高届高级高三化学二轮复习状元桥专题跟踪检测09Word下载.docx

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第二步：

_____________________________________。

解析　

（1）过程Ⅰ中加入稀硫酸,与Fe2O3发生反应的离子方程式为6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O。

（2）加入H2O2,可氧化亚铁离子生成铁离子,利于伯胺RNH2与Fe3＋反应,提高萃取率。

（3）过程Ⅱ加入伯胺煤油对浸取液进行分离,溶液分层,该操作的名称是萃取、分液。

（4）加入氯化钠,发生Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－,Fe3＋浓度下降,则3RNH2＋Fe3＋＋SO

＋H2OFe（NH2R）3（OH）SO4＋H＋平衡逆向移动,Fe3＋从易溶于煤油的物质转化为易溶于水的物质,实现反萃取。

（5）过程Ⅳ中先用过量的N2H4将水层2中Fe3＋转化为Fe2＋并生成N2,反应的离子方程式为4Fe3＋＋N2H4===4Fe2＋＋N2＋4H＋,或4[FeCl6]3－＋5N2H4===4Fe2＋＋N2＋4N2H

＋24Cl－。

（6）Fe2O3在阴极催化生成NH3,首先是Fe2O3得电子生成Fe和OH－,然后Fe与氮气、水反应生成Fe2O3和氨气,涉及反应为Fe2O3＋3H2O＋6e－===2Fe＋6OH－、2Fe＋N2＋3H2O===Fe2O3＋2NH3。

答案　

（1）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　

（2）将Fe2＋完全氧化为Fe3＋,有利于与伯胺反应,提高萃取率　（3）萃取、分液　（4）反应Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－使Fe3＋浓度下降,则3RNH2＋Fe3＋＋SO

＋H2OFe（NH2R）3（OH）SO4＋H＋平衡向逆反应方向移动,Fe3＋从易溶于煤油的物质转化为易溶于水的物质,实现反萃取　（5）4Fe3＋＋N2H4===4Fe2＋＋N2＋4H＋（或4[FeCl6]3－＋5N2H4===4Fe2＋＋N2＋4N2H＋5＋24Cl－）　（6）Fe2O3＋3H2O＋6e－===2Fe＋6OH－　2Fe＋N2＋3H2O===Fe2O3＋2NH3

2．金属镍及其化合物在合金材料及催化剂等方面应用广泛。

某矿渣的主要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等,如图是从该矿渣中回收NiSO4的工艺流程：

（NH4）2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。

NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2（SO4）3。

（1）焙烧前将矿渣与（NH4）2SO4混合研磨,研磨的目的是________________________。

（2）“浸泡”过程中Fe2（SO4）3生成FeO（OH）的离子方程式为_____________________,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO（OH）外还含有________________（填化学式）。

（3）为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量：

取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3＋还原为Fe2＋,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3＋物质的量的________；

除去过量的SnCl2后,再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2＋,滴定时反应的离子方程式为__________________________。

（4）“浸出液”中c（Ca2＋）＝1.0×

10－3mol·

L－1,当除钙率达到99%时,除钙后的溶液中c（F－）＝________mol·

L－1[已知Ksp（CaF2）＝4.0×

10－11]。

（5）本工艺中,萃取剂与溶液的体积比（V0/VA）对溶液中Ni2＋、Fe2＋的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值是__________。

解析　

（1）研磨矿渣和硫酸铵,其目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分。

（2）浸泡过程中,加入热水,发生水解反应,即反应的离子方程式为Fe3＋＋2H2O

FeO（OH）↓＋3H＋；

根据矿渣的成分,SiO2不与水反应,即浸渣中含有SiO2,硫酸铵在350℃以上分解成NH3和H2SO4,CaO与硫酸反应生成CaSO4,CaSO4微溶于水,即浸渣中还含有CaSO4。

（3）根据得失电子数目守恒,n（SnCl2）×

2＝n（Fe3＋）×

1,得出还原Fe3＋所需SnCl2的物质的量不少于Fe3＋物质的量的0.5倍；

利用Fe2＋的还原性,与K2Cr2O7发生氧化还原反应,反应的离子方程式为Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

（4）除钙率达到99%,除钙后溶液中c（Ca2＋）＝1.0×

L－1×

1%＝1.0×

10－5mol·

L－1,c（F－）＝

＝

mol·

L－1＝2.0×

L－1。

（5）根据流程图知,通过萃取使Fe2＋、Ni2＋分离,结合图像分析可知,V0/VA的最佳取值为0.25。

答案　

（1）增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分

（2）Fe3＋＋2H2O

FeO（OH）↓＋3H＋　SiO2、CaSO4　（3）0.5　Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　（4）2.0×

10－3　（5）0.25

3．（2019·

安徽合肥一中等六校联考）赤泥是铝土矿提取氧化铝过程中产生的固体废弃物,其主要成分为Fe2O3、Al2O3、CaO、TiO2、SiO2等,属于强碱性废渣。

从赤泥中回收钛的工艺流程如下：

回答以下问题：

（1）赤泥颗粒孔隙大,具有较大的比表面积,可作为废气SO2的吸收剂,研究表明该过程中主要利用了化学中和反应,其次是______________。

（2）赤泥加一定量水打散的目的是____________________。

（3）已知高温烧结时,TiO2发生的反应是Na2CO3＋TiO2

Na2TiO3＋CO2↑,且Na2TiO3不溶于水。

则Al2O3在烧结中发生的反应是______________________________,水浸液里的主要溶质有_____________________________________。

（4）酸浸时,若使钛的浸出率（η%）达到90%,则根据如图工业上应采取的适宜条件：

酸浓度和液固比的取值分别约为________、________。

同时浸出温度过高可能造成的环境污染是________________。

（5）TiO2在一定条件下可转化为TiCl4而获得精制提纯,控制TiCl4水解的条件还可以制得TiO2·

xH2O纳米材料,该水解过程的化学方程式是______________________________。

（6）赤泥中含钛（以TiO2的质量分数表示）一般为4%～12%,假设在上述工艺中钛的总回收率为75%,则1t赤泥获得TiO2的最大质量为____________kg。

解析　

（1）赤泥颗粒孔隙大,具有较大的比表面积,吸附力强。

（2）赤泥是固体物质,加一定量水打散,可以增大赤泥的接触面积,且打散后便于搅拌,反应更容易进行。

（3）在高温烧结时,Na2CO3与Al2O3发生反应：

Na2CO3＋Al2O3

2NaAlO2＋CO2↑；

Na2CO3与SiO2发生反应：

Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑；

由于NaAlO2、Na2SiO3都是可溶性的物质,而Na2TiO3不溶于水,所以高温烧结后水浸反应产物,水浸液里的主要溶质有Na2SiO3、NaAlO2。

（4）在钛的浸出率与硫酸浓度及液/固比关系图中,画一条垂直于钛的浸出率为90%的线,与硫酸浓度线的交点是40%,与液/固比线的交点是6,同时若浸出温度过高,酸溶解钛的氧化物形成的盐可能会发生分解反应,产生酸性气体,污染环境,故浸取温度不宜过高。

（5）TiCl4是强酸弱碱盐,在溶液中Ti4＋发生水解反应,最终使溶液显酸性,反应的化学方程式为TiCl4＋（x＋2）H2O===TiO2·

xH2O↓＋4HCl。

（6）假设赤泥中TiO2的质量分数为12%,1t赤泥中TiO2的质量为m（TiO2）＝1000kg×

12%＝120kg；

由于在上述工艺中钛的总回收率为75%,所以实际最多可获得TiO2的质量为120kg×

75%＝90kg。

答案　

（1）物理吸附　

（2）增大赤泥的接触面积,且打散后便于搅拌　（3）Na2CO3＋Al2O3

2NaAlO2＋CO2↑　Na2SiO3、NaAlO2　（4）40%　6　会形成大量的酸雾

（5）TiCl4＋（x＋2）H2O===TiO2·

xH2O↓＋4HCl　（6）90

4．CoCl2·

6H2O是一种饲料营养强化剂。

一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·

6H2O的工艺流程如下：

①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等；

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表：

沉淀物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Co（OH）2

Al（OH）3

Mn（OH）2

开始沉淀

2.7

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

③CoCl2·

6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等；

常温下稳定无毒,加热至110～120℃时,失去结晶水变成的有毒的无水氯化钴。

（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式：

（2）NaClO3的作用是______________________,写出该反应的离子方程式：

_____________________________________；

若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成的有毒气体是________________（填化学式）。

（3）加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为_____________________________________

（填化学式）。

（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。

加萃取剂的目的是____________________；

其使用的最佳pH范围是________（填字母序号）。

A．2.0～2.5B．3.0～3.5

C．4.0～4.5D．5.0～5.5

（5）操作1包含3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤。

制得的CoCl2·

6H2O需减压烘干的原因是__________________________。

（6）除“钙”“镁”是将滤液i中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。

已知某温度下,Ksp（MgF2）＝7.35×

10－11,Ksp（CaF2）＝1.50×

10－10。

当加入过量NaF时,所得滤液中c（Mg2＋）∶c（Ca2＋）＝____________。

解析　含钴废料中加入盐酸、Na2SO3后的浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等,加入NaClO3,可以将Fe2＋氧化成Fe3＋,然后加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀,过滤后所得滤液中加入NaF除去Ca2＋、Mg2＋,再用萃取剂萃取,得到的溶液中主要含有CoCl2,为得到CoCl2·

6H2O晶体,应控制温度在86℃以下,加热时要防止温度过高而失去结晶水,可减压烘干。

（1）酸性条件下,Co2O3和SO

发生氧化还原反应生成Co2＋、SO

反应的离子方程式为Co2O3＋SO

＋4H＋===2Co2＋＋SO

＋2H2O。

（2）酸性条件下,加入NaClO3将Fe2＋氧化为Fe3＋,便于调节pH,将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀而除去,反应的离子方程式为ClO

＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O,若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,氯酸钠能够氧化氯离子生成氯气。

（3）“加Na2CO3调pH至5.2”,目的是将铁离子、铝离子转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀,过滤除去。

（4）根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2＋、Co2＋,由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液pH在3.0～3.5之间,可使Mn2＋被萃取,并防止Co2＋被萃取。

（5）制得的CoCl2·

6H2O需减压烘干,目的是降低烘干温度,防止产品失去结晶水。

（6）滤液i除钙、镁是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为CaF2、MgF2沉淀,根据溶度积可知c（Mg2＋）∶c（Ca2＋）＝

＝0.49。

答案　

（1）Co2O3＋SO

＋2H2O　

（2）将Fe2＋氧化成Fe3＋　ClO

＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O　Cl2　（3）Fe（OH）3、Al（OH）3　（4）除去溶液中的Mn2＋　B　（5）降低烘干温度,防止产品失去结晶水

（6）0.49

5．（2019·

湖南常德模拟）LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。

当温度高于850℃时,LiNiO2会分解。

请按要求回答下列问题：

（1）LiNiO2中Ni的化合价为________,工业上用Ni（OH）2与LiOH的混合物在空气流中加热到700～800℃制得LiNiO2,该反应的化学方程式为______________________________,

加热温度不宜过高的原因是_____________________________________,

工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,存在的缺点可能是____________________________________。

（2）以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni（OH）2的工艺如下：

酸浸后滤液中含有Ni2＋、Al3＋、Fe3＋、Mn2＋；

Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×

10－38,Ksp[Al（OH）3]＝1.0×

10－33,Ksp[Ni（OH）2]＝1.6×

10－14；

①滤渣Ⅱ为______________。

②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程如下：

i．5S2O

＋2Mn2＋＋8H2O===2MnO

＋10SO

＋16H＋；

ii._____________________________________（用离子方程式表示）。

③转化操作后,还需经过过滤、洗涤、烘干得到产品。

检验Ni（OH）2是否洗涤干净的实验操作是__________________________。

④调pH＝5操作时,已知溶液中Ni2＋浓度为2.0mol/L,则“滤渣Ⅱ”中是否存在Ni（OH）2沉淀？

_____________________________________________________（列式计算,并使用必要的文字说明）。

解析　

（1）由于化合物中所有元素正负化合价的代数和等于0,Li为＋1价,O为－2价,所以LiNiO2中Ni为＋3价；

在工业上用Ni（OH）2与LiOH的混合物在空气流中加热到700～800℃制得LiNiO2,该反应的化学方程式为4Ni（OH）2＋4LiOH＋O2

4LiNiO2＋6H2O,加热温度不宜过高,是因为温度高于850℃时LiNiO2会发生分解反应,工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,但存在一定缺点：

LiNO3受热分解会产生氮氧化物,污染环境。

（2）①向溶液中加NiO调整溶液pH＝5,结合Al（OH）3、Fe（OH）3的Ksp可知,滤渣Ⅱ中含有的成分是Al（OH）3、Fe（OH）3。

②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程：

第一步反应是5S2O

反应产生的MnO

再将溶液中的Mn2＋氧化,最终都变为MnO2,所以第二步反应用离子方程式表示为2MnO

＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋。

③Ni（OH）2沉淀是从含Na＋、SO

等的溶液中过滤出来的,因此检验Ni（OH）2是否洗涤干净可通过检验洗涤液中是否含有SO

实验操作是取最后一次洗涤液,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净。

④调pH＝5操作时,c（OH－）＝

＝10－9mol/L,已知溶液中Ni2＋浓度为2.0mol/L,则c（Ni2＋）·

c2（OH－）＝2.0×

（10－9）2＝2.0×

10－18<

Ksp[Ni（OH）2]＝1.6×

10－14,所以“滤渣II”中不存在Ni（OH）2沉淀。

答案　

（1）＋3　4Ni（OH）2＋4LiOH＋O2

4LiNiO2＋6H2O　温度高于850℃时LiNiO2会分解

产生氮氧化物,污染环境　

（2）①Al（OH）3、Fe（OH）3　②2MnO

＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋　③取最后一次洗涤液,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净　④pH＝5,滤液中c（OH－）＝10－9mol/L,Qc＝c2（OH－）·

c（Ni2＋）＝2×

10－14,故无Ni（OH）2沉淀产生

6．钼（Mo）是一种过渡金属元素,它具有强度高、熔点高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气等领域。

钼酸钠晶体（Na2MoO4·

2H2O）是一种新型水处理剂。

某化学兴趣小组利用废钼催化剂（主要成分为MoS2,含少量Cu2S,FeS2）回收Mo并制备钼酸钠晶体,其主要流程图如图所示：

回答下列问题：

（1）可以提高焙烧效率的措施有_____________________________________

（填一条即可）,MoS2中的钼元素在空气中焙烧,很容易被氧化成MoO3,若反应中生成0.1molMoO3,反应中转移电子的数目为_____________________________________。

（2）往固体1中加碳酸钠溶液发生反应的化学方程式为_________________________。

（3）操作2为_____________________________________。

（4）制备钼酸钠晶体还可用通过向精制的MoS2中直接加入次氯酸钠溶液与氢氧化钠溶液进行氧化的方法,若氧化过程中,还有硫酸钠生成,则反应的离子方程式为__________________________。

（5）已知钼酸钠溶液中c（MoO

）＝0.40mol·

L－1,由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba（OH）2固体以除去CO

当BaMoO4开始沉淀时,CO

的浓度为________。

[已知：

Ksp（BaCO3）＝2.6×

10－9,Ksp（BaMoO4）＝4.0×

10－8,忽略溶液的体积变化]

解析　

（1）将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量,都可以提高焙烧效率；

根据流程可知,废钼催化剂在空气中焙烧时,MoS2→MoO3＋SO2,钼元素由＋4价升高到＋6价,硫元素由－2价升高到＋4价,因此若反应中生成0.1molMoO3,转移电子的量为0.1×

（6－4）＋0.1×

2×

（4＋2）＝1.4mol,数目为1.4NA。

（2）根据流程可知,固体1中加碳酸钠溶液生成了钼酸钠和二氧化碳,反应的化学方程式为MoO3＋Na2CO3===Na2MoO4＋CO2↑。

（3）从钼酸钠溶液中的得到钼酸钠晶体,可以进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。

（4）次氯酸根离子能够把MoS2直接氧化为MoO

和SO

本身还原为Cl－,反应的离子方程式为MoS2＋9ClO－＋6OH－===MoO

＋9Cl－＋2SO

＋3H2O。

（5）当BaMoO4开始沉淀时,根据Ksp（BaMoO4）＝c（MoO

）×

c（Ba2＋）＝0.40×

c（Ba2＋）＝4.0×

10－8,得c（Ba2＋）＝1×

10－7mol·

L－1,Ksp（BaCO3）＝c（Ba2＋）×

c（CO

）＝1×

10－7×

）＝2.6×

10－9,则c（CO

10－2mol/L。

答案　

（1）将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量　1.4NA

（2）MoO3＋Na2CO3===Na2MoO4＋CO2↑　（3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥　（4）MoS2＋9ClO－＋6OH－===MoO

＋3H2O　（5）2.6×

10－2mol/L

7．（2020·

广东惠州调研）氟碳铈矿（主要成分为CeFCO3）是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料,以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。

（1）CeFCO3中Ce的化合价为________。

（2）氧化焙烧时不能使用陶瓷容器,原因是__________________________。

（3）氧化焙烧后的产物之一为CeO2,则酸浸时发生反应的离子方程式为_____________________________________。

（4）HT是一种难溶于水的有机溶剂,则操作1的名称为____________。

（5）为了提高酸浸率,可以适当提高反应温度,但温度偏高浸出率反而会减小,其原因是__________________________。

（6）有机物HT能将Ce3＋从水溶液中提取出来,该过程可表示为Ce3＋（水层）＋3HT（有机层）CeT3（有机层）＋3H＋（水层）。

向CeT3（有机层）中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3＋水溶液,从平衡角度解释其原因：

（7）已知,298K时,Ksp[Ce（OH）3]＝5×

10－20,若溶液中c（Ce3＋）＝0.05mol·

L－1,加碱调节pH到________时Ce3＋开始沉淀（忽略加碱过程中溶液体积变化）。

（8）写出向Ce（OH）3悬浊液中通入氧气得到产品Ce（OH）4的化学方程式：

解析　

（1）CeFC