2021届高考化学一轮复习金属及其化合物的制备流程高效专练

专练15金属及其化合物的制备流程1．[2020·广东茂名月考]钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)常用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。

下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2，含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图：
回答下列问题：
(1)提高焙烧效率的方法有________。

(写一种)
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3，该反应过程的化学方程式为______________________，氧化产物是________(写化学式)。

(3)“碱浸”时含钼化合物发生的主要反应的化学方程式为______________________________。

(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S，则废渣成分的化学式为________________________。

(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度：c(MoO2－4)＝0.40 mol/L，c(SO2－4)＝0.04 mol/L。

“结晶”前需先除去SO2－4，方法是加入Ba(OH)2固体。

假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变，当SO2－4完全沉淀[c(SO2－4)≤1.0×10－5mol/L]时，BaMoO4是否会析出？________________。

(请计算说明)[已知：K sp(BaSO4)＝1.1×10－10，K sp(BaMoO4)＝4.0×10－8]
(6)钼精矿在碱性条件下，加入NaClO溶液，也可以制备钼酸钠，同时有SO2－4生成，该反应的离子方程式为________________________________。

2．某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。

甲同学认为沉淀可能是CuCO3；
乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)2；
丙同学认为沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。

[查阅资料知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水，受热均易分解，各生成对应的两种氧化物]
Ⅰ.(1)乙同学的观点，你认为其原理是(用离子方程式表示)：__________________。

(2)在探究沉淀成分前，须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________。

Ⅱ.请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。

(3)B装置中试剂的化学式是________，C装置中试剂的名称是____________。

(4)能证明乙同学观点正确的预期实验现象是________________________________。

Ⅲ.若丙同学的观点正确，可利用下列装置通过实验测定其组成。

(5)实验装置的连接顺序为____________________。

(6)装置C 中碱石灰的作用是________________，实验开始和结束时都要通过量的空气，请说明结束时通入过量空气的作用是________________________________________________________________________。

(7)若沉淀样品的质量为m g ，装置B 质量增加了n g ，则沉淀中CuCO 3的质量分数为________。

3．以高硫铝土矿(主要成分为Al 2O 3、Fe 2O 3、SiO 2，少量FeS 2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe 3O 4的部分工艺流程如下： (1)焙烧过程均会产生SO 2，用NaOH 溶液吸收过量SO 2的离子方程式为
________________________________________________________________________。

(2)添加1%CaO 和不添加CaO 的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
硫去除率＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量×100% ①不添加CaO 的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。

②700 ℃焙烧时，添加1%CaO 的矿粉硫去除率比不添加CaO 的矿粉硫去除率低，其主要原因是________________________________________________。

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO 2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为__________(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe 2O 3。

Fe 2O 3与FeS 2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe 3O 4和SO 2，理论上完全反应消耗的n (FeS 2)：n (Fe 2O 3)＝________。

4．工业上由钛铁矿(主要成分 FeTiO 3，含 Fe 2O 3、 Al 2O 3、FeO 、SiO 2等杂质)制备TiCl 4的工艺流程如图：
已知：①酸浸FeTiO 3(s)＋2H 2SO 4(aq)===FeSO 4(aq)＋TiOSO 4(aq)＋2H 2O(l)
②90 ℃水解：TiOSO 4(aq)＋2H 2O(l)===H 2TiO 3(s)＋H 2SO 4(aq)
③煅烧H 2TiO 3(s)===TiO 2(s)＋H 2O(g)
(1)FeTiO 3中钛元素的化合价为____________，试剂A 为__________。

(2)碱浸过程发生的离子反应方程式为________________________________。

(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70 ℃左右，若温度过高会导致最终产品吸收率过低，原因是________________________________________。

(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为____________________________________________________。

已知TiO2(s)＋2Cl2(g)TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋151 KJ·mol－1该反应极难进行，当向反应体系中加入碳后，则反应在高温条件下能顺利发生。

从化学平衡的角度解释原因是_____________________________________________________。

(5)TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2·x H2O，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

5．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，也常用作分析试剂及显影剂等，其制备流程如下：
(1)配制硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液时，需加少量硫酸，目的是________________________________________________________________________。

(2)加热到沸腾时发生反应的化学方程式为________________________________________________。

(3)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，溶液变为棕黄色，同时有气体生成。

已知反应中MnO－4转化为无色的Mn2＋，则该过程中被氧化的元素是________，若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的n(KMnO4)＝________。

(4)称取3.80 g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示：
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②300 ℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称________(请写出计算过程)。

6．工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备CuSO4·5H2O的主要流程如下：
(1)图1装置可用于吸收气体X的是________(填代号)。

(2)某研究性学习小组用泡铜与CO反应来制取粗铜。

①图2装置B 中的药品为________。

②实验时，依次进行如下操作：组装仪器、________、加装药品、通入气体、________、点燃酒精灯。

(3)熔渣Y 的成分为Fe 2O 3和FeO ，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO ，写出有关实验操作、现象与结论。

提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、KMnO 4溶液、NaOH 溶液、氯水________。

(4)向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时(杂质不参加反应)，混酸中H 2SO 4与HNO 3的最佳物质的量之比为________。

(5)用滴定法测定所得产品中CuSO 4·5H 2O 的含量，称取a g 样品配成100 ml 溶液，取
出20.00 mL ，用c mol/L 滴定剂EDTA(H 2Y 2－)标准溶液滴定至终点(滴定剂不与杂质反应)，
消耗滴定剂6 mL 。

滴定反应如下：Cu 2＋＋H 2Y 2－===CuY 2－＋2H ＋。

则CuSO 4·5H 2O 质量分数
为________。

滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏________。

1．(1)粉碎固体颗粒
(2)2MoS 2＋7O 2=====高温
2MoO 3＋4SO 2 MoO 3、SO 2
(3)MoO 3＋Na 2CO 3===Na 2MoO 4＋CO 2↑ (4)PbS
(5)当c (SO 2－4)＝1.0×10－5 mol/L ，c (Ba 2＋)＝K sp (BaSO 4)/c (SO 2－4)＝1.1×10
－10/1.0×10－5＝1.1×10－5 mol/L ，
c (Ba 2＋)×c (MoO 2－4)＝1.1×10－5×0.40＝4.4×10－6>4.0×10－8，所以会析出BaMoO 4沉淀。

(6)MoS 2＋9ClO －＋6OH －===MoO 2－4＋9Cl －＋2SO 2－4＋3H 2O
2．(1)Cu 2＋＋CO 2－3＋H 2O===Cu(OH)2↓＋CO 2↑
(2)取最后一次洗涤液(或上层清液)，滴加BaCl 2(或硝酸钡)溶液，无沉淀生成，说明已洗净。

(3)CuSO 4、澄清石灰水
(4)B 中无水硫酸铜变蓝，C 中澄清石灰水不变浑浊
(5)C →A →B →D →E
(6)吸收空气中的水蒸气和CO 2 结束时通入过量的空气可以将装置中滞留的水蒸气和CO 2赶出。

(7)⎝⎛⎭
⎫1－49n 9m ×100% 3．(1)SO 2＋OH －===HSO －3
(2)①FeS 2 ②硫元素转化为CaSO 4而留在矿粉中
(3)NaAlO 2 Al(OH)3 (4)1：16
4．(1)＋4 Fe
(2)Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O
(3)温度过高会导致TiOSO 4提前水解生成H 2TiO 3沉淀
(4)TiO 2＋C ＋Cl 2=====高温TiCl 4＋CO 2 碳与氧气反应减小氧气浓度，使平衡正向移动， 碳与氧气反应为放热反应，温度升高，使平衡正向移动，促使反应顺利进行。

(5)TiCl 4＋(x ＋2)H 2O===TiO 2·x H 2O ＋4HCl
5．(1)抑制Fe 2＋水解
(2)(NH 4)2Fe(SO 4)2＋H 2C 2O 4＋2H 2O===FeC 2O 4·2H 2O ↓＋H 2SO 4＋(NH 4)2SO 4
(3)碳和铁 0.6
(4)①FeC 2O 4·2H 2O=====△FeC 2O 4＋2H 2O ②Fe 2O 3
6．(1)bd
(2)①碱石灰 ②检验装置气密性 收集CO 检验纯度
(3)取少量熔渣，加过量稀硫酸溶解，向溶液中加入几滴高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则证明熔渣中含有FeO
(4)3：2 (5)750c a
% 高。