1、曲一線 2023版5年高考3年模擬B版第 頁專題五金屬及其化合物 第一套1.下列說法不正確的是()A.氮?dú)?、二氧化碳均可用作鎂燃燒的滅火劑B.熟石灰、氨水均可用于吸收工業(yè)廢氣中的二氧化硫C.氯化鈉可用于生產(chǎn)純堿、燒堿D.氧化鎂、氧化鋁均可用于制作耐火材料答案A鎂能在N2、CO2中繼續(xù)燃燒,故鎂燃燒不能用氮?dú)?、二氧化碳作滅火?A項(xiàng)錯誤。2.下列說法正確的是()A.工業(yè)上電解熔融AlCl3冶煉AlB.高爐煉鐵工藝中,可用石灰石除二氧化硅C.兩根分別蘸有濃氨水和濃硝酸的玻璃棒靠近會產(chǎn)生白霧D.向飽和食鹽水中依次通入CO2和NH3會析出NaHCO3固體答案BA項(xiàng),AlCl3是共價化合物,熔融狀態(tài)不導(dǎo)

2、電,工業(yè)上用電解熔融Al2O3冶煉鋁,錯誤;C項(xiàng),產(chǎn)生的是白煙而非白霧,錯誤;D項(xiàng),應(yīng)先通NH3使溶液呈堿性,后通CO2,有利于CO2的吸收,錯誤。3.工業(yè)上以黃鐵礦(主要成分為FeS2)為原料,采用接觸法制備濃硫酸的原理如下:下列說法不正確的是()A.用鹽酸和燒堿可從燒渣中提取鐵紅B.凈化SO2的目的是防催化劑中毒降低活性C.用水替代98.3%濃硫酸能提高吸收效率D.制備硫酸的3個反應(yīng)中2個是氧化還原反應(yīng)答案CA項(xiàng),先用鹽酸溶解燒渣,可除去二氧化硅,再用氫氧化鈉可分離鋁元素和鐵元素,最后灼燒氫氧化鐵制鐵紅,正確;B項(xiàng),二氧化硫中有雜質(zhì)會使催化劑中毒(降低活性),凈化SO2的目的是防催化劑中毒

3、降低活性,正確;C項(xiàng),三氧化硫與水反應(yīng)放出大量熱量,用水直接吸收三氧化硫會形成“酸霧”,吸收速率慢,不利于三氧化硫的吸收,錯誤;D項(xiàng),黃鐵礦(FeS2)與O2反應(yīng)及SO2與O2反應(yīng),都是氧化還原反應(yīng),正確。4.以黃鐵礦(主要成分為FeS2,其中S的化合價為-1價)為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程如下圖。下列說法不正確的是()A.將黃鐵礦粉碎,可加快其在沸騰爐中的化學(xué)反應(yīng)速率B.沸騰爐中每生成1 mol SO2,有11 mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移C.接觸室中排放出的SO2、O2循環(huán)利用,可提高原料利用率D.吸收塔排放的尾氣可通過氨吸收轉(zhuǎn)化成氮肥答案BA項(xiàng),將黃鐵礦粉碎,增大接觸面積,可加快其在沸騰爐中的化學(xué)反

4、應(yīng)速率,正確;B項(xiàng),沸騰爐中FeS2和氧氣反應(yīng)生成Fe2O3和SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式是4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,每生成1 mol SO2,有5.5 mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移,錯誤;C項(xiàng),接觸室中排放出的SO2、O2循環(huán)利用,可增大SO2轉(zhuǎn)化率,提高原料利用率,正確;D項(xiàng),吸收塔排放的尾氣可通過氨吸收,轉(zhuǎn)化成硫酸銨,硫酸銨可作氮肥,正確。5.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵,檢測的流程如圖。下列說法錯誤的是()A.氣體X中含有醋酸蒸氣B.該鐵華粉中可能含有鐵單質(zhì)C.向?yàn)V液中滴入酸性KMnO4溶液,可用于證明Fe2+具有還原性D.產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的反應(yīng)為K+Fe2+Fe(CN)63-

5、 KFeFe(CN)6答案CA項(xiàng),加熱時醋酸亞鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4和醋酸蒸氣,則X中含有醋酸蒸氣,正確;B項(xiàng),鐵華粉中加入稀鹽酸生成氫氣,說明鐵華粉中還含有鐵單質(zhì),正確;C項(xiàng),濾液中含有Cl-,也能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)而使溶液褪色,則溶液褪色不能證明Fe2+具有還原性,錯誤;D項(xiàng),濾液中含有Fe2+,加入鐵氰化鉀溶液,反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,離子方程式為K+Fe2+Fe(CN)63- KFeFe(CN)6,正確。6.CuCl2的結(jié)構(gòu)式如下圖,500 時CuCl2會發(fā)生分解。下列推測合理的是()A.CuCl2是離子晶體,熔點(diǎn)高,硬度大B.CuCl2H2O加熱可能生成Cu2(OH)2Cl2C

6、.CuCl2分解的產(chǎn)物可能為CuCl和Cl2,同類化合物CuI2分解溫度更高D.CuCl2溶于濃鹽酸呈綠色,加水稀釋溶液變藍(lán)色,是因?yàn)镃u2+濃度減小答案B由CuCl2的結(jié)構(gòu)式可知CuCl2是分子晶體,熔點(diǎn)低、硬度小,A錯誤;CuCl2H2O加熱時,部分水解可生成Cu2(OH)2Cl2,B正確;CuI鍵的鍵能小于CuCl鍵,CuI2的分解溫度比CuCl2低,C錯誤;CuCl42-+4H2O Cu(H2O)42+4Cl-,加水稀釋,平衡正向移動,溶液由綠色變?yōu)樗{(lán)色,D錯誤。7.某廢催化劑主要含Al、Ni、Mo(鉬)等的氧化物,回收利用其金屬資源的流程如下:已知:堿性條件下,Mo元素以MoO42-

7、的形式存在;Ksp(BaMoO4)=3.510-8。下列有關(guān)說法不正確的是()A.焙燒時,Al2O3與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2OB.水浸時,控制適當(dāng)溫度并不斷攪拌,有利于提高鋁、鉬浸取率C.沉鋁后過濾,所得濾渣的主要成分是Al(OH)3D.沉鉬后過濾,所得濾液中不存在MoO42-答案DA項(xiàng),焙燒時,Al2O3與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O,正確;B項(xiàng),控制適當(dāng)溫度并不斷攪拌,有利于固體與液體充分接觸,提高鋁、鉬浸取率,正確;C項(xiàng),過量CO2與AlO2-反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,故沉鋁后過濾所得濾渣的主要

8、成分是Al(OH)3,正確;D項(xiàng),由于Ksp(BaMoO4)=3.510-8,BaMoO4存在沉淀溶解平衡,沉鉬后過濾,所得濾液中仍然存在少量MoO42-,錯誤。8.CuSO4是一種重要的化工原料,有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法錯誤的是()A.途徑所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好是11B.生成等量的硫酸銅,三個途徑中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量:=C.硫酸銅在1 100 分解反應(yīng)的方程式可能為2CuSO4 Cu2O+SO2+SO3+O2D.Y為葡萄糖或甲酸甲酯,均可實(shí)現(xiàn)這一步的轉(zhuǎn)化答案AA項(xiàng),途徑發(fā)生反應(yīng)3Cu+8H+2NO3- 3Cu2+2NO+4H2O,由此可知H2SO4與

9、HNO3物質(zhì)的量之比最好是32,錯誤;D項(xiàng),甲酸甲酯中含有醛基,可將新制Cu(OH)2轉(zhuǎn)化為Cu2O,正確。解題關(guān)鍵“硝酸+硫酸”型混酸應(yīng)寫出離子方程式進(jìn)行分析計(jì)算。9.鎵及其化合物可用于制取第三代半導(dǎo)體材料。Ga與Al同主族,化學(xué)性質(zhì)相似。從某金屬廢渣(主要含Ga2O3、Fe2O3)中提取鎵并制備GaN的工藝流程如下:下列說法錯誤的是()A.“堿浸”時發(fā)生反應(yīng)Ga2O3+2NaOH 2NaGaO2+H2O B.濾渣的主要成分為Fe(OH)3C.“電解”中金屬Ga在陰極析出 D.制備GaN的反應(yīng)中,NH3作氧化劑答案BA項(xiàng),Ga與Al同主族,化學(xué)性質(zhì)相似,則發(fā)生反應(yīng)Ga2O3+2NaOH 2N

10、aGaO2+H2O,正確;B項(xiàng),Fe2O3與NaOH不反應(yīng),則濾渣的主要成分是Fe2O3,錯誤;C項(xiàng),NaGaO2 Ga的過程中,NaGaO2在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),正確;D項(xiàng),制備GaN的反應(yīng)中,Ga由0價升為+3價,故NH3作氧化劑,正確。10.FeCl2可用作凈水劑、還原劑等?；卮鹣铝袉栴}: 圖1 圖2.制備FeCl2裝置如圖1所示(夾持裝置省略);已知FeCl3極易水解。(1)儀器a的名稱是。(2)裝置二中制備FeCl2的化學(xué)方程式是。裝置三的作用是;。(3)該裝置存在一定的缺陷,可在位置(填“A”“B”或“C”)增加圖2裝置。圖2裝置中氣體從(填“a”或“b”)口流入;洗氣瓶中盛裝

11、的是。.利用惰性電極電解0.1 molL-1FeCl2溶液,探究外界條件對電極反應(yīng)產(chǎn)物的影響。(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:電壓NpH陽極現(xiàn)象陰極現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)11.55.5無氣泡,滴加KSCN溶液,顯紅色無氣泡,銀白色金屬析出實(shí)驗(yàn)23.05.5少量氣泡,滴加KSCN溶液,顯紅色無氣泡,銀白色金屬析出實(shí)驗(yàn)34.55.5大量氣泡,滴加KSCN溶液,顯紅色較多氣泡,極少量金屬析出實(shí)驗(yàn)41.5-1.0無氣泡,滴加KSCN溶液,顯紅色較多氣泡,極少量金屬析出實(shí)驗(yàn)2、3中陽極產(chǎn)生的氣體是(填化學(xué)式)。實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)溶液的pH宜選用(填“鹽酸”“硝酸”或“硫酸”)。由實(shí)驗(yàn)1、2現(xiàn)象可以得出結(jié)論:。由實(shí)驗(yàn)1、4現(xiàn)象可以

12、得出結(jié)論:。答案 (1)長頸漏斗(2)H2+2FeCl3 2FeCl2+2HCl吸收反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置使FeCl3水解(3)Aa濃硫酸(4)Cl2鹽酸電壓較低時,陽極只有Fe2+放電,產(chǎn)物為Fe3+,電壓較高時,陽極Cl-、Fe2+均放電,產(chǎn)物為Cl2和Fe3+pH較高時,陰極只有Fe2+放電,產(chǎn)物為Fe,pH較低時,陰極H+和極少量的Fe2+放電,陰極產(chǎn)物為H2和極少量的Fe解析由題給裝置圖可知,裝置一中產(chǎn)生H2,H2進(jìn)入裝置二與FeCl3發(fā)生反應(yīng)可以得到FeCl2,裝置三為尾氣處理裝置,再根據(jù)FeCl3極易水解,可知裝置三還有防止外界水蒸氣進(jìn)入的作用。(1)

13、根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知,裝置二中制備FeCl2的化學(xué)方程式是2FeCl3+H2 2FeCl2+2HCl。(3)該裝置的缺陷為生成的H2會帶出水蒸氣進(jìn)入裝置二造成FeCl3水解,應(yīng)在A位置加一個裝有濃硫酸的洗氣瓶,干燥H2,注意氣體從a口流入。(4)實(shí)驗(yàn)2、3中陽極產(chǎn)生了氣體,該氣體應(yīng)為Cl-放電生成的Cl2。調(diào)節(jié)溶液的pH時不能引入雜質(zhì)離子,故宜選用鹽酸。11.以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料,生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如圖:(1)高硫鋁土礦焙燒前粉碎成礦粉的目的是。(2)焙燒過程均會產(chǎn)生SO2,用NaOH溶液吸收

14、過量SO2的離子方程式為。(3)添加1% CaO和不添加CaO的礦粉焙燒,其硫去除率隨溫度變化的曲線如圖所示。已知:多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ,硫去除率=(1- 焙燒后礦粉中硫元素總質(zhì)量焙燒前礦粉中硫元素總質(zhì)量)100%。不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時,去除的硫元素主要來源于。700 焙燒時,添加CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低,其主要原因是。(4)向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2,發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為。(5)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2

15、)n(Fe2O3)=。答案 (1)增大礦石的表面積,加快焙燒反應(yīng)速率,使焙燒更充分(2)SO2+OH- HSO3-(3)FeS2 硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中(4)AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3+HCO3-(5)116解析(3)多數(shù)硫酸鹽的分解溫度高于600 ,在低于500 焙燒時,主要是FeS2與空氣中的氧氣反應(yīng)生成Fe2O3和SO2。(4)原料中的Al2O3經(jīng)“堿浸”后生成NaAlO2,濾液中含有AlO2-,用濾液生產(chǎn)氧化鋁的反應(yīng)過程中涉及的離子方程式是AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3+HCO3-。(5)Fe3O4中Fe可看作+83價,利用得失電子守恒知:2

16、3n(FeS2)+52n(FeS2)=132n(Fe2O3),解得n(FeS2)n(Fe2O3)=116。12.實(shí)驗(yàn)室以CuSO45H2O為原料制備Cu(NH3)4SO4H2O并進(jìn)行定量分析。已知:CuSO4+4NH3H2O Cu(NH3)4SO4+4H2OCu(NH3)42+4H+ Cu2+4NH4+ (1)配制溶液:稱取一定質(zhì)量的CuSO45H2O晶體,放入錐形瓶中,溶解后滴加氨水。裝置A如圖所示(膠頭滴管中吸有氨水)。滴加氨水時,有淺藍(lán)色沉淀Cu2(OH)2SO4生成;繼續(xù)滴加氨水,沉淀消失,得到深藍(lán)色的Cu(NH3)4SO4溶液。用離子方程式解釋由淺藍(lán)色沉淀得到深藍(lán)色溶液的原理:。(2

17、)制備晶體:將裝置A中溶液轉(zhuǎn)移至裝置B中,析出Cu(NH3)4SO4H2O晶體;將裝置B中混合物轉(zhuǎn)移至裝置C的漏斗中,減壓過濾,用乙醇洗滌晶體23次;取出晶體,干燥。兩次轉(zhuǎn)移均需洗滌原容器,且將洗滌液也全部轉(zhuǎn)移,目的是 。減壓過濾時,抽氣泵處于工作狀態(tài),活塞需關(guān)閉,使裝置內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。洗滌晶體時,為了使乙醇與晶體充分接觸,提高洗滌的效果,要(填“打開”或“關(guān)閉”,下同)活塞后,向漏斗中加入乙醇至浸沒沉淀,待乙醇流下后,再活塞。(3)廢液回收:從含有Cu(NH3)4SO4、乙醇和一水合氨的廢液中回收乙醇并獲得CuSO4和(NH4)2SO4的混合溶液,應(yīng)加入的試劑是(填名稱),回收乙醇的實(shí)驗(yàn)方法為。

18、(4)用沉淀法測定晶體中SO42-的含量。稱取一定質(zhì)量的Cu(NH3)4SO4H2O晶體,加適量蒸餾水溶解,向其中滴加足量溶液,攪拌,過濾,洗滌,干燥,稱量沉淀的質(zhì)量。檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)洗凈的方法:。(5)探究小組用滴定法測定CuSO45H2O(Mr=250)的含量。取a g試樣配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干擾離子后,用c molL-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗b mL EDTA溶液。滴定反應(yīng)如下:Cu2+H2Y2- CuY2-+2H+。寫出計(jì)算CuSO45H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式:=。下列操作會導(dǎo)致CuSO45H2O含量的測定結(jié)果偏高的是(填字母)。a

19、.未干燥錐形瓶b.滴定終點(diǎn)時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡c.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子答案 (1)Cu2(OH)2SO4+8NH3H2O 2Cu(NH3)42+SO42-+2OH-+8H2O(2)減少溶液中Cu(NH3)4SO4H2O的損失,增加Cu(NH3)4SO4H2O的產(chǎn)率打開關(guān)閉(3)(稀)硫酸蒸餾(4)BaCl2取最后一次洗滌液,向其中加入AgNO3溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,證明沉淀已洗凈(5)cmolL-1b10-3L250 gmol-15ag100%c解析(2)轉(zhuǎn)移過程中,盛有溶液的容器內(nèi)壁上會附著少量溶液,溶液中含有溶質(zhì),為提高產(chǎn)品的產(chǎn)率,需要洗滌原容器。減壓過濾的原理是利用抽氣泵

20、使抽濾瓶中壓強(qiáng)降低,提高過濾效率,因此過濾過程中需要關(guān)閉活塞,使抽濾瓶中形成負(fù)壓(相較于大氣壓),但是在加入洗滌液洗滌晶體時,若關(guān)閉活塞,大部分洗滌液被快速抽走,會浪費(fèi)洗滌液且洗滌效果不佳。洗滌晶體時,為了使乙醇與晶體充分接觸,提高洗滌的效果,要打開活塞,使抽濾瓶中壓強(qiáng)與大氣壓相同,向漏斗中加入乙醇至浸沒沉淀,待乙醇流下后,再關(guān)閉活塞。(3)要將Cu(NH3)4SO4轉(zhuǎn)化為CuSO4,NH3H2O轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4溶液,應(yīng)加入的試劑是(稀)硫酸,回收乙醇的實(shí)驗(yàn)方法為蒸餾。(4)可通過SO42-與BaCl2溶液反應(yīng)生成的BaSO4沉淀的質(zhì)量來測定SO42-的含量。檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈,只需

21、檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl-即可。(5)Cu2+的物質(zhì)的量=c molL-1b10-3L=bc10-3 mol,100 mL溶液中Cu2+的物質(zhì)的量為bc10-3 mol5=5bc10-3 mol,所以CuSO45H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式=cmolL-1b10-3L250 gmol-15ag100%。a項(xiàng),未干燥錐形瓶,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響;b項(xiàng),滴定終點(diǎn)時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡,則讀出的b值偏小,測定結(jié)果偏低;c項(xiàng),未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子,讀出的b值偏大,測定結(jié)果偏高,故選c。13.從印刷電路板的腐蝕廢液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2等)中回收FeCl3、制備CuSO4

22、5H2O的流程如下。(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有。(2)粗品的主要成分是硫酸銅晶體,而不是硝酸銅晶體,分析有兩種可能的原因:相對于Cu2+,粗液中NO3-濃度過小,原因是(用離子方程式表示),不能得到硝酸銅晶體。粗液中NO3-濃度較大,但由于,不能得到硝酸銅晶體。(3)測量粗品CuSO45H2O中鐵(含F(xiàn)e2+、Fe3+)的含量,評定純度等級。.用水溶解一定質(zhì)量粗品,加入稀H2SO4和H2O2溶液,加熱。.待溶液冷卻后,加入試劑X至溶液pH=11。過濾、洗滌,得到紅褐色沉淀。.用稀鹽酸溶解紅褐色沉淀,滴入KSCN溶液,稀釋至一定體積。將溶液紅色的深淺與標(biāo)準(zhǔn)色階對照,確定含量。已知:C

23、u2+完全沉淀的pH為6.7,Fe3+完全沉淀的pH為2.8。中將Fe2+氧化為Fe3+的離子方程式是。試劑X是。(4)電解:在不同電壓、不同pH(pHU1,ab)序號電壓pH陰極現(xiàn)象陽極產(chǎn)物U1a無氣泡,少量金屬析出無Cl2,有Fe3+U1b較多氣泡,極少量金屬析出無Cl2,有Fe3+U2a少量氣泡,少量金屬析出有Cl2,有Fe3+中產(chǎn)生Fe3+的原因有Fe2+-e- Fe3+、。FeCl3溶液再生的合適條件是(填實(shí)驗(yàn)序號)。答案(1)加熱、攪拌(2)3Cu+8H+2NO3- 3Cu2+2NO+4H2O硫酸銅的溶解度小,硝酸銅的溶解度大(3)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O氨水

24、(4)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-解析(3)中加入稀硫酸和H2O2溶液的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,便于后續(xù)調(diào)節(jié)pH生成Fe(OH)3沉淀而除去鐵,該反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+2H+H2O2 2Fe3+2H2O。由題中信息知pH=6.7時Cu2+完全沉淀,現(xiàn)調(diào)節(jié)pH=11,則所加的X試劑要保證Fe3+Fe(OH)3,而Cu2+不是沉淀,則可為氨水,Cu2+形成了Cu(NH3)42+。(4)由題表中信息可知,中產(chǎn)生了Cl2,Cl2能夠?qū)e2+氧化為Fe3+,故中產(chǎn)生Fe3+的原因有Fe2+-e- Fe3+、2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。中陰極有較多氣泡,極少量金屬析出,則

25、Fe2+的損失少,且陽極上不產(chǎn)生Cl2,對環(huán)境無污染,故FeCl3溶液再生的合適條件是。14.銅冶煉過程中,產(chǎn)生的粗硫酸鎳廢液中含有Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、H3AsO3等雜質(zhì)微粒,工業(yè)生產(chǎn)以此為原料精制硫酸鎳,主要流程如下:已知:常溫下,KspFe(OH)3=2.610-39;KspNi(OH)2=5.4810-16。(1)步驟的操作名稱是。(2)H3AsO3中As的化合價為。步驟中H2O2的作用是。(3)步驟,加入Na2CO3的目的是通過調(diào)pH進(jìn)一步去除Fe3+,使c(Fe3+)2.510-9 molL-1。若溶液2中c(Ni2+)=0.054 8 molL-1,則需控制pH

26、的大致范圍為。(4)步驟,沉淀3的主要成分有(填化學(xué)式)。在加入NaF的同時需調(diào)pH約為5,若pH過低,導(dǎo)致沉淀率下降,原因是。(5)結(jié)合下圖說明由溶液4得到NiSO46H2O的操作是。答案(1)萃取分液(2)+3氧化Fe2+和H3AsO3,以利于形成FeAsO4,除去砷元素和鐵元素(3)47(4)CaF2、MgF2F-與H+結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF,導(dǎo)致c(F-)降低,沉淀率下降(5)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾解析粗硫酸鎳廢液在有機(jī)溶劑中萃取后分液,得到含銅有機(jī)物和溶液1,往溶液1中加入H2O2后過濾,得到沉淀1(FeAsO4)和溶液2,再往溶液2中加入Na2CO3后過濾,得到沉淀2Fe(OH)3

27、和溶液3,繼續(xù)往溶液3中加入NaF后過濾,得到沉淀3(主要為CaF2和MgF2)和溶液4,溶液4經(jīng)一定步驟得到硫酸鎳晶體。(1)依據(jù)題給工藝流程知,步驟需分離有機(jī)相和無機(jī)相,操作名稱是萃取分液。(2)步驟中加入H2O2后過濾,得到沉淀1(FeAsO4),從廢液中雜質(zhì)微粒知Fe2+、H3AsO3被氧化,故H2O2的作用是氧化Fe2+和H3AsO3,以利于形成FeAsO4,除去砷元素和鐵元素。(3)由KspNi(OH)2=5.4810-16知,溶液2中c(Ni2+)=0.054 8 molL-1時,c(OH-)不能大于Kspc(Ni2+)=5.4810-160.054 8 molL-1=10-7

28、molL-1,此時pH=7;又需使c(Fe3+)2.510-9 molL-1,根據(jù)KspFe(OH)3=2.610-39,則c(OH-)不能小于3Kspc(Fe3+)=32.610-392.510-9 molL-110-10 molL-1,此時pH=4;故需控制pH的大致范圍為47。(5)從題圖中可知,NiSO46H2O的溶解度隨溫度升高而增大,故由其溶液得到晶體的操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。15.MnO2在電池中有重要應(yīng)用。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料制備粗二氧化錳顆粒的過程如下:(1)浸出用硫酸和FeSO4可溶解軟錳礦,請補(bǔ)全該反應(yīng)的離子方程式:MnO2+ Mn2+Fe3+浸出

29、時可用SO2代替硫酸和FeSO4。下列說法正確的是(填序號)。a.SO2在反應(yīng)中作氧化劑b.用SO2浸出可減少酸的使用c.該法可同時處理煙氣中的SO2,減少大氣污染(2)凈化、分離軟錳礦浸出液中的Fe3+、Al3+可通過加堿轉(zhuǎn)化為沉淀去除,分離出清液的方法是。為減少堿用量,可以通過稀釋浸出液除去Fe3+,結(jié)合離子方程式解釋原理:。(3)熱解在一定空氣流速下,相同時間內(nèi)MnCO3熱解產(chǎn)物中不同價態(tài)Mn的占比隨熱解溫度的變化如圖。MnCO3熱解過程中涉及如下化學(xué)反應(yīng):.MnCO3(s) MnO(s)+CO2(g).4MnO(s)+O2(g) 2Mn2O3(s)H0.2Mn2O3(s)+O2(g)

30、4MnO2(s)H(或反應(yīng)已反應(yīng)完,反應(yīng)的反應(yīng)速率變快)解析軟錳礦通過浸出操作得到含MnSO4的浸出液,加入碳酸氫銨通過凈化、分離得到MnCO3,MnCO3熱解得到粗MnO2顆粒。(1)MnO2具有氧化性,Fe2+具有還原性,用硫酸和FeSO4可溶解軟錳礦,離子方程式為MnO2+2Fe2+4H+ Mn2+2Fe3+2H2O。a項(xiàng),MnO2和SO2發(fā)生反應(yīng)生成Mn2+和SO42-,硫元素化合價升高,SO2在反應(yīng)中作還原劑,錯誤;b項(xiàng),浸出時用SO2代替硫酸,減少了硫酸的使用量,正確;c項(xiàng),該法充分利用SO2,將SO2轉(zhuǎn)化為鹽溶液,減少大氣污染,正確。(2)軟錳礦浸出液中的Fe3+、Al3+可通過

31、加堿轉(zhuǎn)化為沉淀去除,過濾是固液分離的一種實(shí)驗(yàn)操作,故分離出清液的方法是過濾。通過稀釋浸出液,可以使溶液的pH升高,導(dǎo)致Fe3+3H2O 3H+Fe(OH)3正向進(jìn)行,有利于除去Fe3+。(3)反應(yīng)中首先生成MnO,然后MnO再轉(zhuǎn)化為其他價態(tài)的錳,溫度升高,產(chǎn)物中MnO的占比降低,可能的原因是反應(yīng)的反應(yīng)速率大于反應(yīng)的反應(yīng)速率(或反應(yīng)已經(jīng)完成,反應(yīng)反應(yīng)速率變快)。16.合金X由兩種元素組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):已知:X可用化學(xué)式表示;反應(yīng)無氣體產(chǎn)生,X與硝酸反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為15。請回答:(1)合金X的化學(xué)式是,深藍(lán)色溶液中F的化學(xué)式是。(2)寫出反應(yīng)的離子方程式:。E 為綠色溶液,E中加入一定量的濃

32、鹽酸,綠色轉(zhuǎn)化為黃色,其轉(zhuǎn)化的離子方程式為。(3)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(4)用合適方法證明溶液B中的陽離子(除H+外): 。答案(1)Mg2CuCu(NH3)4Cl2(2)Cu+H2O2+2H+ Cu2+2H2OCu(H2O)42+4Cl- CuCl42-+4H2O(3)2Mg2Cu+10HNO3 4Mg(NO3)2+2Cu+NH4NO3+3H2O(4)取少量溶液B于試管中,加入足量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,證明存在Mg2+;取足量溶液B于試管中,加熱濃縮,加入濃NaOH溶液,加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙變藍(lán),證明存在NH4+解析(1)溶液B和足量NaOH溶液反應(yīng)生成白色沉淀

33、D,可知白色沉淀D為Mg(OH)2,所以合金X中含有Mg,且n(Mg)=nMg(OH)2=2.90 g58 gmol-1=0.05 mol;溶液E中加入足量NH3H2O得到深藍(lán)色溶液F,故溶液E中含有CuCl2,F為Cu(NH3)4Cl2溶液,則合金X中含有Cu,且n(Cu)=2.80 g-0.05mol24 gmol-164 gmol-1=0.025 mol,n(Mg)n(Cu)=21,故合金X的化學(xué)式為Mg2Cu。(2)綠色物質(zhì)是Cu(H2O)42+和CuCl42-的混合物,黃色物質(zhì)是CuCl42-,所以綠色溶液E中加入一定量的濃鹽酸,綠色轉(zhuǎn)化為黃色。(3)依題意,n(Mg2Cu)n(HN

34、O3)=15,反應(yīng)無氣體生成,產(chǎn)物中有Cu和Mg(NO3)2,反應(yīng)中Mg元素化合價升高,則必然有另一種元素化合價降低,應(yīng)為HNO3中N元素化合價由+5價降低到-3價,結(jié)合元素守恒和得失電子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)溶液B中的陽離子除H+外,還含有Mg2+和NH4+,可通過加入足量NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀和能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體來檢驗(yàn)。17.化合物X是一種由三種元素組成的重要化工原料,其M200 gmol-1,已知B、D含有一種相同的元素且在常溫下均為氣體化合物,其中氣體B可使品紅溶液褪色。(部分反應(yīng)條件省略)請回答:(1)組成X的元素有,X 的化學(xué)式是。(2)溶液E中溶質(zhì)的

35、主要成分是(用化學(xué)式表示)。(3)寫出X與O2反應(yīng)生成A、B、C的化學(xué)方程式:。(4)寫出H與C反應(yīng)生成I和B的化學(xué)方程式:。(5)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定氣體D的成分: 。答案(1)Cu、Fe、SCuFeS2 (2)FeCl2、HCl(3)2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2 (4)2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2(5)將氣體D通入硫酸銅溶液,若產(chǎn)生黑色沉淀且溶液酸性增強(qiáng),則說明D是H2S解析能使品紅溶液褪色的氣體B為SO2,氣體D與氣體B含有一種相同的元素且為A與鹽酸反應(yīng)生成,故D為H2S。由題給轉(zhuǎn)化信息及相關(guān)物質(zhì)的顏色知,淺綠色溶液E中的溶質(zhì)為FeCl2和過量的HCl,紅褐色沉淀F

36、為Fe(OH)3,紅棕色固體G為Fe2O3,磚紅色固體H為Cu2O,紫紅色固體I為Cu,由此可知組成X的三種元素是Fe、Cu和S。由A+HCl FeCl2+H2S可推知A為FeS。由C+O2 Cu2O+SO2及C+Cu2O Cu+SO2可推知C為Cu2S。由Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2知,來自36.8 g X中的銅的物質(zhì)的量n(Cu)=4619.2 g64 gmol-1=0.2 mol,36.8 g X中:n(Fe)=2n(Fe2O3)=216.0 g160 gmol-1=0.2 mol,n(S)=36.8 g-0.2mol56 gmol-1-0.2 mol64 gmol-132 gm

37、ol-1=0.4 mol,n(Cu)n(Fe)n(S)=112。因M(X)1105,所以能徹底進(jìn)行解析(1)由題中信息可知,Pb2Mn8O16中Pb為+2價,Mn為+2價和+4價,設(shè)+2價Mn有x個,+4價Mn有y個,根據(jù)化合價代數(shù)和為0得(+2)2+(+2)x+(+4)y+(2)16=0 x+y=8,解得x=2y=6,則+2價Mn與+4價Mn個數(shù)比為xy=26=13。(2)由題中信息可知,“還原酸浸”為稀硫酸、葡萄糖與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),+4價Mn得電子被還原成Mn2+,葡萄糖中C失電子被氧化成CO2,其離子方程式為C6H12O6+24H+12MnO2 12Mn2+6CO2+18H2O

38、。(3)由題給已知可知,在較高溫度及酸性催化條件下,葡萄糖發(fā)生了副反應(yīng),從而額外消耗了大量葡萄糖。(4)由題中信息和流程圖可知,在醋酸鉛溶液中加入H2SO4,得到PbSO4沉淀和醋酸,即(CH3COO)2Pb+H2SO4 PbSO4+2CH3COOH,醋酸(CH3COOH)可循環(huán)使用;由題中信息可知,MnSO4H2O易溶于水,不溶于乙醇,為了減小洗滌損失,MnSO4H2O應(yīng)用乙醇洗滌。(5)由題中信息可知,加入Na2CO3溶液是將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3,即PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq),Ksp(PbSO4)=1.610-8 mol2L-2,故溶液

39、中c(Pb2+)=Ksp(PbSO4)=1.610-8mol2L-21.2610-4 molL-1,生成PbCO3時,CO32-的最小濃度為Ksp(PbCO3)c(Pb2+)=7.410-14mol2L-21.2610-4molL-15.8710-10 molL-1;由PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq)可知,平衡常數(shù)K=c(SO42)c(CO32)=c(SO42)c(Pb2+)c(CO32)c(Pb2+)=Ksp(PbSO4)Ksp(PbCO3)=1.610-8mol2L-27.410-14mol2L-22.161051105,所以能徹底轉(zhuǎn)化。2.鈧(S

40、c)是一種功能強(qiáng)大但產(chǎn)量稀少的稀土金屬,廣泛用于航天、激光、導(dǎo)彈等尖端科學(xué)領(lǐng)域。鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),還含有少量Sc2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì),從鈦鐵礦中提取鈧的流程如圖:已知:室溫下TiO2+完全沉淀的pH為1.05,Fe3+完全沉淀的pH為3.2;KspFe(OH)3=4.010-38,KspSc(OH)3=1.2510-33,lg2=0.3。回答下列問題:(1)“酸浸”后鈦主要以TiOSO4的形式存在于溶液中,TiOSO4中Ti元素的化合價為。(2)“濾渣1”的主要成分是。(3)氫氧化鈧Sc(OH)3是白色固體,不溶于水,化學(xué)性質(zhì)與Al(OH)3相似,能與NaOH

41、溶液反應(yīng)生成Na3Sc(OH)6,寫出該反應(yīng)的離子方程式:。(4)探討影響鈧的萃取率的因素:鈧的萃取率(E%)與O/A值萃取劑體積(O)和廢酸液體積(A)之比的關(guān)系如圖,應(yīng)選擇最合適的O/A值為。溫度對鈧、鈦的萃取率影響情況見表,合適的萃取溫度為1015 ,其理由是。T/510152530鈧的萃取率/%91.39697.197.398.0鈦的萃取率/%0.940.952.103.014.20(5)“酸溶”后濾液中存在的金屬陽離子Sc3+、TiO2+、Fe3+濃度均小于0.01 mol/L,再用氨水調(diào)節(jié)溶液pH使TiO2+、Fe3+沉淀完全而Sc3+不沉淀,則調(diào)pH應(yīng)控制的范圍是。(6)“沉鈧”

42、得到草酸鈧Sc2(C2O4)3,將其置于(填儀器名稱)中,在空氣中充分灼燒得到Sc2O3和一種無毒氣體,則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。答案(1)+4價(2)SiO2(或二氧化硅)(3)Sc(OH)3+3OH- Sc(OH)63-(4)14溫度為1015 時,鈧的萃取率較高,且鈦的萃取率較低(5)3.2pH3.7或3.2,3.7)(6)坩堝32解析(2)SiO2不溶于酸,故濾渣1為SiO2(或二氧化硅);(3)根據(jù)題述信息,可寫出反應(yīng)的離子方程式為Sc(OH)3+3OH- Sc(OH)63-;(4)分析題表數(shù)據(jù)可知:低于10 時,鈧的萃取率不夠高,高于15 時,鈦的萃取率增大較多;(5

43、)TiO2+完全沉淀的pH為1.05,Fe3+恰好沉淀時,溶液中c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)=34.010-3810-5 mol/L=3410-11 mol/L,此時c(H+)=KWc(OH-)=10-143410-11 mol/L=2-2310-3 mol/L,pH=3.2,Sc3+開始沉淀時c(OH-)=3KspSc(OH)3c(Sc3+)=31.2510-330.01 mol/L=510-11 mol/L,此時pH=3.7,故調(diào)pH的范圍是3.2pH7.1時,吸附劑表面帶負(fù)電,pH越大,吸附劑表面帶的負(fù)電荷越多;pH7.1時,吸附劑表面帶正電,pH越小,吸附劑表面帶

44、的正電荷越多。 五價砷在水溶液中的存在形式與溶液pH的關(guān)系 吸附劑對五價砷的平衡吸附量隨溶液pH的變化關(guān)系當(dāng)溶液pH介于79,吸附劑對五價砷的平衡吸附量隨pH的升高而下降,試分析其原因:。(6)含砷廢水也可采用另一種化學(xué)沉降法處理:向廢水中先加入適量氧化劑,再加入生石灰調(diào)節(jié)pH,將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca3(AsO4)2沉淀。若沉降后上層清液中c(Ca2+)為210-3 mol/L,則溶液中c(AsO43-)的濃度為mol/L。該處理后的溶液是否符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)(填“是”或“否”)。(已知:KspCa3(AsO4)2=810-19,國家規(guī)定工業(yè)廢水排放中砷元素含量0.5 mg,不符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。4.

45、鈦鐵渣是鋁熱法煉鐵時產(chǎn)生的廢渣。一種以鈦鐵渣(主要含Al2O3、TiO2,還含F(xiàn)e2O3、CaO、MgO及SiO2等雜質(zhì))為原料制備鈦白粉并回收含鋁物質(zhì)的工藝如圖:已知:“酸浸”時,TiO2轉(zhuǎn)化為TiO2+進(jìn)入溶液?；卮鹣铝袉栴}:(1)“浸渣”的主要成分為SiO2和(填化學(xué)式);TiO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“有機(jī)相2”可在該流程步驟中循環(huán)使用。(3)“水相2”中鈦的存在形式為。(4)“水相1”中Fe3+的濃度為0.06 molL-1。向“水相1”中加入NH3H2O調(diào)節(jié)溶液pH為8。已知:常溫下,KspFe(OH)3=4.010-38?！盀V液”中c(Fe3+)=molL-1;“濾液”經(jīng)

46、處理后得到的(填化學(xué)式)可作化肥。(5)“試劑X”為(填化學(xué)式)溶液。(6)鈦鐵(TiFe)合金是常見的儲氫合金材料。一種高溫下電解鈦精礦(主要成分為FeTiO3)制備TiFe合金的裝置示意圖如圖所示:連接FeTiO3的電阻絲應(yīng)與電源極相接;形成TiFe合金的主要反應(yīng)如下。.電極反應(yīng):第一步析鐵: ;第二步析鈦:TiO2+4e- Ti+2O2-。.轉(zhuǎn)化:2Fe+Ti TiFe2;TiFe2+Ti 2TiFe。電解結(jié)束后,繼續(xù)通入氬氣直至反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)物自然冷卻至室溫,其主要目的是。答案(1)CaSO4TiO2+H2SO4 TiOSO4+H2O(2)萃取(3)TiO2+(或TiOSO4)(4)4.0

47、10-20(NH4)2SO4(5)NaOH(6)負(fù)FeTiO3+2e- Fe+TiO2+O2-防止生成的TiFe合金被氧化解析(1)SiO2不溶于酸,CaO和H2SO4反應(yīng)生成難溶的CaSO4,故浸渣的主要成分為SiO2和CaSO4;根據(jù)題目所給信息TiO2轉(zhuǎn)化為TiO2+進(jìn)入溶液,根據(jù)原子守恒可寫出化學(xué)方程式為TiO2+H2SO4 TiOSO4+H2O。(2)有機(jī)相2即有機(jī)相1中的Ti元素被反萃取后的有機(jī)物,故可以在“萃取”步驟中循環(huán)使用。(3)根據(jù)酸浸時Ti元素的存在形式可知,“水相2”中鈦的存在形式為TiO2+。(4)溶液pH為8,則溶液中c(OH-)=10-6 molL-1,“濾液”中

48、c(Fe3+)=KspFe(OH)3c3(OH-)=4.010-38(10-6)3 molL-1=4.010-20 molL-1;用硫酸酸浸,之后用NH3H2O調(diào)節(jié)pH,所以濾液中主要含有(NH4)2SO4,經(jīng)處理后可以作氮肥。(5)試劑X可以將Al(OH)3轉(zhuǎn)化為NaAlO2,故為NaOH溶液。(6)該裝置的目的是利用FeTiO3制備TiFe合金,故Fe、Ti元素要得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以應(yīng)為電解池的陰極,連接FeTiO3的電阻絲應(yīng)與電源負(fù)極相接;第一步析鐵,即FeTiO3要被還原為Fe單質(zhì),根據(jù)第二步反應(yīng)可知Ti元素轉(zhuǎn)化為TiO2,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒等可得電極反應(yīng)為FeTiO3+2

49、e- Fe+TiO2+O2-;氬氣可以作為保護(hù)氣,防止生成的TiFe合金被氧化。35.鐵、鋁處理含鉻酸性污水(2022蘇北四市期末調(diào)研,15)金屬鐵、鋁可用于含鉻(主要成分是Cr2O72-)酸性污水的處理。(1)鋁在含鉻污水中將Cr2O72-還原為Cr3+,再調(diào)節(jié)pH生成Cr(OH)3沉淀除去。用鋁處理不同初始pH的酸性含鉻污水,Cr2O72-去除率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖1所示?；鶓B(tài)Cr3+的核外電子排布式為。鋁處理酸性含鉻污水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。鋁處理初始pH=3的污水,180 min前污水中Cr2O72-的還原速率較慢,180 min后變快,其原因是。 (2)將鐵屑裝入玻璃管中制成如圖2

50、所示污水處理柱。以同樣的流速緩慢通入不同高度的處理柱進(jìn)行酸性含鉻污水處理實(shí)驗(yàn),處理柱失活的時間與處理柱中鐵屑高度的關(guān)系如圖3所示。鐵屑的高度為27 cm時,處理柱的失活時間不增反降,其可能的原因是。鐵屑中摻入一定量炭黑,污水的處理效果明顯提高,炭黑的作用是。鐵處理后的廢水加入石灰調(diào)節(jié)pH=9,同時通入適量的空氣,其目的是。答案(1)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d32Al+Cr2O72-+14H+ 2Al3+2Cr3+7H2O180 min前Al表面的氧化膜沒有完全溶解,180 min后溶解了氧化膜的Al與Cr2O72-反應(yīng)(2)反應(yīng)時間延長,造成溶液的pH升高,Cr3+等金屬離

51、子會生成沉淀,附著在鐵屑表面,使處理柱失去活性炭黑和鐵屑形成原電池,加快反應(yīng)的速率通入空氣,O2將Fe2+氧化為Fe3+,生成Fe(OH)3膠體,與Cr(OH)3共沉淀,Cr(OH)3沉淀更完全解析(1)Cr為24號元素,Cr基態(tài)原子核外電子排布式為Ar3d54s1,則基態(tài)Cr3+的核外電子排布式為Ar3d3;鋁在含鉻污水中將Cr2O72-還原為Cr3+,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理得反應(yīng)的離子方程式為2Al+Cr2O72-+14H+ 2Al3+2Cr3+7H2O;鋁表面有氧化鋁膜,pH=3時,180 min后氧化鋁膜溶解,之后鋁和重鉻酸根離子反應(yīng),故還原速率變快。(2)其可能的原因是鐵與重鉻酸根離子

52、反應(yīng)生成鐵離子和鉻離子,經(jīng)過鐵柱的時間延長,可能造成溶液的pH升高,Cr3+等金屬離子會生成沉淀,附著在鐵屑表面,使處理柱失去活性;炭黑和鐵屑形成原電池,鐵為負(fù)極,炭黑為正極,從而加快反應(yīng)的速率;通入空氣,O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入石灰可快速生成Fe(OH)3膠體,與Cr(OH)3共沉淀,Cr(OH)3沉淀更完全。5.用低品位銅礦(主要含CuS、FeO)制備Cu2O的一種工藝流程如下:(1)“酸浸”中CuS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“調(diào)pH”后濾液中Fe3+剛好沉淀完全(離子濃度小于110-5 molL-1認(rèn)為沉淀完全),此時pH約為。KspFe(OH)3=110-38(3)“除錳

53、”時的離子方程式為。(4)“還原”前需測定銅氨離子Cu(NH3)42+的濃度來確定水合肼的用量。準(zhǔn)確量取20.00 mL除去Mn2+的銅氨溶液于100 mL容量瓶中,加水稀釋至刻度;準(zhǔn)確量取25.00 mL稀釋后的溶液于錐形瓶中,滴加3 molL-1 H2SO4至pH在34范圍內(nèi),加入過量KI固體。以淀粉溶液為指示劑,生成的碘用0.100 0 molL-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(反應(yīng)為2Cu2+4I- 2CuI+I2,I2+2S2O32- 2I-+S4O62-),重復(fù)操作23次,平均消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。計(jì)算銅氨溶液的物質(zhì)的量濃度(寫出計(jì)算過程)。(5)保持其

54、他條件不變,水合肼濃度對Cu2O的產(chǎn)率的影響如圖所示。水合肼濃度大于3.25 molL-1時,Cu2O的產(chǎn)率下降,Cu(NH3)42+的轉(zhuǎn)化率仍增大,可能的原因是。答案(1)CuS+MnO2+2H2SO4 CuSO4+MnSO4+S+2H2O(2)3(3)Mn2+NH3H2O+HCO3- MnCO3+NH4+ +H2O(或Mn2+2HCO3- MnCO3+CO2+H2O)(4)根據(jù)反應(yīng)可知關(guān)系式為2Cu2+I22S2O32-n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=0.100 0 molL-120.0 mL10-3 LmL-1=2.00010-3 mol則銅氨離子的物質(zhì)的量為2.00010-3 m

55、olc(銅氨離子)=2.00010-3mol100 mL25.00 mL20.00 mL10-3LmL-1=0.400 0 molL-1(5)銅氨離子被N2H4H2O進(jìn)一步還原成銅單質(zhì)解析低品位銅礦中加入稀硫酸和二氧化錳,在酸性條件下硫化銅與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅離子、二價錳離子和硫單質(zhì),氧化亞鐵與稀硫酸反應(yīng)生成亞鐵離子,又被氧化成鐵離子,再調(diào)節(jié)pH除去鐵離子,然后加氨水和碳酸氫銨除去錳離子,最后再加水合肼還原銅離子得到產(chǎn)品。(1)硫化銅有還原性,二氧化錳有氧化性,兩者在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),依據(jù)得失電子守恒和原子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuS+MnO2+2H2SO4 CuSO4

56、+MnSO4+S+2H2O。(2)KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=110-38,則c3(OH-)=110-38110-5=110-33,c(OH-)=110-11 molL-1,c(H+)=110-14110-11 molL-1=110-3 molL-1,pH=3。(3)用氨水和碳酸氫銨除去錳離子的離子方程式為Mn2+NH3H2O+HCO3- MnCO3+NH4+ +H2O或Mn2+2HCO3- MnCO3+CO2+H2O。(4)由題目所給反應(yīng)可得關(guān)系式:2Cu2+I22S2O32-2 2n0.100 0 molL-10.02 L求得n=0.002 0 mol,則20.00

57、 mL除去Mn2+的銅氨溶液中含Cu(NH3)42+的物質(zhì)的量為0.002 0 mol100 mL25.00 mL=0.008 0 mol,濃度為0.008 0mol0.02 L=0.400 0 molL-1。(5)水合肼濃度大于3.25 molL-1時,銅氨離子被水合肼還原為銅單質(zhì),使得Cu(NH3)42+的轉(zhuǎn)化率仍增大,但Cu2O的產(chǎn)率下降。6.鋰云母浸出液制取電池級Li2CO3(2022如皋中學(xué)適應(yīng)性考試一,14)電池級碳酸鋰是制造LiCoO2等鋰離子電池必不可少的原材料。以鋰云母浸出液(主要含Li+、Al3+、Fe3+、Ca2+、SO42-)為原料制取電池級Li2CO3的工藝流程如下:

58、已知:HR為酸性磷類有機(jī)萃取劑,難溶于水,可萃取Fe3+,萃取時發(fā)生反應(yīng):Fe3+3HR FeR3+3H+,生成的FeR3可溶解在HR中。Li2CO3、LiHCO3的溶解度隨溫度變化的關(guān)系如圖1所示:(1)HR萃取劑使用前先加入一定量的NaOH溶液的目的是。(2)沉鋰過程中會有Li2CO3、CaCO3和Al(OH)3生成。寫出沉鋰時生成Al(OH)3反應(yīng)的離子方程式:。(3)過濾1后所得沉淀用熱水洗滌的目的是。(4)其他條件相同,向過濾1所得濾渣中加入不同體積的去離子水,以一定流速通入CO2氣體,測得熱分解后電池級Li2CO3的產(chǎn)率隨碳化反應(yīng)固液比m(濾渣)m(水)變化的曲線如圖2所示。Li2

59、CO3產(chǎn)率隨固液比減小而增大的原因是。答案(1)NaOH溶液會消耗萃取反應(yīng)時生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)正向進(jìn)行,提高萃取效率(2)2Al3+3CO32-+3H2O 2Al(OH)3+3CO2(3)洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失,提高Li2CO3的純度和產(chǎn)率(4)固液比越小,去離子水體積越大,碳化反應(yīng)后生成及溶解的LiHCO3越多,熱分解時會生成更多的Li2CO3解析鋰云母浸出液中加入HR,Fe3+3HR FeR3+3H+,生成的FeR3可溶解在HR中,分液,有機(jī)層為FeR3,水溶液中存在Li+、Al3+、Ca2+、SO42-,沉鋰時加入碳酸鈉生成Li2CO3、CaCO3和Al

60、(OH)3沉淀,向Li2CO3、CaCO3和Al(OH)3中加入去離子水、CO2,Li2CO3和水、CO2反應(yīng)生成LiHCO3,過濾,濾渣為CaCO3和Al(OH)3,濾液為LiHCO3,LiHCO3熱分解生成電池級Li2CO3。(1)根據(jù)Fe3+3HR FeR3+3H+,NaOH會消耗萃取反應(yīng)時生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)正向進(jìn)行,提高萃取效率。(2)Al3+和CO32-發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成CO2和Al(OH)3,根據(jù)電荷守恒和原子守恒,反應(yīng)的離子方程式為2Al3+3CO32-+3H2O 2Al(OH)3+3CO2。(3)根據(jù)題圖1的信息可知,碳酸鋰的溶解度隨著溫度的升高而降低,用熱水洗滌