《（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第四節(jié) 金屬材料與礦物開發(fā)學(xué)案（含解析）.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第四節(jié) 金屬材料與礦物開發(fā)學(xué)案（含解析）.doc（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

金屬材料與礦物開發(fā) 第四節(jié) 金屬材料與礦物開發(fā) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.了解常見金屬的活動(dòng)順序。 2．了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 3．了解金屬及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 考點(diǎn)(一)　金屬材料與金屬礦物的開發(fā) 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1．合金 (1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 (2)特性：合金具有不同于各成分金屬的物理性能、化學(xué)性能或機(jī)械性能。 ①熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低； ②硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的大。 [注意]?、俪叵拢鄶?shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體。 ②合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。 2．常見的金屬材料 (1)金屬材料 黑色金屬材料 有色金屬材料 鐵、鉻、錳以及它們的合金 除黑色金屬以外的其他金屬及其合金 (2)重要的黑色金屬材料——鋼 碳素鋼 低碳鋼：韌性、焊接性好，強(qiáng)度低 中碳鋼：強(qiáng)度高，韌性及加工性好 高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好 合金鋼 具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼 (3)幾種有色金屬材料 鋁及 鋁合金 鋁 性能：良好的延展性和導(dǎo)電性 用途：制導(dǎo)線 鋁合金 性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉 用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等 銅及 銅合金 銅 性能：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè) 銅合金 青銅是我國(guó)使用最早的合金，常見的還有黃銅和白銅 3.金屬礦物的開發(fā)利用 (1)金屬在自然界中的存在形式 (2)金屬冶煉的實(shí)質(zhì) 金屬冶煉的過(guò)程就是把金屬?gòu)幕蠎B(tài)還原為游離態(tài)的過(guò)程，即：Mn＋＋ne－===M。 (3)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示) ①電解法 Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑； Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑； Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 ②熱還原法 高爐煉鐵：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2； 鋁熱反應(yīng)制鉻：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr； 焦炭還原銅：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。 ③熱分解法 Hg：2HgO2Hg＋O2↑； Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑。 金屬活動(dòng)性與冶煉方法的關(guān)系： [注意]?、僖睙扢g時(shí)只能電解MgCl2不能電解MgO，原因是MgO的熔點(diǎn)高，熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源，增加生產(chǎn)成本。 ②冶煉Al時(shí)只能電解Al2O3不能電解AlCl3，原因是AlCl3是共價(jià)化合物，熔融態(tài)難導(dǎo)電。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。 ③用熱還原法得到的銅還要經(jīng)過(guò)電解精煉才能得到精銅。 (4)鋁熱反應(yīng) 實(shí)驗(yàn) 裝置 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 ①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)； ②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中 實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 原理 應(yīng)用 ①制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、錳、鎢等； ②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等 [題點(diǎn)練通] 合金的性質(zhì)和應(yīng)用 1.(2019番禺區(qū)模擬)下列關(guān)于金屬及其合金的說(shuō)法正確的是(　　) A．工業(yè)上用量最大的合金是鋁合金 B．古代出土的銅制品表面覆蓋著銅綠，其主要成分是CuO C．裝修門窗使用的鋁合金材料硬度比鋁單質(zhì)小，熔點(diǎn)比鋁單質(zhì)低 D．生鐵和鋼都是合金，且鋼的含碳量比生鐵低 解析：選D　目前用途最廣、用量最大的合金是鋼，故A錯(cuò)誤；銅綠的主要成分是堿式碳酸銅，不是氧化銅，故B錯(cuò)誤；鋁合金材料的硬度比鋁大，熔點(diǎn)比鋁低，各種性能比純鋁優(yōu)越，故C錯(cuò)誤；生鐵和鋼都是鐵的合金，主要通過(guò)含碳量的高低來(lái)區(qū)分，含量在0.2～1.7%的叫鋼，含量在1.7%以上的叫生鐵，故D正確。 2.《五金鐵》中記載：“若造熟鐵，則生鐵流出時(shí)，相連數(shù)尺內(nèi)，低下數(shù)寸，筑一方塘，短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi)，數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上……眾人柳棍疾攪，即時(shí)炒成熟鐵?！币韵抡f(shuō)法不正確的是(　　) A．金屬冶煉方法由金屬活動(dòng)性決定 B．熟鐵比生鐵質(zhì)地更硬，延展性稍差 C．炒鐵是為了降低鐵水中的碳含量 D．該法與近代往生鐵水吹空氣煉鋼異曲同工 解析：選B　活潑性不同的金屬，其冶煉方法不同，即金屬冶煉方法由金屬活動(dòng)性決定，故A正確；熟鐵比生鐵質(zhì)地更軟，且延展性好，故B錯(cuò)誤；炒鐵過(guò)程中降低了鐵水中的碳含量，從而將生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵，故C正確；該冶煉方法和近代往生鐵水吹空氣煉鋼，都是利用空氣中氧氣氧化C元素，其原理基本相同，故D正確。 金屬礦物的開發(fā)與利用 3.利用如圖裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 B．該反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生高溫，發(fā)出強(qiáng)光 C．根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理，可以冶煉某些金屬 D．若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3 mol電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是 1 mol 解析：選D　A項(xiàng)，鋁是活潑金屬，高溫條件下可置換出氧化鐵中的鐵，正確；B項(xiàng)，鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，產(chǎn)生高溫、發(fā)出強(qiáng)光，正確；C項(xiàng)，高熔點(diǎn)的金屬可采用鋁熱法冶煉，正確；D項(xiàng)，鐵元素的化合價(jià)從＋3價(jià)降低到0價(jià)，因此1 mol Fe2O3在反應(yīng)中得到6 mol電子，則若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3 mol電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是0.5 mol，錯(cuò)誤。 4．(2019田家庵區(qū)模擬)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中不正確的是(　　) A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液 B．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過(guò)程制得氯化鎂固體，電解熔融的氯化鎂得鎂 C．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵 D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁，提純后電解熔融的氧化鋁得到鋁 解析：選A　鈉性質(zhì)活潑，用電解熔融的氯化鈉方法制取，電解氯化鈉溶液不能得到金屬鈉，故A錯(cuò)誤；鎂性質(zhì)活潑，用電解熔融的氯化鎂的方法制取，故B正確；鐵性質(zhì)較活潑，用熱還原反應(yīng)制取，故C正確；氯化鋁為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不能電離，鋁性質(zhì)活潑，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取，故D正確。 (1)選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活動(dòng)性。金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠后，越容易被還原；金屬的位置越靠前，越難被還原。 (2)化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定的金屬如Au、Pt等，在自然界中呈游離態(tài)，用物理方法即可得到。 (3)有些活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬也可以用還原法來(lái)冶煉，如Na＋KClK↑＋NaCl、2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等，在此主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動(dòng)原理，利用K、Rb沸點(diǎn)低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)平衡得以向正反應(yīng)方向移動(dòng)?！　　　? 考點(diǎn)(二)　生產(chǎn)、生活中的化學(xué)工藝 【多角探明無(wú)盲點(diǎn)】 將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái)，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)問(wèn)，是近幾年高考?？嫉念}型。通常以含金屬元素(Fe、Cu、Ti、Cr、Mn、W、V、Co等)的陌生物質(zhì)為載體，考查物質(zhì)的制備和分離提純等基本實(shí)驗(yàn)原理及操作、陌生化學(xué)方程式的書寫、產(chǎn)品純度或產(chǎn)率的化學(xué)計(jì)算、化工生產(chǎn)適宜條件的選擇等。這類試題具有較強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，充分考查考生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。其工藝流程如圖。 以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程 1.原料處理階段的常見考查點(diǎn) (1)加快反應(yīng)速率。 (2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等。 (3)灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。 2．分離提純階段的常見考查點(diǎn) (1)調(diào)pH除雜 ①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH。 ②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH。 (2)加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。 如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如侯氏制堿法中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。 (3)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。 3．獲得產(chǎn)品階段的常見考查點(diǎn) (1)洗滌(冰水、熱水)：如乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質(zhì)，又可減少晶體溶解的損耗。 (2)蒸發(fā)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。 (3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl。 (4)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是NaCl，同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3。 [典例1]　(2017全國(guó)卷Ⅲ)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示： 回答下列問(wèn)題： (1)步驟①的主要反應(yīng)： FeOCr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2 上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是______________________________________________________。 (2)濾渣1中含量最多的金屬元素是________，濾渣2的主要成分是________及含硅雜質(zhì)。 (3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變________(填“大”或“小”)，原因是_______________ _________________(用離子方程式表示)。 (4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到________(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。 a．80 ℃　　　　　　　 B．60 ℃ c．40 ℃ D．10 ℃ 步驟⑤的反應(yīng)類型是________。 (5)某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2 kg，產(chǎn)率為________。 [解題流程] 第一步：化整為零——流程分段明目的 第二步：找破題點(diǎn)——細(xì)審每段抓關(guān)鍵 第三步：析題解題——前后關(guān)照慎推理 (1)1 mol FeOCr2O3參與反應(yīng)共失去7 mol電子，而1 mol NaNO3 參與反應(yīng)得到2 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)比為2∶7。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，所以該步驟不能使用陶瓷容器。(2)步驟①中生成的氧化鐵因不溶于水而進(jìn)入濾渣1，所以濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe。結(jié)合流程圖可知，濾渣2的主要成分是Al(OH)3及含硅雜質(zhì)。(3)濾液2中存在平衡：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，H＋濃度越大(pH越小)，越有利于平衡正向移動(dòng)，所以步驟④應(yīng)調(diào)節(jié)濾液2的pH使之變小。(4)根據(jù)題圖，可知溫度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的K2Cr2O7固體越多，即在10 ℃左右時(shí)得到的K2Cr2O7固體最多。故d項(xiàng)正確。步驟⑤中發(fā)生的反應(yīng)為Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，其屬于復(fù)分解反應(yīng)。(5)該鉻鐵礦粉中Cr2O3的物質(zhì)的量為，根據(jù)Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理論質(zhì)量m0＝294 gmol－110－3 kgg－1＝ kg，所以產(chǎn)品的產(chǎn)率為100%＝100%。 [答案]　(1)2∶7　陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng) (2)Fe　Al(OH)3 (3)小　2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O (4)d　復(fù)分解反應(yīng) (5)100% [對(duì)點(diǎn)練] 1．硒(Se)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，以銅陽(yáng)極泥(主要成分為Ag2Se、Cu2Se和銀、金、鉑等)為原料制備純硒的工藝流程如圖所示： 回答下列問(wèn)題： (1)“焙燒”時(shí)的硫酸濃度最好為________(填標(biāo)號(hào))。 A．濃硫酸　 B．20%硫酸　　C．50%硫酸　　 (2)“焙燒”過(guò)程中Cu2Se參與反應(yīng)時(shí)，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是____________。 (3)“水吸收”所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“過(guò)濾”所得粗硒可采用真空蒸餾的方法進(jìn)行提純，獲得純硒。真空蒸餾的揮發(fā)物中硒含量與溫度的關(guān)系如圖所示： 蒸餾操作中控制的最佳溫度是________(填標(biāo)號(hào))。 A．455 ℃ B．462 ℃ C．475 ℃ D．515 ℃ (5)“水浸出”中的爐渣需粉碎，且加入溫水進(jìn)行浸泡，目的是______________________，“浸渣”中含有的金屬單質(zhì)是________。 (6)若“浸出液”中c(Ag＋)＝3.010－2 molL－1，則溶液中c(SO)最大為__________。[已知：Ksp(Ag2SO4)＝1.410－5，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字] 解析：(1)根據(jù)銅陽(yáng)極泥的主要成分知，加硫酸并焙燒的產(chǎn)物有SeO2、SO2、CuSO4、Ag2SO4等 ，Se元素由－2價(jià)升為＋4價(jià)，S元素由＋6價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，說(shuō)明焙燒時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硫酸除了作酸外，還作氧化劑，因此選用濃硫酸。(2)Cu2Se與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO4、SeO2、SO2與H2O，該反應(yīng)中Cu、Se元素化合價(jià)升高，因此該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是CuSO4、SeO2。(3)“水吸收”時(shí)，SeO2轉(zhuǎn)化為Se，Se元素的化合價(jià)降低，則S元素的化合價(jià)升高，SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4，配平該化學(xué)方程式為SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓。(4)由題圖可知，在475 ℃時(shí)，真空蒸餾的揮發(fā)物中硒含量最大，故最好選擇475 ℃。(5)“水浸出”中的爐渣需粉碎，且加入溫水進(jìn)行浸泡，目的是加快浸出速率，“浸渣”中含有與濃硫酸不反應(yīng)的Au、Pt。(6)根據(jù)Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)c(SO)，“浸出液”中c(SO)≤＝ molL－1≈1.610－2 molL－1。 答案：(1)A　(2)CuSO4、SeO2 (3)SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓ (4)C　(5)加快浸出速率　金、鉑(或Au、Pt) (6)1.610－2 molL－1 以分離提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程 1.物質(zhì)分離提純的原則 (1)不增：不引入新的雜質(zhì)。 (2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。 (3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。 (4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來(lái)的組成、狀態(tài)。 2．常用的提純方法 水溶法 除去可溶性雜質(zhì) 酸溶法 除去堿性雜質(zhì) 堿溶法 除去酸性雜質(zhì) 氧化劑或還原劑法 除去還原性或氧化性雜質(zhì) 加熱灼燒法 除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì) 調(diào)節(jié)溶液的pH法 如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 3.常用的分離方法 過(guò)濾 分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過(guò)濾或者抽濾等方法 萃取和分液 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 蒸發(fā)結(jié)晶 提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl 冷卻結(jié)晶 提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等 蒸餾或分餾 分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油 冷卻法 利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣 [典例2]　(2016全國(guó)卷Ⅲ)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為： 物質(zhì) V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 2.2～2.9 2.8～3.1 22～28 60～65 1～2 ＜1 　　以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： 回答下列問(wèn)題： (1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為__________________________， 同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是_________。 (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為________ mol。 (3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有________。 (4)“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。 (5)“流出液”中陽(yáng)離子最多的是________。 (6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 [解題流程] 第一步：化整為零——流程分段明目的 第二步：找破題點(diǎn)——細(xì)審每段抓關(guān)鍵 第三步：析題解題——前后關(guān)照慎推理 (1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO，V2O5、VO中V元素均顯＋5價(jià)，V元素化合價(jià)不變，則該反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，結(jié)合溶液的酸堿性及元素守恒寫出離子方程式：V2O5＋2H＋===2VO＋H2O。廢釩催化劑中除SiO2外，其余物質(zhì)均與稀硫酸反應(yīng)生成易溶于水的鹽，則“廢渣1”的主要成分是二氧化硅。(2)“氧化”中使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3 mol(5－4)＝3 mol；氧化劑KClO3被還原為KCl，Cl元素由＋5價(jià)降低到－1價(jià)，根據(jù)電子守恒可知，需要KClO3的物質(zhì)的量至少＝0.5 mol。(3)由圖可知，加入KOH中和后產(chǎn)生廢渣2，而“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中，后續(xù)操作中未進(jìn)行除雜操作，顯然該過(guò)程中還生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，從而除去Fe3＋、Al3＋，故“廢渣2”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，應(yīng)增加溶液中c(OH－)，使平衡逆向移動(dòng)，故淋洗液應(yīng)該呈堿性。(5)“氧化”和“中和”操作中分別加入KClO3、KOH，而“離子交換”過(guò)程中，消耗V4O同時(shí)生成OH－，而陽(yáng)離子未參與離子交換，故“流出液”中陽(yáng)離子最多的是K＋。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，“煅燒”過(guò)程中生成V2O5，考慮銨鹽的不穩(wěn)定性，還應(yīng)生成NH3和H2O，結(jié)合元素守恒寫出化學(xué)方程式：2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。 [答案]　(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2　 (2)0.5　(3)Fe(OH)3和Al(OH)3　(4)堿　 (5)K＋　(6)2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑ [對(duì)點(diǎn)練] 2．平板電視顯示屏生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢玻璃(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì))。某小組以此廢玻璃為原料，設(shè)計(jì)如圖工藝流程對(duì)資源進(jìn)行回收，得到Ce(OH)4。 已知：CeO2不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿；Ce3＋易水解，酸性條件下，Ce4＋有強(qiáng)氧化性。 (1)廢玻璃在NaOH溶液浸洗前往往要進(jìn)行的操作是_______________________ ____________，反應(yīng)①的離子方程式是___________________________________。 (2)反應(yīng)②的離子方程式是_____________________________________________。 (3)為了得到較純的Ce3＋溶液，反應(yīng)②之前要進(jìn)行的操作是____________。 (4)反應(yīng)③需要加入的試劑X可以是____________。 (5)用滴定法測(cè)定制得的Ce(OH)4產(chǎn)品純度。 ―→―→ 用FeSO4溶液滴定選________作指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________；若所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時(shí)間后再進(jìn)行滴定，則測(cè)得該Ce(OH)4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。 解析：(1)為了提高浸洗效率，廢玻璃在NaOH溶液浸洗前要進(jìn)行粉碎。廢玻璃中只有SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。(2)根據(jù)提供的信息及流程圖，可知濾渣B為CeO2，酸性條件下CeO2與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O。(3)為了得到較純凈的Ce3＋溶液，反應(yīng)②之前要對(duì)濾渣B進(jìn)行洗滌。(4)反應(yīng)③是將Ce(OH)3氧化為Ce(OH)4，為了不引起雜質(zhì)，加入的試劑X可以是O2。(5)K3[Fe(CN)6]能與Fe2＋反應(yīng)得到藍(lán)色沉淀，用FeSO4溶液滴定 ，可以選K3[Fe(CN)6]溶液作指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴溶液時(shí)，生成藍(lán)色沉淀，且振蕩也不再消失。若所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時(shí)間，則部分Fe2＋會(huì)被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋，消耗的FeSO4溶液的體積偏大，測(cè)定結(jié)果偏大。 答案：(1)粉碎　SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (2)2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O (3)洗滌　(4)O2 (5)K3[Fe(CN)6]　滴入最后一滴溶液時(shí)，生成藍(lán)色沉淀，且振蕩也不再消失　偏大