新高考化學(xué)復(fù)習(xí)專題五金屬及其化合物拓展練習(xí)含答案

專題五金屬及其化合物1.陳述Ⅰ和Ⅱ均正確且具有因果關(guān)系的是()選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述ⅡA金屬鈉在O2中點(diǎn)燃產(chǎn)生Na2O2Na2O2可在潛水艇中作為O2的來源B碳酸鈉受熱分解產(chǎn)生CO2用碳酸鈉作膨松劑制作面包C濃硫酸與Fe不反應(yīng)可用鋼瓶運(yùn)輸濃硫酸DZn的金屬性比Fe強(qiáng)船身焊接鋅塊可減緩船體腐蝕答案D2.陳述Ⅰ和Ⅱ均正確并具有因果關(guān)系的是()選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述ⅡA用明礬凈水Al(OH)3膠體具有吸附性BNa著火不能用水撲滅Na可與水反應(yīng)產(chǎn)生O2C二氧化硅可用于制備光導(dǎo)纖維二氧化硅是良好的半導(dǎo)體材料D用84消毒液進(jìn)行消毒NaClO溶液呈堿性答案A3.氯化亞銅(CuCl)難溶于水,不溶于乙醇,潮濕時(shí)易水解氧化,廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。由含[Cu(NH3)4]Cl2的印刷線路板刻蝕廢液制取CuCl的流程如下圖:下列有關(guān)說法正確的是()A.“沉銅”時(shí)發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B.“沉銅”得到的濾液中大量存在的離子有Na+、NH4+、Cl-C.“浸取”時(shí)的離子方程式為SO32-+2Cu2++H2OSO42D.“洗滌”時(shí)宜用乙醇作為洗滌劑答案D4.如圖為常見物質(zhì)的化合價(jià)與類別示意圖,其中X、Y、Z、W均含有同一種元素R,下列有關(guān)離子方程式的說法錯誤的是()A.若R為Na,則X→Z的離子方程式可以是2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑B.若R為Al,則Y→W的離子方程式一定是Al2O3+6H+2Al3++3H2OC.若R為Fe,則W→Z的離子方程式可以是Fe2++2NH3·H2OFe(OH)2↓+2NH4D.若R為Mg,則Y→W的離子方程式可以是MgO+2H+Mg2++H2O答案B5.部分含Na或含Cu物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A.可通過觀察單質(zhì)a、氧化物b的顏色,判斷其為何種物質(zhì)B.能與H2O反應(yīng)生成c的物質(zhì)只有bC.新制的d可用于檢驗(yàn)葡萄糖中的醛基D.在加熱條件下,e能將乙醇氧化為乙醛答案B6.某些化學(xué)知識用數(shù)軸表示更形象直觀、簡明易記。下列用數(shù)軸表示不合理的是()A鐵與稀硝酸反應(yīng)B向燒堿溶液通入SO2后的產(chǎn)物CNa與O2加熱反應(yīng)的產(chǎn)物D分散系的分類答案C7.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備BaCl2·2H2O的一種工藝流程如圖所示,已知常溫下CaS的溶解度為0.2g/L,CaCl2的溶解度較大,且隨溫度變化不大。下列說法錯誤的是()A.“煅燒”過程中發(fā)生的反應(yīng)為BaSO4+CaCl2+4CBaCl2+CaS+4CO↑B.“粉碎”時(shí)可在瓷坩堝中進(jìn)行C.濾渣中除了CaS,還可能含有未反應(yīng)完的BaSO4D.濾液1通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌等操作可得BaCl2·2H2O答案B8.鈉及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法不正確的是()A.工業(yè)制備NaOH的原理:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑B.侯氏制堿過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化:NaClNaHCO3Na2CO3C.Na2O2與CO2反應(yīng)為潛水艇供氧的原理:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2D.苯酚鈉溶液與少量CO2反應(yīng):C6H5ONa+CO2+H2OC6H5OH+NaHCO3答案B9.納米鐵粉可用于處理水中污染物,一定條件下,向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,生成納米鐵粉、H2和B(OH)4-;Fe3O4可用作鋰離子電池的電極材料,電池工作時(shí)有Li+嵌入其中生成LiFe3O4;鐵氰化鉀{K3[Fe(CN)6]}遇Fe2+發(fā)生反應(yīng)生成深藍(lán)色沉淀{Fe3[Fe(CN)6]2},常用于檢驗(yàn)Fe2+。下列表述A.制備納米鐵粉的離子反應(yīng):2Fe2++BH4-+4OH-2Fe↓+2H2↑+B(OHB.FeS2制硫酸過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化:FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq)C.Fe3O4晶體中嵌入Li+形成LiFe3O4時(shí),部分Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+D.鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+的離子反應(yīng):3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓答案B10.下列說法不正確的是()A.工業(yè)制硝酸:NH3NO2HNO3B.制備硝酸銅:CuCuOCu(NO3)2C.ClO2除去NO的反應(yīng):3ClO2+5NO+4H2O3HCl+5HNO3D.過量的Fe粉與稀HNO3反應(yīng):3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2答案A11.純堿在食品加工、制藥等方面有重要應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室以碳酸氫銨(溫度高于35℃分解)和食鹽水為原料模擬純堿的制取,流程如下:下列說法錯誤的是()A.“攪拌、加熱”操作中,應(yīng)采用水浴加熱,且溫度控制在35℃以下B.在“攪拌、加熱”對應(yīng)的溫度下,NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四種物質(zhì)中,NaHCO3的溶解度最低C.“洗滌、抽濾”操作中用到的主要儀器有:普通漏斗、燒杯、玻璃棒D.利用“雙指示劑”法測定碳酸鈉中碳酸氫鈉的含量時(shí),第1指示劑為酚酞,第2指示劑為甲基橙答案C12.生產(chǎn)軟磁鐵氧體的主要原料是α-FeOOH,以硫鐵礦(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)為原料制備α-FeOOH的工藝流程如下,相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。下列說法錯誤的是()物質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀pH(25℃)1.97.64.0沉淀完全pH(25℃)3.29.75.2A.“焙燒”的產(chǎn)物之一可用于工業(yè)制硫酸B.“試劑a”可以為FeS,主要目的是除去過量硫酸C.“試劑b”可以為氨水,調(diào)pH的范圍為5.2~7.6D.“沉淀”時(shí),pH過高或者過低均不利于生成α-FeOOH答案B13.以鋼鐵廠灰渣(主要成分為ZnO,并含少量CuO、Fe2O3等)為原料制備氧化鋅的一種工藝流程如下:已知:過量氨水使ZnO、CuO溶解,轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配離子。下列說法正確的是()A.濾液①中大量存在HCO3-、COB.濾渣②的成分為CuC.“蒸氨沉鋅”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2[Zn(NH3)4]CO3+H2O8NH3↑+ZnCO3·Zn(OH)2↓+CO2↑D.“煅燒”過程需使用蒸發(fā)皿答案C14.金屬銠(Rh)是一種高效催化劑,在有機(jī)合成中發(fā)揮重要作用。一種以高銅銠精礦(主要含Rh,還含有少量的Cu、Fe等雜質(zhì))為原料提取的工藝如下:已知:陽離子交換過程可表示為xRH(s)+Mx+(aq)RxM(s)+xH+(aq)回答下列問題:(2)“氯化溶解”后,Rh元素以[RhCl6]3-的形式存在,其中Rh元素的化合價(jià)為。(3)“定向脫銅”時(shí),銅與銠的沉淀率隨pH變化如下圖所示,該過程需將溶液pH調(diào)至2,結(jié)合圖像說明原因。(4)“陽離子交換”過程中,溶液中被陽離子交換樹脂吸附的金屬陽離子主要有。(5)“水解”過程中,[RhCl6]3-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。答案(2)+3(3)pH=2時(shí),銅的沉淀率已超過98%,銠的沉淀率幾乎為0(或pH<2,銅的沉淀率會降低,pH>2,銠的沉淀率會增加)(4)Fe3+、Na+(5)[RhCl6]3-+3H2ORh(OH)3↓+6Cl-+3H+15.鍍鎳生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸性硫酸鎳廢液(含有Fe2+、Zn2+、Mg2+、Ca2+等雜質(zhì)離子),通過精制提純可制備高純硫酸鎳,部分流程如下:資料1:25℃時(shí),Ksp(CaF2)=4×10-11,Ksp(MgF2)=9×10-9,ZnF2易溶于水。資料2:P204(二乙基己基磷酸)萃取金屬離子的反應(yīng)為(1)操作1、2的名稱,操作3所需要的主要玻璃儀器名稱是燒杯和。

(2)操作1中加入Cl2的主要目的是。

(3)NiF2溶液參與反應(yīng)的離子方程式是Mg2++2F-MgF2↓和,雜質(zhì)離子沉淀完全時(shí),溶液中c(F-)=mol/L[c(雜質(zhì)離子)≤10-5mol/L可視為沉淀完全]。

(4)濾液b中含有的金屬陽離子主要有Ni2+和。

(5)在硫酸鹽溶液中P204對某些金屬離子的萃取率與pH關(guān)系如圖所示,在一定范圍內(nèi),隨著pH升高,萃取率升高的原因是。

(6)處理后母液再利用及含量測定:①在母液中加入石灰乳可制備操作1中所需Ni(OH)2漿液,寫出制備的化學(xué)方程式。

②準(zhǔn)確量取25.00mL處理后的母液稀釋液于錐形瓶中,加入10.00mL0.0500mol·L-1BaCl2溶液,充分反應(yīng)后,滴加氨水調(diào)節(jié)溶液pH=10,用0.0100mol·L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至終點(diǎn),滴定反應(yīng)為Ba2++H2Y2-BaY2-+2H+,平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00mL,計(jì)算處理后的母液稀釋液中SO42-含量為mg·L-1答案(1)過濾分液漏斗(2)將Fe2+氧化為Fe3+(3)Ca2++2F-CaF2↓3×10-2(4)Zn2+(5)萃取反應(yīng)中,溶液pH升高,H+濃度減小,平衡右移,萃取率升高(6)①NiSO4+Ca(OH)2Ni(OH)2+CaSO4②96016.MoO3是生產(chǎn)含鉬催化劑的重要原料。以鉬精礦(主要成分是MoS2,還含有FeS2、CuS、ZnS、CaCO3和SiO2等雜質(zhì))為原料制備MoO3的工業(yè)流程如下圖所示:回答下列問題:已知:①“焙燒”的含鉬產(chǎn)物有MoO3、Fe2(MoO4)3、CuMoO4和ZnMoO4;②“濾液1”中主要的陽離子為[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+和NH4③常溫下,Ksp(CuS)=6.0×10-36;④[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3的平衡常數(shù)K=5.0×10-14。(1)Mo位于元素周期表第五周期第ⅥB族,則基態(tài)鉬原子的價(jià)層電子的軌道表示式為。

(2)MoS2發(fā)生“焙燒”時(shí)轉(zhuǎn)化成MoO3的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

(3)“濾渣1”的主要成分是SiO2、、、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3。已知Fe2(MoO4)3能溶于氨水,但“濾渣1”中仍存在Fe2(MoO4)3的原因是。

(4)“除雜”加入適量(NH4)2S的目的是。

請計(jì)算[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3的平衡常數(shù)K'=(用科學(xué)記數(shù)法表示,計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。

(5)寫出四鉬酸銨[(NH4)2Mo4O13·2H2O]“焙解”的化學(xué)反應(yīng)方程式:。

答案(1)(2)2MoS2+7O22MoO3+4SO2(3)MoO3Ca(OH)2Fe2(MoO4)3溶解度小,溶液過飽和析出部分Fe2(MoO4)3晶體(4)將雜質(zhì)離子[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的金屬硫化物沉淀ZnS和CuS8.3×1021(5)(NH4)2Mo4O13·2H2O4MoO3+2NH3↑+3H2O↑17.釩鉻還原渣是鈉化提釩過程的固體廢棄物,其主要成分為VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2,一種初步分離釩鉻還原渣中的釩鉻并獲得Na2Cr2O7的工藝流程如圖:已知:①“酸浸”后VO2·xH2O轉(zhuǎn)化為VO2+;②lg2≈0.3;③常溫下Cr(OH)3的Ksp近似為1×10-30;④有關(guān)物質(zhì)的溶解度(g/100gH2O)如表所示:溫度/℃20406080100Na2Cr2O7183.6215.1269.2376.4415.0Na2SO419.548.845.343.742.5回答下列問題:(1)寫出“濾渣”的一種用途:,“氧化”操作單元中,消耗的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(2)若“含Cr3+凈化液”中c(Cr3+)=0.125mol·L-1,則“水解沉釩”調(diào)pH的范圍是2.5~。

(3)“溶液1”中含CrO2-,加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(4)“溶液2”調(diào)pH所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(5)“多步操作”包括蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、所得濾液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等步驟,其中蒸發(fā)結(jié)晶時(shí),過度蒸發(fā)將導(dǎo)致。

(6)研究溫度對Na2S2O8與H2O2的氧化—水解沉釩率的影響,得到如圖所示結(jié)果。釩鉻還原渣酸浸液初始溫度在80℃左右,降低溫度能耗增加。由圖可如,分別采用Na2S2O8、H2O2進(jìn)行“氧化”時(shí),應(yīng)選擇的適宜溫度是、。

答案(1)制作光導(dǎo)纖維或制作玻璃或工業(yè)制硅(合理即可)1∶2(2)4.3(3)3H2O2+2NaCrO2+2NaOH2Na2CrO4+4H2O(4)2CrO42-+2H+Cr2O72-(5)Na2Cr2O7提前析出,降低Na2Cr2O7的產(chǎn)率(6)80℃50℃18.銅—鋼雙金屬廢料和銅煙灰是銅的重要二次資源。Ⅰ.從銅—鋼雙金屬廢料中浸出銅的工藝流程如下:(1)25℃時(shí),隨溶液的pH不同,甘氨酸在水溶液中分別以NH3+CH2COOH、NH3+CH2COO-或NH2CH2COO-為主要形式存在。內(nèi)鹽NH3+CH(2)浸出劑的制備:主要原料有甘氨酸(簡寫為HL)、CuSO4溶液和NaOH固體。取一定量NaOH固體溶于水,隨后依次加入(填“HL”或“CuSO4”,下同)、,所得堿性浸出劑的主要成分為甘氨酸銅(CuL2)、L-等。

(3)浸出:將已打磨的銅—鋼廢料投入浸出劑,控制溫度50℃,通入空氣,并攪拌。浸出劑不與鋼作用,但與銅反應(yīng),最終銅全部轉(zhuǎn)化為CuL2進(jìn)入溶液,從而實(shí)現(xiàn)銅、鋼分離。①浸出時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為CuL2+Cu+2L-2CuL2-、②其他條件不變時(shí),空氣流量對銅浸出速率的影響如圖1所示。當(dāng)空氣流量超過1.0L·min-1時(shí),銅浸出速率急劇減小的可能原因是。

Ⅱ.從銅煙灰[主要成分為Cu(OH)Cl、FeO、Fe2O3、Zn3(PO4)2]中回收銅的主要步驟為酸浸→萃取→反萃取→電解。已知:Zn3(PO4)2溶于無機(jī)酸。(4)酸浸:將銅煙灰用硫酸浸出,控制其他條件相同,銅浸出率與溫度的變化關(guān)系如圖2所示。隨溫度升高,銅浸出率先增大后減小的可能原因是。

(5)萃取、反萃取:向浸出液(Cu2+濃度為7g·L-1)中加入有機(jī)萃取劑(RH)萃取,其原理可表示為Cu2+(水層)+2RH(有機(jī)層)R2Cu(有機(jī)層)+2H+(水層)。向萃取所得有機(jī)相中加入硫酸,反萃取得到水相(Cu2+濃度達(dá)40g·L-1)。該工藝中設(shè)計(jì)萃取、反萃取的目的是。

答案(1)NH3+CH2COO-+H2ONH3+CH2COOH+OH-(2)HLCuSO4(3)①4CuL2-+O2+2H2O4CuL2+4OH19.以輝鉍礦(主要成分為Bi2S3,含有FeS2、SiO2雜質(zhì))和軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料制備超細(xì)氧化鉍的工藝流程如下:已知:Bi3+易與Cl-形成BiCl63-,BiCl63-易發(fā)生水解,其反應(yīng)的離子方程式為BiCl63-+H2O(1)“聯(lián)合焙燒”時(shí),Bi2S3和MnO2在空氣中反應(yīng)生成Bi2O3和MnSO4。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)“酸浸”時(shí)需及時(shí)補(bǔ)充濃鹽酸調(diào)節(jié)浸取液的pH。①一般控制浸取液pH小于1.4,其目的是。

②為提高酸浸時(shí)金屬元素的浸出率,除適當(dāng)增加濃鹽酸用量、適當(dāng)升高酸浸溫度外,還可采取的措施有。

(3)鉍離子能被有機(jī)萃取劑(簡稱TBP)萃取,其萃取原理可表示為BiCl63-(水層)+2TBP(有機(jī)層)BiCl3·2TBP(有機(jī)層)+3Cl-①“萃取”時(shí)需向溶液中加入NaCl固體調(diào)節(jié)Cl-濃度,萃取率隨c(Cl-)變化關(guān)系如圖所示。c(Cl-)最佳為1.3mol·L-1的可能原因是。

②“萃取”后分液所得水相中的主要陽離子為(填化學(xué)式)。

(4)“沉淀反萃取”時(shí)生成草酸鉍[Bi2(C2O4)3·7H2O]晶體。為得到含Cl-較少的草酸鉍晶體,“萃取”后有機(jī)相與草酸溶液的混合方式為。

答案(1)2Bi2S3+6MnO2+9O22Bi2O3+6MnSO4(2)①增大H+濃度,使Bi3+充分浸出;同時(shí)抑制金屬離子Bi3+(或BiCl63-)、Fe3+(3)①c(Cl-)>1.3mol·L-1時(shí),鉍離子(萃取平衡BiCl63-+2TBPBiCl3·2TBP+3Cl-逆向移動)萃取率下降,鐵離子萃取率上升;c(Cl-)<1.3mol·L-1時(shí),鉍離子水解(BiCl63-+H2OBiOCl↓+5Cl-+2H+)程度增大,不利于鉍離子的萃取提純②Fe3+、H+、Na20.金屬鉬(Mo)及其化合物在合金工業(yè)中起著重要的作用,生產(chǎn)中常以輝鉬礦(主要成分為MoS2,含有FeS、CuS、SiO2等雜質(zhì))為原料制備金屬鉬及其化合物。以下是生產(chǎn)的部分流程。已知:①M(fèi)o的常見價(jià)態(tài)有+4、+6。②H2MoO4是微溶于水的無機(jī)酸,可溶于堿。③氧氣不足時(shí),焙燒產(chǎn)物中可能混有MoO3與MoS2反應(yīng)生成的MoO2?；卮鹣铝袉栴}:(1)焙燒的產(chǎn)物中Mo元素主要以MoO3、MoO42-鹽的形式存在。生成MoO3的反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2)與酸浸1相比,酸浸2使用稀硝酸的優(yōu)點(diǎn)是,但是缺點(diǎn)是會產(chǎn)生NOx造成污染。

(3)濾渣的成分主要是。堿浸時(shí)pH不宜過大,原因是。

(4)已知離子交換環(huán)節(jié)中,陰離子交換樹脂R—OH的工作原理為2R—OH+MeMoO4R2MoO4+Me(OH)2(Me代表金屬陽離子),洗脫時(shí)使用的試劑X為。

(5)鉬酸鈉的某些晶體的溶解度曲線如圖,獲得Na2MoO4·10H2O的操作為蒸發(fā)濃縮、、過濾、洗滌。

(6)工業(yè)上還有電氧化MoS2制備Na2MoO4的方法,裝置如下圖所示。每生成0.1molNa2MoO4時(shí),外電路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。

(7)Na2MoO4·10H2O中可能混有Na2MoO4,以硝酸鉛[Pb(NO3)2]溶液為標(biāo)準(zhǔn)溶液測定Na2MoO4·10H2O的純度。根據(jù)下表信息,應(yīng)選用的指示劑為。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為。

物質(zhì)PbCO3PbI2PbSPbMoO4Ksp7.3×10-57.0×10-26.7×10-131.2×10-5顏色白色亮黃色黑色白色取mgNa2MoO4·10H2O(式量為M)樣品配成200mL溶液,取出20.00mL用cmol/LPb(NO3)2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,則樣品中Na2MoO4·10H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(寫出表達(dá)式即可)。

答案(1)2MoS2+7O22MoO3+4SO2(2)可使Mo元素被進(jìn)一步