统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练15金属及其化合物的制备流程.docVIP

专练15　金属及其化合物的制备流程 1．[2022·全国甲卷]硫酸锌（ZnSO4）是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下： 本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表： 离子 Fe3＋ Zn2＋ Cu2＋ Fe2＋ Mg2＋ Ksp 4.0×10－38 6.7×10－17 2.2×10－20 8.0×10－16 1.8×10－11 回答下列问题： （1）菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 （3）加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是　　　　（填标号）。 A．NH3·H2O　B．Ca（OH）2　C．NaOH 滤渣①的主要成分是　　　　、　　　　、 　　　　。 （4）向80～90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （5）滤液②中加入锌粉的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （6）滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是　　　　　　、　　　　　　　。 2．[2023·全国甲卷]BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。 回答下列问题： （1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是　　　　。 （2）“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为　　　　。 （3）“酸化”步骤应选用的酸是　　　　（填标号）。 a.稀硫酸　　b．浓硫酸　　c．盐酸　　d．磷酸 （4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？　　　　，其原因是　　　　。 （5）“沉淀”步骤中生成BaTiO（C2O4）2的化学方程式为　　　　。 （6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2∶nCO＝　　　　。 3．[2023·辽宁卷]某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋）。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 Fe（OH）3 Co（OH）2 Ni（OH）2 Mg（OH）2 Ksp 10－37.4 10－14.7 10－14.7 10－10.8 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为　　　　（答出一条即可）。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸（H2SO5），1 mol H2SO5中过氧键的数目为　　　　。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为　　　　（H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱）；滤渣的成分为MnO2、　　　　（填化学式）。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn（Ⅱ）氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为　　　　时，Mn（Ⅱ）氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn（Ⅱ）氧化速率减小的原因是　　　　　　　　。 （5）“沉钴镍”中得到的Co（Ⅱ）在空气中可被氧化成CoO（OH），该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 （6）“沉镁”中为使Mg2＋沉淀完全（25 ℃），需控制pH不低于　　　　（精确至0.1）。 4．[2023·全国乙卷]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下： 已知：Ksp[Fe（OH）3]＝2.8×10－39， Ksp[Al（OH）3]＝1.3×10－33，Ksp[Ni（OH）2]＝5.5×10－16。 回答下列问题： （1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。为提高溶矿速率，可采取的措施　　　　（举1例）。 （2）加入少量MnO2的作用是　　　　。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_________________________