2022年高考化学金属及其化合物制备流程(V、Cr、Co、Ni、Mo).pdf

2022届高三化学一轮复习金属及其化合物制备流程（V、Cr、Co、Ni、Mo)专题训练1(2020四川绵阳南山中学高三模拟)工业上用含三价钒(V2O3)为主的某石煤为原料(含有 Al2O3、CaO 等杂质)，钙化法焙烧制备V2O5，其流程如下：资料： 5 价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH 的关系：pH46688101012主要离子VO2VO3V2O47VO34(1)焙烧：向石煤中加生石灰焙烧，将V2O3转化为 Ca(VO3)2的化学方程式是_2)酸浸： Ca(VO3)2难溶于水，可溶于盐酸若焙砂酸浸时溶液的pH4，Ca(VO3)2溶于盐酸的离子方程式是_ 酸度对钒和铝的溶解量的影响如图所示：酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%，根据下图推测， 酸浸时不选择更高酸度的原因是_ 3)转沉：将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体，其流程如下：浸出液中加入石灰乳的作用是_已知常温下CaCO3的溶度积常数为Ksp1， Ca3(VO4)2溶度积常数为Ksp2 过滤后的 (NH4)3VO4溶液中 VO34的浓度为 c molL1，该溶液中CO23的浓度为 _molL1向 (NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl 溶液，控制溶液的pH7.5。

当 pH 8 时， NH4VO3的产量明显降低，原因是 _4)测定产品中V2O5的纯度：称取a g 产品，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液再加入b1mL c1mol L1(NH4)2Fe(SO4)2溶液 (VO22HFe2=VO2 Fe3H2O)，最后用c2mol L1KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2mL 已知 MnO4被还原为 Mn2，假设杂质不参与反应则产品中V2O5的质量分数是 _V2O5的摩尔质量：182g mol1)2(2020绵阳高三质检)元素铬 (Cr)在自然界主要以3 价和 6 价存在回答下列问题：.6 价的 Cr 能引起细胞的突变而对人体不利，可以用亚硫酸钠将其还原为3 价的 Cr完成并配平下列离子方程式：Cr2O27SO23_=Cr3SO24H2O.(1)工业上利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬的工艺流程如图所示：a操作中为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取的措施是_( 答一条即可 )b浸出液的主要成分为Na2CrO4，向滤液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成，则操作发生反应的离子方程式为_ 。

c由 Cr2O3冶炼 Cr 可用铝还原，写出该反应的化学方程式：_2)Cr(OH)3和 Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式：_ 3)以铬酸钠 (Na2CrO4)为原料， 用电化学法可制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)，实验装置如图所示(已知： 2CrO242HCr2O27H2O)阴极的电极反应式为_ 电解一段时间后， 测得阳极区溶液中Na物质的量由a mol 变为 b mol， 则此时铬酸钠的转化率为_3(2020济南联考 )碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料，陶瓷工业着色剂，电子、磁性材料的添加剂利用以下装置测定碱式碳酸钴Cox(OH)y(CO3)zH2O的化学组成已知：碱式碳酸钴中钴为2 价，受热时可分解生成三种氧化物请回答下列问题：(1) 选 用 以 上 装 置 测 定 碱 式 碳 酸 钴 Cox(OH)y(CO3)zH2O 的 化 学 组 成 ， 其 正 确 的 连 接 顺 序 为ab_(按气流方向，用小写字母表示)2)样品分解完，打开止水夹K，缓缓通入氮气数分钟，通入氮气的目的是_3)取碱式碳酸钴样品34.9 g，通过实验测得分解生成的水和二氧化碳的质量分别为3.6 g、8.8 g，则该碱式碳酸钴的化学式为_。

4)某兴趣小组以含钴废料(含少量 Fe、Al 等杂质 )制取 CoCl2 6H2O 的一种实验设计流程如下：已知： 25 时沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀 pH1.97.07.63.4完全沉淀 pH3.29.09.24.7操作用到的玻璃仪器主要有_ ；加盐酸调pH 为 2 3 的目的是 _ ；操作的过程为_ 、洗涤、干燥4(2020全国卷 ，27)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al 、Fe 及其氧化物，还有少量其他不溶性物质采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4 7H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：金属离子Ni2Al3Fe3Fe2开始沉淀时(c0.01 mol L1)的 pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c 1.0105mol L1)的 pH8.74.73.29.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH 的两个作用分别是_ 为 回 收 金 属 ， 用 稀 硫 酸 将 “ 滤 液 ” 调 为 中 性 ， 生 成 沉 淀 写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式_2)“滤液”中含有的金属离子是_。

3)“ 转 化 ” 中 可 替 代 H2O2的 物 质 是 _ 若 工 艺 流 程 改 为 先 “ 调 pH” 后 “ 转 化 ” ， 即，“滤液”中可能含有的杂质离子为_4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的 Ksp_( 列出计算式 )如果“转化”后的溶液中Ni2浓度为 1.0 molL1，则“调pH”应控制的pH 范围是 _5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO 氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH 写出该反应的离子方程式 _ 6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是_5(2020苏州高三月考)钼是一种重要的过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，可增强合金的强度、硬度、可焊性等钼酸钠晶体(Na2MoO4 2H2O)可作为无公害型冷却水系统的金属腐蚀抑制剂，如图所示是化工生产中以辉钼矿主要成分为硫化钼(MoS2)为原料来制备金属钼和钼酸钠晶体的主要流程1)已知反应为复分解反应，则钼酸中钼元素的化合价为_2)反应的离子方程式为_ 3)辉钼矿燃烧时的化学方程式为_ 4)操作 X 为_ 已知钼酸钠在一定温度范围内的析出物质及相应物质的溶解度如下表，则在操作X 中应控制温度的最佳范围为 _(填字母 )。

温度 /0491015.53251.5100100析出物质Na2MoO4 10H2ONa2MoO4 2H2ONa2MoO4溶解度30.6333.8538.1639.2839.2739.8241.2745.57A.0 10 B10100 C 15.550 D100 以上(5)制备钼酸钠晶体还可用通过向精制的辉钼矿中直接加入次氯酸钠溶液氧化的方法，若在氧化过程中还有硫酸钠生成，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为_6)Li 、MoS2可用作充电电池的电极，其工作原理为xLi nMoS2放电充电Lix(MoS2)nLix(MoS2)n附着在电极上，则电池充电时阳极的电极反应式为_ 7)可用还原性气体(CO 和 H2)还原 MoO3制取金属钼，工业上制备还原性气体CO 和 H2的反应原理之一为CO2CH4=高温2CO2H2 含甲烷体积分数为90%的 7 L(标准状况 )天然气与足量二氧化碳在高温下反应，甲烷转化率为80%，用产生的CO 和 H2还原 MoO3制取金属钼， 理论上能生产钼的质量为_(Mo 相对原子量为96)6.铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1 857 1)工业上以铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图所示：Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。

高温氧化时反应的化学方程式为_ 操作 a 由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是_、铝热反应2)Cr(OH)3是 两 性 氢 氧 化 物 ， 请 写 出 其 分 别 与 NaOH 、 稀 硫 酸 反 应 时 生 成 的 两 种 盐 的 化 学 式 ：_、_3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理转化为重要产品磁性铁铬氧体(CrxFeyOz)：先向含CrO24的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe2)并加入 NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体写出 CrO24在酸性条件下被Fe2还原为 Cr3的离子方程式：_若处理含1 mol CrO24(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2)n(Fe3)32 时，铁铬氧体的化学式为_7.一种用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿 (主要成分FeS2) 制取 MnSO4H2O 并回收单质硫的工艺流程如下：已知：本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰回答下列问题：(1)步骤混合研磨成细粉的主要目的是_；步骤浸取时若生成S、 MnSO4及Fe2(SO4)3，则其反应的化学方程式为_ 。

2)步骤所得酸性滤液可能含有Fe2，为了除去Fe2可先加入 _； 步骤需将溶液加热至沸，然后在不断搅拌下加入碱调节pH 为 45，再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是_ 步骤所得滤渣为_(填化学式 )3)步骤需在90100 下进行，该反应的化学方程式为_4)测定产品MnSO4H2O 的方法之一是：准确称取a g 产品于锥形瓶中，加入适量ZnO 及 H2O 煮沸，然后用 c molL1KMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液V mL，产品中Mn2的质量分数为 w(Mn2)_ 8.(2020山东新高考5 月模拟 )利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含 FeO V2O3、 Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸盐 )生产 V2O5的工艺流程如下，回答下列问题：已知：V2O5、Al2O3、SiO2可与 Na2CO3、NaCl 组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐AlO24H=Al32H2O1)焙烧包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5，写出氧化过程中FeO V2O3发生反应的化学方程式：_ ；废渣的主要成分是_ ；精制中加盐酸调pH 的主要作用是 _ ，加入 NH3H2O 后发生反应的离子方程式为 _ 。

2) 精 制 中 加 入CaCl2溶 液 除 去 磷 酸 盐 ， pH过 小 时 影 响 除 磷 效 果 的 原 因 是_ ；pH 过大时，沉淀量增大的原因是_ 3)沉钒所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是_NH4VO3在 500 时焙烧脱氨制得产品V2O5，反应的化学方程式为2NH4VO3=V2O5H2O 2NH3但脱氨过程中，部分V2O5会 转 化 成 V2O4， 反 应 中 氧 化 剂 与 还 原 剂 物 质 的 量 之 比 为 32， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为_ 答案精析1(1)CaOO2V2O3=高温Ca(VO3)2(2)Ca(VO3)24H=2VO2Ca22H2O酸度大于3.2%时，钒的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大明显(3)调节溶液的pH，并提供Ca2，形成 Ca3(VO4)2沉淀Ksp13c2Ksp2当 pH 8 时，钒的主要存在形式不是VO3(4)91 b1c15b2c21 000a 100%解析(3)焙烧过程将V2O3转化为 Ca(VO3)2，用盐酸酸浸，浸出液中含有VO2、Al3、 Ca2、Cl、H，加入石灰乳调节pH 得到 Ca3(VO4)2沉淀，由表中数据可知，应控制pH 范围为 1012，由 Ca(VO3)2Ca3(VO4)2，可知氢氧化钙还提供Ca2。

过滤分离， Ca3(VO4)2与碳酸铵反应转化为更难溶的CaCO3沉淀，c(Ca2)降低，使钒从沉淀中转移到溶液中形成(NH4)3VO4溶液，溶液中加入NH4Cl，调节溶液pH，同时溶。