專題五金屬及其化合物

考點(diǎn)一鈉及其化合物

1.（2022廣東,6,2分）勞動開創(chuàng)未來。下列勞動項(xiàng)目與所述的化學(xué)知識沒有關(guān)聯(lián)的是

（）

選項(xiàng)勞動項(xiàng)目化學(xué)知識

A面包師用小蘇打作發(fā)泡劑烘焙面包Na2CO3可與酸反應(yīng)

B環(huán)保工程師用熟石灰處理酸性廢水熟石灰具有堿性

工人將模具干燥后再注入熔融鋼水鐵與高溫下會反應(yīng)

CH2O

D技術(shù)人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板鋁能形成致密氧化膜

答案A小蘇打是碳酸氫鈉,小蘇打作發(fā)泡劑,是因?yàn)樘妓釟溻c受熱分解產(chǎn)生二氧化碳

氣體,A項(xiàng)符合題意。

2.（2022廣東,14,4分）下列關(guān)于Na的化合物之間轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是

（）

A.堿轉(zhuǎn)化為酸式鹽:OH+2H++CO∣~~HCO3+2H2O

堿轉(zhuǎn)化為兩種鹽:∣：

B.2OH+C2JCIO+CI+H2O

過氧化物轉(zhuǎn)化為堿:S=∣

C.2O^~+2H2O4OH+O2

鹽轉(zhuǎn)化為另一種鹽：i：+

D.Na2Si6+2H+=H2SiO3l+2Na

答案B離子方程式左右兩邊氫原子、氧原子不守恒,A項(xiàng)錯誤;氫氧化鈉溶液中通入

氯氣生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,B項(xiàng)正確;在溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng),書寫離子方程式

時(shí),過氧化鈉應(yīng)寫化學(xué)式,不能拆成離子形式,C項(xiàng)錯誤;Na2SiO3是一種易溶于水、易電離

的強(qiáng)電解質(zhì)，在書寫離子方程式時(shí),應(yīng)寫成離子形式,D項(xiàng)錯誤。

歸納總結(jié)書寫離子方程式時(shí)應(yīng)注意:①把易溶于水、易電離的強(qiáng)電解質(zhì)拆成離子形

式;②把難溶于水的物質(zhì)、單質(zhì)、氧化物、難電離的物質(zhì)寫成化學(xué)式的形式。

3.（2022海南,1,2分）化學(xué)與日常生活息息相關(guān)。下列說法鎮(zhèn)送的是（）

A.使用含氟牙膏能預(yù)防齦齒

小蘇打的主要成分是

B.Na2CO3

C.可用食醋除去水垢中的碳酸鈣

D.使用食品添加劑不應(yīng)降低食品本身營養(yǎng)價(jià)值

答案B小蘇打?yàn)镹aHCc)3的俗稱。

4.(2022湖北,8,3分)硫代碳酸鈉能用于處理廢水中的重金屬離子,可通過如下反應(yīng)制

備：

==

2NaHS(s)+CS2(I)Na2CS3(s)+H2S(g)

下列說法正確的是()

A.Na2CS3不能被氧化

B.Na2CS3溶液顯堿性

C.該制備反應(yīng)是端減過程

DXS2的熱穩(wěn)定性比CO2的高

答案BA項(xiàng),Na2CS3中硫元素為-2價(jià),處于最低價(jià)態(tài),能被氧化,錯誤;B項(xiàng),類比

Na2CO3溶液可知Na2CS3溶液顯堿性,正確;C項(xiàng)，該反應(yīng)中固體與液體生成了硫化氫氣體,

是嫡增的過程,錯誤;D項(xiàng)，C=S鍵的鍵長大于C=O鍵,故C=S鍵的鍵能更

小,CS2的熱穩(wěn)定性比CO2的低,錯誤。

疑難突破。與S同主族,Na2CO3ΦW0被S取代即可得到硫代碳酸鈉(Na2CS3),Na2CS3

的某些性質(zhì)類似Na2CO3o

5.(2022湖南,7,3分)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如下：

過量Na2CO3NaAlO2

煙氣∏jLlDC‰1RTLH冰晶石

(含HF)~Π吸收塔I—1合成槽(Na1AlF6)

濾液

下列說法錯誤的是()

A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料

B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率

C.合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AIF6和C02

D.濾液可回收進(jìn)入吸收塔循環(huán)利用

答案C煙氣中的HF會腐蝕陶瓷,A正確;采用溶液噴淋法可以增大氣液接觸面積,提

-z

高煙氣吸收效率，B正確；吸收塔內(nèi)的反應(yīng)為HF+Na2CO3NaF+NaHCO3,合成槽內(nèi)的

反應(yīng)為6NaF+4NaHCθ3+NaAlθ2==：Na3AIF6+4Na2CO3+2H2O,C不正確、D正確。

拓展延伸工業(yè)制冰晶石的反應(yīng)原理為2AI(OH)3+12HF+3Na2CO3

2Na3AIF6+3C02↑+9H20o

6.(2022山東,11,4分)某同學(xué)按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),欲使瓶中少量固體粉末最終消失并

得到澄清溶液。下列物質(zhì)組合不符合要求的是()

氣體液體固體粉末

ACO2飽和Na2CO3溶液CaCo3

BCl2FeCL溶液Fe

CHCICU(NO3)2溶液Cu

DNH3H2OAgCl___________________________

==；

答案AA項(xiàng),通入Co2依次發(fā)生反應(yīng)CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3,CaCO3+H2O+CO2

Ca(HCO3)2,由于在相同溫度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最終瓶中仍有白色固

體,不會得到澄清溶液;B項(xiàng),通入Cl2,發(fā)生反應(yīng)CI2+2FeCI2_2FeCI3>2FeCI3+Fe

3FeCl2,最終Fe消失得到澄清溶液;C項(xiàng),通入HCI,Nol在酸性條件下會表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,發(fā)

=2+

生反應(yīng)3Cu+8H++2N0］3CU+2NO↑+4H2O,最終Cu消失得到澄清溶液；D項(xiàng),AgCI在

水中存在沉淀溶解平衡Agel(S)-hAg+(aq)+CNaq),通入NK后,Ag*與NH3結(jié)合成

［Ag(NH"2;使沉淀溶解平衡正向移動,最終AgCI消失得到澄清溶液。

7.(2022山東，17節(jié)選)工業(yè)上以氟磷灰石［Ca5F(PO4)3,含SiO2等雜質(zhì)］為原料生產(chǎn)磷酸和

石膏,工藝流程如下：

硫酸尾

①NafQ1

溶液氣C02②BaC0,

濾渣

洗滌液χ一［?~l結(jié)晶轉(zhuǎn)化I石膏

回答下列問題：

(1)酸解時(shí)有HF產(chǎn)生。氫氟酸與Siθ2反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸bSiF6,離子方程式

為。

⑵部分鹽的溶度積常數(shù)見下表。精制I中，按物質(zhì)的量之比n(Na2CO3)：n(SiFj-)=1:1

加入Na2CO3脫氟,充分反應(yīng)后,c(Na*)=moH√i;再分批加入一定量的BaCO3,

首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是_________0

BaSiF6Na2SiF6CaSO4BaSO4

KSP1.0×IO-64.0×IO-69.0×1041.0×101°

=Z+-

答案(1)6HF+Siθ22H+SiFj+2H2O

(2)2.0x10-2So仁

+

解析⑴HzSiFe為二元強(qiáng)酸,故離子方程式為6HF+SiO2^2H+SiF∣^+2H2Oo

⑵精制I中，按物質(zhì)的量之比n(Na2CO3)："(Si瑤-)=1:1加入Na2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程

式為H2SiF6+Na2CO3=Na2SiF6l+Cθ2t+H2θ,析出NazSiFe的溶液是飽和溶液,存在

Na2SiF6(s)2Na+(aq)+Si理-(aq),則NazSiFe的溶度積

K=c2(Na+)?c(SiFθ-)=4c3(SiFg-),結(jié)合題表知,C(SiFθ-)。二mol?L1=1.0XIO2

sp

mol?L1,故c(Na+)=2c(SiFj-)=2.0×W2mo卜L";同時(shí)溶液中還有硫酸鈣的飽和溶液,則

2+4

c(Ca)=c(S05~)=√9.0×IO-moH∕i=3.0xl0-2mo∏Λ再分批加入一定量的BaCO3,當(dāng)

BaSiF6沉淀開始生成時(shí),c(Ba?+)=黑黑mol?L1=l.O×lO-4mol?L1,當(dāng)BaSo4沉淀開始生成

時(shí),c(Ba2+)=詈震mol?L1≈3.3×10-9mol-L1,因此首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是So

o.UXIU

考點(diǎn)二鐵及其化合物

1.（2022北京,4,3分）下列方程式與所給事實(shí)不相得的是（）

△

A.加熱NaHCO3固體,產(chǎn)生無色氣體:2NaHCO3Na2∞3+H2O+CO2↑

3+

B.過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng),產(chǎn)生無色氣體:Fe+NO/4H+^Fe+NO↑+2H2O

AONaeOH

C.苯酚鈉溶液中通入Co2,出現(xiàn)白色渾濁：+CO2+H2O―＞、/+NaHCO3

濃硫一

D.乙醇、乙酸和濃硫酸混合加熱,產(chǎn)生有香味的油狀液體:CH3CH2OH+CH3COOH一

CH3COOCH2CH3+H2O

答案B過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，B不正確。

2.（2022浙江1月選考,8,2分）下列說法不正確的是（）

A.鎂合金密度較小、強(qiáng)度較大,可用于制造飛機(jī)部件

B.還原鐵粉可用作食品干燥劑

C.氯氣、臭氧、二氧化氯都可用于飲用水的消毒

D.油脂是熱值最高的營養(yǎng)物質(zhì)

答案B還原鐵粉具有強(qiáng)還原性,可作食品抗氧化劑而非干燥劑,B錯誤。

3.(2022浙江6月選考,22,2分)關(guān)于化合物FeO(OCH3)的性質(zhì)，下列推測不合理的是

()

A.與稀鹽酸反應(yīng)生成Fea3、CH3OH^H2O

B.隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2O

C.溶于氫碘酸(HI),再加CCL1萃取,有機(jī)層呈紫紅色

D.在空氣中，與SiCh高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3

答案B由CH3OH類比推知，F(xiàn)eO(OCH3)中Fe元素的化合價(jià)為+3。該化合物與鹽酸反

應(yīng)的化學(xué)方程式為FeO(OCH3)+3HCI=-FeCI3+CH3OH+H2O,A項(xiàng)合理;隔絕空氣加熱分

i=2+

解應(yīng)生成Fe2O3,B項(xiàng)不合理;2Fe3++2r=2Fe+l2,C項(xiàng)合理；由鐵元素的化合價(jià)可知D

項(xiàng)合理。

4.(2022廣東,18,14分)稀土(RE)包括鐲、憶等元素,是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國南

方特有的稀土礦可用離子交換法處理,一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工

藝如下：

酸化MgSO,溶液月桂酸鈉

濾液2月桂酸

已知：月桂酸(CIIH23COOH)熔點(diǎn)為44°C;月桂酸和(CIIH23COO)3RE均難溶于水。該工藝

條件下,稀土離子保持+3價(jià)不變；

(CnH23COO)2Mg的KSP=I.8x10-8;AI(OH)3開始溶解時(shí)的PH為8.8;有關(guān)金屬離子沉淀的

相關(guān)PH見下表。

離子Mg2+Fe3+Al3+RE3+

開始沉淀時(shí)的PH8.81.53.66.2~7.4

沉淀完全時(shí)的PH/3.24.7/_______________________

(1)"氧化調(diào)pH"中，化合價(jià)有變化的金屬離子是

⑵"過濾Γ,前,用NaOH溶液調(diào)PH至的范圍內(nèi)，該過程中A甲發(fā)生反應(yīng)

的離子方程式為?

(3)"過濾2"后,濾餅中檢測不到Mg元素,濾液2中Mg?+濃度為2.7g?L-1o為盡可能多

地提取RE3+,可提高月桂酸鈉的加入量,但應(yīng)確保“過濾2"前的溶液中C(CIlH23CO。)低

于moHJ(保留兩位有效數(shù)字)。

(4)①"加熱攪拌”有利于加快RE3+溶出、提高產(chǎn)率,其原因

是_______________________________________________________________________

______________________________________________________0

②"操作X"的過程為:先,再固液分離。

(5)該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有(寫化學(xué)式)。

(6)稀土元素鈕(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑Pt3Yo

①還原YCI3和Ptc∣4熔融鹽制備Pt3Y時(shí),生成1molPt3Y轉(zhuǎn)移mol電子。

②Pt3Y∕C用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化O2的還原,發(fā)生的電

極反應(yīng)為o

答案(l)Fe2+

3+

(2)4.7≤pH<6.2AI+3OH^------AI(OH)3I

(3)4.0x10"

(4)①加熱可以加快反應(yīng)速率,并防止生成的月桂酸凝固阻礙反應(yīng)物相互接觸,攪拌可以

使(ClIH23CoO)3RE與鹽酸充分接觸發(fā)生反應(yīng),加快RE?+溶出

②降溫至44°C以下

(5)MgSO八CIIH23COOH(或CnH23COONa)

⑹①15②θ2+2H2θ+4e-==40H-

解析(1)礦物中的鐵、鋁元素與酸反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為Fe2+,Fe3+和Al3+,其中Fe?+能夠被氧化

3

為Fe÷o(2)調(diào)PH的作用是將Fe?+和AF+完全沉淀,但RE?+不能沉淀,所以調(diào)節(jié)PH范圍為

4.7≤pH<6.2;由于PH未達(dá)到8.8,AI(OH)3未溶解轉(zhuǎn)化為NaAIO2,故該過程中AF+與NaOH

反應(yīng)的離子方程式為A"+30H--AI(OH)3L(3)加入月桂酸鈉的目的是將RE?+轉(zhuǎn)化為

難溶物(CnH23COe))3RE,但是為了防止Mg?+轉(zhuǎn)化為(CllH23Coo)2Mg,故要求

22+2+11

c(CiiH23COO-)?c(Mg)<Ksp[(CiiH23COO)2Mg],已知c(Mg)=2.7g?L=0.1125mol?L,則

41

c(CiiH23COO-)<4.0×IOmol?Lo⑷①"加熱攪拌”的溫度為55°C,高于月桂酸的熔點(diǎn)，

故加熱不僅可以直接加快反應(yīng)速率,還能防止生成的月桂酸凝固阻礙反應(yīng)物相互接觸，

再結(jié)合攪拌操作使(CIlH23CoO)3RE與鹽酸充分接觸發(fā)生反應(yīng),從而加快RE3+溶

出；②(CuH23COO)3RE與鹽酸反應(yīng)生成RECl3和月桂酸,月桂酸的熔點(diǎn)為44°C,降溫至44℃

以下時(shí)月桂酸為固體,可以通過過濾進(jìn)行分離。(5)根據(jù)流程分析可知,濾液2主要溶質(zhì)

為MgSo4,可用于“浸取"步驟；"操作X"得到的月桂酸可制成月桂酸鈉并加入濾液1

中，循環(huán)利用。⑹①已知Pt3Y為合金,故可假設(shè)Pt3Y中Pt元素和Y元素的化合價(jià)均為0

價(jià),生成1molPt3Y時(shí)，Pt元素和Y元素總共得到的電子為3mol×4+lmol×3=15mol;②

氫氧燃料電池中，Ch在正極發(fā)生反應(yīng),堿性溶液中發(fā)生的電極反應(yīng)為5+2H2θ+4e-

40H<,

方法指導(dǎo)流程分析是關(guān)鍵,分析加入物質(zhì)的目的，如酸化MgSO4溶液是利用H+溶解RE、

Fe,Al元素,氧化調(diào)PH后,得到的濾渣為Fe(OH)3和Al(OH)3,加入月桂酸鈉的目的是將

RE3+轉(zhuǎn)化為(ClIH23COO)3RE沉淀,濾液2主要為MgSo4溶液,最后(CllH23COO)3RE與鹽酸

發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成RECb和ClIH23CoOH,降溫過濾分離即可。

5.(2022河北,15節(jié)選)以焙燒黃鐵礦FeSz(雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備鐵鐵藍(lán)

Fe(NH。Fe(CN)6顏料。工藝流程如下:

足量

HgSOQO%)H2SO4

NaCIO,

黃鐵礦H2O

加熱TJn熱

〒

紅f?錢

?

還序溶一沉氧.洗

ITl.鐵

渣浸原解鐵化滌

①*?—T-1?、藍(lán)

加熱干

???pH=3燥

濾

濾

母

HSO

液

渣

渣24

①②

(NH4)2SO4

NaJFe(CN)J

回答下列問題：

(1)紅渣的主要成分為(填化學(xué)式)；濾渣①的主要成分為(填化學(xué)

式)。

⑵黃鐵礦研細(xì)的目的是。

(3)還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

答案(I)Fe2O3SiO2

(2)增大固液接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高黃鐵礦的利用率

(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4

解析(1)紅渣的主要成分為Fe2O3,濾渣①的主要成分為SiO2o

（2）黃鐵礦研細(xì)的主要目的是增大固液接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高黃鐵礦的利用率。

（3）還原工序中，不產(chǎn)生S單質(zhì)，則硫元素被氧化為SOI",反應(yīng)的化學(xué)方程式為

7Fe2（SO4）3+FeS2+8H2O15FeSo4+8H2SO4。

6.（2022全國甲，26,14分）硫酸鋅（ZnSO4）是制備各種含鋅材料的原料,在防腐、電鍍、

醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備,菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2以

及Ca、Mg、Fe、CU等的化合物。其制備流程如下:

菱鋅礦H2SO4XKMnO4Zn粉

焙浸

取

燒

濾渣①濾渣②濾渣③

HF

八八r,,/、濾液④I脫鈣鎂I.濾液③

ZnSO4?7H2O<---------過濾---------

I

濾渣④

本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表:

離子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2t

4.0×6.7×2.2×8.0×1.8×

Ksp

Ier38Icrl710-2。IO16IO11

回答下列問題：

⑴菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為

（2）為了提高鋅的浸取效果,可采取的措施有、o

⑶加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH=5,最適宜使用的X是（填標(biāo)號）。

A.NH3?H2OB-Ca（OH）2CNaOH

濾渣①的主要成分是

（4）向80~90°C的濾液①中分批加入適量KMnc）4溶液充分反應(yīng)后過濾,濾渣②中有MnO2,

該步反應(yīng)的離子方程式為,

（5）濾液②中加入鋅粉的目的是o

（6）濾渣④與濃H2SO4反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物

是、o

焙燒

答案（I）ZnCO3------ZnO+CO2↑

（2）升高溫度、不斷攪拌、充分粉碎、適當(dāng)提高硫酸濃度等（任選兩個,答案合理即可）

（3）BSiO2Fe（OH）3CaSO4

2+Z：+

（4）Mnθ4+3Fe+7H2O=MnO2l+3Fe（OH）3l+5H

（5）除去銅離子

（6）硫酸鈣硫酸鎂

解析（1）根據(jù)產(chǎn)物有氧化鋅,參照碳酸鈣的高溫分解可寫出化學(xué)方程式。（2）為了提高

浸取效果,工業(yè)上一般需要加快反應(yīng)速率,可以從濃度、溫度、接觸面積等角度考慮。（3）

調(diào)pH要考慮不能引入不易除去的雜質(zhì)離子,如Na+和NH^后期不易除去;加入氫氧化

鈣,Ca?+后期可以被F-除去，同時(shí)與硫酸根離子結(jié)合生成微溶的硫酸鈣。SiOz不溶于

H2SO4,Ca?+和SOt生成CaSo4沉淀，由題表可知Fe（OH）3的Ksp,當(dāng)pH=5

時(shí),c（Fe3+）=4xlO?nmol?L1,Fe?+完全沉淀，同理可求出其他陽離子未沉淀完全。（4）根據(jù)題

意可知,反應(yīng)中MnOl轉(zhuǎn)化為Mno2,說明另一反應(yīng)物具有還原性，只能是Fe2+;pH=5時(shí)，

產(chǎn)物為Fe（OH）3。（5）加入鋅粉的目的是除去銅離子。（6）濾渣④為CaF2、MgF2,可與濃

_△△

H2SO4分別發(fā)生反應(yīng)：CaF2+H2SC>4（濃）i—CaSO4+2HFT、MgF2+H2SO4（濃）一

MgSO4+2HFT,得到的副產(chǎn)物為硫酸鈣和硫酸鎂。

知識歸納化工流程中的調(diào)控PH

一使某些金屬離子生成沉淀除去

1—￡——調(diào)節(jié)溶液酸堿性,促進(jìn)或抑制水解

的

I-核心反應(yīng)需要酸性或堿性環(huán)境

原不引入新的雜質(zhì)離子

則t不能使主體離子或物質(zhì)損失

一加入氧化物或氫氧化物

調(diào)控

PH方一加入碳酸鹽或堿式碳酸鹽

法一加入氨水、NaoH溶液等

J加入鹽酸、硫酸等

PH過小會導(dǎo)致某些離子沉淀不完全

PH過大會導(dǎo)致主體離子或物質(zhì)損失

7.（2022全國乙,26,14分）廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSo八Pbo2、Pbo和Pb,還

有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,通過下圖流程實(shí)

現(xiàn)鉛的回收。

NaCOIAc、H,ONaOH

T22

ιII

鉛膏—*脫硫酸浸沉鉛?PhO

^τ

?I

濾液濾渣濾液

一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下半W：

難溶電解

PbSOPbCOBaSO4BaCo3

質(zhì)43

KSP2.5×10-87.4X10%l.l×10102.6×W9

一定條件下，一些金屬氫氧4匕物沉淀小,的PH如下表:_________________________________

金屬氫

Fe(OH)Fe(OH)AI(OH)Pb(OH)

氧化物3232

開始沉

2.36.83.57.2

淀的PH

完全沉

3.28.34.69.1

淀的PH

回答下列問題：

(1)在"脫硫"中PbSO4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為,

用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原

因：_______________________________________________________________________________

⑵在"脫硫"中,加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉(zhuǎn)化,原因

是_______________________________________________________________________________

_______________O

(3)在"酸浸"中，除加入醋酸(HAC),還要加入出。2。

(i)能被出。2氧化的離子是；

(ii)H2O2促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,其化學(xué)方程式為一

(巾)匕。2也能使PbO2轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,出。2的作用是。

(4)"酸浸"后溶液的PH約為4.9,濾渣的主要成分是。

(5)"沉鉛”的濾液中，金屬離子有o

-

答案(1)PbSO4(s)+CO∣-(aq)PbCO3(s)+SO^(aq)存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)

2+

Pb(aq)+S0i^(aq),已知KSP(PbC?)?KSP(PbSOJ,加入Na2CO3,可將PbSCU轉(zhuǎn)化為

更難溶的PbCO3,有利于后續(xù)溶于酸

⑵沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)BaSo4(s)+COr(aq)BaCO3(s)+S0%-(aq)的平衡常數(shù)KyO.04,K值

較小,說明正向反應(yīng)程度有限

(3)(i)Fe2+(ii)Pb+H2O2+2HAC==XPb(AC)2+2H2。(Ni)作還原劑,還原PbCh

(4)Al(OH)3>Fe(OH)3、BaSO4

(5)Ba2?Na+

解析⑴結(jié)合題給難溶電解質(zhì)的Ksp,可知利用Na2CO3"脫硫"發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反

應(yīng)：PbSd(s)+CO歹(aq)-PbCO3(s)+S0^~(aq)?體系中存在沉淀溶解平衡PbSoJs)

2+

Pb(aq)+SO∣^(aq),已知KSP(PbCO3)?SP(PbSOJ,力"入Na2CO31可將PbSC)4轉(zhuǎn)化為

更難溶的PbCo3,有利于后續(xù)溶于酸。(2)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)BaSO4(s)+CO∣-(aq)~

BaCO3(s)+S0i-(aq)的平衡常數(shù)K=*黎專喏察=笠黑除0.04,K值較小,說明正向

C(L?U3)KSP(BaCU3)<-.oXlU

反應(yīng)程度有限，BaSθ4不能完全轉(zhuǎn)化為BaCO3O(3)(i)根據(jù)鉛膏的組成成分中含鐵元素

可知，七。2能夠氧化的離子為Fe2÷j(ii)H2O2將Pb氧化為Pb2+,繼而Pb?+與醋酸反應(yīng)生成

Pb(Ac)2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Pb+H2O2+2HAc^Pb(AC)2+2H2O;(iii)PbCh轉(zhuǎn)化為

Pb(AC)2的過程中Pb元素化合價(jià)降低,則七。2作還原劑,起到還原PbO2的作用。(4)"脫

硫”時(shí),BaSCU部分轉(zhuǎn)化為BaCO3,Ba元素以BaSO4、BaeO3的形式進(jìn)入"酸浸"工序,此

外還有ALFe等金屬元素,結(jié)合題給金屬氫氧化物沉淀時(shí)的PH和鉛膏的成分,可知濾渣

中含有AI(OH)3、Fe(OH)3、BaSO40(5)"沉鉛"后的濾液中有"酸浸"時(shí)BaCo3溶于酸

產(chǎn)生的Ba2+,還有因加入NaOH溶液而引入的Na+。

考點(diǎn)三金屬冶煉金屬材料

1.(2022廣東,1,2分)中華文明源遠(yuǎn)流長,在世界文明中獨(dú)樹一幟,漢字居功至偉。隨著

時(shí)代發(fā)展,漢字被不斷賦予新的文化內(nèi)涵,其載體也發(fā)生相應(yīng)變化。下列漢字載體主要由

合金材料制成的是()

A.獸骨B.青銅器C.紙張

答案B青銅是銅錫合金,屬于合金材料,B項(xiàng)正確。A、C、D項(xiàng)均不是由合金材料制

成的。

2.(2022海南,6,2分)依據(jù)下列實(shí)驗(yàn),預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是()

選項(xiàng)I實(shí)驗(yàn)內(nèi)容預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

AMgCI2溶液中滴加NaOH溶液至過量產(chǎn)生白色沉淀后沉淀消失

BFeCb溶液中滴加KSCN溶液溶液變血紅色

CAgl懸濁液中滴加NaCI溶液至過量黃色沉淀全部轉(zhuǎn)化為白色沉淀

D酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至過量溶液紫紅色褪去

答案DA項(xiàng),Mg(0H)2不能溶于NaOH溶液中，錯誤;B項(xiàng),Fe?+與SCN-不顯色,錯誤;C

項(xiàng),KSP(Agl)<仆(AgCI),故黃色沉淀不能全部轉(zhuǎn)化為白色沉淀,錯誤;D項(xiàng),酸性KMnO4溶

液具有強(qiáng)氧化性,可與乙醇發(fā)生氧化還原反應(yīng),使溶液紫紅色褪去,正確。

3.(2022浙江6月選考,24,2分)尖晶石礦的主要成分為MgAI2O4(?SiO2雜質(zhì))。已

知：MgAI2O4(s)+4C∣2(g)JMgCI2(s)+2AICI3(g)+2O2(g)?H>0o該反應(yīng)難以發(fā)生,但采

用"加炭氯化法"可以制備MgCl2和AICI3,同時(shí)還可得到副產(chǎn)物SiCIlSiCL沸點(diǎn)為

高溫

58℃,AICI3在180°C升華)：MgAI2O4(s)+4C(s)+4CI2(g)===MgCI2(s)+2AICI3(g)+4C0(g)。

下列說法不巧砸的是()

A.制備時(shí)要保持無水環(huán)境

B.輸送氣態(tài)產(chǎn)物的管道溫度要保持在180°C以上

C.氯化時(shí)加炭,既增大了反應(yīng)的趨勢,又為氯化提供了能量

D.為避免產(chǎn)生大量CO2,反應(yīng)過程中需保持炭過量

答案DMgCI2?AIC∣3都能發(fā)生水解反應(yīng),A項(xiàng)正確;溫度低于180°C,AICb會發(fā)生凝華，B

項(xiàng)正確；炭和O2發(fā)生反應(yīng)放出熱量,使平衡正向移動,C項(xiàng)正確;炭過量,會和SiCh在高溫

下發(fā)生反應(yīng)生成Si,過量的炭和生成的Si會造成MgCI2中含有雜質(zhì)，D項(xiàng)錯誤。

解題技巧要充分利用題中的信息,如∕H>0"、SiCI4的沸點(diǎn)、AICb的升華溫度等。

4.(2022北京,18,14分)白云石的主要化學(xué)成分為CaMg(CO3)2,還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.1%

的Fe2O3和1.0%的SiO2O利用白云石制備高純度的碳酸鈣和氧化鎂,流程示意圖如下。

碳酸鈣

白

云產(chǎn)品

石

礦煨燒

樣

I濾渣C-j

逅≡?3?S暨矗?

已知:

物質(zhì)Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3

KSP5.5×W65.6XlO123.4×10^96.8×W6

⑴白云石礦樣煨燒完全分解的化學(xué)方程式為

(2)NH4CI用量對碳酸鈣產(chǎn)品的影響如下表所示。

產(chǎn)品中

氧化物(Mo)浸出

CaCO3

率/%產(chǎn)品中Mg雜質(zhì)含量/%(以

n(NHCI)Zn(CaO)純度/%

4MgCO計(jì))

計(jì)算實(shí)測3

CaOMgO

fl'ifl'L

2.1:198.41.199.199.7—

2.2:198.81.598.799.50.06

2.4：199.16.095.297.62.20

備注:i.MO浸出率=(浸出的MO質(zhì)量/燃燒得到的MO質(zhì)量)X100%(M代表Ca或Mg)

ii.CaC03純度計(jì)算值為濾液A中鈣、鎂全部以碳酸鹽形式沉淀時(shí)計(jì)算出的產(chǎn)品中CaCO3

純度。

①解釋"浸鈣"過程中主要浸出CaO的原因

是。

②沉鈣反應(yīng)的離子方程式為。

③“浸鈣"過程不適宜選用n(NH4CI):〃(CaO)的比例為o

④產(chǎn)品中CaCo3純度的實(shí)測值高于計(jì)算值的原因

是。

(3)“浸鎂”過程中,取固體B與一定濃度的(NHJ2SO4溶液混合,充分反應(yīng)后Mgo的浸

出率低于60%。加熱蒸儲,MgO的浸出率隨儲出液體積增大而增大,最終可達(dá)98.9%。從

化學(xué)平衡的角度解釋浸出率增大的原因

是。

⑷濾渣C中含有的物質(zhì)是。

(5)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是o

煙燒

1

答案(I)CaMg(CO3)2^CaO+MgO+2CO2↑

⑵①Kp[Ca(OH)2]>*sp[Mg(OH)2],在一定量NH4CI溶液中，CaO先浸出

2+

0Ca+2NH3+CO2+H2OCaCO3l+2NHt

③2.4：1

④KSP(CaCO3)<∕Gp(MgCCh),CaCθ3優(yōu)先析出，沉鈣過程中耗NH3且少量NH3揮發(fā),減少

MgCO3析出

⑶Mgo+%O==：Mg(OH)2,Mg(OH)2+2NHf=^Mg2++2NH3+2H2O,隨大量氨氣逸出，

平衡正向移動

(4)Fe2O3>SiO2、CaSO4>Mg(OH)2(MgO)

(5)NH4CK(NH/2SC)4、CO2>NH3

解析白云石礦樣燃燒時(shí),CaMg(CO。2高溫分解生成氧化鈣和氧化鎂，向煨燒后的固體

中加入氯化鏤溶液,氧化鈣和氯化鍍?nèi)芤悍磻?yīng)生成氯化鈣、NH3和七0,過濾得到含有氯

化鈣.NH3的濾液A和含有Mgo、氧化鐵、SiO2、Ca(OH)2的固體B;向?yàn)V液A中通入C02,CO2

與濾液A反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鏤溶液；向固體B中加入硫酸鏤溶液,MgO轉(zhuǎn)化為

硫酸鎂,Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為CaSO4,氧化鐵、SiCh與硫酸鏤溶液不反應(yīng),過濾得到含有氧化鐵、

SiO2和少量CaSO4、Mg(OH)2、MgO的濾渣C和含有硫酸鎂的濾液D;向?yàn)V液D中加入碳

酸鏤溶液,碳酸鏤溶液與濾液D反應(yīng)、過濾得到碳酸鎂沉淀和硫酸鏤溶液,煨燒碳酸鎂得

到氧化鎂,制備分離過程中氯化錢溶液、硫酸核溶液、NH3和Co2可以循環(huán)利用。

(1)白云石礦樣煨燒時(shí),CaMg(Co3)2高溫分解生成氧化鈣、氧化鎂和C5,反應(yīng)的化學(xué)方

煨燒

程式為CaMg(CO3)Ca0+Mg0+2C02↑o

⑵①由溶度積數(shù)據(jù)知,％[Ca(θH)2]>*sp[Mg(OH)2],則溶液中Ca(OH)2的濃度大于

Mg(OH)2,Ca(OH)2能先與氯化鍍?nèi)芤悍磻?yīng)生成氯化鈣、NH3和"0,而Mg(OH)2不能反

應(yīng),故"浸鈣”過程主要浸出CaO;②"沉鈣"時(shí)CCh與氯化鈣、NH3和h0發(fā)生反應(yīng)生

2+

成碳酸鈣和氯化鏤,反應(yīng)的離子方程式為Ca+2NH3+CO2+H2O^CaCO3l+2NH2③由

題給數(shù)據(jù)知,氯化鏤和氧化鈣的物質(zhì)的量比為2.4:1時(shí),氧化鎂的浸出率最高,而碳酸鈣

的純度無論是計(jì)算值還是實(shí)測值都最低,故不宜選用的物質(zhì)的量比為2.4:1;④由溶度

積數(shù)據(jù)知,CaCO3的溶度積常數(shù)小于MgCO3,故CaeO3優(yōu)先析此沉鈣過程中消耗NH3且少

量NH3揮發(fā),使溶液中NH3濃度減小,也能減少M(fèi)gCo3析出，故CaCo3純度的實(shí)測值高于

計(jì)算值。

(3)氧化鎂與水反應(yīng)生成Mg(OH)2,硫酸鏤是強(qiáng)酸弱堿鹽,NH：■在溶液中的水解反應(yīng)為吸

熱反應(yīng),加熱蒸儲時(shí),氨氣逸出促進(jìn)NHt水解,溶液中c(H+)增大,有利于Mg(OH)2溶解轉(zhuǎn)

化為MgSO4,故氧化鎂浸出率提高。

⑷由分析知,濾渣C為Fe2O3、Sio2、CaSO八Mg(OH)2(MgO)o

(5)制備分離過程中氯化鍍?nèi)芤骸⒘蛩徵U溶液、NH3和C02可以循環(huán)利用。

5.(2022湖北,18,13分)全球?qū)︿囐Y源的需求不斷增長，"鹽湖提鋰”越來越受到重視。

某興趣小組取鹽湖水進(jìn)行濃縮和初步除雜后,得到濃縮鹵水(含有Na+、Li"、Cl-和少量Mg?+、

Ca2÷),并設(shè)計(jì)了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。

[w?ɑj

操作I∣ι.i,coj-{7?

S?xi

濃

縮β≡∣I油液3

鹵

水阮詫:

∣iic?∏l綜介科用

W灰乳II熱解2冰介

25°C時(shí)相關(guān)物質(zhì)的參數(shù)如下：

LiOH的溶解度:12.4g/100gH2O

化合物KSP

12

Mg(OH)25.6×IO

6

Ca(OH)25.5×10'

9

CaCO32.8×10-

2.5x10-2

Li2CO3

回答下列問題:

（1）“沉淀1"為。

⑵向"濾液1"中加入適量固體Li2CO3的目的是。

⑶為提高Li2CO3的析出量和純度，"操作A"依次為、、洗滌。

（4）有同學(xué)建議用"侯氏制堿法"的原理制備U2CO3。查閱資料后,發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對常溫下的

LiHCO3有不同的描述:①是白色固體;②尚未從溶液中分離出來。為探究LiHCO3的性質(zhì)，

將飽和LiCl溶液與飽和NaHeO3溶液等體積混合,起初無明顯變化,隨后溶液變渾濁并伴

有氣泡冒出，最終生成白色沉淀。上述現(xiàn)象說明，在該實(shí)驗(yàn)條件下LiHCO3（填"穩(wěn)

定"或"不穩(wěn)定"），有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為0

（5）他們結(jié)合（4）的探究結(jié)果,擬將原流程中向"濾液2"加入NazCQ改為通入CO2。這

-改動能否達(dá)到相同的效果,作出你的判斷并給出理

由________________________________________________________________________

答案（I）Mg（OH）2（2）沉淀Ca?*

z

（3）蒸發(fā)濃縮趁熱過濾（4）不穩(wěn)定2Li++2HCOJ=?Li2CO3l+CO2t+H2O

⑸能達(dá)到相同效果,通入過量的C02時(shí)LiC）H轉(zhuǎn)化為LiHCO%結(jié)合⑷的探究結(jié)果,LiH83

會很快轉(zhuǎn)化成Li2CO3

解析（1）根據(jù)題表中幾種化合物的KSP及LiOH的溶解度可知加入石灰乳后,濃縮鹵水中

的Mg?+與石灰乳反應(yīng)生成Mg（OH）2沉淀；⑵濾液1中含有Narl?`C「及Ca2+,結(jié)合KSP

和沉淀2經(jīng)過熱解、水合能生成石灰乳及后續(xù)流程可知，加入適量Li2CO3固體的目的是

將Ca?+轉(zhuǎn)化成CaCo3沉淀除去；⑶由Li2CO3的溶解度曲線可知,溫度升高Li2CO3的溶解度

降低,所以為提高Li2C03的析出量和純度，需要在較高溫度下得到沉淀，即依次蒸發(fā)濃縮、

趁熱過濾；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知離子方程式為2Li++2HCO]^Li2CO3l+CO2↑+H2O,

方法技巧

利用信息快速準(zhǔn)確答題

（1）"LiOH的溶解度:12.4g/lOOgbO",為易溶物質(zhì)，故加入石灰乳時(shí)Li+轉(zhuǎn)化為LioH,不

是沉淀。

⑵由CaCo3和Li2CO3的KSP數(shù)據(jù)可知,加入適量固體Li2CO3的目的是使Ca?+沉淀。

（3）由Li2CO3的溶解度曲線得到其溶解度隨溫度升高而降低,故要趁熱過濾,防止析出。

6.（2022湖南,17,14分）鈦（Ti）及其合金是理想的高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材料。以鈦渣（主

要成分為TiO2,含少量V、Si和Al的氧化物雜質(zhì)）為原料,制備金屬鈦的工藝流程如下：

CClAi

已知"降溫收塵”后,粗TiC∣4中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn):

物質(zhì)TiCI4VOCI3SiCI4AICI3

沸點(diǎn)//p>

回答下列問題：

⑴已知AG=AH-TAS,?G的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài),忽略△以?5隨溫度的

變化。若AG<0,則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷:600°C時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)

行的是。

300∏--------1--------1--------i--------1--------1--------

200-.TiO2(s)+2Ci2(g)=TiCl4(g)+O2(g)..

""1""***T..............r.......—???ι?...............I...............

-c100--------1---------1?------1--------1--------1--------

CIllll