高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練47含答案

課時(shí)跟蹤練1．(2024·廣州天河區(qū)高三測(cè)試)釩被稱為“工業(yè)味精”“工業(yè)維生素”，在發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。某高鉻型釩渣含F(xiàn)e2O3、Fe3O4、SiO2、Al2O3、V2O5、Cr2O3等物質(zhì)，從中分離提取釩鉻的工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)釩原子的價(jià)層電子軌道表示式為_(kāi)_______________________________。(2)“焙燒”時(shí)會(huì)生成NaVO3和Na2CrO4，寫出生成Na2CrO4的化學(xué)方程式：___________________________________________________________________。(3)“酸浸”時(shí)為提高浸取速率，除適當(dāng)升高溫度外，還可采取的措施有______________、______________(任寫兩條)。濾渣2的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3，則濾渣1的主要成分為_(kāi)_______。(4)“還原”時(shí)可用H2O2代替Na2SO3溶液作為還原劑，此時(shí)溶液中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。(5)工業(yè)上可用電解還原法處理含Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的酸性廢水。用鐵板作為陽(yáng)極，電解過(guò)程中廢水pH逐漸上升，Cr3＋、Fe3＋都以氫氧化物沉淀形式析出，達(dá)到廢水凈化的目的。其中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________。(6)某含鉻化合物的立方晶胞如圖所示。與鈣原子最近且等距離的氧原子有________個(gè)；鈣和氧的最近距離為anm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，該晶體密度為_(kāi)___________________g·cm－3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。解析：在通入空氣條件下，二氧化硅和碳酸鈉反應(yīng)得到硅酸鈉，四氧化三鐵被完全氧化為氧化鐵，V2O5和碳酸鈉反應(yīng)生成NaVO3，Cr2O3中＋3價(jià)的鉻被氧化成＋6價(jià)的Na2CrO4，加入硫酸酸浸，硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸白色沉淀，同時(shí)氧化鐵、氧化鋁、NaVO3、Na2CrO4均溶于酸得到Fe3＋、Al3＋、VOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，調(diào)pH使Fe3＋、Al3＋轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀析出；用硫酸銨溶液沉釩，加入亞硫酸鈉的目的是還原Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，將＋6價(jià)的Cr轉(zhuǎn)化為＋3價(jià)的Cr后調(diào)pH析出。(1)基態(tài)釩原子的電子排布式為[Ar]3d34s2，價(jià)層電子軌道表示式為。(2)“焙燒”時(shí)，Cr2O3中＋3價(jià)的鉻被氧化成＋6價(jià)的Na2CrO4，化學(xué)方程式為2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO3eq\o(=,\s\up7(焙燒))4Na2CrO4＋4CO2。(3)提高反應(yīng)速率的方法有將固體研成粉末，適當(dāng)增大酸的濃度等。由分析可知，濾渣l的主要成分為硅酸。(4)加入亞硫酸鈉的目的是還原Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，將其轉(zhuǎn)化為＋3價(jià)的Cr，可用H2O2代替Na2SO3溶液作為還原劑，用H2O2還原Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的離子方程式為3H2O2＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋8H＋=2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O。(5)陽(yáng)極為鐵板失電子：Fe－2e－=Fe2＋，產(chǎn)生的亞鐵離子具有很強(qiáng)的還原性，和Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，并以氫氧化物沉淀形式析出。(6)鈣原子位于頂點(diǎn)，氧原子位于面心，因此與鈣原子最近且等距離的氧原子有12個(gè)；鈣和氧的最近距離為anm，則四面體的邊長(zhǎng)為eq\r(2)anm，一個(gè)晶胞的體積為2eq\r(2)a3×10－21cm3。由均攤法可知，該晶胞中Ca原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，O原子個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，Cr原子個(gè)數(shù)為1，晶胞密度為eq\f(40＋16×3＋52,NA×2\r(2)a3×10－21)g·cm－3＝eq\f(35\r(2),a3NA)×1021g·cm－3。答案：(1)(2)2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO3eq\o(=,\s\up7(焙燒))4Na2CrO4＋4CO2(3)適當(dāng)增大硫酸的濃度將固體研成粉末(答案合理即可)H2SiO3(4)3H2O2＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋8H＋=2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O(5)Fe－2e－=Fe2＋(6)12eq\f(35\r(2),a3NA)×10212．(2024·河源中學(xué)調(diào)研)以接觸法制硫酸的廢催化劑(主要成分是V2O5，含少量Al2O3、Fe2O3、MoO3、NiO等)為原料回收金屬化合物的工藝流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)“灼燒”過(guò)程中V2O5與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。(2)“除鋁”時(shí)通入過(guò)量CO2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________。(3)如圖所示曲線Ⅰ、曲線Ⅱ分別表示“沉釩”時(shí)釩的沉淀率與加銨系數(shù)K(指氯化銨與釩元素質(zhì)量之比)、溫度的關(guān)系。最佳“沉釩”條件是________________。溫度超過(guò)80℃時(shí)沉釩率下降的主要原因是_________________________________________。(4)鉬酸銨的化學(xué)式為(NH4)2Mo2O7。取少量晶體，一定條件下受熱分解的熱重曲線如圖所示。597℃時(shí)，鉬酸銨熱分解的產(chǎn)物為_(kāi)_____________(填化學(xué)式)。鉬酸銨在高溫下通入H2可制得單質(zhì)鉬，該過(guò)程的化學(xué)方程式是______。(5)“水浸”中浸渣可制備高純度鐵紅。操作過(guò)程包括酸溶、沉鐵等。“沉鐵”有兩種方法：方法1：調(diào)節(jié)溶液pH。已知：沉鐵的濾液中c(Ni2＋)＝0.02mol·L－1。當(dāng)c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1時(shí)被視為完全沉淀。用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH分離Ni2＋、Fe3＋，pH范圍為_(kāi)_____________。{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10－38，Ksp[Ni(OH)2]≈2.0×10－15}方法2：結(jié)合法。已知：Ni(OH)2＋4NH3·H2O=[Ni(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。從含F(xiàn)e3＋、Ni2＋的溶液中提取Fe(OH)3的方法是________________、過(guò)濾、洗滌、干燥。解析：廢催化劑在純堿中灼燒得到偏鋁酸鈉、偏釩酸鈉、鉬酸鈉及不溶于水的NiO、Fe2O3，水浸后偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉，向所得的溶液中通入二氧化碳可將四羥基合鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀而除去，再向溶液中加入NH4Cl溶液沉釩得到偏釩酸銨，最后經(jīng)過(guò)離子交換回收Mo元素，得到鉬酸銨。(1)“灼燒”過(guò)程中V2O5與純堿反應(yīng)生成偏釩酸鈉和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為V2O5＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))2NaVO3＋CO2↑。(2)“除鋁”時(shí)通入過(guò)量CO2，四羥基合鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁，同時(shí)生成碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為[Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(3)加入NH4Cl溶液“沉釩”，將釩元素以偏釩酸銨的形式分離出來(lái)，根據(jù)題圖可知，當(dāng)K在4附近時(shí)，沉淀率可達(dá)到最大，則K最佳值約為4；再根據(jù)釩的沉淀率隨溫度的變化曲線可知，溫度最佳值約為80℃；NH4Cl受熱易分解，溫度過(guò)高氯化銨分解，同時(shí)促進(jìn)銨根離子水解，溶液中銨根離子濃度減小，沉釩率下降。(4)設(shè)少量晶體為1mol(NH4)2Mo2O7，則其質(zhì)量為340g，在597℃時(shí)，固體損失340g×(1－84.70%)≈52g，因?yàn)殇@鹽受熱易分解，結(jié)合分解前后固體質(zhì)量變化分析可知，固體損失的質(zhì)量為2molNH3與1molH2O的質(zhì)量，則余下固體應(yīng)為MoO3，597℃時(shí)，鉬酸銨熱分解的產(chǎn)物為MoO3、NH3和H2O；鉬酸銨在高溫下通入H2制單質(zhì)鉬的化學(xué)方程式為(NH4)2Mo2O7＋6H2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NH3＋2Mo＋7H2O。(5)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液中c(OH－)＝eq\r(3,\f(10－38,10－5))mol·L－1＝10－11mol·L－1，pH＝3；當(dāng)鎳離子開(kāi)始沉淀時(shí)c(OH－)＝eq\r(\f(2.0×10－15,0.02))mol·L－1＝10－6.5mol·L－1，pH＝7.5，即沉鐵的pH范圍為3≤pH<7.5。根據(jù)Ni(OH)2＋4NH3·H2O=[Ni(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O可知，氫氧化鎳能溶于過(guò)量的氨水中，氫氧化鐵不溶，故從含F(xiàn)e3＋、Ni2＋的溶液中提取Fe(OH)3的方法是向混合液中加入過(guò)量氨水、過(guò)濾、洗滌、干燥。答案：(1)V2O5＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))2NaVO3＋CO2↑(2)[Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(3)K為4、80℃溫度過(guò)高，NH4Cl分解生成的NH3揮發(fā)，NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))水解程度增大，c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))減小，沉釩率下降(4)MoO3、NH3、H2O(NH4)2Mo2O7＋6H2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NH3＋2Mo＋7H2O(5)3≤pH<7.5向混合液中加入過(guò)量氨水3．(2024·廣州第65中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試)鉍及其化合物廣泛應(yīng)用于電子材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。一種以含鉍燒渣(主要成分為Bi2O3、MnSO4，還含有少量MnS、Fe2O3、CuO及SiO2等)制取Bi2O3并回收錳的工藝流程如下：已知：①氧化性：Cu2＋>Bi3＋；②Bi3＋易水解成BiOCl沉淀；常溫下，BiOCl存在的pH范圍約為2.0～11.0；③常溫下，Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17；lg7＝0.85。回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)錳原子的價(jià)層電子排布式為_(kāi)____________________________。(2)“水浸提錳”時(shí)，加入少量稀硫酸可促進(jìn)________(填化學(xué)式)溶解，進(jìn)一步提高錳的浸取率。(3)“濾渣2”的主要成分有____________(填化學(xué)式)、Bi。(4)常溫下，“含F(xiàn)e2＋濾液”中Fe2＋的濃度為0.01mol·L－1。為保證BiOCl產(chǎn)品的純度，理論上，“沉鉍”時(shí)應(yīng)控制溶液的pH＜________(保留一位小數(shù))。(5)“脫氯”過(guò)程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____。(6)BiOCl是一種性能優(yōu)良的光催化劑，可催化降解有機(jī)污染物對(duì)硝基苯酚()等。對(duì)硝基苯酚的熔點(diǎn)高于鄰硝基苯酚()的熔點(diǎn)，其原因是__________________________。(7)我國(guó)科學(xué)家在新型二維半導(dǎo)體芯片材料——硒氧化鉍的研究中取得突破性進(jìn)展。硒氧化鉍的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞參數(shù)為apm、apm、bpm。①該晶胞沿z軸方向的投影圖為_(kāi)_______(填字母)。②該晶體中，每個(gè)O2－周圍緊鄰的Bi3＋共有________個(gè)。③該晶體的密度為_(kāi)_______________g·cm－3(列出計(jì)算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析：以含鉍燒渣(主要成分為Bi2O3、MnSO4，還含有少量MnS、Fe2O3、CuO及SiO2等)制取Bi2O3，先水浸提錳，過(guò)濾，濾渣用濃鹽酸酸浸，SiO2不溶于鹽酸過(guò)濾后存在于濾渣1中，濾液中存在Bi3＋、Cu2＋、Fe3＋，加入Bi粉還原，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋、Cu2＋轉(zhuǎn)化為Cu，過(guò)濾除去Cu，濾液中加入碳酸鈉溶液沉鉍，F(xiàn)e2＋存在于濾液中通過(guò)過(guò)濾除去，得到BiOCl，最后加NaOH溶液脫氯得到Bi2O3。(1)Mn是25號(hào)元素，基態(tài)Mn原子的價(jià)層電子排布式為3d54s2。(2)MnS溶于稀酸，“水浸提錳”時(shí)，加入少量稀硫酸可促進(jìn)MnS溶解，進(jìn)一步提高錳的浸取率。(3)由分析可知，“還原”步驟中加入Bi粉，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋、Cu2＋轉(zhuǎn)化為Cu，過(guò)濾后Cu存在于濾渣2中。(4)Fe2＋開(kāi)始沉淀時(shí)，c(OH－)＝eq\r(\f(Ksp[Fe(OH)2],c(Fe2＋)))＝eq\r(\f(4.9×10－17,0.01))mol·L－1＝7×10－8mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,c(OH－))＝eq\f(1×10－14,7×10－8)mol·L－1＝eq\f(1,7)×10－6mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,7)×10－6))＝6－lgeq\f(1,7)＝6－lg1＋lg7≈6.9，為保證BiOCl產(chǎn)品的純度，避免Fe2＋沉淀，理論上，“沉鉍”時(shí)應(yīng)控制溶液的pH＜6.9。(5)“脫氯”過(guò)程中BiOCl和OH－反應(yīng)生成Bi2O3和Cl－，離子方程式為2BiOCl＋2OH－=Bi2O3＋2Cl－＋H2O。(6)對(duì)硝基苯酚存在分子間氫鍵，而鄰硝基苯酚更易形成分子內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致對(duì)硝基苯酚分子間的作用力比鄰硝基苯酚分子間的作用力強(qiáng)，故對(duì)硝基苯酚的熔點(diǎn)高于鄰硝基苯酚的熔點(diǎn)。(7)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶胞沿z軸方向的投影圖為，故選B。②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶體中，每個(gè)O2－周圍緊鄰的Bi3＋共有4個(gè)。③由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶胞中Bi3＋的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2＝4，Se2－的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，O2－的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,2)＝4，該晶體的密度為eq\f(209×4＋16×4＋79×2,NA×a2b×10－30)g·cm－3。答案：(1)3d54s2(2)MnS(3)Cu(4)6.9(5)2BiOCl＋2OH－=Bi2O3＋2Cl－＋H2O(6)對(duì)硝基苯酚存在分子間氫鍵，而鄰硝基苯酚更易形成分子內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致對(duì)硝基苯酚分子間的作用力比鄰硝基苯酚分子間的作用力強(qiáng)(7)①B②4③eq\f(209×4＋16×4＋79×2,NA×a2b×10－30)4．(2024·汕頭潮陽(yáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)校月考)銦是一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、太陽(yáng)能電池等高科技領(lǐng)域。從高銦煙灰渣(主要含PbO、SiO2、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取銦的工藝流程如下：已知：FeS4O6為強(qiáng)電解質(zhì)；P2O4為磷酸二異辛酯。(1)“硫酸化焙燒”后金屬元素均以硫酸鹽的形式存在。在其他條件一定時(shí)，“水浸”時(shí)銦、鐵的浸取率結(jié)果如圖所示，則水浸所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件為_(kāi)______________________________________________。(2)“水浸”時(shí)，浸渣除了As2O3外，還含有____________________。(3)“還原鐵”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________。(4)“萃取除鐵”時(shí)，用30%的P2O4作為萃取劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液pH>1.5后，銦萃取率隨pH的升高而下降，原因是___________________________。(5)某實(shí)驗(yàn)小組“萃取”過(guò)程中用酸作為萃取劑，用H2A2表示，使In3＋進(jìn)入有機(jī)相，萃取過(guò)程In3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為In3＋＋3H2A2?In(HA2)3＋3H＋，平衡常數(shù)為K?！拜腿　睍r(shí)萃取率的高低受溶液的pH影響很大，已知與萃取率(E%)的關(guān)系符合如下公式：lgeq\f(E%,1－E%)＝lgK－lgeq\f(c3(H＋),c3(H2A2))。當(dāng)pH＝2.30時(shí)，萃取率為50%，若將萃取率提升到95%，則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH＝________(已知lg19＝1.28，忽略萃取劑濃度的變化，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(6)“置換銦”時(shí)，發(fā)現(xiàn)溶液中殘留溶解的As2O3也與Zn反應(yīng)，會(huì)有少量的AsH3氣體生成，該過(guò)程的離子方程式為_(kāi)__________________________________。(7)整個(gè)工藝流程中，可循環(huán)利用的溶液是________________________。解析：高銦煙灰渣(主要含PbO、SiO2、FeAsO4·2H2O、In2O3)中加入硫酸進(jìn)行硫酸化焙燒，PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3分別與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸鉛沉淀和硫酸鐵、硫酸銦，同時(shí)生成As2O3，水浸得到含PbSO4、As2O3、SiO2的浸渣；過(guò)濾，向浸液中加Na2S2O3將鐵還原為FeS4O6；然后加萃取劑P2O4使In3＋進(jìn)入有機(jī)相，F(xiàn)eS4O6進(jìn)入水相，從而除去FeS4O6；分離后在有機(jī)相中加硫酸反萃取In3＋進(jìn)入水相，然后在水溶液中加Zn置換出銦。(1)由題圖可知，5min時(shí)銦、鐵的浸取率基本達(dá)到最高值，浸取溫度30℃時(shí)銦、鐵的浸取率基本達(dá)到最高值，再延長(zhǎng)時(shí)間或升高溫度對(duì)浸取率提高不大，故最佳實(shí)驗(yàn)條件為30℃、5min。(2)“水浸”時(shí)浸渣除As2O3外，還含有PbSO4、SiO2。(3)“還原鐵”時(shí)，F(xiàn)e3＋被S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))還原為Fe2＋，根據(jù)得失電子守恒及質(zhì)量守恒得反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2Fe2＋＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))。(4)當(dāng)溶液pH>1.5后，溶液中氫氧根離子濃度逐漸增大，導(dǎo)致銦離子發(fā)生水解，形成難被P2O4萃取的粒子，導(dǎo)