第三章　金属及其化合物--2027山东版高考化学第一轮章节练

中小学教育资源及组卷应用平台
2027山东版高考化学第一轮
第三章　金属及其化合物
第1节　钠及其化合物
五年高考
1.★(教考衔接:鲁科版选必2第3章第2节)(2025浙江1月选考,7,3分)下列物质的结构或性质不能说明其用途的是(　　)
A.葡萄糖分子结构中有多个羟基,故葡萄糖可与银氨溶液反应制作银镜
B.具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高,故可用作汽车轮胎材料
C.SiC的碳、硅原子间通过共价键形成空间网状结构,硬度大,故SiC可用作砂轮磨料
D.NaHCO3能中和酸并受热分解产生气体,故可用作加工馒头的膨松剂
2.★(2025重庆,2,3分)下列化学科普实验所涉及物质的性质或应用描述正确的是(　　)
选项 科普实验 性质或应用
A 焰色试验 Na和K的焰色均为紫色
B 漂白实验 Cl2和SO2均可使品红溶液永久褪色
C 蛋清变性 醋酸铅溶液和甲醛溶液均可使蛋白质变性
D 铜板刻蚀 氯化铁溶液和浓硫酸均可在常温下刻蚀铜板
3.★(教考衔接:人教版必修一第二章第一节练习与应用)(2024北京,8,3分)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是(　　)
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
4.★(2025江苏,6,3分)下列化学反应表示正确的是(　　)
A.黑火药爆炸:2KNO3+C+3S K2CO3+N2↑+3SO2↑
B.电解饱和NaCl溶液制NaOH:Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+ClO-
C.重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:nCH2CH—CH3 CH2—CH—CH3
D.向饱和氨盐水中通入过量CO2:NaCl+NH3+H2O+CO2 NaHCO3↓+NH4Cl
5.★(2025云南,3,3分)下列化学方程式错误的是(　　)
A.煤制水煤气:C+H2O(g) CO+H2
B.Na2O2供氧:2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
C.覆铜板制作印刷电路板:2FeCl3+3Cu 3CuCl2+2Fe
D.铅酸蓄电池放电:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
6.★(2022广东,14,4分)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++C HC+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2+2H2O 4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ H2SiO3↓+2Na+
7.★★(不定项)(2022山东,11,4分)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是(　　)
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
8.★★★(2022天津,13,14分)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题:
(1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为　　　　　　　　。
(2)NaCl熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下:
2NaCl(l) 2Na(l)+Cl2(g)
加入 CaCl2的目的是　　　　　　　　　。
(3)Na2O2的电子式为　　　　。在25 ℃和101 kPa时,Na与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　。
(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过　　　、　　　(填序号)
a.浓硫酸　　　b.饱和食盐水
c.NaOH溶液　　　d.KMnO4溶液
(5)钠的某氧化物晶胞如下图,图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为　　　　　　。
(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为　　　g。
三年模拟
9.★(2025届山东省实验中学期中,5改编)如图为钠元素的单质及化合物的转化关系,下列说法错误的是(　　)
A.NaOH溶液可以与过量CO2反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④或⑤的转化均有O2产生
C.向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成NaCl
D.反应②只能通过加热实现转化
10.★(不定项)(2025届山东德州联考改编)下列对钠及其化合物性质的事实和解释错误的是(　　)
选项 事实 解释
A 用玻璃棒蘸取待测液,在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色 待测液中含有Na+
B 用洗涤剂清洗灶台上的油污 油污与洗涤剂发生了皂化反应
C 工业上通过850 ℃发生反应Na+KCl NaCl+K制备K 利用了钾和钠的沸点的差异
D 用“爆炸盐”(含过碳酸钠,化学式为2Na2CO3·3H2O2)洗涤衣物 过碳酸钠具有强氧化性且其水溶液显碱性
11.★★(2025届山东济宁育才中学月考,8改编)探究钠及其化合物的性质,下列方案设计、现象及结论都正确的是(　　)
方案设计 现象 结论
A 向露置在空气中的Na2O2固体中加入稀盐酸 溶液中产生气泡 Na2O2固体已经变质
B 将一小块金属钠放在燃烧匙中点燃,伸入盛有CO2的集气瓶中 产生黑、白两种固体 钠的还原性强,与CO2发生了置换反应
C 向2 mL 2 mol·L-1Na2CO3溶液中滴加2滴4 mol·L-1稀盐酸 溶液中未产生气泡 该Na2CO3溶液中不存在NaHCO3杂质
D 向插有温度计的10 mL 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中加入一定量NaOH固体 有刺激性气味产生,温度计示数增大 反应N+OH- NH3↑+H2O为放热反应
第2节　铁及其化合物
五年高考
1.★(2025云南,1,3分)画中有“化”,多彩中华。下列叙述正确的是(　　)
A.岩彩壁画颜料所用贝壳粉,主要成分属于硅酸盐
B.油画颜料调和剂所用核桃油,属于有机高分子
C.竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
D.水墨画墨汁的主要成分碳,常温不易被氧化
2.★(2024浙江6月选考,2,3分)下列说法不正确的是(　　)
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
3.★(教考衔接:人教版必修一第三章第一节)(2023浙江6月选考,3,3分)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是(　　)
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
4.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2024新课标,9,6分)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是(　　)
A.反应为3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳
C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
5.★★(2021广东,10,2分)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是　(　　)
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
三年模拟
6.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2025届山东青岛期初调研,1改编)汉·陈琳《武军赋》:“铠则东胡阙巩,百炼精刚”。下列说法正确的是(　　)
A.钢是合金,合金是指含有两种或两种以上金属的混合物
B.炼铁常用的水煤气可通过煤的气化获得
C.铁比铜活泼,铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜
D.铁是比较活泼的金属,自然界中不存在游离态的铁
7.★★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2025届山东济宁实验中学开学考,6)如图为铁元素的“价—类”二维图,“→”表示物质间的转化关系。下列说法错误的是(　　)
A.铁与高温水蒸气的反应可实现转化①
B.FeO可应用于瓷器制作中使釉呈绿色
C.由图可预测:高铁酸盐(Fe)具有强氧化性,可用于消毒
D.加热Fe(OH)3可实现转化⑥,加入盐酸可实现转化③
第3节　金属资源的开发利用
五年高考
1.★(2025四川,1,3分)材料是科技发展的基础。下列属于金属材料的是(　　)
A.制造电极的石墨烯
B.制造减震弹簧的高碳钢
C.制造防弹装甲的高强度芳纶纤维
D.制造耐温度剧变仪器的高硼玻璃
2.★★(2024广东,14,4分)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是(　　)
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
3.★★(2025甘肃,11,3分)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+ 3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
4.★★(2024江西,8,3分)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如下图。下列说法错误的是(　　)
A.将CPU针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
C.富集后,K[AuBr4]主要存在于滤液中
D.还原步骤中有S生成
5.★★★(2025湖南,12,3分)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;
②常温下,金属化合物的Ksp:
金属化合物 CdS CdCO3 MnS MnCO3
Ksp 8.0×10-27 1.0×10-12 2.5×10-13 2.3×10-11
下列说法错误的是(　　)
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X可以是Na2S溶液
C.“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式为Mn2++HC MnCO3↓+H+
6.★★★(2025黑吉辽蒙,11,3分)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10-20.4,下列说法错误的是　(　　)
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4　
7.★★★★(2025黑吉辽蒙,16,14分)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知:①“氧化浸出”时,PbSO4不发生变化,ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+;
②Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8;
③酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。
回答下列问题:
(1)H2A分子中手性碳原子数目为　　　　。
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根(S2)转变为　　　　　　(填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(5)滤渣2中的金属元素为　　(填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,PbSO4和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为　　　　　　　　　　　,pH过高可能生成　　　　(填化学式)。
(7)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
三年模拟
8.★(2025届山东鄄城一中月考,6)下列有关物质的工业制备过程,在给定条件下能实现的是(　　)
A.冶炼铝:铝土矿Na[Al(OH)4]无水AlCl3Al
B.FeFeI2FeCl3
C.海带提碘:干海带海带灰I2(aq)I2
D.工业制硫酸:SSO3H2SO4
9.★★(2025届山东滕州一中开学考,9)一种以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有少量的Bi和Bi2O3等)为原料冶炼金属铋的工艺流程如图所示。
已知:①BiCl3水解生成难溶的BiOCl;②化合物中Bi通常呈+3价或+5价,NaBiO3具有强氧化性。
下列说法错误的是(　　)
A.“溶浸”步骤加入盐酸的目的是提高铋的浸取率,抑制Bi3+的水解
B.“溶浸”步骤发生的主要反应为6FeCl3+Bi2S3 6FeCl2+2BiCl3+3S
C.“置换”步骤发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.流程中可循环利用的物质为FeCl3
10.★★(不定项)(2025届山东青岛四区县期中,13)废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、LiFePO4活性材料和少量不溶于酸、碱的导电剂,兴趣小组在实验室中模拟回收相关资源的部分流程如图。下列说法错误的是(　　)
A.“碱浸”中Al箔发生反应的离子方程式为2OH-+2Al+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑
B.“酸浸”中的主要反应为2LiFePO4+H2O2+4H2SO4 Li2SO4+Fe2(SO4)3+2H2O+2H3PO4
C.FePO4、Li2CO3与足量炭黑高温灼烧再生LiFePO4的反应中,氧化产物一定为CO2
D.“洗涤”操作为向漏斗中加水至没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次
11.★★★(不定项)(2025届山东枣庄八中开学考,14)电解精炼铜产生的阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种金属单质。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程,如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A.“浸出液1”的溶质主要是CuSO4
B.“浸取2”中Ag、Au被HCl氧化
C.“浸取3”中用氨水也可溶解AgCl
D.“还原”中1 mol N2H4反应转移4 mol电子
12.★★★(2026届山东临沂一中月考,19改编)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程如图所示。
已知:金属离子浓度为1 mol·L-1时,Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0,Cu2+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7。
请回答下列问题:
(1)酸浸时发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70 ℃干燥2 h,冷却后密封包装。70 ℃真空干燥、密封包装的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)产品滤出时所得滤液中溶质的主要成分是　　　　。
(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,试写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
13.★★★★(2026届山东德州开学考,17改编)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾,同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:煅烧的目的是将FeCr2O4、MgCr2O4转化为K2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钾盐。
(1)煅烧时气体与矿料逆流而行,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,煅烧工序中MgCr2O4反应生成K2CrO4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分除H2SiO3、MgO外,还含有　　　　　　　　。
(3)酸化工序需加压的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,酸化的目的是　　　　　　　　　　(用化学方程式解释)。
(4)滤液Ⅱ可返回　　　　工序(填工序名称)。
(5)已知滤渣Ⅱ为Fe(OH)3和Cr(OH)3,则还原反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
微专题1　化工流程题解题策略
考向1　化工“微流程”选择题
1.★★★(不定项)(2025山东,13,4分)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7。
下列说法错误的是(　　)
A.试剂X可选用Fe粉
B.试剂Y可选用盐酸
C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
2.★★★(不定项)(2022山东,12,4分)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是(　　)
A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
考向2　矿物开发利用
3.★★★★(2025届山东菏泽10月期中,18)锰是生产各种合金的重要元素,也是制备隐形涂料[MnxZn1-xFe2O4(铁为+3价)]的重要原料,工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如图所示:
已知:①25 ℃时,部分金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如表所示。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Mn2+ Co2+
开始沉淀的pH 7.4 2.2 4.8 8.1 8.2
沉淀完全的pH 9.2 3.2 6.4 9.8 9.6
②25 ℃时,Ksp(MnS)=2.5×10-10、Ksp(CoS)=4.0×10-21、Ksp(CuS)=6.3×10-36。
③“除铜”时,溶液中c(Co2+)<0.1 mol·L-1。
回答下列问题:
(1)菱锰矿经过富集、粉碎再进行酸浸,粉碎的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,“氧化”步骤发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)滤渣1的成分是　　　　　　;“除铜”时,当c(Cu2+)=1×10-5 mol·L-1时,认为Cu2+已沉淀完全,此时溶液中Co2+　　　(填“已经”或“尚未”)开始沉淀。
(3)试剂X是下列试剂中的一种,其中最合适的是　　　　(填选项字母)。
A.(NH4)2S　　　B.Na2S　　　C.K2S
(4)“电解”时阴极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　,电解废液中有某种成分可循环应用,该成分是　　　　(填化学式)。
4.★★★★(2024山东,18,12分)以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为　　　　;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生　　　　(填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为　　　　　。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“置换”中可选用的试剂X为　　　(填标号);
A.Al　　　B.Zn　　　C.Pb　　　D.Ag
“置换”反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板,用作　　　　(填“阴极”或“阳极”)。
考向3　反应条件控制图像分析
5.★★★(2022山东,17,13分)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3)∶n(Si)=1∶1加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na+)=　　　　　mol·L-1;再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是　　　　。
BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4
Ksp 1.0×10-6 4.0×10-6 9.0×10-4 1.0×10-10
(3)S浓度(以SO3%计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、H3PO4浓度(以P2O5%计)的关系如图甲所示。酸解后,在所得100 ℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为　　　　　　　(填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是　　　　　　　　　　,回收利用洗涤液X的操作单元是　　　　　;一定温度下,石膏存在形式与溶液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是　　　(填标号)。
图乙
A.65 ℃、P2O5%=15、SO3%=15
B.80 ℃、P2O5%=10、SO3%=20
C.65 ℃、P2O5%=10、SO3%=30
D.80 ℃、P2O5%=10、SO3%=10
考向4　萃取与反萃取
6.★★★★(2025山东,17,12分)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。“高温焙烧”温度为650 ℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有　　　　　　(填化学式)。
(2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸”时金属元素的浸出率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)HR萃取Cu2+反应为2HR(有机相)+Cu2+(水相) CuR2(有机相)+2H+(水相)。“反萃取”时加入的试剂为　　 　(填化学式)。
(4)“沉钴”中,pH=4时Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5 mol·L-1],则此时溶液中c(H2S)=　　　　mol·L-1。已知:(H2S)=1×10-13,Ksp(CoS)=4×10-21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入　　　　(填操作单元名称)循环利用。
考向5　与滴定实验相结合
7.★★★★(教考衔接:鲁科版选必2第2章微项目)(2026届山东潍坊开学考,17)金(Au)是一种重要的贵金属。某矿厂以当地金矿石[金以自然金(Au)或银金矿(Ag-Au合金)形式存在,与石英、黄铁矿(FeS2)共生]为原料制备高纯金,工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)金的价电子排布式为5d106s1,它在周期表中的位置为　　　　　　。“焙烧”中有Fe2O3生成,FeS2发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)磨矿细度对浸出率及浸渣品位(浸渣中有用金属的含量)的影响如图,则应选择磨矿细度范围为　　　　(填标号)。“氰化浸出”后,Au的存在形态为[Au(CN)2]-,写出氰化钠溶金反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
a.80%~85%　 b.85%~90%　 c.90%~93%
(3)设计实验证明,“沉金”后浸出液中可能残留[Fe(CN)6]4-。写出操作及现象:　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　。
(4)“电解精炼”过程中,电解液为AuCl3溶液,阳极材料可选　　　　(填“粗金”或“高纯金片”)。
(5)为测定金的纯度,取金样品a g,加入王水(浓硝酸和浓盐酸的混合液),将Au转化成氯金酸(HAuCl4),加热除去过量的HNO3,过滤,在不断搅拌下,加入过量c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液b mL,充分反应,用二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 19.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 19.98 39.88 20.00 19.10 20.02
应舍弃的数据为　　　　(填序号),测得该样品的纯度为　　　　　　　　　　　　　　(用含有a、b、c的数学表达式表示)。
涉及的反应:
ⅰ.Au+HNO3(浓)+4HCl(浓) HAuCl4+NO↑+2H2O
ⅱ.3Fe2++HAuCl4 3Fe3++Au↓+4Cl-+H+
ⅲ.Cr2+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
考向6　与电化学装置分析相结合
8.★★★★(2021山东,17,11分)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如下。回答下列问题:
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为　　　　;酸化的目的是　　　　　　;Fe元素在　　　(填操作单元的名称)过程中除去。
(3)蒸发结晶时,过度蒸发将导致　　　　　　　　;冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有　　　　。
(4)利用膜电解技术(装置如图所示),以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为:
4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑
则Na2Cr2O7在　　　　(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为　　　。
考向7　调pH分离法及相关计算
9.★★★★(2025届山东青岛期初调研,17)工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4、MgO、SiO2、Al2O3、FeO)为原料制备Cr2O3和金属铝的工艺流程如图所示。
已知:①“焙烧”所得固体中含有Na2CrO4。
②25 ℃时,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38、Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16、Ksp[Mg(OH)2]=2×10-11。
③溶液中离子浓度≤1×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,FeCr2O4参与反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 　　。
(2)“滤渣Ⅲ”的主要成分为　　　　(填化学式),“试剂X”为　　　　。
(3)“煅烧”反应时生成的气体中含有一种单质,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　　。
(4)25 ℃时,“调pH”的最小值为　　　　(保留小数点后一位)。
(5)通入“过量CO2”时,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
(6)下列仪器中,“操作Y”需要用到的有　　　　(填标号)。
10.★★★★(2025届山东济南开学考,17)工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4并回收净水剂明矾,其工艺流程如图所示。
已知:①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.4时易被O2氧化。
②当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全;常温下,几种沉淀的Ksp如下表所示:
Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Fe(OH)2
Ksp 1.0×10-38 1.0×10-33 5.0×10-12 5.0×10-17
③lg5=0.7。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,被SO2还原的元素有　　　　。
(2)常温下,加入MnCO3“调pH”时,若c(Mn2+)=1.0 mol·L-1,其他金属阳离子浓度为0.001 mol·L-1,则调pH的范围为　　　　。
(3)若“滤渣Ⅲ”主要成分为FeOOH,则“氧化”操作中生成FeOOH的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“焙烧”反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　。获取明矾KAl(SO4)2·12H2O的“一系列操作”是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
(5)整个流程中,可以循环使用的物质的化学式为　　　　。
考向8　改变流程操作的影响分析
11.★★★★★(2023山东,17,12分)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、S和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:常温下,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡:B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-(常温下,Ka=10-9.24);B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下,在
0.10 mol·L-1硼砂溶液中,[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-,该水解反应的离子方程式为　　　　　　 　　　　　　,该溶液pH=　　　　。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是　　　(填化学式);精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1,则常温下精制Ⅱ过程中C浓度应控制在　　　　mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收HCl外,还将增加　　　　的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　;进行操作X时应选择的试剂是　　　　,若不进行该操作而直接浓缩,将导致　　　　　　　　　　 　　　。
第三章　金属及其化合物
第1节　钠及其化合物
五年高考
1.★(教考衔接:鲁科版选必2第3章第2节)(2025浙江1月选考,7,3分)下列物质的结构或性质不能说明其用途的是(　　)
A.葡萄糖分子结构中有多个羟基,故葡萄糖可与银氨溶液反应制作银镜
B.具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高,故可用作汽车轮胎材料
C.SiC的碳、硅原子间通过共价键形成空间网状结构,硬度大,故SiC可用作砂轮磨料
D.NaHCO3能中和酸并受热分解产生气体,故可用作加工馒头的膨松剂
答案　A　
2.★(2025重庆,2,3分)下列化学科普实验所涉及物质的性质或应用描述正确的是(　　)
选项 科普实验 性质或应用
A 焰色试验 Na和K的焰色均为紫色
B 漂白实验 Cl2和SO2均可使品红溶液永久褪色
C 蛋清变性 醋酸铅溶液和甲醛溶液均可使蛋白质变性
D 铜板刻蚀 氯化铁溶液和浓硫酸均可在常温下刻蚀铜板
答案　C　
3.★(教考衔接:人教版必修一第二章第一节练习与应用)(2024北京,8,3分)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是(　　)
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
答案　D　
4.★(2025江苏,6,3分)下列化学反应表示正确的是(　　)
A.黑火药爆炸:2KNO3+C+3S K2CO3+N2↑+3SO2↑
B.电解饱和NaCl溶液制NaOH:Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+ClO-
C.重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:nCH2CH—CH3 CH2—CH—CH3
D.向饱和氨盐水中通入过量CO2:NaCl+NH3+H2O+CO2 NaHCO3↓+NH4Cl
答案　D　
5.★(2025云南,3,3分)下列化学方程式错误的是(　　)
A.煤制水煤气:C+H2O(g) CO+H2
B.Na2O2供氧:2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
C.覆铜板制作印刷电路板:2FeCl3+3Cu 3CuCl2+2Fe
D.铅酸蓄电池放电:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
答案　C　
6.★(2022广东,14,4分)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++C HC+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2+2H2O 4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ H2SiO3↓+2Na+
答案　B　
7.★★(不定项)(2022山东,11,4分)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是(　　)
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
答案　A　
8.★★★(2022天津,13,14分)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题:
(1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为　　　　　　　　。
(2)NaCl熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下:
2NaCl(l) 2Na(l)+Cl2(g)
加入 CaCl2的目的是　　　　　　　　　。
(3)Na2O2的电子式为　　　　。在25 ℃和101 kPa时,Na与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　。
(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过　　　、　　　(填序号)
a.浓硫酸　　　b.饱和食盐水
c.NaOH溶液　　　d.KMnO4溶液
(5)钠的某氧化物晶胞如下图,图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为　　　　　　。
(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为　　　g。
答案　(1)(或)
(2)作助熔剂,降低NaCl的熔点,节省能耗
(3)Na+[······]2-Na+
2Na(s)+O2(g) Na2O2(s)　ΔH=-510.9 kJ·mol-1
(4)c　a　(5)Na2O　(6)159
三年模拟
9.★(2025届山东省实验中学期中,5改编)如图为钠元素的单质及化合物的转化关系,下列说法错误的是(　　)
A.NaOH溶液可以与过量CO2反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④或⑤的转化均有O2产生
C.向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成NaCl
D.反应②只能通过加热实现转化
答案　D　
10.★(不定项)(2025届山东德州联考改编)下列对钠及其化合物性质的事实和解释错误的是(　　)
选项 事实 解释
A 用玻璃棒蘸取待测液,在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色 待测液中含有Na+
B 用洗涤剂清洗灶台上的油污 油污与洗涤剂发生了皂化反应
C 工业上通过850 ℃发生反应Na+KCl NaCl+K制备K 利用了钾和钠的沸点的差异
D 用“爆炸盐”(含过碳酸钠,化学式为2Na2CO3·3H2O2)洗涤衣物 过碳酸钠具有强氧化性且其水溶液显碱性
答案　AB　
11.★★(2025届山东济宁育才中学月考,8改编)探究钠及其化合物的性质,下列方案设计、现象及结论都正确的是(　　)
方案设计 现象 结论
A 向露置在空气中的Na2O2固体中加入稀盐酸 溶液中产生气泡 Na2O2固体已经变质
B 将一小块金属钠放在燃烧匙中点燃,伸入盛有CO2的集气瓶中 产生黑、白两种固体 钠的还原性强,与CO2发生了置换反应
C 向2 mL 2 mol·L-1Na2CO3溶液中滴加2滴4 mol·L-1稀盐酸 溶液中未产生气泡 该Na2CO3溶液中不存在NaHCO3杂质
D 向插有温度计的10 mL 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中加入一定量NaOH固体 有刺激性气味产生,温度计示数增大 反应N+OH- NH3↑+H2O为放热反应
答案　B　
第2节　铁及其化合物
五年高考
1.★(2025云南,1,3分)画中有“化”,多彩中华。下列叙述正确的是(　　)
A.岩彩壁画颜料所用贝壳粉,主要成分属于硅酸盐
B.油画颜料调和剂所用核桃油,属于有机高分子
C.竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
D.水墨画墨汁的主要成分碳,常温不易被氧化
答案　D　
2.★(2024浙江6月选考,2,3分)下列说法不正确的是(　　)
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
答案　A　
3.★(教考衔接:人教版必修一第三章第一节)(2023浙江6月选考,3,3分)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是(　　)
A.氯化铁属于弱电解质
B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得
D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
答案　A　
4.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2024新课标,9,6分)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是(　　)
A.反应为3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳
C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
答案　B　
5.★★(2021广东,10,2分)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是　(　　)
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
答案　C　
三年模拟
6.★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2025届山东青岛期初调研,1改编)汉·陈琳《武军赋》:“铠则东胡阙巩,百炼精刚”。下列说法正确的是(　　)
A.钢是合金,合金是指含有两种或两种以上金属的混合物
B.炼铁常用的水煤气可通过煤的气化获得
C.铁比铜活泼,铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜
D.铁是比较活泼的金属,自然界中不存在游离态的铁
答案　B　
7.★★(教考衔接:鲁科版必修一第3章第1节)(2025届山东济宁实验中学开学考,6)如图为铁元素的“价—类”二维图,“→”表示物质间的转化关系。下列说法错误的是(　　)
A.铁与高温水蒸气的反应可实现转化①
B.FeO可应用于瓷器制作中使釉呈绿色
C.由图可预测:高铁酸盐(Fe)具有强氧化性,可用于消毒
D.加热Fe(OH)3可实现转化⑥,加入盐酸可实现转化③
答案　A　
第3节　金属资源的开发利用
五年高考
1.★(2025四川,1,3分)材料是科技发展的基础。下列属于金属材料的是(　　)
A.制造电极的石墨烯
B.制造减震弹簧的高碳钢
C.制造防弹装甲的高强度芳纶纤维
D.制造耐温度剧变仪器的高硼玻璃
答案　B　
2.★★(2024广东,14,4分)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是(　　)
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
答案　B　
3.★★(2025甘肃,11,3分)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+ 3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
答案　D　
4.★★(2024江西,8,3分)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如下图。下列说法错误的是(　　)
A.将CPU针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
C.富集后,K[AuBr4]主要存在于滤液中
D.还原步骤中有S生成
答案　C　
5.★★★(2025湖南,12,3分)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当;
②常温下,金属化合物的Ksp:
金属化合物 CdS CdCO3 MnS MnCO3
Ksp 8.0×10-27 1.0×10-12 2.5×10-13 2.3×10-11
下列说法错误的是(　　)
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X可以是Na2S溶液
C.“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式为Mn2++HC MnCO3↓+H+
答案　D　
6.★★★(2025黑吉辽蒙,11,3分)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10-20.4,下列说法错误的是　(　　)
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4　
答案　C　
7.★★★★(2025黑吉辽蒙,16,14分)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知:①“氧化浸出”时,PbSO4不发生变化,ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+;
②Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8;
③酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。
回答下列问题:
(1)H2A分子中手性碳原子数目为　　　　。
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根(S2)转变为　　　　　　(填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(5)滤渣2中的金属元素为　　(填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,PbSO4和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为　　　　　　　　　　　,pH过高可能生成　　　　(填化学式)。
(7)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)2
(2)S
(3)温度升高,化学反应速率加快,浸出率增大;达到一定温度后,继续升高温度,NH3·H2O与(NH4)2S2O8发生分解,浸出率降低
(4)[Cu(NH3)4]2++Zn [Zn(NH3)4]2++Cu
(5)Fe
(6)pH升高,A2-浓度增大,促进生成PbA的反应正向进行,PbA产率增大　Pb(OH)2
(7)Pb[OOC(CHOH)2COO] Pb+2H2O↑+4CO↑
三年模拟
8.★(2025届山东鄄城一中月考,6)下列有关物质的工业制备过程,在给定条件下能实现的是(　　)
A.冶炼铝:铝土矿Na[Al(OH)4]无水AlCl3Al
B.FeFeI2FeCl3
C.海带提碘:干海带海带灰I2(aq)I2
D.工业制硫酸:SSO3H2SO4
答案　B　
9.★★(2025届山东滕州一中开学考,9)一种以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有少量的Bi和Bi2O3等)为原料冶炼金属铋的工艺流程如图所示。
已知:①BiCl3水解生成难溶的BiOCl;②化合物中Bi通常呈+3价或+5价,NaBiO3具有强氧化性。
下列说法错误的是(　　)
A.“溶浸”步骤加入盐酸的目的是提高铋的浸取率,抑制Bi3+的水解
B.“溶浸”步骤发生的主要反应为6FeCl3+Bi2S3 6FeCl2+2BiCl3+3S
C.“置换”步骤发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.流程中可循环利用的物质为FeCl3
答案　C　
10.★★(不定项)(2025届山东青岛四区县期中,13)废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、LiFePO4活性材料和少量不溶于酸、碱的导电剂,兴趣小组在实验室中模拟回收相关资源的部分流程如图。下列说法错误的是(　　)
A.“碱浸”中Al箔发生反应的离子方程式为2OH-+2Al+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑
B.“酸浸”中的主要反应为2LiFePO4+H2O2+4H2SO4 Li2SO4+Fe2(SO4)3+2H2O+2H3PO4
C.FePO4、Li2CO3与足量炭黑高温灼烧再生LiFePO4的反应中,氧化产物一定为CO2
D.“洗涤”操作为向漏斗中加水至没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次
答案　C　
11.★★★(不定项)(2025届山东枣庄八中开学考,14)电解精炼铜产生的阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种金属单质。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程,如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A.“浸出液1”的溶质主要是CuSO4
B.“浸取2”中Ag、Au被HCl氧化
C.“浸取3”中用氨水也可溶解AgCl
D.“还原”中1 mol N2H4反应转移4 mol电子
答案　B　
12.★★★(2026届山东临沂一中月考,19改编)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程如图所示。
已知:金属离子浓度为1 mol·L-1时,Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0,Cu2+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7。
请回答下列问题:
(1)酸浸时发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70 ℃干燥2 h,冷却后密封包装。70 ℃真空干燥、密封包装的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)产品滤出时所得滤液中溶质的主要成分是　　　　。
(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,试写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)Cu(OH)2+2H+ Cu2++2H2O
(2)2Cu2++2Cl-+Fe 2CuCl↓+Fe2+
(3)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化
(4)Na2SO4和FeSO4
(5)2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O 2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4
13.★★★★(2026届山东德州开学考,17改编)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾,同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:煅烧的目的是将FeCr2O4、MgCr2O4转化为K2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钾盐。
(1)煅烧时气体与矿料逆流而行,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,煅烧工序中MgCr2O4反应生成K2CrO4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分除H2SiO3、MgO外,还含有　　　　　　　　。
(3)酸化工序需加压的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,酸化的目的是　　　　　　　　　　(用化学方程式解释)。
(4)滤液Ⅱ可返回　　　　工序(填工序名称)。
(5)已知滤渣Ⅱ为Fe(OH)3和Cr(OH)3,则还原反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行　2MgCr2O4+8KOH+3O2 2MgO+4K2CrO4+4H2O
(2)Fe2O3、Al(OH)3
(3)增大CO2的溶解度,保证酸化反应充分进行　2K2CrO4+2CO2+H2O K2Cr2O7+2KHCO3
(4)浸取
(5)Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑
微专题1　化工流程题解题策略
考向1　化工“微流程”选择题
1.★★★(不定项)(2025山东,13,4分)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7。
下列说法错误的是(　　)
A.试剂X可选用Fe粉
B.试剂Y可选用盐酸
C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
答案　A　
2.★★★(不定项)(2022山东,12,4分)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是(　　)
A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
答案　D　
考向2　矿物开发利用
3.★★★★(2025届山东菏泽10月期中,18)锰是生产各种合金的重要元素,也是制备隐形涂料[MnxZn1-xFe2O4(铁为+3价)]的重要原料,工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如图所示:
已知:①25 ℃时,部分金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如表所示。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Mn2+ Co2+
开始沉淀的pH 7.4 2.2 4.8 8.1 8.2
沉淀完全的pH 9.2 3.2 6.4 9.8 9.6
②25 ℃时,Ksp(MnS)=2.5×10-10、Ksp(CoS)=4.0×10-21、Ksp(CuS)=6.3×10-36。
③“除铜”时,溶液中c(Co2+)<0.1 mol·L-1。
回答下列问题:
(1)菱锰矿经过富集、粉碎再进行酸浸,粉碎的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,“氧化”步骤发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)滤渣1的成分是　　　　　　;“除铜”时,当c(Cu2+)=1×10-5 mol·L-1时,认为Cu2+已沉淀完全,此时溶液中Co2+　　　(填“已经”或“尚未”)开始沉淀。
(3)试剂X是下列试剂中的一种,其中最合适的是　　　　(填选项字母)。
A.(NH4)2S　　　B.Na2S　　　C.K2S
(4)“电解”时阴极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　,电解废液中有某种成分可循环应用,该成分是　　　　(填化学式)。
答案　(1)增大接触面积,提高酸浸速率及原料利用率(合理即可)　MnO2+2Fe2++4H+ 2Fe3++Mn2++2H2O
(2)Fe(OH)3、MnO2　尚未　(3)A
(4)Mn2++2e- Mn　H2SO4
4.★★★★(2024山东,18,12分)以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为　　　　;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生　　　　(填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为　　　　　。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“置换”中可选用的试剂X为　　　(填标号);
A.Al　　　B.Zn　　　C.Pb　　　D.Ag
“置换”反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板,用作　　　　(填“阴极”或“阳极”)。
答案　(1)1∶1　H2S　(2)热浸　(3)还原过量的FeCl3
(4)C　Pb+2[AgCl2]- 2Ag+[PbCl4]2-　(5)阳极
考向3　反应条件控制图像分析
5.★★★(2022山东,17,13分)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3)∶n(Si)=1∶1加入Na2CO3脱氟,充分反应后,c(Na+)=　　　　　mol·L-1;再分批加入一定量的BaCO3,首先转化为沉淀的离子是　　　　。
BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4
Ksp 1.0×10-6 4.0×10-6 9.0×10-4 1.0×10-10
(3)S浓度(以SO3%计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、H3PO4浓度(以P2O5%计)的关系如图甲所示。酸解后,在所得100 ℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为　　　　　　　(填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是　　　　　　　　　　,回收利用洗涤液X的操作单元是　　　　　;一定温度下,石膏存在形式与溶液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是　　　(填标号)。
图乙
A.65 ℃、P2O5%=15、SO3%=15
B.80 ℃、P2O5%=10、SO3%=20
C.65 ℃、P2O5%=10、SO3%=30
D.80 ℃、P2O5%=10、SO3%=10
答案　(1)6HF+SiO2 2H++Si+2H2O
(2)2.0×10-2　S
(3)CaSO4·0.5H2O　抑制CaSO4的溶解　酸解　AD
考向4　萃取与反萃取
6.★★★★(2025山东,17,12分)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。“高温焙烧”温度为650 ℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有　　　　　　(填化学式)。
(2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸”时金属元素的浸出率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)HR萃取Cu2+反应为2HR(有机相)+Cu2+(水相) CuR2(有机相)+2H+(水相)。“反萃取”时加入的试剂为　　 　(填化学式)。
(4)“沉钴”中,pH=4时Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5 mol·L-1],则此时溶液中c(H2S)=　　　　mol·L-1。已知:(H2S)=1×10-13,Ksp(CoS)=4×10-21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入　　　　(填操作单元名称)循环利用。
答案　(1)3MnO2+3NH4HSO4 3MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O　Fe2O3、CaSO4　(2)减小　(3)H2SO4
(4)4×10-4　CoS+H2O2+2H+ Co2++S+2H2O
(5)低温焙烧
考向5　与滴定实验相结合
7.★★★★(教考衔接:鲁科版选必2第2章微项目)(2026届山东潍坊开学考,17)金(Au)是一种重要的贵金属。某矿厂以当地金矿石[金以自然金(Au)或银金矿(Ag-Au合金)形式存在,与石英、黄铁矿(FeS2)共生]为原料制备高纯金,工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)金的价电子排布式为5d106s1,它在周期表中的位置为　　　　　　。“焙烧”中有Fe2O3生成,FeS2发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)磨矿细度对浸出率及浸渣品位(浸渣中有用金属的含量)的影响如图,则应选择磨矿细度范围为　　　　(填标号)。“氰化浸出”后,Au的存在形态为[Au(CN)2]-,写出氰化钠溶金反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
a.80%~85%　 b.85%~90%　 c.90%~93%
(3)设计实验证明,“沉金”后浸出液中可能残留[Fe(CN)6]4-。写出操作及现象:　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　。
(4)“电解精炼”过程中,电解液为AuCl3溶液,阳极材料可选　　　　(填“粗金”或“高纯金片”)。
(5)为测定金的纯度,取金样品a g,加入王水(浓硝酸和浓盐酸的混合液),将Au转化成氯金酸(HAuCl4),加热除去过量的HNO3,过滤,在不断搅拌下,加入过量c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液b mL,充分反应,用二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 19.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 19.98 39.88 20.00 19.10 20.02
应舍弃的数据为　　　　(填序号),测得该样品的纯度为　　　　　　　　　　　　　　(用含有a、b、c的数学表达式表示)。
涉及的反应:
ⅰ.Au+HNO3(浓)+4HCl(浓) HAuCl4+NO↑+2H2O
ⅱ.3Fe2++HAuCl4 3Fe3++Au↓+4Cl-+H+
ⅲ.Cr2+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
答案　(1)第六周期ⅠB族　4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
(2)b　4Au+8CN-+O2+2H2O 4[Au(CN)2]-+4OH-
(3)操作:取少量浸出液于试管中,滴加FeCl3溶液;现象:溶液中出现蓝色沉淀
(4)粗金
(5)2、4　×100%
考向6　与电化学装置分析相结合
8.★★★★(2021山东,17,11分)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如下。回答下列问题:
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为　　　　;酸化的目的是　　　　　　;Fe元素在　　　(填操作单元的名称)过程中除去。
(3)蒸发结晶时,过度蒸发将导致　　　　　　　　;冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有　　　　。
(4)利用膜电解技术(装置如图所示),以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为:
4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑
则Na2Cr2O7在　　　　(填“阴”或“阳”)极室制得,电解时通过膜的离子主要为　　　。
答案　(1)使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行
(2)4.5~9.3　使Cr转化为Cr2　浸取
(3)有Na2Cr2O7析出　H2SO4
(4)阳　Na+
考向7　调pH分离法及相关计算
9.★★★★(2025届山东青岛期初调研,17)工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4、MgO、SiO2、Al2O3、FeO)为原料制备Cr2O3和金属铝的工艺流程如图所示。
已知:①“焙烧”所得固体中含有Na2CrO4。
②25 ℃时,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38、Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16、Ksp[Mg(OH)2]=2×10-11。
③溶液中离子浓度≤1×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,FeCr2O4参与反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 　　。
(2)“滤渣Ⅲ”的主要成分为　　　　(填化学式),“试剂X”为　　　　。
(3)“煅烧”反应时生成的气体中含有一种单质,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　　。
(4)25 ℃时,“调pH”的最小值为　　　　(保留小数点后一位)。
(5)通入“过量CO2”时,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
(6)下列仪器中,“操作Y”需要用到的有　　　　(填标号)。
答案　(1)4FeCr2O4+7O2+16NaOH 8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O
(2)MgF2　NaOH溶液
(3)1∶1
(4)4.7
(5)[Al(OH)4]-+CO2 Al(OH)3↓+HC
(6)BE
10.★★★★(2025届山东济南开学考,17)工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4并回收净水剂明矾,其工艺流程如图所示。
已知:①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.4时易被O2氧化。
②当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全;常温下,几种沉淀的Ksp如下表所示:
Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Fe(OH)2
Ksp 1.0×10-38 1.0×10-33 5.0×10-12 5.0×10-17
③lg5=0.7。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,被SO2还原的元素有　　　　。
(2)常温下,加入MnCO3“调pH”时,若c(Mn2+)=1.0 mol·L-1,其他金属阳离子浓度为0.001 mol·L-1,则调pH的范围为　　　　。
(3)若“滤渣Ⅲ”主要成分为FeOOH,则“氧化”操作中生成FeOOH的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“焙烧”反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　。获取明矾KAl(SO4)2·12H2O的“一系列操作”是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
(5)整个流程中,可以循环使用的物质的化学式为　　　　。
答案　(1)Mn、Fe
(2)4.7≤pH≤5.4
(3)2Fe2++H2O2+2H2O 2FeOOH↓+4H+
(4)1∶4　蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(5)H2SO4
考向8　改变流程操作的影响分析
11.★★★★★(2023山东,17,12分)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、S和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:常温下,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡:B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-(常温下,Ka=10-9.24);B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下,在
0.10 mol·L-1硼砂溶液中,[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-,该水解反应的离子方程式为　　　　　　 　　　　　　,该溶液pH=　　　　。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是　　　(填化学式);精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1,则常温下精制Ⅱ过程中C浓度应控制在　　　　mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收HCl外,还将增加　　　　的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　;进行操作X时应选择的试剂是　　　　,若不进行该操作而直接浓缩,将导致　　　　　　　　　　 　　　。
答案　(1)[B4O5(OH)4]2-+5H2O 2B(OH)3+2[B(OH)4]-　9.24
(2)CaSO4、Mg(OH)2　5.5×10-3　CaO、Na2CO3
(3)除去精制Ⅰ引入的Ca2+　盐酸　浓缩时有Li2CO3析出,最终所得Li2CO3的产率减小
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)