山东专用2020届高考化学二轮复习专题九常见的无机物及其应用课件

山东专用2020届高考化学二轮复习专题九常见的无机物及其应用课件

专题九 常见的无机物及其应用 考点一　金属及其化合物 1.(2019课标Ⅱ,11,6分)下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是   ( C ) A.向CuSO 4 溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO 4   Cu+ZnSO 4 B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH) 2 +CO 2   CaCO 3 ↓+H 2 O C.Na 2 O 2 在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na 2 O 2   2Na 2 O+O 2 ↑ D.向Mg(OH) 2 悬浊液中滴加足量FeCl 3 溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH) 2 +2FeCl 3   2Fe(OH) 3 +3MgCl 2 答案     C　C项,Na 2 O 2 在空气中与CO 2 反应生成了Na 2 CO 3 与O 2 ,化学方程式为 2Na 2 O 2 +2CO 2   2Na 2 CO 3 +O 2 ,故错误。 2.(2018课标Ⅰ,7,6分)磷酸亚铁锂(LiFePO 4 )电池是新能源汽车的动力电池之 一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如 下:   下列叙述错误的是   (　　) A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反应的金属离子为Fe 3+ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 答案     D　本题考查工艺流程分析,铝、铁、锂的化合物的性质等。合理处 理废旧电池可回收有关金属,达到资源再利用的目的,同时有利于环境保护,A 项正确;由流程图可知,“正极片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li,B项正 确;LiFePO 4 中铁元素的化合价为+2价,在H 2 SO 4 、HNO 3 作用下转化为Fe 3+ ,经 碱液处理形成Fe(OH) 3 沉淀,C项正确;Li 2 CO 3 难溶于水,而Li 2 SO 4 可溶于水,故不 能用Na 2 SO 4 代替Na 2 CO 3 ,D项错误。 3. (201 4 山东理综, 9 , 5 分)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是   ( A ) A.FeO　　　B.Fe 2 O 3 　　　C.FeSO 4 　　　D.Fe 3 O 4 答案     A　B项,Fe 2 O 3 与HNO 3 反应不产生NO。A项, n (NO)=   ;C项, n (NO)=   ;D项, n (NO)=   , m (FeO)= m (FeSO 4 )= m (Fe 3 O 4 ),故A 项符合题意。 4. (201 1 山东理综, 12 , 4 分) Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是   ( C ) A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C.制备AlCl 3 、FeCl 3 、CuCl 2 均不能采用将溶液直接蒸干的方法 D.电解AlCl 3 、FeCl 3 、CuCl 2 的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al 答案     C　A项,Al 2 O 3 为两性氧化物;B项,Cu在空气中的CO 2 和H 2 O(g)的作用 下与O 2 反应生成Cu 2 (OH) 2 CO 3 ;C项,三种盐均为强酸弱碱盐,加热时都水解,且 生成易挥发的HCl,随着水分和HCl的挥发,蒸干时都得到金属氧化物和其氢 氧化物的混合物;D项,电解AlCl 3 溶液阴极上的产物为H 2 和Al(OH) 3 。 1.金属及其化合物的组成、性质、用途 (1)熟记常见物质的俗名及其主要成分的化学式: 胆矾、蓝矾:CuSO 4 ·5H 2 O;钡餐、重晶石:BaSO 4 ;烧碱、火碱、苛性钠:NaOH; 芒硝:Na 2 SO 4 ·10H 2 O;熟石灰、消石灰:Ca(OH) 2 ;熟石膏:2CaSO 4 ·H 2 O;铜绿、孔 雀石:Cu 2 (OH) 2 CO 3 ;明矾:KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O;水玻璃、泡花碱:Na 2 SiO 3 ;铁红: Fe 2 O 3 ;碱石灰:CaO与NaOH的混合物。 (2) 区分 9 种物质的颜色 Na 2 O 2 是淡黄色 ;Fe 2 O 3 是红棕色 ;Fe 3 O 4 、 CuO 是黑色 ;Mg(OH) 2 、 Al(OH) 3 是白 色 ;Fe(OH) 3 是红褐色 ;Cu(OH) 2 是蓝色 ;Cu 2 O 是砖红色。 (3)常见物质的重要用途 钠——制Na 2 O 2 、冶炼Ti等金属、钠钾合金作原子反应堆的导热剂 铁粉——袋装食品中的脱氧剂 过氧化钠(Na 2 O 2 )——供氧剂 生石灰(CaO)——袋装食品中的干燥剂 氧化铁(Fe 2 O 3 )——红色涂料、冶炼铁 氧化铝(Al 2 O 3 )——耐火材料、冶炼铝 氢氧化铝——中和胃酸 明矾[KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O]——净水剂 氯化铁——印刷电路板溶液中的溶质、净水剂 小苏打(NaHCO 3 )——治疗胃酸过多、制发酵粉、制灭火剂 纯碱(Na 2 CO 3 )——去油污 高铁酸钠(Na 2 FeO 4 )——杀菌、消毒、净水 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 加热分 解法 物理 方法 (4)金属活动性顺序与金属冶炼 ①规律方法 金属的冶炼方法与金属的活动性有密切的关系。 ②必记重要结论 a.电解法冶炼活泼金属使用的是熔融金属盐,不是盐溶液。 b.钠、镁的冶炼分别是电解熔融的NaCl、MgCl 2 ,铝的冶炼是电解加了冰晶 石的熔融的Al 2 O 3 ,不是电解熔融的AlCl 3 ,其原因是AlCl 3 是共价化合物,熔融态 的AlCl 3 不导电。　     2.(1)钠及其化合物   ①离子方程式:2Na 2 O 2 +2H 2 O   4Na + +4OH - +O 2 ↑; ②化学方程式:2Na 2 O 2 +2CO 2   2Na 2 CO 3 +O 2 ; ③化学方程式:Na 2 CO 3 +Ca(OH) 2   CaCO 3 ↓+2NaOH; ④离子方程式:OH - +CO 2   HC   ; ⑤离子方程式:C   +CO 2 +H 2 O   2HC   。 (2)铁及其化合物   ①离子方程式:Fe+2H +   Fe 2+ +H 2 ↑或Fe+Cu 2+   Fe 2+ +Cu等; ②化学方程式:2Fe+3Cl 2   2FeCl 3 ; ③离子方程式:2Fe 3+ +Fe   3Fe 2+ 或2Fe 3+ +Cu   2Fe 2+ +Cu 2+ 等; ④化学方程式:4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O   4Fe(OH) 3 。 1.(2019天津理综,3,6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FeCl 2 溶液中,可用于除去工业废气中的Cl 2 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Na 2 CO 3 等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良 D.无水CoCl 2 呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水 考向一　金属及其化合物在生活中的应用 答案     C　 A项,溶液中发生反应:2Fe 2+ +Cl 2   2Fe 3+ +2Cl - 、2Fe 3+ +Fe   3Fe 2+ , 将废铁屑加入FeCl 2 溶液中可以除去工业废气中的Cl 2 ,故正确;B项,铝、锂 均为轻金属,铝中添加适量锂可以制得低密度、高强度的铝合金,故正确;C 项,Na 2 CO 3 +Ca(OH) 2   CaCO 3 +2NaOH,施加熟石灰生成了烧碱NaOH,碱性 增强,不利于作物生长,故错误;D项,无水CoCl 2 吸水的现象(蓝色变粉红色)明 显,可用于判断变色硅胶是否吸水,故正确。 2.(2019湖南怀化联考)下列有关金属的说法中正确的是   ( B ) A.生铁比纯铁抗腐蚀能力更强 B.青铜、不锈钢、硬铝都是合金 C.性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用 D.单质铝在空气中比较耐腐蚀,所以铝是不活泼金属 答案     B　生铁容易被腐蚀,比纯铁抗腐蚀能力弱,A项错误;青铜、不锈钢、 硬铝都是合金,B项正确;性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用,C项错 误;单质铝在空气中比较耐腐蚀,是因为其表面有一层致密的氧化膜,铝是较 活泼金属,D项错误。考向二　金属及其化合物的相互转化 3.(2019山东烟台期中)某化合物水溶液中加入过量Na 2 O 2 ,最终有白色沉淀产 生。下列化合物中符合条件的是   ( D ) A.AlCl 3 　　B.NaHCO 3 C.FeCl 2 　　D.Ca(HCO 3 ) 2 答案     D　过量Na 2 O 2 加入AlCl 3 溶液中,最终生成偏铝酸钠溶液,没有白色沉 淀,A项错误;过量Na 2 O 2 加入NaHCO 3 溶液中,最终生成碳酸钠溶液,没有白色 沉淀,B项错误;过量Na 2 O 2 加入FeCl 2 溶液中,先生成白色沉淀氢氧化亚铁,随后 在氧化剂的作用下,白色沉淀最终变为红褐色沉淀,C项错误;过量Na 2 O 2 加入 Ca(HCO 3 ) 2 溶液中,反应生成碳酸钙白色沉淀,符合题意,D项正确。 4.(2019江苏单科,9,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现 的是   ( B ) A.NaCl(aq)   Cl 2 (g)   FeCl 2 (s) B.MgCl 2 (aq)   Mg(OH) 2 (s)   MgO(s) C.S(s)   SO 3 (g)   H 2 SO 4 (aq) D.N 2 (g)   NH 3 (g)   Na 2 CO 3 (s) 答案     B　A项,加热条件下,铁与氯气只能生成FeCl 3 ,错误;B项,MgCl 2 +Ca(OH) 2   Mg(OH) 2 +CaCl 2 ,Mg(OH) 2   MgO+H 2 O,正确;C项,硫在氧气中燃烧只能 生成SO 2 ,错误;D项,NH 3 +CO 2 +NaCl+H 2 O   NaHCO 3 ↓+NH 4 Cl,错误。 5.(2019上海单科,4,2分)下列固体质量增加的是   ( D ) A.Cu加入氯化铁溶液　　B.Zn加入硫酸 C.H 2 通入灼热氧化铜　　D.高温下水蒸气通入Fe 答案     D　A项,Cu+2FeCl 3   2FeCl 2 +CuCl 2 ,固体质量减少;B项,Zn+H 2 SO 4   ZnSO 4 +H 2 ↑,固体质量减少;C项,H 2 +CuO   Cu+H 2 O,固体质量减少;D 项,3Fe+4H 2 O(g)   Fe 3 O 4 +4H 2 ,固体质量增加。 6.(2019河北衡水中学高三联考)以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和 铜的工艺流程如下:   下列说法正确的是   (　　) A.粗铜溶于过量稀硝酸,过滤、低温干燥得纯铜 B.电解时用粗银作阴极,硝酸银溶液为电解质溶液 C.用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应 D.从滤液B中可以提取绿矾(FeSO 4 ·7H 2 O) 答案     D    粗铜中含有少量铁,铁和铜都能溶于稀硝酸,过滤后低温干燥得不 到纯铜,A错误;电解时,粗银作阳极,纯银作阴极,B错误;渣料的主要成分为氧 化铜,还含有少量铁的氧化物和Ag,两种金属氧化物均能与稀硫酸反应,元素 化合价均没有发生变化,即没有发生氧化还原反应,C错误;滤液B中的溶质是 硫酸亚铁,可以提取绿矾,D正确。 考向三　金属及其化合物与实验融合的应用 7.(2019山东枣庄期末)若利用硫铁矿焙烧取硫后的废渣(主要成分为Fe 2 O 3 、 SiO 2 、Al 2 O 3 ,不考虑其他杂质)制取FeSO 4 ·7H 2 O,设计了如下流程:   下列说法错误的是   (　　) A.溶解废渣选用的酸是稀硫酸,试剂X选用铁粉 B.固体1中一定含有SiO 2 ,控制pH是为了使Al 3+ 转化为Al(OH) 3 ,进入固体2 C.从溶液2得到FeSO 4 ·7H 2 O产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解 D.若改变方案,在溶液1中直接加入NaOH溶液至过量,得到的沉淀用硫酸溶 解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO 4 ·7H 2 O 答案     D　流程设计意图是用硫酸把Fe 2 O 3 、Al 2 O 3 转化为硫酸盐,除去SiO 2 ,然 后用试剂X(铁粉)还原Fe 3+ 得到硫酸亚铁,A正确;分离FeSO 4 和Al 2 (SO 4 ) 3 采用的 是调控pH的方法,使Al 3+ 转化为Al(OH) 3 沉淀从而与FeSO 4 分离,B正确;Fe 2+ 容 易被氧化,所以在制备FeSO 4 ·7H 2 O产品的过程中,要防止其被氧化和分解,C正 确;在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH) 3 沉淀,沉淀经溶解、结晶 分离得到Fe 2 (SO 4 ) 3 ,D不正确。 8.(2019河南安阳二模)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH) 2 , 其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是   (　　) A.X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸 B.实验开始时应先关闭a、打开b,再向烧瓶中加入X C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH) 2 可较长时间存在 答案     D　稀硝酸会将铁氧化为铁离子,故A错误;实验开始时,应先打开a、b, 利用生成的氢气将装置中的空气排出,然后关闭a,利用压强差将烧瓶中生成 的含亚铁离子的溶液排入锥形瓶中进行反应生成Fe(OH) 2 ,故B错误;反应一段 时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀,故C错误;由于装置中的空气及溶液中 的氧气已经被除去,因此Fe(OH) 2 可较长时间存在,故D正确。 考点二　非金属及其化合物 1.(2018课标Ⅱ,8,6分)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中 的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是   (　　) A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH 3 是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 答案     C　本题考查硫、氮化合物的相关知识。雾和霾的分散剂均为空气, A正确;由题图可知雾霾中含有NH 4 NO 3 和(NH 4 ) 2 SO 4 ,B正确;NH 3 应是形成无机 颗粒物的反应物,C错误;过度施用氮肥会增加大气中NH 3 的含量,D正确。 2.(2018课标Ⅰ,27,14分)焦亚硫酸钠(Na 2 S 2 O 5 )在医药、橡胶、印染、食品等 方面应用广泛。回答下列问题: (1)生产Na 2 S 2 O 5 ,通常是由NaHSO 3 过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程 的化学方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (2)利用烟道气中的SO 2 生产Na 2 S 2 O 5 的工艺为:   ①pH=4.1时,Ⅰ中为 　　　　　     溶液(写化学式)。 ②工艺中加入Na 2 CO 3 固体、并再次充入SO 2 的目的是 　　　　　　　　　     。 (3)制备Na 2 S 2 O 5 也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO 2 碱吸收液中 含有NaHSO 3 和Na 2 SO 3 。阳极的电极反应式为 　　　　　　　　　　　     。 电解后, 　　     室的NaHSO 3 浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到 Na 2 S 2 O 5 。 (4)Na 2 S 2 O 5 可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中 Na 2 S 2 O 5 残留量时 , 取 50.00 mL 葡萄酒样品 , 用 0.010 00 mol·L -1 的碘标准液滴定至终点 , 消耗 10.00 mL 。 滴定反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　     , 该样品中 Na 2 S 2 O 5 的残留量为 　　     g·L -1 (以SO 2 计)。 答案 　(1)2NaHSO 3   Na 2 S 2 O 5 +H 2 O (2)①NaHSO 3 　②得到NaHSO 3 过饱和溶液 (3)2H 2 O-4e -   O 2 ↑+4H + 　a (4)S 2   +2I 2 +3H 2 O   2S   +4I - +6H + 　0.128 解析 　(1)NaHSO 3 与Na 2 S 2 O 5 中硫元素化合价均为+4价,根据观察法配平化学 方程式:2NaHSO 3   Na 2 S 2 O 5 +H 2 O。 (2)①Ⅰ中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式应为HS   ,故Ⅰ中为NaHSO 3 溶液。 ②过程Ⅱ 是利用Na 2 CO 3 与NaHSO 3 反应转化为Na 2 SO 3 ,过程Ⅲ利用SO 2 与Na 2 SO 3 反应生成NaHSO 3 :Na 2 SO 3 +SO 2 +H 2 O   2NaHSO 3 ,制得高浓度的NaHSO 3 , 更有利于Na 2 S 2 O 5 的制备。 (3)根据装置图可知左侧为阳极,溶质为H 2 SO 4 ,实际放电的是水电离出的OH - , 电极反应式为2H 2 O-4e -   O 2 ↑+4H + 。电解过程中,阳离子(H + )向右侧移动, 则a室中S   +H +   HS   ,NaHSO 3 浓度增大。 (4)Na 2 S 2 O 5 作食品的抗氧化剂,则具有强还原性,被氧化为S   ;S 2     2 S   ,I 2   2I - ,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平反应的离 子方程式:S 2   +2I 2 +3H 2 O   2S   +4I - +6H + 。 根据滴定反应的离子方程式及硫原子守恒可得如下关系式: 2SO 2 　~　S 2   　~　2I 2 64 g　　 1 mol m (SO 2 )　 　0.010 00 mol·L -1 × 0.010 00 L m (SO 2 )=6.4 × 10 -3 g 则样品中Na 2 S 2 O 5 的残留量为   =0.128 g·L -1 。 3. (201 2 山东理综, 12 , 4 分)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是   ( D ) A.Cl 2 、SO 2 均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性 B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO 3 ) 2 溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有S C.Fe与稀HNO 3 、稀H 2 SO 4 反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应 D.分别充满HCl、NH 3 的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶 于水 答案     D　A项,SO 2 使品红溶液褪色表现的是漂白性;B项,若原溶液中有S   或HS   也会产生白色沉淀;C项,Fe与稀硝酸反应不生成H 2 ,不属于置换反应。 1.常见非金属元素及其化合物的性质 (1)有颜色的气体:Cl 2 (黄绿色)、NO 2 (红棕色)等。 (2)有漂白作用的气体:Cl 2 (有水时)、SO 2 等,能使品红溶液褪色,加热后恢复原 色的是SO 2 。 (3)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应,生成该元素的单质和水,该元 素可能是S或N。 (4)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物发生化合反应,生成 盐的元素一定是N。 (5)溶于水显碱性的气体只有NH 3 。 (6)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有NO。 (7)可溶于氢氟酸的酸性氧化物只有SiO 2 。 (8)能与NaOH溶液作用产生H 2 的非金属单质只有Si。 (9)常温下能使铁、铝发生钝化的是浓硫酸与浓硝酸。 2.常见物质的用途 硅——半导体材料、太阳能电池板、计算机芯片 活性炭——吸附剂、去除冰箱中的异味 臭氧(O 3 )——漂白剂、消毒剂 氯气——杀菌消毒、制盐酸、制漂白粉等 二氧化碳——灭火剂、用于人工降雨(干冰)、用作气体肥料 二氧化硅——制石英玻璃、光导纤维 二氧化硫——漂白剂、杀菌消毒 过氧化氢——漂白剂、消毒剂、脱氯剂 氢氟酸——蚀刻玻璃制品 氨——制冷剂(液氨)、制硝酸、铵盐 次氯酸钠(NaClO)——漂白剂、杀菌剂 硅胶——袋装食品干燥剂 3.非金属及其化合物之间的相互转化 (1)氮及其化合物   写出下列转化的化学方程式: ①NH 3 →NO:4NH 3 +5O 2   4NO+6H 2 O; ②NO 2 →NO:3NO 2 +H 2 O   2HNO 3 +NO; ③HNO 3 →NO:3Cu+8HNO 3 (稀)   3Cu(NO 3 ) 2 +2NO↑+4H 2 O(合理即可)。 (2)硫及其化合物   写出下列反应的化学方程式: ①SO 2   S:2H 2 S+SO 2   3S↓+2H 2 O; ②SO 2   H 2 SO 4 :SO 2 +Cl 2 +2H 2 O   H 2 SO 4 +2HCl。　 　(3)卤素单质及其化 合物   写出图中标号反应的离子方程式: ①Cl 2 +H 2 O   H + +Cl - +HClO; ②Cl 2 +2Br -   2Cl - +Br 2 ; ③Br 2 +2I -   I 2 +2Br - ; ④Cl 2 +2OH -   Cl - +ClO - +H 2 O。 考向一　非金属及其化合物的组成、性质和应用 1.(2019江苏单科,3,2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( B ) A.NH 4 HCO 3 受热易分解,可用作化肥 B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈 C.SO 2 具有氧化性,可用于纸浆漂白 D.Al 2 O 3 具有两性,可用于电解冶炼铝 答案     B　A项,NH 4 HCO 3 受热易分解与其用作化肥没有关系,错误;B项,铁锈 的主要成分是Fe 2 O 3 · n H 2 O,H 2 SO 4 具有酸性,可以将铁锈溶解,正确;C项,SO 2 具 有漂白性,可用于纸浆漂白,错误;D项,Al 2 O 3 是离子化合物,可用于电解冶炼铝, 错误。 2.(2019山东泰安期中)下列说法不正确的是   ( C ) A.二氧化氯是一种高效安全的消毒剂 B.沙子、石英、水晶等都是天然存在的二氧化硅 C.SO 2 能漂白石蕊试液、高锰酸钾溶液 D.还原铁粉可以用作食品袋内的抗氧化剂 答案     C　二氧化氯具有强氧化性,是一种不产生致癌物的广谱环保型杀菌 消毒剂,A项正确。沙子、石英、水晶等都是天然存在的二氧化硅,B项正 确。SO 2 通入紫色石蕊试液中,由于生成了亚硫酸,溶液显酸性,使溶液变红色; SO 2 通入高锰酸钾溶液中使溶液的紫红色褪去,是因为SO 2 与KMnO 4 发生了氧 化还原反应,C项错误。还原铁粉能被空气中的氧气氧化,可以用作食品袋内 的抗氧化剂,D项正确。 考向二　非金属单质及其化合物的相互转化及应用 3.(2019上海单科,12,2分)能证明亚硫酸钠部分变质所需要的试剂是   ( B ) A.硝酸钡,稀硫酸　　B.稀盐酸,氯化钡 C.稀硫酸,氯化钡　　D.稀硝酸,氯化钡 答案     B　若要证明亚硫酸钠部分变质,需证明该样品中含有Na 2 SO 3 和Na 2 SO 4 , 检验步骤:取少量样品置于试管中加水溶解,滴入盐酸后有气泡冒出,继续滴 加盐酸至无气泡冒出后,再滴入少量BaCl 2 溶液,有白色沉淀产生,则证明 Na 2 SO 3 部分变质。 4.(2019河南洛阳统考)用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下:   下列有关说法不正确的是   (　　) A.制取粗硅时生成的气体产物固态时可用于人工降雨 B.生产铝、铜、高纯硅过程中均涉及氧化还原反应 C.黄铜矿冶炼铜时产生的副产物,可用于生产硫酸和冶铁 D.玻璃与水泥一样,主要成分都是硅酸盐 答案     A　2C+SiO 2   Si+2CO↑,可用于人工降雨的是干冰,即固态二氧化 碳,选项A不正确。 5.(2019山东日照一模)ClO 2 和NaClO 2 均具有漂白性,工业上用ClO 2 气体制 NaClO 2 的工艺流程如图所示:   下列说法不正确的是   (　　) A.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥 B.吸收器中生成NaClO 2 的离子方程式为2ClO 2 +H 2 O 2   2Cl   +O 2 +2H + C.工业上可将ClO 2 制成NaClO 2 固体,便于贮存和运输 D.通入空气的目的是驱赶出ClO 2 ,使其被吸收器充分吸收 答案     B　A项,经步骤a后得到NaClO 2 ,操作a应包括过滤、洗涤和干燥,正确; B项,吸收器中的反应在碱性条件下进行,离子方程式为2ClO 2 +2OH - +H 2 O 2   2Cl   +O 2 +2H 2 O,错误;C项,固体较为稳定,且便于贮存和运输,正确;D项, 发生器中通入空气可以将ClO 2 排出,确保其在吸收器中被充分吸收,正确。 考向三　非金属及其化合物与实验融合的应用 6.(2019北京理综,11,6分)探究草酸(H 2 C 2 O 4 )性质,进行如下实验。(已知:室温 下,0.1 mol·L -1 H 2 C 2 O 4 的pH=1.3) 实验 装置 试剂a 现象 ①   Ca(OH) 2 溶液(含酚酞) 溶液褪色,产生白色沉淀 ② 少量NaHCO 3 溶液 产生气泡 ③ 酸性KMnO 4 溶液 紫色溶液褪色 ④ C 2 H 5 OH和浓硫酸 加热后产生有香味物质 B.酸性:H 2 C 2 O 4 >H 2 CO 3 ,NaHCO 3 +H 2 C 2 O 4   NaHC 2 O 4 +CO 2 ↑+H 2 O C.H 2 C 2 O 4 有还原性,2Mn   +5C 2   +16H +   2Mn 2+ +10CO 2 ↑+8H 2 O D.H 2 C 2 O 4 可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C 2 H 5 OH   C 2 H 5 OOCCOOC 2 H 5 + 2H 2 O 答案     C　C项中H 2 C 2 O 4 是弱酸,在书写相关离子方程式时不应拆成C 2   和 H + ,故错误。 由上述实验所得草酸性质所对应的方程式 不正确 的是(　　) A.H 2 C 2 O 4 有酸性,Ca(OH) 2 +H 2 C 2 O 4   CaC 2 O 4 ↓+2H 2 O 7.(2019山东济南一模)下列实验能达到相应目的的是   ( B )   答案     B　铜与稀硫酸不反应,铜与浓硫酸共热可制取SO 2 ,A项错误;SO 2 使品 红褪色体现SO 2 的漂白性,B项正确;SO 2 密度比空气大,应用向上排空气法收 集,即从右边导管通入,C项错误;含有SO 2 的尾气会污染空气,饱和NaHSO 3 溶 液不能吸收SO 2 ,可使用NaOH溶液等吸收SO 2 ,D项错误。 8.(2019湖南永州二模)某小组设计如图所示装置(夹持装置略去),在实验室模 拟侯氏制碱工艺中NaHCO 3 的制备。下列说法错误的是   (　　) A.装置①也可用于制取H 2 B.③⑤中可分别盛放饱和食盐水和浓氨水 C.应先向③中通入足量NH 3 ,再通入足量CO 2 D.③中反应的离子方程式为NH 3 +CO 2 +H 2 O   N   +HC   答案     D　制氢气可用锌粒与稀硫酸反应,为固液反应,不需要加热,可利用装 置①进行,故A正确;③中盛放饱和食盐水,能促进生成的NaHCO 3 析出,⑤中盛 放浓氨水,用于制备NH 3 ,故B正确;③中盛放饱和食盐水,CO 2 在饱和食盐水中 的溶解度很小,先通入足量NH 3 使饱和食盐水呈碱性,增大CO 2 的溶解度,加快 NaHCO 3 的析出,故C正确;③中反应生成的NaHCO 3 以沉淀的形式析出,离子方 程式为Na + +NH 3 +CO 2 +H 2 O   NaHCO 3 ↓+N   ,故D错误。 考点三　无机化工流程分析 1.(2019课标Ⅰ,26,14分)硼酸(H 3 BO 3 )是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg 2 B 2 O 5 ·H 2 O、SiO 2 及少量Fe 2 O 3 、Al 2 O 3 )为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下: 回答下列问题: (1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式 为       。 (2)“滤渣1”的主要成分有 　　　　　　　     。为检验“过滤1”后的滤液 中是否含有Fe 3+ 离子,可选用的化学试剂是 　　　     。 (3)根据H 3 BO 3 的解离反应:H 3 BO 3 +H 2 O   H + +B(OH   , K a =5.81 × 10 -10 ,可判断 H 3 BO 3 是 　　　     酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 　　　　     。 (4)在“沉镁”中生成Mg(OH) 2 ·MgCO 3 沉淀的离子方程式为       , 母液经加热后可返回 　　　     工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化 镁的方法是       。 答案 　(1)NH 4 HCO 3 +NH 3   (NH 4 ) 2 CO 3 (2)SiO 2 、Fe 2 O 3 、Al 2 O 3 　KSCN (3)一元弱　转化为H 3 BO 3 ,促进析出 (4)2Mg 2+ +3C   +2H 2 O   Mg(OH) 2 ·MgCO 3 ↓+2HC   [或2Mg 2+ +2C   +H 2 O   Mg(OH) 2 ·MgCO 3 ↓+CO 2 ↑]　溶浸　高温焙烧 解析 　(1)“溶浸”步骤产生的“气体”是NH 3 ,用NH 4 HCO 3 溶液吸收NH 3 的 化学方程式为NH 3 +NH 4 HCO 3   (NH 4 ) 2 CO 3 。 (2)根据流程图可 知,Fe 2 O 3 、Al 2 O 3 在“过滤1”步骤中除去,SiO 2 不溶于 (NH 4 ) 2 SO 4 溶液,故“滤渣1”的主要成分有SiO 2 、Fe 2 O 3 、Al 2 O 3 ;检验Fe 3+ 通 常选用KSCN溶液。 (3)根据H 3 BO 3 的解离反应以及电离平衡常数,可判断H 3 BO 3 是一元弱酸;在 “过滤2”操作前B元 素主要以B 2   的形式存在,调节pH至3.5后生成了 H 3 BO 3 沉淀,由此可推断调节pH的目的是将B 2   转化成H 3 BO 3 。 (4)反应物有Mg 2+ 、C   ,生成物有Mg(OH) 2 ·MgCO 3 沉淀,再结合电荷守恒、原 子守恒可写出反应的离子方程式;“沉镁”后的母液的主要成分为(NH 4 ) 2 SO 4 , 可供“溶浸”工序循环使用;Mg(OH) 2 、MgCO 3 在高温条件下均易分解生成 MgO,故高温焙烧碱式碳酸镁可以制备轻质氧化镁。 2.(2018课标Ⅱ,26,14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种 以闪锌矿(ZnS,含有SiO 2 和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流 程如图所示:   相关金属离子[ c 0 (M n + )=0.1 mol·L -1 ]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 金属离子 Fe 3+ Fe 2+ Zn 2+ Cd 2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　     　     。 (2)滤渣1的主要成分除SiO 2 外还有 　　　　　     ;氧化除杂工序中ZnO的作用 是 　　　　　　　　　     ,若不通入氧气,其后果是 　　　　　　　　　     。 (3)溶液中的Cd 2+ 可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 　　     　　　　　　　　　　     。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 　　　　　　　　     　     ;沉积锌后的电解液可返回 　　　     工序继续使用。 答案 　(1)ZnS+   O 2   ZnO+SO 2 (2)PbSO 4 　调节溶液的pH　无法除去杂质Fe 2+ (3)Cd 2+ +Zn   Cd+Zn 2+ (4)Zn 2+ +2e -   Zn　溶浸 解析 　本题考查元素化合物知识在化工生产中的应用。(1)高温焙烧,金属硫 化物转化为金属氧化物和二氧化硫气体。(2)PbSO 4 难溶于水;氧化除杂工序 中通入O 2 ,可将铁元素完全转化为Fe 3+ ,加入ZnO调节溶液pH为2.8~6.2,保证Fe 3+ 被完全除去。(3)还原除杂工序中锌粉可置换出金属Cd。(4)电解硫酸锌溶 液时,阴极反应式为Zn 2+ +2e -   Zn,阳极反应式为2H 2 O-4e -   O 2 ↑+4H + ,沉 积锌后的电解液中主要含硫酸,可返回溶浸工序继续使用。 3. (201 2 山东理综, 28 , 12 分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS 2 )冶炼铜的主要流程 如下:   (1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 　　     吸收。 a.浓H 2 SO 4 　　b.稀HNO 3 c.NaOH溶液　　d.氨水 (2)用稀H 2 SO 4 浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶 液中存在 　　     (填离子符号),检验溶液中还存在Fe 2+ 的方法是       　　　　　　　　　     (注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 　　　　　　　　　　　　　     。 (4)以CuSO 4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的 电解精炼,下列说法正确的是       。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 c.溶液中Cu 2+ 向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (5)利用反应2Cu+O 2 +2H 2 SO 4   2CuSO 4 +2H 2 O可制备CuSO 4 ,若将该反应设 计为原电池,其正极电极反应式为 　　　　　　　　　　　　     。 答案 　(1)c、d (2)Fe 3+ 　取少量溶液,滴加KMnO 4 溶液,KMnO 4 褪色 (3)3Cu 2 O+2Al   Al 2 O 3 +6Cu (4)b、d (5)4H + +O 2 +4e -   2H 2 O 解析 　(1)由流程图可知A中含有SO 2 ,故可利用碱性溶液吸收。稀HNO 3 虽然 也能与SO 2 反应,但又会放出有毒气体NO,故不能选b。 (2)Fe 2+ 具有强还原性,可利用KMnO 4 溶液来检验,如KMnO 4 溶液褪色,则说明 溶液中含有Fe 2+ 。 (3)由泡铜冶炼粗铜利用了铝的强还原性(铝热反应)。Cu 2 O中铜元素为+1价, 利用得失电子守恒配平反应方程式:3Cu 2 O+2Al   Al 2 O 3 +6Cu。 (4)a项,电解过程中部分电能转化为热能;c项,电解过程中Cu 2+ 向阴极移动,并 在阴极上放电析出。 (5)原电池正极发生还原反应,O 2 在反应中被还原,故O 2 在正极上反应,同时要 注意酸性条件下O 2 放电生成的是H 2 O而不是OH - 。 1.无机化工流程题的解题方法 (1)首尾分析法:对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首 先对比分析流程图中的第一种物质(原料)与最后一种物质(产品),由此找出它 们的关系,弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺,再结合 题目问题,逐一解答。 (2)分段分析法:对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产 品)的工艺流程题,用此法更容易找到解题的切入点。 (3) 交叉分析法 : 有些化工生产选用多组原料 , 先合成一种或几种中间产品 , 再 用这些中间产品与部分其他原料生产所需的最终产品 , 这种题适合用交叉分 析法。就是将提供的流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生 产流水线,然后上下交叉分析。 2.无机化工流程题的术语及其答题方向 (1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转 化等。 (2)“加过量试剂”——常考虑反应完全、增大转化率或提高产率等。 (3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。 (4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O 2 、H 2 O、CO 2 及其他气体是 否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。 (5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴 加某种试剂,以检验其中的某种离子。 (6)“检验某种物质的设计方案”——通常取少量某种物质(或某物质的溶 液)于试管中,加入另一试剂产生某种特殊现象,然后得出结论。 (7)“控制pH”——常考虑防水解、促进沉淀生成或除去杂质等。 (8)“用某些有机试剂清洗”——常考虑减少物质的溶解、有利于物质析 出、减少损耗和提高利用率等。 (9)“趁热过滤(或冰水洗涤)”——常考虑防止某些物质降温时会析出(或升 温时会溶解)而带入新的杂质。 (10)“反应中采取加热措施”—— 一般是为了增大反应速率或加速某物质 的溶解。 1.(2019山东潍坊期末)工业上,常用铜阳极泥(主要成分是Cu 2 Te,含少量的 Ag、Au)回收碲,其工艺流程如下(已知TeO 2 微溶于水,易与浓强碱、浓强酸 反应):   下列叙述错误的是   ( D ) A.合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用 B.操作1、2、3均为过滤 C.可由滤渣2提取金属Ag、Au D.上述流程中用浓硝酸代替浓盐酸可提高碲的回收率 答案     D　铜阳极泥主要成分为Cu 2 Te,含少量的Ag、Au,在稀硫酸中溶解,并 通入氧气,得到TeO 2 、Au、Ag、硫酸铜溶液;然后过滤,滤液1含有硫酸铜等, 滤渣1含有TeO 2 、Au、Ag,加入浓盐酸过滤,滤渣2含有Au、Ag,TeO 2 和加入 的盐酸反应得到四氯化碲溶液,通入SO 2 气体,可将溶液中的Te 4+ 还原为Te,同 时得到硫酸。阳极泥中的Cu 2 Te可用于制备硫酸铜、Te等,则合理处理阳极 泥有利于保护环境和资源再利用,A项正确;由以上分析可知,操作1、2、3用 于分离固体和液体,均为过滤,B项正确;可由滤渣2提取金属Ag、Au,C项正确; 浓硝酸可氧化Ag,使制备的碲中混有杂质,则不能用浓硝酸,D项错误。 2.(2019山东济南一模)工业上,从精制黑钨矿(FeWO 4 、MnWO 4 )中提取金属钨 的一种流程如下图所示,该流程同时获取副产物Fe 2 O 3 和MnCl 2 。   已知:Ⅰ.过程①~④中,钨的化合价均不变; Ⅱ.常温下钨酸难溶于水; Ⅲ.25 ℃时, K sp [Fe(OH) 3 ]=1.0 × 10 -38 ; K sp [Mn(OH) 2 ]=4.0 × 10 -14 。 回答下列问题: (1)上述流程中的“滤渣1”除MnO 2 外还有 　　     、“气体”除水蒸气、 HCl外还有 　　　     (均填化学式)。 (2)过程①中MnWO 4 参与反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　     　　　　     ;FeWO 4 参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 　　     　　     。 (3)已知:WO 3 (s)+3H 2 (g)   W(s)+3H 2 O(g)    Δ H = a kJ·mol -1 ; WO 3 (s)   WO 3 (g)    Δ H = b kJ·mol -1 ; 写出WO 3 (g)与H 2 (g)反应生成W(s)的热化学方程式: 　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　     。 (4)过程⑦在25 ℃时调pH,至少应调至 　　　     (当离子浓度等于1.0 × 1   mol· L -1 时,可认为其已沉淀完全)。 (5)过程⑧要获得MnCl 2 固体,在加热时必须同时采取的一项措施是 　　　     　　　　　　　　　　　     。 (6)钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物,其通式为Na x WO 3 ,其中0< x < 1,这类化合物具有特殊的物理化学性质,是一种低温超导体。应用惰性电极 电解熔融的Na 2 WO 4 和WO 2 混合物可以制备钠钨青铜,写出W   在阴极上放 电的电极反应式:     　　　　     。 答案 　(1)Fe 2 O 3 　Cl 2 　(2)2MnWO 4 +2Na 2 CO 3 +O 2   2Na 2 WO 4 +2MnO 2 +2CO 2 　1∶4　(3)WO 3 (g)+3H 2 (g)   W(s)+3H 2 O(g)    Δ H =( a - b ) kJ·mol -1 　(4)3.0     (5)通入HCl气体,在HCl气氛中加热　(6)W   + x e -   W   +O 2- 解析 　(1)据“已知Ⅰ”和化学式H 2 WO 4 、WO 3 知,黑钨矿(FeWO 4 、MnWO 4 ) 中Fe、Mn元素均为+2价,在过程①中分别被空气氧化为Fe 2 O 3 、MnO 2 ,即“滤 渣1”有MnO 2 和Fe 2 O 3 。“滤渣1”与浓盐酸共热时,MnO 2 与浓盐酸反应生成 Cl 2 ,另有浓盐酸挥发出HCl和水蒸气。 (2)从过程③看,“滤液1”中含有Na 2 WO 4 。过程①MnWO 4 中Mn 2+ 被O 2 氧化为 MnO 2 ,W   与Na 2 CO 3 反应生成Na 2 WO 4 并放出CO 2 ,由此写出方程式:2MnWO 4 +2Na 2 CO 3 +O 2   2Na 2 WO 4 +2MnO 2 +2CO 2 。同理,FeWO 4 被O 2 氧化为Fe 2 O 3 ,据 得失电子守恒,得氧化剂(O 2 )与还原剂(FeWO 4 )的物质的量之比为1∶4。 (3)据盖斯定律,将两个已知热化学方程式相减,消去WO 3 (s)可得目标热化学 方程式:WO 3 (g)+3H 2 (g)   W(s)+3H 2 O(g)    Δ H =( a - b ) kJ·mol -1 。 (4)过程⑥所得溶液中溶质有MnCl 2 、FeCl 3 ,过程⑦调节pH使Fe 3+ 完全沉淀而 Mn 2+ 不沉淀。当 c (Fe 3+ )=1.0 × 1   mol·L -1 时,由 K sp [Fe(OH) 3 ]=1.0 × 10 -38 得 c (OH - )= 1.0 × 10 -11 mol·L -1 ,进而可知pH=3.0。 (5)过程⑧要从MnCl 2 溶液中获得MnCl 2 固体,为抑制Mn 2+ 水解,必须先通入HCl 气体、并在HCl气氛中加热。 (6)Na x WO 3 中阴离子为W   ,熔融的Na 2 WO 4 和WO 2 混合物中有Na + 、W   、 W 4+ 、O 2- 。W   在电解池阴极得电子生成W   ,电极反应式为W   + x e -   W   +O 2- 。 3.(2019山东聊城二模)金属钒熔点高、硬度大,具有良好的可塑性和低温抗 腐蚀性。工业常用钒炉渣(主要含FeO·V 2 O 3 ,还有少量Al 2 O 3 、CuO等杂质)提 取金属钒,流程如图:   已知: Ⅰ.钒有多种价态,其中+5价最稳定。钒在溶液中主要以V   和V   的形式存 在,存在平衡:V   +H 2 O   V   +2H + 。 Ⅱ.部分离子的沉淀pH: 回答下列问题: (1)碱浸步骤中最好选用 　　　     (填字母)。 a.NaOH溶液　　　　b.氨水　　　　c.纯碱溶液 Cu 2+ Fe 2+ Fe 3+ 开始沉淀pH 5.2 7.6 2.7 完全沉淀pH 6.4 9.6 3.7 (2)焙烧的目的是将FeO·V 2 O 3 转化为可溶性NaVO 3 ,其中铁元素全部转化为+3 价的氧化物,写出该反应的化学方程式 　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　     。 (3)溶液1到溶液2的过程中,调节pH至8有两个目的,一是除去 　　　     ,二是 促使 　　　　　　　     。 (4)沉钒过程中得到NH 4 VO 3 沉淀需要洗涤,写出实验室洗涤的操作方法       　　　　　　     。 (5)常用铝热反应由V 2 O 5 冶炼金属钒,请写出反应的化学方程式 　　　　　     　　　　　　　　　　　　     。 (6)钒的化合物也有广泛的用途,如一种新型铝离子可充电电池的结构如图 所示。   已知放电时电池反应为 x Al+VO 2   Al x VO 2 ↓,则放电时正极的电极反应式 为       。 答案 　(1)a (2)4FeO·V 2 O 3 +4Na 2 CO 3 +5O 2   8NaVO 3 +2Fe 2 O 3 +4CO 2 (3)Fe 3+ 、Cu 2+ 　V   转化为V   (4)洗涤时应往漏斗中加水至浸没沉淀,让水自然流下,重复2~3次 (5)10Al+3V 2 O 5   5Al 2 O 3 +6V (6)VO 2 + x Al 3+ +3 x e -   Al x VO 2 解析 　钒炉渣主要含有FeO·V 2 O 3 、Al 2 O 3 、CuO,进行碱浸,氧化铝溶解形成偏 铝酸盐,过滤后滤液1含有偏铝酸盐,通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀,经过加 热分解可得到氧化铝;滤渣1经过空气焙烧,再用足量的硫酸溶解,溶液1中含 有铜离子、铁离子,调节pH至8,铜离子、铁离子沉淀完全,过滤得滤渣2应为 氢氧化铜和氢氧化铁;由于溶液1中存在平衡V   +H 2 O   V   +2H + ,酸过量 会抑制生成V   ,所以要调节溶液的pH,过滤得溶液2中钒元素主要以V   和 V   的形式存在,再加入硫酸铵转化为NH 4 VO 3 ,NH 4 VO 3 焙烧得到V 2 O 5 ,V 2 O 5 发生 铝热反应得到V。 (1)根据上面的分析可知,碱浸要使氧化铝溶解,所以只能用强碱,a项正确。 (2)焙烧的目的是将FeO·V 2 O 3 转化为可溶性NaVO 3 ,其中铁元素全部转化为+3 价的氧化物,根据此信息可知方程式为4FeO·V 2 O 3 +4Na 2 CO 3 +5O 2   8NaVO 3 + 2Fe 2 O 3 +4CO 2 。 (5)利用铝热反应由V 2 O 5 冶炼金属钒的化学方程式为10Al+3V 2 O 5   5Al 2 O 3 + 6V。 (6)该电池的负极为铝,铝失电子发生氧化反应,电极反应式为Al-3e -   Al 3+ 。 电池的总反应为 x Al+VO 2   Al x VO 2 ↓,则正极的电极反应式为VO 2 + x Al 3+ + 3 x e -   Al x VO 2 。 素养引领·情境命题 1.已知A、B、C、D之间的置换转化关系如图所示,且A、D为单质。下列说 法正确的是   (　　)   A.若A为Fe,D为H 2 ,则B一定为酸 B.若A为非金属单质,则D不一定为非金属单质 C.若A为金属单质,D为非金属单质,则D一定是H 2 D.若A、D均为金属单质,则组成元素的金属性A必强于D 答案     B　若A为铁,B为酸或水等,二者可以反应生成氢气,A项错误;若A为非 金属单质,则D不一定为非金属单质,例如氢气还原氧化铜,B项正确;若A为金 属单质,D为非金属单质,则D不一定是氢气,例如镁和二氧化碳反应生成碳和 MgO,C项错误;若A、D均为金属单质,则组成元素的金属性A不一定强于D, 例如在一定条件下钠可以置换出K,D项错误。 2.铅是人类较早发现和使用的一种重金属,工业上用铅精矿(主要成分含PbS) 为原料,分火法和湿法两种方法冶炼。 Ⅰ.火法冶炼粗铅的流程如下:   (1)焙烧炉中主要反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　     。 (2)鼓风炉中焦炭的作用是 　　　 　　     ,吸收塔中反应的离子方程式为       。 Ⅱ.湿法炼铅的工艺流程如下:   已知:①不同温度下PbCl 2 的溶解度如下表所示。 温度/℃ 20 40 60 80 100 PbCl 2 溶解度/g 1.00 1.42 1.94 2.88 3.20 ②PbCl 2 为能溶于水的弱电解质,在含Cl - 的溶液中存在平衡:PbCl 2 (aq)+2Cl - (aq)   PbC   (aq)。 (3)浸取过程中发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　     。 (4)操作a为加适量水稀释并冷却,该操作有利于滤液1中PbCl 2 的析出,其合理 的解释为               。 (5)将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中,可制取金属铅 并使浸取液中的FeCl 3 再生。则阴极室中的电极反应式为 　　　　　　　     　　     ;若该电解装置的外接电源为铅蓄电池,每生成20.7 g铅,铅蓄电池中消 耗硫酸的物质的量为 　　　　　     。   (6)目 前炼铅工艺以火法为主,但湿法炼铅也有其明显的优点,其优点 是       。 答案 　(1)2PbS+3O 2   2PbO+2SO 2 (2)作还原剂　SO 2 +2NH 3 ·H 2 O   S   +2N   +H 2 O (3)PbS+2Fe 3+ +4Cl -   S↓+PbC   +2Fe 2+ (4)稀释有利于PbCl 2 (aq)+2Cl - (aq)   PbC   (aq)的平衡左移,使PbCl 2 物质的 量增大;冷却使PbCl 2 的溶解度降低,有利于PbCl 2 的析出 (5)PbC   +2e -   Pb+4Cl - 　0.2 mol (6)更环保、污染少、部分原料可循环利用、能量利用率高(回答一条即可) 解析 　(1)焙烧炉中,PbS与热空气反应生成PbO和SO 2 ,硫元素的化合价升高6, 氧元素的化合价降低2,配平反应方程式为2PbS+3O 2   2PbO+2SO 2 。 (2)鼓风炉中产生了粗铅,则PbO发生了还原反应,即焦炭为还原剂。吸收塔中 加入的是过量的氨水,则SO 2 反应生成正盐(NH 4 ) 2 SO 3 。 (3)浸取过程中,PbS→S,说明Fe 3+ 起氧化作用,并结合题干信息“在含Cl - 的溶 液中存在平衡:PbCl 2 (aq)+2Cl - (aq)   PbC   (aq)”可知,该过程中的离子方程 式:PbS+2Fe 3+ +4Cl -   S↓+PbC   +2Fe 2+ 。 (4)稀释过程中,Cl - 浓度降低有利于PbCl 2 (aq)+2Cl - (aq)   PbC   (aq)的平衡逆 向移动。 (5)滤液2和溶液3中含高浓度的PbC   ,电解过程中生成Pb,阴极反应式为PbC   +2e -   Pb+4Cl - 。电解过程中生成20.7 g铅,转移电子0.2 mol,此过程中消 耗硫酸0.2 mol。