1、第三章金属及其化合物一遍过高考化学第6练 以金属元素为主体,考查物质的性质与应用第7练 结合实验考查金属及其化合物第8练 结合无机工艺流程考查金属及其化合物第6练 以金属元素为主体,考查物质的性质与应用1.2020浙江1月12,2分,难度下列关于铝及其化合物的说法,不正确的是()A.明矾可用作净水剂和消毒剂B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属C.铝可用作包装材料和建筑材料D.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物A【解析】明矾能电离出Al3+,Al3+水解产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮杂质,故明矾可作净水剂,但不能作为消毒剂,A错误;铝热反应能放出大量的热,可用于冶炼高熔点金属,B正确;铝表面易形成氧
2、化膜保护层,不易被腐蚀,铝还具有易加工、质轻等特点,所以可用作包装材料和建筑材料,C正确;氢氧化铝能中和胃酸,可用作治疗胃酸过多的药物,D正确。2.2021湖北2,3分,难度“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面,艺人用手边捂边揉搓铜器,铜表面逐渐变黑,银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是()A.铜的金属活动性大于银B.通过揉搓可提供电解质溶液C.银丝可长时间保持光亮D.用铝丝代替银丝铜也会变黑D【解析】根据金属活动性顺序表,铜的金属活动性大于银,A项正确;通过揉搓,手上的汗水可提供电解质溶液,B项正确;银丝发生还原反应,氧化银转化为单质银,单质银活动性较弱,
3、可长时间保持光亮,C项正确;铜的活动性比铝弱,氧化铝不能被铜还原为单质铝,因此铜不会变黑,D项错误。3.2022浙江6月22,2分,难度关于化合物FeO(OCH3)的性质,下列推测不合理的是()A.与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2OB.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC.溶于氢碘酸(HI),再加CCl4萃取,有机层呈紫红色D.在空气中,与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3B【解析】FeO(OCH3)中Fe为+3价,CH3OH中的OH比H2O中的OH更难电离,因此FeO(OCH3)水解生成CH3OH,FeO+溶于盐酸生成FeCl3和H2O,A项正确;由物质的化学式可
4、知其C、O原子个数比为1 2,但题给产物C、O原子个数比不是1 2,B项错误;FeO(OCH3)将HI氧化为I2,I2溶于CCl4呈紫红色,C项正确;在空气中,FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成硅酸铁,D项正确。D5.2021广东10,2分,难度部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在bcdeb的循环转化关系C【教你审题】结合图象可知a为Fe,b为亚铁盐,e为铁盐;根据c、d均为碱且Fe分别为+2价和+3价可知c为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3。新考法新考法6.2
5、022湖北3,3分,难度弘扬传统文化,本题以武当山金殿为情境,考查传统鎏金工艺中的相关化学知识武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是()A.鎏金工艺利用了汞的挥发性B.鎏金工艺中金发生了化学反应C.鎏金工艺的原理可用于金的富集D.用电化学方法也可实现铜上覆金B新考法新考法【解析】鎏金工艺中的加火除汞,利用了汞的挥发性,A项正确;将金溶于汞中制成“金汞漆”及加火除汞过程中金均没有发生化学变化,B项错误;将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加火除汞,可以达到富集金的目的,C项正确;利用电解原理,将铜件作阴极,
6、用含金离子的溶液作电解液,可实现铜上覆金,D项正确。第7练 结合实验考查金属及其化合物1.2021海南15,10分,难度无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。已知:氯化亚砜()熔点-101,沸点76,易水解。回答问题:(1)操作是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和。(2)为避免引入新的杂质,试剂B可以选用(填编号)。a.KMnO4溶液b.Cl2水c.Br2水d.H2O2溶液(3)操作是蒸发结晶,加热的同时通入HCl(g)的目的是。(4)取少量D晶体,溶于水并滴加KSCN溶液,现象是。(5)反应D
7、E的化学方程式为。(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,写出一种可能的还原剂,并设计实验验证是该还原剂将Fe3+还原。2.2021河北14,14分,难度化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:回答下列问题:(1)从AE中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或。(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2
8、CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果(填标号)。A.偏高B.偏低C.不变3.2023湖南15,14分,难度金属Ni对H2有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应。将块状Ni转化成多孔型雷尼Ni后,其催化活性显著提高。已知:雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下:步骤1:雷尼Ni的制备步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置用于储存H2和监测反应过程。回答下列问题
9、:(1)操作(a)中,反应的离子方程式是;(2)操作(d)中,判断雷尼Ni被水洗净的方法是 ;(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是;A.丙酮B.四氯化碳C.乙醇D.正己烷(4)向集气管中充入H2时,三通阀的孔路位置如下图所示;发生氢化反应时,集气管向装置供气,此时孔路位置需调节为;(5)仪器M的名称是;(6)反应前应向装置中通入N2一段时间,目的是;(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是;(8)判断氢化反应完全的现象是 。新考法新考法4.2023浙江1月16,3分,难度重视实验探究,本题探究铁及其化合物的性质,考查考生的分析与评价能力探究铁及其化合
10、物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是()D 实验方案现象结论A往FeCl2溶液中加入Zn片短时间内无明显现象Fe2+的氧化能力比Zn2+弱B往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体溶液先变成血红色后无明显变化Fe3+与SCN-的反应不可逆C将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有+3价铁D向沸水中逐滴加56滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸溶液先变成红褐色再析出沉淀Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀新考法新考法第8练 结合无机工艺流程考查金属及其化合物题组一1.2022湖南7,3分,难度铝电解厂
11、烟气净化的一种简单流程如下:下列说法错误的是()A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D.滤液可回收进入吸收塔循环利用C【解析】陶瓷中的SiO2能与HF反应,A项正确;喷淋法能使溶液与烟气充分接触,提高吸收效率,B项正确;根据流程梳理知,C项错误;滤液中含有Na2CO3,可用作吸收塔中的吸收剂,D项正确。【流程梳理】B【流程梳理】3.2022湖南17,14分,难度钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:已知“降
12、温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点:物质TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸点/13612757180物质TiCl4COCO2Cl2分压/MPa4.5910-21.8410-23.7010-25.9810-9该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为;随着温度升高,尾气中CO的含量升高,原因是 。(3)“除钒”过程中的化学方程式为;“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是。(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序(填“能”或“不能”)交换,理由是 。(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是。A.高炉炼铁B.电解熔融氯化钠制钠C.
13、铝热反应制锰D.氧化汞分解制汞4.2023全国乙27,15分,难度LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:已知:KspFe(OH)3=2.810-39,KspAl(OH)3=1.310-33,KspNi(OH)2=5.510-16。回答下列问题:(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。为提高溶矿速率,可采取的措施是(举1例)。(2)加入少量MnO2的作用是。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是。(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)=molL-1;用石灰乳调节至pH7,
14、除去的金属离子是。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有。(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断。电解废液可在反应器中循环利用。(6)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是。【流程梳理】新考法新考法5.2022山东12,4分,难度创新命题角度,本题考查了高压氢还原法提取金属粉,考查考生的分析能力高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。下列说法错误的是()A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为ZnB.浸取时,增大O2压强
15、可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.24.2D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成D Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2新考法新考法【流程梳理】题组二第8练 结合无机工艺流程考查金属及其化合物1.2022北京18,14分,难度白云石的主要化学成分为CaMg(CO3)2,还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程示意图如下。已知:(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为。物质Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3Ksp5.510-65.610-12
16、3.410-96.810-6(2)NH4Cl用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。备注:.MO浸出率=(浸出的MO质量/煅烧得到的MO质量)100%(M代表Ca或Mg)。.CaCO3纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中CaCO3纯度。解释“浸钙”过程中主要浸出CaO的原因是。沉钙反应的离子方程式为。“浸钙”过程不适宜选用n(NH4Cl)n(CaO)的比例为。产品中CaCO3纯度的实测值高于计算值的原因是。n(NH4Cl)/n(CaO)氧化物(MO)浸出率/%产品中CaCO3纯度/%产 品 中 M g 杂 质 含 量/%(以MgCO3计)CaOMgO计算值实测值2.1 19
17、8.41.199.199.72.2 198.81.598.799.50.062.4 199.16.095.297.62.20(3)“浸镁”过程中,取固体B与一定浓度的(NH4)2SO4溶液混合,充分反应后MgO的浸出率低于60%。加热蒸馏,MgO的浸出率随馏出液体积增大而增大,最终可达98.9%。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是。(4)滤渣C中含有的物质是。(5)该流程中可循环利用的物质是。【流程梳理】2.2022广东18,14分,难度稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:已知:月
18、桂酸(C11H23COOH)熔点为44;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.810-8;Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。离子 Mg2+Fe3+Al3+RE3+开始沉淀时的pH8.81.53.66.27.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是。(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方程式为。(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7 gL-1。为尽
19、可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于molL-1(保留两位有效数字)。(4)“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是。“操作X”的过程为:先,再固液分离。(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有(写化学式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1 mol Pt3Y转移mol电子。Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为。新考法新考法3.2023湖南17,15分,难度创新命题素材,本题以超纯G
20、a(CH3)3为素材,考查工艺流程分析超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一。近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果。工业上以粗镓为原料,制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下:已知:金属Ga的化学性质和Al相似,Ga的熔点为29.8;Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体;新考法新考法相关物质的沸点:回答下列问题:(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是;(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在4045 的原因是,阴极的电极反应式为;物质Ga(CH3)3Et2OCH3INR
21、3沸点/55.734.642.4365.8新考法新考法(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI,写出该反应的化学方程式;(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是;(5)下列说法错误的是;A.流程中Et2O得到了循环利用B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3D.用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是;(7)比较分子中的CGaC键角大小:Ga(CH3)3Ga(CH3)3(Et2O)(填“”“Ga(CH3)3(Et2O)。
