1、1.(2020浙江7月选考,8,2分)下列说法不正确的是( ) A.Cl-会破坏铝表面的氧化膜 B.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强 C.KMnO4具有氧化性,其稀溶液可用于消毒 D.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 考点考点1 1 钠、镁、铝及其化合物钠、镁、铝及其化合物 答案答案 B NaHCO3不稳定,受热易分解,发生反应:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,NaHCO3的热 稳定性比Na2CO3弱,故选B。 2.(2020江苏单科,3,2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品 B.氧化铝熔点高,可用作电解
2、冶炼铝的原料 C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸 D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水 答案答案 D A项,金属铝用于制作金属制品是因为金属铝易加工,且表面形成的氧化膜有一定的防 腐作用,错误;B项,冶炼铝用氧化铝作原料,是因为氧化铝是离子化合物,熔融时能电离,错误;C项,氢 氧化铝有弱碱性,可用于中和过多的胃酸,错误;D项,明矾中的铝离子在水溶液中水解生成氢氧化 铝胶体,可用于净水,正确。 3.(2020山东,5,2分)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是( ) A.用甲装置制备并收集CO2 B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生 C.用丙装置制备无水MgCl2
3、 D.用丁装置在铁上镀铜 答案答案 C A项,CO2的密度比空气大,收集时应用向上排空气法,错误;B项,液溴易挥发,会与AgNO3 溶液反应,干扰验证有HBr的产生,错误;C项,由MgCl2 6H2O制备无水MgCl2需要在HCl氛围中干燥 脱水,抑制其水解,正确;D项,铁上镀铜,Cu应作电解池的阳极,Fe作阴极,则Cu连电池的正极,Fe连电 池的负极,错误。 4.(2019课标,11,6分)下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是( ) A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4 Cu+ZnSO4 B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2 CaC
4、O3+H2O C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2 2Na2O+O2 D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl3 2Fe(OH)3+3MgCl2 答案答案 C 本题考查了分析和解决化学问题的能力,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素 养。 C项,Na2O2在空气中与CO2反应生成了Na2CO3与O2,化学方程式为2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,错 误。 5.(2019课标,26,14分)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工 业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5 H2O、SiO2
5、及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工 艺流程如下: 回答下列问题: (1)在95 “溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分有 。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子, 可选用的化学试剂是 。 (3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH+B(OH,Ka=5.8110-10,可判断H3BO3是 酸;在 “过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 。 - 4 ) (4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2 MgCO3沉淀的离子方程式为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁 的方法是 。
6、 答案答案 (1)NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3 (2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN (3)一元弱 转化为H3BO3,促进析出 (4)2Mg2+3C+2H2O Mg(OH)2 MgCO3+2HC或2Mg2+2C+H2O Mg(OH)2 MgCO3+ CO2 溶浸 高温焙烧 2- 3 O - 3 O 2- 3 O 解析解析 本题涉及的考点有离子方程式的书写、Fe3+的检验、化学平衡常数的应用,考查了学生解 读化学工艺流程,将题给信息与已学知识相结合分析、解决化学问题的能力。 (1)“溶浸”步骤产生的“气体”是NH3,用NH4HCO3溶液吸收NH3的化学方程式为NH3+N
7、H4HCO3 (NH4)2CO3。 (2)根据流程图可知,Fe2O3、Al2O3、SiO2不溶于(NH4)2SO4溶液,故“滤渣1”的主要成分有SiO2、 Fe2O3、Al2O3;检验Fe3+通常选用KSCN溶液。 (3)根据H3BO3的解离反应以及电离平衡常数,可判断H3BO3是一元弱酸;在“过滤2”操作前B元素 主要以B2的形式存在,调节pH至3.5后生成了H3BO3沉淀,由此可推断调节pH的目的是将B2转 化成H3BO3。 (4)反应物有Mg2+、C,生成物有Mg(OH)2 MgCO3沉淀,再结合电荷守恒、原子守恒可写出反应 的离子方程式;“沉镁”后的母液的主要成分为(NH4)2SO4,
8、可供“溶浸”工序循环使用;Mg(OH)2、 MgCO3在高温条件下均易分解生成MgO,故高温焙烧碱式碳酸镁可以制备轻质氧化镁。 4- 5 O 4- 5 O 2- 3 O 6.(2019天津理综,3,6分)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( ) A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2 B.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业 C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良 D.无水CoCl2呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水 以下为教师用书专用 答案答案 C 本题涉及的考点有铁、氯、钠及其化合物的性质,
9、合金的性质与应用。考查学生对元 素化合物基础知识的整合能力,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 A项,溶液中发生反应:2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-、2Fe3+Fe 3Fe2+,将废铁屑加入FeCl2溶液中可 以除去工业废气中的Cl2,正确;B项,铝、锂均为轻金属,铝中添加适量锂可以制得低密度、高强度 的铝合金,正确;C项,Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH,施加熟石灰生成了烧碱NaOH,碱性增强, 不利于作物生长,错误;D项,无水CoCl2吸水的现象(蓝色变粉红色)明显,可用于判断变色硅胶是否 吸水,正确。 易错提醒易错提醒 C项中,熟石灰虽然可以与Na2CO3
10、反应,但反应后会生成碱性更强的烧碱,适得其反。解 题时务必考虑周到,思维缜密。 7.(2019上海选考,16,2分)在pH为1的100 mL 0.1 mol/L的AlCl3溶液中,加入300 mL 0.1 mol/L的氢氧 化钠溶液后铝元素的存在形式是( ) A.Al B.Al3+ C.Al(OH)3 D.Al3+、Al(OH)3 - 2 O 答案答案 D pH为1的100 mL 0.1 mol/L的AlCl3溶液中,n(H+)=0.1 L0.1 mol/L=0.01 mol,n(Al3+)=0.1 L 0.1 mol/L=0.01 mol,300 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液中n(
11、NaOH)=0.3 L0.1 mol/L=0.03 mol,两溶液 混合后先后发生反应H+OH- H2O、Al3+3OH- Al(OH)3,0.01 mol H+消耗0.01 mol OH-,剩 余的0.02 mol OH-与0.01 mol Al3+反应时,Al3+过量,产生Al(OH)3的物质的量为 mol,剩余Al3+的 物质的量为0.01 mol- mol= mol。 0.02 3 0.02 3 0.01 3 8.(2018江苏单科,3,2分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂 B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维 C.A
12、l2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料 D.CaO 能与水反应,可用作食品干燥剂 答案答案 D A项,NaHCO3用于制胃酸中和剂应用的是NaHCO3能与胃酸反应生成NaCl、CO2和H2O 这一性质,与NaHCO3受热易分解无关,错误;B项,SiO2用于制光导纤维与其熔点、硬度等性质无关, 错误;C项,Al2O3用作耐高温材料是因为其熔点高,与其是两性氧化物无关,错误。 拓展延伸拓展延伸 CaO虽可用作食品干燥剂,但本身及与水反应的产物Ca(OH)2对人体都有危害,一定不 能误食。 9.(2017海南单科,7,4分)(双选)下列叙述正确的是( ) A.稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜 B.碘化钾
13、与浓硫酸反应可制备碘化氢 C.过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气 D.铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝 答案答案 CD 根据金属活动性顺序,Cu排在H的后边,因此金属铜不与稀硫酸反应,A项错误;浓硫酸 具有强氧化性,能把HI氧化,B项错误;2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,因此可以制备氧气,C项正确; 铝在氯气中燃烧生成AlCl3,D项正确。 10.(2017江苏单科,3,2分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于
14、水,可用作制冷剂 答案答案 A 本题考查Na2O2、ClO2、SiO2和NH3的性质及应用。B项,ClO2具有很强的氧化性,可用 于杀菌消毒,错误;C项,SiO2用于制造光导纤维与其硬度大无关,错误;D项,NH3用作制冷剂是因为其 易液化,液氨汽化吸热,错误。 知识拓展知识拓展 ClO2是一种自来水消毒剂,比Cl2的消毒效果要好,杀菌消毒的同时不会生成新的有毒 物质。 11.(2018天津理综,7,14分)下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2 6NH3是优质的镁 资源。回答下列问题: (1)MgCl2 6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周
15、期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。 (2)A2B的化学式为 。反应的必备条件是 。上图中可以循环使用的 物质有 。 (3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。 (4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该 反应的化学方程式: 。 (5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下: RBr RMgBr (R:烃基;R:烃基或H) 依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式: 。 答案答案 (14分)(1)r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl
16、-) 第三周期A族 H -Mg2+ H- (2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl (3)SiC (4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O (5)CH3CH2CHO,CH3CHO O O 解析解析 本题考查物质结构与元素周期律、工艺流程、简单有机合成。 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有 三个电子层,故离子半径:r(H+)r(Mg2+)r(N3-)13,V2O5 xH2O与NaOH反应生成NaVO3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAl(OH)4,Fe(OH)3不与 NaOH反应,所以滤渣是
17、Fe(OH)3。(5)“调pH”的目的是将NaAl(OH)4转化为Al(OH)3沉淀除去, 反应的化学方程式为NaAl(OH)4+HCl Al(OH)3+NaCl+H2O,则滤渣为Al(OH)3。(6)加入过 量NH4Cl固体,c(N)增大,根据同离子效应,可促进NH4VO3晶体尽可能完全析出。 2 O 2 O 2 O 4 H 7.(2020山东,16,12分)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工 艺流程如下: 已知:MnO2是一种两性氧化物;25 时相关物质的Ksp见下表。 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH
18、)2 Ksp 110-16.3 110-38.6 110-32.3 110-12.7 回答下列问题: (1)软锰矿预先粉碎的目的是 ,MnO2与BaS溶液反应转 化为MnO的化学方程式为 。 (2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的 量达到最大值后会减小,减小的原因是 。 (3)滤液可循环使用,应当将其导入到 操作中(填操作单元的名称)。 (4)净化时需先加入的试剂X为 (填化学式),再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为 (当溶液中某离子浓度c1.010-5mol L-1时,可认为该离子沉淀完全)。 (5)碳化过程中发生
19、反应的离子方程式为 。 答案答案 (1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率 MnO2+BaS+H2O Ba(OH)2+MnO+S (2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2 (3)蒸发 (4)H2O2 4.9 (5)Mn2+HC+NH3 H2O MnCO3+N+H2O - 3 O 4 H 解析解析 (1)预先粉碎软锰矿,可以增大接触面积,充分反应,从而提高反应速率和原料的利用率。从 题给流程图中可以看出,MnO2和BaS溶液反应除生成MnO外,还生成S和Ba(OH)2,根据得失电子守 恒和原子守恒可得反应的化学方程式为MnO2+BaS+H2O MnO+Ba(OH)2+S。(2)由题给信息
20、可 知MnO2是一种两性氧化物,故可与Ba(OH)2反应,Ba(OH)2的量会减少。(3)蒸发结晶析出Ba(OH)2, 过滤后,滤液是饱和的Ba(OH)2溶液,其中含有Ba(OH)2,为循环使用,可将其导入到蒸发操作中。 (4)为除尽Fe2+,可加入H2O2将其氧化为Fe3+。由题表中相关物质的Ksp可知,Fe3+完全沉淀需要的pH 比Al3+完全沉淀所需pH小,溶液pH只需达到Al3+完全沉淀所需pH即可;设Al3+恰好完全沉淀时溶液 中OH-浓度为x mol L-1,则1.010-5x3=110-32.3,x=10-9.1,pOH=9.1,pH=14-9.1=4.9。(5)碳化过程中生成
21、MnCO3的反应为Mn2+HC MnCO3+H+,生成的H+再和所加氨水反应生成N,故反应的离 子方程式为Mn2+HC+NH3 H2O MnCO3+N+H2O。 - 3 O 4 H - 3 O 4 H 8.(2020课标,27,15分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还 有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4 7H2O): 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 回答下列问题: (1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属,用稀硫酸 将“滤液”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。 金属离子
22、 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.0 1 mol L-1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0 10-5 mol L-1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 (2)“滤液”中含有的金属离子是 。 (3)“转化”中可替代H2O2的物质是 。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即 ,“滤液”中可能含有的杂质离子为 。 (4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp= (列出计算式)。如果“转 化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol L-1,则“调pH”应控制的pH范围是 。 (5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作
23、镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应 的离子方程式 。 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是 。 NaOH pH 溶液 调 22 H O 溶液 滤渣 转化 答案答案 (1)除去油脂、溶解铝及其氧化物 Al(OH+H+ Al(OH)3+H2O (2)Ni2+、Fe2+、Fe3+ (3)O2或空气 Fe3+ (4)0.01(107.2-14)2或10-5(108.7-14)2 3.26.2 (5)2Ni2+ClO-+4OH- 2NiOOH+Cl-+H2O (6)提高镍回收率 - 4 ) 解析解析 (1)油脂可在NaOH溶液中发生水解反应生成可溶性的高级脂肪酸钠和甘油,并且N
24、aOH溶 液能溶解Al和Al2O3,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2、Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O,故 “碱浸”中NaOH的两个作用分别是除去油脂和溶解铝及其氧化物。“滤液”中含有NaAl(OH)4 (也可写成NaAlO2),向其中加入稀H2SO4调为中性会生成Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为 Al(OH+H+ Al(OH)3+H2O或Al+H+H2O Al(OH)3。(2)“滤饼”中含有Ni、 Fe、NiO、FeO、Fe2O3以及少量其他不溶物,加入稀H2SO4后主要发生反应Ni+2H+ Ni2+H2 、Fe+2H+ Fe2+H2、NiO+2H+
25、Ni2+H2O、FeO+2H+ Fe2+H2O、Fe2O3+6H+ 2 Fe3+3H2O,故“滤液”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。(3)H2O2的作用是在酸性条件下将 Fe2+氧化为Fe3+(2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O),且在“转化”中不引入新杂质,故可替代H2O2的 物质是O2或空气,发生反应4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O,也不引入新杂质。加NaOH溶液“调 pH”的目的是生成Fe(OH)3沉淀除去Fe3+,为除尽Fe3+而又不生成Ni(OH)2沉淀,需控制pH范围:3.2 pH7.2,此时Fe2+不能沉淀,后续H2O2可将Fe2+氧化为Fe
26、3+,故“滤液”中可能含有的杂质离子为Fe 3+。(4)开始形成Ni(OH) 2沉淀或沉淀完全时,都存在沉淀溶解平衡:Ni(OH)2(s) Ni2+(aq)+2OH- (aq),Ksp=c(Ni2+) c2(OH-),开始沉淀时,c(Ni2+)=0.01 mol L-1,c(OH-)=1.0107.2-14 mol L-1,故Ksp=0.01(107.2-14)2; 沉淀完全时,c(Ni2+)=1.010-5mol L-1, mol L-1,Ksp=10-5(108.7-14)2。由上述分析得 Ksp=1.010-15.6,若“转化”后的溶液中c(Ni2+)=1.0 mol L-1,生成Ni(
27、OH)2沉淀的最小c(OH-)= - 4 ) - 2 O -8.7-14 (OH )1.0 10c sp 2 (Ni ) K c mol L-1=1.010-7.8mol L-1,c(H+)= mol L-1=1.010-6.2 mol L-1,pH=6.2,故既要除尽Fe3+,又 不形成Ni(OH)2沉淀,应控制的pH范围是3.26.2。(5)Ni2+被氧化为NiOOH,ClO-被还原为Cl-,故 在强碱溶液中该反应的离子方程式为2Ni2+ClO-+4OH- 2NiOOH+Cl-+H2O。(6)分离出NiSO4晶体 后的母液中含有Ni2+(饱和NiSO4溶液),故将母液收集、循环使用,其意义
28、是提高镍回收率。 -15.6 1.0 10 1.0 -14 -7.8 1.0 10 1.0 10 9.(2020浙江7月选考,28,10分).化合物X由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石 蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取3.01 g X,用含HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液 A分成A1和A2两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液): 请回答: (1)组成X的四种元素是N、H和 (填元素符号),X的化学式是 。 (2)溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是 。 (3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示) 。 要求同时满
29、足: 其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素; 反应原理与“HCl+NH3 NH4Cl”相同。 .某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:烧瓶内有白雾,烧杯 中出现白色沉淀。请回答: (1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是 。 (2)烧杯中出现白色沉淀的原因是 。 答案答案 .(1)Al、Cl AlCl3NH3 (2)Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC (3)AlCl3+Cl-AlC或AlCl3+NH3AlCl3NH3 .(1)吸水或放热导致HCl挥发 (2)HCl气体会将H2SO4带出,与Ba(NO3)2作用生成BaSO4 - 2
30、 O - 3 O - 4 l 解析解析 .由加热X可产生使红色石蕊试纸变蓝的气体Y,可知Y为氨气;取3.01 g X用含有HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得到溶液A,将溶液A分成A1、A2两等份进行实验,且白色沉淀C可溶于 NaOH溶液,结合溶液A1+NaOH溶液Y(NH3)+溶液B,CO2+溶液B白色沉淀C,可知白色沉淀C为 Al(OH)3,白色固体D为Al2O3,且n(Al2O3)=0.005 mol,则溶液A1中n(Al3+)=0.01 mol,n(NH3) =0.01 mol;由溶液A2+AgNO3溶液白色沉淀E,可知E为AgCl,且溶液A2中n(Cl-)= n(AgCl)
31、=0.06 mol,则溶液A中含0.12 mol Cl-,除去加入的盐酸中所含的0.06 mol Cl-,X 中含有0.06 mol Cl-;综上所述及X的质量可知X中含有0.02 mol Al3+、0.06 mol Cl-和0.02 mol NH3, 则n(Al3+)n(Cl-)n(NH3)=131,可知X的化学式为AlCl3NH3。 (1)据上述分析,X中含有N、H、Al、Cl四种元素,X的化学式为AlCl3NH3。 (2)溶液B中通入过量CO2的离子方程式为Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC或Al(OH+CO2 Al(OH)3+HC。 (3)根据题意,一种反应物的组成元素为X中
32、除去N、H 之外的两种元素,只能为AlCl3,由于Al3+有空 轨道,可与含有孤电子对的离子或分子结合形成配位键,故化学方程式为AlCl3+NH3 AlCl3NH3, 离子方程式为AlCl3+Cl- AlCl4-。 -1 0.510 g 102 g mol -1 0.224 L 22.4 L mol -1 8.61 g 143.5 g mol - 2 O - 3 O - 4 ) - 3 O .(1)盐酸具有挥发性,与浓硫酸混合以后,浓硫酸吸水并放出大量的热,促进HCl的逸出。 (2)HCl挥发带出的H2SO4会进入烧杯与Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀。 10.(2018课标,26,14
33、分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含有 SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 相关金属离子c0(Mn+)=0.1 mol L-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有 ;氧化除杂工序中ZnO的作用是 ,若不通入氧气,其后果是 。 (3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2
34、 9.4 。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 ;沉积锌后的电 解液可返回 工序继续使用。 答案答案 (1)ZnS+O2ZnO+SO2 (2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+ (3)Cd2+Zn Cd+Zn2+ (4)Zn2+2e- Zn 溶浸 3 2 解析解析 (1)高温焙烧,金属硫化物转化为金属氧化物和二氧化硫气体。(2)PbSO4难溶于水;氧化除杂 工序中通入O2,可将铁元素完全转化为Fe3+,加入ZnO调节溶液pH为2.86.2,保证Fe3+被完全除去。 (3)还原除杂工序中锌粉可置换出金属Cd。(4)电解硫酸锌溶液时,阴极反应式为Zn2+2e- Z
35、n, 阳极反应式为2H2O-4e- O2+4H+,沉积锌后的电解液中主要含硫酸,可返回溶浸工序继续使 用。 11.(2017课标,27,14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分 为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下: 回答下列问题: (1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验 条件为 。 (2)“酸浸”后,钛主要以TiOC形式存在,写出相应反应的离子方程式 。 2- 4 l (3)TiO2 xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示: 分析
36、40 时TiO2 xH2O转化率最高的原因 。 (4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为 。 (5)若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 mol L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀 完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 mol L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22、1.010-24。 (6)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。 温度/ 30 35 40 45 50 TiO2 xH2O转化 率/% 92 95 97 93
37、88 答案答案 (1)100 、2 h,90 、5 h (2)FeTiO3+4H+4Cl- Fe2+TiOC+2H2O (3)低于40 ,TiO2 xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40 ,双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2 xH2O转化反应速率下降 (4)4 (5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(P)= mol L-1=1.310-17mol L-1,c3(Mg2+) c2(P)值为0.013(1.310-17)2 =1.710-40Cu2+,没有黑色固体出现,错误;C项,用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上 加热,铝箔表面的铝和空气中的氧气反应生成Al2O3,Al2O3熔
38、点高,包裹着熔化的铝,熔化后的液态铝 不会滴落下来,错误;D项,将0.1 mol L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,说明NaOH已 反应完全,再滴加0.1 mol L-1 CuSO4溶液,白色沉淀变为浅蓝色沉淀,说明生成了溶度积更小的Cu(OH)2, 正确。 关联知识关联知识 Mg(OH)2(s)+Cu2+(aq) Cu(OH)2(s)+Mg2+(aq),Cu(OH)2比Mg(OH)2更难溶。 温馨提示温馨提示 A项中涉及Fe参与的氧化还原反应,要注意Fe是否过量。 A A组组 考点基础题组考点基础题组 考点1 钠、镁、铝及其化合物 1.(2020吉林普通中学二调,11)
39、关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( ) A.等物质的量时所含阴离子数目相同 B.颜色相同 C.所含化学键类型相同 D.化合物种类不同 答案答案 A Na2O中阴离子为O2-,Na2O2中阴离子为,二者物质的量相等时,所含阴离子数目相同,A 正确;Na2O为白色固体,Na2O2为淡黄色粉末,B不正确;Na2O只含离子键,Na2O2既含离子键又含非极 性共价键,C不正确;二者均为离子化合物,D不正确。 2- 2 O 2.(2020安徽皖江名校联盟五联,26)2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡 献的三位化学家。锂被誉为“高能金属”,是锂电池的电极材料,工业上用-锂辉石(主
40、要成分为 Li2O Al2O3 4SiO2以及少量钙、镁杂质)和氟磷灰石(Ca5P3FO12)联合制取锂离子电池正极材料 (LiFePO4),其工业生产流程如下: 已知:常温下,KspAl(OH)3=2.710-33;LiFePO4难溶于水。 回答下列问题: (1)氟磷灰石(Ca5P3FO12)中磷元素的化合价为 ,沉淀X的主要成分是 (写 化学式)。 (2)操作3的名称是 ,操作1所需的玻璃仪器名称为 。 (3)蒸发浓缩Li2SO4溶液的目的是 。 (4)写出合成反应的离子方程式: 。 (5)科学家设计一种锂电池的反应原理为LiFePO4Li+FePO4,放电时正极反应式为 。 (6)工业上
41、取300 t含氧化锂5%的-锂辉石,经上述变化得到纯净的LiFePO4共110.6 t,则元素锂的利 用率为 。 答案答案 (1)+5 CaCO3、Mg(OH)2 (2)分液 玻璃棒、烧杯、漏斗 (3)增大溶液中锂离子浓度,便于生成LiFePO4沉淀 (4)H2P+Li+Fe2+ LiFePO4+2H+ (5)FePO4+Li+e- LiFePO4 (6)70% - 4 O 解析解析 本题以锂离子电池正极材料的制取为背景,综合考查元素化合物知识、实验操作、化学反 应原理等考点,同时考查学生的分析问题能力及计算能力,体现了科学态度与社会责任的核心素 养。(1)化合物中各元素正、负化合价代数和为0
42、,Ca5P3FO12中Ca为+2价、F为-1价、O为-2价,则P 为+5价;-锂辉石焙烧后,溶于浓硫酸得到硫酸锂、硫酸铝、硫酸钙、硫酸镁和二氧化硅,调节溶 液pH为6,铝离子沉淀,滤液中的MgSO4能与氢氧化钙反应生成Mg(OH)2沉淀,氢氧化钙能与碳酸钠 反应生成碳酸钙沉淀,所以沉淀X的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2。(2)操作1为过滤,所需的玻璃仪 器有烧杯、漏斗、玻璃棒;操作3为分液。(3)蒸发浓缩Li2SO4溶液,可使溶液中锂离子浓度增大,便 于生成磷酸亚铁锂沉淀。(4)合成反应的反应物为磷酸二氢铵、硫酸亚铁和硫酸锂,产物有难溶于 水的LiFePO4,则离子方程式为H2P+Li+
43、Fe2+ LiFePO4+2H+。(5)由题给反应方程式可知,放 电时正极反应式为FePO4+Li+e- LiFePO4。(6)300 t含氧化锂5%的-锂辉石中Li2O的质量为15 t,根据关系式Li2O2LiFePO4,可知理论上可生成磷酸亚铁锂的质量为158 t,则元素锂的利用率为 100%=70%。 - 4 O 110.6 158 3.(2019广西钦州三模,26)在通风橱中探究二氧化氮与过氧化钠的反应。二氧化氮溶于浓硫酸(硫 酸沸点为338 ),加热后NO2可逸出。(本题实验装置中省略夹持仪器) (1)制备NO2的装置如图所示: A中发生反应的化学方程式是 。 干燥管内CaCl2的主
44、要作用是吸水,吸水的主要目的是 。 (2)加热B中吸收液,使NO2逸出,待试管充满红棕色气体后再接入装有足量Na2O2固体的试管,装置 如图: 加热B时,温度不宜过高,原因是 。 D中碱石灰的主要作用是 。 (3)反应后C中固体渐渐变白,经分析,反应产物可能有NaNO2、NaNO3,为此进行如下实验检验。 查阅资料:NaNO2能使酸性KMnO4溶液褪色。 检验过程:取C中固体,加水溶解配制成100 mL 溶液,加入少量MnO2,振荡静置(记为溶液Q)。取5 mL 溶液Q,滴加酸性KMnO4溶液,振荡后酸性KMnO4溶液褪色。 NaNO2使酸性KMnO4溶液褪色的离子方程式是 。 加入少量MnO
45、2的目的是除去剩余Na2O2和水反应产生的H2O2,其化学方程式为 。 (4)经检验产物中还含有NaNO3。NO2与Na2O2化合生成NaNO3的化学方程式为 。 答案答案 (1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 避免水蒸气进入浓硫酸将其稀释并 引发安全事故 (2)温度过高,会有SO3挥发出来,干扰实验 防止空气中的二氧化碳、水进入C中 (3)5N+2Mn+6H+5N+2Mn2+3H2O 2H2O22H2O+O2 (4)2NO2+Na2O22NaNO3 - 2 O - 4 O - 3 O 解析解析 (1)装置A中,浓硝酸和铜发生反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;干燥管内C
46、aCl2的主要 作用是吸收水,避免水蒸气进入浓硫酸中将其稀释并引发安全事故。(2)由题给信息可知,二氧 化氮溶于浓硫酸,加热后NO2可逸出,若温度过高,会有SO3挥发出来,干扰实验;D中碱石灰的主要 作用是防止空气中CO2、水蒸气进入装置C。(3)N与Mn反应生成锰离子和硝酸根离子,则 离子方程式为5N+2Mn+6H+5N+2Mn2+3H2O;H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解 为水和氧气。(4) NO2与Na2O2化合生成NaNO3,NO2中氮元素化合价升高,Na2O2中氧元素化合价降 低。 - 2 O - 4 O - 2 O - 4 O - 3 O 4.(2020安徽蚌埠二检,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由软锰矿浆 (主要成分是MnO2)吸收含硫废渣产生的废气制备,工艺如下图所示。 已知:浸出液的pH2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。 请回答下列问题: (1)高温焙烧前
