第33练　陌生过渡金属及其化合物的制备流程分析 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习

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下列说法不正确的是( )
A．“滤渣Ⅰ”的主要成分是SiO2、BaSO4
B．“氧化”时的离子反应为6Fe2＋＋6H＋＋ClOeq \\al(－,3)===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O
C．“调pH”过程中形成黄钠铁矾渣，Na2CO3必须过量
D．“沉钴”过程发生的反应为C2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===CCO3↓＋CO2↑＋H2O
2．(2023·无锡高三月考)某铬贫矿主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3，采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如图，已知“氧化浸出”时铁以最高价氧化物存在。下列说法错误的是( )
A．“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率
B．滤渣的主要成分是MgO、Fe2O3
C．化合物Ⅰ为NaOH，化合物Ⅱ为NaHCO3
D．实验室进行“混合”时，将Na2Cr2O7溶液缓慢倒入浓硫酸中，边倒边搅拌
3．(2023·镇江模拟)以红土镍镉矿(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图所示：
已知：电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25 ℃下，部分电对的电极电位如表：
下列说法错误的是( )
A．“浆化”的目的是增大接触面积，加快酸浸反应速率，提高某些金属元素浸取率
B．“物质A”可以是NiCO3，“调pH”后，所得滤渣Ⅱ为Fe(OH)3
C．“金属A”是Pb和Cu混合物，“金属B”是Cd
D．该工艺流程中可以循环利用的物质有CO、H2SO4、Ni等
4．实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图甲所示，反应过程中铬元素的化合价变化如图乙。已知：深蓝色溶液中生成了CrO5。
下列说法不正确的是( )
A．0～5 s过程中，发生的离子反应为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋4H2O2＋2H＋===2CrO5＋5H2O
B．实验开始至30 s，溶液中发生的总反应离子方程式为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋3H2O2＋8H＋===2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O
C．30～80 s过程中，Cr元素被氧化，可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致
D．0～80 s时，溶液中含铬微粒依次发生氧化反应、还原反应和氧化反应
5．氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O，实验室以V2O5为原料制备该晶体的流程如图所示：
(1)N2H4的结构式是__________，若“还原”过程中其他产物均绿色环保，写出该过程中发生反应的化学方程式：______________________________________________________________。
(2)“转化”可在如图所示装置中进行(已知VO2＋能被O2氧化)。
①仪器M的名称是__________。使装置A中制气反应停止的操作是____________________。
②在装置C中VOCl2转化为产品，实验操作的顺序为打开活塞a→________→________→________(填序号)。
Ⅰ.取下P(如图所示)，在锥形瓶口塞上无孔橡胶塞
Ⅱ.将锥形瓶置于干燥器中，静置后抽滤
Ⅲ.打开旋塞b，加入VOCl2溶液，持续搅拌一段时间，使反应完全
(3)“转化”后得到紫红色晶体，抽滤，并用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次，用无水乙醇洗涤2次，再用无水乙醚洗涤2次，抽干。用饱和NH4HCO3溶液洗涤除去的阴离子主要是__________(填离子符号)，用无水乙醚洗涤的目的是__________。
(4)称取m g产品于锥形瓶中，先将产品中的钒元素转化为VOeq \\al(＋,2)，消除其他干扰，再用c ml·
L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为V mL(已知滴定反应为VOeq \\al(＋,2)＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O)，则产品中钒元素的质量分数为__________(列出计算式即可)。
6．(2023·盐城高三模拟)HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧-水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：Ⅰ.MO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
Ⅱ.高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
回答下列问题：
(1)“浸渣”的成分为______(填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MO4外，还含有_____________________________________________________________________(填化学式)。
(2)请写出“焙烧”过程中MS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式：________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(3)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为______、______。
(4)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，则“煅烧”后生成氧化产物和还原产物的物质的量之比为________________________________________________________________________。
7．用锌精矿(ZnS)和软锰矿(MnO2)两种矿料(含少量杂质Fe、Cu、Pb等元素的化合物及SiO2)生产硫酸锌和硫酸锰的流程如下：
已知：ZnSO4的溶解度如图所示：
回答下列问题：
(1)基态S原子占据最高能级的原子轨道形状为________________________。
(2)“滤渣1”主要成分为__________________和硫；写出“酸浸”过程中MnO2和ZnS反应的化学方程式：_______________________________________________________________。
(3)“除铁”的萃取剂1为磷酸二(2-乙基己基)酯(用HA表示)，萃取后含铁的物质为[Fe(HA)2(H2O)2]ASO4，该物质中Fe3＋的配位数为__________。
(4)BaS为可溶性钡盐。向“水相1”中加入适量BaS，发生主要反应的离子方程式为____________。
(5)从“反萃取液”中获得ZnSO4·H2O晶体的操作为控制温度在________________K以上，蒸发至有大量固体析出、________________、洗涤、干燥。
(6)ZnSO4·H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。下列关于滴定分析正确的是____(填字母)。
A．滴定前，锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗
B．将标准溶液装入滴定管时，应借助漏斗转移
C．滴定终点时，读取标准溶液体积时俯视滴定管液面，则测得的体积比实际消耗的小
D．滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测得的体积比实际消耗的大
第33练 陌生过渡金属及其化合物的制备流程分析
1．C 2.D
3．C [由电极电位表可知金属活动性顺序为Fe>Cd>Ni>Pb>Cu。镍镉矿浆化后，在空气中加入稀硫酸酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH，将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液；由金属活动性顺序可知，向滤液中只能加入镍，将溶液中铜离子转化为铜，过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸；固体通入一氧化碳气化分离得到Ni(CO)4和镉；Ni(CO)4受热分解生成一氧化碳和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。]
4．D [0～5 s过程中，溶液中Cr元素的化合价都呈＋6价，发生的离子反应为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋4H2O2＋2H＋===2CrO5＋5H2O，A正确；30～80 s过程中，Cr元素由＋3价升高到＋6价，失电子被氧化，由Cr3＋转化为CrOeq \\al(2－,4)，可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致，C正确；0～80 s时，溶液中含铬微粒转化过程中Cr元素化合价变化为＋6→＋6、＋6→＋3、＋3→＋6，依次发生非氧化还原反应、还原反应和氧化反应，D不正确。]
5．(1) 2V2O5＋N2H4＋8HCleq \(=====,\s\up7(△))4VOCl2＋N2↑＋6H2O (2)①分液漏斗 关闭旋塞a ②Ⅲ Ⅰ Ⅱ
(3)Cl－ 除去晶体表面的乙醇 (4)eq \f(51cV×10－3,m)×100%
解析 (2)②VO2＋能被O2氧化，先打开旋塞a，通入一段时间CO2排尽装置中的空气，然后再打开旋塞b，加入VOCl2溶液，持续搅拌一段时间，使反应完全。为防止空气进入，反应结束后取下P，在锥形瓶口塞上无孔橡胶塞，然后在干燥器中静置后抽滤。(3)用饱和NH4HCO3溶液洗涤可除去产物表面的Cl－，用无水乙醇洗涤除去产物表面的水，用无水乙醚(更易挥发)洗涤除去产物表面残留的乙醇。(4)由滴定反应可得关系式V～VOeq \\al(＋,2)～Fe2＋～(NH4)2Fe(SO4)2，n(V)＝cV×10－3ml，故产品中钒元素的质量分数为eq \f(51cV×10－3,m)×100%。
6．(1)NiO NaVO3、NaHCO3 (2)2MS＋2Na2CO3＋5O2eq \(=====,\s\up7(焙烧))2Na2MO4＋2CO2＋2SO2 Al2O3＋Na2CO3eq \(=====,\s\up7(焙烧))2NaAlO2＋CO2↑ (3)20 g·L－1 10 g·L－1 (4)2∶3
解析 (1)硫化物焙烧时生成氧化物和二氧化硫，由于NiO不能与碳酸钠反应，故“水浸”时以“浸渣”的形式沉淀出来，而MO3、V2O5、Al2O3与纯碱反应生成Na2MO4、NaVO3和NaAlO2，通入过量CO2生成沉淀Al(OH)3和NaHCO3，故“滤液2”中的成分除了Na2MO4外，还含有NaVO3、NaHCO3。(4)由信息和流程及氧化还原反应原理可知，NH4VO3沉淀煅烧时分解产生V2O3、N2和NH3，故反应的化学方程式为6NH4VO3eq \(=====,\s\up7(焙烧))3V2O3＋2N2↑＋2NH3↑＋9H2O，氧化产物为N2，还原产物为V2O3，故比值为2∶3。
7．(1)纺锤形 (2)SiO2、PbSO4 ZnS＋MnO2＋2H2SO4===ZnSO4＋MnSO4＋S↓＋2H2O (3)4 (4)Cu2＋＋S2－ ＋Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===CuS↓＋BaSO4↓ (5)333 趁热过滤 (6)CD
电对
Cu2＋/Cu
Pb2＋/Pb
Cd2＋/Cd
Fe2＋/Fe
Ni2＋/Ni
电极电位/V
＋0.337
－0.126
－0.402
－0.442
－0.257