2023-2024屆高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)教案（魯科版）第3章金屬及其化合物熱點(diǎn)強(qiáng)化7金屬及其化合物制備流程分析

熱點(diǎn)強(qiáng)化7金屬及其化合物制備流程分析

類型一常見(jiàn)金屬及其化合物的制備

L熱點(diǎn)精講

常見(jiàn)金屬及其化合物的制備涉及的內(nèi)容有：

(1)金屬冶煉類，如冶煉鎂、鋁、鐵、銅等金屬，主要考查產(chǎn)品冶煉條件控制以及混合物的分

離和提純等。

(2)中學(xué)重要化工產(chǎn)品的制備類，如膽磯、綠磯、明帆、氧化鐵、硝酸銅等物質(zhì)的制備。

往往考查物質(zhì)的性質(zhì)、分離提純、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)點(diǎn)。由于此類試題陌生度高，

對(duì)學(xué)生的能力要求也大，并且有的試題文字信息量大，所以這類題目容易出錯(cuò)。

■1熱點(diǎn)專練

1.(2022?湖南，7)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡(jiǎn)單流程如下：

IifiNa2CO3NaIAI(OH),]

(黑)T?H?Hψh《黑)

濾液

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料

B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率

C.合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AΠ?和CCh

D.濾液可回收進(jìn)入吸收塔循環(huán)利用

答案C

解析煙氣(含HF)通入吸收塔，加入過(guò)量的碳酸鈉，發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+HF=NaF+

NaHCO3,向合成槽中通入Na[Al(0H)4],發(fā)生反應(yīng)：6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3=

Na3AlF6I+4Na2CO3+4H2θ,過(guò)濾得到Na3AlR,和含有Na2CO3的濾液。陶瓷的成分中含有

SiO2,SiO2能與HF發(fā)生反應(yīng)，因此不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料，故A正確；采用溶液噴

淋法可增大反應(yīng)物的接觸面積，提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率，故B正確；由上述分析知，合

成槽內(nèi)產(chǎn)物主要有Na3AlF6?Na2CO3^H2O,故C錯(cuò)誤；濾液的主要成分為Na2CO3,可進(jìn)入

吸收塔循環(huán)利用，故D正確。

2.(2023?濟(jì)南模擬)水合腐(N2H4?H2O)的性質(zhì)類似氨水。利用水合腫處理銅氨{[Cu(NH3)4]2+}

廢液回收銅粉的實(shí)驗(yàn)流程如圖：

cι2CO(F)2銅氨溶液

湍kτ反工IA然第?-√???H?

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.上述三步反應(yīng)過(guò)程均為氧化還原反應(yīng)

B.反應(yīng)1的目的是制備NaCIo

C.合成水合朋的反應(yīng)中每消耗1molCO(NH2)2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA

D.反應(yīng)3完成后要用到過(guò)濾操作

答案C

解析反應(yīng)1是氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，氯元素化合價(jià)發(fā)生變化；

反應(yīng)2是次氯酸鈉將尿素氧化為水合肥?氯元素、氮元素化合價(jià)發(fā)生變化；反應(yīng)3是ICU(NH3)4F

+被水合腫還原為Cu,銅元素、氮元素化合價(jià)發(fā)生變化，則上述三步反應(yīng)過(guò)程均為氧化還原

反應(yīng)，故A正確；經(jīng)分析知反應(yīng)1的目的是制備NaCl0,用NaCIo將尿素氧化為水合睇，

故B正確；次氯酸鈉將尿素氧化為水合助，氮元素化合價(jià)由一3價(jià)升高至一2價(jià)，每消耗1mol

CO(NH2)2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,故C錯(cuò)誤；反應(yīng)3完成后要把銅粉分離出來(lái)，用到過(guò)濾操作，

故D正確。

3.以高硫鋁土礦(主要成分為ALCh、Fe2O3>SiO2,少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧

化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

空氣、少量CaoNaOH溶液FeS2

rχ工一工一

礦粉T焙燒H^??TT過(guò)濾H焙燒H磁選卜Fe1Ol

I1

濾液SO2

(1)焙燒過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生SO2,用NaOH溶液吸收過(guò)量SO2的離子方程式為

__________________________________________________________________________________O

⑵添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。

*礦粉

—礦粉+1%CaO

8(

6(

4(

20

0?”...

2004006008001000

焙燒溫度/t

已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃

焙燒后礦粉中硫元素總質(zhì)量

硫去除率=(1一焙燒前礦粉中硫元素總質(zhì)量)ι°%

①不添加CaO的礦粉在低于500°C焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)源于。

②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaC)的礦粉硫去除率比不添加Cae)的礦粉硫去除率低，其主要原

因是O

(3)向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量Co2,鋁元素存在的形式由_______(填化學(xué)式，下同)

轉(zhuǎn)化為。

(4)“過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的FezChoFezCh與FeSz混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4

和SO2,理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=。

答案(I)SO2+OH=HSO3(2)①FeSz

②硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中

⑶Na[Al(OH)4]Al(OH)3(4)1：16

解析(2)①根據(jù)題給已知信息，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600°C,不添加Cao的礦粉

低于500°C焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)源于FeS2。(3)“堿浸”時(shí)ALCh、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于

水的Na[Al(OH)4],Na2SiO3,向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量C02,CCh與Na[AI(OH)4]

反應(yīng)生成NaHCO3和Al(OH)3o(4)Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,

反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+?6Fe2O3=^=11Fe3O4+2SO2t?

4.[2019?全國(guó)卷I,26(1)(2)(4)]硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、

肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5?H2CkSiO2及少量Fe2O3、AI2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及

輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

(NH4)2SO4

溶液濾渣1

wHBQ,

調(diào)pH=6.5德

氣體一叵回----------恒延卜Mg(OH)/MgCQbM

II化

NH.HCO；,溶液母液鎂

回答下列問(wèn)題：

(1)在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(2)''濾渣1”的主要成分有0

為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子，可選用的化學(xué)試劑是o

(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2?MgCCh沉淀的離子方程式為,

母液經(jīng)加熱后可返回________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是

答案(1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3

(2)SiO2、Fe2O3,Al2O3KSCN溶液

2

(4)2Mg-+3COΓ+2H2O=Mg(OH)2?MgCO3I+2HC0?［或2Mg2++2COΓ+

H2O=Mg(OH)2MgCO3I+CO2t］溶浸高溫焙燒

解析(1)由流程圖加入物質(zhì)可知，“溶浸”時(shí)產(chǎn)生的氣體只能是NE,NH3與NH4HCO3反

應(yīng)生成用于“沉鎂”的物質(zhì)只能是(NH4)2CO30(2)由流程圖可知，在過(guò)濾獲取H3BO3之前沒(méi)

有除Fe3+、A13+的步驟，推知氧化鐵、氧化鋁在“溶浸”時(shí)沒(méi)有溶解，而二氧化硅不溶于硫

酸鎂溶液，因而濾渣1的主要成分是二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁。檢驗(yàn)Fe3+的試劑可選用

KSCN溶液。(4)“沉鎂"中，結(jié)合反應(yīng)物有Mg?+、CoC,生成物為Mg(OH)2?MgCO3,依據(jù)

離子方程式書寫要求，即可寫出方程式。母液含硫酸鐵，可以將母液返回“溶浸”工序循環(huán)

使用，體現(xiàn)綠色化學(xué)理念和環(huán)境保護(hù)思想。堿式碳酸鎂轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)氧化鎂，聯(lián)系碳酸鎂、氫

氧化鎂受熱都能分解生成氧化鎂。

類型二過(guò)渡金屬及其化合物的制備

L熱點(diǎn)精講

過(guò)渡金屬元素常具有多種可變化合價(jià)，形成化合物種類較多，近年高考題常以Ni、Cr、Mn.

V等元素化合物的制備流程為載體，考查不同價(jià)態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律、條件控制、物質(zhì)的分離提

純等關(guān)鍵能力。

F1熱點(diǎn)專練

1.(2022?湖南長(zhǎng)郡中學(xué)高三模擬)含銘廢水會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，一種煙氣協(xié)同處理含銘廢水(含

CrOF、Cnoy、泥沙等)的流程如圖：

溶液A含SO?煙氣氨水

沉渣濾渣母液

下列說(shuō)法不正確的是()

A.“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物

B.溶液A通常選用硫酸“調(diào)pH”，目的是將Cro3轉(zhuǎn)化為CnOI

C.“還原”過(guò)程涉及的氧化還原反應(yīng)，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3

D.母液經(jīng)處理可獲得(NH4)2SO4

答案C

解析“沉降”可以除去不溶性物質(zhì)，主要目的是除去泥沙等不溶物，A正確：Cr20Γ+

+

H2O2Cr0Γ+2H,加入稀硫酸，氫離子濃度變大，平衡逆向移動(dòng)，CrOF轉(zhuǎn)化為Cr2Of,

B正確；“還原”過(guò)程涉及的氧化還原反應(yīng)，二氧化硫生成硫酸根離子，正六價(jià)銘■轉(zhuǎn)化為正

三價(jià)銘■,根據(jù)得失電子守恒可知，3S02~Cr20Γ,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：3,

C錯(cuò)誤；加入氨水得到Cr(OH)3沉淀和硫酸鐵，過(guò)濾，母液經(jīng)處理可獲得(NH4)2SO4,D正確。

2.(2022?山東濱州高三模擬)工業(yè)上以碳酸鎬礦(主要成分為MnCo3，另含F(xiàn)eO、Fe2O3^CaO

等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)鎰酸鋰(LiMn2O4)，工藝流程如下：

碳酸

A.可采用攪拌的方法提高“酸浸”時(shí)碳酸錦礦的浸出速率

B.加入CaO的目的是調(diào)節(jié)pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去

C.“合成Mno2”的化學(xué)方程式為MnSO4+K2S2O8+2H2O=MnO2I+K2SO4+2H2SO4

D.“氣體1"中含兩種氣體，一種是CO2，另一種可能是Co

答案D

解析攪拌可使反應(yīng)物之間更充分的接觸，從而提高“酸浸”時(shí)碳酸鎰礦的浸出速率，故A

正確：加入Cao生成氫氧化鈣，能使鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，故B正確：“合成

MnO2”是硫酸鎰作還原劑，K2S2O8作氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可得反應(yīng)：MnSO4+K2S2O8

+2H2O=MnO2I+K2SO4+2H2SO4,故C正確；二氧化鎰與碳酸鋰混合反應(yīng)生成LiMn2O4,

LiMn2O4中Mn的化合價(jià)有+3價(jià)、+4價(jià)兩種，可知發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，二氧化鎰作氧化

劑，則化合價(jià)升高的只能是一2價(jià)氧元素，故產(chǎn)物中還有氧氣，“氣體1”中所含兩種氣體應(yīng)

為二氧化碳和氧氣，故D錯(cuò)誤。

3.(2022?重慶八中高三模擬)黏土鈕礦(主要成分為鈕的+3、+4、+5價(jià)的化合物以及Sio2、

ALCh等)中軌的化合物溶于酸后多以VO'、V02?VO=形式存在，采用如圖所示工藝流程可

由黏土機(jī)礦制備V2O5。已知:V2O5在堿性條件下以VO■形式存在。下列說(shuō)法不正確的是()

30%H2SO1CO2NH1HCO3

.礦粉T酸/氧花P叫濾；1警礪麗卜VqS

IpH>13'I

KClO3濾渣1濾渣2

A.“酸浸氧化”中欲使3molVO"被氧化成VOj,至少需要1molKClO3

B.濾液1中主要的陰離子有［A1(OH)4「、VO3、Cl?OH?SOΓ

C.“煨燒”時(shí)需要的儀器主要有蒸發(fā)皿、玻璃棒、三腳架、酒精燈

D.“煨燒”時(shí)，NHWCh受熱分解：2NH4VChW=V2θ5+2NH3t+氏0

答案C

解析黏土饑礦中，銳以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在，還包括Sio2、AbCh等，加入稀硫

酸，使AbCh生成AF+;加入KCIO3將VO,和VO?+氧化成V0：,濾渣1為SiCh,濾液含有

VH、K+、CΓ,Ap+、SOΓ;加入KOH溶液至pH>13,濾液1含有K+、［A1(OH)4「、VO］、

er?OH，SOΓ,通入CO2生成氫氧化鋁沉淀，濾液中加入NH4HCO3沉銳得到NH4VO3,

最后燃燒得到V2O5。VO+中V元素為+3價(jià)，VOl中V元素為+5價(jià)，3molVO+被氧化成

Vθ2,失去6mol電子，ImolKCl03變?yōu)镵CI得到6mol電子，得失電子守恒，故A正確；

由上述分析可知，濾液1中主要的陰離子有[A1（OH）4「、VO]、C「、OH，SoF,故B正確；

“燃燒”時(shí)需要的儀器主要有培煙、玻璃棒、三腳架、酒精燈、泥三角等，故C錯(cuò)誤；NH4VO3

燃燒生成V2O5,化學(xué)方程式為2NH4VO3=?衛(wèi)V2O5+2NH3t+H2O,故D正確。

4.（2022?湖北高三模擬）草酸鉆主要用作制氧化鉆的原料，也可用于制取其他鉆化合物。利用

廢料鋁鉆膜（含有LiCoO2、AKFe）制備草酸鉆的工藝如下：

NaOH溶液氫碘酸NaOH溶液（NHJ溶液

IIJ?1

鋁鉆膜T?KH?HSHS~-CocO

TT2l

濾液濾渣

下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.堿浸的目的是溶解除鋁

B.氫碘酸在流程中體現(xiàn)酸性和還原性

C.濾渣的主要成分是氫氧化鐵

D.沉鉆時(shí)檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈可用的試劑為鹽酸

答案D

解析堿浸時(shí)AI溶于氫氧化鈉溶液生成Na[Al（OH）4]和氫氣，堿浸的目的是溶解除鋁，故A

正確；氫碘酸溶解LiCoo2和Fe,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2LiCoC）2+2「+8H+=2Li++

2++2+

2CO+I2+4H2O,Fe+2H=Fe+H2t,在流程中氫碘酸體現(xiàn)酸性和還原性，故B正確；

凈化過(guò)程，氧氣把Fe?+氧化為Fe?+,用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH生成氫氧化鐵沉淀，除去鐵元

素，濾渣的主要成分是氫氧化鐵，故C正確：沉淀表面有碘化鐵，可向最后一次洗滌液中加

硝酸和硝酸銀溶液，若沒(méi)有淡黃色沉淀生成，說(shuō)明不含碘離子，沉淀已經(jīng)洗滌干凈，故D錯(cuò)誤。

5.錯(cuò)GoZr）是現(xiàn)代工業(yè)中重要的金屬原料，具有良好的可塑性，其抗蝕性能強(qiáng)于鈦。以錯(cuò)英

石（主要成分是ZrSiO4，還含有少量ALCh、Sio2、Fe2O3等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)錯(cuò)及其化合物的

流程如圖所示：