碳酸钠(Na2CO3)碱性较强,通常不用作食品
膨松剂,食品膨松剂常用的是碳酸氢钠(小苏打),它受热
382
4.9(5)Mn2++HCO3+NH3·H2O=MnCO3¥+
NH+H2O
解析软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量FeO4、Al2O3)加
入硫化钡溶液进行反应,主要发生MnO2十BaS十H2O
—Ba(OH)2十MnO+S,过滤得到Ba(OH)2溶液,经蒸
发结晶、过滤、干燥得到氢氧化钡;滤渣用硫酸溶解,得到
的滤液中主要金属阳离子有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+,得
到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫黄;之后向滤液中加入合
适的氧化剂将Fe2+转化为Fe3+,然后加入氨水调节pH,
使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去,压滤得到的废渣为
Fe(OH)3和Al(OH)3,此时滤液中的金属阳离子只有
Mn2+,向滤液中加入碳酸氢铵、氨水,Mn2+和碳酸氢根
电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,过滤、洗涤、干燥
得到高纯碳酸锰。(1)软锰矿预先粉碎可以增大反应物
的接触面积,使反应更充分,提高反应速率;MnO2与BaS
反应转化为MnO,Mn元素的化合价由十4价降低为十2
价,根据元素价态规律可知一2价的S元素应被氧化得到
S单质,则MnO2与BaS的系数比应为1:1,根据后续流
程可知产物还有Ba(OH)2,结合元素守恒可得化学方程
式为MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S。
(2)根据题目信息可知MnO2为两性氧化物,所以当
MnO2过量时,会消耗反应产生的Ba(OH)2,从而使
Ba(OHD2的量达到最大值后会减小。(3)滤液I为结晶
后剩余的Ba(○H)2饱和溶液,所以可以导入到蒸发操作
中循环使用。(4)净化时为更好的除去F元素需要将
Fe2+氧化为Fe3+,为了不引入新的杂质,且不将Mn元
素氧化,加入的试剂X可以是H2O2;根据表格数据可知,
Fe(OH)3和Al(OH)3为同类型的沉淀,而Al(OH)3的
Kp稍大,所以当AI3+完全沉淀时,Fe3+也一定完全沉
淀,当c(A13+)=1.0×10-5mol/L时,c(OH)=
型oD3=√0mol·11=
√c(A3+)
10-9.1mol/L,所以c(H+)=10-4.9mol/L,pH=4.9,即
pH的理论最小值为4.9。(5)碳化过程Mn2+和碳酸氢
根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,促进碳酸氢根
的电离,产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水,所
以离子方程式为Mn++HCOs+NH3·H2O
MnCO↓+NHt+H2O。
拟专练
分解产生二氧化碳气体使食品膨松。A选项错误。
2B解析Cl2能溶于水,在饱和NaCl溶液中溶解度会
变小,A正确;Na2CO3溶液既能与HCl反应,也能与CO2
反应,应该用饱和碳酸氢钠溶液除去C○2中的HCI气体,
B错误;油脂在碱性条件下水解为甘油和高级脂肪酸钠的
反应称为皂化反应,C正确;CHCH2Br在NaOH醇溶液
中发生消去反应,D正确。
③B解析向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸,刚开始没有
气泡,滴加一定量后才产生气泡,向稀盐酸中滴加
Na2CO3溶液立即产生气泡,故A不符合题意;
Al2(SO4)3溶液和氨水无论滴加顺序怎样,都会立即生成
氢氧化铝沉淀,故B符合题意;向NaHCO3溶液中滴加溴
水,溴水中的HBr和NaHCO3反应生成二氧化碳气体,
溴水过量时溶液变为橙黄色,向溴水中滴加NaHCO3溶
液,溴水中的HBr和NaHCO3反应生成二氧化碳气体,
溶液由橙黄色变为无色,故C不符合题意;向H2C2O4溶
液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为紫色,向酸
性KMnO4溶液中滴加H2C2O4溶液,溶液由紫色变为无
色,故D不符合题意。
④A解析根据某常见金属单质及其部分化合物的“价
一类”二维图知,a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为
Fe(OH)3、e为Fe(OH)2、f为亚铁盐(如FeCl2等)、g为铁
盐(如FeCl等)、h为高铁酸盐(如K2FeO4等)。Fe与
HCl反应生成FeCl2,FeCl2与C2反应生成FeC3,FeCl3
与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe2O3不能通过一步反应
转化为Fe(OH)3,A项不合理;b与HI的反应为FeO+
2HI=FeI2+H2O,c与HI的反应为Fe2O3+6HI
2FI2十I2十3H2O,前者为复分解反应、非氧化还原反应,
后者为氧化还原反应,B项合理;FO具有强氧化性,
用于饮用水的消毒,其还原产物Fe3+水解生成Fe(OH)3
胶体用于净水,C项合理;图乙构成原电池,Fe为负极,Fe
(a)极电极反应为Fe一2e-一Fe2+,向a极附近滴入铁
氰化钾溶液会产生蓝色KFe[Fe(CN)6]沉淀,D项合理。
⑤D解析白色沉淀于试管中,加入NaCl溶液,沉淀溶
解,得无色溶液,插入光洁的A1条,析出红色固体,红色
固体应为铜单质,则沉淀不是氢氧化铝沉淀,结合质量守
恒定律,沉淀是含铜元素的CuCl,A错误;反应中生成气
体,根据活动性应该为铝参与反应生成的氢气,则1ol
A1不会全部参与置换铜离子生成铜单质,则不会生成
1.5 mol Cu,B错误;结合A分析,初始反应后的无色溶液
于试管中,加入蒸馏水,产生大量白色沉淀,加入NCl溶
液,沉淀溶解,得无色溶液,则应该初始反应生成
[CuC2]一,稀释后溶液浓度减小,[CuC2]-转化为CuCl
沉淀,加入NaCl溶液,氯离子浓度增大,CuCl和过量氯离
子生成[CuCl2]一,反应中没有元素化合价改变,不是氧化
还原反应,C错误;结合AC分析,“实验二”无色溶液中,
铜元素的价态为十1价,D正确。
O实战册参考答案及解析
⑥AB解析低品位铜矿中加入稀硫酸、二氧化锰浸取,
将S元素氧化形成硫单质除去,所得滤液加入氨水除铁,
得到的滤渣1主要为氢氧化铁,再加氨水、碳酸氢铵除锰
得到碳酸锰,滤液再加热、过滤、洗涤得到高活性氧化铜,
加入铜、盐酸和氯化钠还原,再加水稀释后过滤、洗涤、干
燥得到氯化亚铜。浓硫酸具有强氧化性,反应过程中能
生成有害气体二氧化硫,不能用浓硫酸代替稀硫酸,A错
误;向滤液中加入氨水、碳酸氢铵得到碳酸锰,离子方程
式为Mn2++HCO3+NH3·H2O-MnCO3V+
NH吐十H2O,B错误;根据分析可知,高活性氧化铜加入
铜、盐酸和NaCl还原,生成CuCl,已知CuCl易溶于浓度
较大的CI-体系中,存在CuC十C-一[CuC2]-,所以
“还原”后所得产物主要为Na[CuCl2],C正确;乙醇能降
低CuCl的溶解减少损失,且易挥发便于千燥,防止CuCl
被氧化,所以产品CuCl可用冷的乙醇洗涤,D正确。故选
AB。
⑦A解析向水锰矿矿浆中加入H2SO4和SO2,SiO2与
H2SO4不反应,Fe2O3溶解产生的Fe3+被还原为Fe2+,
过滤得到含有Mn2+、SO、Fe2+、Ca2+、Al3+的混合溶
液和含有SiO2、CaSO4(微溶)的滤渣1;滤液中加入
MnO2,将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水调节pH将Fe3+、
A13+转化为Fe(OH)3、A1(OH)3沉淀除去,加入NH4F
溶液将Ca+转化为CaF2沉淀除去,滤液主要成分为Mn-
SO4,加入NaHCO3溶液,得到MnCO3沉淀,加入适量磷
酸溶液得到Mn(H2PO4)溶液,一系列操作后得到Mn
(H2PO4)·2H2O。根据分析,步骤Ⅲ为加入氨水调节
pH将Fe3+、A13+转化为Fe(OH)3、AI(OH)3沉淀除去,
只涉及复分解反应,不涉及氧化还原反应,A错误;根据
分析,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3,B正确;
NH4HCO3为铵态碳酸氢盐,高温易分解,低温条件下沉
锰是为了防止NH4HCO3分解,C正确;根据Ksp(CaF)
=3.6×10-12,若要使Ca2+完全沉淀,则c(F-)≥
/Ksp(CaF2)_3.6×10-1z
Vc(ca2+)√1X10-5mol/L=6×10-4mol/L,D
正确。
⑧AD解析锂离子电池正极材料(主要成分为
LiNio.6Coo.2Mno.2O2和Al),加入NaOH溶液,将Al转
化为[A1(OH)4]-,过滤后得到含[A1(OH)4]-的滤
液,经一系列操作后得到A1,滤渣加入适量碳粉,在氮气
气流中焙烧,Li元素转化为Li2CO3,同时有CO2、Co、Ni、
MnO生成,加水进行水浸,且通入CO2,微溶的Li2COs转
化为易溶的LiHCO3,得到LiHCO3溶液,热解后得到
Li2CO3。LiNio..6Coo.2Mno.2O2中Ni2+、Nis+、Co3+个数
比为1:2:1,设M血的化合价为,则1+0.6×号×2+
383
答案册
实战高考·化学
X名×3+3X0.2十0.2x=4,解得x=4,则M而
合价为十4,故A正确;“碱浸”时A1转化为
[A1(OH)4]一,属于氧化还原反应,故B错误;A1Cl3是
共价化合物,熔融状态下不导电,冶炼金属A1通常是电
解熔融氧化铝,故C错误;“水浸”步骤反应温度不宜过
高,避免LiHCO分解,故D正确。故选AD。
⑨C解析废料中加入硫酸,二氧化硅不反应,氧化钙和
硫酸生成微溶的硫酸钙,故浸渣为二氧化硅、硫酸钙,浸
出液加入硫酸钾,产生复盐明矾沉铝,千燥脱水,焙烧产
生氧化铝、硫酸钾和两种气体,水浸除去硫酸钾,得到氧
化铝,电解得到铝。“水浸”后得到的“滤液Ⅱ”成分为
K2SO4,可在“沉铝”工序循环使用,A正确;“煅烧”中产
生二氧化硫,硫元素化合价降低,则根据电子守恒可知,
氧元素化合价升高得到氧气,两种气体为SO2和O2,B正
确;由分析可知,“浸渣I”的主要成分除残余A2○3外,还
有二氧化硅、硫酸钙,C错误;10.0g废料得到5.0g干燥
的“滤渣Ⅱ”(A2O质量分数为5%),Al2O3的浸取率为
10gX50%-5.0gX5%×100%=95%,D正确。
10g×50%
题型闯关)
①C解析结合已知CuFeS2被氯化铁氧化生成CuCI和
S,氯化铁被还原为氯化亚铁,根据得失电子守恒以及元
素守恒得反应的化学方程式为CuFeS.2+3FeCl3=CuCl
十4FeC2十2S,故A正确;滤液1主要成分为氯化亚铁,
在空气中加热会被氧化为氯化铁,蒸千过程中氯化铁水
解生成氢氧化铁,灼烧得到氧化铁,故B正确;二次浸取
后滤渣为S和SiO2,两者均能与NaOH反应,因此不能用
热的NaOH溶液分离,故C错误;“调节pH”时发生的反
应为2[CuC2]-H世Cu+Cu2++4Cl-,每生成1mol
Cu,转移1mol电子,故D正确。
2AC解析C0sO4中钻元素化合价有十+2、十3,含钻废
料加入硫酸酸浸能与金属氧化物反应生成F3+、Al3+,
SiO2不反应过滤为滤渣,过氧化氢能将Co3+还原为Co+,
加入氨水调pH得到Fe(OHD3、Al(OH)3沉淀,过滤加入碳
酸氢铵沉钻,气体X为CO2,碳酸钻和碳酸锂在氧气作用
下高温焙烧生成LiCoO2和二氧化碳。根据分析,“酸浸”
时过氧化氢作用是将C03+还原为C02+,而SO2能够和
F3+反应,因此不能代替O2,故A错误;由表中数据可
知pH=3.0时Fe3+沉淀完全,则Kp[Fe(OHD3]=1.0X
10-5×[10-(14-3.0)]3,pH=4.5时A3+沉淀完全,则
Kp[A1(OHD3]=1.0×10-5×[10-(14-4.5)]3,则c(A13+)
Ksp[Al(OH)3]
:c(Fe3+)=
C3(OH)
Ksp[Fe(OH)3]
=1045:1,故B正确;气体X
c3(OH-)
384
为CO2,不能进入“调pH”操作单元回收利用,故C错误;
“高温焙烧”时碳酸钻被氧化为LiCoO2,,氧化剂为氧气,反
应的化学方程式为4CC0s十2LC05十0,高温4LCo02十
6CO2,故D正确。故选AC。
3(1)200 C NaClO Ru+20H-+3CIO--Ru02
+3C1-+H2O
(2)2:1 Na2 SiOs
(3)蒸馏烧瓶和牛角管
(4)5.6≤pH8.5
解析(I)“氧化溶浸”步骤中,钉被氧化为Na2RuO4,要求
钌的浸出率高,渣率低,选择最佳温度为200℃,NaClO
作氧化剂;CO-被还原为CI-,Ru被氧化为RuO。
(2)“氧化溶浸”的溶液中有NaCl、Na2RuO4和Na2SiO3,
用乙醇还原Na2RuO4,氧化剂为Na2RuO4,还原剂为乙
醇,得到Ru(OH)4沉淀和CH3COO,根据得失电子守
恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1;滤液2中有
NaCl、CH3 COONa和Na2SiO3。(3)蒸馏需要的仪器有酒
精灯、冷凝管、锥形瓶、温度计、蒸馏烧瓶和牛角管等。
(4)“调节pH”让Cr3+沉淀,Co2+不沉淀,Cr3+浓度为
10-5mol/L时沉淀完全,Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)X
c3(0H-)=1×10-5×c3(0H-)=6.4×10-31,得出
c(OH-)=4×10-9mol/L,c(H+)=2.5×10-6mol/L,
pH=5.6,Co2+浓度为10.62mg/L,即
10.62×10-3g·L-1
59g·mol-1
=1.8×10-4mol/L,Co2+开始沉淀
时,Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=1.8×10-4
×c2(OH-)=1.8×10-15,得出c(OH-)=1×
10-5.5mol/L,c(H+)=1×10-8.5mol/L,pH=8.5,故
pH范围为5.6≤pH<8.5。
④(1)除积碳Re2O7+2OH一2ReO4+H2O
(2)A1(OH)3蒸发浓缩、冷却结晶
(3)3Pt+16C1-+2CIOs+12H+一3[PtCl6]2-+
6H201.7
(4)不引入杂质,便于分离提纯铼1.568
解析(1)“焙烧”的目的为①将铼转化为Re2On,②除积
碳;“溶解I”中Re2O7和NaOH反应转化为NaReO4,离
子方程式为Re2O,+2OH--2ReOm+H2O。(2)“滤
渣Ⅱ”的成分为Al(OH)3,“操作I”可以得到NH4ReO4
晶体,为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、千燥。(3)“溶
解Ⅲ”中加入HC-NaCIO3溶液溶解Pt,生成[PtCl6]2-和
H2O,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式;
“沉铂”时,若溶液中c{[PtC6]2-}=0.1mol/L,加入等
体积NH4Cl溶液,[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5
mol/L)时溶液中c(NHt)=
/Kp{NH4)2LPtC6亚
cPtCl62
5.7×10-6
√.0X10-mol/L≈0.75mol/L,则所需NH4C1的最小
浓度为0.1mol/LX2V+0.75mol/LX2Y=1,7mol/L.
V
(4)“高温还原”时,工业上用价格稍贵的H2,而不选用廉
价还原剂碳的原因是不引入杂质,便于分离提纯铼;根据
化学方程式2NH4ReO4十7H高温2Re+2NH+8H20,
3.72g
理论上获得3.72g铼粉,n(Re)=186gm0=0.02mol,
需要标准状况下的体积至少为0.07molX22.4L/mol=
1.568L。
⑤(1)Li2[CoCL4]作为反应物提供C1-,作助剂降低
Li2CoO2熔融所需的温度
(2)[Co(H2O)6]2++2OH-=Co(OH)2+6H2O9
(3)6:1(4)沉钴
(5)6LC06+02+4Co,0,高温12LiC02+6C02
解析氯化胆碱、草酸和LiCoO2微波共熔的过程中,C0被
还原为十2价,经过水浸滤液中C0以[Co(H2O)6]2+存
在,加入氢氧化钠沉钻,得到C0(○H)2沉淀和含有锂离子
的溶液,C0(OH)2固体经过煅烧得到Co3O4固体,含有锂
离子的溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀,碳酸锂
和Co3O4高温烧结(通入空气氧化)得到LiCoO2产品。
(I)[CoC4]2-呈蓝色,“水浸”过程中溶液由蓝色逐渐变
为粉红色,则“微波共熔”后获得的含Li、C0的化合物为
Li2[CoC4],又已知“氯化胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3
·C-]是铵盐,熔点较低,LiCoO2熔点较高”,则“微波共
熔”中氯化胆碱的作用是作为反应物提供CI一,作助剂降
低Li2CoO2熔融所需的温度。(2)水浸滤液加入氢氧化钠
沉钻,得到Co(OH)2沉淀。常温下,Ksp[Co(OH)2]=1
×10-15,当c(Co2+)≤10-5mol/L时可认为离子沉淀完
全,则钻离子恰好沉淀完全时溶液中c(OH一)=10-5
mol/L,pOH=5,则pH=9。(3)“煅烧”过程Co(OH)2生
成Co04,反应为6Co(OHD2+02高温2Co0,十6H20,
则消耗的n[Co(OH)2]:n(O2)=6:1。(4)“沉锂”后的
滤液中有残留的[C0(H2O)6]2+、锂离子和氯化钠,若加
碱有利于[Co(H2O)6]2++4C1-=[CoC4]2-+6H2O
左移、[Co(H2O)6]2+进一步转化为Co(OH)2沉淀,故可
回收利用“沉锂”后的滤液的操作单元是“沉钻”。(5)碳酸
锂和Co3O4高温烧结(通入空气氧化)得到LiCoO2产品。
6(1)CO2 Na2 SiO3,Na[Al(OH)4]
(2)6Na++12Fe2++2C1O3+18S02+6H20
3Na2 Fe4 (SO4)6(OH)2+2C1-+60H-
O实战册参考答案及解析
(3)0.1278mol
(4)作保护气,防止钌与空气中的氧气反应
(5)1:2方案1使用氢气作还原剂,氢气是易燃易爆气
体,方案2更安全
解析熔融后得到的熔块为金属氧化物和熔融混合生成的
高温不分解的盐,Ru(CO3)2热分解,气体A为CO2,水浸
时,熔融得到的硅酸钠、四羟基合铝酸钠溶解,即为滤液1
的溶质,酸浸后溶液中有Ru4+、Fe2+、Mg2+、Ca2+,沉铁
时加入氯酸钠在碱性条件下把二价铁转化为三价铁并生
成Na2Fe4(SO4)6(OH)沉淀除去,软化步骤是加入氟离
子使Mg2+、Ca2+变为氟化物沉淀除去,转化后的液体即
为含Ru4+的溶液,通过后续步骤得到Ru。(I)由分析
知,A为CO2,滤液1中溶质为Na2SiO3、Na[Al(OH)4]。
(2)“沉铁”时,氯酸钠在碱性条件下把二价铁转化为三价
铁并生成Na2Fe4(SO4)6(OH)沉淀。(3)Ksp(MgF2)=
7.4×10-11更小,说明Mg2+先沉淀完全,故以Ca2+完全
沉淀计算,Kp(CaF2)=1.5×10-10=c(Ca2+)X
c2(F-),当c(Ca2+)=1X10-5mol·L-1时,c(F-)=
√15×10-3≈3.9×10-3mol/L,则加上沉淀的氟离子,
需加入NaF的物质的量为(0.01mol·L-1X2十
0.02mol·L-1×2)×2.0L+3.9×10-3mol/L×2.0L
=0.1278mol。(4)“灼烧”时,方案1中有还原性的H2,
未加入Ar,方案二加了Ar,故Ar的作用是作保护气,防
止钌与空气中的氧气反应。(5)Ru从十4价变为0价,每
生成1 mol Ru,方案1需要H21mol,方案2分解产生
CO22mol,方案1中消耗H2与方案2中产生CO2的物质
的量之比为1:2;从安全角度分析,方案2优于方案1。
分层闯关
①B解析由题千流程图可知,将铅银渣进行氧化焙烧,
将Pb、Ag、Cu分别转化为PbO、Ag2O和CuO,向焙烧之
后的固体中加入H2SO4、NaCl、NaNO3,则可得到含
PbSO4、AgCl的滤渣,和含有CuSO4、Na2SO4的滤液,向
滤渣中加入Na2SO3溶液进行络合浸出,过滤得到浸渣主
要成分为PbSO4和滤液,向滤液中加入甲醛,将
[Ag(SO3)2]3-还原为Ag,同时HCHO转化为HCOO,
据此分析解题。原酸浸液为H2SO4、NaCl和NaNO3,根
据离子成分可知,“酸浸”过程中可用稀HNO3代替
NaNO3,A正确;由分析可知,“络合浸出”时AgCI和
Na2SO3发生络合反应,该离子反应为AgC1十2SO
[Ag(SO3)2]3-十C1-,B错误由分析可知,浸渣的主要
成分是PbSO4,C正确;由分析可知,“还原析银”时,
HCOO一为氧化产物,Ag为还原产物,根据电子守恒可
知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2,D
正确。
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