专题五 金属及其化合物五年高考化学真题分类训练（2019-2023）Word版含解析

这是一份专题五 金属及其化合物五年高考化学真题分类训练（2019-2023）Word版含解析，共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1. [2022山东，4分]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn 、Fe 元素的杂质）为主要原料制备Cu 粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
下列说法错误的是( D )
A. 固体X 主要成分是FeOH3 和S ；金属M 为Zn
B. 浸取时，增大O2 压强可促进金属离子浸出
C. 中和调pH 的范围为3.2∼4.2
D. 还原时，增大溶液酸度有利于Cu 的生成
[解析]
由上述分析知，A 项正确；浸取时，增大O2 压强即增大反应物浓度，可加快反应速率，促进金属离子浸出，B 项正确；中和调pH 是为了沉淀Fe3+ 而不沉淀Cu2+ 、Zn2+ ，结合表中数据可知，调pH 的范围为3.2～4.2 ，C 项正确；还原时发生反应Cu2++H2Cu+2H+ ，故增大溶液酸度不利于Cu 的生成，D 项错误。
2. [2021湖南，3分]一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是( D )
A. 物质X 常选用生石灰
B. 工业上常用电解熔融MgCl2 制备金属镁
C. “氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2高温MgCl2+CO
D. “煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
[解析]A 项，苦卤水中有Mg2+ ，沉镁时加入生石灰，CaO 与H2O 反应生成CaOH2 ，CaOH2 与Mg2+ 反应生成MgOH2 ，正确；B 项，MgCl2 是离子化合物，熔点不是很高，电解熔融MgCl2 时发生反应MgCl2熔融通电Mg+Cl2↑ ，正确；C 项，煅烧MgOH2 生成MgO ，“氯化”时加入C 、Cl2 ，反应生成MgCl2 和CO ，正确；D 项，加热MgCl2 溶液会促进Mg2+ 水解生成MgOH2 ，最终得不到无水MgCl2 ，错误。
3. [2020浙江7月选考，2分]下列说法正确的是( A )
A. Na2O 在空气中加热可得固体Na2O2
B. Mg 加入到过量FeCl3 溶液中可得Fe
C. FeS2 在沸腾炉中与O2 反应主要生成SO3
D. H2O2 溶液中加入少量MnO2 粉末生成H2 和O2
[解析]Na2O 不稳定，在空气中加热可得到Na2O2 ，A 项正确；镁加入过量的FeCl3 溶液中只发生反应Mg+2Fe3+Mg2++2Fe2+ ，得不到Fe ，B 项错误；FeS2 在沸腾炉中与氧气反应得到的是SO2 ，不能得到SO3 ，C 项错误；二氧化锰能催化过氧化氢分解，过氧化氢分解得到氧气和水，D 项错误。
4. [2020浙江1月选考，2分]下列说法不正确的是( D )
A. [CuNH34]SO4 可通过CuSO4 溶液与过量氨水作用得到
B. 铁锈的主要成分可表示为Fe2O3⋅nH2O
C. 钙单质可以从TiCl4 中置换出Ti
D. 可用H2 还原MgO 制备单质Mg
[解析]向硫酸铜溶液中加入过量氨水能生成[CuNH34]SO4 ，A 正确；铁锈的主要成分是Fe2O3 的水合物，可表示为Fe2O3⋅nH2O ，B 正确；钙的还原性比钠强，类比钠能置换出四氯化钛中的钛，可知钙单质可以从熔融四氯化钛中置换出钛，C 正确；镁的还原性比氢气强，不能用氢气还原氧化镁制备单质镁，D 错误。
5. [2019江苏，2分]下列有关化学反应的叙述正确的是( C )
A. Fe 在稀硝酸中发生钝化
B. MnO2 和稀盐酸反应制取Cl2
C. SO2 与过量氨水反应生成NH42SO3
D. 室温下Na 与空气中O2 反应制取Na2O2
[解析]A 项，常温下，Fe 在浓硝酸中会发生钝化，错误；B 项，MnO2 与浓盐酸在加热条件下发生反应生成Cl2 ，与稀盐酸不反应，错误；C 项，氨水过量，SO2 与NH3⋅H2O 发生反应生成NH42SO3 ，正确；D 项，室温下，Na 与空气中O2 反应生成Na2O ，错误。
6. [2019天津理综，6分]下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( C )
A. 将废铁屑加入FeCl2 溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2
B. 铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业
C. 盐碱地（含较多Na2CO3 等）不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良
D. 无水CCl2 呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水
[解析]将废铁屑加入FeCl2 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 ，发生反应2FeCl2+Cl22FeCl3 、2FeCl3+Fe3FeCl2 ，A 项正确；铝中添加适量锂，制得的铝合金密度小、硬度大，可用于航空工业，B 项正确；盐碱地中施加熟石灰，发生反应Na2CO3+CaOH2CaCO3+2NaOH ，生成的NaOH 为强碱，不利于作物生长，C 项错误；无水CCl2 吸水后会发生颜色变化，可用于判断变色硅胶是否吸水，D 项正确。
二、非选择题
7. [2022天津，14分]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
（1） 基态Na 原子的价层电子轨道表示式为。
[解析]基态Na 原子的价层电子排布式为3s1 ，价层电子轨道表示式为
（2） NaCl 熔点为800.8℃ ,工业上采用电解熔融NaCl 制备金属Na 。电解反应方程式如下：
2NaCll580℃电解CaCl2l2Nal+Cl2g
加入CaCl2 的目的是作助熔剂，降低NaCl 的熔点，节省能耗。
[解析]NaCl 的熔点为800.8℃ ，加入CaCl2 时电解温度为580℃ ，因此加入CaCl2 的目的是降低NaCl 熔点，从而节省能耗。
（3） Na2O2 的电子式为。
在25℃ 和101kPa 时，Na 与O2 反应生成1mlNa2O2 放热510.9kJ ，写出该反应的热化学方程式：2Nas+O2gNa2O2s ΔH=−510.9kJ⋅ml−1 。
[解析]Na2O2 为离子化合物，电子式为。2Nas+O2gNa2O2s ，生成1mlNa2O2 放热510.9kJ ，则其ΔH=−510.9kJ⋅ml−1 。
（4） 采用空气和Na 为原料可直接制备Na2O2 。空气与熔融金属Na 反应前，需依次通过c （1分）、a （1分）（填序号）。
a .浓硫酸b .饱和食盐水
c.NaOH 溶液 d.KMnO4 溶液
[解析]空气中的水和二氧化碳能与Na2O2 反应，所以与熔融金属Na 反应前，需依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸除去二氧化碳和水。
（5） 钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为Na2O 。
[解析]O 位于晶胞的顶点和面心，个数为8×18+6×12=4 ，Na 位于晶胞体内，个数为8，则该氧化物的化学式为Na2O 。
（6） 天然碱的主要成分为Na2CO3⋅NaHCO3⋅2H2O ,1mlNa2CO3⋅NaHCO3⋅2H2O 经充分加热得到Na2CO3 的质量为159g 。
[解析]根据钠元素守恒，1mlNa2CO3⋅NaHCO3⋅2H2O 经充分加热得到1.5mlNa2CO3 ，其质量为106g⋅ml−1×1.5ml=159g 。
8. [2021全国乙卷，14分]磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2 、SiO2 、Al2O3 、MgO 、CaO 以及少量的Fe2O3 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH 如表所示。
回答下列问题：
（1） “焙烧”中，TiO2 、SiO2 几乎不发生反应，Al2O3 、MgO 、CaO 、Fe2O3 转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3 转化为NH4AlSO42 的化学方程式Al2O3+4NH42SO4焙烧2NH4AlSO42+6NH3↑+3H2O↑ 。
[解析]结合题图及题给信息可知焙烧时Al2O3 转化为NH4AlSO42 ，尾气应为NH3 ，则Al2O3 焙烧生成NH4AlSO42 的化学方程式为Al2O3+4NH42SO4焙烧2NH4AlSO42+6NH3↑+3H2O↑ 。
（2） “水浸”后“滤液”的pH 约为2.0 ，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH 至11.6 ，依次析出的金属离子是Fe3+ 、Al3+ 、Mg2+ 。
[解析]结合相关金属离子开始沉淀以及沉淀完全时的pH 可知，加氨水调节pH 至11.6的过程中，Fe3+ 、Al3+ 、Mg2+ 依次沉淀。
（3） “母液①”中Mg2+ 浓度为1.0×10−6 ml⋅L−1 。
[解析]根据Mg2+ 沉淀完全时的pH=11.1 ，可知溶液中cOH−=10−2.9ml⋅L−1 时，溶液中cMg2+=1.0×10−5ml⋅L−1 ，则Ksp[MgOH2]=1.0×10−5×10−2.92=1.0×10−10.8 ，母液①的pH=11.6 ，即溶液中cOH−=10−2.4ml⋅L−1 ，则此时溶液中cMg2+=Ksp[MgOH2]c2OH−=1.0×10−10.810−2.42ml⋅L−1=1.0×10−6ml⋅L−1 。
（4） “水浸渣”在160℃ “酸溶”，最适合的酸是硫酸。“酸溶渣”的成分是SiO2 （1分）、CaSO4 。
[解析]由于常见的盐酸和硝酸均具有挥发性，且水浸渣需在160℃ 酸溶，因此最适宜的酸为硫酸。由于SiO2 不溶于硫酸，焙烧过程中得到的CaSO4 微溶于水，故酸溶渣的成分为SiO2 、CaSO4 。
（5） “酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2+ 水解析出TiO2⋅xH2O 沉淀，该反应的离子方程式是TiO2++x+1H2O△TiO2⋅xH2O↓+2H+ 。
[解析]酸溶后适当加热能促进TiO2+ 水解生成TiO2⋅xH2O ，反应的离子方程式为TiO2++x+1H2O△TiO2⋅xH2O↓+2H+ 。
（6） 将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得NH42SO4 ，循环利用。
[解析]结合题图流程可知，母液①中含有氨水、硫酸铵，母液②中含有硫酸，二者混合后再吸收尾气NH3 ，经处理得到NH42SO4 。
题组二
一、选择题
1. [2022湖北，3分]Be2+ 和Al3+ 的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法错误的是( A )
A. Be2+ 与Al3+ 都能在水中与氨形成配合物
B. BeCl2 和AlCl3 的熔点都比MgCl2 的低
C. BeOH2 和AlOH3 均可表现出弱酸性
D. Be 和Al 的氢化物都不能在酸中稳定存在
[解析]Al3+ 不能在水中与氨形成配合物，A 项错误；BeCl2 和AlCl3 均为分子晶体，MgCl2 为离子晶体，故MgCl2 的熔点较高，B 项正确；Be 、Al 两元素性质相似，则BeOH2 和AlOH3 都能与NaOH 反应，均表现出弱酸性，C 项正确；Be 和Al 的电负性比H 小，Be 和Al 的氢化物中的H 为−1 价，在酸中能与H+ 发生归中反应，故D 项正确。
2. [2022湖南，3分]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是( C )
A. 不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B. 采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C. 合成槽中产物主要有Na3AlF6 和CO2
D. 滤液可回收进入吸收塔循环利用
[解析]
陶瓷中的SiO2 能与HF 反应，A 项正确；喷淋法能使溶液与烟气充分接触,提高吸收效率，B 项正确； 根据流程梳理知，产物主要有Na3AlF6 和Na2CO3 ,C 项错误；滤液中含有Na2CO3 ，可用作吸收塔中的吸收剂，D 项正确。
3. [2021广东，2分]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( C )
A. a 可与e 反应生成b
B. b 既可被氧化，也可被还原
C. 可将e 加入浓碱液中制得d 的胶体
D. 可存在b→c→d→e→b 的循环转化关系
[解析]Fe 能与Fe3+ 发生归中反应生成Fe2+ ，A 项正确；Fe2+ 既有氧化性又有还原性，既能被氧化又能被还原，B 项正确；将Fe3+ 加入浓碱溶液中得到FeOH3 沉淀，而不能制得FeOH3 胶体，C 项错误；溶液中可存在循环转化：Fe2+OH−FeOH2空气中FeOH3H+Fe3+FeFe2+ ，D 项正确。
【思路点拨】 由题图可知，a 为Fe ,b 为亚铁盐，e 为铁盐；c 、d 均为碱且Fe 分别为+2 价和+3 价，则c 为FeOH2 、d 为FeOH3 。
二、非选择题
4. [2021河北，14分]绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr−Fe−Al−Mg 的深度利用和Na+ 内循环。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1） 高温连续氧化工序中被氧化的元素是Cr 、Fe （填元素符号）。
[解析]根据工艺流程图，高温连续氧化工序中发生的氧化还原反应为4FeCrO22+7O2+16NaOH高温8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O ，故被氧化的元素为Cr 、Fe 。
（2） 工序①的名称为水浸。
[解析]工序①中加入液体水，为水浸过程。
（3） 滤渣Ⅰ的主要成分是MgOH2 、Fe2O3 （填化学式）。
[解析]根据流程图，高温连续氧化时MgO 不反应，经过工序①，MgO 转化为MgOH2 ，又高温连续氧化时生成的Fe2O3 不溶于水，因此滤渣Ⅰ的主要成分为MgOH2 、Fe2O3 。
（4） 工序③中发生反应的离子方程式为2Na++2CrO42−+H2O+2CO2Cr2O72−+2NaHCO3↓ 。
[解析]工序③中CrO42− 转化为Cr2O72− ，分析流程知无色溶液中含有NaAlOH4 ,结合工序④，可推知气体A 为CO2 ，则工序③中发生反应的离子方程式为2Na++2CrO42−+H2O+2CO2Cr2O72−+2NaHCO3↓ 。
（5） 物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH ，此时发生的主要反应的化学方程式为4FeCrO22+7O2+16NaHCO3高温8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O+16CO2↑ ，可代替NaOH 的化学试剂还有Na2CO3 （填化学式）。
[解析]物质Ⅴ为NaHCO3 ，若代替连续氧化工序中的NaOH ，发生的主要反应的化学方程式为4FeCrO22+7O2+16NaHCO3高温8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O+16CO2↑ ，可代替NaOH 的化学试剂还有Na2CO3 。
（6） 热解工序产生的混合气体最适宜返回工序②（填“①”“②”“③”或“④”）参与内循环。
[解析]滤渣Ⅰ的主要成分为MgOH2 、Fe2O3 ，通入过量的CO2 和H2Og ，MgOH2 转化为MgHCO32 ，热解时MgHCO32 发生分解反应，得到的混合气体为CO2 和H2Og ，因此最适宜返回工序②进行内循环。
（7） 工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH 为8.37 。（通常认为溶液中离子浓度小于10−5ml⋅L−1 为沉淀完全；AlOH3+OH−⇌AlOH4−K=100.63 ;KW=10−14 ;Ksp[AlOH3]=10−33 ）
[解析]工序④中发生反应AlOH4−+CO2AlOH3↓+HCO3− 、AlOH3+OH−⇌AlOH4− ，当AlOH4− 沉淀完全时，根据K=c[AlOH4−]cOH−=100.63 ，知cOH−=10−5.63ml⋅L−1 ，cH+=10−1410−5.63ml⋅L−1=10−8.37ml⋅L−1 ,pH=−lg10−8.37=8.37 。
5. [2021北京，12分]铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。
资料：ⅰ.钛白粉废渣成分：主要为FeSO4⋅H2O ，含少量TiOSO4 和不溶物
ⅱ.TiOSO4+x+1H2O⇌TiO2⋅xH2O↓+H2SO4
ⅲ⋅L−1Fe2+ 生成FeOH2 ，开始沉淀时pH=6.3 ，完全沉淀时pH=8.3
0.1ml⋅L−1Fe3+ 生成FeOOH ，开始沉淀时pH=1.5 ，完全沉淀时pH=2.8
（1） 纯化
① 加入过量铁粉的目的是与硫酸反应，使得TiOSO4+x+1H2O⇌TiO2⋅xH2O↓+H2SO4 平衡正向移动，沉钛；防止二价铁被氧化（任答一点即可）。
[解析]钛白粉废渣中加入蒸馏水溶解，溶液中存在TiOSO4+x+1H2O⇌TiO2⋅xH2O↓+H2SO4 ，加入的过量铁粉能消耗H2SO4 ，促使该平衡正向移动，达到沉钛的目的，同时还能防止Fe2+ 被氧化。
② 充分反应后，分离混合物的方法是过滤。
[解析]充分反应后通过过滤的方法分离固体和溶液。
（2） 制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4 溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH 为6.0时开始通空气并记录pH 变化（如图）。
① 产生白色沉淀的离子方程式是Fe2++2NH3⋅H2OFeOH2↓+2NH4+ 。
[解析]FeSO4 溶液中加入氨水产生的白色沉淀为FeOH2 ，其离子方程式为Fe2++2NH3⋅H2OFeOH2↓+2NH4+ 。
② 产生白色沉淀后的pH 低于资料ⅲ中的6.3。原因是：沉淀生成后cFe2+ > 0.1ml⋅L−1 （填“> ”“= ”或“< ”）。
[解析]产生白色沉淀后，溶液pH0.1ml⋅L−1 。
③ 0∼t1 时段，pH 几乎不变；t1∼t2 时段，pH 明显降低。结合方程式解释原因：pH 为6.0左右，发生反应4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3 ，因此pH 几乎不变，之后发生反应4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+ ，溶液中H+ 浓度增大，pH 减小。
[解析]由实验现象知，pH 为6.0左右，溶液中发生反应4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3 ，故0∼t1 时段pH 几乎不变，而t1∼t2 时段溶液中Fe2+ 被氧化生成FeOOH 且产生H+ ，即4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+ ，溶液中H+ 浓度增大，pH 减小。
④ pH≈4 时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3 后pH 几乎不变，此时溶液中cFe2+ 仍降低，但cFe3+ 增加，且cFe2+ 降低量大于cFe3+ 增加量。结合总方程式说明原因：溶液中同时存在反应4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 和4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+ ，总反应为12Fe2++3O2+2H2O4FeOOH↓+8Fe3+ ，因此cFe2+ 的减小量大于cFe3+ 的增加量。
[解析]据题图可知t3 时刻后，溶液的pH 几乎不变，溶液中同时存在反应4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 和4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+ ，总反应为12Fe2++3O2+2H2O4FeOOH↓+8Fe3+ ，故溶液中cFe2+ 的减小量大于cFe3+ 的增加量。
（3） 产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
资料：Fe3++3C2O42−FeC2O433− ，FeC2O433− 不与稀碱液反应
Na2C2O4 过量，会使测定结果不受影响（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
[解析]结合测定流程，可知NaOH 用于中和过量的H2SO4 标准溶液，过量的Na2C2O4 不与NaOH 标准溶液反应，故对测定结果无影响。
题组三
1. [2023湖北，14分]学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
（1） 铜与浓硝酸反应的装置如图，仪器A的名称为具支试管，装置B的作用为安全瓶（防倒吸）。
[解析]仪器A 的名称为具支试管；Cu 与浓HNO3 反应产生的尾气直接用NaOH 溶液吸收会引发溶液倒吸，装置B 起安全瓶的作用，防止倒吸。
（2） 铜与过量H2O2 反应的探究如下：
实验②中Cu 溶解的离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O ；
产生的气体为O2 。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H+ 的作用是增强H2O2 的氧化性。
[解析]Cu 在稀H2SO4 作用下，被H2O2 氧化生成Cu2+ 和H2O ，溶液变蓝。Cu2+ 作用下，H2O2 会被催化分解生成O2 。在Na2SO4 溶液中H2O2 不能氧化Cu ，在稀H2SO4 中H2O2 能氧化Cu ,说明H+ 使得H2O2 的氧化性增强。
（3） 用足量NaOH 处理实验②新制的溶液得到沉淀X ，元素分析表明X 为铜的氧化物，提纯干燥后的X 在惰性氛围下加热，mgX 完全分解为ng 黑色氧化物Y ，nm=56 。X 的化学式为CuO2 。
[解析]X 为铜的氧化物，设X 的化学式为CuOx ，其在惰性氛围下分解生成黑色氧化物CuO ,则：
CuOx△CuO+x−12O2↑64+16x80mn
则64+16xm=80n ，又nm=56 ，解得x=2 ，则X 的化学式为CuO2 。
（4） 取含X 粗品0.0500g （杂质不参加反应）与过量的酸性KI 完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.1000ml⋅L−1Na2S2O3 标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3 标准溶液15.00mL 。（已知：2Cu2++4I−2CuI↓+I2 ，I2+2S2O32−2I−+S4O62− ）标志滴定终点的现象是滴入最后半滴Na2S2O3 标准溶液时，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复,粗品中X 的相对含量为96.0% 。
[解析]CuO2 在酸性条件下生成Cu2+ ，Cu2+ 与KI 反应生成I2 ，I2 遇淀粉变蓝，用Na2S2O3 标准溶液滴定I2 ，当滴入最后半滴Na2S2O3 标准溶液时，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复时，表明I2 已完全反应，达到滴定终点。CuO2 中Cu 为+2 价、O 为−1 价，结合已知反应可知，CuO2 在酸性条件下与KI 发生反应2CuO2+8I−+8H+2CuI↓+3I2+4H2O ，则2CuO2∼3I2∼6Na2S2O3 ，则样品中mCuO2=0.1000×15.00×10−36×2×96g=0.048g ，wCuO2=×100%=96% 。
2. [2022山东，12分]实验室利用FeCl2⋅4H2O 和亚硫酰氯SOCl2 制备无水FeCl2 的装置如图所示（加热及夹持装置略）。已知SOCl2 沸点为76℃ ，遇水极易反应生成两种酸性气体。
回答下列问题：
（1） 实验开始先通N2 。一段时间后，先加热装置a （填“a ”或“b ”）。装置b 内发生反应的化学方程式为FeCl2⋅4H2O+4SOCl2△FeCl2+4SO2↑+8HCl↑ 。装置c 、d 共同起到的作用是冷凝并回收利用SOCl2 （冷凝回流）。
[解析]根据SOCl2 遇水极易反应生成两种酸性气体，知应先加热装置a ，后加热装置b ，以使FeCl2⋅4H2O 分解产生的水蒸气及时被SOCl2 吸收，防止Fe2+ 水解。装置b 内发生的反应可以看成是FeCl2⋅4H2O 先分解产生FeCl2 和水蒸气，水蒸气再与SOCl2 发生反应生成SO2 、HCl 。装置c 为球形冷凝管，装置d 为长导管，共同起到冷凝并回收利用SOCl2 的作用。
（2） 现有含少量杂质的FeCl2⋅nH2O ，为测定n 值进行如下实验：
实验Ⅰ：称取m1g 样品，用足量稀硫酸溶解后，用cml⋅L−1K2Cr2O7 标准溶液滴定Fe2+ 达终点时消耗VmL （滴定过程中Cr2O72− 转化为Cr3+ ，Cl− 不反应）。
实验Ⅱ：另取m1g 样品，利用上述装置与足量SOCl2 反应后，固体质量为m2g 。则n= m1−m2/0.108cV ;下列情况会导致n 测量值偏小的是AB （填标号）。
A.样品中含少量FeO 杂质
B.样品与SOCl2 反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
[解析]实验Ⅰ的反应原理为6Fe2++Cr2O72−+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O ，则nFeCl2⋅nH2O=6nK2Cr2O7=6cV×10−3ml ；实验Ⅱ中FeCl2⋅nH2O→FeCl2 ，固体减少的质量为水的质量，则nH2O=m1−m218ml ，故n=m1−m2186cV×10−3=m1−m20.108cV 。若样品中含有少量FeO 杂质，则消耗的K2Cr2O7 标准溶液体积偏大，V 值偏大，根据n=m1−m20.108cV 知，n 测量值偏小，A 项正确；样品与SOCl2 反应时失水不充分，则m1−m2 偏小，n 测量值偏小，B 项正确；实验Ⅰ中称重后样品发生了潮解，对Fe2+ 含量的测定无影响，n 测量值不变，C 项错误；滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，则V 值偏小，n 测量值偏大，D 项错误。
（3） 用上述装置,根据反应TiO2+CCl4△TiCl4+CO2 制备TiCl4 。已知TiCl4 与CCl4 分子结构相似，与CCl4 互溶，但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl4 、CCl4 混合物进行蒸馏提纯（加热及夹持装置略），安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤（填序号），先馏出的物质为CCl4 。
[解析]根据蒸馏装置组成特点及TiCl4 极易水解，按照由下到上、由左到右的仪器组装原则知，仪器安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤，⑤用于吸收空气中水分，防止TiCl4 水解。TiCl4 与CCl4 分子结构相似，均为分子晶体，TiCl4 的相对分子质量大，沸点高，则先馏出的是沸点较低的CCl4 。
3. [2022福建，13分]粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料（主要含SiO2 、Al2O3 和CaO 等）提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1） “浸出”时适当升温的主要目的是提高浸出率（或提高浸出速率），Al2O3 发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O 。
[解析]升高温度，化学反应速率加快，从而提高“浸出”时的浸出率，Al2O3 属于两性氧化物，既可以与强酸反应生成盐和水，又可以与强碱反应生成盐和水，Al2O3 与硫酸反应的离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O 。
（2） “浸渣”的主要成分除残余Al2O3 外，还有SiO2 和CaSO4 。实验测得，5.0g 粉煤灰(Al2O3 的质量分数为30%) 经浸出、干燥后得到3.0g “浸渣”(Al2O3 的质量分数为8%) ，Al2O3 的浸出率为84% 。
[解析]由于SiO2 与硫酸不反应，CaSO4 微溶，因此“浸渣”的主要成分除残余Al2O3 外，还有SiO2 和CaSO4 ；5.0g 粉煤灰(Al2O3 的质量分数为30%) 中mAl2O3=5.0g×30%=1.5g ，“浸渣”(Al2O3 的质量分数为8%) 中mAl2O3=3.0g×8%=0.24g ，则Al2O3 的浸出率为1.5g−×100%=84% 。
（3） “沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如图所示，加入K2SO4 沉铝的目的是使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度，“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶。
[解析]由同离子效应和题图知，“沉铝”时，向Al2SO43 溶液中加入K2SO4 ，可以使更多的铝元素转化为KAlSO42⋅12H2O 析出，同时保证纯度，由题图可以看出，KAlSO42⋅12H2O 的溶解度受温度影响最大，因此“沉铝”的最佳方案为高温溶解、冷却结晶。
（4） “焙烧”时，主要反应的化学方程式为2KAlSO42高温K2SO4+Al2O3+3SO3↑ 或4KAlSO42高温2K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑ 。
[解析]由流程图可以看出，“焙烧”时生成气体，所得固体产物经“水浸”得到Al2O3 ，则根据元素守恒可得到KAlSO42 高温分解的化学方程式为2KAlSO42高温K2SO4+Al2O3+3SO3↑ 或4KAlSO42高温2K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑ 。
（5） “水浸”后得到的“滤液2”可返回沉铝工序循环使用。
[解析]“水浸”后得到的“滤液2”的主要成分为K2SO4 ，可返回沉铝工序循环使用。FeOH3
CuOH2
ZnOH2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
金属离子
Fe3+
Al3+
Mg2+
Ca2+
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全c=1.0×10−5ml⋅L−1 的pH
3.2
4.7
11.1
13.8