1、北京曲一线图书策划有限公司 2024版5年高考3年模拟A版专题五金属及其化合物1.化学使科技进步,使生活更美好。下列说法错误的是()A.火箭箭体采用的高强度新型钛合金结构属于金属材料B.食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原铁粉等,其作用都是防止食品氧化变质C.北京冬奥会采用的“绿电”来自光伏发电,太阳能电池的主要成分为SiD.“天问一号”火星车的热控保温材料纳米气凝胶,具有丁达尔效应2.合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是()A.生铁容易被腐蚀,可用于炼钢和制造各种铸件B.钠钾合金常温下呈液态、导热性好,可用作快中子反应堆的热交换剂C.镁锂合金密度小、
2、硬度和强度大,可用于制造火箭、导弹、航天器等D.镍铬铝铜合金具有很高的电阻率,可用于制备电路中的精密元件答案A生铁用于炼钢和制造各种铸件,是因为生铁具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能,A不具有对应关系。3.青矾矿石(主要成分为FeSO47H2O)在唐本草中记载:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃烧之赤色”。关于FeSO47H2O的说法正确的是()A.可用于制净水剂B.溶于水形成无色溶液C.在干燥空气中稳定存在D.在空气中加热转化为Fe3O4答案AA项,FeSO4在污水处理中可作为絮凝剂、还原剂、沉淀剂等,正确;B项,FeSO4溶液呈浅绿色,错误;C项,亚铁盐不稳定,易被空气中的氧气氧化,错误
3、;D项,Fe3O4为黑色固体,而题述为“烧之赤色”,错误。4.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.镁可以和CO2反应,可用于制造信号弹和焰火B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料C.锂单质较钠活泼,可用于制造锂离子电池D.无水CoCl2呈蓝色,吸水后呈粉红色CoCl26H2O,可用于制造变色硅胶(干燥剂)答案DA项,镁燃烧发出耀眼的白光,因此可用于制造信号弹和焰火,与镁可以和CO2反应无关,错误;B项,纳米Fe3O4具有磁性,可用作铁磁性材料,与Fe3O4能和酸反应无关,错误;C项,锂单质不如钠活泼,锂单质可用于制造锂离子电池与其活动性无关,错误。5.“打造青山常在、绿水长流
4、、空气常新的美丽中国,让锦绣河山造福人民”。下列水处理方法错误的是()A.用臭氧进行自来水消毒B.向酸性废水中加生石灰进行中和C.用FeS除去工业废水中的Cu2+和Hg2+D.用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+答案DA项,臭氧氧化性强且无污染,正确;B项,生石灰溶于水生成Ca(OH)2,可中和酸,正确;C项,FeS分别与Cu2+、Hg2+反应生成CuS、HgS沉淀,可除去工业废水中的Cu2+和Hg2+,正确;D项,硫酸镁易溶于水,硫酸钙微溶于水,不能用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+,错误。6.下列有关物质性质及其应用叙述正确的是()A.利用FeS的还原性,处理废水中的Hg
5、2+B.利用MgCl2溶液的导电性,电解MgCl2溶液制MgC.利用非金属性CSi,工业上用C与SiO2反应制备粗SiD.利用H2O2的氧化性处理古画中变黑的颜料(PbS)恢复白色(PbSO4)答案D利用沉淀的转化,使FeS与Hg2+反应,生成更难溶的HgS,故A项错误;利用MgCl2是离子化合物,电解熔融的MgCl2制Mg,故B项错误;工业上用C与SiO2反应制备粗Si,C作还原剂,故C项错误;利用H2O2的氧化性,与古画中变黑的颜料(PbS)发生化学反应:PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O,生成白色的PbSO4,故D项正确。7.用废铜屑(含Cu、CuO、Fe2O3等)制备胆矾的流程如
6、下:下列说法不正确的是()A.“溶解”时,铜发生反应的离子方程式为Cu+4H+O22 Cu2+2H2OB.“调pH”时,可用Cu2(OH)2CO3代替CuOC.“滤液”中c(Cu2+)c2(OH-)KspCu(OH)2D.“酸化”时,加入稀硫酸的目的是抑制Cu2+的水解答案AA项,H2O2在离子方程式中不可拆开,错误;B项,Fe2O3溶于稀硫酸生成Fe3+,Fe3+发生水解反应:Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+,加入CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,从而除去Fe3+,Cu2(OH)2CO3与H+反应生成Cu2+、H2O、CO2,也无杂质生成,且Cu2(OH)2C
7、O3为难溶物,若过量也可以一并过滤除去,正确;C项,“调pH”时,不可将Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀,所以溶液中QCu(OH)2=c(Cu2+)c2(OH-)KspCu(OH)2,取等号时,Cu2+与OH-刚好达到Cu(OH)2的沉淀溶解平衡,正确;D项,蒸发CuSO4溶液时,Cu2+会水解生成Cu(OH)2,故加入稀硫酸可抑制Cu2+的水解,正确。知识拓展本题中调节pH所加试剂的要求是消耗H+且不引入新杂质,同时不能与Cu2+反应,所以CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3均符合要求。8.某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸的反应,反应装置如图(夹持装置已省略)。下列说法错误的
8、是()A.无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余B.可用KSCN和K3Fe(CN)6检验反应后溶液中铁元素的价态C.常温下铁丝与浓硫酸不反应D.生成的气体通入BaCl2溶液中产生白色浑浊,可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致答案CA项,浓硫酸具有强氧化性和脱水性,能将pH试纸氧化且使pH试纸脱水,因此不能使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余,正确;B项,Fe3+遇KSCN溶液显红色,Fe2+遇K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀,因此可用来检验反应后溶液中铁元素的价态,正确;C项,常温下,铁丝与浓硫酸发生钝化反应,产生致密的氧化膜,阻止反应继续进行,错误;D项,硫酸蒸气逸出或部分SO2
9、被氧化,都能使BaCl2溶液中产生白色浑浊,正确。9.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁,检测的流程如图所示。下列说法错误的是()A.气体X中含有醋酸蒸气B.该铁华粉中可能含有铁单质C.向滤液中滴入酸性KMnO4溶液,可用于证明Fe2+具有还原性D.产生蓝色沉淀的反应为3Fe2+2Fe(CN)63- Fe3Fe(CN)62答案C加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气,则X中含有醋酸蒸气,故A正确;铁华粉中加入稀盐酸,有H2生成说明铁华粉中可能含有铁单质,故B正确;由流程图可知,加入稀盐酸,滤液中含有氯离子,向滤液中滴入酸性高锰酸钾溶液,酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾反应,使溶液褪色,则
10、溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性,故C错误;向滤液中加入铁氰化钾溶液,溶液中Fe2+与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,反应的离子方程式为3Fe2+2Fe(CN)63- Fe3Fe(CN)62,故D正确。10.(双选)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及部分性质如图所示。下列说法错误的是()A.Y可以是甲酸乙酯B.利用途径制备24 g硫酸铜,消耗的硝酸至少为0.1 molC.题图中Cu元素参与了3个氧化还原反应D.中若n(O2)n(Cu2O)=32,则X为SO2答案C甲酸乙酯中含有醛基,可以与氢氧化铜在碱性条件下反应得到Cu2O,A正确;铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+2NO3+
11、8H+ 3Cu2+2NO+4H2O,途径制备24 g硫酸铜(物质的量为0.15 mol),消耗硝酸的物质的量至少为0.1 mol,B正确;Cu元素参与了反应、4个氧化还原反应,C错误;当反应中n(O2)n(Cu2O)=32,根据得失电子守恒和原子守恒可配平化学方程式:4CuSO4 3O2+4SO2+2Cu2O,故X为二氧化硫,D正确。11.设计如下实验流程,探究甲醛与新制Cu(OH)2反应的固体混合产物成分。下列说法错误的是()A.由实验流程可知反应的固体混合产物为Cu2O和CuB.根据现象,推测红色固体X为Cu2OC.根据现象可知,Cu+与NH3形成的配合物为无色D.若产物浸泡过程进行充分振
12、荡,则无法推测出其成分答案BCu2O、CuO均能溶于浓氨水,分别产生Cu(NH3)2+(无色)、Cu(NH3)42+(蓝色)。混合产物加入足量浓氨水充分浸泡、过滤后得到无色溶液,充分振荡后得到蓝色溶液,无色溶液中含有Cu(NH3)2+,充分振荡时被空气中的氧气氧化,转化为Cu(NH3)42+。红色固体X应该为Cu,加入浓氨水充分振荡时铜、氧气、浓氨水反应生成Cu(NH3)42+(蓝色)。反应的固体混合产物为Cu2O和Cu,选项A正确;红色固体X为Cu,选项B错误;Cu+与NH3形成的配合物为无色的Cu(NH3)2+,选项C正确;Cu2O、CuO均能溶于浓氨水,且振荡过程中铜、氧气和浓氨水也能反
13、应产生Cu(NH3)42+,故若产物浸泡过程进行充分振荡,则无法推测出其成分,选项D正确。12.铁器表面氧化层的成分有多种:致密的Fe3O4、疏松的FeO(OH)和FeOCl,它们均难溶于水。下列说法错误的是()A.有氧条件下Fe3O4与Cl-转化为FeOCl,周围环境的pH增大B.FeOCl可自发转变为FeO(OH),说明FeO(OH)的溶解度小于FeOClC.检验FeO(OH)中是否含有FeOCl,可选用的试剂是稀硫酸和KSCN溶液D.1 mol FeOCl完全转化为Fe3O4时转移13 mol电子答案C有氧条件下Fe3O4与Cl-转化为FeOCl,反应原理为4Fe3O4+12Cl-+O2
14、+6H2O 12FeOCl+12OH-,故pH增大,A正确;一般来说,溶解度小的物质转化为溶解度更小的物质容易实现,FeOCl可自发转变为FeO(OH),说明FeO(OH)的溶解度小于FeOCl,B正确;FeO(OH)和FeOCl均能与稀硫酸反应生成Fe3+,均能使KSCN溶液变为红色,C错误;已知Fe3O4中有13的Fe是+2价,有23的Fe为+3价,则1 mol FeOCl完全转化为Fe3O4时转移13 mol电子,D正确。13.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是()NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合过量NaOH溶液和明矾溶液混合Na2CO3溶液滴入NaAlO2溶液中Na
15、AlO2溶液与NaHCO3溶液混合向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2 A. B. C. D.答案DNaAlO2溶液与AlCl3溶液混合,发生反应:Al3+3AlO2+6H2O4Al(OH)3,生成白色沉淀;过量NaOH溶液和明矾溶液混合,发生反应:Al3+4OH-AlO2+2H2O,没有白色沉淀生成;Na2CO3溶液滴入NaAlO2溶液中不发生反应,没有白色沉淀生成;NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合,发生反应:AlO2+HCO3+H2OAl(OH)3+CO32,生成白色沉淀;在相同温度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度,故向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会有晶体析
16、出:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。综上,最终有白色沉淀生成的是,故选D。14.我国著名化工实业家侯德榜提出了“联合制碱法”,该生产工艺流程如图所示。下列说法不正确的是()A.沉淀池发生的离子反应为Na+CO2+NH3+H2ONH4+NaHCO3B.吸收NH3可使母液中的HCO3转化为CO32,以提高NH4Cl纯度C.该过程充分利用了合成氨工业提供的NH3和CO2D.向饱和食盐水中先通CO2,再通NH3,更有利于NaHCO3析出答案D侯德榜提出的“联合制碱法”的原理是溶解度大的物质制取溶解度小的物质,沉淀池中发生的反应为CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl,A正
17、确;往母液通氨气能增大溶液中NH4+的浓度,促进NH4Cl更多地析出,NH3能与HCO3反应生成CO32,可以提高NH4Cl纯度,B正确;由题图可知,该过程充分利用了合成氨工业提供的NH3和CO2,提高原料利用率,C正确;二氧化碳的溶解度较小,浓度较低不利于析出NaHCO3,应先通氨气后通二氧化碳,D错误。15.部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示,由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需的试剂。下列推断不合理的是()A.常温下,可用R材质容器储运浓硫酸B.M可用K3Fe(CN)6溶液检验C.若Q为金属阳离子,可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成D.Fe3+与氧化剂在碱性条件下
18、反应可生成FeO42答案BM不带电,铁元素的化合价为+2,则M可能为FeO;Q带2个单位正电荷,铁元素的化合价为+2,则Q为Fe2+;R不带电,铁元素的化合价为0,则R为Fe。常温下,铁遇浓硫酸会发生钝化,可用铁材质容器储运浓硫酸,A合理;Fe2+和K3Fe(CN)6溶液反应生成蓝色沉淀,但M不是Fe2+,B不合理;Fe2O3与稀HI溶液发生氧化还原反应,Fe2O3中的Fe3+被I-还原为Fe2+,C合理;从题图中可以看出,Fe3+在碱性溶液中可以生成FeO42,FeO42中铁元素的化合价为+6,所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO42,D合理。16.实验室以含锌废液(主要成分为Z
19、nSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO32Zn(OH)2的实验流程如下:下列说法正确的是()A.过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价为+7价B.氧化除锰后的溶液中存在:Na+、Zn2+、Fe2+、SO42C.调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质D.沉锌时的离子方程式为3Zn2+6HCO3 ZnCO32Zn(OH)2+5CO2+H2O答案D过二硫酸钠中含有过氧键,其中硫元素的化合价为+6价,A错误;氧化除锰后的溶液中存在的离子为Na+、Zn2+、Fe3+、SO42,B错误;溶液中Fe3+能与锌反应生成Fe2+和Zn2+,所以调节溶液pH时试剂X不能选用
20、锌,C错误;沉锌时溶液中Zn2+与HCO3反应生成ZnCO32Zn(OH)2沉淀、二氧化碳和水,反应的离子方程式为3Zn2+6HCO3 ZnCO32Zn(OH)2+5CO2+H2O,D正确。17.废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下:已知:HAuCl4 H+AuCl4。下列说法正确的是()A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的少B.“过滤”所得滤液中的Cu2+和Ag+可用过量浓氨水分离C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金D.用过量Zn粉将1 mol HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn为1.5 mol答案CA项,浓HNO3、稀HNO3与Cu的反应:Cu+4HNO
21、3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,若均为3 mol Cu参加反应,浓HNO3生成6 mol NO2,稀HNO3生成2 mol NO,所以“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的多,错误;B项,Cu2+和Ag+与氨水反应均是先生成沉淀,然后沉淀再溶解生成配合物,无法分离,错误;C项,流程中“溶金”时用的是HNO3和NaCl溶液,溶液中存在的离子为H+、NO3、Na+和Cl-,若用浓盐酸和NaNO3,溶液中存在的也是这四种离子,故也可以溶解金,正确;D项,Zn与AuCl4反应,AuCl4中Au为+3价,生成1 mol
22、Au时转移3 mol e-,而1 mol Zn转移2 mol e-生成Zn2+,根据得失电子守恒知,应消耗的Zn为1.5 mol,又已知:HAuCl4 H+AuCl4,电离出的H+也要消耗Zn,故消耗Zn大于1.5 mol,错误。易错易混分析D项时,除了需要计算还原AuCl4所消耗的Zn,还需要注意HAuCl4为一元强酸,电离产生的H+也能与Zn反应。18.工业上可用废铁屑为原料,按如图工业流程制备聚合硫酸铁Fe2(OH)m(SO4)pn,聚合硫酸铁是一种新型絮凝剂,处理污水能力比FeCl3高效,且腐蚀性小。下列说法正确的是()A.聚合硫酸铁Fe2(OH)m(SO4)pn中m=6-2pB.酸浸
23、槽中加入的酸液可用稀硝酸代替稀硫酸C.反应釜中的离子方程式为H2O2+Fe2+H+ Fe3+H2OD.聚合釜中的反应pH控制越大越好答案AA项,反应釜中H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,因此聚合硫酸铁中铁元素为+3价,根据电中性原则可得(+3)2+(-1)m+(-2)p=0,解得m=6-2p,正确;B项,酸浸槽中加入的酸液不能用稀硝酸代替稀硫酸,稀硝酸会与废铁屑生成污染性气体,且引入杂质NO3,错误;C项,原子不守恒,正确的离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+ 2Fe3+2H2O,错误;D项,聚合釜中的反应pH控制越大越容易生成Fe(OH)3,而不易生成聚合硫酸铁,错误。解题技巧判断离子方程
24、式书写正误时,一般先看电荷是否守恒、原子是否守恒、得失电子是否守恒,再看弱电解质、不溶物等是否拆开,最后看反应的酸碱环境。19.用磁铁矿(主要成分为Fe3O4,含Al2O3和SiO2等杂质)制取FeCO3的工艺流程如下:氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2开始沉淀的pH1.54.06.5完全沉淀的pH3.35.29.7下列说法正确的是()A.“酸浸”过程中加入过量硫酸能抑制金属离子水解和提高铁元素的浸出率B.“调节pH”时应控制溶液的pH大于3.3C.“沉铁”时应将过滤1的滤液滴加到Na2CO3溶液中,并不断搅拌D.“过滤2”所得滤液中的溶质为Na2SO4答案A“酸浸”过程中加入
25、过量硫酸可以确保硫酸的浓度,加快浸取的反应速率,提高磁铁矿的浸取效率,同时还可以抑制Fe3+等金属离子的水解,A正确;Fe3O4可表示为FeOFe2O3,和硫酸反应生成FeSO4和Fe2(SO4)3,再加入铁,将Fe3+还原为Fe2+,离子方程式为Fe+2Fe3+ 3Fe2+,加入20%氨水调节pH,使Al3+沉淀完全,Fe2+不沉淀,pH应大于5.2、小于6.5,B错误;“沉铁”时应将Na2CO3滴加到滤液中,因为Na2CO3溶液显碱性,若将滤液滴加到Na2CO3溶液中,Fe2+与CO32水解产生的OH-反应生成Fe(OH)2,导致FeCO3产率降低,且搅拌会导致FeCO3被空气中的氧气氧化
26、,C错误;“过滤2”所得滤液中的溶质为Na2SO4、(NH4)2SO4和过量的Na2CO3,D错误。20.如图是工业利用菱镁矿(主要含MgCO3,还含有Al2O3、FeCO3杂质)制取氯化镁的工艺流程。下列说法错误的是()A.酸浸池中加入的X酸是盐酸B.氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+C.沉淀为Fe(OH)3D.在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁答案C工业利用菱镁矿制取氯化镁,所以酸浸池中加入的X酸是盐酸,A正确;通入氯气将Fe2+氧化为Fe3+,以便于后续调pH除去铁元素,B正确;加MgO调节溶液pH使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去
27、,C错误;镁是活泼金属,在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁,D正确。21.砷碱渣中含有大量的Na+、AsO43、OH-、SO42等,采用无废气、废水、废渣产生的工艺流程如图所示:下列说法错误的是()A.开始通入CO2发生反应的离子方程式为CO2+2OH- CO32+H2OB.通入CO2进行脱碳酸盐,脱出的碳酸盐为NaHCO3C.脱砷的离子方程式为2AsO43+5S2-+16H+ As2S5+8H2OD.脱硫酸根离子时的离子方程式为Ba2+SO42 BaSO4答案C根据题图可知,将CO2通入砷碱渣后得到碳酸盐,开始通入CO2时,CO2与OH-反应的离子方程式为CO2+2OH- CO32
28、+H2O,A正确;在相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,为了使Na+更充分地沉淀,要通入足量的CO2使Na+以NaHCO3形式析出,B正确;溶液显碱性,脱砷的离子方程式应为2AsO43+5S2-+8H2O As2S5+16OH-,C错误;脱硫酸根离子时,溶液中的SO42与加入的Ba2+反应生成BaSO4沉淀,D正确。22.工业上,用生物堆浸法处理低品位黄铜矿(主要成分是CuFeS2)制备两“矾”,其简易流程如下。下列说法正确的是 ()A.生物堆浸的温度越高,反应速率越快B.“转化”中不可能发生歧化反应C.虚线箭头代表的一系列操作为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥D.“氧化”中1 mol
29、 CuS完全反应转移8 mol电子,反应方程式为CuS+4H2O2 CuSO4+4H2O答案D黄铜矿经粉碎过筛后,加入T.f细菌生物堆浸,但温度过高,T.f细菌会失去活性,反应速率减慢,A错误。向堆浸液中加入Na2S2O3溶液,Fe3+、Cu2+与Na2S2O3溶液反应的离子方程式分别为8Fe3+S2O32+5H2O 8Fe2+2SO42+10H+,Cu2+S2O32+H2O CuS+SO42+2H+;在反应中,硫元素的化合价既升高又降低,则“转化”中Na2S2O3发生了歧化反应,B错误。过滤得到含有硫酸亚铁的滤液和硫化铜沉淀;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾,C错误。“氧化
30、”中硫化铜与稀硫酸和过氧化氢反应生成硫酸铜,化学方程式为CuS+4H2O2 CuSO4+4H2O,1 mol硫化铜完全反应转移8 mol电子,D正确。23.纳米氧化锌是一种新型无机功能材料。以氧化锌烟灰(含ZnO及少量Fe2O3、FeO、MnO、CuO)为原料制备纳米氧化锌的工艺流程如下:下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 molL-1计算)。金属离子Fe3+Fe2+Cu2+Zn2+Mn2+开始沉淀的pH1.56.36.06.28.1完全沉淀的pH2.88.38.08.210.1(1)基态Cu2+核外电子排布式为。(2)“浸取”过程中盐酸不宜过量
31、太多,其可能原因是。(3)“滤渣1”的成分是MnO2、Fe(OH)3。“氧化除杂”过程中KMnO4与Mn2+发生反应的离子方程式为,溶液pH范围应控制在。答案(1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)防止后续“氧化除杂”步骤消耗更多的KMnO4和产生污染性气体Cl2(3)2MnO4+3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+2.86.0解析(1)Cu为29号元素,基态Cu的核外电子排布式为Ar3d104s1,则基态Cu2+的核外电子排布式为Ar3d9。(2)KMnO4能氧化HCl生成Cl2,过量的盐酸会消耗KMnO4,浪费药品,同时生成的Cl2会污染环境。(3)KMnO4与Mn2
32、+发生归中反应生成MnO2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式。滤渣1中有Fe(OH)3,所以pH2.8,但是Cu2+不能沉淀,所以pH”或“(3)Fe(OH)3、Al(OH)3滴入几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红(4)4.810-6 molL-1(5)43解析由题给流程图及已知可知加入的Na2SO3主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,然后向滤液中加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,再加入Na2CO3调节溶液pH,使Fe3+、Al3+形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液中主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+,再用NaF溶液除去Ca2+、
33、Mg2+,过滤后,向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液得到CoC2O42H2O,煅烧后制得Co2O3。(1)“溶浸”过程中,适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等均可以加快反应速率和提高原料利用率。(2)“氧化”过程中在酸性条件下Fe2+与NaClO3反应的离子方程式为6Fe2+ClO3+6H+Cl-+3H2O;Fe2+与ClO3发生反应而Co2+不发生反应,说明还原性:Fe2+Co2+。(3)用Na2CO3调节溶液pH,使溶液中Fe3+和Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,故滤渣2的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3;检验Fe3+的操作为取少量待测液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,充分振荡,若溶液不变红,说明溶液中无Fe3+。(4)c(Ca2+)c(Mg2+)=c(Ca2+)c2(F-)c(Mg2+)c2(F-)=Ksp(CaF2)Ksp(MgF2)=3471,所以若所得滤液中c(Mg2+)=1.010-5 molL-1,则c(Ca2+)=1.010-5 molL-1 34714.810-6 molL-1。(5)根据得失电子守恒和原子守恒可得,煅烧时发生反应的化学方程式为4CoC2O42H2O+3O2 2Co2O3+8CO2+8H2O,则反应中CoC2O42H2O与O2的化学计量数之比为43。第 14 页 共 14 页