《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

25.(2024江西，15,14分)稀土是国家的战略资源之一。以下是一种以独居石[主要成分为CePO₄,含有Th₃(PO₄)₄、U₃O₈和少量镭杂质]为原料制备CeCl₃·nH₂O的工艺流程图。

已知：ⅰ.$K_{sp}[Th(OH)_{4}]=4.0×10^{-45}$，$K_{sp}[Ce(OH)_{3}]=1.6×10^{-20}$，$K_{sp}[Ce(OH)_{4}]=2.0×10^{-48}$
ⅱ.镭为第ⅡA族元素
回答下列问题：
(1)关于独居石的热分解，以下说法正确的是_______(填标号)。
a.降低压强，分解速率增大
b.降低温度，分解速率降低
c.反应时间越长，分解速率越大
d.提高搅拌速度，分解速率降低
(2)$Na_{2}U_{2}O_{7}$中铀元素的化合价为_______，热分解阶段$U_{3}O_{8}$生成$Na_{2}U_{2}O_{7}$的化学反应方程式为____________________。
(3)浓缩结晶后，得到的晶体产物化学式为_______。滤液可用于_______阶段循环利用，避免产生大量的高碱度废水。
(4)溶解阶段，将溶液pH先调到1.5~2.0，反应后再回调至4.5。
①盐酸溶解$Ce(OH)_{4}$的离子方程式为____________________。
②当溶液pH=4.5时，$c(Th^{4+})=$_______mol/L，此时完全转化为氢氧化钍沉淀。
(5)以$BaSO_{4}$为载体形成共沉淀，目的是去除杂质_______。

答案：
答案
(1)b
(2)+6 $O_{2}+2U_{3}O_{8}+6NaOH\xlongequal{\triangle}3Na_{2}U_{2}O_{7}+3H_{2}O$
(3)$Na_{3}PO_{4}$ 热分解
(4)①$2Ce(OH)_{4}+8H^{+}+2Cl^{-}\xlongequal{\;}2Ce^{3+}+Cl_{2}\uparrow +8H_{2}O$ ②$4.0\times10^{-7}$
(5)镭
解析
　
(1)a项，独居石的热分解需要有$O_{2}$参加，降低压强，$O_{2}$浓度降低，分解速率减小，错误;b项，降低温度，分解速率降低，正确;c项，反应时间越长，反应物浓度越低，分解速率越小，错误;d项，提高搅拌速度可使反应物接触更充分，分解速率加快，错误。
(2)$Na_{2}U_{2}O_{7}$中$U$元素的化合价为+6，$U_{3}O_{8}$转化为$Na_{2}U_{2}O_{7}$过程中$U$被氧化，则该过程中有$O_{2}$参加，则反应的化学方程式为$O_{2}+2U_{3}O_{8}+6NaOH\xlongequal{\triangle}3Na_{2}U_{2}O_{7}+3H_{2}O$。
(3)由流程分析可知晶体为$Na_{3}PO_{4}$，滤液中含有$NaOH$，可用于热分解阶段循环利用。
(4)①由流程分析可知，$Ce(OH)_{4}$与盐酸反应的离子方程式为$2Ce(OH)_{4}+8H^{+}+2Cl^{-}\xlongequal{\;}2Ce^{3+}+Cl_{2}\uparrow +8H_{2}O$。②当溶液$pH = 4.5$时，$c(OH^{-})=\frac{K_{W}}{c(H^{+})}=\frac{10^{-14}}{10^{-4.5}}mol/L = 10^{-9.5}mol/L$，$c(Th^{4+})=\frac{K_{sp}[Th(OH)_{4}]}{c^{4}(OH^{-})}=\frac{4.0\times10^{-45}}{(10^{-9.5})^{4}}mol/L = 4.0\times10^{-7}mol/L$。

26.(2024山东，18,12分)以铅精矿(含PbS、$Ag_{2}S$等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)“热浸”时，难溶的PbS和$Ag_{2}S$转化为$[PbCl_{4}]^{2-}$和$[AgCl_{2}]^{-}$及单质硫。溶解等物质的量的PbS和$Ag_{2}S$时，消耗$Fe^{3+}$物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HCl挥发外，另一目的是防止产生_______(填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的$PbCl_{2}$沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是____________________。
(4)“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)；
A.Al B.Zn C.Pb D.Ag
“置换”反应的离子方程式为____________________。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。

答案： 答案
(1)1:1 $H_{2}S$
(2)热浸
(3)还原过量的$FeCl_{3}$
(4)C $Pb + 2[AgCl_{2}]^{-}\xlongequal{\;}2Ag+[PbCl_{4}]^{2 - }$
(5)阳极
解析
(1)“热浸”时发生反应：$PbS + 2Fe^{3+}+4Cl^{-}\xlongequal{\;}[PbCl_{4}]^{2 - }+2Fe^{2+}+S$、$Ag_{2}S + 2Fe^{3+}+4Cl^{-}\xlongequal{\;}2[AgCl_{2}]^{-}+2Fe^{2+}+S$，故消耗$Fe^{3+}$的物质的量之比为1:1。加热时浓盐酸可与$PbS$反应生成$H_{2}S$气体，故盐酸浓度不宜过大。
(2)电解含$[PbCl_{4}]^{2 - }$的溶液得到$Pb$，阴极反应式为$[PbCl_{4}]^{2 - }+2e^{-}\xlongequal{\;}Pb + 4Cl^{-}$，阳极反应式为$2Cl^{-}-2e^{-}\xlongequal{\;}Cl_{2}\uparrow$；尾液中含有$FeCl_{2}$，用$FeCl_{2}$吸收$Cl_{2}$后生成$FeCl_{3}$，该吸收液可在“热浸”操作单元循环使用。
(3)在“热浸”操作中加入了过量$FeCl_{3}$，则在“还原”操作中加入铅精矿的目的为还原过量的$FeCl_{3}$。
(4)为避免引入杂质离子，试剂$X$可选用$Pb$。
(5)将富银铅泥制成电极板进行精炼，故应以含$[PbCl_{4}]^{2 - }$的溶液作电解液，富银铅泥电极板作阳极，$Pb$在阳极放电失去电子，$[PbCl_{4}]^{2 - }$在阴极得到电子生成$Pb$。

27.(2023海南，15,14分)铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿

回答问题：
(1)$Be_{3}Al_{2}Si_{6}O_{18}$中Be的化合价为_______。
(2)粉碎的目的是____________________；残渣的主要成分是_______(填化学式)。
(3)该流程中能循环使用的物质是_______(填化学式)。
(4)无水$BeCl_{2}$可用作聚合反应的催化剂。$BeO$、$Cl_{2}$与足量C在600～800℃制备$BeCl_{2}$的化学方程式为____________________。
(5)沉铍时，将pH从8.0提高到8.5，则铍的损失降低至原来的_______%。

答案：
答案
(1)+2
(2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸取率 $SiO_{2}$
(3)$(NH_{4})_{2}SO_{4}$
(4)$BeO + Cl_{2}+C\xlongequal{600～800^{\circ}C}CO + BeCl_{2}$
(5)10
解析 绿柱石煅烧生成对应的氧化物($BeO$、$Al_{2}O_{3}$、$SiO_{2}$、$Fe_{2}O_{3}$)，浓硫酸浸取时，$SiO_{2}$不反应;加硫酸铵调节$pH = 1.5$，加氨水调节$pH = 5.1$，$Fe^{3+}$、$Al^{3+}$被除去，再加入氨水到$pH = 8.0$生成$Be(OH)_{2}$沉淀，滤液硫酸铵循环利用。
(5)设$Be(OH)_{2}$的溶度积常数为$K_{sp}$，$K_{sp}=c(Be^{2+})\times c^{2}(OH^{-})$，$c(Be^{2+})=\frac{K_{sp}}{c^{2}(OH^{-})}$，当$pH = 8.0$时，$c(OH^{-}) = 10^{-6}mol/L$，铍损失浓度$c(Be^{2+})=\frac{K_{sp}}{10^{-12}}mol/L$；当$pH = 8.5$时，$c(OH^{-}) = 10^{-5.5}mol/L$，铍损失浓度$c(Be^{2+})=\frac{K_{sp}}{10^{-11}}mol/L$，损失降低至原来的10%。
知识拓展
绿柱石$(Be_{3}Al_{2}Si_{6}O_{18})$的成分可以写成$3BeO\cdot Al_{2}O_{3}\cdot 6SiO_{2}$，可认为其兼有三种氧化物的化学性质。