2024届高考化学一轮复习限时训练：《化学物质及其变化》专题18

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2.精练高考真题，明确方向
经过对近几年高考题的横、纵向分析，可以得出以下三点：一是主干知识考查“集中化”，二是基础知识新视角，推陈出新，三是能力考查“综合化”。
3.摸清问题所在，对症下药
要提高后期的备考质量，还要真正了解学生存在的问题，只有如此，复习备考才能更加科学有效。所以，必须加大信息反馈，深入总结学情，明确备考方向，对症开方下药，才能使学生的知识结构更加符合高考立体网络化要求，才能实现基础→能力→分数的转化。
4.切实回归基础，提高能力
复习训练的步骤包括强化基础，突破难点，规范作答，总结方法，通过这样的总结，学生印象深刻，应用更加灵活。
2024届高考化学一轮复习限时训练：《化学物质及其变化》专题18
1.下列指定反应的离子方程式正确的是
A．用氨水吸收足量的SO2气体： 2NH3·H2O + SO2= 2NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))+SOeq \\al(2-,3)+ H2O
B．将Cl2通入石灰乳中制漂白粉： Cl2+ 2OH- = ClO- + Cl-+ H2O
C．ZnCO3 溶于稀盐酸：COeq \\al(2-,3)+ 2H+= H2O + CO2↑
D．向AgBr悬浊液中滴加足量Na2S溶液，出现黑色沉淀：2AgBr(s)+S2-(aq)=Ag2S(s) +2Br-(aq)
答案：D
解析：A．用氨水吸收足量的SO2气体，反应生成亚硫酸氢铵：NH3·H2O + SO2＝NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))+HSOeq \\al(－,3)， A错误；
B．将Cl2通入石灰乳中制漂白粉，反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的离子方程式为：2Cl2+ 2Ca(OH)2＝2Ca2++2ClO- +2Cl-+ 2H2O， B错误；
C．ZnCO3 溶于稀盐酸生成氯化锌、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：ZnCO3 + 2H+＝Zn2+＋H2O＋CO2↑，C错误；
D．向AgBr悬浊液中滴加足量Na2S溶液，出现黑色沉淀，转化为更难溶的硫化银，反应的离子方程式为：2AgBr(s)+S2- (aq)＝Ag2S(s) +2Br-(aq)， D正确；
2.下列离子方程式不正确的是
A. 碳酸钠溶液中滴加过量澄清石灰水：Ca2++COeq \\al(2-,3)=CaCO3↓
B. 用过量的热烧碱溶液检验NH4HCO3中的NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))：NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))+OH-eq \(===,\s\up7(△))NH3↑+H2O
C. 金属铝溶于NaOH溶液：2Al+2OH-+2H2O=2AlOeq \\al(－,2)+3H2↑
D. 使用含氟牙膏预防龋齿的原理：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)
答案：B
解析：A．澄清石灰水是氢氧化钙溶液，碳酸钠和澄清石灰水反应，其离子方程式为Ca2++COeq \\al(2-,3)＝CaCO3↓；故A正确；
B．所加烧碱为过量，OH-应先与HCOeq \\al(－,3)反应生成COeq \\al(2-,3)和水，过量OH－再与NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))在加热条件下生成氨气和水，即离子方程式为NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))+2OH-+HCOeq \\al(－,3)eq \(===,\s\up7(△))NH3↑+2H2O+ COeq \\al(2-,3)，故B说法错误；
C．金属铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，其离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlOeq \\al(－,2)+3H2↑，故C说法正确；
D．使用含氟牙膏预防龋齿的原理：Ca5(PO4)3OH(s)+F－(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH－(aq)，使用含氟牙膏，F－浓度增大，平衡右移，故D说法正确；
3.废旧电器中电路板主要含有Fe、Cu、SnO2、PbO2、塑料等物质，研究小组从废旧电路板中回收金属锡(50Sn)的流程如图。下列说法正确的是
已知：SnO2、PbO2可与强碱共热反应生成易溶于水的Na2SnO3和Na2PbO3。
A. Sn元素的核外电子排布式为[Kr]5s25p2
B. 焙烧的主要目的是将Fe和Cu变成氧化物
C. 若过滤后得到干燥的PbS和S的固体混合物27.1g，则反应①有NA个电子转移
D. 焦炭和SnO2反应的方程式为2C+SnO2eq \(=====,\s\up7(高温))Sn+2CO↑
答案：D
解析：由题给流程可知，废旧电路板粉碎后在空气中焙烧可将塑料转化为气体除去，铁、铜转化为氧化铁、氧化铜，向焙烧渣中加入过量的氢氧化钠溶液碱浸，将SnO2、PbO2转化为Na2SnO3和Na2PbO3，过滤得到含有氧化铁、氧化铜的滤渣和含有Na2SnO3和Na2PbO3的滤液a；向滤液中加入硫化钠溶液将Na2PbO3还原为PbS，过滤得到含有PbS 、S的固体混合物和含有Na2SnO3的滤液b；滤液b用水热法将Na2SnO3转化为二氧化锡，二氧化锡与焦炭在高温下反应制得锡。
A．锡元素的原子序数为50，基态原子的的核外电子排布式为[Kr]4p65s25p2，故A错误；
B．由分析可知，焙烧的主要目的是将塑料转化为气体除去，故B错误；
C．设混合物中PbS和S的物质的量分别为xml和yml，由质量可得：239x+32y=27.1，由得失电子数目守恒可得：x=y，解联立方程可得x=y=0.1，则反应①转移电子数目为0.1ml×2×NAml—1=0.2NA，故C错误；
D．由分析可知，二氧化锡与焦炭在高温下反应生成锡和一氧化碳，反应的化学方程式为2C+SnO2eq \(=====,\s\up7(高温))Sn+2CO↑，故D正确；
4.湖南省有众多国家级非物质文化遗产，如湘绣、醴陵彩瓷、苗银锻造工艺、安化黑茶等。下列说法错误的是
A. 技艺精湛的湘绣，绣线分为丝线、线线、织花线、金银线等，其中丝线的主要成分是蛋白质
B. 陶瓷的生产以黏土和石灰石为主要原料
C. 苗族银饰锻制工艺需要使用较多的银质材料，银质材料在常温下化学性质比较稳定
D. 安化黑茶制作中的发酵工序涉及了氧化还原反应
答案：B
解析：A．丝线是一种用蚕丝制成的线，主要成分是蛋白质，A正确；
B．生产陶瓷的主要原料是黏土，不需要使用石灰石，B错误；
C．银的金属活动性顺序在氢后面，所以银质材料在常温下化学性质比较稳定，C正确；
D．黑茶制作的基本工艺流程是杀青、初揉、渥堆、复揉、烘焙，其中渥堆是发酵工序，涉及氧化还原反应，D正确；
5.下列各组离子能大量共存，当加入相应试剂后会发生化学变化，且发生反应的离子方程式正确的是
答案：A
解析：A．NOeq \\al(－,3)在酸性条件下具有强氧化性，Fe2+能被硝酸氧化成Fe3+，其反应为3Fe2+＋NOeq \\al(－,3)＋4H+＝3Fe3+＋NO↑＋2H2O，A项正确；
B．根据以少定多原则，向碳酸氢钙溶液中加入少量NaOH溶液，离子方程式为Ca2+＋HCOeq \\al(－,3)＋OH－＝H2O＋CaCO3↓，B项错误；
C．AlOeq \\al(－,2)和HCOeq \\al(－,3)不能共存，AlOeq \\al(－,2)＋H2O＋HCOeq \\al(－,3)＝Al(OH)3↓＋COeq \\al(2-,3)，C项错误；
D．向含有NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))、Al3+的溶液中加入少量Ba(OH)2，Al3+结合OH－能力比NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))强，所以Al3+先反应，离子方程式为：3Al3+＋3SOeq \\al(2-,4)＋3Ba2+＋6OH－＝3BaSO4＋2Al(OH)3↓，D项错误；
6. 下列离子方程式正确的是
A. 磁性氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO+2H+＝Fe2++H2O
B. 四氯化钛的浓溶液制备水合二氧化钛：Ti4++(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4H+
C. 水玻璃中通入少量CO2：Na2SiO3+CO2+H2O＝COeq \\al(2-,3)+H2SiO3↓+2Na+
D. 酸性KMnO4溶液滴定双氧水：2MnOeq \\al(－,4)+H2O2+6H+＝2Mn2++3O2↑+4H2O
答案：B
解析：A．氧化亚铁有还原性，稀硝酸有氧化性，两者发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：3FeO+10H+＋NOeq \\al(－,3)＝3Fe3+＋NO↑+5H2O，A错误；
B．四氯化钛的浓溶液制备水合二氧化钛利用其水解：Ti4++(x+2)H2O＝TiO2·xH2O↓+4H+，B正确；
C．硅酸钠为可溶性盐，离子方程式中应拆成离子形式，正确的离子方程式为：SiOeq \\al(2-,3)+CO2+H2O＝COeq \\al(2-,3)+H2SiO3↓，C错误；
D．酸性KMnO4溶液滴定双氧水，双氧水被氧化得到氧气，反应的离子方程式为2MnOeq \\al(－,4)+5H2O2+6H+＝2Mn2++5O2↑+8H2O，D错误；
7.锡酸钠晶体(Na2SnO3∙3H2O)在染料工业上用作媒染剂。以锡碲渣废料(主要成分是SnO、TeO，还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物)为原料，制备锡酸钠晶体的工艺流程如图：
已知：水碎液中溶质的主要成分为Na2SnO3、Na2AsO4、Na2SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3，均为强电解质。下列说法不正确的是
A. “碱溶”时，SnO发生反应的化学方程式为2SnO＋O2＋4NaOH＝2Na2SnO3＋2H2O
B. “除Sb”时发生反应的离子方程式为5Sn＋4SbOeq \\al(3－,4)＋2H+＝4Sb＋5SnOeq \\al(2-,3)＋H2O
C. “除Te”过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1
D. 在“浓缩、结晶”时，加入NaOH的主要目的是有利于锡酸钠的结晶析出
答案：B
解析：锡碲渣废料(主要成分是SnO、TeO，还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物)在通入空气的情况下用NaOH碱溶，生成溶质的主要成分为Na2SnO3、Na2AsO4、Na2SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3的水碎液，只有Fe的氧化物未溶解，所以Fe的氧化物就成为水碎渣；往水碎液中加入Ba(OH)2、Na2S，Na3AsO4，Na2PbO2分别转化为Ba3(AsO4)2、PbS沉淀；过滤后所得滤液中加入Sn粒，Na2SbO4转化为Sb，而Sn转化为Na2SnO3；过滤后滤液中加入H2O2，Na2TeO3被氧化为Na2TeO4沉淀；过滤后向所得滤液加入NaOH，再经浓缩、结晶，得到Na2SnO3晶体。
A．由图可知“碱溶”时反应物为NaOH、SnO，根据产物价态可知有氧气作氧化剂参与反应，SnO发生反应的化学方程式为2SnO＋O2＋4NaOH＝2Na2SnO3＋2H2O，A正确；
B．结合“除Sb”前加入的氢氧化钠和氢氧化钡可知此时体系为碱性环境，离子方程式中不能出现氢离子，正确的离子方程式为5Sn＋4SbOeq \\al(3－,4)＋H2O＝4Sb＋5SnOeq \\al(2-,3)＋2OH－，B错误；
C．“除Te”过程中发生反应的化学方程式为Na2TeO3＋H2O2＝Na2TeO4↓＋H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1，C正确；
D．在“浓缩、结晶”时，加入NaOH，提高钠离子浓度，促进沉淀平衡向生成沉淀的方向移动，主要目的是有利于锡酸钠的结晶析出，D正确。
8.下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 工业制漂白粉：Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
B. 向Na2S2O3溶液中滴加硝酸：S2Oeq \\al(2-,3)＋2H+＝S↓＋SO2↑＋H2O
C. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2：CO2＋H2O＋2C6H5O－→2C6H5OH＋COeq \\al(2-,3)
D. 向AgCl悬浊液中滴入1ml·L－1氨水：AgCl＋2NH3＝[Ag(NH3)2] +＋Cl－
答案：D
解析：A．工业上向石灰乳中通氯气制漂白粉，离子反应式为Cl2＋Ca(OH)2＝Ca2+＋ClO－＋Cl－＋H2O，A错误；
B．稀硝酸有氧化性，SO2和S单质会被继续氧化，不能稳定存在，B错误；
C．苯酚的酸性强于碳酸氢根，弱于碳酸，则向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳，离子反应式为CO2＋H2O＋C6H5O－→C6H5OH＋HCOeq \\al(－,3)，C错误；
D．氨气可与难溶于水的氯化银结合生成可溶于水的络合物[Ag(NH3)2] Cl，D正确；
9．下列离子方程式正确的是
A．用稀盐酸处理铜器表面的铜锈：CuO＋2H+＝Cu2+＋H2O
B．用醋酸和淀粉－KI溶液检验加碘盐中的IOeq \\al(－,3)：IOeq \\al(－,3)＋5I－＋6H+＝3I2＋3H2O
C．金属铜溶于氨水和过氧化氢混合溶液：Cu＋H2O2＋4NH3∙H2O＝[Cu(NH3)4]2+＋2OH－＋4H2O D．用银作阴极电解稀盐酸：2Ag＋2H+eq \(=====,\s\up7(电解))H2↑＋2Ag+
答案：C
解析：A．铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3而不是CuO，A错误；
B．醋酸属于弱酸，在离子方程式中不能拆开，B错误；
C．金属铜溶于氨水和过氧化氢混合溶液的离子方程式为Cu＋H2O2＋4NH3∙H2O＝[Cu(NH3)4]2+＋2OH－＋4H2O，C正确；
D．电解池属于外加电流的阴极保护法，阴极本身不参与电极反应，D错误；
10．某水溶液中只可能含有下列离子中的若干种：K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))、Cl−、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2-,4)和COeq \\al(2-,3)。现每次取10mL进行实验：
①第一份加入足量NaOH后加热，收集到气体1.12L(标准状况下)
②第二份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g
下列说法错误的是
A．原溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+、Ca2+
B．无法确定原溶液中是否含有Cl−和NOeq \\al(－,3)
C．原溶液中一定含有SOeq \\al(2-,4)和COeq \\al(2-,3)，且浓度分别为1ml/L、2ml/L
D．要判断原溶液中是否含有K+，需再做焰色试验确定
答案：D
解析：根据实验①现象可知气体为氨气，则含有NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))，且铵根的物质的量＝气体物质的量＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(1.12L,22.4L/ml)＝0.05ml，且溶液中不含Mg2+；
根据实验②现象判断，该溶液中含有SOeq \\al(2-,4)和COeq \\al(2-,3)，经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g为BaSO4质量，计算出硫酸根的物质的量为＝eq \f(2.33g,233g/ml) =0.01ml，碳酸根的物质的量＝eq \f(6.72g－2.33g,197g/ml)＝0.02ml；由于SOeq \\al(2-,4)和COeq \\al(2-,3)与Ca2+、Ba2+不共存，则溶液中一定不含有Ca2+、Ba2+；由溶液呈电中性，已知一定存在的阳离子K+的物质的量为0.05×1=0.05ml，阴离子为0.01ml×2+0.02ml×2=0.06ml，则一定存在K+，Cl−、NOeq \\al(－,3)不能确定；
A．依据以上分析可知，原溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+、Ca2+，故A正确；
B．依据以上分析可知，无法确定原溶液中是否含有Cl−和NOeq \\al(－,3)，故B正确；
C．原溶液中一定含有SOeq \\al(2-,4)和COeq \\al(2-,3)，且浓度分别为c＝eq \f(n,V)＝eq \f(0.01ml,0.01L)＝1ml/L、c＝eq \f(n,V)＝eq \f(0.02ml,0.01L)＝2ml/L，故C正确；
D．由溶液呈电中性，已知一定存在阳离子K+，故D错误；
11.某钾盐X含有4种前四周期元素，某兴趣小组进行了如下探究实验：
其中固体A为两种盐组成的混合物，并且两种盐含有相同的阴离子；气体F是由气体B与气体Ⅰ组成的混合物，且只含有两种元素；黑色固体G是一种磁性物质；所有气体体积均已换算成标况下数据，请回答下列问题：
(1)X的组成元素为K、___________、_______、___________，X的化学式为___________。
(2)写出固体D真空加热分解的化学方程式___________。
(3)写出溶液C与足量酸性KMnO4溶液反应的离子方程式______________________________。
(4)设计实验检验溶液J中H+以外的阳离子___________。
答案：(1)Fe C O K3[Fe(C2O4)3] (2)FeC2O4eq \(===,\s\up7(△))FeO+CO↑+CO2↑
(3)5C2Oeq \\al(2-,4)+2MnOeq \\al(－,4)+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O
(4)取少量溶液J于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红，说明存在Fe3+；另取少量溶液J于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明存在Fe2+
解析：黑色固体G是一种磁性物质，则G为四氧化三铁，1.55g四氧化三铁中铁元素的物质的量为eq \f(1.55g,232g/ml)×3≈0.02ml，由铁原子个数守恒可知，1.44g黑色固体E中铁原子的质量为0.02ml×
56g/ml＝1.12g，由质量守恒定律可知，E中氧原子的物质的量为eq \f(1.44g－1.12g,16g/ml)＝0.02ml，则E为氧化亚铁；气体F是由气体B与气体Ⅰ组成的混合物，且只含有两种元素，由B能与澄清石灰水反应生成白色固体H可知，气体B为二氧化碳、气体F为一氧化碳、白色固体H为碳酸钙，则固体D受热分解生成氧化亚铁、一氧化碳和二氧化碳，由质量守恒定律可知，D发生分解反应生成二氧化碳的质量为2.88g－1.44g－eq \f(0.448L,22.4L/ml)×28g/ml＝0.88g，由原子个数守恒可知，D中铁原子的物质的量为0.02ml、碳原子的物质的量为eq \f(0.448L,22.4L/ml)＋eq \f(0.88g,44g/ml)＝0.04ml、氧原子的物质的量为eq \f(2.88g－1.12g－0.04ml×12g/ml,16g/ml)＝0.08ml，则D中铁原子、碳原子和氧原子的物质的量比为0.02ml：0.04ml：0.08ml=1：2：4，化学式为FeC2O4；由固体A为两种盐组成的混合物，并且两种盐含有相同的阴离子可知，溶液C为草酸钾溶液，由固体A的质量可知，草酸钾的物质的量为eq \f(7.86g－0.02ml×144g/ml,166g/ml)＝0.03ml，则固体X受热分解生成草酸钾、草酸亚铁和二氧化碳，由原子个数守恒可知，X中钾原子和铁原子的个数比为0.03ml×2：0.02ml=3：1，由化合价代数和为0可知，X的化学式为K3[Fe(C2O4)3]。
(1)由分析可知，X的化学式为K3[Fe(C2O4)3]，含有的元素为钾元素、铁元素、碳元素和氧元素，故答案为：Fe；C；O； K3[Fe(C2O4)3]；
(2)由分析可知，固体D真空加热分解发生的反应为草酸亚铁受热分解生成氧化亚铁、一氧化碳和二氧化碳，反应的化学方程式为FeC2O4eq \(===,\s\up7(△))FeO+CO↑+CO2↑，故答案为：FeC2O4eq \(===,\s\up7(△))FeO+CO↑+CO2↑；
(3)由分析可知，溶液C为草酸钾溶液，草酸钾溶液与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为5C2Oeq \\al(2-,4)+2MnOeq \\al(－,4)+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O，故答案为：5C2Oeq \\al(2-,4)+2MnOeq \\al(－,4)+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；
(4)由分析可知，黑色固体D为四氧化三铁，四氧化三铁与足量盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，则溶液J为盐酸、氯化铁和氯化亚铁的混合溶液，检验溶液中铁离子和亚铁离子的操作为取少量溶液J于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红，说明存在Fe3+；另取少量溶液J于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明存在Fe2+，故答案为：取少量溶液J于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红，说明存在Fe3+；另取少量溶液J于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明存在Fe2+。
12.锰酸锂(LiMn2O4)是一种锂电池的正极材料。工业上以方锰矿(主要成分为MnO，还含有少量的Fe3O4、Al2O3、CaO、SiO2))为原料制备锰酸锂的流程如下：
已知：i．25℃时，相关物质的Ksp或Kb如下表：
ii．离子浓度低于1x10-5ml·L-1时即为该离子沉淀完全。回答下列问题：
(1)能加快步骤①反应速率和提高锰元素浸取率的措施有___________(任写一种)。
(2)滤液1中主要含有的金属离子是___________，步骤②中加入MnO2的作用是___________
(3)为了使A13＋沉淀完全，步骤③中pH至少调至___________；反应Al3+(aq)+3NH3·H2O(aq)
Al(OH)3(s)+3NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))(aq)的平衡常数K=___________。
(4)步骤④反应未见气体生成，则反应的离子方程式为__________________________。步骤⑤发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(5)某铁氮化合物晶体的晶胞如图所示，则该晶体的化学式为___________；若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为apm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶体的密度为___________g/cm3(列出计算式即可)。
答案：(1)粉碎方锰矿(或升温、适当提高硫酸浓度等)
(2)Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+ 将Fe2+氧化成Fe3+ (3)5 8×1017
(4)2Mn2++3COeq \\al(2-,3)+2H2O＝MnCO3·Mn(OH)2↓+2HCOeq \\al(－,3) 3∶4 (5) Fe4N eq \f(238,(eq \r(2)a×10-10)3NA)
解析：由题给流程可知，方锰矿用稀硫酸酸溶时，金属氧化物与稀硫酸反应转化为硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅的滤渣1和含有可溶性硫酸盐的滤液1；向滤液1中加入二氧化锰将溶液中亚铁离子氧化为铁离子后，加入氨水调节溶液的pH，将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣2和含有硫酸锰的滤液2，滤液2经离子交换、淋洗涤液洗脱后，加入碳酸铵溶液将溶液中的锰离子转化为碱式碳酸锰沉淀，过滤得到碱式碳酸锰和滤液3，碱式碳酸锰和碳酸锂在高温条件下在空气中煅烧制得锰酸锂，据此分析解答。
(1)能加快步骤①反应速率和提高锰元素浸取率的措施有：粉碎方锰矿(或升温、适当提高硫酸浓度等)；
(2)由以上分析可知滤液1中含相应金属的硫酸盐，主要含有的金属离子Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+，步骤②中加入MnO2将溶液中亚铁离子氧化为铁离子；
(3)由分析可知，加入氨水调节溶液pH的目的是将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，而锰离子不转化为氢氧化锰沉淀，由氢氧化铝的溶度积可知，溶液中氢氧根离子不小于eq \r(eq \f(1.0×10-32,1.0×10-5))=1×10-9ml/L，由氢氧化锰的溶度积可知溶液中氢氧根离子浓度不大于eq \r(eq \f(2.0×10-13,0.2))＝1×10-6ml/L，则溶液的nH范围为5~8，pH至少调至5；由方程式可知，反应的平衡常数K＝eq \f(c3(NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))),c(Al3+)∙c3(NH3∙H2O))＝eq \f(c3(NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4)))∙c3(OH－),c(Al3+)∙c3(NH3∙H2O)∙c3(OH－))＝eq \f(Keq \\al(3,b),Ksp)＝8×1017；
(4)步骤④中加入碳酸铵溶液将溶液中的锰离子转化为碱式碳酸锰沉淀，反应未见气体生成，可知生成碳酸氢根离子，反应离子方程式为：2Mn2++3COeq \\al(2-,3)+2H2O＝MnCO3·Mn(OH)2↓+2HCOeq \\al(－,3)；步骤⑤发生的反应2Li2CO3＋4MnCO3∙Mn(OH)2＋3O2eq \(===========,\s\up7(900～1000℃))4LiMn2O4＋6CO2↑＋4H2O ，反应中氧化剂为氧气，还原剂为MnCO3·Mn(OH)2，两者物质的量之比为3∶4；
(5)由晶胞结构可知Fe位于顶点和面心，个数为：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4；N位于体心个数为1，则Fe：N=4∶1，化学式为：Fe4N；晶胞中距离最近的两个铁原子距离为面对角线的一半，为a pm，则晶胞边长eq \r(2)apm，晶胞的质量＝eq \f(56×4＋14,NA)＝eq \f(238,NA)g，晶胞体积=(eq \r(2)a×10-10)3cm3，则晶胞密度＝eq \f(238,(eq \r(2)a×10-10)3NA)。
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
Fe2+、NOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))
NaHSO4
3Fe2+＋NOeq \\al(－,3)＋4H+＝3Fe3+＋NO↑＋2H2O
B
Ca2+、HCOeq \\al(－,3)、Cl－
少量NaOH(aq)
Ca2+＋2HCOeq \\al(－,3)＋2OH－＝2H2O＋CaCO3↓＋COeq \\al(2-,3)
C
K+、HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)
通入少量CO2
2AlOeq \\al(－,2)＋3H2O＋CO2＝2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2-,3)
D
NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))、Al3+、SOeq \\al(2-,4)
少量Ba(OH)2
2NHeq \\al(\s\up0(＋),\s\d0(4))＋SOeq \\al(2-,4)＋Ba2+＋2OH－＝2NH3∙H2O＋BaSO4↓
物质
Mn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Ca(OH)2
NH3·H2O
Ksp或Kb
2×10-13
5×10-17
1×10-39
1×10-32
6×10-6
2×10-5