《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

1.(2024湖北十一校二模，9，改编)实验室用MnO₂等原料制取少量KMnO₄的实验流程如下。下列说法错误的是　　　　　　(　　　)
　
A.通入CO₂“歧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.可循环利用的物质是MnO₂
C.“过滤”时，为加快分离速率可采用减压过滤
D.向粗品中滴加盐酸若产生气泡则说明含有K₂CO₃

答案： 1 D 观察流程可知制取原理为MnO₂被氧化为K₂MnO₄[熔融过程中被氧化]，K₂MnO₄发生歧化反应生成MnO₂、KMnO₄，歧化时反应为3K₂MnO₄ + 2CO₂ = MnO₂↓ + 2KMnO₄ + 2K₂CO₃，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，A项正确；以MnO₂为原料，歧化时又生成了MnO₂，则MnO₂可循环利用，B项正确；“过滤”时，为加快分离速率可采用减压过滤，C项正确；根据A中反应，可知制得的KMnO₄粗品中可能会含有K₂CO₃，但若滴加盐酸，因Cl⁻具有还原性，酸性条件下，KMnO₄可将其氧化生成Cl₂，也有气泡产生，D项错误。

2.(2024九省联考贵州卷，11)高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe,杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　(　　　)
　
A.“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B.“滤渣"的主要成分是Al和C
C.“操作I”通入的空气可以用H₂O₂溶液代替
D.若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl₂

答案： 2 B 要制备高铁酸钠，则需除去废铁屑中的杂质Al、C及油脂。第一步，加NaOH溶液碱浸，Al和油脂被除去（留在滤液中）。第二步，加入盐酸酸浸，Fe反应生成FeCl₂，C留在滤渣中。第三步，通入空气将Fe²⁺氧化为Fe³⁺。第四步，加NaOH溶液调pH将Fe³⁺转化为Fe(OH)₃。第五步，Fe(OH)₃被NaClO氧化为Na₂FeO₄。综上分析可知A项正确、B项错误。第三步通入空气是为了氧化Fe²⁺，H₂O₂溶液可以达到相同的效果，C项正确。如果先氧化，在酸性环境中，Cl⁻和ClO⁻反应生成Cl₂，D项正确。

3.(2024福建泉州一模,9)SrCl₂是一种治疗牙本质过敏症的牙膏添加剂。一种用工业碳酸锶(含少量BaCO₃、FeO杂质)制取氯化锶晶体(SrCl₂·6H₂O)的工业流程如下。
　　　　　
下列说法错误的是　　　　　　　　　　(　　　)
A.$K_{sp}(SrSO_4)＞K_{sp}(BaSO_4)$
B.溶液Ⅰ中发生了反应2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O
C.工业碳酸锶的纯度为$\frac{148b}{267a}×100\%$
D.系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶等

答案： 3 C 要得到SrCl₂·6H₂O，则要除去BaCO₃和FeO，且中间过程中Sr不能损失。观察流程，第一步加入盐酸，则SrCO₃、BaCO₃和FeO全部溶解，生成相应的金属阳离子进入溶液Ⅰ。第二步，加入适量硫酸[生成BaSO₄（滤渣1）]，除去Ba²⁺；加入H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺。第三步，加入SrCO₃调节溶液的pH，将Fe³⁺转化为Fe(OH)₃[滤渣2]，得到含SrCl₂的滤液。由以上分析可知，在第二步加入硫酸的过程中要求Ba²⁺沉淀，而Sr²⁺不沉淀，说明Kₛₚ（SrSO₄）＞Kₛₚ（BaSO₄），A项正确；溶液Ⅰ中发生反应2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O，B项正确；因在第三步中向溶液Ⅱ中加入了SrCO₃，则工业碳酸锶的纯度应小于$\frac{148b}{267a}\times100\%$，C项错误；系列操作是从溶液Ⅲ中得到SrCl₂·6H₂O，故包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，D项正确。

4.(2024江西鹰潭一模，12)利用含钴废料(主要成分为Co₃O₄,还含有少量的铝箔、LiCoO₂等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:

已知:萃取Co²⁺的原理为Co²⁺ + 2HR ⇌ CoR₂ + 2H⁺。　　　　　
下列说法错误的是　　　(　　　)
A.“滤液I”中溶质的主要成分是Na[Al(OH)₄]
B.“酸溶"反应中H₂O₂作氧化剂
C.“反萃取”中可加入H₂SO₄分离出Co²⁺
D.“沉钴”时Na₂CO₃溶液滴加速率不宜过快，目的是防止生成Co(OH)₂

答案： 4 B 原料中Co主要以Co₃O₄形式存在，要制得CoCO₃，需要除去铝箔、Li元素等杂质，还需要将Co₃O₄还原为Co²⁺。第一步，加入NaOH溶液，铝箔溶解，以Na[Al(OH)₄]的形式进入滤液Ⅰ。第二步加入H₂SO₄和H₂O₂，分析整个流程加入的试剂，可知Co₃O₄在此时被还原为Co²⁺[H₂O₂作还原剂]。第三步加入HR萃取剂得到了无机相Li₂SO₄[说明LiCoO₂在第一步操作后，与Co₃O₄一起进入第二步酸溶环节]，则Co²⁺在有机相。第四步，反萃取过程是让Co²⁺从有机相重新进入水相；根据题给萃取原理，可知加入H₂SO₄后，H⁺浓度增大，使萃取平衡逆向移动，Co²⁺进入水相。第五步，沉钴，发生反应Co²⁺ + CO₃²⁻ = CoCO₃↓，如果Na₂CO₃的滴速过快，溶液碱性增强，可能生成Co(OH)₂杂质；综上可知选B。
易错警示
不要一看到H₂O₂就觉得是起氧化作用，要看题中的具体情境。

5.(2024安徽皖南八校三联，13)生产镍蓄电池的材料之一为三氧化二镍(Ni₂O₃)，一种从含镍废料(主要成分为镍、铝、氧化铁、碳等)获得Ni₂O₃的工业流程如图所示:

已知:①NiCl₂易溶于水,Fe³⁺不能氧化Ni²⁺;②$K_{sp}[Fe(OH)_3]=8.0×10^{-38}$;③当溶液中离子浓度≤1×10⁻⁵ mol·L⁻¹时,认为沉淀完全;④lg 2 = 0.3。
　　　　　
下列说法错误的是　　　　　　　　　(　　　)
A.为除去含镍废料表面的矿物油,X可选用乙醇
B.“酸浸”后的溶液中含有Fe³⁺、Ni²⁺、Al³⁺，可以用KSCN溶液证明Fe³⁺不能氧化Ni²⁺
C.常温下,加NiO调节溶液pH = 3.3时,溶液中Fe³⁺刚好沉淀完全
D.“无隔膜电解槽电解”发生的总反应为NaCl + H₂O$\stackrel{电解}{=\!=\!=}$NaClO + H₂↑

答案： 5 B 矿物油的主要成分是烃类，则可用乙醇来清除，A项正确；用KSCN溶液只能说明溶液中有Fe³⁺，但不能说明Fe³⁺没有氧化Ni²⁺，如要证明，则需要证明溶液中不存在Fe²⁺，可用K₃[Fe(CN)₆]溶液，B项错误；Kₛₚ[Fe(OH)₃]=8.0×10⁻³⁸ = c（Fe³⁺）×c³（OH⁻） = 10⁻⁵×c³（OH⁻），得c(OH⁻)=2×10⁻¹¹ mol·L⁻¹，pOH = -lgc(OH⁻) = -lg(2×10⁻¹¹)=10.7，则pH=3.3，C项正确；沉镍后的滤液为NaCl溶液，电解NaCl溶液得到NaOH、Cl₂、H₂，采用无隔膜电解槽电解时，生成的NaOH、Cl₂发生反应得到NaClO、NaCl和H₂O，总反应为NaCl + H₂O $\stackrel{电解}{=\!=\!=}$ NaClO + H₂↑，D项正确。

6.(2024重庆九龙坡二模,15)氧化钪(Sc₂O₃)可用作半导体镀层的蒸镀材料。可从金属提取工艺中的固体废料“赤泥”(含有Fe₂O₃、SiO₂、Sc₂O₃、TiO₂等)里回收Sc₂O₃。请结合流程，回答以下问题:
　
已知:①Sc₂O₃和TiO₂性质较稳定,不易被还原，且TiO₂难溶于盐酸;
②“熔炼”过程中,单质硅和大部分单质铁转化为熔融物分离出来;
③草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物;④常温下，部分氢氧化物的溶度积常数如下表所示:
　
(1)元素Sc在元素周期表中位于______区。
(2)“熔炼”时，请写出生成Fe的反应的化学方程式:________________________。
(3)“酸浸”时，滤渣的主要成分为______（填化学式）。
(4)“氧化”时，加入H₂O₂的目的是________________________（用离子方程式表示）。
(5)常温下，“调pH”时，溶液中c（Sc³⁺） = 0.001 mol·L⁻¹，为除去杂质离子，应控制的pH范围是______；为检验该杂质离子是否除尽，可选用______（填化学式）溶液进行检验。（当溶液中某离子浓度c≤1.0×10⁻⁵ mol·L⁻¹时，可认为该离子沉淀完全）
(6)反应过程中，测得钪的沉淀率随$\frac{n(H_2C_2O_4)}{n(Sc^{3+})}$的变化情况如图所示。当草酸用量过多时，钪的沉淀率下降的原因是________________________。
　　
(7)草酸钪晶体[Sc₂(C₂O₄)₃·6H₂O]在空气中加热，$\frac{m(剩余固体)}{m(原始固体)}$随温度的变化情况如图所示。250 ℃时，晶体的主要成分是______（填化学式）{M[Sc₂(C₂O₄)₃·6H₂O] = 462 g·mol⁻¹}。
　

答案： 答案 （1）d （2）Fe₂O₃ + 3C $\stackrel{高温}{=\!=\!=}$ 2Fe + 3CO↑ （3）TiO₂、C （4）H₂O₂ + 2Fe²⁺ + 2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O （5）3≤pH＜5 KSCN （6）草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，使钪的沉淀率下降 （7）Sc₂(C₂O₄)₃·H₂O
解析 由流程图并结合已知信息知，“熔炼”时大部分单质Fe和Si转化为熔融物分离出来，Sc₂O₃、TiO₂性质较稳定，不易被还原。加入盐酸后将Fe转化为Fe²⁺，Sc₂O₃转化为Sc³⁺，TiO₂难溶于盐酸，故滤渣的主要成分为TiO₂和过量的C。向滤液中加入H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺便于后续调节pH将Fe³⁺除去，则固体沉淀物为Fe(OH)₃。向滤液中加入草酸，得到Sc₂(C₂O₄)₃·6H₂O，过滤、洗涤、干燥后，在空气中加热得到Sc₂O₃固体。
（1）Sc元素位于周期表第四周期第ⅢB族，属于d区元素。
（2）“熔炼”时，焦炭将Fe₂O₃还原为Fe，焦炭过量，生成CO。
（5）常温下，“调pH”，使Fe³⁺完全沉淀，c（OH⁻）≥$\sqrt[3]{\frac{1×10^{-38}}{1×10^{-5}}}$ mol·L⁻¹=1×10⁻¹¹ mol·L⁻¹，即pH≥3；溶液中c(Sc³⁺)=0.001 mol·L⁻¹，Sc³⁺不沉淀，则c（OH⁻）＜$\sqrt[3]{\frac{1×10^{-30}}{0.001}}$ mol·L⁻¹=1×10⁻⁹ mol·L⁻¹，即pH＜5，故应控制的pH范围是3≤pH＜5；杂质离子为Fe³⁺，可用KSCN溶液检验是否除尽。（6）由已知信息③知，草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物，则草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，使钪的沉淀率下降。（7）Sc₂(C₂O₄)₃·6H₂O的摩尔质量为462 g·mol⁻¹，设Sc₂(C₂O₄)₃·6H₂O的初始质量为462 g，即1 mol。加热时，先失去结晶水，由图知，250 ℃时，减少的质量为462 g×19.5%≈90.1 g，则1 mol Sc₂(C₂O₄)₃·6H₂O失去结晶水的物质的量为$\frac{90 g}{18 g·mol^{-1}}$=5 mol，故此时晶体的主要成分是Sc₂(C₂O₄)₃·H₂O。