2020-2021全国各地备战高考模拟试卷化学分类:铁及其化合物推断题综合题汇编附详细答案.docx

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1、2020-2021全国各地备战高考模拟试卷化学分类:铁及其化合物推断题综合题汇编附详细答案一、铁及其化合物1.某科研小组用镍触媒废料(主要成分为Ni-Al合金,混有少量Fe、Cu、Zn及有机物)制备NiO并回收金属资源的流程如下所示:已知:相关数据如表1和表2所示表1部分难溶电解质的溶度积常数(25℃)物质Ksp物质KspFe(OH)34.0×10-38CuS6.3×10-34Fe(OH)21.8×10-16ZnS1.6×10-24Al(OH)31.0×10-33NiS3.2×10-18Ni(OH)22.0×10-15表2原料价格表物质价格/(元?吨-1)漂液(含25.2

2、%NaClO)450双氧水(含30%HO)240022烧碱(含98%NaOH)2100纯碱(含99.5%NaCO)60023请回答下列问题:(1)“焙烧”的目的是________________________________。(2)“试剂a”的名称为__________________;选择该试剂的理由是______。(3)“氧化”时反应的离子方程式为__________________________________________。3+3+-6mol?L-1(4)欲使溶液中Fe和A1的浓度均小于等于1.0×10,需“调节pH”至少为_______________。(

3、5)“试剂b”应选择__________,“加水煮沸”时,反应的化学方程式为_______________________________。(6)氢镍电池是一种应用广泛的二次电池,放电时,该电池的总反应为22mol电子时,理论上负极质量减少__________g。充NiOOH+MH=Ni(OH)+M,当导线中流过电时的阳极反应式为_______________________________________________。【答案】除去废料中的有机物;使部分金属单质转化为氧化物漂液节约成本,不影响后续操作2+-+3+-+H2O5NaCONiCO+HONi(OH)2+CO↑

4、22Fe+ClO+2H=2Fe+Cl23322--=NiOOH+HONi(OH)2+OH-e2【解析】【分析】铁触媒废料焙烧,可以将部分金属单质转化为金属氧化物以及使有机物燃烧而除去,焙烧后固体和硫酸反应生成硫酸盐;再将Fe2+氧化成Fe3+,氧化剂选择漂液(因为漂液价格低廉,且不影响后续实验)。然后调节pH使Fe3+、Al3+一起转化为氢氧化物沉淀而除去。滤液1中还有Zn2+、Cu2+以及Ni2+,加入NiS,可以除去Zn2+、Cu2+。滤液2中有镍离子,同样的道理,在沉淀Ni2+的时候,选择碳酸钠,它的价格也是比较低,加入碳酸钠后得到碳酸镍;碳酸镍加水煮沸会转化成Ni

5、(OH)2,最后Ni(OH)2灼烧分解,就可以得到氧化镍。【详解】(1)焙烧可以使部分金属单质变成金属氧化物,并且能够使有机物燃烧并除去。所以“焙烧”的目的为:除去废料中的有机物;使部分金属单质转化为氧化物;(2)应选择氧化剂使亚铁离子氧化成铁离子,氧化剂包括了漂液和双氧水,但是双氧水的价格更贵,所以选择漂液;选择漂液的理由就是漂液成本更低,而且生成NaCl也不影响后续操作。(3)漂液中含有NaClO,将Fe2+氧化成Fe3+,ClO-被还原成Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=Cl-+2Fe3++H2O;(4)Fe(OH)3和Al(OH)3类型相同,

6、Fe(OH)3的Ksp比Al(OH)3小,为了使它们完全沉淀,用Al(OH)3的Ksp进行计算,-33Kw--14Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)c3(OH-)=10-33,c(OH-)=310-6=10-9,pH=-lg()=-lg(10-9)=5,10c(OH)10则pH至少为5;(5)需要选择沉淀Ni2+的沉淀剂,NaOH的价格更贵,所以选择Na23CO,根据题意,加入233,NiCO3加水煮沸转化成Ni(OH)2,加水煮沸的方程式NaCO时,生成的滤渣2为NiCO为NiCO3+H2ONi(OH)2+CO2↑。(6)镍氢电池放电时负极的是MH,在反应中MH变

7、成了M,失去质量为H的质量,负极反应式为--2g;充电时阳极发生氧化反应,化MH-e+OH=M+H2O,转移2mol,负极质量减少合价升高,Ni(OH)2变成NiOOHNi(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。,电极反应式为:【点睛】(2)中因为是工业流程,所以在选择原料的时候,不仅要考虑它会不会带来杂质,还需考虑经济成本,比如在此题中都选择了经济成本较低的原料。(4)计算pH的时候,氢氧化铁和氢氧化铝都可以计算,但是要完全沉淀,选择pH较大的那个。2.某盐A是由三种元素组成的化合物,且有一种为常见金属元素,某研

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